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Kachelofen
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Die Erfindung betrifft einen Kachelofen in Fertigteilbauweise.
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Es ist bekannt, daß das Setzen von Kachelöfen eine langwqerige und
arbeitsintensive Tätigkeit ist, weil praktisch keinerlei Vorfertigung der einzelnen
Ofenbauteile möglich war.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kachelofen in Fertigteilbauweise
anzugeben, der sich weitgehend vorfertigen läßt und der dann rasch gesetzt werden
kann.
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Mit der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kachelofen
aus mehreren übereinander angeordneten Ringen aufgebaut ist, daß die Ringe als in
sich vorgefertigte Ofenelemente ausgebildet sind und daß die Ringe, die an ihrer
Außenseite Ofenkacheln oder dgl. aufweisen, sls einem Feuerfestmaterial, vorzugsweise
aus armiertem Feuerbeton, gegossen sind.
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Dadurch, daß der Kachelofen aus vorgefertigten Ringen aufgebaut wird,
treten beim Setzen des Ofens keine Schwierigkeiten auf. Auch sind die einzelnen
Ringe nicht so schwer, als daß sie nicht problemlos gehandhabt werden können. Dadurch,
daß die Ringe aus einem hydraulisch abbindenden Feuerfestmaterial, z.B. aus feuerfestem
Beton bestehen und vorzugsweise armiert sind, sind sie auch formstabil, so daß keinerlei
Bruchpiefahr besteht. Es versteht sich, daß die Ringe jede beliebige Form und Grölle
haben können, weil sich Form und Große nach der Form des herzustellenden Kachselofens
rund, kreisrund, viereckig, rechteckig usw. richten. Auch Teilringe (Halbringe,
Drittelringe, Viertelringe) sind denkbar, die beim Setzen des Ofens
zu
Ringen zusammengefügt werden. Die Unterteilung der erfindungsgemäßen Ringe in Teilringe
ist insbesondere bei größeren Ofendurchmessern zweckm§Big, da sonst das Gewicht
der einzelnen Ringe fUr deren problemlose Handhabung zu groß ist. Such ist es möglich,
sich beispielsweise nach oben hin verjtjngende Kachelöfen nach dem erfindungsgemäßen
System aufzubauen, indem man einfach Ringe unterschiedlicher Größe übereinandersetzt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß an der
Oberseite mindestens einzelner der Ringe eine Umlenkplatte für die Rauchgase vorgesehen
ist, wobei die Umlenkplatten übereinanderliegender Ringe gegeneinander versetzt
angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die die Zuge des Kachelofens bildenden
Umlenkplatten gleich in die vorgefertigten Ringe integriert.
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Im Rahmen der Erfindung kann weiters vorgesehen sein, daß im untersten,
eine Ofentüre aufweisenden Ring mit seiner Unterseite bündig abschneidend eine Bodenplatte
vorgesehen ist, wobei der unterste Ring gegebenenfalls auf einem vorgefertigten
Sockel aufsitzt. Bei dieser Ausführungsform entfallen besondere Maßnahmen zum Abschließen
des untersten Ringes.
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Zur Abdichtung der Fugen zwischen den aufeinander ruhenden Ringen
bzw.
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der Fuge zwischen dem obersten Ring und einer den Ofen nach oben hin
abschließenden Deckplatte können Dichtschnüre, beispielsweise Asbestschnüre, und/oder
feuerfeste Mörtel herangezogen werden.
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Weitere EinzeLheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nach stehenden Beschreibung der in den Figuren schematisch dargestellten AusfUhrungsfonm.
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Es zeigt: Fig. 1 in Ansicht einen Kachelofen in Explosivdarstellung;
Fig.2 den Kachelofen im Schnitt; Fig.3 in Draufsicht einen einzelnen Ring; Fig.4
einen Schnitt längs der Linie I0-IV in Figur 3; Fig.5 in Draufsicht einen aus mehreren
Teilen zusammengesetzten Ring.
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Der in Figur 1 gezeigte Kachelofen besteht aus vier übereinanderliegenden
Ringen 1 bis 3, einem vorgefertigten Sockel 4 und einer Deckplatte 5.
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Der unterste auf dem Sockel 4 aufliegende Ring 1 besitzt eine Bodenplatte
6 und eine Ofenture 7, die gleich bei der Herstellung des Ringes 1 in diesen integriert
werden können. Auf dem Ring 1 sitzen zwei Ringe 2 auf, die Umlenkplatten 8 für die
Rauchgase aufweisen. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind die Umlenkplatten 8 der
beiden Ringe 2 gegeneinander versetzt, so daß der Weg der Rauchgase vom im Bereich
des Ringes 1 befindlichen Feuerraum zum Rauchgasabzugsystem 9 verlängert ist. Dadurch
ergibt sich eine besonders gute Ausnützung der bei der Verbrennung entstehenden
Warme.
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Im obersten Ring 3 ist eine Auslaßöffnung 10 ur die Rauchgase vorgesehen,
mit der der Ofen an das Rauchgasabzugsystem 9 angeschlossen wird.
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Auf dem obersten Ring 3 ist noch eine Deckplatte, die im gezeigten
AusfUhrungabeispiel ein vorspringendes Sims besitzt, angeordnet.
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Die Abdichtung der einzelnen Ringe erfolgt entweder durch Dichtschnüre,
beispielsweise Asbestschnüre, oder durch einen feuerfesten Mörtel oder aber durch
eine Kombination zwischen den beiden vorerwwwnten Dichtmittel gegeneinander.
Insbesondere
die Abdichtung mit Asbestschnüren oder dgl. ist besonders vorteilhaft, weil der
Ofen zur Ganze vorgefertigt werden kann und es vei seiner Aufstellung keinerlei
Fertigungsmaßnahmen mehr bedarf, da er trocken aufstellbar ist.
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Figur 4 zeigt den Aufbau eines Ringes des erfindungsgemäßen Ofens
am Beispiel des Ringes 2, wobei der Übersichtlichkeit halber die Umlenkplatte 8
weggelassen worden ist. Tragendes Element des Ringes 2 ist ein gegebenenfalls eine
Armierung 11 aufweisender ringförmiger Köpf aus feuerfestem Beton 12, der außen
Ofenkacheln 13 tragt.
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Der soeben beschriebene Aufbau des Ringes aus Feuerfestbeton ergibt
gegenüber herkömmlichen Kachelöfen eine verbesserte Wärmespeicherung und gleichzeitig
einen erhöhten Wärmedurchgang, so daß der wärmetechnische Wirkungsgrad des Kachelofens
gegenüber herrniichen Kaielöfen erheblich verbessert ist.
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Weitern gewährleistet die erfindungsgemäße Ausbildung des Kachelofens
eine kompakte Ausführung desselben mit gegenüber den herkömlichen Kachelöfen verlängerter
Lebensdauer.
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Wesentlich ist die monolithische Aufbauweise des außen Ofenkacheln
oder dgl.
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tragenden Ringes aus einem Werkstoff im Gegensatz zum ueblichen Stückwert
aus Schamotteziegeln, Fugen mit Hafnermörtel gefüllt und Ofenkacheln (gemörteltes
Mauerwerk). Die kompakte Wand hat im Gegensatz zur konventionellen Kachelofenwand
keine Hohlräume, die wärmetechnisch nachteilig sind.
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Es können auch mehrere Teile zu einem Ring erst beim Aufstellen verbunden
werden.
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Durch die innige Verbidung zwischen dem feuerfesten Beton 12 und den
aussen liegenden Ofenkacheln 13 w'ffird ein einstuckiges Ofenelement bzw. Ring 1
bis 3 geschaffen. Diese einstuckige Bauweise hat zur Folge, daß die Druck-und Zugbeanspruchungen,
die bei unterschiedlichen Temperaturverhältnissen
an der Innenseite
bzw. Außenseite derartiger Ofenelemente auftreten, vollflächig auf die Ofenkacheln
13 von deren Rückseite her Ubertragen werden.
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Es erfolgt anstelle der punktuellen Kraftübetragung mit den bis dahin
verwendeten Metallklammern eine flächige Krafteinleitung bzw. Übertragung der Dehnungs-
und Schrumpfkräfte ueber die gesamte, dem feuerfesten Beton 12 zugewandte Rückseite
der Ofenkachel 13. Dadurch werden die vertikalen Stirnseiten der Ofenkachel 13 zur
Kraftübertragung bzw. zur Abstützung bei Dehnungen nicht mehr benötigt. Die Fugen
können frei von Festigkeitsbber legungen entsprechend den optischen Wikischen ausgelegt
und mit einem dauert elastischen Kitt verfüllt werden. Dieser dient lediglich dazu,
die aus optischen Gründen gewünschten bzw. zur Aufnahme der Dehnungen notwendigen
Distanzen zwischen den einzelnen Ofenkacheln 13 dauerelastisch zu verfüllen. Gleichzeitig
fallen bei den einstückigen Ofenelementen aber auch die vertikalen Fugen in der
Ausmauerung zwischen den Ofenkachel 13 und dem Feuerraum weg. Diese Fügen werden
durch die ständig wechselnden Temperaturen und Dehnungen bei den bekannten Kachelöfen
stark belastet und brechen nach längerer Betriebsdauer bzw. Uberhitzung aus. Durch
die einstückigen Ofenelemente wird das Entstehen von Undichtheiten zwischen dem
Feuerraum und den Fügen zwischen den Ofenkacheln verhindert. Ein Neusetzen, insbesondere
von Kachelöfen mit geschliffenen Kacheln, wie dies bisher nach einer gewissen Betriebsdauer
notwendig war, ist nunmehr ausgeschaltet. Bei Kachelöfen mit einer, aus optischen
Gründen gewünschten Distanzierung der einzelnen Ofenkacheln erübrigt sich gegenüber
den bekannten Kachelöfen, aber auch die Instandhaltung bzw. Erneuerung der zur KraftUbertung
benutzten FUilmaterialien, die eben nicht nur zum optischen Vr1ü.llen der Fugen
vorgesehen sind. Vielmehr müssen diese auch einen Teil der beim Dehnen auftretenden
Druckkrafte übernehmen bzw. aufteilen, um insbesonders bei starken Dehnungen ein
Hersusbrechen der Ofenkacheln aus dem mehrlagigen Aufbau zu vermeiden.
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In Figur 5 ist gezeigt, daß auch mehrere Teile 14,15 bzw. Ofenele;nente
16, 17 erst beim Aufstellen zu einem Ring 1 bis 3 verbunden werden können.
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Hierbei ist zur besseren Erlauterung des Erfindungsgegenstandes das
Ofenelement 16 während der Fertigung, d.h. also währt des Produktionsvorganges,
gezeigt, während das Ofenelement 17 bereits zur Auslieferung fertig
gestellt
ist. Der Unterschied zwischen den beiden Darstellungen liegt darin, daß während
des Einbringens des feuerfesten Betons 12 in die Schalung, in welche die Ofenkacheln
13 und die Eckkacheln 18 lose eingestellt sind, zur Distanzierung zwischen den Ofenkacheln
13 bzw. den Ofenkacheln 13 und den Eckkacheln 18 Zwischenlagen 19 eingelegt werden.
Diese sind beispielsweise durch Polyäthelenstreifen in einer Stärke von 1 bis 2
mm gebildet. Die dadurch entstehenden Fugen 20 dienen dazu, um Ungleichheiten in
den Ofenkacheln 13 auszugleichen bzw. sind vielfach aus optischen Gründen erwünscht.
Durch die Zwischenlagen 19 wird beim Einfüllen des feuerfesten Betons 12 sichergestellt,
daß die Fugen 20 zwischen den einzelnen Ofenkacheln freibleiben und somit ueber
die einander benachbarten vertikalen Stirnseiten der Ofenkachel 13 kein Kräfte uebertragen
werden.
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Diese Fugen 20 werden, wie aus der Darstellung des Ofenelementes zu
er sehen ist, nach Entfernen der Zwischenlagen 19 mit einem dauerelastischen Kitt
21 verfüllt. Der Kitt 21 stellt sicher, daß bei den unter schiedlichen Dehnungen
im Bereich der Ofenkachel 13 und der Innenseite 22 der Ofenelemente 16,17 die daraus
resultierenden Änderungen in der Breite der Fügen 20 ausgeglichen und diese Fügen
e0 zuverlässig in jeder Betriebssituation des Kachelofens verschlossen sind.
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ehn das Aisrneß der Verformung der Ofenelemente 16,17 beim raschen
Aufheizen und die dabei entstehenden Dehnungen durch eine zu rasche Dehnung der
Innenseite 22 gegenüber der mit den Ofenkacheln 13 beschichteten Außenseite zu vermindern,
können in der Innenseite 22 vertikal verlaufende Rinnen oder Nuten 23 vorgesehen
sein. Es genügt hierbei, wem diese Nuten eine Breite von 1 bis 2 irin und eine Tiefe
von 18 bis 20 mm aufweisen und pro Kacheibreite bzw. lange jeweils ein bis zwei
Nuten vorgesehen sind.
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Dadurch kann sich die Innenseite des einstückigen Ofenelementes 16
bzw.
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17 in sich ausdehnen und einseitige Spannungen der Ofenelemente 16
bzw.
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17 sind verringert bzw. verhindert.
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Durch die Anordnung von Fugen 20 zwischen den einzelnen Ofenkacheln
13 bzw.
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den Kachelblättern, wie diese in der Fachsprache bezeichnet werden,
wird bei extremen Dehnungen, z.B. bei Überhitzungen der Ofenelemente 16 und 17 überdies
vermieden, daß die vertikalen Seitenkanten der Ofenkacheln 13 durch
dabei
entstehende Druckbelastungen abspringen, Gleichzeitig wird das Entstehnen von vertikalen
Fugen im Feuerfestmaterial ausgeschaltet - denn auch die Nuten auf der Innenseite
22 erstrecken sich nur ueber einen Teil der Dicke desselben - und durch die verringerten
Dehnungsbewegungen des Feuerfestmaterials die Ofenkacheln und auch das Fugenmaterial
weniger beansprucht. Somit werden die auftretenden Spannungen während der ver schiedenen
Betriebszustände eines Kachelofens durch die einstückigen Ofenelemente 16,17, also
durch das Zusammenwirken des feuerfesten Betons 12 mit den Ofenkacheln 13 und der
im feuerfesten Beton 12 angeordneten Armierung 11 aufgenommen, wobei ueber den gesamten
Querschnitt der Ofenelemente gleichbleibende Bed m gungen vorherrschen. Dadurch
wird in überraschend einfacher Weise das Auftreten von Spannungsspitzen in gewissen
Ofenbereichen verhindert, die bei den herkömmlichen Ofenkonstruktionen vielfach
zu einer Zerstörung der Fugenmasse bzw. bei zusamnengeschliffenen Kachelblättern
zu einem Abspringen der Kantenbereiche fuhren.
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Wesentliche Vorteile sind: das Element hat bereits die endgültige
Form, außen Kachel, innen Feuerbeton, muß nicht mehr verkleidet werden. Der Aufbau
des Ofens verusacht keinen Schmutz. Der Ofen ist ohne Wertminderung demontierbar
und an anderer Stelle ohne Verwendung zusätzlicher Materialien wieder aufstellbar.
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L e e r s e i t e