EP0891518B1

EP0891518B1 - Baustein aus feuerfestem material für eine heizvorrichtung

Info

Publication number: EP0891518B1
Application number: EP97913969A
Authority: EP
Inventors: Alfred GRÜN; Horst Miedaner; Hermann Bichler
Original assignee: AMBIO INNOVATIONS und VERTRIEB; Ambio Innovations- und Vertriebs GmbH
Current assignee: AMBIO INNOVATIONS- und VERTRIEBS GmbH
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1999-09-22
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: DE59700481D1; WO1997037172A2; AT411848B; AU2142697A; ATA58396A; ATE184979T1; WO1997037172A3; EP0891518A2

Description

Die Erfindung betrifft einen Baustein und einen Mantel aus solchen Bausteinen, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 28 beschrieben sind.

Aus der US 4,433,523 A ist ein Baustein für eine Heizeinrichtung, insbesondere für Kachelöfen bekannt, der eine Innenfläche, eine parallel zu dieser um eine Dicke des Bausteines beabstandet verlaufende Außenfläche und zwischen diesen beiden Flächen angeordnete Stirnflächen aufweist. In zwei Stirnflächen sind sich in deren Längsrichtung erstreckende Nuten angeordnet, welche Mittelachsen aufweisen, die sich längs einer halbierenden der Dicke erstrecken und die parallel zu der Außen- und/oder Innenfläche verlaufen. In den zwei weiteren Stirnflächen weist der Baustein Längsfedern auf, welche die Stirnflächen überragen. In der Innenfläche besitzt der Baustein nutförmig verlaufende Ausnehmungen, welche im Bereich von Schnittstellen angeordnet sind, die gebildet werden durch Begrenzende von Hüllwürfeln mit einer Seitenkantenlänge entsprechend der Dicke und die Vorderfläche des Hüllwürfels halbierende Mittelachsen. Die Ausnehmungen erstrecken sich dabei über die gesamte Distanz zwischen benachbarten Begrenzenden und von der durch die Stirnfläche gebildeten Begrenzenden bis zu der dieser benachbarten Begrenzenden, sodaß durchgehende Längs- und Quernuten geschaffen werden, in die die in einer Stirnfläche eines weiteren Bausteines angeordnete Längsfeder eingesetzt werden kann, wodurch eine rechtwinkelige Anordnung zweier benachbarter Bausteine möglich ist. Nachteilig ist dabei jedoch, daß eine Lage des Bausteines möglich ist, bei der dessen Stirnfläche zwar in einer Außenfläche eines weiteren, rechtwinkelig angeordneten Bausteines liegt, dessen Längsfeder jedoch diese gemeinsame Ebene überragt und somit keine ebenflächige Ausbildung einer Anordnung zweier rechtwinkeliger Bausteine möglich ist. Darüberhinaus kommt es wegen der durchgängigen Ausbildung der die Ausnehmungen bildenden Nuten zu einer Materialverschwächung, was einerseits die Bruchgefahr des Bausteines erhöht und andererseits die Wärmespeicherkapazität reduziert. Letztlich kann es durch Fertigungsungenauigkeiten dazu kommen, daß die durchgängige Längsnut nicht in die durchgängige Ausnehmung paßt und so durch Anpassungsarbeiten der Montageaufwand bei der Herstellung eines Kachelofens nachteilig erhöht wird.

Aus der weiters bekannten CH 407 475 A ist ein Baustein bekannt, der in seinen Stirnflächen Längsnuten und in einer Außenfläche eine Mehrzahl von kreisförmigen oder halbkreisförmigen Bohrungen besitzt. Nachteilig bei diesem Baustein ist die Tatsache, daß die kreisförmigen oder halbkreisförmigen Bohrungen lediglich zur Oberflächenvergrößerung dienen und keine Möglichkeit zur Anordnung von Befestigungselementen bieten, mit denen ein Baustein mit einem weiteren benachbarten Baustein verbunden werden kann.

In einer weiteren Druckschrift, der DE 36 42 202 A ist eine Systemkachel gezeigt, welche einen Kachelkörper besitzt, welcher eine Vorderfläche, eine Hinterfläche und zwischen diesen erstreckende Seitenfläche aufweist. Letztere dienen zur Anlage an eine weitere Seitenfläche einer weiteren Systemkachel und weisen Längsnuten auf. Die Hinterfläche weist zumindest ein, als Sackloch ausgebildetes Loch auf, welches sich in Richtung der Vorderfläche erstreckt und einer Ecke der Hinterfläche benachbart angeordnet ist. In der Hinterfläche kann zumindest eine Ausnehmung vorgesehen sein, die sich vom Loch bis zur nächstliegenden Seitenfläche erstreckt und zur zumindest teilweisen Aufnahme einer zwei benachbarte Systemkacheln verbindenden Drahtklammer ausgebildet ist. Es können jedoch auch in allen vier Eckbereichen der Hinterfläche derartige, als Löcher ausgebildete Ausnehmungen ausgebildet sind, von denen sich jeweils zumindest eine Ausnehmung zur nächsten Seitenfläche erstreckt. Von Nachteil ist dabei, daß die Verbindung zweier benachbarten Systemkachel nur in den Ecken erfolgt und somit keine stabile Konstruktion, wie sie bei Kachelöfen erforderlich ist, erreicht wird. Auch ist es nicht möglich, eine rechtwinkelige Verbindung zweier Systemkacheln herzustellen, bei der die Seitenfläche einer Systemkachel in einer Ebene mit der Vorderfläche oder Hinterfläche einer weiteren Systemkachel verläuft.

Aus der DE 627 712 C ist eine Ofenkachel zur Bildung eines Kachelverbandes für Kachelöfen bekannt, bei dem es sich um einen einstückigen Körper einheitlichen Materials handelt und nur geringe verbleibende Zwischenräume bestehen, wodurch eine einheitliche Wärmeleitung gegeben ist. An der Stirnseite der Ofenkachel umlaufenden Nuten ermöglichen einen raschen Aufbau eines Kachelverbandes hoher Stabilität durch in die Nuten eingesetzte sogenannte Zwickeln als Verbindungselemente, wobei die Nuten mit Lehmmörtel aufgefüllt werden. Nachteilig sind bei derartigen Ofenkacheln die Kantenausbildungen bei einem Kachelverband und die ungenügende Stabilität bei mit derartigen Ofenkacheln ausgebildeten Ofendecken und im Bereich einer Bedienöffnung.

Weiters sind aus der DE 79 12 917 U1 Doppelwandkacheln bekannt, die zur Bildung eines widerstandsfähigen Wandverbaus rundum laufende Nuten aufweisen, die durch Eingießen einer Mörtelmasse die feste Verbindung zwischen den Ofenkacheln ergeben und damit eine Vorfertigung ganzer Wandelemente ermöglicht wird. Damit ist eine rasche Montage eines Kaminofens vor Ort möglich, wodurch der Montageaufwand reduziert wird. Nachteilig dabei sind Sonderformen von Kacheln, die eine Verbindung im Eckbereich der Kachelöfen ermöglichen.

Aus der DE 31 25 833 A1 ist weiters ein plattenartiges Element zur Herstellung des Außenaufbaues eines Kachelofens oder eines Kamins bekannt, bei dem wenigstens ein Abschnitt jedes der umlaufenden Randbereiche eine Formgebung zur Aufnahme von lösbaren Verbindungsgliedern aufweist, wobei diese Aufnahmen auch durch taschenförmige Nuten, die wenigstens in einem Abschnitt oder aber sich über die gesamte Länge der Stirnseiten erstreckenden Nuten gebildet sind. In diese Nuten sind Verbindungsglieder mit Preßsitz einsetzbar und wird damit eine wandverbandhohe Widerstandsfähigkeit erreicht. Eine derartige Ausbildung erfordert eine hohe Anzahl von Sonderformen von Bausteinen, um alle auftretenden Anschlußbereiche und Übergänge ausbilden zu können.

Aus der DE 80 34 489 U1 sind zur Bildung eines fugenlosen oder mit einer Dehnfuge versehenen Kachelverbandes parallel zur Kachelebene und in geneigten Nuten der Kacheln eingreifende Verbindungs- bzw. Aufhängeklammern bekannt. Derartige Verbindungs- bzw. Aufhängeklammern ermöglichen eine widerstandsfähige Verbindung bei unterschiedlichen Wärmebelastungen, der eine derartige Kachelwand ausgesetzt ist, erfordern jedoch komplizierte Montagearbeiten und sind durch die Verwendung von Schraubelementen nach längerer Zeit des Einsatzes schwer lösbar, wodurch Reparaturen und Instandhaltungen an derartigen Öfen erschwert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr einen Baustein aus feuerfestem Material zu schaffen, mit dem ein in hohem Maße variabler Aufbau einer Heizvorrichtung ermöglicht wird und der sowohl im Wandverband wie auch im Eckverband der Wände sowie Wände und Decke eine dauerhaft feste Verbindung ermöglicht.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale erreicht. Durch eine rasterartige Anordnung von Ausnehmungen, die sich von der Innenfläche in den Baustein erstrecken, wird in Verbindung mit rundum laufenden Nuten eine hohe Kombinationsmöglichkeit und einfache Verbindungsmöglichkeit der Bausteine in einem ebenen Wandverband wie auch in rechtwinkelig zueinander verlaufenden Ebenen oder auch bei winkelig zueinander versetzten Bausteinen bzw. Wand- und/oder Deckenelementen möglich. Durch die Ausbildung der Ausnehmungen, die sich nur über einen Teilbereich der inneren Oberfläche erstrecken, wird darüber hinaus ein Baustein hoher Eigenfestigkeit erreicht, und es werden vorzeitige Zerstörungen durch das Auftreten von Rissen infolge von Wärmespannungen wirkungsvoll vermieden. Des weiteren bewirken die Ausnehmungen eine Vergrößerung der Innenfläche der Bausteine, wodurch eine rasche Durchwärmung des Bausteins, insbesondere bei der Inbetriebnahme einer derartigen Heizvorrichtung, erreicht wird und es zu einer sehr raschen Abstrahlung der Wärme an die Umgebung kommt, wodurch insgesamt der Wirkungsgrad einer derartigen Heizvorrichtung verbessert wird.

Durch die in den Ansprüchen 2 bis 11 beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen wird eine hohe Anzahl von Gestaltungsmöglichkeiten für die Ausnehmungen erreicht, die eine Anwendung speziell geformter Verbindungselemente ermöglichen und so eine rasche Montage, einen festen Zusammenhalt und auch eine Demontage für Reperaturmaßnahmen gewährleistet. Durch die Konizität der Ausnehmungen wird auch ein Formvorgang der Bausteine, sei es im Gießverfahren oder einem Trockenpreßverfahren, vereinfacht und ein komplizierter Aufbau von Formen und Werkzeugen vermieden. Die Ausbildung der Ausnehmungen ist dabei so gestaltet, daß in den Ausnehmungen eingebrachte überschüssige Verbindungsmittel, z.B. Kleber, Mörtel, etc., beim Einsetzen der Verbindungselemente zur Herstellung einer Formschlüssigkeit ausgepreßt werden können.

Vorteilhaft sind auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 12 bis 15, weil dadurch eine hohe Festigkeit der Bausteine erreicht wird und Rißbildungen oder eine Zerstörung der Bausteine bei der hohen Temperaturbelastung, der diese Bausteine ausgesetzt sind, vermieden wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung, wie im Anspruch 16 beschrieben, wird der Einsatz von Verbindungselementen im Randbereich ermöglicht, wodurch ein einfacher Aufbau von Zwischenwänden, Decken sowie Wandteilen von Rauchzügen, etc. erreicht wird.

Von Vorteil sind aber auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 17 bis 19, wodurch zusätzliche als Spannelemente ausgebildete Verbindungselemente vorwiegend an den Außenflächen, aber auch in Eck- und Kantenbereichen eines Verbundes der Bausteine, für eine feste und variabel einsetzbare Befestigungsvorrichtung einsetzbar sind. Die Bohrungen ermöglichen aber auch in Verbindung mit in diese eingesetzte und mit Nuten an den Stirnflächen weiterer Bausteine zusammenwirkender Positionierelemente die Ausbildung geneigt verlaufender Wandteile.

Von Vorteil sind auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 20 und 21, weil dadurch eine hohe Maßgenauigkeit für die Bausteine erreicht wird, die eine hohe Kombinationsmöglichkeit für das Anordnen der Bausteine zueinander gewährleistet und weiters scharfkantige und damit zu Rißbildungen neigende Übergänge in Vertiefungen, Nuten und Ausnehmungen vermieden werden.

Es ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 22 möglich, weil dadurch eine einfachere und kostengünstigere Ausbildung der Preßwerkzeuge erreicht wird.

Gemäß einer Weiterbildung, wie im Anspruch 23 beschrieben, wird eine hohe Stabilität der Verbindung durch in die Nuten eingelegte Federn zwischen benachbarten Bausteinen erreicht, aber auch eine genügend hohe Festigkeit der Federn für Überlager erreicht, um diese, z.B. bei Öffnungen in den Wandteilen, anzuwenden.

Möglich ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 24, weil dadurch ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren, insbesondere für die Großserienherstellung, erreicht wird und kostengünstige Bausteine herstellbar sind.

Nach vorteilhaften Weiterbildungen, wie in den Ansprüchen 25 bis 27 beschrieben, werden hohe Ankerkräfte der Verbindungselemente erreicht und ein Selbstlösen dieser verhindert und damit eine einwandfreie Fixierung der Lage der Bausteine zueinander für den Zeitraum des Abbindevorganges von Bindemittel erzielt.

Aufgabe der Erfindung ist es aber auch, einen Mantel für eine Heizvorrichtung, insbesondere Kachelofen, zu schaffen, der gegebenenfalls einschalig aber auch zweischalig ausgebildet werden kann und eine rasche Montage und einen einfachen Aufbau einer Heizvorrichtung ermöglicht.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 28 wiedergegebenen Merkmale erreicht. Durch die Schaffung zusätzlicher Verbindungsvorrichtungen zwischen den Bausteinen wird eine hohe Flexibilität bei der Herstellung unterschiedlichster Raumformen bei einfacher Montage und hohen Festigkeiten der Baukörper erreicht.

Von Vorteil sind dabei auch Ausbildungen, wie in den Ansprüchen 29 bis 37 beschrieben, wodurch das Aneinandersetzen der Bausteine zu einem Mantel für eine Heizvorrichtung ohne zusätzlicher Stütz- und Schalungselemente erfolgen kann und eine hohe Festigkeit des Baukörpers erreicht wird und eine Inbetriebnahme einer derartigen Heizvorrichtung unmittelbar nach der Fertigstellung des Baukörpers vorgenommen werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: eine mit den erfindungsgemäßen Bausteinen hergestellte Heizvorrichtung, in Ansicht, teilweise geschnitten;
Fig. 2: den erfindungsgemäßen Baustein in schematischer Darstellung, mit in dessen Innenfläche angeordneter Ausnehmungen;
Fig. 3: den erfindungsgemäßen Baustein in schematischer Darstellung, mit in den Außenflächen angeordneten Bohrungen;
Fig. 4: einen Verbund der erfindungsgemäßen Bausteine zur Bildung eines Mantels der Heizvorrichtung;
Fig. 5: den Mantel mit den erfindungsgemäßen Bausteinen, geschnitten, gemäß den Linien V - V in Fig. 4;
Fig. 6: einen Teilbereich des Mantels mit den erfindungsgemäßen Bausteinen im Auflagerbereich eines die Decke ausbildenden Bausteins, geschnitten;
Fig. 7: einen Teilbereich von mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung verbundener Bausteine, geschnitten;
Fig. 8: eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung, geschnitten, gemäß den Linien VIII - VIII in Fig. 7;
Fig. 9: einen Teilbereich einer Anordnung der erfindungsgemäßen Bausteine zur Bildung von geneigten Wandteilen.

In der Fig. 1 ist eine Heizvorrichtung 1, z.B. ein Kachelofen, gezeigt. Auf einem Unterbau 2, der auf einer Aufstandsfläche 3 abgestützt ist und z.B. aus einem Mauerwerk besteht, ist der Feuerraum 4 mit Rauchzügen 5, die den Feuerraum 4 mit einem Rauchauslaß 6 strömungsverbinden, durch z.B. einen zweischaligen Aufbau gebildet. Der Feuerraum 4 wird dabei durch Bausteine 7, die aus feuerfestem Material bestehen, gebildet, wobei auch Unterteilungen für die Rauchzüge 5 gegebenenfalls mit Bausteinen 7 ausgebildet sind. Dem Baustein 7 vorgeordnet ist ein Ofenmantel 8, der z.B. aus an äußeren Oberflächen 9 glasierten Kacheln 10 gebildet ist, die mit den Bausteinen 7 in guter Wärmeleitverbindung stehen. Die Kacheln 10 sind zur optischen Gestaltung der Heizvorrichtung 1 mit wahlweisem Design ausgeführt. Für die Anbringung der Kacheln 10 und deren Zusammenhalt sind die heute im Ofenbau üblichen Verbindungsmittel, z.B. Schamottemörtel, vorgesehen. Die Heizvorrichtung 1 weist weiters eine durch eine Ofentüre 11 verschließbare Bedienöffnung 12 auf. Die Bausteine 7 umgrenzen den Feuerraum 4 und gegebenenfalls die Rauchzüge 5 allseitig.

Die Bausteine 7 sind an Stirnflächen 13 mit Nuten 14 versehen und weisen an den Feuerraum 4 abgewandten Außenflächen 15 in einem Rastermaß angeordnete Bohrungen 16 auf, die der Anordnung einer Verbindungsvorrichtung 17 dienen. Durch eine derartige Verbindungsvorrichtung 17 wird ein dauerhafter und fester Verband insgesamt erreicht, der aber auch im Falle von Reparaturen einfach aufgelöst werden kann.

Die Bausteine 7 aus feuerfestem Material sind des weiteren auch für eine Heizvorrichtung 1 einsetzbar, die einschalig aus den Bausteinen 7 gebildet ist, die auf der äußeren Oberfläche 9 mit einem Verputz, wie er für derartige Heizvorrichtungen 1 aus dem Stand der Technik bekannt ist, versehen ist.

In den Fig. 2 und 3 ist der Baustein 7 gezeigt. Dieser weist eine Quaderform mit einer Dicke 18, einer Höhe 19 und einer Länge 20 auf, wobei die Höhe 19 und die Länge 20 einem ganzzahligen Vielfachen der Dicke 18 entsprechen. In den den Baustein 7 in seiner Höhe 19 und seiner Länge 20 begrenzenden Stirnflächen 13 sind die Nuten 14 angeordnet, die längs einer Halbierenden 21 der Dicke 18 verlaufen. Damit sind Randabstände 22, 23 zwischen einer Innenfläche 24 und der Außenfläche 15 und der diesen zugewandten Seitenflanken 25, 26 der Nut 14 gleich groß und entsprechen der Dicke 18 abzüglich einer halben Breite 27 der Nut 14. Eine Tiefe 28 der Nut 14 ist dabei größer als die Breite 27 und beträgt in etwa den 1,5-fachen Wert der Breite 27. Zur besseren Verdeutlichung der weiteren Ausbildung des Bausteins 7 sind in den Fig. 2 und 3 entsprechend dem Rastermaß, das sich aus der Dicke 18 ergibt, Hilfslinien eingetragen, die Begrenzende 29 von fiktiven Hüllwürfel 30 mit einer der Dicke 18 entsprechenden Seitenkante 31 darstellen.

In der Innenfläche 24 des Bausteins 7 sind im Bereich von Schnittstellen 32 der Begrenzenden 29 und einer darauf senkrecht verlaufenden, die Seitenkante 31 des Hüllwürfels 30 halbierenden Mittelachse 33 Ausnehmungen 34 angeordnet, die sich in Richtung der Mittelachsen 33 erstrecken. Diese Ausnehmungen 34 haben eine in etwa rhombische oder ovale Querschnittsform, wobei eine Länge 35 ein Mehrfaches einer Breite 36 beträgt und eine Tiefe kleiner ist als die Dicke 18 des Bausteins 7. In Richtung der Tiefe 37 laufen Seitenflanken 38 der Ausnehmungen 34 konisch aufeinander zu.

Des weiteren weist der Baustein 7 im Bereich der umlaufenden zwischen der Innenfläche 24 und den Stirnflächen 13 gebildete Längs- und Querseitenkanten 39 mit den Ausnehmungen 34 fluchtend angeordnete Randausnehmungen 40 auf, welche hinsichtlich der Breite 36, der Tiefe 37 und der Formgestaltung den Ausnehmungen 34 entsprechen, jedoch hinsichtlich der Länge 35 der Ausnehmung 34 einer durch die Begrenzende 29 halbierten Form entsprechen.

Durch die Ausnehmungen 34 und Randausnehmungen 40 in der Innenfläche 24 ergibt sich des weiteren eine Vergrößerung der dem Feuerraum 4 zugewandten Innenfläche 24 um eine Größenordnung von bis zu 50 %. Diese Vergrößerung bringt bei der Inbetriebnahme der Heizvorrichtung 1 eine rasche und durch die rasterartige Anordnung gleichmäßige Durchwärmung des Bausteines 7 und damit der Heizvorrichtung 1 und damit insgesamt einen hohen Wirkungsgrad durch die rasche Abstrahlung von Wärme an den umgebenden Luftraum.

Um eine Überdeckung der Ausnehmungen 34 insbesondere der Randausnehmungen 40 mit den Nuten 14 zu vermeiden, ist die Tiefe 37 kleiner als die halbe Dicke 18, abzüglich der halben Breite 27 der Nut 14.

Wie nun weiters der Fig. 3 zu entnehmen, weist der Baustein 7 auf seiner Außenfläche 15 mit zu dieser senkrecht verlaufenden Mittelachsen angeordnete Bohrungen 41 auf. Diese Bohrungen 41 sind in einem Rastermaß in der Rückseite vorgesehen, wobei Randabstände 42 der halben Dicke entsprechen und eine Distanz 43 zwischen den Mittelachsen benachbarter Bohrungen 41 der Dicke 18 gleich ist. Eine Tiefe 44 dieser Bohrungen 41 ist kleiner als die Dicke 18.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Baustein 7 durch einen Trockenpreßvorgang aus fein gemahlenem Schamottematerial gefertigt, wodurch eine hohe Maßgenauigkeit erzielt wird, die erhebliche Vorteile bei der Montage derartiger Bausteine 7 durch die einwandfreie Übereinstimrnung aller Abmaße mit sich bringt. Des weiteren ist es beim Preßvorgang möglich, die in der Innenfläche 24 und Außenfläche 15 vorgesehenen Ausnehmungen 34, Randausnehmungen 40 und Bohrungen 41 durch entsprechende Ausgestaltung der Preßwerkzeuge mitzuformen. Die in den Stirnflächen 13 angeordneten Nuten 14 können in einem nachträglichem Fräs- oder Schneidevorgang gefertigt werden. Bei entsprechender Werkzeugausbildung ist aber auch die Ausbildung der Nuten 14 im Zuge des Preßvorganges denkbar. Andererseits ist es ebenso möglich, die Bohrungen 41 durch eine spanabhebende Bearbeitung, z. B. Bohren, herzustellen.

In den Fig. 4 und 5 ist ein Verbund der Bausteine 7 zur Bildung des Feuerraums 4 einer Heizvorrichtung 1 gezeigt. Dabei ist zu sehen, daß durch die maßliche Gestaltung der Bausteine 7, bei der die Länge 20 und die Höhe 19 ein ganzzahliges Vielfaches der Dicke 18 betragen, ein Verbund ermöglicht wird, bei dem Überlappungsbereiche 45 derart variierbar sind, daß Stoßfugen 46 zur Herstellung eines sicheren Verbundes der Bausteine 7 zueinander versetzt angeordnet sind. Für die Herstellung eines sicheren Verbundes ist auch insbesondere die Möglichkeit des zueinander versetzten Anordnens der Bausteine 7 im Eckbereich von maßgebender Bedeutung. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, sind aufeinander gesetzte Reihen der Bausteine 7 im Eckbereich gegeneinander versetzt, wobei wechselweise die Nuten 14 mit den an der Innenfläche 24 vorgesehenen Ausnehmungen 34 fluchtend ausgerichtet sind. Dies ermöglicht den Einsatz von speziell ausgebildeten Verbindungselementen, die einerseits in die Nut 14 und andererseits in die der Nut 14 gegenüberliegenden Ausnehmungen 34 eingreifen und eine sichere Verankerung jeder Reihe für sich und der aufeinander gesetzten Reihen untereinander erreicht wird.

Weiters sind den Fig. 4 und 5 verschieden ausgebildete Verbindungsvorrichtungen 47 zu entnehmen. Einerseits bestehen diese aus in die Nuten 14 eingelegten leistenförmigen Federn 48, welche die Bausteine 7 an ihren aneinander liegenden Stirnflächen 13 positionieren und stabilisieren.

Ein weiteres Verbindungselement 49 ist kammartig ausgebildet und besteht aus einer Flachleiste 50 mit dem Querschnitt der Ausnehmungen 34 der Bausteine 7 angepaßten und in diese eingreifenden Fortsätzen 51, wobei mehrere derartige Fortsätze 51 vorgesehen sind, die zueinander einen Abstand aufweisen, der dem Abstand der Ausnehmungen 34 zueinander entspricht. Derartige Verbindungselemente 49 können damit die Stoßfugen 46 überdecken und für einen festen Zusammenhalt der Bausteine 7 in die Ausnehmungen 34 eingesetzt werden. Durch die Konizität der Ausnehmungen 34 ergeben sich keilartige Verbindungen beim Einsetzen der Verbindungselemente 49 und wird eine Preßkraft auf die Bausteine 7 ausgeübt, durch die ein sicherer Zusammenhalt gewährleistet ist.

Ein weiteres Verbindungselement 52, das vorwiegend auf der Außenfläche 15 der Bausteine 7 zur Anwendung kommt, ist als Flachbügel 53 ausgebildet und weist zylinderförmige Fortsätze 54 auf, die mit den in der Außenfläche 15 der Bausteine 7 angeordneten Bohrungen 16 zusammenwirken, wobei die Flachbügel 53 eben oder winkelig geformt sind und damit diese Verbindungselemente 52 sowohl im Bereich der Stoßfugen 46 aber auch im Bereich der Eckausbildungen des Verbundes anwendbar sind.

In der Fig. 6 ist eine Ausbildung im Auflagerbereich eines eine Decke 55 des Feuerraums 4 ausbildenden Bausteins 7 auf einen vertikal erstreckenden Wandteil 56 ausbildenden Baustein 7 gezeigt. Bei dieser Ausbildung lagert der die Decke 55 ausbildende Baustein 7 mit seiner Innenfläche 24 auf der Stirnfläche 13 über die gesamte Dicke 18 des Bausteins 7. In die waagrecht verlaufende Nut 14 ist die Flachleiste 50 des Verbindungselementes 49 eingesetzt. Die in Richtung des die Decke 55 ausbildenden Bausteins 7 vorragenden Fortsätze 51 des Verbindungselementes 49 stehen in Eingriff mit den Ausnehmungen 34 dieses Bausteins 7, deren Längserstreckung in einer zur Stirnfläche 13 dieses Bausteins 7 parallelen Ebene verläuft. Zur weiteren Fixierung zwischen der Decke 55 und dem Wandteil 56 ist ein L-förmig abgewinkeltes Verbindungselement 52 vorgesehen, das mit den stiftförmigen Fortsätzen 51 in die in der Außenfläche 15 der Bausteine 7 angeordneten Bohrungen 16 eingreifen.

Damit ist eine sehr sichere Auflage der die Decke 55 ausbildenden Bausteine 7 und ein sehr widerstandsfähiger Verbund für den Aufbau der Heizvorrichtung 1 erreicht.

In den Fig. 7 und 8 ist der Bereich einer Stoßfuge 46 längs den Stirnflächen 13 zweier miteinander verbundener Bausteine 7 gezeigt.

In den einander gegenüber liegenden Nuten 14 ist die Feder 48 eingelegt. An der Innenfläche 24 ist die Stoßfuge 46 das kammartige Verbindungselement 49 überspannend angeordnet, das im gezeigten Ausführungsbeispiel aus der Flachleiste 50 gebildet ist und drei der Fortsätze 51 aufweist. Der mittlere der Fortsätze 51 greift in die einander gegenüber liegenden Randausnehmungen 40 ein. Die weiteren dazu beabstandeten Fortsätze 51 greifen in die Ausnehmungen 34 der Bausteine 7 ein. Ein Querschnitt der Ausnehmungen 34 ist rhombisch oder oval ausgebildet, wobei eine größte Distanz 57 einander gegenüber liegender Längsseitenflanken 58 größer ist als eine Dicke 59 des Fortsatzes 51. Stirnseitenflanken 60 sind in Richtung der Tiefe 28 der Ausnehmungen 34 konisch zueinander verlaufend ausgebildet. Ist nun ein mittlerer Abstand 61 zwischen einander zugewandter Anlageflächen 62 der äußeren Fortsätze 51 geringfügig kleiner als ein mittlerer Abstand der diesen zugeordneten Stirnseitenflanken 60 der Ausnehmungen 34, so wird beim Einsetzen des Verbindungselementes 49 eine Preßwirkung - gemäß Pfeilen 63 - erreicht, durch die die Bausteine 7 an der Stoßfuge 46 gegeneinander gedrückt werden und damit eine spaltfreie Verbindung mit festem Halt erreicht. Es ist noch festzuhalten, daß zur Erzielung einer einwandfreien Dichtheit und auch eines festen Haltes der Bausteine 7 diese an den Stoßfugen 46 vor dem Aufeinandersetzen mit einem Bindemittel 64, z.B. hitzebeständigen Kleber, beschichtet werden. Ein derartiges Bindemittel 64 wird auch vor dem Einsetzen des Verbindungselementes 49 in die Ausnehmungen 34 und Randausnehmungen 40 eingebracht und bewirkt den dauerhaften Halt des Verbindungselementes 49. Durch die Form der Ausnehmungen 34 und Randausnehmungen 40 ist ein Auspressen von überschüssigem Bindemittel 64 möglich.

In der Fig. 9 ist weiters die Anordnung eines schrägen Wandteils 65 gezeigt, der gegebenenfalls zur Bildung von Rauchzügen, Decken, etc. erforderlich ist. Die Positionierung der mit den umlaufenden Nuten 14 versehenen Bausteine 7 erfolgt dabei durch in die Nuten 14 eingreifende Bolzen 66, die in die Bohrungen 16 der Bausteine 7 eingesetzt und die Oberfläche überragen. Durch die Wahl der Anordnung der Bolzen 66 entsprechend dem vorgegebenen Raster der Bohrungen 16 sind unterschiedliche Winkelstellungen des Wandteils 65 möglich. Für die einwandfreie Erzielung aller Kombinationsmöglichkeiten zur Bildung einer Vielzahl von gewünschten Ausführungsformen einer Heizvorrichtung 1 ist eine hohe Maßgenauigkeit der Bausteine 7 anzustreben. Eine derartige Maßgenauigkeit wird, insbesondere durch ein Trockenpressen von pulverförmigem feuerfestem Material, z.B. Schamottemehl, erreicht. Durch entsprechende Ausgestaltung von Preßwerkzeugen können vielfach Fertigungsvorgänge, z.B. eine nachträgliche mechanische Bearbeitung der Bausteine 7, eingespart werden. So ist, z.B. im Zuge des Preßvorganges, das Mitformen der Ausnehmungen 34, der Randausnehmungen 40 und der Bohrungen 16 möglich. Die Nuten 14 werden bei einfacheren Ausführungen von Forrnwerkzeugen durch einen nachträglichen Zerspannungsvorgang in die Stirnflächen 13 eingearbeitet. Denkbar ist aber auch bei entsprechend aufwendigen Formwerkzeugen, die Nuten 14 beim Preßvorgang mitzuformen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Bausteine 7 in einem Gießverfahren herzustellen. Bei einer entsprechenden Formgestaltung, wie z.B. mehrteiliger oder geteilter Formen, können in einem derartigen Gießverfahren die Bausteine 7 in einem einzigen Vorgang mit allen erforderlichen Nuten, Ausnehmungen, Bohrungen, etc., ohne wesentlicher Nachbearbeitung gefertigt werden. Da auch die für ein Gießen erforderlichen Anlagen relativ kostengünstig sind, ergibt sich damit eine wirtschaftliche Fertigung der Bausteine 7.

Selbstverständlich können die technischen Details und die beschriebenen Elemente, insbesondere wie Nuten, Ausnehmungen, Verbindungselemente im Rahmen des fachmännischen Könnens beliebig abgewandelt werden. Es können auch einzelne Merkmale der in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten und beschriebenen Merkmalskombinationen den Gegenstand eigenständiger, erfindungsgemäßer Lösungen bilden.

Des weiteren wurden zum besseren Verständnis der Erfindung in den Darstellungen teilweise ein unproportionaler Maßstab gewählt.

Bezugszeichenaufstellung

1: Heizvorrichtung
2: Unterbau
3: Aufstandsfläche
4: Feuerraum
5: Rauchzug

6: Rauchauslaß
7: Baustein
8: Ofenmantel
9: Oberfläche
10: Kachel

11: Ofentüre
12: Bedienöffnung
13: Stirnfläche
14: Nut
15: Außenfläche

16: Bohrung
17: Verbindungsvorrichtung
18: Dicke
19: Höhe
20: Länge

21: Halbierende
22: Randabstand
23: Randabstand
24: Innenfläche
25: Seitenflanke

26: Seitenflanke
27: Breite
28: Tiefe
29: Begrenzende
30: Hüllwürfel

31: Seitenkante
32: Schnittstelle
33: Mittelachse
34: Ausnehmung
35: Länge

36: Breite
37: Tiefe
38: Seitenflanke
39: Längs- und Querseitenkante
40: Randausnehmung

41: Bohrung
42: Randabstand
43: Distanz
44: Tiefe
45: Überlappungsbereich

46: Stoßfuge
47: Verbindungsvorrichtung
48: Feder
49: Verbindungselement
50: Flachleiste

51: Fortsatz
52: Verbindungselement
53: Flachbügel
54: Fortsatz
55: Decke

56: Wandteil
57: Distanz
58: Längsseitenflanke
59: Dicke
60: Stirnseitenflanke

61: Abstand
62: Anlagefläche
63: Pfeil
64: Bindemittel
65: Wandteil

66: Bolzen

Claims

Baustein (7) aus feuerfestem Material für eine Heizvorrichtung (1), insbesondere Kachelöfen, Kaminöfen, dessen Länge (20) und Höhe (19) ein ganzzahliges Vielfaches einer Dicke (18) ist, mit in zumindest drei umlaufenden Stirnflächen (13) angeordneten, sich in deren Längsrichtung erstreckenden Nuten (14) mit Mittelachsen, die sich längs einer Halbierenden der Dicke (18) erstrecken und parallel zu einer Außen- und/oder Innenfläche (15, 24) des Bausteines (7) verlaufen, von denen zumindest eine Ausnehmungen (34) aufweist, die in der Innenfläche (24) im Bereich von Schnittstellen (32) von Begrenzenden (29) von Hüllwürfel (30) mit einer Seitenkantenlänge entsprechend der Dicke (18) des Bausteins (7) und einer eine Vorderfläche der Hüllwürfel (30) halbierenden Mittelachse (33) in Richtung dieser Mittelachsen (33) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (34) sich beidseits der Begrenzenden (29) und zumindest von der durch die Stirnflächen (13) gebildeten Begrenzenden über einen Teil einer Distanz zwischen benachbarten Begrenzenden (29) erstrecken.
Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (34) in einer senkrecht zur Innenfläche (24) und senkrecht zur halbierenden Mittelachse (33) ausgerichteten Ebene einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweisen.
Baustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (34) in der senkrecht zur halbierenden Mittelachse (33) ausgerichteten Ebene eine Breite (36) im Bereich der Innenfläche (24) größer ist als im Bereich einer Bodenfläche.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (36) im Bereich der Innen- und/oder Bodenfläche sich über eine Länge (35) der Ausnehmung (34) verändert.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite (36) im Bereich der Innen- und/oder Bodenfläche von der Begrenzenden (29) des Hüllwürfels (30) in die einander entgegengesetzten Richtungen symmetrisch verändert.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Länge (35) der Ausnehmungen (34) parallel zur halbierenden Mittelachse (33) der Hüllwürfel (3()) im Bereich der Innenflächen (24) größer ist als im Bereich einer Bodenfläche.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche gekrümmt ausgebildet oder über Übergangsradien mit den Stirnseitenflanken und/oder Längsseitenflanken (60, 58) verbunden ist.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Innenfläche (24) in Richtung der Außenfläche (15) sich erstreckenden Ausnehmungen (34) in einer die Innenfläche (24) aufnehmenden Ebene einen trapez-, rhombenförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Länge (35) der Ausnehmungen (34) kleiner ist als eine halbe Länge der Seitenkanten (31) der Hüllwürfel (30).
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (34) in Richtung der Tiefe (37) allseitig konisch verjüngt, z.B. pyramidenstumpfförmig, ausgebildet ist.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tiefe (37) der Ausnehmungen (34) kleiner ist als die Dicke (18) des Bausteins (7).
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (37) der Ausnehmungen (34) um mehr als die halbe Breite (27) der umlaufenden Nuten (14) kleiner ist als die halbe Dicke (18) des Bausteins (7).
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (37) der Ausnehmung (34) um zumindest 5 mm zusätzlich zur halben Breite (27) der umlaufenden Nut (14) kleiner ist als die halbe Dicke (18) des Bausteins (7).
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tiefe (37) der Ausnehmung (34) um zumindest 50 % größer ist als eine Breite (36) der Ausnehmung (34).
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine minimale Breite (36) der Ausnehmungen (34) zumindest im Bereich der Innen- und/oder Außenfläche (24, 15) der Breite (27) der Nut (14) in den Stirnflächen (13) entspricht.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (13) gleichzeitig Hüllflächen der Hüllwürfel (30) bilden und sich die Ausnehmungen (34) im Bereich der halbierenden Mittelachse (33) bis zu den Stirnflächen (13) erstrecken und zu diesen hin geöffnet sind.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Baustein (7) in etwa senkrecht zur Außenfläche (15) verlaufende Bohrungen (41) angeordnet sind.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tiefe (44) der Bohrungen (41) kleiner ist als eine Dicke (18) des Bausteins (7).
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsmittelachse der Bohrungen (41) im Schnittpunkt der halbierenden Mittelachse (33) der Seitenkanten (31) der Hüllwürfel (30) angeordnet ist.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material ein Schamottematerial ist und die Formgebung durch einen Trockenpreßvorgang erfolgt.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (14), die Ausnehmungen (34) und die Bohrungen (41) durch Einpressen im Preßvorgang des Bausteins geformt sind.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Nuten (14) durch einen Zerspanungsvorgang, insbesondere Fräsvorgang gefertigt sind.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tiefe (28) der umlaufenden Nuten (14) um zumindest 50 % größer ist als eine Breite (27) der Nuten (14).
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung in einem Gießvorgang in einer Form erfolgt.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Breite (36) der Ausnehmung (34) im Bereich der Bodenfläche in etwa der Breite (27) der Nut (14) in den Stirnflächen (13) entspricht.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (41) sich von der Innen- und/oder Außenfläche (24, 25) zur gegenüberliegenden Außen- und/oder Innenfläche (15, 24) verjüngen, bevorzugt kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
Baustein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten- und/oder Längsseitenflanken (60, 58) unter einem eine Selbsthemmung bewirkenden Neigungswinkel verlaufen und ein Konuswinkel der Bohrung (41) einen selbsthemmenden Konuswinkel entspricht.
Mantel, insbesondere Ofenmantel, aus mehreren Bausteinen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsvorrichtung (47) zwischen den Bausteinen (7) zusätzlich zu den Nuten (14) und/oder Ausnehmungen (34) in diese Nuten (14) und/oder Ausnehmungen (34) einander benachbarter Bausteine (7) einsetzbare Verbindungselemente (52) umfaßt.
Mantel nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (52) durch eine Flachleiste (50) gebildet ist, deren Breite größer ist als eine Tiefe (28) der Nut (14) in den Stirnflächen (13) und deren Dicke (59) in etwa der Breite (27) dieser Nut (14) entspricht.
Mantel nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (49, 52) eine Flachleiste (50) mit zumindest zwei über die Längsseite derselben vorragenden Fortsätze (51) gebildet ist, wobei die Fortsätze (51) in einem dem Abstand (61) zwischen den Ausnehmungen (34) bzw. Bohrungen (41) entsprechenden Abstand abgeordnet sind.
Mantel nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Breite der Flachleiste (50) im wesentlichen einer Tiefe (37) der Nut (14) und eine Dicke (59) derselben im wesentlichen der Breite (27) der Nut (14) in der Stirnfläche (13) entspricht und daß die Fortsätze (51) über eine der beiden festlegenden Längsseitenkanten vorragen.
Mantel nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (51) zumindest in Längsrichtung des Verbindungselementes (52) eine der Querschnittsform der Ausnehmungen (34) angepaßte Querschnittsform aufweisen.
Mantel nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine Raumform der Fortsätze (51) der Raumform der Ausnehmungen (34) entspricht.
Mantel nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Ausnehmungen (34) und/oder der Fortsätze (51) mit Vertiefungen, insbesondere Nuten bzw. Rillen, zur Aufnahme von Klebemittel versehen ist.
Mantel nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (52) aus Metall oder Keramik besteht.
Mantel nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (52) durch Bolzen (66) gebildet ist, die über eine Tiefe (44) der Bohrung (41) entsprechende Länge einen der Bohrung (41) entsprechenden Durchmesser und über die restliche Länge ein der Breite (27) der Nut (14) in den Stirnflächen (13) entsprechenden Durchmesser aufweisen.
Mantel nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrung (41) der Breite (27) der Nuten (14) in den Stirnflächen (13) entspricht.