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Verankerung für Koks- und, Kanuneröfen Bei den üblichen Ausführungen
von Koksofenbatterien kennt man als feste, mit dem Erdboden verbundene Stützkörper
für das ganze Ofenbauwerk lediglich die an den Enden der Batterie vorgesehenen,
kompakten Mauerwerksköpfe. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß waagerechte Seitenkräfte,
die aus Horizontalschüben beispielsweise beim Ausdrükken des Kokses auftreten, von
diesen Batterie=--köpfen nur in bezug auf die benachbarten Öfen aufgenommen werden
können. Das Nachgeben der entfernteren, mehr nach der Mitte der Batterie gelegenen
Ofenkammern in horizontaler Richtung wird durch diese Verankerung der Batterieköpfe
nicht verhindert. Man hat zwar bereits die Anordnung von horizontalen Gitterträgern
in Höhe der Ofensohle vorgeschlagen, und die Anordnung von Widerlagern am unteren
Ende der Ankerständer vor jedem Ofenkopf ist-bekannt, jedoch reichen diese Verankerungen
nicht aus, um den gekennzeichneten Horizontalschüben in Höhe der Ofensohlen, die
die ganze Batterie besonders beim Ausdrücken des Kokses in #Bewegung bringen können,
restlos und wirksam begegnen zu können.
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Nach der Erfindung werden die waagerechten, ungefähr in Höhe der Ofensohle
gelegenen Hauptträger zur zusätzlichen Abstützung der jeder Ofenseite zugeordnetem
senkrechten Ankerständer mittels Druckstreben gegenüber dem tiefer liegenden Erdboden
abgestützt, wobei die Grundrißstellung dieser Druckstreben von dem Ofenbauwerk unabhängig
und ihre Anzahl kleiner als die der Ankerständer ist.
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Die Anordnung von schrägen Druckstreben zum Abfangen äußerer Horizontalkräfte
ist bei Bauwerken an sich bekannt. Ein Bedürfnis, dieselben bei Koksofenbatterien
in Höhe der Ofensohle über die ganze Länge anzuordnen, war jedoch bisher nicht erkannt
worden. Diese zusätzliche Abstützung und insbesondere die vollkommene Freiheit in
der Anzahl und ihrer Grundrißanordnung im Verhältnis zu dem Ofenbauwerk ist neu
und vorteilhaft, da sie die wirksamste und wirtschaftlichste Ausführungsform darstellt.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Anordnung gemäß der Erfindung und Ausführung
der Druckstreben in Verbindung mit den horizontalen Hauptträgern ergeben sich aus
der nachstehenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels.
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In den Zeichnungen ist Abb. i ein senkrechter, in der Mitte der Ofenkammer
verlaufender Querschnitt durch eine Batterie liegender Koksöfen und in Abb. a ein
zugeUöriger Grundriß dargestellt, der in der Batterielängsrichtung nur einen Teil,
etwa die Hälfte, einer vollständigen. Ofenbatterie umfaßt. Die Abb. 3 und q. zeigen
in vergrößertem Maßstabe Einzelheiten, die als Teilausschnitte der Abb. a zu verstehen
sind.
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In Abb. i sind rechts und links die aus kräftigen, jeweils-paarig
vorgesehenenI-Eisen bestehenden senkrechten Ankerständer i zu-erkennen, die sich
gegen. die Ofenköpfe anlegen und an ihren oberen Enden durch die Zuganker
2,
an ihren unteren Enden durch die Zuganker 3 miteinander verbunden sind. Diese Ankerständer
i nehmen die Horizontalschübe des ganzen Ofenblockes auf, die in Richtungen parallel
der Längsachsen der Ofenkammern -wirken und sich teils aus Wärmedehnungen, teils
aus den -waagerechten Schubkräften, die beim Ausdrücken des Kokses auftreten, zusammensetzen.
Wie der in Abb. i schematisch dargestellte Druckkopf io der Ausdrückmaschine andeutet,
wird für das Zeichnungsbeispiel angenommen, daß die rechte Seite der Abb. i und
2 die Maschinenseite und die linke die Koksplatzseite ist, daB also die vom Koksausdrücken
herrührenden waagerechten Schubkräfte in der Richtung von rechts nach links. gegen
den Ofenkörper -wirken. Die Höhenlage des Angriffs dieser Schubkräfte stimmt annähernd
mit der Ofensohle überein, weil hier der Hauptwiderstand des auszudrückenden Kokskuchens,
nämlich die gleitende Reibung längs seiner Unterstützungsfläche, besteht. Zugleich
ist auch die Wirkung der Wärmedehnung ungefähr in der Höhenlage der Ofensohle @am
stärksten, weil sich hier die heißesten Teile der Öfen befinden. Da diese Höhenlage
auch ungefähr mit der Mitte der Ankerständer zusammenfällt, werden dieselben gerade
-hier am stärksten auf Biegung beansprucht. Die Anordnung von verbindenden Zugankern
an diesen stärkst beanspruchten Steilen der Ankerständer ist jedoch nicht möglich,
weil solche mitten durch das Ofenmauerwerk hindurchgeführten Zuganker durch die
hier herrschenden hohen Temperaturen zum Glühen gebracht und dadurch wirkungslos
gemacht werden würden.
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Beim Erfindungsgegenstand werden, um die Ankerständer i in der Mitte
nochmals abzustützen, auf jeder Batterieseite nahe unterhalb der Ofensohle waagerecht
liegende Hauptträger 6 und 7 angeordnet, die jeweils eine Gruppe von aufeinanderfolgenden
Ankerständern umfassen. Diese Hauptträger werden zweckmäßig als eiserne Gitterfachwerksträger
vorgesehen, könnten jedoch auch aus armiertem Beton hergestellt sein und werden
an ihren den Öfen abgewendeten Längsseiten durch einzelne Säulen 13 unterstützt.
Die Belastung dieser Hauptträger wird :erfindungsgemäß unmittelbar in den Erdboden
hinein durch Stützvorrichtungen übertragen, die aus schräg gestellten Druckstreben
8 und senkrechten Zuggliedern 9 bestehen. Die Füße der Streben 8 stützen sich gegen
kräftige, in den Erdboden eingelassene Betonklötze i i und übertragen dadurch ihren
Druck in den Erdboden hinein. Die oberen Enden der Streben 8 sind durch Knotenbleche
12 mit den hopfenden der an dieser Seite verlaufenden Hauptgurte 16 der waagerechten
Hauptträger 6 bzw. 7 verbunden. An dieselben Knotenbleche 12 sind die senkrechten
Zugglieder 9 angenietet, die mit ihren unteren Enden in die vorspringenden Köpfe
5 der Fundamentplatte q. eingreifen und mit hier eingelassenen U-Eisen
17 verbunden sind. Durch die Zugglieder 9 wird die hier auftretende senkrechte
Zugkraft, die aus dem -waagerechten Seitenschub . der belasteten Hauptträger herrührt,
ebenfalls in den Erdboden hinein übertragen, indem sie in vorteilhafter Weise von
einem Teil des Fundaments der Öfen, also .einem Fundamentkörp.er, aufgefangen wird,
der die aufwärts. wirkenden Kräfte ohne besondere Zutat aufzunehmen imstande ist.
Man erspart also an diesen Stellen besondere Ankerfundamente.
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Diejenigen Hauptträger 6 und 7, welche mit ihren Enden an den Ofenhatteriekopf
i ¢ (Abb.2) angrenzen, werden hier mit diesem Kopf i q. fest verbunden, beispielsweise
durch eine Zugankerschraube 15. Hierdurch werden besondere Stützvorrichtungen an
diesen Stellen erspart. Wenn die ganze Ofenbatterie, -wie es - bei größeren Ofenzahlen
meist üblich ist, durch _mittlere stake Mauerblöcke unterteilt ist, so können natürlich
auch diese letzteren, gleichwertig den Ofenköpfen, in der vorbeschriebenen Art als
Stützvorrichtungen ausgenutzt werden.
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Die Abb. 3 und ¢ zeigen zwei verschiedene Anordnungen zur übertragtmg
der Druckkräfte der Ankerständer i auf die Gurte 16 der Hauptträger 6 bzw. 7. Die
Übertragung erfolgt, -wie Abb. 2 zeigt, jedesmal auf einen Gitterwerksknotenpunkt
der Hauptgurte 16. Wegen der schon beim Neubau unvermeidlichen kleinen Unterschiede
in den Stellungen der einzelnen Ankerständer i zu den Gurten 16 und wegen der durch
Wärmedehnungen bedingten, bis zu gewissem Maße unberechenbaren Verschiebungen -werden
in die Vorrichtungen zur Druckübertragung sowohl eine Nachstellbarkeit, beispielsweise
mittels Verschraubungen, als auch eine Nachgiebigkeit durch elastische Zwischenglieder,
z. B. starke Stahlfedern, vorgesehen. Abb. 3 ist eine Anordnung, bei welcher für
.ein Paar von Ankerständern i nur eine .einzige Feder 18, und Abb. q. eine entsprechende
Anordnung, bei, der für jeden der beiden Ankerständer leine besondere Feder i 9
vorgesehen ist. Nach Abb. 3 sind die den Ofenköpfen .anliegenden Gurte der I-Eisen,
welche die Ankerständer i bilden, durch ein zwischen ihnen "liegendes Querhaupt
2o verbunden, gegen welches sich die Feder 18 mit ihrem Fußteil stützt. Der entgegengesetzte
Kopfteil der Feder 18 überträgt den Federdruck in eine Schraubenspindel 2 i hinein
durch Vermittlung der Schraubenmutter
22, und die Spindel 21 wiederum
stützt sich durch Vermittlung einer zweiten Schraubenmutter 23 gegen eine auf den
Trägergurt 16 angenietete Druckplatte 2q.. Durch die Verstellung der Schraubenmuttern
23 und 2 ¢ längs der S,ehraubenspinde121 wird die erforderliche Nachstellbarkeit
geschaffen. l\Tach Abb. q ist an jeden der beiden Ankerständer i eine Konsole 25
seitlich angenietet, die das Auflager für das Fußteil der Feder i g bietet. Die
Abstützung der Kopfteile der Federn ig und die Übertragung ihres Druckes auf die
Gurte 16 der Hauptträger erfolgt in derselben Weise wie in Abb. 3 durch Schraubenspindeln
2i, Schraubenmuttern 22, 23 und auf die Gurte aufgenietete Druckplatten 2q., die
den gleichbezeichneten Teilen in Abb.3 vollständig entsprechen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Spannkräfte,
unter denen die Federn 18 und i g .stehen, auf der Koksplatzseite der Öfen (Abt.
i und 2 links) größer als auf der Maschinenseite der Öfen (Abt. i und 2 rechts)
gehalten. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Federn der Koksplatzseite von
vornherein stärker als die Federn der Maschinenseite ausgeführt werden. Statt dessen
könnte man auch heiderseits gleiehstarke Federn vorsehen, aber deren Spannung mit
Hilfe der Stellschrauben 21, 2z, 23 auf den beiden Ofenseiten verschieden hoch einstellen.
Durch ein solches Einhalten verschieden großer Spannkräfte der Federn wird für den
ganzen Ofenkörper ein Ausgleich für die einseitige Zusatzbelastung ,aus den bereits
eingangs erwähnten horizontalen Schüben, die durch das Ausdrücken des Kokses mittels
des Druckkopfes io (Abt. i) erzeugt werden, geschaffen. Diese einseitigen Seitenschübe
bedürfen bei Ausbildungen des Ofenunterbaues wie nach Abb. i, wo tunnelartige, sich
über die ganze Batteidelänge erstreckende Aussparungen oder Kammern 26, 27 entweder
für das Unterbringen der Regeneratoren oder, soweit solche nicht vorhanden sind,
als frei bleibende Fundamentgänge vorgesehen werden, besonders sorgfältiger Beachtung
im Hinblick auf die Standfestigkeit des Ofenunterbaues in Richtung quer zur Batterielänge.
Bei Koksöfen von neuzeitlichen Abmessungen und Leistungen kann man, um eine beispielsweise
Ausführung ziffernmäßig zu erläutern, der einzelnen Feder 18 oder dem Paar von Federn
ig Spannungen im angezogenen Zustande erteilen, die auf der Koksplatzseite etwa
18 Tonnen, ,auf der Maschinenseite dagegen nur io Tonnen betragen. Federspannungen
von diesen Größen genügen, um die in Betracht korrimenden, an sich um ein Mehrfaches
größeren Seitenschübe, die beim Ausstoßen des Kokses eines Ofens als zeitweilige
Größtwerte auftreten, ,abzufangen, weil wegen des Vorhandenseins der Hauptträger
6 und 7 die von jedem einzelnen Ofen herlührenden Seitenkräfte auf eine größere
Anzahl von Knotenpunkten der Hauptträger 6 und 7 übertragen werden, und umgekehrt.
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Wegen der durch die verschieden großen Federspannungen bedingten ungleichen
Belastungen der Hauptträger 6 und 7 auf den beiden verschiedenen Ofenseiten ist
es vorteilhaft, die Hauptträger 7 auf der Maschinenseite in schwächerer Bauart oder,
wie Abb. 2 zeigt, mit größeren Spannweiten auszubilden als die Hauptträger 6 auf
der Koksplatzseite. Nach dem Beispiel der Zeichnung ist die Spannweite der Träger
7 in Abb. 2 doppelt so groß wie die der Träger 6, und entsprechend wird die Anzahl
der notwendigen Stützvorrichtungen 8, g zum seitlichen Abstützen auf der Maschinenseite
gegenüber der Koksplatzseite verringert. In Abb. 2 stützt jeder Träger 6 im ganzen
sieben, dagegen jeder Träger 7 doppelt soviel, nämlich vierzehn, Ofenköpfe bzw.
Ankerständerpaare i ab. Diese Anzahl ist natürlich willkürlich und richtet sich
im Einzelfall nach der Gesamtzahl der Öfen in der Batterie und der gewünschten Längeneinteilung.
Die Anordnung von Hauptträgern 6 und 7 mit besonderen Stützvorrichtungen 8, g gemäß
der Erfindung schafft auch bei Ofenbatterien beliebig großen Umfangs vollständige
Freiheit in der Ausbildung und Anordnung sowohl der Hauptträger als auch der Stützvorrichtungen
und ermöglicht dadurch die Anwendung von Konstruktionen, welche die wirtschaftlichste
Lösung darstellen, was bei der bedeutenden Größe der vorkommenden Kräfte und Belastungen
von großem Vorteil ist.
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Die Bauart der Stützvorrichtungen für die Hauptträger in Eisenkonstruktion,
wie beschrieben, kann auch durch Ausführungen in anderen geeigneten Bauarten, wie
beispielsweise in armiertem Beton, ausgeführt werden.