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Feuerfeste Auskleidung für Ofenwagen
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Die Erfindung betrifft eine feuerfeste Auskleidung für Ofenwagen,
die aus einzelnen übereinanderliegenden Steinlagen so aufgebaut ist, daß eine Steinlage
gegenüber einer benachbarten Steinlage um ein vorgegebenes Versatzmaß versetzt ist,
mit Steinen von rechteckiger Grundfläche, die an ihren jeweils einer benachbarten
Steinlage zugewandten Steinseiten mit ineinandergreifenden Federn und Nuten versehen
sind.
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Ein derartiger Versatz der Steinlagen ist beispielsweise erforderlich,
um einen zwischen verschiedenen Auskleidungsbereichen vorhandenen Spalt, der sich
nicht gasdicht schließen läßt, zumindest gegen den unmittelbaren direkten Durchtritt
von Wärmestrahlung abzudichten. Dies ist unter anderem bei einem Tunnelofen der
Fall, in den mit einer feuerfesten Auskleidung versehene Ofenwagen eingeschoben
werden.
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Die Wagenplattform, auf der sich das im Tunnelofen zu behandelnde
Gut befindet, ist durch eine mehrlagige Auskleidung gebildet, die an der zu der
Bewegungsrichtung der Wagen parallelen Seite in die Auskleidung der Ofenwandung
so eingreift, daß einerseits zwar der für die Bewegung des Ofenwagens gegenüber
der Ofenwandung notwendige Spielraum vorhanden ist, während andererseits kein unmittelbarer
Durchtritt der von oben kommenden Wärmestrahlung in den unterhalb der Wagenplattform
liegenden Bereich möglich sein soll.
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Wenn in einen derartigen Ofen mehrere Ofenwagen hintereinander eingeschoben
werden, darf auch zwischen den Wagen ein freier Durchtritt von Wärmestrahlung nicht
möglich sein, so data'auch die benachbarten Seiten zweier Wagenplattformen sich
entsprechend überlappen müssen. In diesem Fall müssen die Steinlagen der jeweils
eine Wagenplattform bildenden Auskleidung also nicht nur in Richtung auf die Ofenwandung
einen entsprechenden Versatz aufweisen, sondern auch in einer hierzu rechtwinkligen
Richtung, nämlich in Richtung auf den jeweils benachbarten Ofenwagen.
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Um eine ausreichende Festigkeit des Steinverbandes zu gewährleisten,
müssen die Steine benachbarter Steinlagen durch entsprechende Nut-Feder-Verbindungen
formschlüssig miteinander verriegelt werden. Dies gilt insbesondere auch für diejenigen
Steine, die sich im Eckbereich der Wagenplattform befinden.
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Die Verwendung von Steinen mit den bisher bekannten Nut-Feder-Verbindungen
führt dazu, daß man zum Herstellen einer derartigen Auskleidung eine verhältnismäßig
große Zahl von unterschiedlichen Steintypen benötigt.
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Es war deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zum Herstellen
einer derartigen Auskleidung dienenden Steine so auszubilden, daß einerseits die
notwendige Zahl der Steintypen möglichst klein ist, während andererseits die Form
der jeweils herstellbaren Auskleidung möglichst vielseitig an die jeweiligen Gegebenheiten
anpaßbar sein soll.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
sich auf einer Steinseite entweder Nutzen oder Federn derart kreuzen, daß der Kreuzungspunkt
ihrer
Mittelachsen von den zueinander rechtwinkligen Mittelachsen
der rechteckförmigen Grundfläche des Steines um die Hälfte des Versatzmaßes entfernt
ist, daß die Steine der einen Steinlage an einer Steinseite jeweils nur zwei sich
kreuzende Federn aufweisen und daß die Steine einer benachbarten Steinlage an ihren
der ersten Steinlage zugewandten Seiten nur sich kreuzende Nuten aufweisen.
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Durch die vorgeschlagene Anordnung der Nuten und Federn wird es möglich,
bereits mit nur zwei Steintypen -ein Steintyp für jeweils eine Steinlage - eine
Auskleidung herzustellen, bei der die eine Steinlage gegenüber der anderen Steinlage
um das gewünschte Versatzmaß versetzt ist. Auch dann, wenn der sich in der einen
Verlaufsrichtung der Auskleidung ergebende Versatz in einem zu dieser Richtung rechtwinklig
verlaufenden Auskleidungsbereich fortgesetzt werden soll, sind nur zwei Steintypen
ausreichend. Die jeweils eine Ecke bildenden Steine sind in beiden Richtungen formschlüssig
mit den Steinen benachbarter Steinlagen verriegelt.
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Auch ist es möglich, einen U-förmig umlaufenden oder einen um den
ganzen Umfang eines rechteckförmigen Auskleidungsbereiches verlaufenden Versatz
der Steinlagen zu erreichen.
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Der Aufbau der Auskleidung vereinfacht sich bei der Verwendung von
Steinen mit quadratischer Grundfläche.
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Entsprechendes gilt, wenn bei einem Versatz in zwei zueinander rechtwinkligen
Richtungen das Versatzmaß jeweils gleich ist.
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Es ist aber erfindungsgemäß auch denkbar, daß bei einem Versatz einer
Steinlage gegenüber einer ihr benachbarten Steinlage in zwei zueinander rechtwinkligen
Richtungen zwei unterschiedliche Versatzmaße vorgegeben sind und daß der Kreuzungspunkt
zweier Nuten oder Federn in der
Versatzrichtung einen Abstand hat,
der dem halben Versatzmaß in der jeweiligen Richtung entspricht.
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Somit kann der Versatz in den beiden Richtungen entsprechend unterschiedlich
bemessen werden, wenn es erforderlich is,t.
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Wenn die Auskleidung nur aus zwei Steinlagen aufgebaut sein soll,
brauchen die Steine an der kalten und an der warmen Auskleidungsseite nicht unbedingt
mit Nuten oder Federn versehen zu sein. Die entsprechenden Seiten können glatt bleiben.
Andererseits würden Nuten oder Federn an diesen Steinseiten nicht unbedingt stören
müssen. Wenn jedoch erfindungsgemäß Steine verwendet werden, die jeweils an beiden
Steinseiten entweder nur mit sich kreuzenden Nuten oder nur mit sich kreuzenden
Federn versehen sind, läßt sich die Auskleidung in einer beliebigen Anzahl von Steinlagen
aufbauen. Grundsätzlich sind auch hier nur zwei Steintypen ausreichend.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die
mit Nuten versehenen Steinseiten so ausgebildet sind, daß zusätzlich zu zwei sich
kreuzenden Nuten eine zu einer dieser Nuten parallele Nut vorgesehen ist und daß
die zueinander parallelen Nuten denselben Abstand zu der zwischen ihnen verlaufenden
parallelen Mittelachse der Steingrundfläche haben, so daß die beiden sich ergebenden
Kreuzungspunkte einen dem Versatzmaß entsprechenden Abstand voneinander haben.
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Hierdurch wird es unter anderem auch möglich, einen derartigen Stein
im Eckbereich in beiden Verlaufsrichtungen des Feder-Nut-Systems beliebig zu verwenden.
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Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß auch denkbar, einen Stein so
auszubilden, daß jeweils zwei sich kreuzende Nutenpaare vorgesehen sind, so daß
vier Kreuzungspunkte
entstehen, die die Ecken eines Quadrates bilden,
dessen Seitenkantenlänge jeweils dem Versatzmaß entspricht.
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i< Diese Ausbildung macht es möglich, diesen Steintyp auch für
eine Auskleidung zu verwenden, bei der die eine Steinlage nicht gegenüber der anderen
Steinlage in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen versetzt ist, sondern nur
in einer Richtung.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Steine einer
jeweils gegenüber einer benachbarten Steinlage nach außen hervorspringenden Steinlage
in ihrem hervorspringenden Teil eine geringere Höhe haben als die Lagenhöhe. Ein
derartiger Steintyp ermöglicht als zusätzlicher Typ die Herstellung eines Auskleidungsbereiches
mit einem nach außen vorstehenden Versatz, der aufgrund seiner geringeren Höhe mit
ausreichendem Spiel in die durch einen korrespondierenden Versatz in einem benachbarten
Auskleidungsbereich gebildete Nut eingreifen kann.
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Sofern es zweckmäßig ist, die Höhe einer Steinlage so groß zu bemessen,
daß die Herstellung der hierfür erforderlichen Steine aus einem Stück aus technischen
Gründen nicht mehr ratsam ist, wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, daß
ein Stein aus zwei gleichen Steinhälften gebildet ist und daß die einander zugewandten
Seiten der Steinhälften durch eine Nut-Feder-Verbindung gegeneinander verriegelt
sind. Jede Steinhälfte ist dann so hoch, wie es einer halben Lagenhöhe entspricht.
Aufgrund der geringeren Höhe einer Steinhälfte ergibt sich eine bessere Temperaturwechselbeständigkeit.
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
einer Zeichnung näher beschrieben.
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Im einzelnen zeigen:
Figur 1 in perspektivischer
Darstellung einen aus zwei Steinlagen gebildeten Auskleidungsbereich; Figur 2 in
perspektivischer Darstellung einen Stein des ersten Steintyps für die Auskleidung
nach Figur 1; Figur 3 in perspektivischer Darstellung einen Stein des zweiten Steintyps
für die Auskleidung nach Figur 1; Figur 4 in perspektivischer Darstellung einen
Stein mit Nuten an beiden Steinseiten; Figur 5 in perspektivischer Darstellung einen
Stein mit Federn an beiden Steinseiten; Figur 6 in perspektivischer Darstellung
eine abgewandelte Ausführungsform des mit Nuten versehenen Steintyps; Figur 7 in
perspektivischer Darstellung eine nächste Ausführungsform des mit Nuten versehenen
Steintyps; Figur 8 in perspektivischer Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform
der Auskleidung nach Figur 1; Figur 9 einen Querschnitt durch einen Tunnelofen mit
Ofenwagen; Figur 10 einen Schnitt- entlang der Linie X - X in Figur 9.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 hat der zu einem
ersten Steintyp gehörende Stein 10 sich kreuzende Nuten 11. Ein zu einem zweiten
Steintyp gehörender Stein 12 hat zwei sich kreuzende Federn 13.
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Der in Figur 1 dargestellte Auskleidungsbereich besteht aus zwei Steinlagen,
die in zwei zueinander rechtwinkligen
Richtungen gegeneinander
versetzt werden. Die in Figur 1 untere Steinlage ist aus den Steinen 12 aufgebaut,
während die obere Steinlage aus Steinen 10 zusammengesetzt ist.
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Das dem Versatz in der einen Richtung entsprechende Versatzmaß ist
mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet. Das dem Versatz in der anderen Richtung entsprechende
Versatzmaß, bezeichnet mit der Bezugsziffer 15, ist demgegenüber etwas größer.
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Die Grundfläche der Steine 10 und 12 ist quadratisch.
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Die beiden in dieser Grundfläche liegenden Mittelachsen sind mit den
Bezugsziffern 16 und 17 bezeichnet. Der Kreuzungspunkt liegt an der mit der Bezugsziffer
18 bezeichneten Stelle.
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Die Nuten 11 haben jeweils eine Längsmittelachse 19 bzw. 20, die einen
Kreuzungspunkt 21 bilden. Figur 2 läßt erkennen, daß der Kreuzungspunkt 21 von der
Mittelachse 16 eine Entfernung hat, die der Hälfte des Versatzmaßes 15 entspricht.
Dieser Abstand ist durch die Maßlinie 22 bezeichnet. Der Kreuzungspunkt 21 hat von
der Mittelachse 17 einen Abstand, der der Hälfte des Versatzmaßes 14 entspricht.
Dieser Abstand ist durch die Maßlinie 23 bezeichnet.
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Die Federn 13 des in Figur 3 dargestellten Steines 12 haben Längsmittelachsen
24 bzw. 25, die einen Kreuzungspunkt 26 bilden. Dieser ist von der Mittelachse 16
um die Hälfte des Versatzmaßes 15 beabstandet. Dieser Abstand ist ebenfalls durch
die Maßlinie 22 angegeben.
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Die Maßlinie 23 entspricht einem Abstand, der gleich der Hälfte des
Versatzmaßes 14 ist. In diesem Abstand befindet sich der Kreuzungspunkt 26 von der
Mittelachse 17.
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Aufgrund dieser Anordnung der Nuten 11 und Federn 13 lassen sich die
Steine 10 und 12 in der in Figur 1 dargestellten Art zu ineinandergreifenden Steinlagen
zusammenfügen.
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Figur 4 zeigt einen Stein 27, der auf beiden Steinseiten mit sich
kreuzenden Nuten 11 versehen ist. Für die Lage des Kreuzungspunktes der Nuten gilt
das im Zusammenhang mit Figur 2 Gesagte.
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Figur 5 zeigt einen Stein 28, der ebenfalls an beiden Steinseiten
mit sich kreuzenden Federn 13 versehen ist.
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Für die Anordnung derselben gilt das im Zusammenhang mit Figur 3 Gesagte.
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Figur 6 zeigt einen Stein 29, dessen Nuten 11 sich in der gleichen
Weise kreuzen wie bei den Steinen 10 und 27. Die Längsmittelachsen 19 und 20 der
Nuten 11 kreuzen sich in dem Kreuzungspunkt 21. Für die Lage desselben gilt das
im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 4 Gesagte. Es ist jetzt eine zu der einen
Nut 11 parallele weitere Nut 30 vorhanden, deren Längsmittelachse mit der Bezugsziffer
31 bezeichnet ist. Diese kreuzt sich mit der Längsmittelachse 20 der hierzu rechtwinklig
verlaufenden Nut 11 in einem weiteren Kreuzungspunkt 32. Für den Abstand dieses
Kreuzungspunktes zu dem Kreuzungspunkt 18 der Mittelachsen 16 und 17 der Steingrundfläche
gilt dasselbe wie für den Abstand des Kreuzungspunktes 21. Somit haben die Kreuzungspunkte
21 und 32 einen Abstand voneinander, der dem doppelten Betrag der mit der Maßlinie
22 bezeichneten Strecke und damit dem Versatzmaß 15 entspricht. 1)ie zusätzliche
Nut 30 ermöglicht die Verwendung des Steins 29 in beliebigen Versatzrichtungen und
gleichzeitig in beliebigen Ecklagen.
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In Figur 7 ist ein Stein 33 dargestellt, der zwei sich kreuzende Nuten
11 und zwei sich kreuzende Nuten 30 aufweist. Es sind jetzt somit zwei Kreuzungspunkte
21 und zwei Kreuzungspunkte 32 gebildet, die wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
von den Mittelachsen 16 und 17 jeweils einen Abstand haben, der durch die Maßlinien
22 bzw. 23 bezeichnet ist und der somit jeweils der Hälfte des Versatzmaßes 15 bzw.
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14 entspricht. Hieraus ergibt sich aber wiederum, daß die Kreuzungspunkte
21 und 32 ein Rechteck bilden.
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Es würde sich ein Quadrat ergeben, wenn die Versatzmaße 14 und 15
gleich groß sind.
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Der Stein 33 ermöglicht die Bildung einer Steinlage, die gegenüber
einer benachbarten Steinlage in einer oder in beiden Richtungen keinen Versatz aufweist.
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Im letztgenannten Fall liegen die benachbarten Lagen genau übereinander.
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Figur 8 zeigt einen Teil einer Auskleidung mit zwei Steinlagen aus
den Steinen 10 und 12 in einem der Darstellung nach Figur 1 entsprechenden Aufbau.
Es besteht im einzelnen nur folgender Unterschied: Die Höhe einer Steinlage ist
mit einem Pfeil 34 bezeichnet. Diejenigen Steine 12 jedoch, die einen nach außen
hervorstehenden Versatz bilden, haben in dem hervorstehenden, den Versatz bildenden
Teil eine geringere Höhe als die mit dem Pfeil 34 bezeichnete Lagenhöhe. Sie sind
also entsprechend ausgeschnitten, so daß der hervorstehende Teil nur eine der Länge
des Pfeiles 35 entsprechende Höhe hat. Der Zweck dieser Ausbildung geht aus der
nachfolgenden, die Figur 9 betreffenden Beschreibung hervor.
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In Figur 9 ist der Querschnitt eines Tunnelofens schematisch
dargestellt.
Der Tunnelofen hat zwei Seitenwände 36 und eine Decke 37. In Längsrichtung des Tunnelofens
verlaufen Schienen 38, auf denen Ofenwagen 39 verfahrbar sind. Die Plattform desselben
wird durch eine, aus mehreren Steinlagen aufgebaute Auskleidung gebildet.
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Die untere Lage der Auskleidung ist aus den bereits beschriebenen
Steinen 12 aufgebaut und kann beispielsweise in eine Mörtelschicht 40 eingebettet
sein, die in den Rahmen 41 des Ofenwagens 39 eingebracht wird.
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Die darüber befindliche Steinlage besteht aus Steinen, die jeweils
aus zwei gleichen Steinhälften 42 zusammengesetzt sind. Die beiden Steinhälften
42 haben an ihren einander zugewandten Seiten jeweils Nuten 43 und Federn 44, die
so angeordnet sind, daß beide Steinhälften 42 die gleiche Form haben können und
sich entsprechend aneinanderlegen lassen. Die Unterteilung der zu dieser Steinlage
gehörenden Steine in zwei Steinhälften 42 erfolgt zu dem Zweck, für diese Steinlage
eine vorgegebene Lagenhöhe zu erreichen. Aus technischen und aus fertigungstechnischen
Gründen ist es nämlich vielfach nicht vertretbar, die entsprechende Abmessung eines
Steins beliebig zu erhöhen.
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Die Steinhälften 42 bilden jeweils einen Stein, der einen nach außen
hervorstehenden Teil hat. Dieser Teil ist an der Ober- bzw. Unterseite der jeweiligen
Steinhälfte 42 ausgeschnitten, so daß die verbleibenden vorstehenden Teile insgesamt
eine Höhe haben, die niedriger ist als die Lagenhöhe. Im übrigen sind die jeweils
einer benachbarten Steinlage zugewandten Steinseiten der Steinhälften 42 in einer
solchen Weise mit Nuten 11 bzw. 30 versehen, wie es in Figur 6 für den Stein 29
beschrieben wurde.
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Um die mittlere Steinlage in ihrem Verlauf zu schliessen, sind zwei
übereinanderliegende Steine 45 eingesetzt, die in Verlaufsrichtung der Auskleidung
eine Abmessung haben, die dem Doppelten des Versatzmaßes für diese Richtuhg entspricht.
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Die obere und die untere Steinlage enthält Steine desjenigen Typs,
der als Stein 12 im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben wurde. Alternativ hierzu
wäre es auch denkbar, Steine zu verwenden, die dem in Figur 5 dargestellten Stein
28 entsprechen, die also an beiden Seiten mit Federn 13 versehen sind. In der unteren
Steinlage würden sich diese in die Mörtelschicht 40 eindrücken, so daß dennoch ein
gutes Aufliegen der Steine gewährleistet ist.
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Die aus den Steinhälften 42 aufgebaute mittlere Steinlage bildet einen
um den ganzen Umfang der Auskleidung hervorstehenden Versatz. In Längsrichtung der
Ofenwagen 39 gesehen greift dieser Versatz in jeweils eine Nut 46 ein, die sich
in entsprechender Höhe in jeweils einer Seitenwand 36 befindet. Da die den Versatz
bildenden Bereiche der Steinhälften 42 eine geringere Höhe beanspruchen, ist ein
ausreichend großer Abstand zu den die Nut 46 jeweils begrenzenden Flächen vorhanden.
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Wie in Figur 10 dargestellt, greift der mit Hilfe der mittleren Steinlage
gebildete Versatzbereich an der einem benachbarten Ofenwagen 39 zugewandten Seite
in eine in der Plattform desselben ebenfalls aufgrund des Versatzes gebildete Nut
47 ein. Somit kann auch in diesem Bereich eine von oben kommende unmittelbare Wärmestrahlung
nicht zum Boden des Tunnelofens hin durchtreten.
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Im übrigen ist es vorteilhaft, daß Steine wie beispielsweise die Steine
10 oder 12 mit jeweils unterschiedlicher
Höhe in denselben Formen
hergestellt werden können.
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Die Formen können eine ausreichende Höhe haben, die der größten zu
erwartenden Höhenabmessung entspricht.
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Die Höhe des jeweils herzustellenden Steins bestimmt sich durch die
Menge des in die Form eingefüllten Materials und das entsprechend tiefe Absenken
des Preßstempels. Dies ist vorteilhaft, weil ja die Herstellung der Formen sehr
aufwendig ist. Ferner wird hierdurch erreicht, daß das Grundmaß der Steine in beiden
Versatzrichtungen der Steinlagen jeweils gleiche Maßtoleranzen hat, da diese durch
die Maßtoleranz des Formkastens bestimmt werden. Hierdurch wird ein gutes Zusammenpassen
der einzelnen Steinlagen gewährleistet.
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Bezugsziffernliste: 10 Stein 11 Nut 12 Stein 13 Feder 14 Versatzmaß
15 Versatzmaß 16 Mittelachse 17 Mittelachse 18 Kreuzungspunkt 19 Längsmittelachse
20 Längsmittelachse 21 Kreuzungspunkt 22 Maßlinie 23 Maßlinie 24 Längsmittelachse
25 Längsmittelachse 26 Kreuzungspunkt 27 Stein 28 Stein 29 Stein 30 Nut 31 Längsmittelachse
32 Kreuzungspunkt 33 Stein 34 Pfeil 35 Pfeil 36 Seitenwand 37 Decke 38 Schiene 39
Ofenwagen 40 Mörtelschicht 41 Rahmen 42 Steinhälfte 43 Nut 44 Feder 45 Zwischenstein
46 Nut 47 Nut