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Verfahren zum Aufbau oder der Ausbesserung eines selbsttragenden Ofengewölbes
und Schalungsbalken zur Durchführung des Verfahrens Die selbsttragenden Ofengewölbe
der Industrieöfen, z. B. Siemens-Martin-Stahlöfen, in denen nach ihrer Herstellung
keine besondere Tragkonstruktion im Gewölbe belassen wird, werden im allgemeinen
aus rechtwinkligen Keilsteinen, sogenannten Streckkeilsteinen, hergestellt, welche
zu Ringen mit durchlaufenden Fugen senkrecht zur Längsachse des Ofens auf einem
verläufigen hölzernen Schalgerüst zusammengebaut werden, das im Raum unter dem Gewölbe
aufgestellt wird.
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Der Schalgerüstauf- und -abbau, die Kosten für das Holz und insbesondere
die langdauernde Betriebsunterbrechung (der Ofen muß genügend abgekühlt sein, bevor
das Gerüst aufgestellt werden kann) machen dieses Verfahren umständlich und teuer.
Die Abkühlung verursacht ein Zusammenziehen des Gewölbes, wodurch benachbarte, oft
noch sehr gute Gewölbeteile einstürzen.
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Durch den Gegenstand der Erfindung sollen diese Nachteile behoben
werden.
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Gemäß der Erfindung wird ein selbsttragendes Ofengewölbe aufgebaut,
indem ein gemäß dem Ofenprofil gebogener Schalbalken, im wesentlichen bestehend
aus zwei zueinander parallelen, mit Abstand voneinander angeordneten Längsplatten,
die an der Unterseite mit nach innen gerichteten Flanschen versehen sind und miteinander
durch eine Anzahl Einstellvorrichtungen zur Änderung des Abstandes der Platten verbunden
werden, als Hilfsvorrichtung auf einer Unterstützung oberhalb des zu bauenden Gewölbeteils
eingestellt wird, woraufhin ein Ring aus Tragsteinen, deren
Tragflansche
sich auf den Flanschen des Schalbalkens abstützen, eingehängt und geschlossen wird,
anschließend an einer oder an beiden Seiten des fertigen Tragsteinringes ein oder
mehrere Hakensteinringe am fertigen Tragsteinring und aneinander angehakt und geschlossen
werden und schließlich der Schalbalken mittels der Einstellvorrichtungen v om Trangsteinri-ng
gelöst und zum Aufbau des nächsten Cie@z-ö11>eteils wieder verwendet wird.
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Die beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten sogenannten Trag-
und Hakensteine zuin Aufbau nicht selbsttragender Ofengewölbe sind bekannt. Solche
Tragsteinringe ,-erden aber mit ihren Flanschen an verbleibenden eisernen Tragbalken
aufgehängt, die aus dem fertigen Gewölbe nicht entfernt werden. Solch eine Anordnung
ist jedoch sehr teuer.
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Selbsttragende Ofengewölbe. bei denen Mach dem Aufbau keine besonders
verbleibende Tragkonstruktion im Gewölbe vorhanden ist, werden bisher nur aus rechtwinkligen
Keilsteinen, sogenannten Streckkeilsteinen, mit Hilfe eines hölzernen Hilfsschalgerüstes
aufgebaut: dieses Verfahren besitzt jedoch die schon erwähnten Nachteile.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführtuigsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung in Anwendung auf den Aufbau eines Siemens-@lartin-Stalilofens dar.
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Fig. i zeigt in Vorderansicht einen Teil des sich auf dem eisernen
Ofengestell als vorläufiges EIilfsmittel abstützenden Schalungsbalkens mit den darin
eingehängten Gewölbesteinen; Fig. 2 -zeigt die Draufsicht auf einen Teil des Schalungsbalkens
gemäß Fig. i nline (7ewölbesteine; Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Schalungshalken
mit den Gewölbesteinen; Fig. d zeigt einen Querschnitt gemäß Linie IV-IV in Fig.
i im größeren Maßstab: Fig.5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Einstellvorrichtung
gemäß Fig. d..
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Der als vorläufiges Hilfsmittel angewendete Schalbalken besteht aus
zwei Längsplatten i und 2. die mittels einiger Einstellvorrichtungen 3 miteinander
verbunden sind, so daß der Abstand .-1 (Fig. 2. 3 und :4) zwischen den Längsplatten
geändert «-erden kann.
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An den Unterseiten der Platten 1, 2 sind nach innen gerichtete Flansche
4 für die vorübergehende Abstützung der Tragsteine 2.4 angeordnet. Diese Flansche
sind in der Mitte dies Schalbalkens über eine gewisse Länge (B in Fig. i) unterbrochen.
Die Flansche 4 und nach außen gerichtete Flansche 5 an den Oberseiten der Platten
1, 2 geben den Schalbalken die benötigte Stärke und Steifigkeit (Fig.4). In der
Nähe seiner Enden ist der Schalbalken mit Stützen 6 und 7 versehen. welche an den
Platten i bzw. 2 befestigt sind. Die Stützen 7 der Platte i sind mit Stellplatten
e verbunden. auf denen die Stützen 6 frei tragen können (Fig. 3). Jede Stehplatte
8 ist mit zwei Stellbolzen 9 für die Einstellung des Schalbalkens auf die
gewünschte Höhe und für ein leichtes Lösen des Balkens, nachdem ein Ring Tragsteine
2.f geschlossen worden ist, versehen (Fig. 1, 3). Stellbolzen io in den Stehplatten
8 dienen zur Einstellung in der waagerechten Ebene und zum Festklemmen des Schalbalkens
1, 2.
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Fig.4 zeigt im größeren Maßstab einen Querschnitt durch die Einstellvorrichtung
3 zur Einstellung des Abstandes .-? zwischen den Längsplatten i und 2 des Schalbalkens:
diese -,'orrichtung dient zugleich als Verbindung der Längsplatten 1, 2.
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Tede Einstellvorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Verbindungsteil
1i, der mit einem Ende an einer Verbindungsplatte 12 befestigt ist. die an die Längsplatte
i angeschraubt wird.
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Am anderen 'Ende des Verbindungsteils i i i-st ein Anschlag 13 mit
kegeligern Ende 13a befestigt, das mit einer schlitzförmigen öffnung versehen Ist.
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In der Längsplatte 2 sind Löcher zur Aufnahme des kegeligen Endes
13a der Teile i i vorgesehen, so daß die Längsplatte 2 mittels der Keile 14 gehalten
werden kann. An der Anbringungsstelle der Einstellvorrichtungen ist die Längsplatte
2 110c11 mit Verstärkungsplatten 1 5 versehen.
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Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Einstellvorrichtung
3, welche es ermöglicht, den Abstand a zwischen den beiden Längsplatten 1 und 2
zu viergrößeren, ohne die Längsplatte 2 gesondert zu lösen.
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Diese Einstellvorrichtung besteht aus einer Spindel 16 mit linksgängigem
und mit rechtsgängigem Gewinde, die in den Gewindebuchsen 17 läuft. Diese Buchsen
sind auf Verbindungsplatten 12 befestigt, die mittels Schraubenbolzen an den Längsplatten
i und 2 angeschraubt sind. Für die Einstellung der Platten i und 2 auf den richtigen
Abstand sind auf der Spindel geteilte Ringe 18 mit an diesen befestigten Abstandsbuchsen
ig angeordnet, welche auch zum Schutz der Spindel in ausgeschraubtem Zustand dienen.
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Mit Hilfe eines in der Mitte der Spindel angeordneten Knebels 2o können
die Längsplatten i und 2 verstellt werden.
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Die Auflagerung des Schalbalkens ist aus den Fig. 1. 2 und 3 ersichtlich.
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Fig. i zeigt Schalbalkenträger 21, die parallel zur Längsachse des
Ofens liegen und von Konsolen 22 getragen werden, welche an den Ofenständern 22a
befestigt sind.
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Um die Schalbalkenträger 21 einstellen und befestigen zu können. sind
sie mit Plättchen 23 versehen, in denen Schlitze 24" (Fig. 2) vorgesehen ind-, die
Konsolen 22 weisen Schlitze 25a auf, die s s
senkrecht zu den Schlitzen :2-ja
verlaufen.
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Die Schalbalkenträger 2l und die Konsolen 22 können am Ofen befestigt
verbleiben, tun die Schalbalken schnell aufstellen zu können.
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Die Tragsteine 2d., die gemäß der Erfindung im Zusammenwirken mit
dem Schalbalken verwendet «-erden, sind höher als die an diesen Steinen angehakten
Hakensteine
27, so daß eine Reihe zusammengebauter Tragsteine einen verstärkten Ring bilden.
An der oberen Seite ist jeder Tragstein 24 mit einem Flansch 25 (Fing. 5) versehen,
mit welchem er im Schalbalken aufgehängt werden kann; der Tragsteinhals weist Aussparungen
26 auf, in die die Hakensteine eingehängt werden.
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Wie die Fig. 3 zeigt, wird das Gewölbe durch den Zusammenbau einer
Anzahl Gruppen 31 gebildet.
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Jede Gruppe besteht aus einem Tragsteinring 24 mit einer Anzahl Hakensteinringe
27.
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Die Anzahl der Hakensteinringe in jeder Gruppe 31 kann abgeändert
werden. An den Stoßstellen zwischen den Gruppen 31 können Füllsteine 32 angeordnet
werden.
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Das Verfahren zum Aufbau eines Gewölbes gemäß der Erfindung soll nunmehr
an Hand der Fig. 1, 2. 3 und .4 erläutert werden.
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Zuerst werden die Ansatzsteine 34 in den Gewölbebalken 35 festgesetzt,
die leiden Schalbalkenträger 21 auf den richtigen Abstand zueinander eingestellt
und auf den Konsolen 22 befestigt.
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Sodann wird der Schalbalken 1, 2 mittels der Stellbolzen 9 in die
richtige Höhenlage und darauf mittels der Stellbolzen 1o in die richtige waagerechte
Lage zwischen den beiden Schalhalkenträgern 21 eingestellt und festgesetzt. Nun
werden die Tragsteine 24 eingebaut, welche durch die offene obere Seite des Schalbalkens
1, 2 eingeführt und zwischen den Unterflanschen 3 gedreht werden, so daß sie mit
ihren Tragflanschen 25 auf diese Flansche 4 aufgehängt werden können. Der in der
Mitte liegende Schließstein des auf diese Weise gebildeten Tragsteinringes braucht
nicht gedreht zu werden, weil an dieser Stelle (B in Fig. 1) die Flansche :4 unterbrochen
sind.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen noch, daß die Tragsteine 24 mit genügendem
Spiel in dem Schalbalken 1, 2 liegen, so daß eine Berichtigung der Fugenrichtung
möglich ist.
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Nach dem Einbau eines vollständigen Tragsteinringes 24, welcher jetzt
selbsttragend ist, werden an einer oder an beiden Seiten dieses Ringes ein oder
mehrere Hakensteinringe 27 angehakt und geschlossen, bis eine fertige Gruppe 31
(Fig. 3) entstanden ist.
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Durch Lösen der Stellbolzen 1o und Verdrehen der Stellbolzen 9 wird
der Schalbalken 1, 2 jetzt gesenkt, so,daß sich ,die Flansche 25 des Trag.steinringes
nicht mehr auf den Unterflanschen 4 des Schalbalkens abstützen. Daraufhin werden
die Keile 14 der Einstellvorrichtungen 3 gelöst, so daß der Schalbalken 1, 2 entfernt
werden kann. Auf diese Weise ist ein selbsttragender Gewölbetei4 (Gruppe 31) aufgebaut.
Von dieser Gruppe ist auch jeder Tragstein- und Nockensteinring für sich selbsttragend.
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Zum Aufbau der nächsten Gewölbeabschnitte wird der Schalbalken, nachdem
die Längsplatte 2 mit Hilfe der Keile 14 wieder befestigt ist, um den gewünschten
Abstand versetzt und das geschilderte Verfahren wiederholt, bis das Gewölbe fertig
ist. Falls gewünscht, können zum Aufbau eines Gewölbes auch zwei Schalbalken zur
Anwendung kommen, um die Arbeit zu beschleunigen.
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Der ,Schalbalken bildet somit nur ein vorübergehend angewendetes Hilfsmittel
und keinen konstruktiven Teil des fertigen Gewölbes.
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Der Schalbalken gemäß der Erfindung kann mit Vorteil auch für die
Ausbesserung größerer Gewölbeteile verwendet werden, wobei der bestehenbleibende,
unbeschädigte Gewölbeteil keiner Belastung ausgesetzt wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung hat die folgenden Vorteile: 1. Das
Verfahren ist einfach und leicht ausführbar. Für ein Gewölbe mit horizontal verlaufender
Längsachse sind nur zwei verschiedene Arten von Formsteinen nötig.
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2. Für den Aufbau eines Gewölbes werden Schalungsbalken verwendet,
die nur als Hilfskonstruktion dienen und nahezu nicht verschleißen, so daß sie verwendungsfähig
bleiben.
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3. Für den Aufbau eines Gewölbes ist kein hölzernes Schalungsgerüst
nötig.
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4. Sind einige Steine oder Ringe an der Unterseite ausgebrannt, so
stützen sich diese schwachen Steine oder Ringe auf den nächsten Steinen oder Ringen
ab; einem örtlichen Einsturz ist dadurch vorgebeugt. Das Gewicht der schwachen Steine
oder Ringe wird durch den nächstliegenden Hakensteinring auf den Tragsteinring,
welcher durch seine größere Höhe ein großes Tragvermögen hat, übertragen.
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5. Kleine sowie große Ausbesserungen können ausgeführt werden, ohne
daß das bestehende, anliegende Gewölbeteil besonders belastet wird.
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6. Zahl und Dauer der Betriebsunterbrechungen sind kleiner bzw. kürzer
aus folgenden Gründern: a) Es fallen weniger Instandsetzungsarbeiten an; war es
vorher nicht möglich, eine Gewölbeausbesserung bei nicht völlig abgekühltem Ofen
auszuführen, so ist dies jetzt durchaus möglich, und die Instandsetzungsarbeiten
können besser und schneller ausgeführt werden; b) die Abkühlzeit kann stark abgekürzt
werden, also auch die Anheizzeit des Ofens; c) die für das Aufstellen und Entfernen
des Holzgerüstes benötigte Zeit wird eingespart; d) beim Aufbau eines Gewölbes kann
auch zugleich das darunterliegende Mauerwerk hergestellt oder ausgebessert werden.