DE4314285A1 - Fertigkamin für Gebäude und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fertigkamin für Gebäude mit den im Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Übliche Fertigkamine werden erst auf der Baustelle aus einem rauchgas­ führenden Schamotte-Innenrohr, einer dieses Innenrohr umgebenden Mine­ ralfaser-Isolierung aus einzelnen Platten und dem äußeren Mantel aus so­ genannten Mantelsteinen zusammengesetzt. Letztere sind im Querschnitt rechteckförmig oder quadratisch und bilden zwischen der Isolierplatten- Auskleidung und dem im Querschnitt in der Regel kreisrunden Innenrohr Lüftungskanäle zur Hinterlüftung. Zur Fertigstellung solcher Fertigkamine werden die Fugen der aufeinandersitzenden Schamotte-Rohr-Segmente und Mantelsteine vermörtelt.

Obgleich gegenüber herkömmlich gemauerten Kaminen durch die vorstehend erörterten Fertigkamine bereits ein erheblicher Rationalisierungseffekt er­ zielt wird, bedingt das Aufmauern solcher Fertigkamine vor Ort nach wie vor einen erheblichen Arbeitsaufwand.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Fertig­ kamin der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß er auf herstel­ lungstechnisch einfache Weise komplett industriell vorgefertigt werden kann.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Ausgestaltung eines solchen Fertigka­ mins durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruch 1 angegebenen Merk­ male sowie in herstellungstechnischer Hinsicht durch die im Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 7 angegebenen Merkmale gelöst. Demzufolge ist der Mantel des Fertigkamins aus zumindest in Kamin-Längsrichtung ein­ stückig aus Beton od. dgl. gegossenen Mantelwänden gefertigt. Dabei wird im Fertigungsbetrieb eine Mantelwand in einer kastenförmigen Schalung einstückig und in horizontaler Ausrichtung - also auf dem Boden der Schalung - gegossen. Anschließend werden die sich an die genannte Man­ telwand anschließenden, seitlichen Mantelwände unter Bildung eines im Querschnitt U-förmigen, nach oben offenen Mantelteils gegossen. Die In­ nenseiten des Mantelteils werden mit einer Isolierung vorzugsweise aus einzelnen Isolationsplatten ausgekleidet und in dem von diesem Mantelteil und seiner Isolierung gebildeten, nach oben offenen Innenraum das in Kamin-Längsrichtung durchgehende Innenrohr eingelegt. Dazu kann das Innenrohr als in Längsrichtung einstückig durchgehendes Rohr ausgebildet sein (Anspruch 2).

Das Innenrohr wird anschließend auf seiner gesamten Länge mit einer plattenförmigen Isolationsschicht unter Komplettierung der gesamten Iso­ lierung abgedeckt. Als letzter Schritt des Herstellungsverfahrens erfolgt das Angießen der den Mantel komplettierenden, die beiden seitlichen Man­ telwände verbindenden oberen Mantelwand unter Ausnutzung der platten­ förmigen Isolationsschicht als innerer Formfläche. Nach dem Aushärten des so gebildeten Mantels wird die eingangs erwähnte Schalung entfernt.

Zu den vorstehenden Erörterungen ist anzumerken, daß sich die Angaben bezüglich der Orientierung der einzelnen Bauteile des Fertigkamins, wie sie auch in den Ansprüchen Verwendung finden, auf die Lage der einzel­ nen Bauteile des Fertigkamins während des Herstellungsprozesses in der Schalung beziehen. Nach der Entschalung des Fertigkamins sind diese An­ gaben praktisch bedeutungslos.

Bei der Entwicklung der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß das Innenrohr gegenüber der Isolierung und dem Mantel mehr oder weni­ ger frei beweglich sein muß, da das Innenrohr sich im Zuge der Erhit­ zung durch die Rauchgase ausdehnen und im kalten Zustand wieder zu­ sammenziehen können muß. Insofern muß der gegenseitige Sitz von Innen­ rohr einerseits und Isolierung und Mantel andererseits derart ausgelegt sein, daß eine durch Temperaturunterschiede zwischen Innenrohr und Mantel bedingte, unterschiedliche Längenausdehnung dieser Bauteile möglich ist (Anspruch 3).

Dieses konstruktive Merkmal kann durch einen herstellungstechnischen Kniff gewährleistet werden, der in den Ansprüchen 4 bis 6 bzw. 8 und 9 angegeben ist. Hinsichtlich der dementsprechend vorgesehenen Distanzplat­ tenlage wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels hingewiesen.

Durch die im Anspruch 10 angegebene verfahrenstechnische Maßnahme wird das Gießen des im Querschnitt U-förmigen Mantelteils erheblich verein­ facht.

Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Fertigkamins ist anzumerken, daß die­ ser in einer Länge von mehreren Geschoßhöhen, also z. B. 7,5 m herge­ stellt wird. Für einen höheren Kamin mit einer Länge von 15 m sind somit gegebenenfalls zwei aufeinandersitzende Segmente des erfindungsgemäßen Fertigkamins vorzusehen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nach­ folgenden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungsbeispiel an­ hand der beiliegenden Figuren näher erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Fertigkamin,

Fig. 2 ein Querschnitt des Fertigkamins gem. Fig. 1 in einem Fertigungszwischenschritt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens für den Fertigkamin in einzelnen Querschnitten und

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf den in einer Form befindlichen Fertigkamin in einem weiteren Fertigungszwischenschritt.

Wie aus Fig. 1 deutlich wird, weist der Fertigkamin 1 ein rauchgasfüh­ rendes, zylindrisches Innenrohr 2 aus Schamotte auf, das den Rauchgas­ kanal 3 des Kamins bildet. Das Innenrohr 2 ist in Längsrichtung des Fertigkamins 1 als einstückig durchgehendes Innenrohr ausgebildet.

Das Innenrohr 2 ist von einer Isolierung 4 umgeben, die aus einzelnen Isolierplatten 5a, b, c, d, aus Mineralfasermaterial bestehen. Diese Platten können z. B. 4 cm dick und 50 cm lang sein, so daß in Kamin-Längsrich­ tung L mehrere Platten zur Bildung der Isolierung 4 aneinandergereiht werden müssen. Die Isolierplatten 5a, b, c, d sind dabei so angeordnet, daß sie um das Innenrohr 2 einen Kasten mit einem im wesentlichen quadrati­ schen Innen- und Außenquerschnitt bilden. Die zwischen dem runden Außenquerschnitt des Innenrohres 2 und dem quadratischen Innenquer­ schnitt der Isolierung 4 freibleibenden Eckbereiche dienen als Lüftungs­ kanäle 27.

Die Isolierung 4 wird wiederum von einem Mantel 6 als tragendem Teil umgeben, der ebenfalls als vierkantförmige, im Querschnitt im wesentli­ chen quadratische Röhre mit vier ebenen Mantelwänden 7, 8, 9, 10 ausgebil­ det ist. Letztere weisen eine Dicke von 4 cm auf und sind in Kamin- Längsrichtung einstückig aus Beton gegossen, was im folgenden anhand von Fig. 3 näher erläutert wird.

Zur Herstellung des komplett industriell vorzufertigenden Kamins 1 dient eine Schalung 11, die aus einem horizontalen Boden 12 und vertikal dar­ auf stehenden, parallel mit Abstand a zueinander verlaufenden Längs-Sei­ tenwänden 13, zusammengesetzt ist. Die Höhe h der Seitenwände 13 und der Abstand a entsprechen den äußeren Querschnittsabmessungen des Man­ tels 6. Die vertikal zur Zeichnungsebene von Fig. 3 verlaufende Länge l der Schalung 11 beträgt z. B. 15 m, womit Fertigkamine 1 bis zu dieser Länge mit der Schalung hergestellt werden können. Weiterhin sind Quer- Seitenwände 14 vorgesehen, die die Schalung 11 in Kamin-Längsrichtung L begrenzen.

In einem ersten Fertigungsschritt wird die bezogen auf die Lage in der Schalung 11 untere Mantelwand 7 durch Aufbringen einer Schicht von Be­ ton auf den Boden 12 der Schalung 11 einstückig gegossen und verdichtet (Fig. 3, Teilbild 2). Anschließend wird ein kastenförmiger Schalungskern 15 in die Schalung 11 unter Freilassung zweier seitlicher Formhohlräume 16 und unter Abformung der unteren Mantelwand 7 eingesetzt (Teilbild 3).

Im nächsten Verfahrensschritt werden die beiden Formhohlräume 16 mit Beton vergossen, um die beiden seitlichen Mantelwände 8, 9 zu bilden. Am oberen Ende der beiden Formhohlräume 16 verbleibt dabei ein Randbereich unverfüllt. Durch entsprechendes Verdichten und Verbinden des Betons der beiden seitlichen Mantelwände 8, 9 mit dem der unteren Mantelwand 7 wird das im Teilbild 4 gezeigte, im Querschnitt U-förmige, nach oben offene Mantelteil 17 gebildet, nach dessen zumindest teilweisen Aushärten der Schalungskern 15 wieder entfernt wird (Teilbild 5).

Anschließend werden die Innenseiten des Mantelteils 17 mit den Isolier­ platten 5a, b, c ausgekleidet, wobei ein oberer Randbereich der Innenseiten der beiden seitlichen Mantelwände 8, 9 frei bleibt. Dieser Randbereich entspricht in seiner Höhe im wesentlichen der Dicke der Isolierplatte 5d (Teilbild 6), die oben aufgesetzt wird.

Im nächsten Verfahrensschritt, der im Teilbild 7 sowie schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, wird auf die untere Isolierplatte 5a eine Distanz­ plattenlage 18 gelegt, die aus zwei in Kamin-Längsrichtung L aneinander gereihten, gleich langen Teilplatten 19, 20 (Fig. 4) besteht. Diese Teil­ platten 19, 20 sind etwa 10 bis 20 mm dick und aus kunstharzgetränktem Holzfasermaterial oder Aluminium gefertigt. Ihre Oberfläche ist möglichst glatt. Weiterhin sind ihre Randkanten 21 gerundet, wie aus Fig. 2 deut­ lich wird.

Anschließend wird in den nach oben offenen Innenraum 22 zwischen den beiden seitlichen Isolierplatten 5b, c auf die Distanzplattenlage 18 das in Kamin-Längsrichtung L durchgehende, aus einem Stück bestehende Innen­ rohr 2 eingelegt. Das Innenrohr 2 schließt dabei mit seinem Außendurch­ messer in der Größenordnung von 16 bis 30 cm bündig mit den beiden seitlichen Isolierplatten 5b, c sowie mit deren oberen Rändern 23 ab (Teilbild 8).

In einem weiteren Verfahrensschritt wird die obere Isolierplatte 5d aufge­ legt, so daß das Innenrohr 2 mit der Distanzplattenlage 18 allseitig von der Isolierung 4 umschlossen ist. Die Oberseite der oberen Isolierplatte 5 schließt dabei etwa bündig mit den oberen Rändern 24 der seitlichen Mantelwände 8, 9 ab (Teilbild 9).

Anschließend wird in der Schalung 11 die obere Mantelwand 10, die die beiden seitlichen Mantelwände 8, 9 verbindet, angegossen und damit der Mantel 6 komplettiert. Dabei wird die Oberseite der oberen Isolierplatte 5 als innere Formfläche für die obere Mantelwand 10 benutzt (Teilbild 10).

Infolge des Gewichtes des für die obere Mantelwand 10 aufgebrachten Frischbetons wird die Isolierung 4 und insbesondere die obere Isolierplat­ te 5d deformiert und nach unten gedrückt, wodurch sich das Innenrohr 2 in die Unterseite der oberen Isolierplatte 5 eindrückt (Fig. 2). Es wird dadurch also ein inniger Kontakt zwischen dem Innenrohr 2 und der Iso­ lierung 4 geschaffen, wodurch der gegenseitige Sitz von Innenrohr 2 ei­ nerseits und Isolierung 4 und Mantel 6 andererseits so stark ist, daß ei­ ne durch Temperaturunterschiede zwischen Innenrohr 2 und Mantel 6 be­ dingte, unterschiedliche Längenausdehnung dieser Bauteile aufgrund der gegenseitigen Reibung nicht möglich ist. Hier kommt nun die Distanzplat­ tenlage 18 zum Tragen. Die beiden Teilplatten 19, 20 werden nämlich in einander entgegengesetzte Richtung aus dem Innenraum 22 mit Hilfe einer Winde herausgezogen (Fig. 3, Teilbild 11 sowie Fig. 4). Dazu sind die beiden Teilplatten 19, 20 an ihren im Kamin-Längsrichtung L über den Fertigkamin 1 überstehenden Enden 25 mit einer Bohrung 26 versehen, in die ein Haken des Windenseils eingehängt werden kann. Durch das Her­ ausziehen der Teilplatten 19, 20, das nach dem Aushärten des Mantelbetons stattfindet und den dadurch geschaffenen Spielraum, kann das Innenrohr 2 nach unten ausweichen, wodurch der innige Sitz zwischen der Isolierung 4 und dem Innenrohr 2 auf ein Maß gelockert wird, das eine durch Tem­ peraturunterschiede zwischen Innenrohr 2 und Mantel 6 bedingte, unter­ schiedliche Längenausdehnung dieser Bauteile ermöglicht. (Fig. 1).

Im übrigen verhindert die Distanzplattenlage 18, daß sich das Innenrohr 2 während des Aufbringens des Betons für die obere Mantelwand 10 in die untere Isolierplatte 5 eindrückt. Weiterhin geht durch das Absenken des Innenrohres 2 nach dem Herausziehen der Distanzplattenlage 18 die Defor­ mation an der Unterseite der oberen Isolierplatte 5 zurück, so daß das Innenrohr 2 lageexakt im Innenraum 22 gehalten, jedoch die gegenseitige Verklammerung so gering ist, daß die vorstehend erwähnte Verschiebung des Innenrohres 2 gegenüber der Isolierung 4 und dem Mantel 6 bei Tem­ peraturunterschieden möglich ist.

In einem letzten Verfahrensschritt wird nach dem Aushärten des Mantels 6 der vollendete Fertigkamin 1 aus der Schalung 11 entnommen (Teilbild 12), wonach er als industriell vorgefertigtes Bauteil zur Baustelle trans­ portiert und direkt verbaut werden kann.

Es ist darauf hinzuweisen, daß nicht nur eine Distanzplatte 18 - wie im vorstehenden Ausführungsbeispiel der Fall - zwischen der unteren Isolier­ platte 5a und dem Innenrohr 2 eingelegt werden kann, sondern auch zwei Distanzplattenlagen, nämlich eine zwischen der unteren Isolierplatte 5a und dem Innenrohr 2 und eine zwischen dem Innenrohr 2 und der oberen Isolierplatte 5d eingesetzt werden kann. In letzterem Fall sind die beiden Distanzplattenlagen entsprechend dünner ausgeführt, um den gewünschten Sitz zwischen Innenrohr 2 und Isolierung 4 und Mantel 6 andererseits zu erzielen.

Claims (10)

1. Fertigkamin für Gebäude mit einem rauchgasführenden Innenrohr (2) vorzugsweise aus Schamotte, mit einer das Innenrohr (2) umgebenden Iso­ lierung (4), vorzugsweise in Form von Isolierplatten (5) aus Mineralfa­ sermaterial und mit einem das Innenrohr (2) und die Isolierung (4) um­ gebenden Mantel (6) aus Beton od. dgl. als tragendem Teil, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mantel (6) aus zumindest in Kamin-Längsrichtung (L) einstückig aus Beton gegossenen Mantelwänden (7, 8, 9, 10) besteht.

2. Fertigkamin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen­ rohr (2) als in Kamin-Längsrichtung (L) einstückig durchgehendes Rohr ausgebildet ist.

3. Fertigkamin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Sitz von Innenrohr (2) einerseits und Isolierung (4) und Mantel (6) andererseits derart ausgelegt ist, daß eine durch Temperatur­ unterschiede zwischen Innenrohr (2) und Mantel (6) bedingte, unter­ schiedliche Längenausdehnung dieser Bauteile möglich ist.

4. Fertigkamin nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fertigungszwischenschritt mindestens eine zwischen Innenrohr (2) und Isolierung (4) eingesetzte, nach Vollendung des Mantels (6) in Kamin- Längsrichtung (L) herausziehbare Distanzplattenlage (18) vorgesehen ist.

5. Fertigkamin nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Di­ stanzplattenlage (18) aus zwei in Kamin-Längsrichtung (L) aneinanderge­ reihten Teilplatten (19, 20) besteht.

6. Fertigkamin nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzplattenlage (18) bzw. die Teilplatten (19, 20) mit einer glatten Oberfläche versehen sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines Fertigkamins nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Gießen einer einstückigen Mantelwand (7) in horizontaler Lage in einer kastenförmigen Schalung (11),

• - Gießen der sich an die genannte Mantelwand (7) anschließenden, ein­ stückigen seitlichen Mantelwände (8, 9) unter Bildung eines im Quer­ schnitt U-förmigen, nach oben offenen Mantelteils (17),
• - Auskleiden der Innenseiten des Mantelteils (17) mit einer Isolierung (4), vorzugsweise mit Isolationsplatten (5),
• - Einlegen eines in Kamin-Längsrichtung (L) durchgehenden Innenrohres (2) in den vom Mantelteil (17) mit seiner Isolierung (4) gebildeten, nach oben offenen Innenraum (22),
• - Abdecken des Innenrohres (2) auf seiner gesamten Länge mit einer plattenförmigen Isolationsschicht (Isolationsplatte 5d) unter Komplet­ tierung der Isolierung (4), und
• - Angießen der den Mantel (6) komplettierenden, die beiden seitlichen Mantelwände (8, 9) verbindenden oberen Mantelwand (10) unter Ausnut­ zung der plattenförmigen Isolationsschicht (Isolationsplatte 5d) als innerer Formfläche.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ei­ nerseits dem Innenrohr (2) und andererseits dem in der Schalung (11) darüber und/oder darunter angeordneten Isolierungsbereich (Isolierplatten 5a, d) mindestens eine über die Länge des Kamins verlaufende Distanzplat­ tenlage (18) eingelegt wird, die nach Angießen der oberen Mantelwand (10) und dem Aushärten des Mantels (6) entfernt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus zwei in Kamin-Längsrichtung (L) aneinandergereihten Teilplatten (19, 20) be­ stehende Distanzplattenlage (18) durch Herausziehen der beiden Teilplatten (19, 20) in einander entgegengesetzte Richtungen entfernt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gießen des im Querschnitt U-förmigen Mantelteils (17) ein nach dessen Aushärtung wieder entfernbarer, kastenförmiger Schalungskern (15) in die Schalung (11) eingesetzt wird.