DE2902906C3 - Zum Herstellen einer feuerfesten Auskleidung dienender Baustein - Google Patents
Zum Herstellen einer feuerfesten Auskleidung dienender BausteinInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen zum Herstellen einer feuerfesten Auskleidung dienenden Baustein, an dessen
Oberseite und Unterseite weitere Bausteine gleicher Form in zur Längsachse dieses Bausteins versetzter
Lage anliegen, unter Verwendung von Vertiefungen und hervorstehenden Anschlägen als Mittel zur Abdichtung
und Verriegelung, wobei sich die Vertiefungen und Anschläge an der Oberseite und der Unterseite des
Bausteins jeweils über seine halbe Länge hin erstrecken und so Ober die Bausteinlänge verteilt angeordnet sind,
daß zu beiden Seiten eines Mittelteils von halber Bausteinlänge mit Vertiefungen und Anschlägen sich
jeweils ein über eine viertel Bausteinlänge erstreckender Endteil mit Anschlägen bzw. Vertiefungen anschließt
Ein bekannter Baustein dieser Art (DE-AS 20 64 570, DE-Gbm 7031431 kann z.B. zum Herstellen einer
Auskleidung diener;, die einen kreisförmigen Querschnitt hat und als senkrecht stehende Röhre ausgebildet
ist, wobei die Längsachsen der einzelnen Bausteine dem Durchmesser der Röhre entsprechend gekrümmt
sind.
Mit diesem bekannten Baustein läßt sich zwar ein formschlüssiges Ineinandergreifen der einzelnen Steinlagen
in radialer Richtung und auch in Umfangsrichtung erreichen. Es ergibt sich jedoch an der Innen- und
Außenseite der Auskleidung ein verspringender Fugenverlauf in horizontaler Richtung. Dies kann zu
Schwierigkeiten führen, wenn die Fugen zwischen den Oberseiten und den Unterseiten der Bausteine mit
Mörtel ausgefüllt werden sollen. Die an der Oberseite und der Unterseite des Bausteins im Bereich der
Endteile hervorstehenden Anschläge liegen jeweils im Randbereich des Steinquerschnitts und begrenzen die
im mittleren Breitenbereich liegende Vertiefung, so daß gerade die beiden Endteile des Bausteins eine
verhältnismäßig stark unterteilte und wenig kompakte Bauform erhalten. Dies ist ebenfalls nachteilig.
Eine entsprechend starke Unterteilung der Bauform ergibt sich auch für die Übergangsbereiche zwischen
den in Längsrichtung des Bausteins aneinander anschließenden und miteinander korrespondierenden Anschlägen
und Vertiefungen. Diese Querschnittsbereiche sind insbesondere durch Kerbbeanspruchungen gefährdet,
die bei Belastung der Bausteine in ihrer Längsrichtung auftreten.
Hiervon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen Elaustein der eingangs genannten
Art eine insbesondere zur Übertragung von Längskräften besser geeignete, kompaktere Bauform zu schaffen,
die gleichzeitig zwischen den übereinander liegenden Bausteinlagen in horizontaler Richtung einen geradlinig
durchgehenden Fugenverlauf gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die sich im Mittelteil über etwa eine
halbe Bausteinlänge erstreckenden Vertiefungen und die Anschläge der jeweils zu beiden Seiten des
Mittelteils anschließenden Endteile — bezogen auf die
Breite des Bausteins — jeweils nur in einem mittleren
Breitenbereich des Steinquerschnittes vorhanden sind und daß die Oberseite und die Unterseite des Bausteins
entlang den sich zu beiden Seiten des mittleren Breitenbereiches erstreckenden Randbereichen jeweils r>
in einer durchgehenden Ebene verlaufen.
Diese in den Randbereichen des Querschnitts durchgehenden Ebenen bilden jetzt also die eigentliche
Oberseite und Unterseite des Bausteins. Hieraus ergibt sich an der Außenseite und der Innenseite einer mit dem w
erfindungsgemäßen Baustein hergestellten Auskleidung ein geradliniger Fugenverlauf in horizontaler Richtung.
Die zur Verriegelung sowohl in Längsrichtung als auch in der hierzu quer verlaufenden horizontalen Richtung
dienenden Anschläge und Vertiefungen befinden sich π jetzt nur in dem zwischen den Randbereichen liegenden
mittleren Querschnittsbereich. Hierdurch erhält der Baustein eine wesentlich kompaktere Bauform, so daß
hierdurch auch die Herstellung des Bausteins in starkem Maße vereinfacht wird. Ferner lassen sich die Anschläge
und Vertiefungen in bezug auf ihre Querschnitte wesentlich günstiger dimensionieren, so daß in Längsrichtung
des Bausteins wirkende Beanspruchungen ohne das Entstehen nachteiliger Kerbbeanspruchungen
aufgenommen und übertragen werden können. Falls das 2r,
Ausfüllen der zwischen den Bausteinen verbleibenden Fugen mit Mörtel gewünscht oder erforderlich sein
sollte, so wird dies durch die Bauform des nach der Erfindung ausgebildeten Bausteins erleichtert.
Nachfolgend werden einige vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben, von denen eine
darin besteht, daß jeder Endteil eines Bausteins an der Oberseite und an der Unterseite jeweils im mittleren
Breitenbereich einen Anschlag und der Mittelteil eine Vertiefung aufweisen und daß die Breite der Anschläge «
der Breite der Vertiefungen angepaßt ist, während — jeweils ausgehend von den im Randbereich durchgehend
verlaufenden, der Oberseite oder Unterseite entsprechenden Ebenen — die Tiefe der Vertiefung
etwa der Höhe der Anschläge entspricht. ■»<
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Man kanr zwar im mittleren Querschnittsbereich gegebenenfalls auch mehrere Anschläge an der Ober-
und der Unterseite der Endteile und mehrere, in der Form entsprechend angepaßte Vertiefungen vorsehen.
Man erhält jedoch eine besonders kompakte Bauform, -»5
wenn an der Oberseite und der Unterseite die Endteile jeweils nur einen Anschlag und der Mittelteil des
Bausteins jeweils nur eine Vertiefung aufweisen. Im übrigen werden die Anschläge und Vertiefungen jeweils
so zu dimensionieren sein, daß ein Spiel in der Größe ">
von einigen Millimetern erhalten bleibt. Dieses Spiel kann zum Ausgleich von unterschiedlichen Wärmedehnungen
der Steinmaterial: dienen. Dieser Ausgleich bleibt gegebenenfalls auch dann möglich, wenn die
Fugen mit einem elastischen Material ausgefüllt werden '<r>
sollen. ]e nach Bedarf kann zum Ausfüllen der Fugen ein entsprechend temperaturbeständiges Fasermateriai
oder auch ein Mörtel dienen, der in gewissem Ausmaß einen Ausgleich von unterschiedlichen Wärmedehnungen
zuläßt.
Die Anschläge und Vertiefungen können vorteilhaft als Federn und Nuten ausgebildet sein, deren Querschnitt
sich in Richtung auf den Federrücken bzw. Nutboden verjüngt. Dies ergibt eine kegelstumpfförmige
oder trapezförmige Querschnittsform, durch die das Herstellen und das Aufeinanderlegen der Bausteine
erleichtert werden. Gleichzeitig ergeben sich auch günstigere Verhältnisse 'Or die Aufnahme aller auftretenden
Beanspruchungen.
Der Federrücken und der Nutboden können jeweils durch einen zu der Oberseite und der Unterseite des
Bausteins parallelen und im übrigen ebenen Flächenteilgebiet sein.
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen einem Federrücken und einem Nutboden
jeweils eine durchgehende, gegenüber der Längsachse des Bausteins in einem spitzen Winkel geneigte
Schrägfläche ausgebildet ist. Diese Schrägfläche stellt
den Obergangsbereich zwischen der im Mittelteil des Bausteins ausgebildeten Vertiefung bzw. Nut und den an
den Endteilen ausgebildeten Anschlägen bzw. Federn dar. Auch diese Schrägflächen dienen zur Verbesserung
der Kraftübertragung und zur Erleichterung der Herstellung des Bausteins.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht weiterhin darin, daß von den in Längsrichtung
weisenden Stirnflächen des Bausteins die eine mit einer Nut und die andere mit einer Feder versehen sind und
daß die Federn und Nuten jeweils vor* der Unterkante
bis zur Oberkante der Anschläge eines Endteils verlaufen.
Diese in vertikaler Richtung verlaufenden Federn und Nuten dienen zur Verriegelung und Abdichtung der
vertikalen Fugen zwischen den Bausteinen einer sich in horizontaler Richtung erstreckenden Bausteinlage. Da
die Federn und Nuten ebenfalls im mittleren Breitenbereich des Bausteins verlaufen und sich deshalb über die
eigentliche Oberseite bzw. Unterseite des Bausteins hinaus bis zur Oberkante bzw. Unterkante der
Anschläge an den Endteilen der Bausteine erstrecken können, ergibt sich hierdurch eine bis in den Bereich des
nächstoberen und nächstunteren Bausteins hineinreichende Verriegelung bzw. Abdichtung, die bei den
bekannten Bausteinen in diesem Bereich bisher nicht erzielbar war.
Der von der Erfindung vorgeschlagene Baustein kann sowohl als gerader Stein mit entsprechend gerade
verlaufender Längsachse als auch als gebogener Stein mit entsprechend gekrümmter Längsachse ausgeführt
werden. Der Baustein ist deshalb zur Herstellung von im wesentlichen in einer Ebene verlaufenden Auskleidungsteilen
und auch zur Herstellung von röhrenförmigen Auskleidungen mit kreisförmigem Durchmesser
geeignet.
Es ist ferner erfindungsgemäß aber auch denkbar, für den ebenen Teil einer Auskleidung Bausteine mit gerade
verlaufender Längsachse zu verwenden und z. B. rechtwinklig aneinander stoßende ebene Auskleidungsteile
durch Bausteine zu verbinden, deren Längsachse bogenförmig gekrümmt ist, so daß die Eckbereiche
zwischen ebenen Auskleidungswänden in einem ent sprechenden Übergangsradius geschlossen ineinander
übergehen. Je nach Bedarf kann ein derartiger rechtwinkliger Übergang durch drei Bausteine mit
jeweils einem Bogenwinkel von 30°, durch zwei Bausteine mit jeweils einem Bogenwinkel von 45° oder
durch entsprechend andere Unterteilungen in jeweils einer Steinlage erreicht werden.
Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsförm
der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt
F i g. I die Seitenansicht eines Bausteins,
F i g. 2 die Ansicht auf den Baustein nach F i g. 1 von der Oberseite bzw., Unterseite,
Fig.3 einen Querschnitt durch den Mittelteil des
Bausteins entlang der Linie II MI I in Fig. I.
F i g. 4 einen Querschnitt durch einen Endteil des Hausteins entlang der Linie IV-IV in Fi g. I,
F i g. 5 die Ansicht eines aus Bausteinen in der Ausführung nach den Fig. 1—4 hergestellten ebenen
Wandungsteils einer feuerfesten Auskleidung.
F i g. b in perspektivischer Darstellung den Eckbereich eines Auskleidungsteils.
Wie Fig. I erkennen läßt, ist der Baustein im Verlauf
seiner Längsachse 10 in einen Mittelteil 11 und in zwei
Endteile 12 unterteilt. Jeder Endteil 12 erstreckt sich über ein Viertel der Gesamtlänge des Steines, während
der Mittelteil 11 die Hälfte der Gesamtlänge einnimmt.
An der in Fi g. 1 oberen und unteren Seite haben die
beiden Endteile 12 jeweils eine Feder 13. die in einem mittleren Breitenbereich des Steinquerschnittes gegenüber
den die Oberseite bzw. Jie Unterseite bildenden Randbereichen 14 ein Stück hervorstehen. F i g. 4 läßt
erkennen, daß sich der Querschnitt der Feder 13 in Richtung auf den Federrücken 15 verjüngt, während aus
fig.! hervorgeht. daS der fcdcrriickcn !5 ir, liichiüng
der Längsachse 10 gesehen einen geradlinig ebenen Verlauf hat.
Die Randbereiche 14 erstrecken sich durchgehend über die ganze Länge des Bausteins und bilden somit
jeweils die eigentliche Oberseite bzw. Unterseite desselben. Bezogen auf die Randbereiche 14 hat der
Mittelteil Il in seinem mittleren Querschnittsbereich eine Nut 16. deren Querschnitt sich in Richtung auf den
Nutboden 17 kegclstumpfförmig verjüngt. F i g. I läßt erkennen, daß der Nutboden 17 in Richtung der
Längsachse 10 des Bausteins geradlinig eben verläuft.
Der Übergang zwischen einer Feder 13. der Nut 16 und der gegenüberliegenden Feder 13 einer Bausteinseite
wird jeweils durch Schrägflächen 18 gebildet, die gegenüber der Längsachse 10 des Bausteins einen
Winkel von 45° bilden. Insbesondere F i g. 2 läßt im übrigen erkennen, daß die Breite der Federn IJ der
Breite der zwischen ihnen liegenden Nut 16 etwa gleich ist. Auch in der quer zur Längsachse 10 verlaufenden
horizontalen Breitenrichtung ist der Baustein so bemessen, daß die beiden Randbereiche 14 jeweils ein
Viertel der Breite einnehmen, während der mittlere Querschnittsbereich etwa die Hälfte der Bausteinbreite
einnimmt (F ig. 2).
Aus Fig. 1 geht hervor, daß die Tiefe einer Nut 16
etwa der Höhe der Federn 13 entspricht.
Der Baustein hat zwei in Richtung seiner Längsachse 10 weisende Stirnflächen 19. von denen die eine mit
einer Nut 20 und die andere mit einer Feder 21 versehen ist. Die Nut 20 und die Feder 21 erstrecken sich jeweils
von der Unterkante der unteren Feder 13 des betreffenden Endteils 12 bis zur Oberkante der oberen
Feder 13 desselben Endteils 12. Wie Fig. 2 erkennen läßt, haben die Nut 20 und die Feder 21 jeweils einen
halbkreisförmigen Querschnitt.
Wenn Bausteine mit zueinander versetzten I^ängsachsen
10 in einzelnen Lagen übereinandergelegt werden, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. greifen die Endieile 12
von in Längsrichtung benachbarten Bausteinen mit ihren Federn 13 jeweils in eine Nut 16 des nächstoberen
und des nächstunieren Bausteins ein. Während dieser Formschluß jeweils im mittleren Breitenbereich der
Bausteine stattfindet, bilden die Randbereiche 14 in horizontaler Richtung gerade verlaufende Fugen 22.
Diese sind in einer quer zur Längsachse 10 verlaufenden horizontalen Rich'uing überall durch die in die Nuten 16
eingreifenden Federn 13 formschlüssig verriegelt bzw. abgedichtet, während die in verlikalei Richtung
verlaufenden Fugen 23 jeweils durch eine in eine Nut 20 eingreifende Feder 21 abgedichtet sind. Wie insbesondere
F i g. 5 erkennen läßt, reicht die durch die Nuten 20 und Federn 21 bewirkte Abdichtung der vertikalen
Fugen 23 jeweils noch über eine horizontal verlaufende Fuge 22 in den jeweils benachbarten Baustein hinein, so
daß auch hier die Abdichtung lückenlos ist.
Wenn auf Grund von Wärmedehnungen oder auf Grund anderer äußerer Einflüsse die Bausteine in
Richtung ihrer Längsachse 10 beansprucht werden, so werden die hierbei auftretenden Zugbeanspruchungen
an den .Schrägflächen 18 aufgenommen bzw. Übertragen.
Somit ist in Richtung der Längsachse 10 eine wirkungsvolle Verriegelung vorhanden, mit der verhindert
werden kann, daß sich die vertikalen Fugen 23 /u
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ι
zwischen den Nuten 20 und den Federn 21 verloren geht. Eine mit diesen Bausleinen hergestellte feuerfeste
Auskleidung wird sich mit dem Sinken der auf sie einwirkenden Temperaturen sogar selbsttätig wieder
zusammenziehen, ohne daß auch in diesem Betriebszustand irgendwelche Undichtigkeiten im Bereich der
Fugen 22 und 23 auftreten. Dies gilt bei feuerfesten Auskleidungen mit einem in Umfangsrichtung geschlossenen
riicrschnitt beliebiger Form, also auch für den
ganzen Umfangsverlauf. wenn auch in den Übcrgangsb/w.
Eckbereichen zwischen zwei in einem Winkel aneinanderstoßenden ebenen Wrndungsteilen der Auskleidung
Bausteine verwendet werden.deren Längsach
se 10 in einem entsprechenden Radius gebogen ist (F i g. 6). Der Baustein läßt sich je nach Bedarf mit einem
beliebigen Krümmungsradius herstellen, so daß alle Eckbereiche der Auskleidung in dieser geschlossenen
Bauform hergestellt werden können.
Wenn im Rahmen der Beschreibung dieser Anmeldung jeweils immer von einer Oberseite und einer
Unterseite des Bausteins und von einem horizontalen und vertikalen Fugenverlauf die Rede ist. so geschieht
dies nur zur Vereinfachung der Beschreibung. Es liegt selbstverständlich im Rahmen der trlindung. den
vorgeschlagenen Baustein auch für Auskleidungen zu verwenden, bei denen die Fugen 22 und 23 einen von der
horizontalen bzw vertikalen Richtung abweichenden Verlauf haben.
Bezugsziffernliste
10 Lärgsachse
11 Mittelteil
12 Endteil
13 Feder
14 Randbereich
15 Federrücken
16 Nut
17 Nutboden
18 Schrägfläche
19 Stirnfläche
20 Nut
21 Feder
22 Fuge
23 Fuge
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Zum Herstellen einer feuerfesten Auskleidung dienender Baustein, an dessen Oberseite und
Unterseite weitere Bausteine gleicher Form in zur Längsachse dieses Bausteins versetzter Lage anliegen,
unter Verwendung von Vertiefungen und hervorstehenden Anschlägen als Mittel zur Abdichtung
und Verriegelung, wobei sich die Vertiefungen und Anschläge an der Oberseite und der Unterseite
des Bausteins jeweils Ober seine halbe Länge hin erstrecken und so über die Bausteinlänge verteilt
angeordnet sind, daß zu beiden Seiten eines Mittelteils von halber Bausteinlänge mit Vertiefungen
oder Anschlägen sich jeweils ein über eine viertel Bausteinlänge erstreckender Endteil mit
Anschlägen bzw. Vertiefungen anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß sie sich im
Mittelteil (11) über etwa eine halbe Bausteinlänge erstreckenden Vertiefungen (16) und die Anschläge
(13) der jeweils zu beiden Seitep des Mittelteils in Längsrichtung anschließenden Endteile (12) —
bezogen auf die Breite des Bausteins — jeweils nur im mittleren Breitenbereich des Steinquerschnittes
vorhanden sind und daß die Oberseite und die Unterseite des Bausteins entlang den sich zu beiden
Seiten des mittleren Breitenbereiches erstreckenden Randbereichen (14) jeweils in einer durchgehenden
Ebene verlaufen.
2. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 jeder Endteil (12) eines Bausteins an
der Oberseite und an der Unterseite jeweils im mittleren Breitenbereich eintn Anschlag (13) und
der Mittelteil (11) eine Vertiefung (16) aufweisen und
daß die Breite der Anschläge ki3) der Breite der
Vertiefungen (16) angepaßt ist, während — jeweils ausgehend von den im Randbereich (14) durchgehend
verlaufenden, der Oberseite oder der Unterseite entsprechenden Ebenen — die Tiefe der
Vertiefung (16) etwa der Höhe der Anschläge (13) entspricht.
3. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge und die Vertiefungen
als Federn (13) und Nuten (16) ausgebildet sind, deren Querschnitt sich in Richtung auf den
Federrücken (15) bzw. Nutboden (17) verjüngt.
4. Baustein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federrücken (15) und der
Nutboden (17) jeweils durch einen zu der Oberseite und Unterseite des Bausteins parallelen und im
übrigen ebenen Flächenteil gebidet sind.
5. Baustein nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Federrücken
(15) und einem Nutboden (17) jeweils eine durchgehende, gegenüber der Längsachse (10) des
Rausteins in einem spitzen Winkel geneigte Schräg* fläche (18) ausgebildet ist.
6. Baustein nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den in Richtung
der Längsachse (10) weisenden Stirnfläche (19) des Bausteins die eine mit einer Nut (20) Und die andere
mit einer Feder (21) versehen sind und daß Federn (21) und Nuten (20) jeweils von der Unterkante des
unteren Anschlags bzw. der unteren Feder (13) bis zur Oberkante des oberen Anschlags bzw. der
oberen Feder (13) eines Endteils (12) verlaufen.
7. Baustein nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Auskleidungsbereiches von bogenförmigem Verlauf
oder zur Herstellung einer in Umfangsrictuung
geschlossenen Röhre die Längsachse (10) des Bausteins dem jeweiligen Durchmesser entsprechend
gekrümmt ist.
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