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Die
Erfindung betrifft einen Tragbogenaufbau, insbesondere für Gewölbe von
Industrieöfen, wie
Kalkschachtöfen,
nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Tragbogens
nach Anspruch 20.
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Gewölbekonstruktionen
bzw. Tragbogenkonstruktionen werden im konstruktiven Bereich, insbesondere
im Bauen mit Formkörpern
bzw. Formsteinen immer dort benötigt,
wo unterhalb eines Bereiches ein Hohlraum vorhanden ist und die
Last des über
dem Hohlraum 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
erreicht 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.
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Auch
im Industrieofenbau werden Gewölbe und
Tragbögen
unterschiedlicher Spannweite angewandt, um einen Ofenhohlraum zu
schaffen, welcher mit weiteren Hohlräumen oder Mauerwerken überbaut
werden kann. Generell ist es üblich,
Gewölbe bzw.
Tragbogenkonstruktionen 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.
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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 Übergangsbereich
zwischen den beiden Abschnitten das Schlußsteinset eingesetzt wird, das
aus zwei Übergangssteinen
besteht, die auf ihrer Außenseite,
dem jeweils letzten Stein des korrespondierenden 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 aufweist, 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 Tragkonstruktion 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 müssen. Diese bekannte Ausführungsform
hat sich in der Praxis nicht bewährt
und wurde deshalb dahingehend abgeändert, daß die Nuten und Federn Stufen
aufweisen (
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 erzielt wird. Ein erheblicher Nachteil ist jedoch,
daß das
Schlußsteinset
aus drei Steinen besteht und somit gegenüber normalen Schlußsteinen einen
erheblich erhöhten
Fertigungsaufwand verursacht.
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Aus
der
EP 0 862 034 B1 ist
ebenfalls ein Schlußsteinset
für ein
Gewölbe
aus feuerfesten Steinen, bestehend aus zwei formschlüssig an
die feuerfesten Steine anschließbaren
Adaptersteinen und einem keilförmigen
Schlußstein
bekannt, wobei der keilförmige
Schlußstein
in den zu schließenden Raum
zwischen den Adaptersteinen 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 offenen 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 insbesondere die Kupplungsstangen im Einsatz ausbrennen
können,
so daß eine
dauerhafte Stabilität
nicht gegeben ist.
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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 Drehrohrofenausmauerungen
vorgesehen ist.
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Die
DE-OS 21 19 051 schlägt für die gewölbeartige
Ausmauerung von Drehrohröfen
sogenannte Keilsteine auf, die schräg verlaufende keilförmige Vorsprünge in ihren
Seitenwandungen aufweisen.
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Zum
Abschluß eines
Gewölbebogens
oder eines Kreises des Drehrohrofens 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 erforderlichen keilförmigen Vorsprung aufweist.
Auch bei einer derartigen Ausführungsform ist
von Nachteil, daß zumindest
im Bereich des Schlußsteines
Axialkräfte
nicht sicher aufgenommen werden können.
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Aus
der
DE-PS 481 676 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 vermieden werden,
daß Brüche längs bestimmter
Linien ein Herausfallen der abgebrochenen Teile mit entsprechender
Freilegung unglasierter 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 einzuschalten.
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 Reparaturarbeiten über die
gesamte Steinhöhe
nach oben aus dem Tragbogen herausgezogen werden muß.
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Aus
der
DE 40 34 073 A1 ist
ein Industrieofen mit Gewölbe
bekannt. Bei diesem Industrieofen soll ein Gewölbe dadurch überspannt
werden, daß Gewölbesteine
verwendet werden, welche flach tafelförmig ausgebildet sind und die
Gewölbesteine den
Stich liegend überspannen,
wobei die Gewölbesteine
nach einer Seite hin mit einem vorspringenden abgerundeten Halbrundgelenk
und nach der gegenüberliegenden
Seite mit einer dazu passenden Gelenkpfanne versehen sind. Eine
Keiligkeit der Gelenksteine zueinander soll sich über die
gelenkige Verbindung selbsttätig
einstellen, d. h., daß durch das
Vorsehen von mehr Steinen als zur rechnerisch geraden Überspannung
des Gewölbes
notwendig wären,
das Gewölbe
nach oben aufgebaucht wird. Insbesondere soll hier offenbar Feuerfestmaterial verwendet
werden, welches gewichtsreduziert ist, um die Konstruktion leichter
zu gestalten. Eine derartige Konstruktion ist auf dem Markt unbekannt
und es ist insbesondere von Nachteil, daß eine derartige Konstruktion
zu labil ist und durch eine Mehrzahl ungünstig angeordneter Formen (vorspringende
Gelenkrundungen) extrem bruchanfällig
ist. Bei einem Bruch im Bereich der Nuthälse fällt eine derartige Platte jedoch
in den Ofenraum, was ein zusätzliches Risiko
bedeutet.
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Ferner
ist die Formgebung derartiger Platten im Bereich der feuerfesten
Technologie praktisch nicht kostendeckend zu gewährleisten, da es sich um extrem
aufwendige Raumformen handelt, die aus herkömmlichen Maschinen nicht herstellbar
sind. Ferner lassen sich einzelne ausgefallene Platten nicht ersetzen,
ohne nicht das Gewölbe
auszubauen.
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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
Tragfestigkeit hat als bekannte Tragbögen.
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Die
Aufgabe wird mit einem Tragbogenaufbau mit den Merkmalen des Anspruch
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den von diesem Anspruch abhängigen Unteransprüchen angegeben.
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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 Tragbogen mit hoher Tragfähigkeit
erzielt wird.
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Die
Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Tragbogens
mit den Merkmalen des Anspruch 20 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein
Tragbogen durch ein einheitliches Steinformat ausgebildet, d. h.
es werden keine separaten Adapter oder Schlußsteine benötigt.
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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.
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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.
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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, einzusetzen. 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 zwischen
diesem Stein und dem oberen Mauerwerk eine Lücke besteht, die mit Mörtel aufgefüllt ist.
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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 erfindungsgemäße Tragbogen
bzw. der erfindungsgemäße Tragbogenaufbau
statisch sehr hoch belastbar ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es
zeigen dabei:
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1 einen erfindungsgemäße Tragbogenaufbau
in einer perspektivischen Ansicht,
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2 den erfindungsgemäßen Aufbau
nach 1 in einer Draufsicht,
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3 eine erste Ausführungsform
eines Kämpfersteins
in einer Draufsicht,
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4 den Kämpferstein nach 3 in einer Seitenansicht,
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5 eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Tragbogensteins,
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6 einen erfindungsgemäßen Kämpferstein,
welcher dem Stein gemäß 3 gegenüberliegend angeordnet ist,
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7 einen Widerlagerstein
für den
Kämpferstein
in einer Draufsicht,
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8 den Stein gemäß 7 in einer seitlichen Ansicht,
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9 eine weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Tragbogenaufbaus,
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10 einen Tragbogenstein
für einen
Tragbogen gemäß 9 in einer Draufsicht,
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11 eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Tragbogenaufbaus,
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12 eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Tragbogenaufbaus,
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13 die Einbausituation eines
erfindungsgemäßen Tragbogenaufbaus,
insbesondere beim Einbau in ein bestehendes Mauerwerk,
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14 eine Tragbogenkonstruktion
mit geteiltem Schlußstein
und Adapterstein gemäß dem Stand
der Technik.
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Ein
erfindungsgemäßer Tragbogenaufbau 1 (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
Tragbogensteinen 5 ausgebildet ist.
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Die
Widerlagersteine 2 sind im wesentlichen quaderförmig ausgebildet
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 Wandabschnitts 11 erstreckt
sich eine Lagerfläche 12 in
einem vorgegebenen Winkel schräg
zur Rückwandung 7 und
schließt
mit der Deckenwandung 8 ab. Die Lagerfläche 12 der Lagerwandung 10 ist
eben ausgebildet. Auf der Lagerfläche 12 lagert ein
Kämpferstein 3.
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Der
Kämpferstein 3 besitzt
eine Lagerwandung 15, eine der Lagerwandung 15 gegenüberliegende
Tragwandung 16, zwei parallele, diese verbindende Seitenwandungen 17 sowie
eine Deckenwandung 18 und eine Bodenwandung 19.
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Der
Kämpferstein 3 ist
leicht keilförmig
ausgebildet, wobei sich der Kämpferstein 3 von
seiner Deckenwandung 18 zur Bodenwandung 19 verjüngt.
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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.
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Die
Kontur besteht beispielsweise aus einem Absatz 20 bzw.
einer Stufe 20 in der Tragwandung 16 (4, 6).
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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 Seitenwandung 17 zur
gegenüberliegenden
Seitenwandung 17, wobei die Stufe 20 (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.
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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 gemeinsamen
Bodenwandung 28 aufeinanderzu verlaufen. Ferner besitzt
der Tragbogenstein 5 zwei die vordere und hintere Tragwandung 25, 26 verbindende
ebene Seitenwandungen 29. Die vordere Tragwandung 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 Deckenwandung 27 zur
Bodenwandung 28 stufenartig. Die Stufe 30 ist
entsprechend der Stufe 20 des Kämpfersteins 3 ausgebildet
und verläuft
bogenartig gewölbt
und erstreckt sich somit in etwa von der Mitte einer Seitenwandung 29 zur
gegenüberliegenden Seitenwandung 29,
wobei die Stufe 30 abwärts
zur Bodenwandung 28 hin konkav gewölbt ist.
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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 verläuft. 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 vorzugsweise auf Höhe der Stufe 30 von
einer Seitenwandung 29 zur gegenüberliegenden Seitenwandung 29,
wobei die Stufe 31 korrespondierend zur Stufe 30 in
Richtung zur Bodenwandung 28 hin konvex verläuft. Die
Stufe 20 und die Stufe 31 sind derart korrespondierend
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 abschließt. 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 korrespondiert, d.h. eine Kontur aufweist,
die der hinteren Tragwandung 26 eines Tragbogensteins 5 entspricht.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
(9, 10) verlaufen die Stufen 20, 30, 31 oval,
insbesondere spitzoval von der jeweiligen 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 greifen
bei zusammengesetztem Tragbogen in die Ausnehmungen 35 des
benachbarten Steins formschlüssig
ein, wobei die Flanken der Stufen 20, 30, 31 ebenfalls
formschlüssig
aufeinanderliegen.
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Darüber hinaus
kann die Stufe 20, 30, 31 auch einen
wellenförmigen
Verlauf aufweisen (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 (12).
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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-/Konvexform im Vergleich zur winkligen bzw. halbrunden
Nut- und Federform 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 einwirken.
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 Verminderung der Kerbwirkung beiträgt. Die horizontal zur Lagenrichtung
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 verminderte 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 Formate.
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Anhand
von Berechnungen mit der Finite-Elemente-Methode konnte herausgefunden
werden, daß die
statische Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Tragbogenaufbaus deutlich über derjenigen
bisher bekannter Tragbogenaufbauten liegt. Insbesondere konnte eine
gleichmäßige homogene Spannungsverteilung
nachgewiesen werden.
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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 Widerlagerelement 2 zum gegenüberliegenden Widerlagerstein 2 bzw.
Widerlagerelement 2 erstreckt. Der Lehrbogen weist dabei
eine Aufwärtswölbung 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 Lagerwandung 15 aufgelegt. Die Lagerwandung 15 des
Kämpfersteins 3 schließt vorzugsweise
allseitig mit der Lagerfläche 12 des
Widerlagersteins 2 ab. Anschließend werden bis zum oberen
Scheitelpunkt des Tragbogens Tragbogensteine 5 jeweils
formschlüssig
an den vorhergehenden Stein angelegt, wobei der erste Tragbogenstein 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.
Widerlager-Wölber 3 in den
Tragbogenaufbau zwischen dem Widerlagerstein 2 und dem
letzten Tragbogenstein 5 eingesetzt werden.
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Durch
ein exaktes Trockenverlegen der Steine vor dem eigentlichen Einbau
im Ofensystem sind die genauen Abmessungen der Widerlager 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, während die
sowieso als Sonderformate hergestellten Kämpfersteine 3 in entsprechenden
unterschiedlichen Dicken hergestellt werden. Beispielsweise wird
für den
Fall, daß trotz
sorgfältiger
Vorarbeit 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 Keiligkeit, variierendes Alternativformat mitgeliefert.
Durch diese Variationsmöglichkeit
wird auch bei Maßabweichungen
ein optimaler Einbau erreicht.
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Im
eingebauten Zustand (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, angeordnet ist.
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Zum
Ausbau eines schadhaften Tragbogens reicht es erfindungsgemäß 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.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist von Vorteil, daß das
bisher zeit- und kostenaufwendige Ausmauern des über dem Tragbogen befindlichen Mauerwerks
in Reparaturfällen
entfallen kann.