-
Gewölbedecke für Feuerungen mit beweglich abgestützten Gewölbeaußenseiten
Die Erstellung haltbarer Gewölbe im Ofen- und Feuerungsbau stößt immer noch auf
mancherlei Schwierigkeiten und ist von vielen Zufälligkeiten abhängig. Die üblicherweise
verwandten Gewölbe sind statisch als fest eingespannter Bogen zu betrachten, und
als solcher statisch unbestimmt. Beim unbelasteten Gewölbe, das lediglich sein Eigengewicht
und das Gewicht der Geradmauerung zu tragen hat, tritt im Widerlager eine in Richtung
der Stützlinie des Gewölbes wirkende Kraft auf, deren senkrechte Komponente von
der das Widerlager tragenden Ofenwand aufgenommen und in das Fundament weitergeleitet
wird, während die waagerechte Komponente als soggenannter Horizontalschub von der
Verankerung aufgenommen. ,verden muß, Ein großer Horizontalschub, kann bei zu schwacher
Verankerung die Seitenwände zum Einsturz bringen. Bei starker Verankerung und Wärmedehnung
des Gewölbes versucht -dieses, am Scheitel nach oben auszuweichen, und wölbt sich
auf. In beiden Fällen treten sehr hohe Kantenpressungen als Folge der veränderten
Stützlinie auf, welche bis zur Zerstörung der Steine führen können. Entgegengesetzt-
der Druckseite, meist an der Gewölbeauße@n.seite, treten Zugspannungen auf, die
bis zum Aufreißen der Fugen, führen können. Besonders ungünstig wirken sich diese,
Verhältnisse bei stark wechselndem Betrieb aus. mit häufigem Wechsel von, Aufheizen
und Abkühlen. Bei Hochtemperaturöfen kommt erschwerend hinzu, daß der
dem
Feuer ausgesetzte Gewölbeteil unter dem Einfluß der hohen Temperaturen; teilweise
plastisch wird und zum Teil sogar abschmilzt, wodurch die Festigkeit des Gewölbes
ohnedies vermindert wird.
-
Man hat diesen Übelständen durch alle möglichen Mittel abzuhelfen
versucht, indem man beispielsweise federnde Anker anwendet oder die Anker je nach
der Betriebsweise lockert oder stärker anzieht. Bei Nachstellen vom Hand ist man
auf das Gefühl angewiesen. Aber auch bei der federnden Verankerung läßt sich die
Zermürbung des fest eingespannten Gewölbes bei den wechselnden Formänderungen nicht
vermeiden, desgleichen nicht das Auftreten eines sich stets ändernden. Kippwinkels
in den Widerlagern..
-
Man hat daher auch schon als Zweigelenkbagen ausgebildete Gewölbedecken
vorgeschlagen, welche sich gegen nachgiebige und/oder schwenkbare Widerlager abstützen.
Der Nachteil dieser im übrigen statisch unbestimmten, als Zweigelenkbogen ausgebildeten
Ofengewölbe besteht darin, daß die Widerlager beider Außenseiten des Gewölbes bzw.
zum mindesten das Widerlager der einen Außenseite des Gewölbes nachgiebig bzw. schwenkbar
ausgebildet und gegebenenfalls durch umständliche Konstruktion mittels Feder- oder
Gewichtsbelastung abgestützt sein müssen.
-
Gemäß einem anderen bekannten Vcrschlag sollen für durch Hitze hochbeanspruchte
Ofengem,ölbe Steine Verwendung finden, welche nach dem Ofeninnern zu stärker verjüngt
sind, als es dem Gewölbeschnitt entspricht, wobei die Steine etwa in der Mitte der
Gewölbedecke mit halbkreisförmigen Erhöhungen und Vertiefungen gelenkig ineinandergreifen,
wodurch eine der Steinanzahl Entsprechende große Anzahl von Gelenken in, der Gewölbedecke
gebildet werden. Es soll hierdurch erreicht werden, daß die Gewölbedrucklinie auch
bei Erwärmung und ungleichmäßiger Ausdehnung der Steine immer .durch die so@ gebildeten
Gelenke verläuft, an welchen. der Gewölbedruck übertragen wird und wo nur elastische
Formänderungen. eintreten. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß zur
Erstellung derartiger Decken keine normalen, sondern besonders geformte Steine erforderlich
sind, welche einerseits mit Erhöhungen und andererseits mit Vertiefungen ausgerüstet
sein müssen.
-
Gemäß der Erfindung sollen nun die den bisher bekannten Gewölbedecken
anhaftenden Nachteile dadurch behoben werden, @daß die Gewölbedecke als Drei.gelenkbogen
ausgebildet ist.
-
Die gemäß der Erfindung als Dreigelenkbogen ausgebildete Gewölbedecke
ist statisch bestimmt; ein Nachspannen der Anker ist nicht mehr erforderlich, und
.das Gewölbe kann sich bei Wärmedehnungen und Formänderungen selbsttätig der Stützlinie
anpassen.
-
Im Gewölbescheitel können sich die beiden Gewölbehälften aufeinander
abwälzen, ebenso auf den Widerlagern. Kippwinkel in den Widerlagern treten nicht
mehr auf, zu hohe Kantenpressungen und Zugspannungen werden vermiedene, ein Aufreißen
der Fugen: oder Zerdrücken der Gewölbesteine fällt weg, die Lebensdauer des Gewölbes
ist wesentlich länger, Einsturzgefahr wird vermieden, die Gewölbe können .schwächer
ausgeführt werden, da nun nicht mehr befürchtet zu werden. braucht, daß der Stützlinienverlauf
aus dem Gewölbebogen heraustritt.
-
Die z. B. aus besonders druckfesten Steinen. oder auch aus hitzebeständigem
Guß bestehenden unteren Gewölbeenden und Gewölbescheitelenden können in an sich
bekannter Weise bogenförmig, z. B. halbzylinderförmig, ausgebildet sein und sich
in entsprechend ausgehöhlten Widerlagern abstützen.
-
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung noch darauf, die Gewölbescheitelendeni
gelenkig, und zwar vorzugsweise mittels je eines Dreigelenkes, z. B. an der Armierung
einer oberen Abschlußdecke od. dgl., aufzuhängen, um ein Abgleiten der beiden Gewölbescheitelenden
voneinander, beispielsweise bei ungleichmäßiger Ausdehnung beider Gewölbehälften,
zu verhindern.
-
Auch die unteren Gewölbeenden werden zweckmäßigerweise mit ihren:
zugehörigen Widerlagern gelenkig verbunden, wobei diese Gelenke als Einfachgelenke
oder auch als Doppelgelenke ausgebildet sein können.
-
Die Zeichnung stellt einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung. im Grundzuge dar. Abb, i zeigt eine: Gewölbedecke für eine industrielle
Feuerung, welche als Dreigelenkbogen. ausgebildet ist.
-
Die unteren Enden der beiden Gewölhehälften i und 2 wälzen sich auf
den Widerlagern 3 und 4 ab, während sie sich im Gewölbescheitel gegeneinander abstützen.
-
Um Wärmestrahlungen nach außen zu vermeiden, ist das Gewölbe seitlich
durch das verlängerte Ofenwandungsmauerwerk 5 und nach oben, durch die öbere Ab.schlußdecke
6 abgeschlossen.
-
Die Wälzlagerstellen des Dreigelenkgewölbes können entweder aus besonders
druckfesten Steinen bestehen, wie an der linken Gewölbehälfte dargestellt, oder
sie können aus hitzebeständigem Guß gebildet werden, wie es an der rechten Gewölbehälfte
veranschaulicht ist.
-
Bei gleichen Ofentemperaturen und gleichen. Wärmedehnungen können
theoretisch auch nur gleiche Formänderungen auftreten, so daß eine besonders gelenkige
Verbindung der Gewölbehälften untereinander sowie, gegen die Widerlager nicht nötig
wäre. Da diese Voraussetzungen. in der Praxis jedoch in den meisten Fällen nicht
zutreffen. werden, ist es zweckmäßig, Vorkehrungen z. B. in Form von Verbindungen
oder Befestigungen zur Verhinderung des Abgleitens zu treffen.
-
Gemäß dem in Abh. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Abgleiten
bei ungleichmäßiger Erwärmung beider Gewölbehälftem dadurch verhindert, daß die
unteren Enden, der Gewölbehälften i und 2- in Entsprechend ausgehöhlten Widerlagern;
3' und 4' ruhen und sich hierin abwälzen können. Am Gewölbescheitel ist die Gewölbehälfte
i
halbzylinderförmig ausgestaltet, während die Gewölbehälfte 2 entsprechend
hohl ausgebildet ist, so daß sich die beiden Gewölbescheitelenden ineinander bewegen
können, wie beispielsweise etwa, ein Knochengelenk in seiner Pfanne.
-
Abb. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, gemäß welchem die
Scheitel der beiden. Gewölbe-' hälften i und 2 gelenkig, und zwar mittels je eines
Dreifachgelenkes 7 an der Armierung 8 der oberen Abschlußdecke 6 aufgehängt sind,
so daß einerseits ein Abgleiten verhindert wird und andererseits beim Wachsen des
Gewölbebogens ein Ausweichen nach oben möglich ist, ohne da,ß das Abwälzen der beiden
Gewölbescheitelenden aufeinander verhindert wird.
-
An den unteren Gewölbeenden ist hier eine gelenkige Verbindung mit
dem Widerlager dadurch vorgesehen., daß eingesetzte oder übergreifende Gußplatten:
io. an einem das feste Widerlager 3 durchsetzenden Bolzen i i =gelenkt sind.
-
Die Abb. 4 und 5 zeigen diese für kleinere Gewölbe genügende Verbindung
in. einer Ansicht bzw. in einem Schnitt in größerem Maßstab.
-
Bei größeren bzw. längeren. Gewölben( können mehrere derartige Verbindungsstellen
vorgesehen werden.
-
Abb. 6 veranschaulicht eine Verbindung, gemäß welcher das untere Ende
der Gewölbehälfte i mit dem Widerlager 3 durch Laschen, 12 verbunden. ist, durch
welche ein Doppelgelenk gebildet ist.