-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wandelement einer feuerfesten Innenschicht für eine mit einer Mittelschicht versehenen Industrieofenwand, mit einer eine Flächennormale N aufweisenden und der Mittelschicht zuwendbaren Rückseite A3, mit einer Dicke der Höhe d sowie mit einer gegenüberliegend zur Rückseite A3 angeordneten Innenseite I3.
-
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Wandteil einer zwischen einer feuerfesten Innenschicht und einer Industrieofenwand anbringbaren Mittelschicht mit einer der Innenschicht zuwendbaren eine Flächennormale N aufweisenden Innenseite I4.
-
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Schutzauskleidung für eine Industrieofenwand mit einer feuerfesten Innenschicht und einer zwischen der Innenschicht und der Industrieofenwand angeordneten Mittelschicht, wobei die Innenschicht gebildet ist aus mehreren nebeneinander angeordneten Wandelementen, die über mehrere Anker mit der Industrieofenwand mechanisch gekoppelt sind, wobei das Wandelement eine der Mittelschicht zugewandte, eine Flächennormale N aufweisende Rückseite A3 und die Mittelschicht eine der Innenschicht zugewandte Innenseite I4 aufweist.
-
Es ist bereits eine Auskleidung für adiabatische Brennkammern von Industrieöfen aus der
EP 2 189 743 A1 bekannt. Die Auskleidung weist ergänzend zu zwei Isolierschichten eine Schutzschicht aus feuerfesten Blöcken, die über Stahlanker an einer Ofenwand aus Metall verankert sind. Hierfür ist in den Schmalseiten jeden Blockes eine umlaufende Nut eingeformt, wobei zumindest ein Stahlanker mit seiner Spitze in die Nut zwecks Verankerung derselben eingreift. Durch ein Hintergießen der Blöcke mit feuerfester Masse, werden diese umlaufenden formschlüssig verankert. Die feuerfeste Masse fließt hierzu über eine zwischen der Schutzschicht und der Isolierschicht bestehende Lücke in einen rückseitigen Spalt zwischen beiden Schmalseiten und damit in besagte Nut.
-
Aus der
DE 20307026 U1 ist ebenfalls eine Wandauskleidung von Industrieöfen bekannt. Sie besteht aus rechteckigen Blöcken, die ebenfalls auf beiden Schmalseiten eine Nut aufweisen, in die mit Klammer ausgestatteten Anker eingreifen. Besagte Nuten werden ebenfalls mit einer feuerfesten und wärmedämmenden Isoliermasse ausgefüllt.
-
Aufgrund der Isolierschichten zwischen der Ofenwand und der Schutzschicht, haben diese beiden Elemente im Betrieb sehr unterschiedliche Temperaturen, sodass es zu entsprechend unterschiedlichen Wärmeausdehnungen kommt. Diesen unterschiedlichen Wärmeausdehnungen wird begegnet durch Aufteilung der Schutzschicht in mehrere Teilfelder, die jeweils aus mehreren Blöcken zusammengesetzt sind. Die Teilfelder sind durch Dehnungsfugen zueinander beabstandet, die mit flexiblem Dichtmittel, wie vorzugsweise Keramikfasern gefüllt sind. Innerhalb eines Teilfeldes sind keine Dehnungsfugen vorgesehen, da die bestehenden Spalte zwischen den Blöcken eines Teilfeldes mit Mörtel oder Kitt verschlossen sind, der nach dem Erhitzen aushärtet.
-
Zudem sind Wandauskleidungen für Brennkessel bekannt, die zum Schutz der an der Kesselwand befestigten Wärmetaucherrohre dienen. Da eine solche Wandauskleidung unmittelbar an der Kesselwand angeordnet ist, liegen für beide Elemente im Betrieb ähnliche Temperaturen vor. Dehnungsfugen sind bei einer solchen Wandauskleidung demnach nicht notwendig.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feuerfeste Innenschicht bzw. ein Wandelement für eine adiabatische Brennkammer derart auszubilden und anzuordnen, dass eine Aufteilung in Teilfelder und somit die Anordnung von Dehnungsfugen zwischen den Teilfeldern vermieden wird.
-
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass an der Rückseite A3 mindestens ein sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckender Zapfen oder mindestens eine sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckende Ausnehmung vorgesehen ist, der/die in einen rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkenden Formschluss F mit einer Ausnehmung oder einem Zapfen einer Mittelschicht bringbar ist.
-
Gelöst wird die Aufgabe auch dadurch, dass die Innenseite I4 mindestens eine sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckende Ausnehmung oder mindestens einen sich in Richtung R der Flächennormalen N erstreckenden Zapfen aufweist, die/der in einen rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkenden Formschluss F mit einer Ausnehmung oder einem Zapfen einer Innenschicht bringbar ist.
-
Zudem wird die Aufgabe gelöst dadurch, dass das Wandelement auf der Rückseite A3 mindestens einen Zapfen oder eine Ausnehmung aufweist und die Mittelschicht mindestens eine korrespondierende Ausnehmung oder einen korrespondierenden Zapfen aufweist, wobei der Zapfen in Richtung R der Flächennormalen N in die Ausnehmung gesteckt ist und zwischen dem Zapfen und der Ausnehmung ein rechtwinklig zur Flächennormalen N wirkender Formschluss F gebildet ist.
-
Durch die Ausbildung und Anwendung eines Zapfens bzw. einer Ausnehmung, die zumindest in eine vertikale Richtung ein Formschluss zwischen dem Wandelement und der Mittelschicht bilden kann, kann auf die Anwendung von Konsolen, die das Gewicht von jeweils mehreren Wandelementen aufnehmen, verzichtet werden. Die Lagerung bzw. Aufhängung des jeweiligen Wandelements wird über die Zapfen-Nut-Paarung jedes einzelnen Wandelements gewährleistet, sodass auch die zwischen den Wandelementen vorzusehende Fuge bzw. Teilspalt S2 zwischen allen Wandelementen etwa gleich groß ausgebildet werden kann. Zudem kann die jeweilige Fuge auf ein Minimum von wenigen Millimetern reduziert werden. Ergänzend hierzu ist es möglich, die Fuge zwischen den Wandelementen auf der Innenseite I3 mit Mörtel oder Kitt zu verschließen, sodass nach dem Aushärten eine insgesamt feste Oberfläche der Innenseite I3 gewährleistet ist und keine Expansionsfugen notwendig sind.
-
Während vorgenannter Formschluss über den Zapfen bzw. die Ausnehmung zur Aufnahme bzw. Ableitung der Gewichtskraft des jeweiligen Wandelementes dient, ist zur Gewährleistung der in horizontalter Richtung wirkenden Anlagekraft des jeweiligen Wandelements gegen die Mittelschicht, ein vorbekannter Stahlanker bzw. Stahlbolzen vorgesehen. Mithin ist eine Funktionstrennung betreffend die Gewichtsaufnahme einerseits und die in horizontaler Richtung wirkende Anlagekraft andererseits gewährleistet. Der Stahlanker kann in vertikaler Richtung bzw. in Richtung der Wärmeausdehnung mit wesentlich mehr Spiel zum Wandelement versehen werden, da die Gewichtskraft des einzelnen Wandelements über die Zapfen-Nut-Paarung aufgenommen wird.
-
Die vorstehend genannte Richtung R der Flächennormale N stellt auf eine ebene, parallel zur vertikal verlaufenden Innenseite der Mittelschicht verlaufende Innenseite des Wandelements ab. Die Richtung R verläuft somit horizontal. Sollte diese Form der Innenseite des Wandelements nicht gegeben sein, wie bspw. im Fall einer profilierten Innenseite, so ist auf eine horizontal verlaufende Richtung R abzustellen.
-
Der Formschluss ist gebildet aus einer Zapfen-Loch-Paarung, die entweder aus einem wandelementseitigen Zapfen und einer mittelschichtseitigen Ausnehmung besteht und/oder in äquivalenter Umkehr aus einer in der Rückseite des Wandelements enthaltenen Ausnehmung und einem an der Innenseite der Mittelschicht hervorstehenden Zapfen. Der Zapfen und die Ausnehmung werden, wie bereits ausgeführt, in Richtung R der Flächennormalen N bzw. in horizontaler Richtung oder zumindest in eine anteilige Richtung hiervon ineinander gesteckt, sodass mit Bezug zum realisierenden Wandaufbau in vertikaler Richtung besagter Formschluss F zwischen dem Wandelement einerseits und der Mittelschicht andererseits gewährleistet ist. Die Innenseite des Wandelements begrenzt hierbei unmittelbar den Brennraum. Der Zapfen weist dabei eine Breite bzw. einen Durchmesser auf, der zwischen 20% und 90% oder 60% der Breite des Wandelements entspricht.
-
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn mehrere die Innenseite I3 begrenzende Seitenflächen S3a–S3d der Länge l vorgesehen sind, wobei auf zumindest zwei aneinander angrenzenden Seitenflächen S3b, S3c eine Nut der Tiefe t vorgesehen ist, wobei die Nut, ausgehend von der Innenseite I3, eine Teilhöhe d10 besitzt, die mindestens 5%, 10%, 20% oder 30% der Höhe d groß ist.
-
In Bezug auf die Schutzauskleidung kann es von Vorteil sein, wenn das jeweilige Wandelement einen Dicke der Höhe d und eine Seitenflächen S3c, S3d mit der Länge l aufweist, und je zwei Seitenfläche S3e, S3d gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und zwischen beiden Seitenflächen S3e, S3d ein Spalt S gebildet ist, wobei der Spalt S eine Breite aufweist, die über die Höhe d variiert, wobei, ausgehend von einer Innenseite I3 des Wandelements, ein erster Teilspalt S1 mit einer Breite b1 und mit einer Teilhöhe d1 sowie ein daran anschließender zweiter Teilspalt S2 mit einer Breite b2 und mit einer Teilhöhe d2 vorgesehen sind, wobei die Teilhöhe d1 mindestens 10% oder 40% bis 50% der Höhe d ist und/oder und die Teilhöhe d2 mindestens 10% oder 50% bis 60% der Höhe d ist und/oder die Breite b2 zumindest im Bereich der Rückseite A3 maximal 5 mm bis 10 mm ist. Der erste Teilspalt S1 ist dabei gefüllt mit Mörtel oder Kitt, sodass auf der gesamten Innenseite der Wandauskleidung keine mit Fasermaterial zu füllende Expansionsfuge vorgesehen ist. Es ist eine insgesamt feste Oberfläche der Innenseite I3 gewährleistet.
-
Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn die Breite b1 über mindestens 10% bis 80% der Teilhöhe d1 variiert, wobei die Breite b1 nach innen hin, ausgehend von einer Innenseite I3 anwächst, sodass der Teilspalt S1 mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N eine Hinterschneidung H3 bildet. Durch die Hinterscheidung ist ein langlebiger Sitz der ausgehärteten Mörtel- oder Kittmasse gewährleistet.
-
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Tiefe t über mindestens 10% bis 80% der Teilhöhe d1 variiert, wobei die Tiefe t zur Rückseite hin, ausgehend von einem Wert t1 auf einen Wert von mindestens 2 mm bis 10 mm anwächst, sodass eine Hinterschneidung H3 gebildet ist, wobei t1 mindestens 1 mm bis 5 mm ist.
-
Die Hinterschneidung H3 innerhalb der Nut bzw. des Teilspaltes gewährleistet letztlich einen Keileffekt, sodass eine darin eingebrachte Füllmasse nach dem Aushärten darin festsitzt. Dies selbst dann, wenn eine Verminderung der innerhalb der Nut bestehenden Haltekraft bzw. Verbindungskraft zum Wandelement eintritt.
-
Die zur Innenseite I3 anschließende Nut bzw. der erste Teilspalt S1 kann mit der möglichst abriebfesten Füllmasse ausgefüllt werden, sodass dieser eine Verschlussfuge bildet, die in gefülltem Zustand einen Schutz des dahinter liegenden, bspw. mit weniger abriebfester Masse verfüllten zweiten Teilspaltes S2, der als Dehnungsfuge dient, gewährleistet.
-
Der zweite Teilspalt S2 bzw. die Dehnungsfuge kann relativ klein bzw. schmal ausgeführt werden, da sie über alle Wandelemente gleichmäßig groß bzw. klein ausgebildet ist, sodass die jeweilige Dehnfuge nur den Dehnungsausgleich von einem Wandelement ausgleichen muss. Die Dehnfuge wird mit weniger festem, mithin weniger abriebfestem Material ausgefüllt, sodass besagter Dehnungsausgleichs gewährleistet ist. Für die Montage ist es zunächst am wichtigsten, dass die Dehnungsfuge zumindest zur Rückseite hin verschlossen bzw. gefüllt ist, sodass die zwischen Innen- und Außenschicht einzubringende Vergussmasse nicht in die Dehnungsfuge eintritt. Die Vergussmasse ist, insbesondere nach Erreichen der Betriebstemperatur zu fest, um den notwendigen Dehnungsausgleich zu gewährleisten. Sodann dies gewährleistet und die Vergussmasse im Freiraum ausgehärtet ist, ist die Dehnungsfuge zumindest von der Rückseite her verschlossen bzw. versiegelt. Von der Innenseite wird diese durch die gefüllte Verschlussfuge bzw. das Füllmittel abgedeckt.
-
Die Dehnungsfuge kann zwecks Montage zum Schutz vor der Vergussmasse bzw. der Füllmasse mit beliebigen Materialien verschlossen sein, die bei Betriebstemperatur einen ausreichenden Dehnungsausgleich gewährleisten. Das Material kann auch so gewählt werden, dass es verbrennt, wie bspw. Pappe oder aber, wie schon gesagt, in der Fuge verbleibt, wie bspw. Keramikfaser.
-
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn der Zapfen als Abstandhalter dient und in bzw. im inneren Bereich einer Ausnehmung einer Mittelschicht bzw. einer Innenschicht in Richtung R der Flächennormalen N, gegen die Mittelschicht bzw. die Innenschicht anlegbar ist oder dass ergänzend zu dem auf der Innenseite des Wandteils bzw. auf der Rückseite des Wandelement angeordneten Zapfen mindestens ein Abstandselement in Form einer Erhebung vorgesehen ist, das gegen die Innenschicht bzw. die Mittelschicht anlegbar ist. Grundsätzlich kann der Zapfen selbst als Abstandhalter dienen, der einen Abstand bzw. einen Freiraum zwischen dem Wandelement und der Mittelschicht bzw. zwischen dem Wandteil und der Innenschicht gewährleistet. Alternativ können ergänzend zum Zapfen verschiedene Abstandselemente vorgesehen werden, die besagten Abstand gewährleisten. Der Abstand zwischen der Innenschicht und der Zwischenschicht ist notwendig, um das Hintergießen mit Vergussmasse, wie bspw. Beton zu gewährleisten. Insbesondere ist es notwendig, dass die Vergussmasse in die besagte Ausnehmung eintritt, sodass der darin gelagerte Zapfen, insbesondere in Richtung R der Flächennormalen bzw. in vertikaler Richtung durch die Vergussmasse fixiert ist.
-
Grundsätzlich kann es von Vorteil sein, wenn eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, in der ein Anker anbringbar ist, wobei eine Weite der Durchgangsöffnung über die Höhe d variiert, und ausgehend von einer Innenseite I3 des Wandelements eine erste Teilaussparung mit einer Weite w1 und mit einer Teilhöhe d3 sowie eine daran anschließende zweite Teilaussparung mit einer Weite w2 vorgesehen sind, wobei die Weite w1 zumindest teilweise größer ist als die Weite w2. Dies gewährleistet die Anwendung von Gewindebolzen, die über eine in der ersten Teilaussparung vorzusehende Mutter mit dem Wandelement verankert werden. Hierzu ist es weiter vorteilhaft, wenn die Weite w1 über mindestens 80% der Teilhöhe d3 variiert, wobei die Weite w1 nach innen hin (ausgehend von einer Innenseite I3) anwächst, sodass die Teilaussparung mit Bezug zu einer Richtung R der Flächennormalen N eine Hinterschneidung H1 aufweist. Die Hinterschneidung H1 innerhalb der Nut gewährleistet letztlich ebenfalls einen Keileffekt einer dort zum Verschließen eingefüllten Füllmasse.
-
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, in der ein Anker anbringbar ist, wobei ein in der Durchgangsöffnung einsetzbarer keramischer Verschlusstopfen vorgesehen ist und der Verschlusstopfen mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N formschlüssig mit dem Wandelement koppelbar ist. Die Anbringung eines formschlüssig eingreifenden, originär als Festkörper ausgebildeten Verschlusselements, welches vorzugsweise aus demselben Material gebildet ist, wie das Wandelement selbst, gewährleistet einen festsitzenden und langlebigen Verschluss für die runde Durchgangsöffnung, in der sich der Metallanker bzw. die Haltemutter befindet. Somit wird der Aufwand an Instandhaltungsarbeiten betreffend die in der Regel in dieser Öffnung vorgesehene Füllmasse verringert. Zwecks Bildung des Formschlusses ist bspw. ein am Verschlussstopfen vorzusehendes Gewinde möglich, welches mit einem entsprechenden Innengewinde innerhalb des Wandelementes zusammen wirkt. Alternativ zu einem Gewinde, wäre auch eine Verbindung in der Art eines Bajonett-Verschlusses möglich, die aus einem oder mehreren in radialer Richtung zur Mittelachse verlaufenden Verschlussstücken gebildet ist, die in eine entsprechende Nut innerhalb der Durchgangsöffnung eingreifen. Somit ist eine axiale Bewegung bzw. ein Herausfallen des Verschlussstopfens verhindert.
-
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn der Zapfen und/oder die Ausnehmung mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N eine Hinterschneidung H2 aufweist. Die Ausbildung einer Hinterschneidung des Zapfens bzw. der Ausnehmung gewährleistet ausreichende Spalte zum Ausfüllen bzw. Hintergießen mit Vergussmasse. Durch die Vergussmasse wird nicht nur der in vertikaler Richtung verlaufende Formschluss F, sondern auch ein in Richtung R der Flächennormalen N wirkender Formschluss zwischen dem Zapfen und der Ausnehmung gewährleistet. Auch im Falle des Lösens eines Ankers oder des fortgeschrittenen Verschleißes desselben, bleibt das Wandelement in Richtung R der Flächennormalen N formschlüssig mit der Mittelschicht über die Zapfen-Loch-Paarung verbunden.
-
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn ein, zwei, drei oder vier Zapfen oder dass drei oder vier Abstandselemente vorgesehen sind. Die Anzahl der Zapfen bzw. der Abstandselemente kann dabei entsprechend gewählt werden. Mindestens drei Anlageelemente, also Zapfen bzw. Abstandselemente sind vorteilhaft, um eine ausreichende, mithin bestimmte Lagerung zu gewährleisten. Die Anwendung von vier Zapfen bzw. Ausnehmungen gewährleistet hierbei eine vereinfachte Montage, obwohl die Lagerung selbst überbestimmt ist.
-
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn der Zapfen oder das Abstandselement mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N
- a) eine konvexe Grundform G3, G4 aufweist oder
- b) eine Grundform G3, G4 mit Flächenanteilen F3, F4 besitzt, wobei die Flächenanteile F3, F4 gegenüber einer Horizontalen H angestellt sind. Durch die Ausbildung einer konvexen Grundform bzw. die Anstellung der jeweiligen Flächenanteile F3, F4 relativ zur Horizontalen H verhindert, dass sich beim Einfüllen der Vergussmasse Lunker unterhalb des jeweiligen Elements oder Zapfens bilden, da die beim Vergießen entweichende Luft nach oben abgleiten kann und nicht eingeschlossen bleibt.
-
Grundsätzlich sind auch Zapfen oder das Abstandselement anwendbar, die mit Bezug zur Richtung R der Flächennormalen N eine flache oder konkave konvexe Grundform aufweisen oder die eine Grundform mit Flächenanteilen besitzen, die gegenüber einer Horizontalen H nicht angestellt sind. Kleinere Lunker unterhalb des jeweiligen Elements oder Zapfens sind nicht nachteilig.
-
Dabei kann es von Vorteil sein, wenn durch den als Zapfen oder als Abstandselement ausgebildeten Abstandhalter, ein mit Vergussmasse gefüllter oder zumindest füllbarer Freiraum zwischen der Mittelschicht und der Innenschicht vorgesehen ist. Als Vergussmasse kommt bspw. Beton in Betracht. Die Vergussmasse füllt den Freiraum, mithin auch die Lücken zwischen den Zapfen und den Ausnehmungen aus, sodass eine sichere Lagerung des jeweiligen Wandelements an der Mittelschicht bzw. einem Wandteil derselben gewährleistet ist. Zudem ist ein erweiterter Schutz der Mittelschicht gewährleistet.
-
Gelöst wird die Aufgabe letztlich auch durch eine Schutzauskleidung für eine Industrieofenwand mit einer feuerfesten Innenschicht und einer zwischen der Innenschicht und der Industrieofenwand angeordneten Mittelschicht oder eine Schutzauskleidung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der die Innenschicht gebildet ist aus mehreren, nebeneinander angeordneten Wandelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 8 bis 10 und/oder bei der die Mittelschicht gebildet ist aus mindestens einem Wandteil nach einem der Ansprüche 6 bis 10. Der erste Teilspalt S1 ist dabei vorzugsweise gefüllt mit aushärtbarer Masse wie Mörtel oder Kitt, sodass auf der gesamten Innenseite I3 der Wandauskleidung keine mit Dehnungsausgleichsmasse, wie Fasermaterial zu füllende Expansionsfuge notwendig ist. Die gesamte Innenseite I3 weist eine feste Oberfläche auf.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine Schnittdarstellung einer Schutzauskleidung;
-
2a eine Schnittdarstellung A-A nach 2b;
-
2b eine Ansicht des Wandelements von hinten auf die Rückseite;
-
3a eine Ansicht verschiedener Wandelemente;
-
3b eine Schnittansicht B-B aus 3a;
-
4a eine Schnittdarstellung C-C einer Mittelschicht nach 4b;
-
4b eine Ansicht der Mittelschicht von vorne;
-
5a Prinzipskizze eines Aufbaus einer Innenschicht;
-
5b Schnittdarstellung D-D aus 5a.
-
Nach Ausführungsbeispiel 1 ist eine Industrieofenwand 2 ausgekleidet mit einer Schutzauskleidung 1 sowie einer zwischen der Schutzauskleidung 1 und der Industrieofenwand 2 angeordneten Isolierschicht 6. Die Schutzauskleidung 1 wiederum ist gebildet aus einer einen Brennraum 12 begrenzenden Innenschicht 3 sowie einer zwischen der Isolierschicht 6 und der Innenschicht 3 angeordneten Mittelschicht 4. An der Industrieofenwand 2 sind Metallanker 5, 5' in Form von Schraubenbolzen angeordnet, über die die Innenschicht 3 zumindest in eine Richtung rechtwinklig zur Industrieofenwand 2 bzw. in Richtung R einer Flächennormalen N der Innenschicht 3 gehalten wird.
-
Bezüglich der Architektur der Innenschicht 3 und der Mittelschicht 4, sind in 1 zwei Ausführungsformen dargestellt, getrennt durch die etwa mittig gestrichelte Linie.
-
Die Innenschicht 3 ist gebildet aus verschiedenen Wandelementen 3a, 3b, die übereinander angeordnet sind, wobei jedes Wandelement 3a, 3b über einen Anker 5, 5' befestigt ist. Gemäß Ausführungsform 1, oben, weist das Wandelement 3a einen zentrischen Zapfen 3.1 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung 4.1 der Mittelschicht 4 eingreift. Darüber hinaus weist das Wandelement 3a mehrere Abstandselemente 3.7, 3.8 auf, die gegen eine Rückseite A4 der Mittelschicht 4 anliegen.
-
Gemäß Ausführungsform 1, unten, weist die Mittelschicht 4 einen Zapfen 4.1 auf, der in einer entsprechenden Ausnehmung 3.1 des Wandelements 3b eingreift. Entsprechend hierzu weist die Mittelschicht 4 mehrere Abstandselemente 4.7, 4.8 auf, die gegen eine Rückseite A3 der Innenschicht 3 anliegen.
-
Eine so gebildete Zapfen-Loch-Paarung 34 bzw. Loch-Zapfen-Paarung 43 gewährleistet einen in vertikaler Richtung wirkenden Formschluss F, mithin eine Lagerung bzw. Aufhängung des jeweiligen Wandelements 3a, 3b, insbesondere in vertikaler Richtung bzw. in eine Richtung rechtwinklig zur Flächennormale N, sodass zwischen den Wandelementen 3a, 3b ein relativ kleiner Spalt S gebildet ist. Der Spalt S weist über eine Teilhöhe d2 einen Teilspalt S2 auf, dessen Breite b2 wesentlich kleiner ausgebildet ist als übliche Dehnungsfugen. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Teilspalt S2 eine Breite von etwa 5 mm auf.
-
Näher Details zum Aufbau des Wandelements 3a bzw. zur Mittelschicht 4, sind in den nachfolgenden Figuren dargestellt und erläutert.
-
Nach den 2a, 2b ist das Wandelement 3a dargestellt. Mit Schnittdarstellung A-A nach 2a weist das Wandelement 3a auf seiner Rückseite A3 den zentrisch angeordneten Zapfen 3.1 auf, durch den eine Durchgangsöffnung 8 mit einer variierenden Weite w verläuft. Die Durchgangsöffnung 8 dient zur Aufnahme des Ankers 5. Hierzu weist die Durchgangsöffnung 8 eine erste Teilaussparung 8.1 mit einer sich über die Teilhöhe d3 nach innen vergrößernden Weite w1 auf und eine daran anschließende Teilaussparung 8.2 mit einer etwas kleineren Weite w2. Durch die Unterschiede betreffend die Weite w1 und die Weite w2, insbesondere im Übergangsbereich zwischen der Teilaussparung 8.1, 8.2, wird eine Schulter 8.3 ausgebildet, gegen die der Anker 5 zwecks Befestigung anliegt. Die Teilaussparung 8.2 ist zwecks Aufnahme des Ankers 5 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, während die Teilaussparung 8.1, aufgrund der sich nach innen hin erweiternden Weite w1, eine Hinterschneidung H1 bildet. Die Teilaussparung 8.1 wird nach 1 zumindest teilweise mit Füllmasse 10 verschlossen, die nach dem Aushärten aufgrund der Hinterschneidung H1 in der Teilaussparung 8.1 verbleibt und nicht zur Innenseite I3 hin herausfallen kann.
-
Gemäß 2b ist das jeweilige Wandelement 3a rechteckförmig bzw. quadratisch und weist vier Seitenflächen S3a–S3d mit jeweils der Länge l auf. Im Bereich der jeweiligen Seitenfläche S3a–S3d ist nach 2a eine Nut 7.1, 7.2 vorgesehen. Während das Wandelement 3a eine Dicke der Höhe d aufweist, erstreckt sich die jeweilige Nut 7.1, 7.2 über eine Teilhöhe d1. Die Nut 7.1, 7.2 weist hierbei eine variierende Tiefe t auf, die ausgehend von einem Wert t1 von ungefähr 5 mm auf einen Wert von etwa 10 mm anwächst. Somit ist eine Hinterschneidung H3 gebildet, aufgrund derer eine darin angeordnete Füllmasse 10' gemäß 1 nicht zur Innenseite I3 hin herausfallen kann.
-
Mittels der Füllmasse 10', wie Mörtel oder Kitt wird der so gebildete Teilspalt S1 gemäß 1 bzw. 3b verschlossen, sodass die Innenseite I3 ohne Expansionsfugen, mithin expansoinsfugenfrei ausgebildet ist. Über die gesamte Innenseite I3 der Schutzauskleidung 1 ist nach dem Aushärten des Mörtels bzw. Kitts eine feste Oberfläche ausgebildet.
-
Auf der Rückseite A3 des Wandelements 3a sind gemäß 2a ergänzend zu dem zentrisch angeordneten Zapfen 3.1 vier Abstandselemente 3.5–3.8 vorgesehen, die gleichmäßig verteilt um den Zapfen 3.1 herum platziert sind. Während der Zapfen 3.1 eine runde bzw. kegelstumpfförmige Form aufweist, weisen die vier Abstandselemente 3.5–3.8 eine etwa quarderförmige Grundform auf und sind gegenüber einer Horizontalen H im Winkel von 45° angestellt. Flache Flächenanteile F3 des jeweiligen Abstandselements 3.5–3.8, sind somit ebenfalls relativ zur Horizontalen H angestellt. Gleiches gilt für den kegelstumpfförmigen Zapfen 3.1, der eine konvexe Grundform G3 aufweist. Somit sind allenfalls punktförmige Flächenanteile vorhanden, die horizontal ausgerichtet sind.
-
Nach den 3a, 3b sind verschiedene Ausführungsformen für das Wandelement 3a, 3b, 3c einerseits sowie das Wandteil 4a bzw. die Mittelschicht 4 andererseits dargestellt. Das Wandteil 4a bzw. die Mittelschicht 4 sind in 3a nicht dargestellt.
-
Während das Wandelement 3a der Ausführungsform nach 2, 2b entspricht, weist das Wandelement 3b vier zapfenförmige Abstandselemente 3.1–3.4 auf, die stirnseitig gegen die Mittelschicht 4 bzw. die Ausnehmungen 4.2, 4.3 anlegbar sind und gleichzeitig als Abstandselement dienen. Mittig ist lediglich die Durchgangsöffnung 8' für den Anker 5 vorgesehen
-
Das Wandelement 3c wiederum weist eine zentrische Ausnehmung 3.1' auf, über die das Wandelement 3c auf einen Zapfen 4.1 der Mittelschicht 4 angeordnet werden kann. Gemäß 3b weist die Mittelschicht 4 eine entsprechende Architektur auf. Zwecks Aufhängung eines Wandelements 3a weist die Mittelschicht 4 eine Ausnehmung 4.1 für den Zapfen 3.1 auf. Auch die Ausnehmung 4.1 weist eine entsprechende Hinterschneidung H2 auf. Zwecks Aufnahme bzw. Aufhängung eines Wandelements 3b weist die Mittelschicht 4 Ausnehmungen 4.2, 4.3 auf, die zur Aufnahme der genannten Zapfen 3.1–3.4 dienen. Zur Aufhängung des Wandelements 3c weist dieses eine zentrische Ausnehmung 3.1' auf, die auf einen Zapfen 4.1 der Mittelschicht 4 aufsetzbar ist. Darüber hinaus weist die Mittelschicht 4 mehrere Abstandselemente 4.7, 4.8 auf, gegen die das Wandelement 3c in Richtung R der Flächennormalen N anlegbar ist. Die Abstandselemente 4.7, 4.8 können entsprechend nach der Architektur der Abstandselemente 3.5–3.8 des Wandelements 3a ausgebildet sein.
-
Zwischen den beiden Wandelementen 3a, 3b bzw. 3a, 3c ist aufgrund der beschriebenen Nuten 7.1, 7.2, 7.4, 7.5 ein Spalt S mit der Hinterschneidung H3 gebildet. Über die Teilhöhe d1 des so gebildeten Spalts S, weist dieser, wie zwischen den Wandelementen 3a, 3c dargestellt, einen Teilspalt S1 mit einer variierenden Breite b1 auf. Die Breite b1 wird, ausgehend von der Innenseite I3 nach innen hin größer, sodass die Hinterschneidung H3 gebildet ist. Zwischen den Wandelementen 3a, 3b selbst, ist darüber hinaus ein zweiter Teilspalt S2 mit einer Breite b2 gebildet. Dieser Teilspalt S2 entspricht dem absoluten Abstandsmaß zwischen zwei Wandelementen 3a, 3b. Hierbei ist ein Maß v2 zwischen der Seitenfläche S3f und der Teilaussparung 8.2 um mindestens die Breite b2 kleiner als ein Maß v1 zwischen dem Anker 5 und einer Seitenfläche S3a des benachbarten Wandelements 3a, sodass selbst beim radialen Aufliegen des Wandelements 3b auf dem Anker 5, ein Mindestmaß der Breite b2 des Teilspalts S2 gewährleistet ist.
-
Das Wandelement 3c weist im Bereich bzw. vor der Durchgangsöffnung 8'' einen Verschlussstopfen 9 auf, der aus dem gleichen Material wie das Wandelement 3c gebildet ist. Der Verschlussstopfen 9 ist über einen in Richtung einer Mittelachse 9.3 wirkenden Formschluss innerhalb des Wandelements 3c befestigt. Hier dargestellt sind zwei Ausführungsvarianten eines solchen Formschlusses. Gemäß oberer Bildhälfte, mit Bezug auf die Mittelachse 9.3, ist der Formschluss gebildet aus einem Außengewinde 9.1 des Verschlussstopfens 9 und einem entsprechenden Innengewinde 3.9a des Wandelements 3c. Gemäß unterem Teil weist der Verschlusstopfen 9 ein in radialer Richtung zur Mittelachse 9.3 verlaufendes Bajonette-Verschlussstück 9.2 auf, welches in eine entsprechende Bajonette-Verschlussnut 3.9b des Wandelements 3c eingreift. Ein Herausdrehen des Verschlussstopfens 9 wird durch die vorliegenden Reibungskräfte einerseits sowie das ergänzende Einbringen von Haftmasse andererseits gewährleistet. Durch die jeweiligen Nuten 7.1–7.6 sind die Spalte S zwischen den Wandelementen 3a–3c gebildet.
-
Nach den 4a, 4b wird die Mittelschicht 4 ausführlicher dargestellt. Ausgehend von der Schnittdarstellung 4a, entsprechend rechter Bildhälfte 3b, ist nach 4b die Ansicht der Innenseite I4 dargestellt. In der oberen Ausführungsvariante weist die Mittelschicht 4 bzw. das Wandteil 4a die vier Ausnehmungen 4.1–4.4 auf. Gemäß mittlerer Ausführungsvariante weist die Mittelschicht 4 bzw. das Wandteil 4a die Ausnehmung 4.1 mit entsprechender Hinterschneidung H2 auf, während in der Ausführungsform des unteren Bildteils die Mittelschicht 4 bzw. das Wandteil 4a in Analogie zu der Architektur des Wandelements 3a nach 2a, 2b einen zentrisch angeordneten Zapfen 4.1 sowie vier über den Umfang verteilt angeordneten Abstandselemente 4.5–4.8 aufweist. Der Zapfen 4.1 ist ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet mit einer konvexen Grundform G4. Die flachen Flächenteile F4 der Abstandselemente 4.5, 4.8 sind ebenfalls gegenüber der Horizontalen H angestellt.
-
Grundsätzlich ist es, wie im Ausführungsbeispiel nach den 5a, 5b dargestellt, auch möglich nur zwei angrenzende Seitenflächen S3b, S3c bzw. S3f, S3g bzw. S3k, S3l mit der Nut 7.1, 7.2 zu versehen, während die beiden anderen angrenzenden Seitenflächen S3a, S3d, S3e, S3h bzw. S3i, S3m nutfrei ausgebildet sind, sodass gemäß Schnittdarstellung 5b der Spalt S eine einseitig verlaufende Hinterschneidung H3 bildet, die ebenfalls ein Herausfallen von Füllmasse 10 verhindert.
-
Nach dem Aufbau einer solchen Schutzauskleidung 1 wird gemäß 1 zwischen die Innenschicht 3 und die Mittelschicht 4 bzw. einen zwischen beiden Schichten bestehenden Freiraum 11.1 Vergussmasse 11 eingefüllt, die auch in die entsprechende Ausnehmung 3.1, 4.1 um den jeweiligen Zapfen 3.1, 4.1 herum ausfüllt, sodass die so gebildete Zapfen-Loch-Paarung 34 bzw. Loch-Zapfen-Paarung 43 sowohl in Richtung R der Flächennormalen N als auch in einer Richtung rechtwinklig hierzu, mithin sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung einen Formschluss bildet. Damit ist das jeweilige Wandelement 3a im Falle des Versagens eines Ankers 5, vor dem Ablösen von der Mittelschicht 4, gesichert. Insbesondere ist hierdurch besagte Aufhängung gewährleistet, mithin die Aufnahme der Gewichtskraft über den in vertikaler Richtung wirkenden Formschluss F.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schutzauskleidung
- 2
- Industrieofenwand
- 3
- feuerfeste Innenschicht, Innenschicht
- 3a
- Wandelement
- 3b
- Wandelement
- 3c
- Wandelement
- 3.1
- Zapfen, Ausnehmung
- 3.1'
- Zapfen, Ausnehmung
- 3.2
- Zapfen, Ausnehmung
- 3.3
- Zapfen, Ausnehmung
- 3.4
- Zapfen, Ausnehmung
- 3.5
- Abstandselement
- 3.6
- Abstandselement
- 3.7
- Abstandselement
- 3.8
- Abstandselement
- 3.9a
- Innengewinde
- 3.9b
- Bajonette-Verschluss-Nut
- 34
- Zapfen-Loch-Paarung
- 4
- Mittelschicht
- 4a
- Wandteil
- 4.1
- Zapfen, Ausnehmung
- 4.2
- Zapfen, Ausnehmung
- 4.3
- Zapfen, Ausnehmung
- 4.4
- Zapfen, Ausnehmung
- 4.5
- Abstandselement
- 4.6
- Abstandselement
- 4.7
- Abstandselement
- 4.8
- Abstandselement
- 43
- Loch-Zapfen-Paarung
- 5
- Anker, Metallanker
- 5'
- Anker, Metallanker
- 6
- Isolierschicht
- 7.1
- Nut
- 7.2
- Nut
- 7.3
- Nut
- 7.4
- Nut
- 7.5
- Nut
- 7.6
- Nut
- 8
- Durchgangsöffnung
- 8'
- Durchgangsöffnung
- 8''
- Durchgangsöffnung
- 8.1
- Teilaussparung
- 8.2
- Teilaussparung
- 8.3
- Schulter
- 9
- Verschlusstopfen
- 9.1
- Außengewinde
- 9.2
- Bajonette-Verschlussstück
- 9.3
- Mittelachse
- 10
- Füllmasse
- 10'
- Füllmasse
- 11
- Vergussmasse
- 11.1
- Freiraum
- 12
- Brennraum
- A3
- Rückseite
- A4
- Rückseite
- b1
- Breite
- b2
- Breite
- d
- Höhe
- d1
- Teilhöhe
- d2
- Teilhöhe
- d3
- Teilhöhe
- F
- Formschluss
- F3
- Flächenanteil
- F4
- Flächenanteil
- G3
- konvexe Grundform
- G4
- konvexe Grundform
- l
- Länge
- H
- Horizontale
- H1
- Hinterschneidung
- H2
- Hinterschneidung
- H3
- Hinterschneidung
- I3
- Innenseite
- I4
- Innenseite
- N
- Flächennormale
- R
- Richtung von N
- S
- Spalt
- S1
- Teilspalt
- S2
- Teilspalt
- S3a
- Seitenfläche
- S3b
- Seitenfläche
- S3c
- Seitenfläche
- S3d
- Seitenfläche
- S3e
- Seitenfläche
- S3f
- Seitenfläche
- S3g
- Seitenfläche
- S3h
- Seitenfläche
- S3i
- Seitenfläche
- S3k
- Seitenfläche
- S3l
- Seitenfläche
- S3m
- Seitenfläche
- t
- Tiefe
- t1
- Tiefe
- v1
- Maß
- v2
- Maß
- w
- Weite, Durchmesser
- w1
- Weite, Durchmesser
- w2
- Weite, Durchmesser
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2189743 A1 [0004]
- DE 20307026 U1 [0005]
