DE10121699A1 - Tragbogenaufbau sowie Verfahren zur Herstellung eines Tragbogens - Google Patents
Tragbogenaufbau sowie Verfahren zur Herstellung eines TragbogensInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Tragbogenaufbau, wobei der Tragbogenaufbau zwei Widerlagersteine, jeweils einen an jedem Widerlagerstein anliegenden Kämpferstein (3), und zwischen den Kämpfersteinen (3) angeordnete, gleichartig aufgebaute Tragbogensteine aufweist, sowie ein Verfahren zum Erstellen eines solchen Tragbogens.
Description
Die Erfindung betrifft einen Tragbogenaufbau, insbesondere für
Gewölbe von Industrieöfen, wie Kalkschachtöfen, nach dem Oberbe
griff des Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung
eines Tragbogens nach dem Oberbegriff des Anspruch 21.
Gewölbekonstruktionen bzw. Tragbogenkonstruktionen werden im
konstruktiven Bereich, insbesondere im Bauen mit Formkörpern
bzw. Formsteinen immer dort benötigt, wo unterhalb eines Berei
ches ein Hohlraum vorhanden ist und die Last des über dem Hohl
raum liegenden Bauwerks oder Mauerwerks auf die den Hohlraum
seitlich begrenzenden Wände oder Pfeiler abgeleitet werden muß.
Seit der Römerzeit wird bzw. werden in vielen sakralen aber auch
profanen Bauwerken mit Hilfe von Tragbögen oder Gewölben eine
Überspannung von Hohlräumen mit Dächern oder Zwischenböden er
reicht oder Brücken hiermit erstellt. Die Gewölbe bzw. Tragbögen
können dabei beachtliche Spannweiten erreichen und leiten die an
ihrem Scheitelpunkt oder den Wölbflächen eingeleiteten Kräfte
seitlich in das Mauerwerk oder Hilfskonstruktionen wie Säulen
und Pfeiler ab.
Auch im Industrieofenbau werden Gewölbe und Tragbögen unter
schiedlicher Spannweite angewandt, um einen Ofenhohlraum zu
schaffen, welcher mit weiteren Hohlräumen oder Mauerwerken über
baut werden kann. Generell ist es üblich, Gewölbe bzw. Tragbo
genkonstruktionen derart aufzubauen, daß zunächst ein Lehrbogen
erstellt wird, beispielsweise aus Holz, auf welchen dann die den
Tragbogen oder das Gewölbe ausbildenden Steine von zwei Seiten
zum Scheitelpunkt gegenläufig bis zum Scheitelpunkt aufgemauert
werden. Am Scheitelpunkt wird dann ein sogenannter Schlußstein
eingefügt, gegen den sich bei Kuppeln allseitig, bei Tragbögen
oder tonnenförmigen Traggewölben zweiseitig der Tragbogen mit
seinen zwei gegenläufigen Abschnitten abstützt. Anschließend
kann der Lehrbogen entfernt werden und das Gewölbe oder der
Tragbogen steht frei.
Aus der DE 39 33 744 C2 ist ein Schlußsteinset zum Einbau im
Übergangsbereich zwischen zwei gegenläufigen Abschnitten einer
gewölbeartig ausgebildeten Tragkonstruktion aus feuerfesten
Steinen bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion für Tragbögen
wird die Tragkonstruktion aus zwei Abschnitten gebildet, die
gegenläufig aufeinanderzu gerichtet sind, wobei im Übergangs
bereich zwischen den beiden Abschnitten das Schlußsteinset ein
gesetzt wird, das aus zwei Übergangssteinen besteht, die auf
ihrer Außenseite, dem jeweils letzten Stein des korrespondieren
den Abschnitts benachbart, ein konisch sich von oben nach unten
verjüngendes Nut-/Federprofil aufweisen, das korrespondierend zu
den entsprechenden Nut-/Federeinrichtungen des benachbarten
Steins ausgebildet ist und so eine sichere und enge Verlegung
ermöglichen soll und ferner mindestens einen Schlußstein auf
weist, dessen Form so gewählt ist, daß er unter Formschluß in
den Raum zwischen die zuvor eingesetzten Steine axial einsetzbar
ist. Dies soll gewährleisten, daß im Fall von Reparaturen dieser
Schlußstein axial entnommen werden muß, wodurch die Tragkon
struktion geöffnet wird, um weitere Steine im Reparaturfall
abnehmen und austauschen zu können. Theoretisch soll hierdurch
erreicht werden, daß zum Öffnen des Tragbogens der Schlußstein
nicht nach oben in den Bereich eines darüberliegenden Mauerwerks
entnommen werden kann, sondern axial herauszogen weden kann,
ohne das darüberliegende Mauerwerk teilweise entfernen zu müs
sen. Diese bekannte Ausführungsform hat sich in der Praxis nicht
bewährt und wurde deshalb dahingehend abgeändert, daß die Nuten
und Federn Stufen aufweisen (Fig. 14), welche eine etwas höhere
Stabilität gegen seitlichen axialen Druck ermöglichen. Hierdurch
ist es jedoch notwendig, den Schlußstein radial nach oben aus
dem Tragbogen herauszuziehen, so daß gegenüber herkömmlichen
Schlußsteinen für Gewölbekonstruktionen kein Vorteil mehr er
zielt wird. Ein erheblicher Nachteil ist jedoch, daß das Schluß
steinset aus drei Steinen besteht und somit gegenüber normalen
Schlußsteinen einen erheblich erhöhten Fertigungsaufwand ver
ursacht.
Aus der EP 0 862 034 B1 ist ebenfalls ein Schlußsteinset für ein
Gewölbe aus feuerfesten Steinen, bestehend aus zwei formschlüs
sig an die feuerfesten Steine anschließbaren Adaptersteinen und
einem keilförmigen Schlußstein bekannt, wobei der keilförmige
Schlußstein in den zu schließenden Raum zwischen den Adapter
steinen axial einsetzbar ist und die Adaptersteine und der
Schlußstein in ein Fugenbett aus Mörtel eingesetzt sind. Bei
dieser bekannten Konstruktion werden die im eingebauten Zustand
gegeneinander abgestützten Anschlußflächen der Adaptersteine und
des Schlußsteins als ebene, stufenfreie Flächen ausgebildet,
wobei in diesen Flächen Rillen angeordnet sind, die sich nach
dem Einsetzen des Schlußsteins zu einem stirnseitig axial offe
nen Kanal ergänzen, so daß die Kanäle jeweils eine stirnseitig
einführbare massive Kupplungsstange aus einem nicht legierten
Kohlenstoffstahl aufnehmen. Bei dieser Ausführungsform eines
Schlußsteinsets bzw. eines Tragbogens ist von Nachteil, daß der
Tragbogen durch das Einfüllen von fremden Materialien sowohl
chemisch als auch materialtechnisch inhomogen wird und insbeson
dere die Kupplungsstangen im Einsatz ausbrennen können, so daß
eine dauerhafte Stabilität nicht gegeben ist.
Eine ähnliche Lösung ist aus der CH 453 586 bekannt, wobei dort
die Kanäle von zwischen den Steinen eingeschobenen Metallplatten
ausgebildet bzw. begrenzt werden, wobei diese Lösung für Dreh
rohrofenausmauerungen vorgesehen ist.
Die DE-OS 21 19 051 schlägt für die gewölbeartige Ausmauerung
von Drehrohröfen sogenannte Keilsteine auf, die schräg verlau
fende keilförmige Vorsprünge in ihren Seitenwandungen aufweisen.
Zum Abschluß eines Gewölbebogens oder eines Kreises des Dreh
rohrofens werden Schlußsteine eingesetzt, welche eine glatte
senkrechte oder geneigt zur Grundfläche verlaufende Seitenfläche
aufweisen, während die andere Seitenfläche, die zum Anschluß an
die übrigen Steine erforderliche Schulter bzw. den erforderli
chen keilförmigen Vorsprung aufweist. Auch bei einer derartigen
Ausführungsform ist von Nachteil, daß zumindest im Bereich des
Schlußsteines Axialkräfte nicht sicher aufgenommen werden kön
nen.
Aus der DE-PS 48 16 76 ist ein Stein für Feuerraumdecken bekannt,
der an einer seiner Seitenflächen einen V-förmigen Vorsprung mit
nach oben gerichteter Spitze und an einer gegenüberliegenden
Fläche eine entsprechende Nut aufweist. Der Vorsprung und die
Nut sind je abwärts bis zu einer glasierten Unterfläche des
Steins durchgezogen, wobei Vorsprung und Nut je in Form eines
geschlossenen Dreiecks ausgebildet sind. Hierdurch soll vermie
den werden, daß Brüche längs bestimmter Linien ein Herausfallen
der abgebrochenen Teile mit entsprechender Freilegung unglasier
ter Teile der Decke gegen die Hitze zur Folge haben und die
Decke rasch zerstört wird. Gemäß dieser Druckschrift ist es beim
Aufbau einer ringförmigen Feuerungsfläche mit diesen Formkörpern
notwendig, in geeigneten Zwischenräumen keilförmige Steine ein
zuschalten. Diese Steine werden ebenso wie die vorher genannten
Steine ausgebildet, weisen jedoch eine glatte Fläche auf, die
keinen Vorsprung oder keine Nut aufweisen. Auch hierbei ist von
Nachteil, daß im Bereich des Keilsteins oder der Keilsteine eine
Schwächung des Tragbogens stattfindet, insbesondere in axialer
Richtung. Ferner ist von Nachteil, daß der Schlußstein für Repa
raturarbeiten über die gesamte Steinhöhe nach oben aus dem Trag
bogen herausgezogen werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tragbogenaufbau zu schaffen,
welcher einen einfach aufgebauten Tragbogen ergibt, leichter und
mit weniger Aufwand zu montieren ist und eine höhere Tragfestig
keit hat als bekannte Tragbögen.
Die Aufgabe wird mit einem Tragbogenaufbau mit den Merkmalen des
Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den von diesem Anspruch
abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Es ist ferner eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines
Tragbogens zu schaffen, mit welchem ein Tragbogen zuverlässig,
leicht und mit wenig Aufwand montiert werden kann und ein Trag
bogen mit hoher Tragfähigkeit erzielt wird.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Trag
bogens mit den Merkmalen des Anspruch 21 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Tragbogen durch ein einheitliches
Steinformat ausgebildet, d. h. es werden keine separaten Adapter
oder Schlußsteine benötigt.
Lediglich die Kämpfersteine des Tragbogens weisen, wie dies auch
im Stand der Technik üblich ist, eine abweichende Form auf. Sie
entsprechen auf der Tragbogenseite von der Oberfläche her im
wesentlichen einem Tragbogensteinformat und weisen auf einer
auflagerseitigen Fläche eine glatte Oberfläche auf.
Die Steinformate der erfindungsgemäßen Tragbogenkonstruktion
weisen eine speziell ausgebildete Kontur mit einer Stufe auf,
welche eine Form und einen Rampenwinkel besitzt, welcher sich
überraschend als statisch besonders stabil herausgestellt hat.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, den Bogen von einem
Widerlagerstein aus über den Scheitelpunkt hinaus zu mauern und
als letzten Stein den Widerlager-Wölber bzw. Kämpferstein, der
auf dem anderen gegenüberliegenden Widerlagerstein ruht, ein
zusetzen. Dies hat zum Vorteil, daß bei einer Reparatur das über
dem Tragbogen liegende Mauerwerk in den allermeisten Fällen
überhaupt nicht ausgebrochen zu werden braucht, da an der Stel
le, an der der Kämpferstein eingesetzt wird, üblicherweise zwi
schen diesem Stein und dem oberen Mauerwerk eine Lücke besteht,
die mit Mörtel aufgefüllt ist.
Bei der Erfindung ist somit von Vorteil, daß sich Tragbögen in
einfacher und sicherer Weise herstellen lassen, wobei sie durch
einen verminderten Produktionsaufwand günstig sind und der er
findungsgemäße Tragbogen bzw. der erfindungsgemäße Tragbogen
aufbau statisch sehr hoch belastbar ist.
ie Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispiel
haft erläutert. Es zeigen dabei:
Fig. 1 einen erfindungsgemäße Tragbogenaufbau in einer per
spektivischen Ansicht,
Fig. 2 den erfindungsgemäßen Aufbau nach Fig. 1 in einer
Draufsicht,
Fig. 3 eine erste Ausführungsform eines Kämpfersteins in
einer Draufsicht,
Fig. 4 den Kämpferstein nach Fig. 3 in einer Seitenansicht,
Fig. 5 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Tragbogensteins,
Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Kämpferstein, welcher dem
Stein gemäß Fig. 3 gegenüberliegend angeordnet ist,
Fig. 7 einen Widerlagerstein für den Kämpferstein in einer
Draufsicht,
Fig. 8 den Stein gemäß Fig. 7 in einer seitlichen Ansicht,
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Tragbogenaufbaus,
Fig. 10 einen Tragbogenstein für einen Tragbogen gemäß Fig. 9
in einer Draufsicht,
Fig. 11 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Tragbogenaufbaus,
Fig. 12 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Tragbogenaufbaus,
Fig. 13 die Einbausituation eines erfindungsgemäßen Tragbogen
aufbaus, insbesondere beim Einbau in ein bestehendes
Mauerwerk,
Fig. 14 eine Tragbogenkonstruktion mit geteiltem Schlußstein
und Adapterstein gemäß dem Stand der Technik.
Ein erfindungsgemäßer Tragbogenaufbau 1 (Fig. 1, 2) weist zwei
sich gegenüberliegende Widerlagersteine bzw. Elemente 2, je
einen auf den Widerlagersteinen 2 aufliegenden Widerlager-Wölber
3 bzw. Kämpferstein 3 und zwischen den Kämpfersteinen 3 den
Tragbogen 4 auf, der aus einer Mehrzahl von gleichartigen Trag
bogensteinen 5 ausgebildet ist.
Die Widerlagersteine 2 sind im wesentlichen quaderförmig ausge
bildet und weisen eine Bodenwandung 6, eine Rückwandung 7, eine
Deckenwandung 8, zwei Seitenwandungen 9 und eine Vorder- bzw.
Lagerwandung 10 auf. Die Vorder- bzw. Lagerwandung 10 besitzt
benachbart zur Bodenwandung 6 einen schmalen, zur Rückwandung 7
parallel verlaufenden Wandabschnitt 11. Oberhalb des Wandab
schnitts 11 erstreckt sich eine Lagerfläche 12 in einem vorgege
benen Winkel schräg zur Rückwandung 7 und schließt mit der Dec
kenwandung 8 ab. Die Lagerfläche 12 der Lagerwandung 10 ist eben
ausgebildet. Auf der Lagerfläche 12 lagert ein Kämpferstein 3.
Der Kämpferstein 3 besitzt eine Lagerwandung 15, eine der Lager
wandung 15 gegenüberliegende Tragwandung 16, zwei parallele,
diese verbindende Seitenwandungen 17 sowie eine Deckenwandung 18
und eine Bodenwandung 19.
Der Kämpferstein 3 ist leicht keilförmig ausgebildet, wobei sich
der Kämpferstein 3 von seiner Deckenwandung 18 zur Bodenwandung
19 verjüngt.
Die Tragwandung 16 weist eine Kontur auf, die dazu dient, mit
dem nächstfolgenden Tragbogenstein 5 einen definierten, die Lage
der Steine festlegenden Formschluß zu erzielen.
Die Kontur besteht beispielsweise aus einem Absatz 20 bzw. einer
Stufe 20 in der Tragwandung 16 (Fig. 4, 6).
Von der Stufe 20 her verschmälert sich der Kämpferstein 3 zur
Bodenwandung 19 hin. Die Stufe 20 hat einen bogenartig gewölbten
Verlauf und erstreckt sich in etwa von der Mitte einer Seiten
wandung 17 zur gegenüberliegenden Seitenwandung 17, wobei die
Stufe 20 (Fig. 1) abwärts zur Bodenwandung 19 hin gewölbt ist.
Die Stufe 20 verläuft schräg bzw. geneigt, wobei die Stufe 20
einen Rampenwinkel α aufweist, der 30° bis 60°, insbesondere 45°
beträgt.
Der eigentliche Tragbogen 4 wird aus den Tragbogensteinen 5
ausgebildet. Die Tragbogensteine 5 sind keilförmig ausgebildet,
mit einer vorderen Tragwandung 25 und einer hinteren Tragwandung
26, die von einer gemeinsamen Deckenwandung 27 zu einer gemein
samen Bodenwandung 28 aufeinanderzu verlaufen. Ferner besitzt
der Tragbogenstein 5 zwei die vordere und hintere Tragwandung
25, 26 verbindende ebene Seitenwandungen 29. Die vordere Trag
wandung 25 und hintere Tragwandung 26 weisen jeweils eine Kontur
auf. Die Kontur der Tragwandung 25 weist beispielsweise eine
Stufe 30 auf, welche schräg unter dem Winkel α verläuft. Mit der
Stufe 30 verjüngt sich der Tragbogenstein 5 von der Deckenwan
dung 27 zur Bodenwandung 28 stufenartig. Die Stufe 30 ist ent
sprechend der Stufe 20 des Kämpfersteins 3 ausgebildet und ver
läuft bogenartig gewölbt und erstreckt sich somit in etwa von
der Mitte einer Seitenwandung 29 zur gegenüberliegenden Seiten
wandung 29, wobei die Stufe 30 abwärts zur Bodenwandung 28 hin
konkav gewölbt ist.
Die hintere Tragwandung 26 weist ebenfalls eine Kontur auf,
wobei die Kontur der hinteren Tragwandung 26 beispielsweise aus
einer Stufe 31 besteht, welche schräg unter dem Winkel α ver
läuft. Mit der Stufe 31 erweitert sich der Tragbogenstein 5 von
der Deckenwandung 27 zur Bodenwandung 28 hin stufenartig. Die
Stufe 31 verläuft bogenartig gewölbt und erstreckt sich vorzugs
weise auf Höhe der Stufe 30 von einer Seitenwandung 29 zur ge
genüberliegenden Seitenwandung 29, wobei die Stufe 31 korrespon
dierend zur Stufe 30 in Richtung zur Bodenwandung 28 hin konvex
verläuft. Die Stufe 20 und die Stufe 31 sind derart korrespon
dierend miteinander ausgebildet, daß ein auf dem Kämpferstein 3
aufliegender Tragbogenstein 5 mit seiner hinteren Tragwandung 26
auf der Tragwandung 16 aufliegt, wobei die Stufe 20 in die Stufe
31 formschlüssig eingreift und die Deckenwandung 18 und die
Bodenwandung 19 des Kämpfersteins 3 mit der Deckenwandung 27 und
der Bodenwandung 28 des darauffolgenden Tragbogensteins 5 ab
schließt. Die Seitenwandungen 17 des Kämpfersteins 3 und die
Seitenwandungen 29 des Tragbogensteins 5 verlaufen hierbei
fluchtend. Die Konturen der hinteren Tragwandung 26 und der
vorderen Tragwandung 25 der Tragbogensteine 5 korrespondieren
derart miteinander, daß die Tragbogensteine ebenfalls mit den
Seitenwandungen fluchtend und mit Ober- bzw. Unterwandungen
abschließend formschlüssig ineinandergefügt sind. Durch ihre
Keilförmigkeit definierter Keiligkeit ergibt sich ein Bogen von
definierter Länge und Spannweite. Dem ersten Kämpferstein 3
gegenüberliegend ist an dem gegenüberliegenden Widerlagerstein
ein zweiter Kämpferstein 3 angeordnet, welcher von der Kontur
der Tragwandung 16 her, wie vorgenannt beschrieben, mit der
Kontur der vorderen Tragwandung 25 des Tragbogensteins 5 korre
spondiert, d. h. eine Kontur aufweist, die der hinteren Tragwan
dung 26 eines Tragbogensteins 5 entspricht.
Bei einer weiteren Ausführungsform (Fig. 9, 10) verlaufen die
Stufen 20, 30, 31 oval, insbesondere spitzoval von der jeweili
gen Deckenwandung 18 bzw. 27 her zur Bodenwandung 17 bzw. 28,
wobei hierdurch in den Wandungen 26 sich zur Deckenwandung hin
öffnende Ausnehmungen 35 und in den Wandungen 16 bzw. 25 sich
zur jeweiligen Deckenwandung 18 bzw. 27 verbreitende Nasen bzw.
Aufwölbungen 36 ausbilden. Die Nasen 36 eines Steins 3, 5 grei
fen bei zusammengesetztem Tragbogen in die Ausnehmungen 35 des
benachbarten Steins formschlüssig ein, wobei die Flanken der
Stufen 20, 30, 31 ebenfalls formschlüssig aufeinanderliegen.
Darüber hinaus kann die Stufe 20, 30, 31 auch einen wellenförmi
gen Verlauf aufweisen (Fig. 11) oder von den Seitenwandungen 17,
29 her zunächst parallel zur Bodenwandung 28, 19 ein Stück hin
zur Steinmitte verlaufen, um dann beidseitig abzuknicken, so daß
eine aufwärts- ober abwärtsgerichtete dreieckig spitze oder
parallelogrammförmige bzw. rechteckige oder quadratische Nase 37
bzw. Ausnehmung 38 im Verlauf der Stufe ausgebildet wird (Fig.
12).
Im Gegensatz zu den bislang bekannten Nut-/Federausführungen
bietet die erfindungsgemäße Ausbildung einer Stufe, insbesondere
einer konkaven/konvexen Stufe, den Vorteil, daß derartige Stufen
kostengünstig hergestellt werden können, da die Konkav-/Konvex
form im Vergleich zur winkligen bzw. halbrunden Nut- und Feder
form einfacher spanabnehmend bearbeitet werden kann. Ferner
bieten die erfindungsgemäßen Stufen durch das aus dieser Form
resultierende Bogenmaß der Stufe eine deutlich größere Fläche
zur Aufnahme der Gewichtslasten, die auf diesen Tragbogen ein
wirken. Konstruktionen gemäß dem Stand der Technik verfügen über
deutlich weniger Fläche zur Aufnahme entsprechender Lasten, was
in vielen Fällen zu spannungsbedingtem Materialbruch führt. Die
erfindungsgemäße Anschrägung hat den Vorteil, daß sie zur Ver
minderung der Kerbwirkung beiträgt. Die horizontal zur Lagen
richtung verlaufende, konkavförmige bzw. konvexförmige Stufe
bietet in Verbindung mit dem gleichförmigen Aufbau des Gewölbes
den Vorteil, daß eine durchgehende Fuge im zentralen Bereich des
oberen Scheitelpunkts nicht entsteht. Durchgehende Fugen sind
sowohl aus thermomechanischer als auch thermochemischer Sicht
grundsätzlich Schwachpunkt eines Tragbogen- oder Gewölbeaufbaus,
da durch diese einerseits Gasundichtheit und andererseits ver
minderte Form- bzw. Kraftflüssigkeit verursacht werden. Der
erfindungsgemäße Tragbogenaufbau hat darüber hinaus den Vorteil,
daß, da nur gleichförmige Tragbogensteine zum Einsatz kommen,
eine gleichmäßige Spannungsverteilung im Tragbogen herrscht. Im
Gegensatz hierzu entsteht im Stand der Technik ein inhomogener
Aufbau durch den Einsatz mehrerer verschiedener geformter For
mate.
Anhand von Berechnungen mit der Finite-Elemente-Methode konnte
herausgefunden werden, daß die statische Belastbarkeit des er
findungsgemäßen Tragbogenaufbaus deutlich über derjenigen bisher
bekannter Tragbogenaufbauten liegt. Insbesondere konnte eine
gleichmäßige homogene Spannungsverteilung nachgewiesen werden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen
eines Tragbogens erläutert. Um den erfindungsgemäßen Tragbogen
zu erstellen, wird ein Lehrgerüst bzw. ein Lehrbogen erstellt,
welcher sich von einem Widerlagerstein 2 bzw. einem Widerlager
element 2 zum gegenüberliegenden Widerlagerstein 2 bzw. Widerla
gerelement 2 erstreckt. Der Lehrbogen weist dabei eine Aufwärts
wölbung auf, die der des zu erstellenden Tragbogens entspricht.
Nun wird zunächst auf eine Lagerfläche 12 eines Widerlagersteins
2 ein Kämpferstein 3 bzw. Widerlager-Wölber 3 mit seiner Lager
wandung 15 aufgelegt. Die Lagerwandung 15 des Kämpfersteins 3
schließt vorzugsweise allseitig mit der Lagerfläche 12 des Wi
derlagersteins 2 ab. Anschließend werden bis zum oberen Schei
telpunkt des Tragbogens Tragbogensteine 5 jeweils formschlüssig
an den vorhergehenden Stein angelegt, wobei der erste Tragbogen
stein 5 formschlüssig an den auf dem Widerlagerstein 2 ruhenden
Kämpferstein 3 angelegt wird. Nach dem Überschreiten des oberen
Scheitelpunkts, werden beim Einbau die nachfolgend angelegten
bzw. anzulegenden Steine mittels eines speziellen Montageklebers
gegeneinander fixiert. Nach dem Anlegen des letzten Gewölbe
steins kann der gegenüberliegende Kämpferstein 3 bzw. Widerla
ger-Wölber 3 in den Tragbogenaufbau zwischen dem Widerlagerstein
2 und dem letzten Tragbogenstein 5 eingesetzt werden.
Durch ein exaktes Trockenverlegen der Steine vor dem eigentli
chen Einbau im Ofensystem sind die genauen Abmessungen der Wi
derlager bestimmbar. Die Erfindung sieht vor, zum Ausgleich von
Längenänderungen bzw. Toleranzen bei der Steinherstellung einem
Gebinde mit Tragbogensteinen 5 verschieden dicke Kämpfersteine
3, beispielsweise je zwei einer Sorte, beizulegen. Dies hat den
Vorteil, daß die weitaus größere Anzahl von Steinen, nämlich die
Tragbogensteine 5, immer gleich hergestellt werden können, wäh
rend die sowieso als Sonderformate hergestellten Kämpfersteine
3 in entsprechenden unterschiedlichen Dicken hergestellt werden.
Beispielsweise wird für den Fall, daß trotz sorgfältiger Vor
arbeit der vorgesehene letzte Kämpferstein 3 bzw. Widerlager-
Wölber 3 nicht exakt passen sollte, von diesem Kämpferstein 3
jeweils ein um +2 mm und ein um -2 mm, bezogen auf die Keilig
keit, variierendes Alternativformat mitgeliefert. Durch diese
Variationsmöglichkeit wird auch bei Maßabweichungen ein optima
ler Einbau erreicht.
Im eingebauten Zustand (Fig. 13) erstreckt sich der Tragbogen 4
mit seinen Tragbogensteinen 5 zwischen den Widerlagersteinen 2
bzw. den Widerlager-Wölbern 3 bzw. Kämpfersteinen 3. Oberhalb
des Tragbogens 4 erstreckt sich das weitere Mauerwerk 40, wobei
üblicherweise zwischen dem Mauerwerk 40 und dem Tragbogen 4 eine
Ausgleichsmörtelschicht 41, insbesondere nach Reparaturen, an
geordnet ist.
Zum Ausbau eines schadhaften Tragbogens reicht es erfindungs
gemäß üblicherweise aus, diese Mörtelschicht 41 auszubrechen und
anschließend den zuletzt eingesetzten Widerlager-Wölber 3 bzw.
Kämpferstein 3 um die Höhe h der Wölbung der Stufe 20 nach oben
in den Bereich der ausgebrochenen Ausgleichsschicht emporzuheben
und zu entnehmen. Ggf. kann dieser Kämpferstein 3 zusammen mit
dem nächstfolgenden Tragbogenstein 5a gemeinsam nach oben bewegt
werden, wenn die Bewegung eines einzelnen Steines gesperrt ist.
Umgekehrt lassen sich bei geeigneter Wahl der Stufenhöhe bzw.
der Höhe der Ausgleichsschicht 41 die Steine 3, 5 des gesamten
Tragbogens 4 anschließend erneuern, ohne daß - wie im Stand der
Technik üblich - das darüberliegende Mauerwerk ausgebrochen
werden muß, da erst mit dem Wechsel des letzten Steines dieser
von oben in den Steinverband hineingesenkt werden muß. Hierfür
ist jedoch erfindungsgemäß ausreichend Platz vorhanden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist von Vorteil, daß das
bisher Zeit- und kostenaufwendige Ausmauern des über dem Tragbo
gen befindlichen Mauerwerks in Reparaturfällen entfallen kann.
Claims (29)
1. Tragbogenaufbau, insbesondere für Industrieöfen, wobei der
Tragbogenaufbau zwei Widerlagerelemente (2) bzw. Steine (2)
sowie je einen an den Widerlagern (2) anliegenden Widerla
ger-Wölber (3) bzw. Kämpferstein (3) aufweist, zwischen
denen sich der Tragbogen (4) bogenartig erstreckt, wobei
der Tragbogen (4) aus einer Mehrzahl gleichartig ausgebil
deter Tragbogensteine (5) ausgebildet ist.
2. Aufbau nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragbogensteine (5) auf einer Wandung (25) eine erste
Kontur und auf der gegenüberliegenden Wandung (26) eine
zweite, zur ersten korrespondierende, insbesondere form
schlüssig, eingreifbare Kontur aufweisen.
3. Aufbau nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kämpferstein (3) die erste Kontur und ein Kämpferstein
(3) die zweite Kontur aufweist.
4. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kämpfersteine (3) und die Tragbogensteine (5) eine von
der Bogenoberseite zur Bogenunterseite sich verjüngende, im
wesentlichen keilige Form aufweisen.
5. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontur jeweils durch eine auf einer Wandung (25, 26,
16) ausgebildeten Stufe (20, 30, 31) ausgebildet wird,
wobei die Stufe von einer höheren Wandungsebene zu einer
tieferliegenden Wandungsebene unter einem Winkel a schräg
verlaufend angeordnet ist.
6. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Widerlagersteine bzw. -elemente (2) im wesentlichen
quaderförmig ausgebildet sind und eine Bodenwandung (6),
eine Rückwandung (7), eine Deckenwandung (8), zwei Seiten
wandungen (9) und eine Vorder- bzw. Lagerwandung (10) auf
weisen, wobei die Vorder- bzw. Lagerwandung (10) benachbart
zur Bodenwandung (6) einen schmalen, zur Rückwandung (7)
parallel verlaufenden Wandungsabschnitt (11) aufweist und
oberhalb des Wandungsabschnitts (11) sich eine Lagerfläche
(12) in einem vorgegebenen Winkel schräg zur Rückwandung
(7) hin erstreckt und mit der Deckenwandung (8) abschließt.
7. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagerfläche (12) der Lagerwandung (10) eben ausgebildet
ist.
8. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf der Lagerfläche (12) ein Kämpferstein (3) lagert.
9. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kämpferstein (3) eine Lagerwandung (15), eine der La
gerwandung (15) gegenüberliegende Tragwandung (16), zwei
parallele, diese verbindende Seitenwandungen (17) sowie
eine Deckenwandung (18) und eine dieser gegenüberliegende
Bodenwandung (19) aufweist, wobei sich der Kämpferstein (3)
von seiner Deckenwandung (18) zur Bodenwandung (19) hin
verjüngt.
10. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragwandung (16) zur Erzielung eines Formschlusses mit
einem folgenden Tragbogenstein (5) eine Kontur aufweist.
11. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragbogensteine (5) keilförmig ausgebildet sind, mit
einer vorderen Tragwandung (25) und einer hinteren Tragwan
dung (26), die von einer gemeinsamen Deckenwandung (27) zu
einer gemeinsamen Bodenwandung (28) aufeinanderzu verlau
fend angeordnet sind, wobei die vordere und hintere Trag
wandung (25, 26) durch zwei ebene Seitenwandungen (29)
verbunden sind.
12. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die vordere Tragwandung (25) und die hintere Tragwandung
(26) jeweils eine Kontur aufweisen.
13. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die die Kontur ausbildende Stufe (20, 30, 31) unter einem
Rampenwinkel α schräg verläuft, der 30° bis 60°, insbeson
dere 45° beträgt.
14. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe (20, 30, 31) von einer Seitenwandung (17, 29) zur
gegenüberliegenden Seitenwandung (17, 29) bogenartig ge
wölbt konkav oder konvex verläuft.
15. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe (20) kreisabschnittsförmig verläuft.
16. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe (20) oval verläuft.
17. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe (20, 30, 31) wellenförmig verläuft.
18. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe von den Seitenwandungen (17, 29) her zunächst
parallel zu den Bodenwandungen (28, 19) verläuft und in der
Mitte der Seitenwandung (17, 29) von beiden Seiten kommend
abknickt, so daß eine aufwärts- oder abwärtsgerichtete, im
wesentlichen dreieckige oder parallelogrammförmige oder
rechteckige oder quadratische Nase (37) bzw. Ausnehmung
(38) im Verlauf der Stufe ausgebildet wird.
19. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe (20, 30, 31) von der Deckenwandung (18, 27) oder
Bodenwandung (19, 28) her bogenartig verläuft, wobei hier
durch in den Wandungen (16, 26) sich zur Deckenwandung oder
Bodenwandung hin öffnende Ausnehmungen (35) oder sich zur
jeweiligen Deckenwandung (18, 27) verbreiternde Nasen bzw.
Auswölbungen (36) ausbilden.
20. Aufbau nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe spitzoval, oval, kreisabschnittsförmig, zackig,
stufig oder anders konturiert verläuft.
21. Verfahren zum Erstellen eines Tragbogens mit einem Tragbo
genaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
auf ein erstes Widerlagerelement (2) bzw. einen ersten
Widerlagerstein (2) ein erster Kämpferstein (3) angelegt
wird und anschließend Tragbogensteine (5) an den Kämpfer
steinen (3) bzw. folgenden Tragbogensteinen (5) formschlüs
sig angelegt werden, bis zum Platz eines gegenüberliegenden
zweiten Kämpfersteins (3) und schließlich der zweite Kämp
ferstein (3) formschlüssig zwischen den letzten Tragbogen
stein (5) und dem zweiten Widerlagerstein (2) gesetzt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragbogensteine (5) bzw. Kämpfersteine (3) zur leichte
ren Montage und/oder Ausrichtung aneinander fixiert werden.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tragbogensteine (5) bzw. Kämpfersteine (3) mit Klam
mern, Lehrgerüsten, Dünnbettmörteln oder Klebern aneinander
fixiert werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kämpfersteine (3) und der Tragbogen (4) auf einen Lehr
bogen aufgesetzt werden, wobei der Lehrbogen zwischen den
Widerlagersteinen (2) angeordnet wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kämpfersteine (3) und Tragbogensteine (5) so verlegt
werden, daß ihre Seitenwandungen (17, 29) fluchten.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen oder Maßungenauig
keiten Kämpfersteine (3) mit entsprechendem Über- oder
Untermaß eingebaut werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Anpassung des letzten Kämpfersteins (3) an den Tragbo
gen ein Kämpferstein (3) aus drei Kämpfersteinen mit je
weils Untermaß, Normalmaß und Übermaß bezogen auf die Kei
ligkeit ausgewählt und eingebaut wird.
28. Verwendung eines Tragbogenaufbaus nach einem der Ansprüche
1 bis 20 für Tragbögen in Kalkschachtöfen.
29. Verwendung eines Tragbogenaufbaus nach einem der Ansprüche
1 bis 20 für tonnenförmige Gewölbe.
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