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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.
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Gattungsgemäße Ankerflossen
werden in Industrieöfen
wie Stoßöfen, Glühöfen, Härteöfen und dergleichen
zur Befestigung von abgehängten
Decken oder Wänden
aus feuerfesten Bauteilen verwendet.
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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.
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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.
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Ein
Deckenbauteil üblicher
Größe wird
in der beschriebenen Art und Weise beispielsweise mit vier Ankerflossen
an der Deckenkonstruktion eines Ofens aufgehängt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aus
der
DE 30 28 830 ist
schließlich
ein Montageverfahren für
eine Ankerflosse zur Befestigung an einer Decke bekannt, welche
pendelnd aufgehängt
wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aufgrund
dieser Aufhängung
kann das Deckenteil die auftretenden Wärmeausdehnungen problemlos
kompensieren.
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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.
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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.
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Die
Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und
wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.
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Es
zeigen
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1 eine Vorderansicht auf
eine Ankerflosse mit wendelförmig
verlaufender Rippe im Bereich des Halteankers,
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2 eine Seitenansicht der
Ankerflosse gemäß 1,
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3 die Vorderansicht einer
Pendelaufhängung
der Ankerflosse,
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4 die Seitenansicht der
Aufhängung
gemäß 3,
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5 die Vorderansicht der
bandförmigen Schlaufe
mit der zylindrischen Hülse
und
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6 die Seitenansicht der
Schlaufe gemäß 5.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Ankerflosse
besteht aus einer oberen Aufhängeöse 1 und einem
sich an die Öse
anschließenden
länglichen Streifen 2,
auf dem einstückig
eine in Längsrichtung des
Streifens 2 verlaufende Rippe 3 ausge bildet ist. Der
untere Bereich des Streifens 2 bildet einen Halteanker 4,
der in ein feuerfestes Bauteil eingegossen wird.
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Im
Bereich des Halteankers 4 verläuft die Rippe 3 bzw.
deren Tragschultern 5 mit unterschiedlicher Steigung z.
B. sinusförmig.
Das von der Ankerflosse getragene Bauteil ruht im wesentlichen auf
den seitlichen Schultern 5 der Rippe 3. 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.
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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.
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Wie
der 2 zu entnehmen ist,
ist die Rippe 3 auf der Vorderseite und Rückseite
des länglichen
Streifens 2 ausgebildet.
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In
den 3 – 6 ist im einzelnen dargestellt, wie
eine Ankerflosse gemäß 1 so an der Deckenkonstruktion 6 aufgehängt werden
kann, daß durch
die Temperaturbeaufschlagung auftretende Wärmespannungen der Deckenplatten
problemlos kompensiert werden können.
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Dazu
wird über
ein Tragrohr 7 eine bandförmige Schlaufe 8 aus
einem Lochband 9 gehängt,
zwischen dessen Seitenschenkeln 10, 11 mit Hilfe
einer Schraube 12 eine zylindrische Hülse 13 befestigt ist, die
ihrerseits zur Aufnahme der Aufhängeöse 1 der Ankerflosse
dient. Durch diese Montage können
keine Querkräfte übertragen
werden, so daß sich
die Decken platte 14 bei Bedarf in seitlicher Richtung ausdehnen
kann, ohne daß es
zu Verspannungen kommt.
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Die
Enden des Tragrohres 7 sind durch seitliche Flacheisen 15 gegen
ein Verschieben gesichert.
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In
den 5 und 6 ist die bandförmige Schlaufe
aus dem Lochband 9 mit der zylindrischen Hülse 13 in
vergrößerter Darstellung
gezeigt.
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- 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