DE10009455C2 - Keramischer Formstein - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen keramischen Formstein, insbesondere als Randstein für
Brennwagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine aus derartigen
Formsteinen gebildete Verschalung und einen Brennwagen mit Seitenwänden aus
solchen Formsteinen.
Die bisher in der Praxis als Randsteine für Brennwagen eingesetzten keramischen
Formsteine sind im wesentlichen U-förmig, wobei sich die beiden Parallelschenkel
seitlich zum Inneren des Brennwagens hin erstrecken, während der Querschenkel
die Außenwandung bildet. Seitlich haben die bekannten Formsteine auf der einen
Seite eine Ausnehmung und auf der gegenüberliegenden Seite eine Ausbuchtung,
so daß sie nebeneinander angeordnet ineinandergreifen können. Zur Ausformung
der Ecken des Brennwagenrandes sind spezielle Ecksteine notwendig, die die nor
malen Randsteine miteinander verbinden.
Da die keramischen Formsteine im Verhältnis zu dem Beton, mit dem der durch die
Formsteine gebildete Innenraum des Brennwagens ausgegossen
wird, ein sehr hohes spezifisches Gewicht haben, versucht man, Formsteine mit
einem möglichst geringen Massivvolumen herzustellen. Der Schwerpunkt solcher
Formsteine liegt dann in der Regel sehr weit außen, so daß die Steine leicht nach
außen über den Querschenkel wegkippen können.
Schließlich ist das Anbringen der Dehnfuge aus einem Isoliervlies, die zwischen den
Formsteinen und dem in das Brennwageninnere hineingegossenen Beton vorgese
hen werden muß, aufwendig, da das Vlies entlang der Innenseite der Parallelschen
kel in jeden zwischen diesen gebildeten Innenraum der U-förmigen Randsteine wel
lenartig geführt werden muß. Es wird daher auch eine verhältnismäßig große Menge
an Dehnfugenfaservlies benötigt.
Die DE 196 33 707 A1 zeigt keramische Formsteine für ein Trockenmauersystem,
die teilweise U-förmig ausgebildet sind. Diese Formsteine weisen jedoch keine Aus
nehmungen zur Aufnahme der Schenkel eines jeweils benachbarten Formsteins
auf, sondern die Formsteine liegen auch bei Anordnung über Eck im geraden Stoß
aneinander und werden durch seitlich angebrachte Spannkrallen verbunden.
Die US-Patentschrift 4,206,577 zeigt ebenfalls eine Verschalung aus keramischen
Formsteinen, die jedoch wannen- oder trogförmig ausgebildet sind und über seitli
che Ausnehmungen und Vorsprünge um jeweils 180° zueinander versetzt angeord
net werden. Die Ausbildung von Ecken ist mit diesen Formsteinen jedoch nicht mög
lich. Zudem neigen die Steine wegen ihrer bis auf die Oberseite rundum geschlos
senen Wannenform zur Ausbildung von thermischen- bzw. Spannungsrissen, die
zur Zerstörung der Steine führen können.
In der WO 96/11371 ist ein Brennwagen mit Seitenwänden aus keramischen Form
steinen offenbart, die jedoch herkömmlich ausgebildet sind. Für die Ausformung der
Ecken sind dort entsprechende andersartige Ecksteine vorhanden.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem, einen keramischen Formstein mit ver
besserten Eigenschaften zu schaffen, der universell einsetzbar ist und ins
besondere als Brennwagenrandstein den Bau von Brennwagen erleichtert.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen keramischen Formstein mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Ausnehmungen in der Seitenwandung und in der Innenwandung des
Formsteins können mehrere Formsteine sowohl nebeneinander als auch im Winkel
aneinandergefügt werden, wobei durch die verkürzte Ausbildung des Innenschen
kels auch bei Anordnung über Eck keine weiteren, Spannungsrisse begünstigenden
Ausnehmungen vorgesehen werden müssen. Zur Ausbildung von rechteckigen Be
grenzungsformen ist es daher nicht mehr notwendig, spezielle Ecksteine vorzuhal
ten. Die freie Seite des die Außenwandung bildenden Querschenkels eines Form
steins greift dabei in nebeneinanderliegender Anordnung der Formsteine in die Aus
nehmung der Seitenwandung des nächsten Formsteins und bei Anordnung im Win
kel zueinander in die Ausnehmung der Innenwandung ein.
Um das Aneinanderfügen der erfindungsgemäßen Formsteine zu ermöglichen,
müssen die Ausnehmungen daher zumindest die Breite des freien Endes des die
Außenwandung bildenden Parallelschenkels aufweisen. Bevorzugt sind die Aus
nehmungen dabei in etwa so breit oder geringfügig breiter als der betreffende Paral
lelschenkel, da so ein paßgenaues Ineinanderfügen mit wenig Spiel gewährleistet
ist.
Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Formstein die Außenwandung durch
einen der beiden Parallelschenkel gebildet wird, liegt der Schwerpunkt des Form
steins nicht mehr soweit außen wie bei herkömmlichen Steinen und ein Wegkippen
des Steins nach außen wird vermieden. Außerdem haben die erfindungsgemäßen
Formsteine durch ihren eine Innenwandung bildenden Parallelschenkel zur Innen
seite einen nahezu nicht durchbrochenen glatten Abschluß, so daß die weitere Ge
staltung, beispielsweise das Anbringen einer Dehnfuge aus Faservlies, erleichtert
wird. So wird auch wesentlich weniger Dehnfugenmaterial benötigt.
Der erfindungsgemäße Formstein eignet sich nicht nur zur Herstellung von Brenn
wagen, sondern kann für unterschiedlichste Arten von Verschalungen und Ausklei
dungen, wie z. B. auch die Innenauskleidung von Brennräumen und Öfen, benutzt
werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und in
den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die im folgen
den beschrieben werden; es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Formstein,
Fig. 2 eine Ansicht aus Richtung II auf den Gegenstand in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht aus Richtung III auf den Gegenstand in Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen mit erfindungsgemäßen Formsteinen ge
bildeten Brennwagen,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen Längsschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 4,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen mit erfindungsgemäßen Formsteinen einer
anderen Ausführungsform gebildeten Brennwagen,
Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7 und
Fig. 9 einen Längsschnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 7.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Formstein 1 besteht aus zwei Parallelschenkeln
2, 3, die eine Außenwandung 4 und eine Innenwandung 5 ausbilden und durch einen
Querschenkel 6 miteinander verbunden sind. Der Querschenkel 6 bildet dabei eine
Seitenwandung 7. Die Innenwandung 5 und die Seitenwandung 7 weisen je eine
Ausnehmung 8, 9 auf, deren Breite 10 der Breite 11 des freien Endes 12 des Paral
lelschenkels 2 entspricht.
In den Fig. 4 und 7 ist dargestellt, wie die Formsteine 1 zu einer den Rand eines
Brennwagens bildenden Verschalung zusammengesetzt sind. Dabei
greift bei nebeneinander angeordneten Formsteinen 1 der die Außenwandung 4 bil
dende Parallelschenkel 2 mit seinem freien Ende 12 in die Ausnehmung 9 der Sei
tenwandung 7 des benachbarten Formsteins 1 ein. In den Ecken des Brennwagens
ist der benachbarte Formstein 1 gegenüber dem vorrausgehenden um 90° verdreht,
so daß das freie Ende 12 des Parallelschenkels 2 des vorausgehenden Formsteins
1 statt in die Ausnehmung 9 in die Ausnehmung 8 der Innenwandung 5 eingreift. Es
werden keine speziellen Ecksteine mehr benötigt. Falls an der Außenseite der Ver
schalung ein vollständig glatter Abschluß erwünscht ist, muß lediglich wie bei den
dargestellten Formsteinen 1' der abgebildeten Brennwagen der vorstehende Bereich
der Seitenwandung 7 entlang der in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten Linie abge
trennt werden.
Damit der die Innenwandung 5 bildende Parallelschenkel 3 das Aneinanderfügen
von Formsteinen 1 nicht behindert, ist der die Außenwandung 4 bildende Parallel
schenkel 2 länger als der andere Parallelschenkel 3. Diese Überlänge entspricht
vorzugsweise mindestens der Tiefe der Ausnehmungen 8, 9, damit der andere Par
allelschenkel 3 nicht an dem folgenden Formstein 1 anschlägt. Eine auch in den
Eckbereichen von Verschalungen annähernd durchgehende innenseitige Fläche
läßt sich bevorzugt durch Formsteine 1 erreichen, deren die Innenwandung 5 bil
dender Parallelschenkel 3 zumindest so lang wie die Gesamtbreite B des Form
steins 1 zwischen den Außenseiten der Parallelschenkel 2, 3 ist.
Um das Gewicht der Formsteine möglichst gering zu halten, ist der die Innen
wandung 5 bildende Parallelschenkel 3 vorzugsweise schmaler ausgebildet als der
für die Abschirmung nach außen wichtigere Parallelschenkel 2.
In den Fig. 4 bis 6 ist schematisch ein Brennwagen dargestellt, der unter Ver
wendung von Formsteinen 1 entsprechend den Fig. 1 bis 3 hergestellt ist. Dazu sind
die Formsteine 1 auf einem Brennwagenboden 13 entlang des äußeren Randes
angeordnet, so daß sie die Seitenwände des Brennwagens bilden. Dabei sind an
jeder Seite des Brennwagens einige Formsteine 1 durch Dehnfugen 24 aus Faser
vlies leicht voneinander beabstandet, so daß eventuell thermische Ausdehnungen
ausgeglichen werden können. Die Dicke der Dehnfuge 24 ist jedoch geringer, als
die Tiefe der Ausnehmung 9, damit die Formsteine 1 noch ineinandergreifen.
Der innerhalb der Seitenwände des Brennwagens entstehende mittlere Hohlraum 14
ist mit nicht dargestelltem Beton ausgegossen. An der Oberseite ist der Brennwagen
mit in Fig. 4 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Abdeckplatten 15 ge
schlossen. Die seitlichen Abdeckplatten 15' weisen dabei an ihrer Unterseite Vor
sprünge auf, die an die Innenwandungen 5 der Formsteine 1 anschlagen. Es ist ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Formsteine 1, daß sie so durch ihre die In
nenwandungen 5 bildenden Parallelschenkel 3 bereits einen langgestreckten An
schlag für die Abdeckplatten 15' bieten. Dadurch erübrigt sich die komplizierte Ge
staltung der herkömmlichen Formsteine, bei denen die Parallelschenkel niedriger als
der Querschenkel waren und die Innenseite des Querschenkels den Anschlag für
die Abdeckplatten formte.
An allen vier Seiten des Brennwagens sind die Formsteine 1 durch einen hoch
stehenden Rand 16 des Brennwagenbodens 13 stabilisiert. Der Rand 16 trägt an
den Querseiten des Brennwagens zusätzlich stabilisierende Stützsteine 17. Um den
Rand 16 aufzunehmen, können die Formsteine 1 untenseitig an dem die Außen
wandung 4 bildenden Parallelschenkel 2 und/oder an dem die Seitenwandungen
7 bildenden Querschenkel 6, Aussparungen 18, 19 aufweisen, die
sich über die ganze Länge des jeweiligen Schenkels 2, 6 erstrecken und in den Fig.
2 und 3 näher dargestellt sind.
Wie in den Fig. 4 und 6 erkennbar ist, können einzelne Formsteine 1" an ihrem die
Außenwandung 4 bildenden Parallelschenkel 2 und/oder an ihrem Querschenkel 6
außenseitig über die gesamte Länge eine von der Oberseite nach außen abfallende
Aussparung 20 aufweisen. Diese kann bei einem Aneinanderstoßen zweier Brenn
wagen die vorstehende Kante 21 des vorausfahrenden bzw. nachfolgenden Brenn
wagens aufnehmen. Die Aussparung 20 sollte deshalb nach außen abfallen, damit
z. B. Verschmutzungen im Inneren des Ofens wie Sand dort nicht liegenbleiben,
sondern herunterrutschen.
Eine Verschalung, die beispielsweise wie dargestellt die Seitenwände eines Brenn
wagens bildet, läßt sich aus den erfindungsgemäßen Formsteinen 1 besonders gut
aufbauen, indem die zwischen den Parallelschenkeln 2, 3, dem Querschenkel 6 und
einem Schenkel 6, 3 eines folgenden Formsteins 1 jeweils ausgebildeten Hohlräume
mit einem Füllmaterial ausgefüllt werden. Da diese Hohlräume eine stets definierte
Größe haben, können dazu vorzugsweise vorgefertigte Isoliermodule 22 aus Isolier
faser verwendet werden, die nur noch in die Hohlräume eingesetzt werden müssen.
Die Isoliermodule 22 können in standarisierten Höhen vorliegen, so daß für unter
schiedliche Formsteine 1 nur wenig verschiedene Isoliermodule 22 vorgehalten wer
den müssen. Wenn ein oder mehrere Isoliermodule 22 die Höhe des Formsteins 1
nicht vollständig ausfüllen, kann die Höhendifferenz vorab durch eine Einschütte 23
aus rieselfähigem Isoliermaterial ausgeglichen werden. Dabei kann es sich vor
zugsweise um Vermiculiete handeln, die auch leicht gebunden sein können. Mit den
Formsteinen 1, den Isoliermodulen 22 und der Einschütte 23 kann ein auf den jeweiligen
Formstein 1 abgestimmter Meßbecher mitgeliefert werden, der das Abmessen
der erforderlichen Menge an Einschütte pro Formstein 1 erleichtert.
Zur Fertigstellung des Brennwagens wird nach dem Aufbau der Verschalung an den
Innenseiten der Formsteine 1 entlang der Parallelschenkel 3 eine Dehnfuge 24, vor
zugsweise aus dünnem Isolierfaservlies gelegt, wie in Fig. 4 mit der gestrichelten
Linie 25 angedeutet. Anschließend wird der mittlere Hohlraum 14 mit Beton ausge
gossen und der Brennwagen obenseitig durch die Abdeckplatten 15 verschlossen.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen einen Brennwagen aus leicht abweichend geformten Form
steinen 1. Darin sind einander entsprechende Teile mit den Bezeichnungen in Fig. 1
bis 6 entsprechenden Bezugsziffern gekennzeichnet.
Claims (12)
1. Keramischer Formstein, insbesondere Brennwagenrandstein, der im wesent
lichen eine U-Form mit zwei Parallelschenkeln und einem diese verbindenden Quer
schenkel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschenkel (2, 3) eine
Innen- (5) und eine Außenwandung (4) und der Querschenkel (6) eine Seitenwan
dung (7) ausbilden, die Seitenwandung (7) und die Innenwandung (5) je eine Aus
nehmung (8, 9) von zumindest der Breite (11) des freien Endes (12) des die Außen
wandung (4) bildenden Parallelschenkels (2) aufweisen und der die Außenwandung
(4) bildende Parallelschenkel (2) länger als der die Innenwandung (5) bildende Par
allelschenkel (3) ist.
2. Formstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (10) der
Ausnehmungen (8, 9) der Seitenwandung (7) und der Innenwandung (5) gleich oder
geringfügig größer als die Breite (11) des freien Endes (12) des die Außenwandung
(4) bildenden Parallelschenkels (2) ist.
3. Formstein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Au
ßenwandung (4) bildende Parallelschenkel (2) den die Innenwandung (5) bildenden
Parallelschenkel (3) um zumindest die Tiefe der Ausnehmungen (8, 9) der Seiten
wandung (7) und der Innenwandung (5) überragt.
4. Formstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der die Innenwandung (5) bildende Parallelschenkel (3) schmaler als der die Au
ßenwandung (4) bildende Parallelschenkel (2) ist.
5. Formstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der die Innenwandung (5) bildende Parallelschenkel (3) zumindest so lang wie die
Breite (B) des Formsteins (1) zwischen den Außenseiten der Parallelschenkel (2, 3)
ist.
6. Formstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenwandung (4) eine sich untenseitig über die ganze Länge dieses Parallel
schenkels (2) erstreckende Aussparung (18) aufweist.
7. Formstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Seitenwandung (7) eine sich untenseitig über ihre Länge erstreckende Ausspa
rung (19) aufweist.
8. Formstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der die Außenwandung (4) bildende Parallelschenkel (2) und/oder der Querschenkel
(6) über die gesamte Länge eine von der Oberseite nach außen abfallende Ausspa
rung (20) aufweist.
9. Verschalung aus mit ihrem freien Ende (12) in eine der Ausnehmungen (8, 9)
eines benachbarten Formsteins eingreifenden Formsteinen nach einem der Ansprü
che 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Parallelschenkeln (2, 3)
und dem Querschenkel (6) jeden Formsteins (1) gebildeten Hohlräume mit Isolier
modulen (22) aus Isoliermaterial gefüllt sind.
10. Verschalung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Iso
liermodule (22) in standarisierten Höhen ausgeführt sind.
11. Verschalung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine eventuel
le Höhendifferenz zwischen den Isoliermodulen (22) und den Formsteinen (1) durch
eine Einschütte (23) aus körnigem Isoliermaterial ausgeglichen ist.
12. Brennwagen mit Seitenwänden aus Formsteinen nach einem der Ansprüche
1 bis 8 und/oder einer Verschalung nach einem der Ansprüche 9 bis 11.
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