DE922665C - Gewoelbe fuer Industrieoefen mit aufgehaengten Gewoelbesteinen - Google Patents

Description

• Gewölbe für Industrieöfen mit aufgehängten Gewölbesteinen Die nach einer Kreisbogenform gestalteten Gewölbe von Industrieöfen verlieren bei ihrer Zustellung nach Wegnahme des Lehrgerüstes die von diesem gegebene Form durch Absenken, dessen Ausmaß von der stärkeren oder schwächeren Einspannung abhängig ist. Aus einer Kreisbogenform wird eine Korbbogenform. Diese Verformung tritt noch vor Inbetriebnahme des Industrieofens auf. Die Haltbarkeit des Gewölbes wird durch sie beeinträchtigt, und man hat deshalb schon versucht, einer solchen unerwünschten Senkung vorzubeugen, beispielsweise durch Aufhängen der in Scharen angeordneten Gewölbesteine, wobei einzelne Scharen rippenbildend über die anderen Gewölbesteine vorragen und von Hängegliedern erfaßt sind.
• Es hat sich gezeigt, daß der Verschleiß des Gewölbes ungleichmäßig ist; er ist an den nahe den Widerlagern gelegenen Stellen größer als in der Mitte. Der seitliche Abbrand verursacht eine Verschwächung des Gewölbes. Er sinkt in der Mitte ab und baucht sich nahe den Widerlagern an den verschwächten Stellen nach oben hin aus. Die Abb. z der Zeichnung deutet diese Erscheinung durch die gestrichelte Linie an der Innenseite des Gewölbes und durch Pfeile an. Ein Aufhängen des Gewölbes behebt zwar das Absinken, verhindert aber nicht das Heben von Gewölbeteilen während des Betriebes.
• Man hat auch bereits versucht, dieses Heben der Gewölbeteile durch über die Rippen ausgespannte und an den Rippen anliegende Stützträger zu verhindern, wobei diese Stützträger, über die Gewölbewiderlager hinaus verlaufend, an der seitlichen Ofenmauer befestigt sind. Hierdurch werden aber die beim Aufsteigen des Gewölbes entstehenden Kräfte in die seitlichen Ofenmauern hineingetragen, und der Steinverband wird gelockert, was zumindest so nachteilig ist wie das Heben der Gewölbedecke.
• Den Nachteil einer Lockerung des Steinverbandes im seitlichen Ofenmauerwerk weist auch jene bekannte Gewölbeausbildung für Industrieöfen auf, bei welcher die mit T-förmigen Köpfen versehenen Gewölbesteine in gebogenen, kastenförmigen Trägern eingehängt sind, deren Enden durch Stützfüße mit den seitlichen Ofenmauern in Verbindung stehen. Dazu kommt, daß die Verhängeteile der Kastenträger verhältnismäßig tief in das Innere der Gewölbedecke eingreifen und bei fortgeschrittenem Verschleiß der Gewölbesteine verzundern, womit ihre Wirkungsweise als Halteträger beeinträchtigt wird.
• Die Erfindung bezweckt, bei Gewölben für Industrieöfen, insbesondere heißgehende Ofen, wie z. B. Siemens-Martin-Öfen, sowohl die Verformung durch Verflachung der Bogenform bei Wegnahme des Lehrgerüstes als auch das Heben der beiden seitlichen Gewölbeteile während des Betriebes auf einfache und sichere Weise zu verhindern. Erreicht wird dies dadurch, daß gegen die beiden Ofenseiten zu die in bekannter Weise durch Aufhängen gegen Absinken gesicherten Gewöl.besteine in der Druckrichtung nach oben mittels auf ihrer Oberseite aufliegender Stützträger an der Verankerung des Ofens abgestützt sind. Mithin werden bei dem Gewölbe gemäß der Erfindung die beim Steigen der beiden seitlichen Gewölbeteile entstehenden Kräfte nicht unmittelbar (als Schubkraft) auf die Ofenseitenwandungen, sondern als weniger schädliche Beanspruchung auf die starre Verankerung des Ofens übertragen. Bei Gewölben größerer Breite ist es vorteilhaft, die Träger, an denen sich die Köpfe der Rippensteine abstützen, von Widerlager zu Widerlager durchlaufen zu lassen. Bei Gewölben kleinerer Spannweite müssen die Stützträger nicht über die ganze Gewölbebreite verlaufend angeordnet sein; es genügt, an beiden Seitenwandungen je einenkürzeren Stützträger vorzusehen, dessen Länge ausreicht, um einen Gegendruck auf jenen seitlichen Teil des Gewölbes auszuüben, der emporzusteigen strebt.
• Bei Gewölben, die aus Rippen und Zwischensteinscharen bestehen, liegen die Stützträger vorteilhaft auf den Köpfen der Rippensteine auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Gewölbes besitzen die Stützträger für die Rippensteine winkeligen, zweckmäßig T-förmigen Querschnitt. Die Stützträger besitzen eine dem Gewölbebogen angepaßte Krümmung, wobei der eine Schenkel, z. B. der Flansch des T-Profils, auf den aufgehängten Steinen aufliegt. Durch entsprechende Bemessung, insbesondere seines senkrechten Schenkels (Steg des T-Profils), kann dem Stützträger Federung verliehen werden, was einen besseren Spannungsausgleich innerhalb der Gewöl.besteinschar ermöglicht.
• In weiterer Entwicklung der Erfindung wird der Stützträger auch zum Aufhängen der Steine bzw. der Steinscharen benutzt. Bei auf den Stützträgern aufgehängten Steinscharen bewirken somit die Stützträger nicht allein das Abstützen. des Gewölbes gegen ein Steigen, sondern sichern es auch gegen ein Sinken, wobei sowohl die nach oben 'hin gerichteten Druckkräfte als auch die nach unten hin gerichteten Zugkräfte durch die druck- und zugfeste Verbindung der Stützträger mit der Ofenverankerung auf die Ofenverankerung übertragen wird. Auch diese doppelte Kräfteübertragung ist neuartig und gewährleistet eine völlige Entlastung des Ofenmauerwerkes im Unterschied zu bekannten Ofengewölbekonstruktionen, bei welchen zwar auch die Steine auf Stützträger, aber auf dem Ofenmauerwerk sich abstützende Stützträger, aufgehängt sind. Das Aufhängen der Steine kann in einfacher Weise durchgeführt werden, indem auf den Stützträgern nach einwärts gerichtete Rippen vorgesehen werden, durch die und quer durch die Steinköpfe hindurchgehende Bolzen mit den Steinen verhängt sind. Die Rippen können zweckmäßig auch von den Stegen der ein T-Profil aufweisenden Stützträger gebildet werden.
• Die druck- und zugfesten Verbindungen der Stützträger mit den Verankerungsträgern sind vorteilhaft in senkrechter Richtung verstellbar ausgebildet, damit die Höhenlage der Stützträger, z. B. bei einem neu eingebauten Gewölbe, der oberen Gewölbebegren.zung angepaßt werden kann. Die Stützträger können auch auf ihren von den Widerlagern ausgehenden Teilen, also auf jenen Teilen, wo die Gefahr des Ausbauchens des Gewölbes am größten ist, mit Verstärkungen, z. B. mit auf dem Flansch des T-förmigen Stützträgerprofils befestigten Walzeisen, ausgestattet sein, wobei es vorteilhaft ist, an diesen Verstärkungen die Verbindungsmittel zum druck- und zugfesten Verbinden der Stützträger mit den Verankerungsträgern angreifen zu lassen.
• Es ist nur nötig, daß die die Stützträger mit der Ofenverankerung verbindenden Mittel in der Senkrechtrichtung druck- und zugfest sind, in der Richtung der Gewölbebreite können die Verbindungen auch nachgiebig ausgebildet sein. Diese nachgiebige Ausbildung der Verbindungen ist vor allem dann vorteilhaft, wenn mindestens eines der Gewölbewiderlager in waagerechter Richtung begrenzt federnd und beweglich gelagert ist; dabei wird vor allem die diesem beweglichen Widerlager nächstliegende druck- und zugfeste Verbindung in der Bewegungsrichtung des Widerlagers nachgiebig ausgebildet.
• Die Zeichnung stellt eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dar.
• Abb. t zeigt das Gewölbe im Querschnitt und Abb. z in Draufsicht; Abb. 3 stellt einen Schnitt nach Ebene 111-III und Abb. q. einen Schnitt nach Ebene IV-IV in Abh. t im vergrößerten Maßstab dar; Abb. 5 zeigt die Aufhängung des Stützträgers am senkrechten Verankerungsträger des Ofens im Aufriß in vergrößertem Maßstab.
• Das Gewölbe besteht aus doppelkeiligen Rippensteinen r größerer Länge und doppelkeiligen Zwischensteinen a geringerer Länge. Jeder Teil 3 der Rippensteine t besitzt eine über die ganze Steinbreite reichende Ausnehmung .4 und eine diese Ausnehmung senkrecht durchsetzende Bohrung 5. Die Ausnehmungen 4 der in der Rippenschar aneinanderliegenden Rippensteine bilden einen durchgehenden Kanal. Um den bei der Erwärmung des Gewölbes auftretenden Dehnungen zu begegnen, stützt sich das Gewölbe mindestens an einer Seite an einem nachgiebigen Widerlager 6 ab.
• Um in der Druckrichtung nach oben das Gewölbe abzustützen, sind Stützträger 7 vorgesehen, die dem Gewölbe entsprechend gekrümmt sind. Die Stützträger7 besitzenT-förmigenQuerschnitt und greifen mit ihrem lotrechten Steg in die durc'hge'henden Ausnehmungen4 der Rippen 3 ein. An diesen Stützträgern 7 sind die Rippensteine i aufgehängt. Zu diesem Zweck weisen die Stege der T-förmigen Träger den Bährungen 5 entsprechende Löcher auf, durch die und die angrenzenden Bohrungen 5 Bolzen 8 hindurchzustecken sind, um die Rippensteine mit den T-Trägern 7 verhängen zu können. Die Stützträger 7 sind bei Gewölben kleinerer Spannweite unmittelbar mit den seitlichen Verankerungsträgern 9 zug- und druckfest verbunden. Bei Gewölben größeren Ausmaßes sind zur Erhöhung der Sicherheit gegen das Ausknicken auf dem Rücken der T-förmigen Stützträger noch I-förmige Träger io aufgeschweißt, welche sich nicht über die ganze Gewölbebreite, sondern vornehmlich nur dort zu erstrecken haben, wo die Auskn.ickgefahr am größten ist, also ungefähr, von seinen Widerlagern aus gesehen, in den ersten Dritteln der Gewölbebreite. An dem einen Ende der I-Träger io .greifen Schraubenbolzen i i an, die durch an den Ankersäulen 9 befestigte Winkelstücke 12 getragen sind. Mittels dieser Schraubenbolzen ii sind die I-Träger io und damit auch die Stützträger 7 an ihren Enden höhenverstellbar befestigt. Die Schraubenbolzen i i lassen ihrer Biegsamkeit wegen seitliche Dehnbewegungen der Stützträger 7 zu, so daß diese den durch das nachgiebige Widerlager 6 möglichen Dehnbewegungen des Gewölbes folgen können. In der lotrechten Richtung sind aber die von den Schraubenbolzen i i gebildeten Verbindungen druck- und zugfest und gewährleisten daher die starre Übertragung der in dieser Richtung wirkenden Kräfte auf die Ofenverankerung.
• Es ist ersichtlich, daß die durch die Verlängerungen 3 gebildeten Versteifungsrippen sich an den Stützträgern 7 abstützen und an diesen aufgehängt sind. Damit ist jegliche Verformung nach Wegnahme des Lehrgerüstes, also sowohl ein Einsinken des Gewölbes im Scheitelbereich wie auch ein durch den ungleichmäßigen Verschleiß bedingtes Einsinken bzw. Ausknicken des Gewölbes, verhindert. Zugleich werden aber alle aus dem Gewicht der Abstützung und der Einsink- und Ausknickneigung des Gewölbes sich ergebenden lotrechten Kräfte bzw. lotrechten Kräftekomponenten ausschließlich auf die Ofenverankerung übertragen. Durch die besondere Form und die Überhöhung der Rippensteine i gegenüber den niedrigeren Gewölbesteinen 2 und durch die besondere Ausbildung der Gewölbearmierung 7 und i o ist es ermöglicht, das: Gewölbe an den Stellen stärkeren Verschleißes durch Aufsetzen einer weiteren Steinschar 14 beliebiger Höhe zu verstärken. Die Steine der Schar 14 können wiederum Doppelkeilform besitzen. Auf der Oberseite des Gewölbes, zwischen den Rippen 3, kann eine Isolierschicht i9 vorgesehen sein. Diese Isolierschicht kann entfernt werden, wenn das Gewölbe an den Stellen stärkeren Verschleißes durch das Einsetzen der Steinschar 14 verstärkt werden soll.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gewölbe für Industrieöfen mit aufgehängten Gewölbesteinen, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgehängten Gewölbesteine (i) in der Druckrichtung nach außen mittels in an sich bekannter Weise auf -ihrer Oberseite aufliegender Stützträger (7) an der Verankerung des Ofens abgestützt sind.
2. 2. Gewölbe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützträger (7) von Widerlager zu Widerlager des Gewölbes verlaufen und durch Halteeisen (i i) mit Trägern (9) der Ofenverankerung verbunden sind.
3. 3. Gewölbe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützträger, von den Widerlagern des Gewölbes ausgehend, nur über einen Teil der Gewölbebreite sieh erstrecken und durch die festen Halteeisen (ii) mit den Senkrechtträgern (9) der Ofenverankerung verbunden sind.
4. 4. Gewölbe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeisen (i i) zwischen den im Bereiche der Gewölbewiderlager liegenden Enden der Stützträger und dien senkrechten Verankerungsträgern (9) des Ofens vorgesehen sind.
5. 5. Gewölbe nach den Ansprüchen i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Rippensteine paarweise am Stützträger (7) anliegen und an diesem befestigt sind.
6. 6. Gewölbe nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, d,aß die am Stützträger anliegenden Rippensteine an diesem aufgehängt sind.
7. 7. Gewölbe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippensteine mittels quer durch Löcher in den Steinköpfen und Trägerstege hindurchgehende Bolzen (8) aufgehängt sind. B.
8. Gewölbe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeisen (i i) der Stützträger (7) gegenüber den Verankerungsträgern (9) in der Höhenlage verstellbar sind.
9. 9. Gewölbe nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützträger mindestens auf ihren beiden von den Widerlagern ausgehenden Teilen mit Verstärkungen, z. B. auf dem *Flansch des T-förmigen Stützträgerprofils befestigten Walzeisen (io), ausgestattet sind, an denen oben vorteilhaft die Halteeisen (i i) zum Verbinden der Stützträger mit den vertikalen Verankerungsträgern angreifen. i o. Gewölbe nach einem der Ansprüche i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeisen (i I) in der Richtung der Gewölbequerachse nachgiebig ausgebildet sind. i i. Gewölbe nach einem der Ansprüche i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Gewölbewiderlager (6) in bekannter Weise nach außen begrenzt und federnd beweglich ist und mindestens die diesem Widerlager nächstliegenden Halteeisen zwischen Stützträger und senkrechtem Verankerungsträger (9) in der Bewegungsrichtung des Widerlagers nachgiebig ausgebildet sind. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 957 494, I 341 977, 1 571561, 1 339 615; deutsdhe Patentschriften Nr. 2io o2i, 673 074; 623 23 0 , 280 413; französische Patentschrift Nr. 631 o46.