DE1254804B - Ceilings, especially for industrial furnaces and ovens - Google Patents

Ceilings, especially for industrial furnaces and ovens

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DE1254804B DEK41163A DEK0041163A DE1254804B DE 1254804 B DE1254804 B DE 1254804B DE K41163 A DEK41163 A DE K41163A DE K0041163 A DEK0041163 A DE K0041163A DE 1254804 B DE1254804 B DE 1254804B
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Heinrich Meyer
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Keller Ofenbau GmbH
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Keller Ofenbau GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

Decke, insbesondere für industrielle Feuerungen und Öfen Die Erfindung bezieht sich auf eine Decke mit flacher Unterseite, insbesondere für industrielle Feuerungen und Öfen, die sich gegen in waagerechter Richtung bewegliche Lager abstützt, deren Gegendruck von elastischen Mitteln aufgebracht wird.Ceiling, especially for industrial furnaces and furnaces The invention refers to a ceiling with a flat bottom, especially for industrial ones Furnaces and furnaces that are supported against bearings that can move in a horizontal direction, whose counter pressure is applied by elastic means.

Decken mit flacher oder beinahe flacher Unterseite verhindern weitgehend eine Luftgassenbildung unter der Decke, wie sie bei der üblichen Gewölbeform unvermeidbar ist, und ermöglichen so eine gleichmäßige Feuerverteilung in Ofen- bzw. Feuerungsräumen, z. B. bei keramischen Brennöfen, insbesondere bei Tunnelöfen.Ceilings with a flat or almost flat underside prevent to a large extent the formation of air gaps under the ceiling, which is unavoidable with the usual vault shape and thus enable an even distribution of fire in furnace and furnace rooms, z. B. in ceramic kilns, especially in tunnel kilns.

Es ist bereits eine Decke der eingangs genannten Art bekannt, die aus Formsteinen gebildet ist, die in der Art einer Nut- und Federverbindung ineinandergreifen und durch elastische Mittel in gegenseitigem Verbund gehalten sind. Die elastische Lagerung entlang den Deckenseitenkanten dient bei dieser Ausführungsform zum Ausgleich der bei Temperaturschwankungen auftretenden Dehnung bzw. Konstruktion der Decke und trägt die zum Ausgleich des auftretenden Horizontalschubs erforderlichen Kräfte in Höhe der Deckenmitte in diese ein. Diese Decke ist als Hängedecke ausgebildet und benötigt einen bei derartigen Deckenkonstruktionen erforderlichen hohen Aufwand, ohne auf Grund der hohen Wärmebeanspruchungen der Hängeeisen eine erforderliche Sicherheit, Lebensdauer und Dichtheit zu gewährleisten.It is already known a blanket of the type mentioned, which is formed from shaped blocks that interlock in the manner of a tongue and groove connection and are held in mutual connection by elastic means. The elastic Storage along the side edges of the ceiling serves to compensate for this in this embodiment the expansion or construction of the ceiling caused by temperature fluctuations and carries the forces required to compensate for the horizontal thrust that occurs at the height of the middle of the ceiling. This ceiling is designed as a suspended ceiling and requires a high level of effort required for such ceiling constructions, without a required due to the high thermal stress on the hanging iron To ensure safety, service life and tightness.

Durch das Eigengewicht einer Decke und durch Auflasten, z. B. durch eine Abisolierung der Decke zur Verhinderung von Wärmeverlusten, bilden sich in der Decke in Zusammenwirken mit ihrer Lagerung hohe Spannungen aus, die infolge von Materialverformungen zu Rißbildungen führen, welche die Dichtheit der Decke sowie ihre Lebensdauer herabsetzen. Die durch die Festigkeit der zur Verwendung gelangenden feuerfesten Materialien festgelegte obere zulässige Spannungsgrenze erlaubt deshalb ohne Aufhängung oder Bewehrung lediglich die überbrückung von geringen Spannweiten. Eine übernahme der bei größeren Spannweiten auftretenden resultierenden Deckenspannungen durch innerhalb oder außerhalb derselben vorgesehene Bewehrungen, z. B. Stahleinlagen oder -aufhängungen, ist bei den vorhandenen Temperaturen und dem daraus resultierenden, zu den Feuerfestmaterialien unterschiedlichen Dehnungsverhalten derartiger Bewehrungen nicht möglich oder bedingt einen untragbaren konstruktiven Aufwand.Due to the weight of a ceiling and due to loads, e.g. B. by a stripping of the ceiling to prevent heat loss, are formed in the ceiling in interaction with its storage from high tensions, which as a result from deformations of the material to cracks, which reduce the tightness of the ceiling as well as reduce their service life. Due to the strength of the to use incoming refractory materials specified upper permissible stress limit therefore allows only the bridging of minor ones without suspension or reinforcement Spans. A takeover of the resulting ones with larger spans Ceiling stresses due to reinforcements provided inside or outside the same, z. B. steel inserts or suspensions, is at the existing temperatures and the resulting expansion behavior, which differs from that of refractory materials Such reinforcement is not possible or requires an unsustainable construction Expenditure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in ihrer Ausbildung einfache Decke der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, ohne Aufhängungen oder Bewehrungen bei Verwendung normaler Feuerfestmaterialien hohe Spannweiten auch bei großen Auflasten zugspannungsfrei zu überbrücken.The invention is based on the object of one in its training To create a simple ceiling of the type mentioned, which makes it possible without suspensions or reinforcement with the use of normal refractory materials, high spans as well to be bridged without tension in the case of large loads.

Zu diesem Zweck zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß die Decke als unbewehrte, frei tragende Decke ausgebildet ist, die durch eine auf einen unterhalb der Deckenmittelebene gelegenen, horizontalen Deckenbereich zentrierte Krafteintragung über die Lager in der Art einer Spanndecke vorgespannt ist.For this purpose, the invention is characterized in that the ceiling is designed as an unreinforced, cantilevered ceiling, which is supported by one on one below the horizontal ceiling area centered on the central plane of the ceiling is prestressed over the bearings in the manner of a stretch ceiling.

Durch die gezielte Krafteintragung über die Lager in einer horizontalen Ebene unterhalb der Deckenmittelebene wird eine Decke in der Art einer unbewehrten Spanndecke geschaffen, bei der verhältnismäßig geringe Kräfte für einen Ausgleich erforderlich sind und bei der die eingetragenen Kräfte infolge ihrer überlagerung mit den Kräften aus ständiger Last die resultierenden Spannungen in jedem Teil des Deckenquerschnitts sowohl an der Unterkante als auch an der Oberkante positiv werden lassen und wesentlich herabsetzen. Durch eine vorzugsweise dachförmige Deckenformgebung vermindert sich gleichzeitig die ständige Last selbst, während im Bereich der höchsten Belastung, in Deckenmitte, die Spannungen entsprechend geringer sind. Bei vorgegebener zulässiger Spannung auf Grund der Materialfestigkeit sind außergewöhnliche Spannweiten erreichbar, während völlige Dichtheit der Decke und hohe Lebensdauer gewährleistet ist. Die Auflast in Form von Isoliermaterial od. dgl. kann entsprechend erhöht werden, so daß sich die Wärmeverluste verringern und der Wirkungsgrad der Feuerungsanlage verbessert. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, billige Materialien mit geringeren Festigkeitsgrenzen zu verwenden, ohne die zulässigen Werte zu überschreiten.Through the targeted application of force via the bearings in a horizontal direction At the level below the slab median plane, there is an unreinforced slab Stretch ceiling created with the relatively low forces for compensation are required and in which the forces entered are due to their superposition with the forces from permanent load the resulting stresses in each part of the Ceiling cross-section become positive both at the lower edge and at the upper edge let and reduce significantly. By a preferably roof-shaped ceiling design at the same time the constant load itself decreases, while in the area of the highest Load, in the middle of the ceiling, the tensions are correspondingly lower. With a given permissible tension due to the material strength are exceptional spans achievable while ensuring complete tightness of the ceiling and a long service life is. The load in the form of insulating material or the like can be increased accordingly, so that the heat losses and the efficiency of the furnace are reduced improved. At the same time there is the possibility of cheap materials with lower ones To use strength limits without exceeding the permissible values.

Durch eine auf einen Bereich etwa in Höhe des unteren Drittelpunktes der vertikalen Deckenmittelebene gelegenen, horizontalen Bereich zentrierte Krafteintragung lassen sich nach der Erfindung optimale Spannungsverhältnisse, d. h. geringstmögliche resultierende Spannungswerte und eine besonders gleichmäßige Spannungsverteilung, erzielen.By one on an area approximately at the level of the lower third point the horizontal area centered on the vertical middle plane of the ceiling can be optimal according to the invention Tension, d. H. lowest possible resulting tension values and a particularly uniform one Stress distribution, achieve.

Die Decke weist vorteilhaft an sich bekannte abgerundete Seitenkanten auf, die sich in entsprechend gerundeten Widerlagern abstützen. Diese Ausbildung der Deckenränder und Widerlager schafft eine baulich einfache Zentrierung der Krafteintragung und erlaubt zugleich unter Ausschaltung von Kantenpressungen Rollbewegungen der Decke bei Dehnungen bzw. Kontraktionen der Decke infolge von Temperaturänderungen.The ceiling advantageously has rounded side edges known per se on, which are supported in appropriately rounded abutments. This training the ceiling edges and abutments create a structurally simple centering of the force application and at the same time allows rolling movements of the Blanket when the blanket expands or contracts as a result of temperature changes.

Zur Halterung der Widerlager sind vorzugsweise an sich bekannte Zuganker vorgesehen, die an sich bekannte, in ihrer Verspannung einstellbare Federn als elastische Mittel tragen. Diese Halterung erlaubt eine richtige Einstellung des horizontalen Widerlagerdruckes und damit eine Bemessung der in die Decke einzutragenden Kräfte sowie eine Nachstellung zu Anpassungszwecken.Tie rods known per se are preferably used to hold the abutments provided, the known, adjustable in their tension springs as elastic Carry funds. This bracket allows a correct adjustment of the horizontal Abutment pressure and thus a dimensioning of the forces to be introduced into the ceiling as well as a readjustment for adjustment purposes.

Die Erfindung ist vorteilhaft bei keramischen Brennöfen und insbesondere Tunnelöfen anwendbar und ermöglicht es, Aufheizzeiten derartiger Öfen auf einen Bruchteil bisher benötigter Aufheizzeiten zu verringern.The invention is advantageous in ceramic kilns and in particular Tunnel ovens applicable and allows heating times of such ovens to one Reduce a fraction of previously required heating times.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Tunnelofen mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Decke, F i g. 2 eine andere Ausführungsform der Decke nach der Erfindung, F i g. 3 eine Ausführung der Decke nebst Widerlager bei gleichem Mittelpunkt der Krümmungsradien für die Decke und das Widerlager, F i g. 4 eine der F i g. 2 ähnliche Darstellung einer anderen Ausführungsform von Decke und Widerlager mit unterschiedlichen Krümmungsradien für die Decke und das Widerlager.Several embodiments of the subject matter of the invention are shown in FIG shown in simplified form in the drawing. It shows F i g. 1 shows a vertical section through a tunnel furnace with a ceiling designed according to the invention, FIG. 2 shows another embodiment of the ceiling according to the invention, FIG. 3 an execution the ceiling together with the abutment with the same center point of the radii of curvature for the Ceiling and the abutment, F i g. 4 one of the F i g. 2 similar representation of a Another embodiment of the ceiling and abutment with different radii of curvature for the ceiling and the abutment.

Bei dem Tunnelofen nach F i g. 1 ist der mit Formlingen besetzte Brennkanalquerschnitt mit 1 bezeichnet, 2 bedeutet das Seitenmauerwerk. Die Decke 3 ist mit gerader oder etwa gerader Unterkante ausgeführt und an ihrer Oberseite dachförmig ausgebildet. Ihr gesamter Querschnitt wirkt als tragender Querschnitt. Eine solche Decke kann aus Formsteinen aufgebaut werden, wie das in F i g. 1 dargestellt ist, sie kann jedoch auch als massive Platte aus Stampfschamotte oder anderen Materialien hergestellt sein. Eine solche Ausführung ist in F i g. 2 dargestellt und mit 4 bezeichnet.In the tunnel furnace according to FIG. 1 is the cross-section of the combustion channel occupied with bricks denoted by 1, 2 means the side masonry. The ceiling 3 is straight or run approximately straight lower edge and formed roof-shaped on its top. Their entire cross-section acts as a load-bearing cross-section. Such a ceiling can be built up from shaped stones, as shown in FIG. 1 is shown, it can but also made as a solid plate made of rammed chamotte or other materials be. Such an embodiment is shown in FIG. 2 and denoted by 4.

Bei beiden Ausführungsformen hat die Decke 3, 4 gerundete Seitenkanten und stützt sich zu entsprechend gerundeten, tonnenförmigen Widerlagersteinen 5 ab. Diese Lagerung erlaubt der Decke Bewegungen, die durch Wärmeverformungen ausgelöst werden, ohne daß unzulässige hohe Kantenpressungen und Verschiebungen des Angriffs der waagerechten Kraftkomponente auftreten, und zentriert die Kraftübertragung zwischen Lagern und Decke auf einen horizontalen, unterhalb der horizontalen Deckenmittelebene gelegenen Bereich. Bei der in F i g. 1 dargestellten, im wesentlichen der Ausführung gemäß F i g. 2 entsprechenden Ausführung ist eine auf einen etwa in Höhe des unteren Drittelpunktes der vertikalen Deckenmittelebene zentrierte Krafteintragung durch die Lager auf die Decke vorgesehen. In F i g. 1 und 2 dargestellte Zuganker 6 wirken auf Federpakete 7, die mittels Muttern 8 nachstellbar sind. Durch entsprechende Dimensionierung und Einstellung der Federn kann erreicht werden, daß die horizontale Komponente der Widerlagerkraft in ihrer statisch vorbestimmten Größe unabhängig von den Wärmeausdehnungen der Decke etwa gleich bleibt. Dadurch wird nicht nur die Lebensdauer der Decke verlängert, sondern es werden auch die bekannten Wärmedehnungsrisse in der Decke vermieden, so daß eine hohe Dichtigkeit der Decke auch im langjährigen Dauerbetrieb gewährleistet ist. Wenn die Federn hinreichend groß dimensioniert sind, kann auf eine Nachstellmöglichkeit verzichtet werden. Die Federn brauchen nicht voll ausgebildet zu werden, sondern es ist, nachdem die kleinsten und größten seitlichen Widerlagerkräfte bestimmt sind, möglich, auch durch kleinere Federpakete die gleiche Wirkung zu erreichen, wenn die Spannkraft der Federn während der Aufheiz- bzw. Abkühlperiode überwacht und entsprechend nachgestellt wird.In both embodiments, the ceiling 3, 4 has rounded side edges and is supported by appropriately rounded, barrel-shaped abutment stones 5. This storage allows the ceiling movements that are triggered by thermal deformation without inadmissible high edge pressures and displacements of the attack the horizontal force components occur and centers the power transmission between Store and ceiling on a horizontal, below the horizontal ceiling center plane located area. In the case of the in FIG. 1 shown, essentially of the execution according to FIG. 2 corresponding version is one on one approximately at the level of the lower one Force application centered at the third point of the vertical ceiling center plane the bearings provided on the ceiling. In Fig. 1 and 2 shown tie rods 6 act on spring assemblies 7, which can be readjusted by means of nuts 8. Through appropriate Sizing and adjusting the springs can be achieved that the horizontal Component of the abutment force independent of its statically predetermined size of the thermal expansion of the ceiling remains roughly the same. This not only does that Lifespan of the ceiling is extended, but also the well-known thermal expansion cracks Avoided in the ceiling, so that a high level of impermeability of the ceiling even in the long term Continuous operation is guaranteed. If the springs are sufficiently large, an adjustment option can be dispensed with. The feathers don't need to be fully trained but it is after the smallest and largest lateral Abutment forces are determined, possible, also by smaller spring assemblies the same Effect can be achieved if the elastic force of the springs during the heating or cooling period is monitored and readjusted accordingly.

Bei tonnenförmiger Ausbildung der Widerlager kann man der Deckenseitenkante und dem Widerlager gleiche Krümmungsradien geben, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Dadurch wird eine Verteilung des Widerlagerdruckes auf eine größtmögliche Fläche erreicht, es kann jedoch auch in manchen Fällen zweckmäßig sein, Gewölbe und Widerlager unterschiedliche Krümmungsradien zu geben, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Durch die tonnenförmige Lagerung wird eine ausreichende Bewegungsfähigkeit der Lagerung erreicht. Voraussetzung für diese Ausführung ist jedoch, daß die Festigkeit des Materials bei gegebenem Kämpferdruck ausreicht.If the abutment is barrel-shaped, the side edge of the ceiling can be used and give the abutment the same radii of curvature, as shown in FIG. 3 shown is. This ensures that the abutment pressure is distributed over the largest possible area reached, but it can also be useful in some cases, vaults and abutments to give different radii of curvature, as shown in FIG. 4 is shown. By the barrel-shaped storage becomes a sufficient mobility of the storage achieved. A prerequisite for this design is that the strength of the Material is sufficient for a given fighter pressure.

Die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel angedeuteten Federpakete können auch durch andere elastische Mittel ersetzt werden, z. B. durch hydraulische oder pneumatisch betätigte Druckelemente.The spring assemblies indicated in the illustrated embodiment can also be replaced by other elastic means, e.g. B. by hydraulic or pneumatically operated pressure elements.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Decke, insbesondere für industrielle Feuerungen und Öfen, mit flacher Unterseite, die sich gegen in waagerechter Richtung bewegliche Lager abstützt, deren Gegendruck von elastischen Mitteln aufgebracht wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Decke als unbewehrte, frei tragende Decke ausgebildet ist, die durch eine auf einen unterhalb der Deckenmittelebene gelegenen, horizontalen Deckenbereich zentrierte Krafteintragung über die Lager in der Art einer Spanndecke vorgespannt ist. Claims: 1. Ceiling, especially for industrial furnaces and ovens, with a flat bottom, which can be moved against in a horizontal direction Supports bearings, the counter pressure of which is applied by elastic means, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the ceiling as unreinforced, self-supporting Ceiling is formed by one on one below the ceiling center plane Centered force application via the bearings in the horizontal ceiling area is prestressed in the manner of a stretch ceiling. 2. Decke nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf einen etwa in Höhe des unteren Drittelpunktes der vertikalen Deckenmittelebene gelegenen horizontalen Bereich zentrierte Krafteintragung über die Lager. 2. Blanket according to claim 1, characterized by one to about at the level of the lower third point of the vertical ceiling center plane located horizontal area centered force application via the bearings. 3. Decke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke eine dachförmig ausgebildete Oberseite aufweist. 3. ceiling according to claim 1 or 2, characterized in that the ceiling is roof-shaped Having top. 4. Decke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke an sich bekannte abgerundete Seitenkanten aufweist, die sich in entsprechend gerundeten Widerlagern abstützen. 4. Blanket according to one or more of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the ceiling is known rounded side edges has, which are supported in correspondingly rounded abutments. 5. Decke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung der Widerlager an sich bekannte Zuganker vorgesehen sind, die an sich bekannte, in ihrer Vorspannung einstellbare Federn als elastische Mittel tragen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 618 216, 662 353, 643 982, 1078 271, 1026 910, 972 822, 833 990, 887 561; österreichische Patentschriften Nr. 102 066, 164 793; britische Patentschrift Nr. 134 553; USA: Patentschriften Nr. 2 553 787, 1623 860, 2146 751; französische Patentschrift Nr. 684 803; Zeitschrift »Ziegelindustrie«, 1960, H. 8, S. 224 bis 228.5. Cover up One of the preceding claims, characterized in that for holding the Thrust anchor known per se are provided that per se wear known, adjustable in their preload springs as elastic means. Considered publications: German Patent Specifications No. 618 216, 662 353, 643 982, 1078 271, 1026 910, 972 822, 833 990, 887 561; Austrian patents No. 102 066, 164 793; British Patent No. 134,553; USA: patents No. 2,553,787, 1623,860, 2146,751; French Patent No. 684,803; magazine "Brick Industry", 1960, no. 8, pp. 224 to 228.
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