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Die
Erfindung betrifft einen Ofen mit einer zumindest stückweise
zylindrischen Ofenwand, einen Bausatz für einen solchen Ofen, eine
Verwendung einer Bremstrommel zum Bilden eines erfindungsgemäßen Ofens
sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Ofens.
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Öfen, insbesondere
Zimmeröfen,
sind allgemein bekannt. Dabei ist es grundsätzlich bekannt, einen Ofen
als so genannten Rundofen, auch Kanonenofen genannt, auszubilden.
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Öfen sind
oft aus Gusseisen oder emailliertem Eisenblech gefertigt. Die Wand
des Ofens umgibt den so genannten Feuerraum, in dem das Brennmaterial
verheizt wird. Je nachdem, ob der Ofen für Zeitbrand und/oder Dauerbrand
ausgelegt ist und je nach den gewünschten Heizeigenschaften werden üblicherweise
Holz, Torf, Holzkohle, Briketts, Koks oder Steinkohle verheizt.
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Rundöfen verfügen über eine
oft im Wesentlichen zylindrische Ofenwand. Innerhalb des Hohlzylinders
können
dann beispielsweise der Feuerraum, der Aschekasten und auch der
Beginn des Rauchabzugs untergebracht sein.
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Öfen geben
ihre Wärme über Wärmeleitung, Wärmestrahlung
und Konvektion an die Umgebung ab. Bei Zimmeröfen tragen vor allem die Wärmestrahlung
und die Konvektion zur Raumheizung bei.
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Rundöfen aus
Gusseisen oder Eisenblech sind vergleichsweise aufwendig und teuer
herzustellende Güter.
Zum einen ist der Wert des Materials, je nach Größe des Rundofens, nicht unerheblich,
zum anderen muss gegebenenfalls eine Gussform angefertigt werden
oder der Ofen aus Rohlingen geformt werden. Sind die Eisenteile
für den
Ofen einmal in Form gebracht, ist die Form des Ofens dauerhaft festgelegt.
Dies gilt vor allem für Öfen, die
aus nur einer einzigen durchgängigen
Metallwand gefertigt sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders kosteneffiziente
und flexible Lehre betreffend einen Ofen anzugeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Ofen mit einer zumindest stückweise zylindrischen Ofenwand. Der
Ofen ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest stückweise
zylindrische Ofenwand mit einer Mantelwand zumindest einer Bremstrommel
gebildet ist.
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Bei
der Bremstrommel handelt es sich um eine Bremstrommel, wie sie aus
den Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen bekannt ist. Vorzugsweise wird eine
Bremstrommel für
einen Lkw oder für
einen Transporter verwendet, da diese groß genug ist, um einen Feuerraum
aufzunehmen, mit dem ein Zimmer geheizt werden kann.
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Bremstrommeln
verfügen
in der Regel über eine
zylindrische Mantelwand und sind um eine Achse rotationssymmetrisch.
An ihren axialen Enden sind Bremstrommeln in der Regel offen. Oft
findet man Bauformen, die an einem ihrer axialen Enden angefast
sind bzw. eine Verjüngung
aufweisen; insgesamt können
sie auch konisch geformt sein.
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Die
Bremstrommel kann insbesondere zur Aufnahme des Feuerraums dienen.
Sie kann allerdings genauso gut als Teil des Rauchgasabzugs fungieren
oder zur Aufnahme eines Aschekastens. Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen
mit einer Bremstrommel für
den Feuerraum und einer weiteren Bremstrommel zur Ausbildung eines
anderen Bestandteils des Ofens.
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Gegebenenfalls
ist die Ofenwand insgesamt nicht überall zylindrisch. Dies kann
insbesondere der Fall sein, wenn in die Ofenwand eine Öffnung zur Aufnahme
einer Ofentür
eingebracht ist. Die Formulierung „stückweise zylindrisch” bezieht
sich sowohl auf den Umfang des Ofens als auch auf seine Höhe. So ist
es beispielsweise denkbar, den Feuerraum mit einer zylindrischen
Ofenwand einzufassen, den Feuerraum aber auf einen Quader zur Aufnahme
der Asche aufzusetzen. Entsprechend ist es für die Erfindung auch nicht
zwingend, dass sämtliche
Wände des
Ofens durch die Bremstrommel bzw. die Bremstrommeln gebildet werden.
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Bremstrommeln
sind allgemein erhältliche vorgefertigte
Bauteile, die massenhaft hergestellt werden und entsprechend günstig sein
können.
Besonders günstig
sind Bremstrommeln, die zuvor in einem Kraftfahrzeug als Teil der
Bremsanlage verwendet wurden und für einen erfindungsgemäßen Ofen wiederverwendet
werden. Dies ist nicht nur besonders kosteneffizient, sondern auch
ressourcenschonend. Würde
so eine Bremstrommel nicht für
einen Ofen nach der Erfindung wiederverwendet werden, würde es sich
lediglich um ein Altmetallbauteil handeln, welches bestenfalls noch
eingeschmolzen werden könnte.
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Bremstrommeln
sind sehr hitzebeständig und
daher gut für
den Bau eines Ofens geeignet. In der Regel bestehen sie aus Gusseisen;
weit verbreitet sind etwa Bremstrommeln aus Grauguss.
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Außerdem werden
Bremstrommeln in verschiedensten Größen und Geometrien angeboten – entsprechend
stehen vorgefertigte Bauteile für
unterschiedlich auszugestaltende Öfen zur Verfügung. Insbesondere
können
auch für
einen einzelnen Ofen unterschiedlich ausgestaltete Bremstrommeln
verwendet werden. Beispielsweise eine Bremstrommel mit großem Durchmesser
aber geringer Länge
zur Aufnahme der Asche und eine etwas längere Bremstrommel gleichen
Durch messers zur Aufnahme des Feuerraums; darüber können dann etwa Bremstrommeln
mit noch größerer Länge aber
verringertem Durchmesser zur Ausbildung des Rauchgasabzugs angeordnet
sein.
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Da
die Bremstrommeln in so unterschiedlichen Ausgestaltungen zur Verfügung stehen,
kann vergleichsweise leicht auf individuelle Wünsche betreffend Größe, Kosten,
Komplexität,
Heizeigenschaften und andere Eigenschaften (siehe unten) eingegangen
werden. Je nach Kundenwünschen kann
aus den Bremstrommeln der entsprechende Ofen kombiniert werden.
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Jede
einzelne Bremstrommel kann als ein Modul des Ofens betrachtet werden.
Unterschiedliche Module können
dabei auch unterschiedliche Funktionen haben, etwa Aufnahme der
Asche, Feuerraum und Rauchgasabzug. Es können auch mehrere Module mit
jeweils identischer Funktion innerhalb eines Ofens gegeben sein.
Der modulare Aufbau macht den Ofen besonders flexibel ausgestaltbar.
Er kann vergleichsweise leicht um weitere Module erweitert werden,
beispielsweise kann es wünschenswert
sein, den Rauchgasabzug zu verlängern, um
mehr Oberfläche
zur Abstrahlung von Wärme
zur Verfügung
zu stellen. Andererseits können
auch genauso leicht Module entfernt werden. Weiter ist es auch denkbar,
etwa nachträglich
die Rauchgasführung
zu reduzieren, um andere Brandeigenschaften zu erzielen.
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Öfen nach
der Erfindung sind besonders geeignet als Zimmeröfen sowie als Grundöfen.
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Die
Gestalt der Bremstrommeln schlägt
sich schließlich
auch in dem äußeren Erscheinungsbild des
Ofens nieder. Die Verwendung von Bremstrommeln eröffnet neue
gestalterische Möglichkeiten.
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Minimal
verfügt
der Ofen über
eine einzige Bremstrommel. Es ist allerdings bevorzugt, zumindest
zwei gegebenenfalls aber auch drei oder vier oder noch mehr Bremstrommeln übereinander
anzuordnen. Die gewünschte
Höhe des
Ofens lässt
sich über
die Zahl der Bremstrommeln leicht einstellen.
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Im
Inneren des Ofens kann der Hohlraum zwischen den Bremstrommelmodulen
durchgehend sein oder aber auch unterteilt sein, etwa durch ein Rost.
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Der
Rauchgasabzug kann zwar durch eine oder mehrere Bremstrommeln verlängert werden,
allerdings kann es auch zweckmäßig sein,
nach dem Brennraum ein allgemein gebräuchliches Ofenrohr für den Rauchgasabzug
zu verwenden.
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Insbesondere
bei niedrigeren Öfen
kann es vorteilhaft sein, die Bremstrommeln nur locker aufeinander
aufzulegen. Dies ist möglich,
da die Bremstrommeln recht schwer sein können (siehe unten). Eine solche
Ausgestaltung ist insbesondere für
eine vorübergehende
Testphase vorteilhaft, da alternative Ofengeometrien so besonders
leicht durchprobiert werden können.
Um ein Entweichen von Rauch aus den Ritzen zwischen den Bremstrommeln
zu vermeiden, können
diese mit Kesselkitt verschmiert werden. Kesselkitt ist zwar rauchgasdicht,
trägt allerdings
so gut wie nicht zur mechanischen Stabilität bei und ist leicht wieder
lösbar.
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Besonders
angefaste Bremstrommeln eignen sich gut dafür, einfach nur aufeinander
aufgelegt zu werden.
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Unabhängig davon
empfiehlt es sich jedoch bei höheren Öfen, Verbindungen
zwischen den Bremstrommeln vorzusehen. Dazu können die Bremstrommeln etwa
miteinander verbunden, insbesondere durch Laschen verschraubt, durch
Passstifte zusammengesteckt und/oder aber mit einer Stützkonstruktion
verbunden sein.
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Öfen weisen
in der Regel mehr als nur eine Tür
auf. Üblich
sind beispielsweise eine Tür
zum Füllen
mit Brennstoff, die so genannte Fülltür oder auch Brennstofftür, weiter
kann eine so genannte Schürtür, oder
auch Arbeitstür
genannt, vorgesehen sein, über die
eine Bedienperson Zugriff auf die Glut hat. Weiter ist oft eine
Aschetür
zur Entnahme der Asche bzw. des Aschekastens vorhanden. Zur Aufnahme
der Türen
sind die Bremstrommeln mit entsprechenden Aussparungen in ihrer
Mantelwand ausgestattet. Vorzugsweise werden vorgefertigte Ofentüren eingesetzt.
Diese kann man fertig kaufen und diese Bauteile verfügen bereits über die
notwendigen Zulassungen. Außerdem
sind vorgefertigte Türen
vergleichsweise günstig
zu erwerben, da sie in großen
Stückzahlen
hergestellt werden können.
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Vorgefertigte
Ofentüren
verfügen
in der Regel von vornherein bereits über Mittel zur Regulierung
der Luftzufuhr. Bekannt sind hier beispielsweise eine so genannte
Schraube oder eine so genante Rosette in der Ofentür. Die Ofentüren können beispielsweise
ganz aus Metall oder aber auch mit einem Glaseinsatz hergestellt
sein.
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Vorzugsweise
ist zumindest eine der Bremstrommeln mit Schamott ausgekleidet.
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Unter
Schamott seien hier insbesondere alle feuerfesten Steine und gesteinsähnlichen
Körper
sowie entsprechende Ausmauerungen zu verstehen. In der Regel handelt
es sich dabei um gesteinsähnliche künstlich
hergestellte Materialien mit einem gewissen Anteil an Aluminiumoxid.
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Über das
Schamott können
die Heizeigenschaften des Ofens beeinflusst werden. Das Schamott
beeinflusst insbesondere die Abstrahlung des Ofens und dessen Wärmekapazität. Verfügt der Ofen über viel
Schamott, so kann das Schamott viel Wärme speichern; ist wenig Schamott
gegeben so wird die Wärme
vergleichsweise direkt abgestrahlt. Durch das Hinzufügen bzw.
Wegneh men von Schamott können
die Heizeigenschaften auch nach dem Zusammenbau des Ofens leicht
geändert
werden.
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Die
Schamottauskleidung wird vorzugsweise in den Bremstrommeln entlang
der Umfangsrichtung angeordnet. Dabei wird die Schamottauskleidung
vor allem auch in dem Rauchgasabzug eingesetzt, bei mehreren Modulen
also in einem oder in mehreren der oberen Module.
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Vorzugsweise
ist die Schamottauskleidung dabei in Umfangsrichtung profiliert,
soll heißen
sie verfügt über Vorsprünge und
Ausnehmungen. Das Rauchgas kann an diesem Profil verwirbelt werden. Dies
kann gegebenenfalls gewünscht
sein, um den Rauch nicht auf direktem Wege abziehen zu lassen. Weiter
kann über
das Profil auch vorteilhaft durch eine Vergrößerung der Kontaktoberfläche zum Rauchgas
die Kapazität
des Ofens eingestellt werden. Besonders bevorzugt ist es, das Profil
so auszubilden, dass das Rauchgas zwar verwirbelt wird, eventuell
von dem Rauchgas mitgenommene Asche jedoch durch das Profil leicht
wieder in den Feuerraum zurückfallen
kann.
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Eine
solche Auskleidung kann so ausgestaltet sein, dass sie segmentweise
Ausnehmungen aufweist, beispielsweise können Schamottsteine von der
Mantelwand aus gesehen, radial in die Bremstrommel hineinragen.
Dabei kann ein mittlerer Bereich um die Achse der Bremstrommel vollständig von
Schamott freigehalten werden. Weiter gibt es vorgefertigte, ringförmige Speichersteine,
die wie ein dreispeichiges Rad ohne Nabe aussehen können. Die
propellerförmigen „Speichen” ragen
vom „Reifen” aus radial
in den Brennraum bzw. in den Rauchgasraum hinein.
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Bremstrommeln,
insbesondere Lkw-Bremstrommeln, können eine beachtliche Wandstärke aufweisen.
So ist beispielsweise eine Wandstärke von 1,5 cm für eine Lkw-Trommel
nicht unüblich.
Eine solche Wandstärke
eröffnet
einen gewissen Spielraum für
Gestaltungen, sowohl was das Wegnehmen von Material betrifft als
auch das Anbringen von Gegenständen.
So kann die äußere Oberfläche einer
Bremstrommel beispielsweise durch Ausnehmungen profiliert werden.
Diese können
etwa ausgefräst
werden oder mit sonstigen spanabhebenden Verfahren ausgenommen werden.
Die zylindrische Form der Bremstrommeln kommt dabei einem Abdrehen
von Spänen
entgegen.
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Zum
einen verändern
solche Änderungen die
Oberfläche
des Ofens und damit gegebenenfalls auch die Heizeigenschaften. Weiter
können
so auch ästhetische
Wirkungen erzielt werden.
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Insbesondere,
wenn eine Bremstrommel aus einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs
für einen
erfindungsgemäßen Ofen
wiederverwendet wird, kann es sich anbieten, die Bremstrommel noch
auf die Verwendung als Teil eines Ofens vorzubereiten. Zunächst kann
die Bremstrommel gerei nigt und entrostet werden, zusätzlich kann
die Bremstrommel mit einem Korrosionsschutz versehen werden.
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Da
Bremstrommeln von sich aus bereits sehr hitzebeständig sind,
ist der Korrosionsschutz nicht zwingend.
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Die
Erfindung betrifft auch einen Bausatz für einen erfindungsgemäßen Ofen
mit einer zumindest stückweise
zylindrischen Ofenwand aufweisend zumindest eine Bremstrommel mit
der die zumindest stückweise
zylindrische Ofenwand zu bilden ist.
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So
ein Bausatz kann eine oder aber auch mehrere Bremstrommeln umfassen.
Vorteilhafterweise umfasst der Bausatz auch zumindest eine vorgefertigte
Ofentür
und passende Schamottsteine. Auch Kesselkitt kann bereits beigelegt
sein.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung auch die Verwendung zumindest einer Bremstrommel
als Teil eines erfindungsgemäßen Ofens
mit einer zumindest stückweise
zylindrischen Ofenwand, wobei die zumindest stückweise zylindrische Ofenwand
mit einer Mantelwand der zumindest einen Bremstrommel gebildet wird.
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Schließlich betrifft
die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Ofens
mit einer zumindest stückweise
zylindrischen Ofenwand, mit den Schritten: Bereitstellen zumindest einer
Bremstrommel und Ausbilden der zumindest stückweise zylindrischen Ofenwand
mit einer Mantelwand der zumindest einen Bremstrommel.
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Die
vorangehende und die folgende Beschreibung der einzelnen Merkmale
bezieht sich sowohl auf den Ofen als auch auf den Bausatz und die Verwendung
sowie das Herstellungsverfahren, ohne dass dies im Einzelnen in
jedem Fall explizit erwähnt ist;
die dabei offenbarten Einzelmerkmale können auch in anderen als den
gezeigte Kombinationen erfindungswesentlich sein. Bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Im
Folgenden soll die Erfindung auch anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden,
ohne dabei die Erfindung durch die Beispiele einschränken zu
wollen:
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1,
oben, zeigt schematisch einen Querschnitt einer Bremstrommel entlang
ihrer zentralen Achse.
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1,
mittig, zeigt schematisch die Bremstrommel aus 1,
oben, von oben.
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1,
unten, zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine mit Schamott
ausgekleidete Bremstrommel senkrecht zur Längsachse derselben.
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2 zeigt
schematisch einen Querschnitt durch zwei übereinander gelegte Bremstrommeln entlang
ihrer zentralen Achse.
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3 zeigt
schematisch einen Querschnitt durch einen Ofen nach der Erfindung
entlang seiner zentralen Achse.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch eine für die
Erfindung geeignete Bremstrommel 1. Der Querschnitt verläuft durch
die zentrale Längsachse
der Bremstrommel 1 (gestrichelte Linie). Die Bremstrommel 1 ist
rotationssymmetrisch um ihre zentrale Längsachse. Die Bremstrommel
umfasst eine Mantelwand 2 mit einem angefasten Abschnitt 3.
Die Bremstrommel 1 besteht aus Gusseisen, hat eine Mantelstärke von
1,5 cm und wiegt 50 kg.
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Im
oberen Teil der Bremstrommel 1 sind Schraubenlöcher 4 zur
Befestigung der Bremstrommel 1 in einer Bremsanlage (nicht
gezeigt) eines Lkws untergebracht.
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1,
mittig, zeigt die oben dargestellte Bremstrommel 1 von
oben. Hier erkennt man acht Schraubenlöcher 4, die um die
zentrale Aussparung der Bremstrommel 1 angeordnet sind.
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1,
unten, zeigt die Bremstrommel 1 mit einer zusätzlichen
Schamottauskleidung 3, 3a. Die Bremstrommel 1 ist
im Querschnitt in Aufsicht dargestellt. Die zentrale Längsachse
verläuft
senkrecht zur Papierebene. Die Schamottauskleidung 3, 3a weist Schamottsteine 3, 3a auf,
die in Umfangsrichtung entlang der Mantelwand 2 verteilt
sind. Ein Teil der Schamottsteine 3a ragt in das Innere
der Bremstrommel hinein, um so die Verwirbelung des Rauchgases zu
fördern.
Der zentrale Bereich der Bremstrommel 1 bleibt frei.
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2 zeigt
zwei übereinander
angeordnete Bremstrommeln 1. Man erkennt hier jeweils eine
Verdickung 5 am unteren Rand jeder Bremstrommel. Diese
Verdickungen können
angedreht oder angefräst
werden, um die Passung der Bremstrommeln aneinander zu verbessern.
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3 zeigt
einen erfindungsgemäßen Ofen mit
fünf übereinander
angeordneten Bremstrommeln 10, 11, 12, 13, 14.
Die unteren beiden Bremstrommeln 10, 11 weisen
jeweils eine mit einer Tür
(nicht gezeigt) verschließbare Öffnung (nicht
gezeigt) auf. Die untere Bremstrommel verfügt über eine Anheiztüre mit Zuluftregler
(nicht gezeigt); die darüber
befindliche Bremstrommel verfügt über eine
Feuertüre mit
Luftschieber (nicht gezeigt). Die Ofentüren sind vorproduzierte Ofentüren.
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Die
unteren beiden Bremstrommeln 10 und 11 nehmen
den Feuerraum auf und sind ausschamottiert. Die unteren beiden Bremstrommeln 10, 11 sind
gegensinnig übereinander
angeordnet, sodass ihre jeweiligen Verdickungen 5 (vgl. 2)
aufeinander liegen.
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Über diesen
beiden Bremstrommeln 10, 11 sind drei weitere
Bremstrommeln 12, 13, 14 als Rauchgaszug
bzw. Heizgaszug übereinander
angeordnet; die Verdickungen 5, also die jeweils weit geöffnete Seite,
zeigen bei diesen drei Bremstrommeln 12, 13, 14 nach
unten. Oben auf den Ofen ist ein Anschluss 20 für ein herkömmliches
Ofenrohr (nicht gezeigt) aufgesetzt.
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Die
drei den Rauchgaszug ausbildenden Bremstrommeln 12, 13, 14 können auch über eine Schamottauskleidung
wie in 1, unten, verfügen. Hier
wurde allerdings davon abgesehen.
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Unterhalb
der untersten Bremstrommel 10 ist ein Aschekasten 30 mit
Schublade vorgesehen. Während
des Betriebs fällt
die Asche aus dem Feuerraum 10, 11 durch ein die
untere Bremstrommel 10 nach unten abschließendes Rost 31 in
den Aschekasten 30.
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Der
Ofen insgesamt wird mit einem Standfuß 40 aufgestellt.
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Der
in 3 dargestellte Ofen wiegt insgesamt etwa 500 kg.
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Die
in den 1 bis 3 dargestellten Bremstrommeln
sind als Gebrauchtteile den Bremsanlagen von Lkw entnommen.
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Für ihre Verwendung
als Bauteile für
einen Ofen werden sie abgewaschen, entrostet und gegebenenfalls
noch geschwärzt.
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Die
Bremstrommeln 10 bis 14 sind starr miteinander
verbunden sowie die Verbindungen mit Kesselkitt verschmiert.