DE4400356B4 - Ankerflosse - Google Patents
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Abstract
Ankerflosse
zur Befestigung von Bauteilen aus aushärtenden Substanzen an Decken,
Wänden und
Kurven, insbesondere von Bauteilen aus aushärtenden, feuerfsten Substanzen,
mit einer Einrichtung zum Befestigen de Ankerflosse an einem Untergrund
und mit einem im ausgehärteten
Formteil angeordneten Halteanker, dadurch gekennzeichnet, dass der
Halteanker (4) als länglicher
Streifen (2) ausgebildet ist, auf dessen Vorder- und/oder Rückseite
eine durchgehende oder unterbrochene Rippe (3) vorgesehen ist, deren
Tragschultern mit unterschiedlicher Steigung in Längsrichtung
des Streifens (2) verlaufen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Ankerflosse zur Befestigung von Bauteilen aus aushärtenden Substanzen an Decken, Wänden und Kurven, insbesondere von Bauteilen aus aushärtenden, feuerfesten Substanzen, mit einer Einrichtung zum Befestigen der Flosse am Untergrund und einem im ausgehärteten Bauteil angeordneten Halteanker.
- Gattungsgemäße Ankerflossen werden in Industrieöfen wie Stoßöfen, Glühöfen, Härteöfen und dergleichen zur Befestigung von abgehängten Decken oder Wänden aus feuerfesten Bauteilen verwendet.
- Aufgrund der hohen Wärmebelastung der Bauteile bestehen die Ankerflossen üblicherweise aus einem warmfesten Material und weisen zur Befestigung an der jeweiligen Unterkonstruktion einen Haken, eine Öse oder dergleichen auf. An ihrem unteren bzw. vorderen Ende sind die Ankerflossen beispielsweise gespreizt oder mehrfach gekrümmt, damit eine gute Ankerwirkung im Feuerfestmaterial erreicht wird.
- Das Feuerfestmaterial wird bei der Erstellung der Bauteile üblicherweise in Schalkästen eingespritzt oder gegossen und härtet dort aus, so daß der untere Teil der Ankerflosse von dem ausgehärteten Material umgeben und fest mit dem Bauteil verbunden ist.
- Ein Deckenbauteil üblicher Größe wird in der beschriebenen Art und Weise beispielsweise mit vier Ankerflossen an der Deckenkonstruktion eines Ofens aufgehängt.
- Aufgrund der hohen thermischen Belastung und der aufgrund des Temperaturgradienten im feuerfesten Bauteil entstehenden Wärmespannungen kann es bei den bekannten Ankerflossen selbst dann, wenn sie aus einem hochhitzebeständigen Metall hergestellt sind, dazu kommen, dass die auf Zug- und Biegezugkräfte beanspruchten Flossen abreißen oder sich in Zugrichtung längen, so dass die Haltekräfte auf die jeweiligen Bauteile nachlassen und diese sich unter Umständen von der Ankerflosse lösen können. Bei den an einem Ende gespreizten Ankerflossen z. B. tragen nahezu ausschließlich die seitlich gespreizten vorderen Schenkel, die jedoch an dieser Stelle der höchsten Temperaturbeaufschlagung unterliegen, so dass es hier zu Schadensfällen kommt.
- Zu der geschilderten Problematik kommt noch erschwerend hinzu, dass im Inneren der Öfen häufig aggressive Verbrennungs- oder Reaktionsgase vorhanden sind, die die Ankerflossen chemisch angreifen und ihre Festigkeitseigenschaften herabsetzen.
- Eine weitere Versagensursache der bekannten Ankerflossen kann auch darin begründet sein, dass sie etwa im Bereich der Deckenkonstruktion mit der Befestigungseinrichtung beispielsweise durch Verschweißen fest verbunden sind und daher durch Wärmeausdehnungen der Bauteile zusätzlich verspannt werden und im Laufe der Zeit durch die wechselnde Temperaturbeaufschlagung abreißen können.
- Aus der DE-US 24 17 141 ist eine Ankerflosse zur Befestigung von Bauteilen aus aushärtenden Substanzen an Decken oder Wänden mit einer Einrichtung zum Befestigen der Flosse am Untergrund und einem im ausgehärteten Formteil angeordneten Halteanker bekannt.
- Aus der
DE 35 27 597 C2 ist eine Ankerflosse bekannt, deren Halteanker als länglicher, gewellter Streifen ausgebildet ist, auf dessen Vorder- und Rückseite eine ununterbrochene Rippe vorgesehen ist. - Aus der
DE 30 28 830 ist schließlich ein Montageverfahren für eine Ankerflosse zur Befestigung an einer Decke bekannt, welche pendelnd aufgehängt wird. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ankerflosse bzw. ein entsprechendes Montageverfahren für die Ankerflossen zu schaffen, die die Gefahr eines vorzeitigen Schadensfalles verringern.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halteanker als länglicher Streifen ausgebildet ist, auf dessen Vorder- und/oder Rückseite eine durchgehende oder unterbrochene Rippe vorgesehen ist, die mit unterschiedlicher Steigung in Längsrichtung des Streifens verläuft.
- Bei der erfindungsgemäßen Ankerflosse ist im Bereich des Halteankers aufgrund des länglichen Streifens eine Längung praktisch nicht mehr möglich, da dieser im Prinzip nur Zugkräfte in Richtung seiner Längserstreckung aufnehmen kann. Die vorzugsweise auf der Vorder- und Rückseite ausgebildete verlaufende Rippe, die zweckmäßig einstückig mit dem Streifen ausgebildet ist, kann sich also auch bei extremer Wärmebeaufschlagung hinsichtlich ihrer Form praktisch nicht verändern, so daß eine gute Verankerungswirkung zwischen dem feuerfesten Bauteil und dem Halteanker gegeben ist. Ein Abfallen der feuerfesten Platten vom Halteanker ist auf diese Weise selbst dann nicht mehr möglich, wenn zwischen dem Streifen bzw. der Rippe und dem Feuerfestmaterial keine innige Verbindung mehr besteht.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Ankerflosse verläuft die Rippe in etwa sinusförmig, so daß die im Ankerbereich auftretenden Spannungen bzw. Biegezugkräfte ohne Spannungsspitzen gleichmäßig verteilt werden. Die sinusförmige Rippe bzw. deren Auflageschulter bewirkt, daß die Kraft auf der ganzen Höhe des Bauteiles eingeleitet werden kann. Sollte es im vorderen Bereich des Halteankers zu thermischen Überlastungen kommen, trägt weiterhin der thermisch nicht überbelastete hintere Bereich.
- Der längliche Streifen mit der wendelförmigen Rippe kann bis zur Befestigungseinrichtung am oberen Ende der Ankerflosse reichen, es ist jedoch, beispielsweise aus Gewichtsgründen, unter Umständen vorteilhaft, wenn die Rippe im Bereich zwischen der Befestigungseinrichtung am oberen Ende der Ankerflosse und dem Halteanker in Längsrichtung des Streifens geradlinig verläuft. Auf diese Weise ist auch sichergestellt, daß im oberen Bereich der Ankerflosse keine Biegezugkräfte auftreten können, sondern nur Normalkräfte abgeleitet werden.
- Um eine sichere Befestigung der Ankerflosse an der Deckenkonstruktion des Ofens zu ermöglichen, ist diese vorzugsweise als geschlossene Öse ausgebildet, deren oberes Ende eine etwa teilkreisförmige Gestalt aufweist. Dadurch kann die Ankerflosse mit einer vergleichsweise großen Auflagefläche auf ein Halterohr aufgelegt werden, wie es üblicherweise im Deckenbereich konstruktiv verwendet wird. Eine geschlossene Öse kann sich auch im Gegensatz zu einer offenen nicht aufbiegen, so daß in diesem Bereich kein Versagen zu befürchten ist.
- Wie bereits erwähnt, besteht die Ankerflosse zweckmäßigerweise aus einem warmfesten Gußwerkstoff, der hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften den jeweiligen speziellen Anforderungen angepaßt sein kann, es ist jedoch auch möglich, andere, z. B. keramische Werkstoffe zu verwenden, die die geforderte Temperaturbeständigkeit aufweisen.
- Um einen chemischen Angriff auf den verwendeten Werkstoff zu vermeiden bzw. zu minimieren, kann dieser eine hitzebeständige Beschichtung aufweisen. Geeignete Beschichtungswerkstoffe bestehen aus keramischen Massen, anorganischen oder anorganisch-organischen Stoffgemischen.
- Um eine ausreichende Ankerwirkung der Rippe im Bauteil zu erreichen, kann diese auch unterbrochen sein und aus einzelnen Vorsprüngen bestehen, die vorzugsweise einstückig mit dem länglichen Streifen verbunden sind. Es ist aber auch möglich, die Rippe bzw. die Vorsprünge nachträglich auf den Streifen aufzubringen. Die Vorsprünge können z. B. aus Kesselstiften bestehen, die leicht mittels des bekannten Bol zenschweißverfahrens auf der Streifenoberfläche befestigt werden können.
- Um Verspannungen aufgrund der Temperaturbeaufschlagung im Deckenbereich des Ofens problemlos ausgleichen zu können, wird erfindungsgemäß weiterhin ein Montageverfahren vorgeschlagen, bei dem die Ankerflossen aufgrund einer speziellen Aufhängung in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Ebenen pendeln können.
- Dazu wird die Ankerflosse beispielsweise mit einer etwa teilkreisförmigen oberen Öse an einer zylindrischen Hülse aufgehängt, die zwischen den Seiten einer bandförmigen Schlaufe etwa mit Hilfe einer Schraube befestigt ist. Aufgrund dieser Aufhängung könnte die Ankerflosse im Prinzip konzentrisch zur zylindrischen Hülse verschwenkt werden bzw. um die Hülse pendeln. Die bandförmige Schlaufe ist dabei mit ihrem oberen ebenfalls etwa teilkreisförmigen Ende um ein Halterohr gelegt, das an seinen Enden von Konstruktionselementen, beispielsweise von Deckenträgern, getragen wird. Durch diese Aufhängung ist eine zweite Pendelbewegung der Ankerflosse möglich, die in einer Ebene erfolgt, die senkrecht auf der ersten Pendelebene steht.
- Aufgrund dieser Aufhängung kann das Deckenteil die auftretenden Wärmeausdehnungen problemlos kompensieren.
- Es ist in diesem Zusammenhang weiterhin vorteilhaft, wenn die Rohre an den Deckenträgern, beispielsweise T- oder Doppel-T-Trägern, derart befestigt sind, daß eine ungehinderte thermische Ausdehnung möglich ist. Das Rohr kann infolgedessen beispielsweise mit beiden Enden auf den T-Trägern frei aufliegen, wobei die frei aufliegenden Enden etwa durch zwei Flacheisen gegen eine Verschiebung gesichert sein können.
- Da im oberen Bereich der Ofendecke aufgrund des geringer werdenden Temperaturgradienten extreme Wärmebelastungen in der Regel nicht auftreten, kann als Material für die bandförmige Schlaufe ein Lochband verwendet werden, das vergleichsweise leicht ist. Auch ist so die Anbringung der zylindrischen Hülse aufgrund der ausgestanzten Löcher leicht möglich.
- Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.
- Es zeigen
-
1 eine Vorderansicht auf eine Ankerflosse mit wendelförmig verlaufender Rippe im Bereich des Halteankers, -
2 eine Seitenansicht der Ankerflosse gemäß1 , -
3 die Vorderansicht einer Pendelaufhängung der Ankerflosse, -
4 die Seitenansicht der Aufhängung gemäß3 , -
5 die Vorderansicht der bandförmigen Schlaufe mit der zylindrischen Hülse und -
6 die Seitenansicht der Schlaufe gemäß5 . - Die in den
1 und2 dargestellte Ankerflosse besteht aus einer oberen Aufhängeöse1 und einem sich an die Öse anschließenden länglichen Streifen2 , auf dem einstückig eine in Längsrichtung des Streifens2 verlaufende Rippe3 ausge bildet ist. Der untere Bereich des Streifens2 bildet einen Halteanker4 , der in ein feuerfestes Bauteil eingegossen wird. - Im Bereich des Halteankers
4 verläuft die Rippe3 bzw. deren Tragschultern5 mit unterschiedlicher Steigung z. B. sinusförmig. Das von der Ankerflosse getragene Bauteil ruht im wesentlichen auf den seitlichen Schultern5 der Rippe3 . Auf diese Weise sind einerseits genügend Haltekräfte für das Deckenbauteil vorhanden, andererseits kann sich der bei hoher Temperaturbeaufschlagung erweichte Halteanker aufgrund des länglichen Streifens nicht oder nur unwesentlich durch eine Zugbeanspruchung strecken, so daß der sinusförmige Verlauf der Rippe und damit eine gute Haltewirkung gewährleistet bleibt. - Die Aufhängeöse
1 ist im oberen Bereich etwa teilkreisförmig ausgebildet, so daß sie eine vergleichsweise große Aufliegefläche für die im Deckenbereich üblicherweise verwendeten Halterohre aufweist. - Wie der
2 zu entnehmen ist, ist die Rippe3 auf der Vorderseite und Rückseite des länglichen Streifens2 ausgebildet. - In den
3 –6 ist im einzelnen dargestellt, wie eine Ankerflosse gemäß1 so an der Deckenkonstruktion6 aufgehängt werden kann, daß durch die Temperaturbeaufschlagung auftretende Wärmespannungen der Deckenplatten problemlos kompensiert werden können. - Dazu wird über ein Tragrohr
7 eine bandförmige Schlaufe8 aus einem Lochband9 gehängt, zwischen dessen Seitenschenkeln10 ,11 mit Hilfe einer Schraube12 eine zylindrische Hülse13 befestigt ist, die ihrerseits zur Aufnahme der Aufhängeöse1 der Ankerflosse dient. Durch diese Montage können keine Querkräfte übertragen werden, so daß sich die Decken platte14 bei Bedarf in seitlicher Richtung ausdehnen kann, ohne daß es zu Verspannungen kommt. - Die Enden des Tragrohres
7 sind durch seitliche Flacheisen15 gegen ein Verschieben gesichert. - In den
5 und6 ist die bandförmige Schlaufe aus dem Lochband9 mit der zylindrischen Hülse13 in vergrößerter Darstellung gezeigt. -
- 1
- Aufhängeöse
- 2
- länglicher Streifen
- 3
- Rippe
- 4
- Halteanker
- 5
- seitliche Schulter, Tragschulter
- 6
- Deckenkonstruktion
- 7
- Tragrohr
- 8
- bandförmige Schlaufe
- 9
- Lochband
- 10
- Seitenschenkel
- 11
- Seitenschenkel
- 12
- Schraube
- 13
- Hülse
- 14
- Deckenplatte
- 15
- Flacheisen
Claims (9)
- Ankerflosse zur Befestigung von Bauteilen aus aushärtenden Substanzen an Decken, Wänden und Kurven, insbesondere von Bauteilen aus aushärtenden, feuerfsten Substanzen, mit einer Einrichtung zum Befestigen de Ankerflosse an einem Untergrund und mit einem im ausgehärteten Formteil angeordneten Halteanker, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteanker (
4 ) als länglicher Streifen (2 ) ausgebildet ist, auf dessen Vorder- und/oder Rückseite eine durchgehende oder unterbrochene Rippe (3 ) vorgesehen ist, deren Tragschultern mit unterschiedlicher Steigung in Längsrichtung des Streifens (2 ) verlaufen. - Ankerflosse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe einen etwa sinusförmigen Verlauf aufweist.
- Ankerflosse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (
3 ) zwischen der Befestigungseinrichtung (1 ) und dem Halteanker (4 ) in Längsrichtung des Streifens (2 ) einen geradlinigen Verlauf aufweist. - Ankerflosse nach einem der Ansprüche 1 – 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (
1 ) als offene oder geschlossene Öse ausgebildet ist, deren vom Halteanker (4 ) abgewandtes Ende etwa teilkreisförmig ausgebildet ist. - Ankerflosse nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem warmfesten Werkstoff, insbesondere einem metallischen oder keramischen Werkstoff besteht.
- Ankerflosse nach einem der Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine hitzebeständige, chemisch stabile Beschichtung aufweist.
- Montageverfahren für eine Ankerflosse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Befestigung an einer Decke, die pendelnd aufgehängt wird, wobei die Pendelbewegungen in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Ebenen erfolgen können, dadurch gekennzeichnet , dass die Ankerflosse mit einer als offene oder geschlossene Öse mit etwa teilkreisförmigem oberen Ende ausgebildeten Befestigungseinrichtung (
1 ) an einer zylindrischen Hülse (13 ) aufgehängt wird, die zwischen den Seitenschenkeln (10 ,11 ) einer bandförmigen Schlaufe (8 ) befestigt ist, welche Schlaufe (8 ) mit ihrem etwa teilkreisförmigen oberen Ende um ein Tragrohr (7 ) gelegt wird, das an seinen Enden von Deckenträgern (6 ) getragen wird. - Montageverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragrohr (
7 ) derart an den Deckenträgern (6 ) befestigt ist, dass eine ungehinderte thermische Ausdehnung gewährleistet ist. - Montageverfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als bandförmige Schlaufe (
8 ) ein metallisches Lochband (9 ) verwendet wird.
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