DE4034073C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gewölbe für einen Industrieofen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einem Normalgewölbe finden Einheitskeilsteine, die mit ihren Keilflächen aneinanderliegen, sowie, zur seitlichen Abstützung, Widerlagsteine, Verwendung. An ihrer Schmalseite überspannen die Keilsteine den sogenannten Stich des Gewölbes. Beim Aufheizen des Gewölbes erfolgt eine gewisse Ausdehnung und gleichzeitig eine Anhebung des Gewölbes, da das Gewölbe seitlich durch eine Ofenverankerung fest eingespannt ist. Dabei entsteht eine durchgehende Fuge im Gewölbescheitel. Beim Abkühlen senkt sich das Gewölbe wieder und kehrt in die Ausgangslage zurück.

Zur Festlegung der Gewölbegröße in Abhängigkeit von der Ofenbreite werden Stichhöhe, Gewölberadien, Gewölbebögen und die Keiligkeit der Keilsteine bestimmt. Um Gewölbe in den gewünschten Größen herzustellen, müssen in der Regel Keilsteine verschiedener Keiligkeit gemischt werden, damit Außen- und Innenbogen aufeinander mit Mauerfugen von 2 mm abgestimmt werden können. Hierfür gibt es Mischungstabellen und Mischungsdiagramme.

Nachteilig an dieser herkömmlichen Herstellung von Gewölben ist:
Es sind verschiedene Steine mit verschiedenen Keiligkeiten und damit vergleichsweise komplizierte Berechnungen nötig.
Die Stichhöhen betragen zwischen 10 und 15%, dadurch entsteht ein Raumverlust.
Die Keilsteine weisen eine Stärke von bis zu 250 mm und mehr und damit ein erhebliches Gewicht auf.

Neben Einheitskeilsteinen sind auch Gewölbe aus Gelenksteinen bekanntgeworden. Die DE-PS 7 37 732 zeigt Gewölbeelemente, die etwa in der Mitte der Gewölbedicke halbkreisförmige Erhöhungen und Vertiefungen, die gelenkig ineinandergreifen, aufweisen. Das aus diesen Elementen gebildete Gewölbe weist innen Dehnfugen auf, die sich schließen, wenn sich das Gewölbe durch Hitzeeinwirkung hebt. Die DE-AS 19 05 017 zeigt flache, tafelförmige Gelenksteine, die nach einer Seite hin mit einem Halbrundgelenk und nach der entgegengesetzten Seite hin mit einer dazu passenden Gelenkpfanne versehen sind und die ein Gewölbe bilden, bei dem die Gelenksteine sich gegenseitig stützend ineinandergreifen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gewölbe für einen Industrieofen zu schaffen, das in jeder Phase eine große Dichtigkeit besitzt und bei dem leicht zusätzliche Vorrichtungsteile zur Beeinflussung der Ofenreise eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausbildungen und Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen umfaßt.

Das erfindungsgemäße Gewölbe besteht aus glatten Steinen, die gelenkig miteinander verbunden werden. Die Gewölbestärke kann bei etwa 130 mm liegen. Steine unterschiedlicher Keiligkeit sind nicht nötig. Die Gewölbesteine können auch als Wandsteine eingesetzt werden und sind damit bei Industrieöfen universell verwendbar. Der Stich kann bis auf 5% gesenkt werden, entsprechend kann die Ofenhöhe niedriger ausfallen. Durch die dünnere Gewölbedecke können leichtere Düsensteine und leichtere Sperrschürzen in Gewölbeschlitze eingehängt werden, was das Gewölbe und die Statik weiter entlastet. Das erfindungsgemäße Gewölbe kann außerdem leicht verlegt werden. Für die Düsensteine und Sperrschürzen wird eine entsprechend leichte Konstruktion vorgeschlagen. Die beim Gewölbe mit Keilsteinen verwendeten Schüttlochrohre für Deckenfeuerung belasteten ebenfalls das Gewölbe. Bei dem erfindungsgemäßen Gewölbe werden die Schüttlochrohre an der Ofenstahlkonstruktion befestigt.

Das erfindungsgemäße Gelenkgewölbe macht Industrieöfen mit Gewölben besonders bei größeren Ofenbreiten wieder interessant. Der Raumverlust durch den hohen Stich, wie auch der ungenutzte, aber aufzuheizende Innenraum im Stich hatten dazu geführt, Alternativen, wie Hängedecken einzuführen. Diese Decken sind zwar bei weitem nicht so dicht, wie Gewölbe, sie sind jedoch platzsparend. Das erfindungsgemäße Gelenkgewölbe eröffnet nun die Möglichkeit eines wirtschaftlichen Einsatzes von gut abdichtenden Gewölben neu.

Anhand von Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Gewölbe im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Gewölbes;

Fig. 2 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 3 bis Fig. 12 verschiedene Gewölbe- und Widerlagsteine;

Fig. 13 bis Fig. 15 ein Gewölbe mit eingesetzten Düsenrohren;

Fig. 16 bis Fig. 18 eine Sperrschürze für das erfindungsgemäße Gewölbe.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gelenkgewölbe, das aus gleichgeformten Gelenksteinen 8 errichtet ist, die über Halbrundgelenke 17 und Gelenkpfannen 18 ineinandergreifen. Zur zusätzlichen Abdichtung ist Keramikfaserpapier 15 zwischen den Gelenksteinen 8 eingelegt. Das Gewölbe ist nach oben weiterhin mit Keramikfasermatten 20 abgedeckt. Der Stich beträgt 5%. An den Seiten ist alternativ eine Lagerung über einen Widerlagstein 22 mit einer Gelenkpfanne auf üblichen Mauersteinen 14 und ein Einsatz der Gelenksteine 8 als Wandsteine gezeigt, wobei im zweiten Fall der Widerlagstein 21 entsprechend mit zwei Halbrundgelenken geformt ist. Weiter unten mündet die aus Gelenksteinen 8 gebildete in einen weiteren, entsprechend zur Aufnahme eines Halbrundgelenks geformten Sohlbankstein 23. Um die Gelenksteine 8 als Mauersteine verwenden zu können, müssen diese seitlich vermörtelt werden, da bei den Mauern keine dem Gelenkgewölbe vergleichbare Spannung auftritt.

Fig. 2 stellt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gelenkgewölbes dar. Hier sind die Gelenksteine 8 nicht in einer Richtung angeordnet, sondern dadurch, daß im Scheitel des Gelenkgewölbes ein Gelenkstein 19 eingesetzt ist, der nach beiden Seiten Gelenkpfannen 18 aufweist, kann das Gewölbe symmetrisch aufgebaut werden.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen einen erfindungsgemäßen Gelenkstein 8 mit jeweils zwei aneinanderstoßenden Halbrundgelenken 17 und Gelenkpfannen 18. Es ist hieraus ersichtlich, wie die Gelenksteine 8 sowohl in ihrer Länge, als auch in ihrer Breite mit weiteren Gelenksteinen 8 verbunden werden können. Zur Bildung eines Gewölbes sind an der innen liegenden Seite des Gelenksteines 8 Abschrägungen 27 vorzusehen.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen einen im Scheitel eines Gelenkgewölbes einzusetzenden Gelenkstein 19, wie in Fig. 4 beschrieben. Hier ist nur ein Halbrundgelenk 17 vorgesehen, um die Gelenksteine 19 seitlich zu verbinden. An den anderen drei Seiten sind Gelenkpfannen 18 angeordnet. Fig. 7 und Fig. 8 zeigen eine Ausführung von Gelenksteinen 8, die nur in einer Richtung miteinander verbunden werden. Sie weisen daher zwei glatte Kanten und jeweils ein Halbrundgelenk 17 und eine Gelenkpfanne 18, die einander gegenüberliegen auf.

Fig. 9 bis Fig. 12 stellen verschiedene Widerlagsteine dar, wobei die Widerlagsteine 21 und 25 jeweils Gelenkgewölbe und Gelenksteine 8 als Mauersteine verbinden, wobei der Widerlagstein 21 zwei Halbrundgelenke 17 und der Widerlagstein 25 eine Gelenkpfanne 18 aufweist. Fig. 13 und Fig. 14 zeigen Widerlagsteine 13, 26, die auf üblichen Mauern aufgemauert werden, wobei der Widerlagstein 13 ein Halbrundgelenk 17 und der Widerlagstein 26 eine Gelenkpfanne 18 aufweist.

Den Einbau von Düsenrohren 30 in das erfindungsgemäße Gelenkgewölbe 7 veranschaulichen Fig. 13 bis Fig. 15. Eine Reihe von Düsenrohren 30, zum Teil verbunden durch Zwischenplatten 39, oder direkt aneinanderliegend, sind in einen Deckenschlitz 40 des Gelenkgewölbes 7, bzw. des durch Isolierung aufgeschütteten Gewölbeplateaus 38 eingesetzt. Düsenrohre 30 und Zwischenplatten 39 sind mit ihren Aussparungen 36 der Stege 35, bzw. 41 der Zwischenplatte 39 selbst, auf Trägern 37 aufgehängt, die auf dem Gewölbeplateau aufliegen. Durch den Einsatz von Zwischenplatten 39 kann die Dichte der Besetzung mit Düsenrohren 30 geregelt werden. Die Düsenrohre 30 weisen etwa ein Drittel des Gewichts der üblichen Düsensteine für Normalgewölbe auf. Zwischen den Düsenrohren 30 und dem Gelenkgewölbe 7, bzw. den Widerlagsteinen 13, 26 oder den Mauersteinen 14 auftretende Fugen werden mit Isoliermaterial, wie Keramikfasermatten 46, abgedichtet.

Fig. 16 bis Fig. 18 zeigen eine Sperrschürze 42, die in einen Deckenschlitz 45 eingesetzt ist. Die Sperrschürze 42 besteht aus Platten 43, die im oberen Bereich seitliche Aussparungen 41 aufweisen, mit denen sie aus Trägern 44 aufgehängt werden, die auf dem Gewölbeplateau 38 aufliegen.

Das erfindungsgemäße Gelenkgewölbe 7 bietet somit den Vorteil niedriger Bauart, eines geringen Stichs und eines geringen Gewichts, wobei durch die in den Unteransprüchen umfaßten Weiterentwicklungen es dennoch möglich ist, Düsenrohre, Sperrschürzen und Schüttlochrohre derart zu integrieren, daß diese die Statik nicht beeinträchtigen.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, Feuerfestmaterial zu verwenden, bei dem das Raumgewicht von den üblichen 2000 kg/m³ auf mindestens 1500 kg/m³ reduziert ist. Damit wird sowohl die Konstruktion leichter gemacht, als auch der Isoliereffekt des Gewölbes erhöht.

Claims (15)

1. Gewölbe für einen Industrieofen, bestehend aus aneinanderliegenden Gelenksteinen, die mindestens nach einer Seite hin mit einem vorspringenden Halbrundgelenk und mindestens nach einer anderen Seite hin mit einer dazu passenden Gelenkpfanne versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gelenkpfanne und Halbrundgelenk zur Abdichtung Keramikfaserpapier eingelegt ist, wobei im Gewölbe Schlitze vorgesehen sind, die längs der Gewölbebreite verlaufen, um zusätzliche Vorrichtungsteile zur Beeinflussung der Ofenreise einlegen zu können.

2. Gewölbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenksteine (8) nach jeweils zwei aneinanderstoßenden Seiten mit Halbrundgelenken (17) und Gelenkpfannen (18) versehen sind.

3. Gewölbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenksteine (8) in gleicher Ausrichtung angeordnet sind.

4. Gewölbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenksteine (8) in zwei unterschiedlichen, aufeinanderzulaufenden Richtungen angeordnet sind und daß ein verbindender Gelenkstein (19) als Scheitelstein vorgesehen ist.

5. Gewölbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich Widerlagsteine (13, 21, 22, 23, 25, 26) mit Halbrundgelenken (17) und/oder Gelenkpfannen (18) angeordnet sind.

6. Gewölbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Industrieofens ebenfalls aus Gelenksteinen (8) bestehen.

7. Gewölbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gelenkgewölbe Deckenschlitze (40, 45, 51) angeordnet sind.

8. Gewölbe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einen Deckenschlitz (40) Düsenrohre (30) eingehängt sind.

9. Gewölbe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenrohre (30) zylinderförmig mit rundem oder eckigem Querschnitt ausgebildet sind,
daß in den Düsenrohren (30) Luftkanäle (31) mit Öffnungen nach außen, sowie in das Innere des Industrieofens angeordnet sind,
daß die Düsenrohre (30) seitliche Aussparungen (36) aufweisen,
und daß die Düsenrohre (30) mit Trägern (37), welche in die Aussparungen (36) greifen und auf dem Gelenkgewölbe (7) seitlich des Deckenschlitzes (40) aufliegen, in den Deckenschlitz (40) eingehängt sind.

10. Gewölbe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Düsenrohre (30) mit ihren Aussparungen (36) an jeweils einem Träger (37) aufgehängt sind.

11. Gewölbe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regulierung des Abstands von Düsenrohren (30) Zwischenplatten (39) eingesetzt sind, wobei die Zwischenplatten (39) ebenfalls Aussparungen (36) aufweisen.

12. Gewölbe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einen Deckenschlitz (45) Sperrschürzen (43) eingehängt sind.

13. Gewölbe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sperrschürzen (43) Platten mit Aussparungen (41) sind,
wobei in die Aussparungen (41) Träger (44) eingreifen, welche auf dem Gelenkgewölbe (7) seitlich des Deckenschlitzes (45) aufliegen.

14. Gewölbe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatten (39) als Sperrschürzen (42) eingesetzt werden.

15. Gewölbe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einen Deckenschlitz (51) Schüttlochrohre (47) münden.