DE19542580A1 - Aus mehreren Rohrabschnitten aufgebautes Rauchrohr eines Kamins - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein aus mehreren Rohrabschnitten aufgebautes Rauchrohr eines Kamins mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten Rauchrohr dieser Art (EP-A 424 617), dessen Rohrabschnitte an einem Ende jeweils zu einer erweiterten Muffe geformt sind, ist zwischen dem Spitzende des einen Rohrabschnitts und der Muffeninnenwand des anschließenden Rohrabschnitts eine Schicht aus Keramikfasermaterial, z. B. Keramikgewebe oder -vlies, ange­ ordnet, die zugleich als Befestigungs- und Abdichtmittel dient. Die Schichtdicke des Keramikmaterials ist so gewählt, daß diese das Spiel zwischen der Muffeninnenwand und dem einzufügenden Spitzende übersteigt. Durch das Eindrücken des Spitzendes in die Muffe wird das an der Innenwand der Muffe anliegende und gegen ein Verrutschen fixierte Keramikmaterial so weitgehend komprimiert, daß hierdurch der anschließende Rohrabschnitt in der Muffe festgeklemmt ist und zugleich eine hinreichende Abdichtung gegen das Austreten von Rauchgas erzielt wird. Auf diese Weise ist es möglich, das Rauchrohr aus einzelnen Rohrabschnitten aufzubauen, ohne daß hierzu eine Verbindung durch Mörtel oder Kitt Voraussetzung ist. Insbesondere wird auch ein im Stand der Technik (EP-A 225 967) vorgeschlagenes Imprägnieren des Keramikmaterials mit einem Blähmittel unnötig, das erst bei Erhitzung auf eine relativ hohe Temperatur aktiviert wird und dadurch den für eine ausreichende Halterung notwendigen Preßsitz zwischen Spitzende und Muffe erzeugt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den geschilderten Aufbau eines aus Rohrabschnitten bestehenden Rauchrohrs weiter zu verbessern, insbesondere zu vereinfachen, indem eine Möglichkeit geschaffen wird, auf eine Fixierung des Keramikmaterials an der Muffe oder an dem Spitzende bei dem Fügevorgang zu verzichten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Rauchrohr gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Infolge der konischen Gestalt des Halte- und Dichtrings aus Keramikgewebe kann der Ring vor dem Fügevorgang einfach in die Muffe eingelegt oder auf das Spitzende des anschließenden Rohrabschnitts aufgezogen werden. Dabei ist zumindest in dem letzteren Fall der kleinere Durchmesser des Halte- und Dichtrings so auf das Spitzende des einzufügenden Rohrabschnitts abgestimmt, daß der Dichtring auf dem Spitzende hinreichend straff sitzt oder dessen Stirnfläche teilweise umgreift, um bis zu einer bestimmten Fügekraft davon mitgenommen zu werden. Diese Abstimmung erfordert nicht notwendigerweise, daß der Durchmesser weitgehend exakt auf das Spitzende des Rohrabschnitts abgestimmt ist. Vielmehr genügt es auf Grund von der Oberflächenrauhigkeit des Spitzendes, die insbesondere bei Keramikmaterial verhältnismäßig stark ausgeprägt sein kann, wenn das Keramikgewebe sich an der Oberflächenrauhigkeit einhängen und dadurch mitgenommen werden kann.

Im Unterschied zu dem Vorschlag gemäß der eingangs zitierten EP-A 424 617 braucht bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Halte- und Dichtrings die Schichtdicke des Keramikmaterials nicht die Dicke des Zwischenraums zwischen dem Spitzende und der Muffeninnenwand zu übersteigen, um die für die Halterung und Abdichtung erforderliche Kompression des Keramikmaterials nach dem Fügevorgang herbeizuführen. Vielmehr geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß der Keramikgewebe-Ring im Zuge des Fügevorgangs zunächst durch das Spitzende mit einer bestimmten Kraft in die Muffe hineingezogen wird, so daß sein zunächst mit dem oberen Muffenrand übereinstimmender Umfang in das Muffeninnere wandert. In diesem Zustand staut sich das Keramikgewebe in Umfangsrichtung und hebt sich teilweise unter Faltenbildung von der Muffeninnenwand ab. Dieser Vorgang vollzieht sich so lange, bis mit weiterer Zunahme des umfangmäßig in dem Zwischenraum vorhandenen Keramikgewebes dieses den Zwischenraum vollständig ausfüllt, woraufhin durch weiteres Einschieben am Eintritt in die Muffe eine örtliche, immer stärker werdende Verdichtung des Keramikgewebes stattfindet. Zu diesem Zeitpunkt wird das Keramikgewebe auch so stark zwischen dem Spitzende und dem oberen Randbereich der Muffe festgeklemmt, daß sich der Dichtring nicht weiter in die Muffe hineinziehen läßt. Sofern zu dieser Zeit die Stirnfläche des Spitzendes den Muffengrund noch nicht erreicht hat, kann nunmehr entweder eine gewisse Streckung des Keramikgewebes stattfinden, bis das Spitzende am Muffengrund aufsitzt, oder das Spitzende rutscht durch das untere Ende des Halte- und Dichtrings hindurch.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Ring mit seinem kleineren Durchmesser so auf das Spitzende abgestimmt, daß er mit seinem entsprechenden Endabschnitt am Umfang des Spitzendes auch dichtend anliegt. In diesem Fall findet eine Abdichtung sowohl am Spitzende in diesem Anlagebereich als auch in der Nähe des oberen Muffenrandes statt, wo das Keramikgewebe aufgrund des vorstehend geschildeten Sachverhalts verdichtet und eingeklemmt ist.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform, die ebenfalls zu einer zweifachen Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen den beiden Rohrabschnitten führt, ist der Ring mit seinem Endabschnitt kleineren Durchmessers auf das Spitzende so abgestimmt, daß der Endabschnitt dessen Stirnfläche zumindest teilweise umgreift und im zusammengebauten Zustand dichtend auf dem Muffengrund aufliegt.

Das erfindungsgemäße Prinzip zur Fixierung und gleichzeitigen Abdichtung zweier zusammengefügter Rohrabschnitte aneinander erlaubt es, die Haltekraft und die Abdichtung allein durch die Wahl des Konuswinkels des Halte- und Dichtrings zu beeinflussen. Wenn der Konuswinkel verhältnismäßig groß ist, hat das zur Folge, daß mit dem Fügevorgang für eine bestimmte Weglänge mehr Keramikgewebe in die Muffe gelangt als bei einem kleinen Konuswinkel. Das ergibt schon nach einem kurzen Einschiebeweg eine verhältnismäßig starke Verdichtung des Keramikgewebes. Andererseits kann auch nach einem weiteren Erfindungs­ gedanken die Muffeninnenwand sich zum Muffengrund hin konisch verjüngend ausgebildet sein. Hierdurch wird dafür gesorgt, daß die Komprimierung und Einklemmung des Keramikgewebes in einem größeren Abstand von dem freien Muffenrand, im Inneren der Muffe, stattfindet. Auf diese Weise läßt sich durch die Konizität der Muffeninnenwand auch das "Einspannmoment" steuern, durch welches der Rohrabschnitt in der Muffe des anschließenden Rohrabschnitts fixiert wird.

Bei verhältnismäßig glatten Oberflächen der Rohrabschnitte, die auch schon bei im isostatischen Pressverfahren hergestellten Keramikrohren erzielbar sind, kann es zweckmäßig sein, durch gezielte Maßnahmen eine Fixierung des Halte- und Dichtrings an der Muffeninnenwand eintreten zu lassen unabhängig davon, ob das Keramikgewebe in dem Zwischenraum bereits durch hinreichende Komprimierung und den dadurch bewirkten Reibschluß festgehalten wird. Eine in diesem Sinn gesteuerte Fixierung wird erreicht, wenn an der Muffeninnenwand und/oder an der Außenwand des Spitzendes an einer gewünschten Stelle eine oder mehrere Rillen vorgesehen sind. In eine solche Rille tritt das Keramik­ gewebe des Rings verhältnismäßig bald ein, nachdem der Umfang des Rings in dem entsprechenden Bereich über denjenigen der Muffeninnenwand gewachsen ist. Hierdurch entsteht eine Art Formschluß zwischen der Rille und dem Ring, durch den der Ring eher als durch reinen Reibschluß festgehalten wird.

Von Vorteil ist weiterhin, wenn in das Keramikgewebe des Halte- und Dichtrings Metallfäden, vorzugsweise axial verlaufende Stahlfäden, eingearbeitet sind. Erfahrungsgemäß hat sich gezeigt, daß hierdurch bei dem geschilderten Verdichtungs- und Einklemmvorgang des Keramikgewebes der noch über den oberen Muffenrand hinausstehende Teil des Rings sich nach außen umlegt und auf diese Weise eine zusätzliche Fixierung an der Stirnfläche der Muffe herbei führt.

Grundsätzlich bedarf das Keramikgewebe keinerlei besonderer Behandlung zur Erhöhung der Dichtwirkung. Denn aufgrund des geschilderten Verdichtungs- und Klemmvorganges werden die Keramikgarne und deren Fasern so intensiv aneinander gedrückt, daß eine einwandfreie Abdichtung gegenüber einem Austreten von Rauchgas gewährleistet ist. Entsprechendes gilt umso mehr, wenn auch der im Durchmesser kleinere Bereich des Rings straff auf dem Spitzende aufliegt, da hierdurch in dem Abschnitt zwischen der Klemmstelle und dem straff aufliegenden Bereich des Rings das Gewebe gestrafft wird, wodurch sich die Garne und Fasern ebenfalls dichtend aneinander anlegen. Jedoch kann durch eine Imprägnierung des Gewebes z. B. mit Talkum eine noch weitergehende Abdichtung erreicht werden, weil hierdurch alle Gewebezwischenräume ausgefüllt werden. Talkum hat gute Schmiereigenschaften und eignet sich daher als Gleitmittel und folglich zur Beeinflussung der Fügekraft beim Fügevorgang. Darüberhinaus verändert sich Talkum bis zu Temperaturen von 700°C nicht. Zur Imprägnierung auf diese Weise eignet sich, entweder in Kombination mit Talkum oder für sich alleine, auch eine Graphitpaste. Auch hierdurch werden die Gewebezwischenräume durch ein weitgehend inertes Material ausgefüllt, das bis zu hohen Temperaturen unverändert bleibt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Halte- und Dichtrings im Zustand vor der Befestigung an einem Rohrabschnitt;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Rings gemäß Fig. 1;

Fig. 3 bis 5 aufeinanderfolgende Stadien des Fügevorgangs bis zum gefügten Zustand (Fig. 5);

Fig. 6 eine zu Fig. 5 analoge Darstellung einer modifizierten Ausführungsform und

Fig. 7 eine zu Fig. 5 analoge Darstellung einer weiter modifizierten Ausführungsform mit konischer Muffen­ innenwand.

Der in den Fig. 1 und 2 im unverformten Zustand darge­ stellte Halte- und Dichtring 1 besteht aus einer einzigen Schicht eines Keramikgewebes (z. B. Al₂O₃). In das Keramikgewebe sind axial, d. h. in Richtung der Rauchrohrachse, verlaufende Stahlfäden 2 eingearbeitet, die dem Ring 1 eine gewisse Formhaltigkeit verleihen. Der Ring 1 verjüngt sich von einem im Durchmesser größeren (oberen) Rand 3 zu einem im Durchmesser kleineren (unteren) Rand 4 mit einem Konuswinkel α, der je nach der Oberflächen­ rauhigkeit und der Verwendung einer zylindrischen oder konischen Innenwand in weiten Grenzen gewählt werden kann. Vorzugsweise beträgt der Konuswinkel α zwischen 5 und 15°.

Der Ring 1 kann entweder als konisches Schlauchgewebe gefertigt werden oder aus entsprechend ausgestanztem oder geschnittenem bahnförmigem Keramikgewebe zu einem Ring an den Enden verbunden werden. Die Verbindung kann durch Klammern, Nähen oder Kleben erfolgen. Da es erwünscht ist, die Friktionseigenschaften des Rings auf seinem Umfang weitgehend gleichmäßig zu halten, kann bei der zweitgenannten Lösung daran gedacht sein, die einander gegebenenfalls überlappenden Streifenenden durch Walzen oder dgl. auszudünnen, um eine örtliche Verdickung zu vermeiden.

Fig. 5 zeigt den Zustand des Rings 1 nach dem Fügevorgang, d. h. den miteinander verbundenen Zustand zweier Rauchrohrabschnitte 5. Die Rauchrohrabschnitte 5 weisen in diesem Ausführungsbeispiel an ihrem oberen Ende jeweils eine erweiterte Muffe 6 auf, deren Weite so groß ist, daß das Spitzende 7 des darüber anschließenden Rohrabschnitts 5 mit Spiel eingefügt werden kann. Die Innenwandungen der übereinander angeordneten Rohrabschnitte 5 fluchten nach der Fügung im wesentlichen miteinander. Die Innenwand 8 der Muffe 6 hat eine Höhe von beispielsweise 4 cm und einen Radialabstand von der Außenwand 9 des konzentrisch eingesetzten Spitzendes 7 von beispielsweise 2 mm. Mit dieser Größe liegt der Zwischenraum bevorzugt geringfügig über der Dicke des Keramikgewebes, aus welchem der Halte- und Dichtring 1 hergestellt ist.

Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß der Ring 1 mit seinem unteren Randabschnitt 4 eng an der Außenfläche des Spitzendes 7 anliegt und dabei einen deutlichen Abstand von der Muffeninnenwand 8 einhält. Nach oben hin nimmt die Dicke des Rings 1 jedoch rasch zu; in dem oberen Abschnitt der Muffe 6 ist der Ring 1 zwischen der Muffeninnenwand 8 und der Außenwand 9 eingeklemmt und kräftig komprimiert. Über den oberen Rand der Muffe 6 hinweg steht der Ring 1 mit seinem oberen Randabschnitt 3 in seiner ursprünglichen Dicke hinaus.

Der eingangs geschilderte Fügevorgang der beiden Rohrabschnitte 5 miteinander wird aus den Fig. 3 und 4 deutlich. Vor dem eigentlichen Fügevorgang ist der Ring 1 auf die Außenwand 9 des Spitzendes 7 aufgezogen worden, so daß der untere Randabschnitt 4 unter Reibschluß auf dem Spitzende 7 sitzt. Um dies zu erreichen, ist der untere Randabschnitt 4 des Dichtrings 1 so auf den Außen­ durchmesser dem Spitzendes 7 abgestimmt, daß der Dichtring 1 mit einer entsprechenden Umfangsdehnung des Keramik­ gewebes auf das Spitzende bis zu dem in Fig. 3 gezeigten Zustand aufgezogen werden kann. Gemäß Fig. 3 ist der Fügevorgang nur soweit ausgeführt, daß der Dichtring 1 die obere innere Kante der Muffe 6 soeben berührt. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Zustand ist das Spitzende 7 bereits ein Stück weiter in die Muffe 6 eingeschoben, wodurch der Ring 1 von dem oberen Muffenrand teilweise abgehoben und nach innen gedrückt und dabei an die Außenwand 9 des Spitzendes 7 angelegt wird. Hierbei erfährt das Keramikgewebe zugleich eine Stauchung in Umfangsrichtung, durch die die einzelnen Garne und Fasern einander angenähert und eventuell vorhandene Gewebezwischenräume dadurch beseitigt werden.

Bei einer Fortsetzung der Fügebewegung erfährt die geschilderte Verdichtung und Stauchung des Keramikgewebes ein solches Maß, daß der Ring 1 zwischen den Wänden 8 und 9 eingeklemmt wird, so daß ein bis dahin stattfindendes Einziehen des Rings 1 in das Muffeninnere unterbunden wird. Da zu diesem Zeitpunkt die Stirnfläche 10 des Spitzendes 7 den Muffengrund 11 noch nicht erreicht hat, setzt zwischen dem Spitzende 7 und dem Randbereich 4 des Rings 1 eine Relativbewegung ein. Die Relativbewegung äußert sich zunächst in einer Streckung des Keramikgewebes, die aus Fig. 5 ersichtlich ist, und darauf folgend in einem Rutschen des Randbereichs 4 auf der Außenwand 9 des Spitzendes 7.

Gemäß Fig. 5 sitzt die Stirnfläche 10 des Spitzendes 7 auf dem Muffengrund 11 auf; durch die Einklemmung nahe dem oberen Muffenrand ist der obere Rohrabschnitt 5 fest mit dem unteren Rohrabschnitt 5 verbunden.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von der vorstehend geschilderten Ausführungsform gemäß den Fig. 3 bis 5 nur dadurch, daß der untere Randbereich 4′ des Rings 1 relativ zu dem Durchmesser des Spitzendes 7 enger gehalten ist. Der Ring 1 wird daher bei dem Aufziehen auf das Spitzende 7 mit seinem Randbereich 4′ nicht auf die Außenwandung 9 vollständig aufgleiten, sondern die Stirnfläche 10 zumindest teilweise übergreifen. Der Fügevorgang läuft im übrigen ähnlich wie der vorstehend anhand der Fig. 3 bis 5 geschilderte Fügevorgang ab. Jedoch findet im letzten Stadium des Fügevorgangs kein Rutschen des unteren Randabschnitts 4′ auf der Außenwand 9 des Spitzendes 7 statt, sondern ausschließlich eine gewisse Dehnung. Im gefügten Zustand, der aus Fig. 6 hervorgeht, sitzt die Stirnfläche 10 des Spitzendes 7 auf dem unteren Randabschnitt 4′ des Rings 1 auf und bewirkt dort eine zusätzliche Abdichtung.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 wird durch eine sich konisch nach innen verjüngende Muffeninnenwand 8′ eine Verlagerung und/oder Ausdehnung der Klemmstelle, an der das Keramikgewebe des Ringes 1 verdichtet und eingeklemmt wird, weiter in das Innere der Muffe 6′ erreicht, wie dies eingangs bereits beschrieben ist. Im übrigen ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 6 der untere Randbereich 4′ so auf das Spitzende 7 abgestimmt, daß er unter der Stirnfläche 10 im gefügten Zustand zu liegen kommt. Es versteht sich jedoch, daß auch bei der Wahl einer konischen Muffeninnenwand 8′ eine Abstimmung des Rings 1 auf das Spitzende 7 entsprechend der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 bis 5 ausführbar ist.

Im Rahmen der Erfindung kann von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen abgewichen werden. Die Ausführungsbeispiele sind durchgehend in Zusammenhang mit einem Kreisring-Querschnitt der Rohrabschnitte 5, der Muffe 8, 8′ und entsprechend des Rings 1 erläutert. Die Erfindung läßt sich jedoch auch in Verbindung mit im Querschnitt eckigen Rohrabschnitten ausführen, z. B. an Rohrabschnitten mit quadratischem Querschnitt. In diesem Fall ist der Hinweis auf eine konische Gestalt des Rings 1 als eine entsprechende Verjüngung eines Rings mit rechteckiger Kontur zu verstehen.

Der Ring 1 kann auch abweichend von der Ausführungsform mit nur einer Keramikgewebe-Schicht aus mehreren Schichten von Keramikgewebe aufgebaut sein. In diesem Fall kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Schichten von Keramikgewebe miteinander zu verbinden, gegebenenfalls flächig zu verkleben, wenn das gleiche Verhalten wie bei einem einschichtigen Keramikgewebe erzielt werden soll. Abweichend davon kann aber auf eine Verbindung der einzelnen Gewebeschichten miteinander verzichtet werden. Hierdurch tritt ein Gleiten der Schichten aneinander ein, so daß ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 eine Ausdehnung des Klemmbereichs und eine Verlagerung der Klemmstelle nach innen stattfindet.

Schließlich kann die Konizität der Muffeninnenwand 8′ gemäß Fig. 7 auch durch eine entsprechende Konizität des Spitzendes ersetzt oder ergänzt werden. Neben Talkum und/oder Graphit können auch andere Dicht- oder Gleitmittel, z. B. Vaseline oder Säurekitt, zur Verringerung der Fügekraft eingesetzt werden.

Claims (9)

1. Aus mehreren Rohrabschnitten (5) aufgebautes Rauchrohr eines Kamins, dessen Rohrabschnitte an einem Ende jeweils zu einer erweiterten Muffe (6, 6′) geformt sind, in welche das jeweils andere Rohrende (Spitzende (7)) des daran anschließenden Rohrabschnitts eingefügt und mittels eines aus Keramikgewebe bestehenden Ringes (1) darin befestigt und abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (1) eine konische Mantelfläche hat.

2. Rauchrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Rings (1) die Tiefe der Muffe (6, 6′) übersteigt.

3. Rauchrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Durchmesser des Rings auf den Durchmesser des Spitzendes (7) des Rohrabschnitts (5) derart abgestimmt ist, daß der Ring mit dem Endabschnitt (4) kleineren Durchmessers an dem Umfang (9) des Spitzendes dichtend anliegt.

4. Rauchrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Durchmesser des Rings auf den Durchmesser des Spitzendes des Rohrabschnitts derart abgestimmt ist, daß der Ring mit seinem Endabschnitt (4′) kleineren Durchmessers die Stirnfläche (10) des Spitzendes umgreift und im zusammengebauten Zustand dichtend auf dem Muffengrund (11) aufliegt.

5. Rauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (1) aus einer Schicht des Keramikgewebes gebildet ist.

6. Rauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Keramikgewebe des Rings (1) Metallfäden (2) eingearbeitet sind.

7. Rauchrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfäden axial verlaufende Stahlfäden (2) sind.

8. Rauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikgewebe mit Talkum und/oder Graphit imprägniert ist.

9. Rauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffeninnenwand (8′) und/oder das Spitzende (7) sich zum Muffengrund (11) konisch verjüngt.