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Die Erfindung betrifft eine Ofenkachel aus Keramikmaterial und einen aus einer Vielzahl von derartigen neben- und übereinander angeordneten, durch Schamottemörtel miteinander verbunde- nen Kacheln bestehenden Kachelmantel eines Kachelofens.
Bei bekannten Ofenkacheln aus Keramikmaterial stehen die vier Setzkanten um ein bestimm- tes Mass gegenüber dem Kachelrumpf vor. Anders ausgedrückt : Setzkanten gehen auf der Rückseite der Kachel in eine Hohlkehle über, die am sogenannten Rumpfbart ausläuft. Der Rumpfbart bildet einen umlaufenden Steg auf der Rückseite der Kachel. Mit derartigen Kacheln werden traditionelle Kachelöfen in herkömmlicher Setztechnik hergestellt. Der Aufbau eines Ofen- mantels aus solchen Keramikkacheln erfordert neben dem Kostenfaktor "Kacheln" einen hohen Arbeits- und Zeitaufwand, der überwiegend auf der Baustelle selbst, d. h. am vorgesehenen Standort des Kachelofens anfällt.
Die auf der Baustelle vorzunehmenden Arbeiten beginnen mit dem Auslegen (Couleuren) des gesamten Kachelmaterials entsprechend der Kachelofenmantel-Skizze auf dem Boden. Dabei werden die Keramikkacheln nach Farbe und Reinheit der Glasur aufeinander abgestimmt. Nach Herstellung des Fundamentes und des Sockels und Aufstellung des Heizeinsatzes nebst dem zugehörigen Mauerdurchbruch und Schornsteinanschluss wird die Setzlinie für die erste Kachel- schicht auf den Sockel übertragen. Die einzelnen Kacheln werden auf der Setzlinie markiert und der Fugenabstand korrigiert. Vor dem Setzen werden die einzelnen Ofenkacheln - insbesondere wenn sie fugenlos, also "auf Stoss" zu setzen sind - zum Vergrössern der Setzkantenfläche behau- en.
Dabei wird mit dem Töpferhammer von den vier Setzkanten soviel "Fleisch" abgeschlagen, bis etwa sechs Millimeter von der Glasurkante bis zur Setzkantenmitte verbleibt. Die dabei anfallenden Splitter werden später als "Zwickermaterial" verwendet. Das Behauen ist sehr sorgfältig auszufüh- ren, um zu vermeiden, dass die Glasur beschädigt und die Kachel möglicherweise nicht mehr zu verwenden ist. Dieser Arbeitsgang ist sehr zeitaufwendig, also ein erheblicher Kostenfaktor.
Beim Setzen der ersten Ofenkachel in ein Mörtelbett aus Schamottemörtel wird die Fugenbrei- te unter Zuhilfenahme von Holzkeilen, die von aussen in die Fuge gedrückt werden, festgelegt und die Kachel auf lot- und waagerechten Stand justiert. Danach werden die beim Behauen der Kachel entstandenen Kachelsplitter (oder auch Reste von Schamotteplatten) unter dem Rumpfbart der Kachel in den Mörtel gedrückt, um der Kachel einen besseren Halt zu geben und um spätere Schwindungsrisse im Mörtel zu verhindern. Diese Arbeitsgänge wiederholen sich, bis alle Kacheln der ersten Reihe gesetzt sind. Nach dem Abbinden der ersten Kachelreihe wird die zweite Kachel- reihe gesetzt. Die gesetzten Kachelreihen werden verzwickert, verklammert und ausgefüttert.
"Verzwickern" heisst, dass die lotrechten Zwischenräume zwischen den Rumpfbärten der Ka- cheln mit Schamottemörtel angefüllt und in diesen Mörtel Schamotteplatten-Reste oder Tonziegel- streifen eingerieben werden.
Diese Zwicker erfüllen die gleiche physikalische Funktion wie die Kachelsplitter beim Setzen der ersten Kachelreihe: Sie verhindern Lufträume und Schrumpfrisse in der Mörtelsubstanz. Das "Verklammern" der Ofenkacheln soll die Dehnungs- und Schrumpfungskräfte auffangen, die wäh- rend der Heizperiode entstehen. Deshalb werden die Kachelrümpfe nach dem Verzwickern mit aus Ofendraht gebogenen Klammern verbunden, deren Enden unter Spannung die lotrechten Rumpf- bärte zweier benachbarter Kacheln übergreifen. Erst wenn die Kacheln verzwickert und verklam- mert sind, wird eine ausreichende Dichtigkeit und Festigkeit der Kachelfugen erzielt. Anschliessend werden die Kacheln mit sogenannten Ausfuttersteinen ausgefüttert.
Die geschilderten Abläufe, die in dem Buch "Kachelofenbau" von Bernd Grützmacher (Callwey Verlag München 1996) beschrieben sind, wiederholen sich von Kachelreihe zu Kachelreihe.
Um die beim Setzen eines Kachelofens anfallenden Arbeiten zu vereinfachen, wurden ver- schiedene Vorschläge gemacht, die im wesentlichen darauf hinzielen, Kachelöfen ohne Verbin- dungsmasse, d. h. ohne Schamottemörtel, herzustellen.
Aus der Europäischen Patentschrift EP 0 166 711 ist ein Kachelofen bekannt, bei dem zwei benachbarte Kacheln im Einbauzustand eine vertikale Nut bilden, die sich schwalbenschwanzför- mig zur Vorderseite der Kacheln erweitert. An der Rückseite der Kacheln ist eine Schamotteplatte angeordnet, die mit einem Vorsprung in die schwalbenschwanzförmige Nut eingreift. Der nötige Zusammenhalt benachbarter Kacheln wird durch herkömmliche Drahtklammern bewirkt ; zur Ab- dichtung werden an sich bekannte Asbestschnüre oder dergl. verwendet. Da diese Konstruktion ohne Ausfugung und ohne Ausfüllen der Zwischenräume mit Mörtel im "Steckverfahren" hergestellt
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werden soll, kann sie die Standfestigkeit eines herkömmlichen Kachelofens und dessen Bestän- digkeit gegen Wärmedehnungsspannungen nicht erreichen.
Vielmehr besteht die Gefahr, dass die Kachelreihen oder die Kachelverbünde auseinanderrutschen oder kippen.
Aus der Deutschen Patentschrift 742 280 ist ein transportabler Kachelofen mit einer inneren, eisernen Bewehrung bekannt. Bei diesem Kachelofen sind die an ihrer Hinterseite mit Stegen versehenen Kacheln durch federnde Hakenklammern aus Eisen paarweise miteinander verklam- mert. Wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Keramikmaterial und Eisen ist dieser Kachelofen jedoch nicht beständig gegen Wärmedehnungsspannungen, welche die Festigkeit der Kachelverbünde beeinträchtigen können.
Durch die Deutsche Offenlegungsschrift DE 33 26 844 ist ein Kachelofen bekannt, der aus mehreren übereinander angeordneten Ringen aufgebaut ist, die aus feuerfestem Material, z. B. aus armiertem Feuerbeton, gegossen sind. An der Aussenseite der Ringe können Ofenkacheln eingegossen sein. Die Ringe sind untereinander durch Dichtschnüre und feuerfesten Mörtel abge- dichtet. Diese Konstruktion ist mit einem traditionellen Kachelofen nicht vergleichbar.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Setzen eines traditionellen Kachelofens zu vereinfachen und die auf der Baustelle, d. h. am Standort des Kachelofens, anfallenden Arbeiten des Ofensetzers zu reduzieren und die Bauzeit zu verringern.
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das Verzwickern und Verklammern der Kachelstege entfällt und trotzdem eine hohe Dichtigkeit und Festigkeit der Ka- chelfugen erreicht wird. Ein Behauen der Setzkanten ist nicht mehr erforderlich. Die Kacheln kön- nen schneller und leichter verarbeitet werden und das Verfestigen der Kachelreihen geschieht weit schneller als bei der herkömmlichen Bauweise. Die durch die neue Setztechnik mittels der Kera- mikklammern erzielbare sehr hohe Festigkeit der Kachelwände erlaubt die Vorfertigung von runden oder eckigen Kachelwänden, d. h. es können grosse Teile des Kachelmantels, z. B. eine oder mehre- re Kachelreihen, in der Werkstätte vorgefertigt und als Ganzes zur Baustelle transportiert werden.
Da das Auslegen (Couleuren) des Kachelmaterials ebenfalls in der Werkstätte vorgenommen werden kann, entfällt auch dieser zeitaufwendige Arbeitsgang auf der Baustelle. Der Kachelmantel kann somit entsprechend dem Arbeitsfortschritt beim Mauern der einzelnen Liegezüge am Standort des Kachelofens aus grösseren Teilen zusammengesetzt und ausgefüttert werden. Die neue Setz- technik für Keramikkacheln ergibt gleichwohl einen traditionellen Kachelofen mit allen Möglichkei- ten der Herstellung einer leichten, mittelschweren oder schweren Bauweise, je nach Dicke der Ausfütterung und gegebenenfalls eines Vorschubes aus Schamotteplatten.
Gemäss Patentanspruch 2 eignet sich die Erfindung gleichermassen zum Setzen von Schamot- te-Elementen für Kamin- oder Steinöfen oder dergl..
Gemäss Anspruch 3 und 5 eignet sich die Erfindung gleichermassen zum Aufbau eines Kachel- mantels eines Kachelofens aus erfindungsgemässen Kacheln, ebenso wie sich gemäss Anspruch 4 die Erfindung zum Aufbau einer Wand eines Kamin- oder Steinofens aus erfindungsgemässen Bauelementen eignet.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Kachelofenmantel als Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen eingehend erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Rückseite von vier Kacheln, die durch keramische Klammern miteinander verbun- den sind, in verkleinerter räumlicher Darstellung;
Fig. 2 einen Verbund von neun Kacheln, die durch keramische Klammern miteinander ver- bunden sind, in verkleinertem Massstab, von der Rückseite gesehen;
Fig. 3 drei Kacheln, die durch keramische Klammern miteinander verbunden sind, in verklei- nertem Massstab, von der Seite gesehen und aufgeschnitten;
Fig. 4 ein Detail zweier Kacheln, die an einer Ecke durch eine keramische Klammer miteinan- der verbunden sind, von der Seite gesehen, aufgeschnitten;
Fig. 5 ein Detail von vier Kacheln, die an ihren Ecken durch eine keramische Klammer mitein- ander verbunden sind, von hinten gesehen, aufgeschnitten.
Die Fig. 1 zeigt die Rückseite von vier Kacheln 1,2, 3 und 4, deren Setzkanten nach hinten verlängert sind, so dass an jeder Kachel bündig mit ihren vier Setzkanten etwa rechtwinklig nach hinten ragende, umlaufende Stege 5 ausgebildet sind. Die jeweils aneinander gefügten Stege 5 der Kacheln 1,2, 3 und 4 werden von U-förmigen keramischen Klammern 6,7 zusammengehalten.
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Hierzu greifen die Schenkel 8 der Klammern 6 und die Schenkel 9,10 der Klammer 7 über die Stege 5 der neben- und übereinander liegenden Kacheln 2,4 und 1,3 bzw. 1,2 und 3,4. Die Schenkel 9 und 10 der Klammer 7 sind zur Verbindung der Ecken der vier aneinander gefügten Kacheln 1,2, 3 und 4 mit Aussparungen 11 versehen, die jeweils in der Mitte der Schenkel 9 und 10 herausgebrochen werden. Dadurch verbindet die Klammer 7 alle vier Kacheln 1 bis 4 miteinan- der, und zwar mit ihren Schenkeln 9 und 10 die übereinander angeordneten Kacheln 1 und 2 sowie 3 und 4, mit ihrem Schenkel 9 die nebeneinander angeordneten Kacheln 1 und 3, und mit ihrem Schenkel 10 die nebeneinander angeordneten Kacheln 2 und 4. Zum Setzen der Ofenkacheln wird auf die Aussenseite des Steges 5 eine dünne Schicht aus Schamottemörtel aufgetragen.
Dann werden die Kacheln auf die gewünschte Fugenstärke aneinander gefügt. Nach dem Setzen der Kacheln werden die keramischen Klammern 6,7 mit Schamottemörtel ausgefüllt und fest über die Stege 5 der Kacheln geschoben. Der zeichnerischen Klarheit wegen ist der Schamottemörtel in Fig. 1 nicht dargestellt. Es ist deutlich erkennbar, dass die Setzkanten durch die Stege 5 eine we- sentliche Verbreiterung erfahren. Dadurch entfällt das Behauen der Kacheln vor dem Setzen, selbst wenn die Kacheln fugenlos, d. h. auf Stoss zu setzen sind.
Die Fig. 2 zeigt die Rückseite eines Verbundes von neun Kacheln 12, deren Stege 5 durch ke- ramische Klammern 6,7 miteinander verbunden sind. Wie anhand von Fig. 1 eingehend erläutert wurde, verbinden die Klammern 6 die Stege 5 von jeweils zwei neben- bzw. übereinander ange- ordneten Kacheln 12, während die Klammern 7 mit den aus ihren Schenkeln herausgebrochenen Aussparungen die Stege 5 von jeweils vier mit ihren Ecken aneinander gefügten Kacheln 12 mit- einander verbinden. Die Fugen zwischen den Stegen 5 sind mit Schamottemörtel 16 ausgefüllt.
Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch drei nebeneinander liegende Kacheln. Die mittels Schamot- temörtel 16 aneinander gefügten Kacheln 13 und 14 bzw. 14 und 15 sind durch keramische Klam- mern 6 verbunden, die mit Schamottemörtel 16 ausgefüllt und fest über die Stege 5 der Kacheln 13 und 14 bzw. 14 und 15 geschoben sind.
Die Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die mittels einer Klammer 7 aneinander gefügten Ecken zweier Kacheln 17 und 18. Die Schnittebene ist in der nachfolgenden Fig. 5 mit A-B bezeichnet.
Die Schenkel 9 der Klammer 7 übergreifen sowohl die parallel zur Schnittebene verlaufenden Stege 5 als auch mit ihren Aussparungen 11 die rechtwinklig zur Schnittebene verlaufenden Stege 5' der Kacheln 17 und 18.
Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Ecken von vier Kacheln, und zwar mit Blick von hinten in eine Keramikklammer 7 hinein. Die Schnittebene ist in Fig. 4 mit C-D bezeichnet. Aus dieser Zeichnung ist erkennbar, wie die Klammer 7 mit ihren Schenkeln 9 und 10 und deren Aussparun- gen 11die Stege 5 und 5' der Kacheln übergreift.
Für die Fig. 4 und 5 gilt gleichermassen, dass der Spalt zwischen den Schenkeln der Keramik- klammern und den Stegen der Kacheln mit Schamottemörtel ausgefüllt ist. In den Fig. 4 und 5 ist der zeichnerischen Klarheit wegen lediglich der Schamottemörtel 16 in den Fugen zwischen den Stegen der Kacheln eingezeichnet.
Wenn auch in den Fig. 1 bis 5 das Verbinden von Keramikkacheln für einen Kachelmantel eines Kachelofens dargestellt ist, gelten die diesbezüglichen Erläuterungen selbstverständlich ebenso für das Setzen von Schamotte-Elementen für Kamin- oder Steinöfen oder dergl..
PATENTANSPRÜCHE:
1. Aus Keramikmaterial bestehende Ofenkachel mit an ihrer Rückseite nach hinten ragenden
Stegen zum Aufbau eines Kachelmantels eines Kachelofens, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (5) an allen vier Setzkanten der Kachel (1,2, 3,4) umlaufend angeordnet sind, einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und bündig mit den Setzkanten im We- sentlichen senkrecht zur Fläche der Kachel (1, 2, 3, 4) nach hinten ragen.
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