DE1451558A1 - Flachdecke fuer OEfen und sonstige Waermeanlagen oder -geraete - Google Patents

Description

DIETRICHUWINSKY

PATENTANWALT _e . . · „

ΗΗάΜ-HfJM. ami Umm Mh Mt I ·*-* ^M ' " .1 ^J ' 1flJ Dezember 1963

T«Won18iat i ■ ■ — 2489 - L/O

Etablissements T.E₀P₀ (SociSte" Anonyme)» Ie Bardon, par Meung-sur-Loire (Loiret) / Frankieich

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für öfen und sonst ige Wärne&nlagen odsr -geräte"

2fraoAÖ3iache Priorität vqä 15^. Dezember 19^2 aus

der französischen Patentaapeldung Hr,, 91Ö 764

Die Erfindung betrifft eine flache Gewölbedecke unter Verviendung von feuerfesten Deckensteiaen sur Abdeckung von öfen und anderen Wärmegeräten und -anlagen aller Art·

Bei der Konstruktion zahlreicher öfen und Kessel, wie aie beispielsweise in der lietallinduotrie, in der chemischen, keramischen und der Glasindustrie Anwendung finden» iet man häufig bestrebt» flache Forasn für die Gewölbedecke au verwenden, um einerseits Raun _% ■ zu gewiiinen und andererseits den Betriebserfordernissen genüge zu leisten.

Man wählt vorzugsweise diese Konstruktionsart für Ofen zum Brennen keramischer Erzeugnisse, inabosondere

aber für Tunnelofen, auch des/halb, weil die Decken-Unterseite der durch, die Aufschichtung üor au brennenden Produkte auf den Loren gebildeten« im allgemeinen

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ebenen Oberfläche angepasst v/erden muss«

Verschiedene vorbekannte Verfahren sur Herstellung derartiger Decken bestehen in der Verbindung ircn feuerfesten Teilen, die an einem metallischen Oberbau aufgehängt worden· Andere Konstruktionen verwenden ebenfalls metallische, jedoch in feuerfeßte Betoßteile eingelaesene Aufhängeelemente, die meist an Ort und Stelle gegossen werden.

Diese verschiedenen Verfahren weisen jedosh trotz aller arteigenen Vorteile gewisse Il&ngel auf. Die feuerfesten Stücke sind an den Berührungspunkten, cUh_e ihren Verbindungsstellen mit den metallischen AufJiängeteileii leicht zerbrechlich, wenn Zug- oder SchubSxäfte siuf sie einwirken Bin v/eiterer Kachteil liegt in der Schwierigkeit, eine gute Wärmeisolierung zu erreichen? diese Schwierigkeit ergibt sich dcr/njs, dass rasa l^otallteile nicht bis au einer Temperatur erhitsen darf $ die ihre mechanischen liigenschafteß schwinden lässt, voraus sich ein Kalorienverlust durch V;änaestrahlung ergibt»

feuerfeste aufgehängte Formstücke für Decken vorbekamiter Art haben ausserdem den Nachteil, imaer sehr . klein gehalten werden zu müssen, was infolge der gros— sen Anzahl von Dichtungen eine mangelnde Abdichtung zur Folge hat« Oft sind diese Formstücke kompakte feuer—

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feste Teile, also gute Wärmeleiter; daraus ergibt eich die Notwendigkeit, an der Unterseite eine oder mehrere Schichten isolierender Steine anzufügen. Dies wiederum bringt die Gefahr mit sich, dass bestimmte Aufhängeaetallteile einer zu hohen Temperatur ausgesetzt werden und somit ihre ursprünglichen mechanischen Eigenschaften nicht mehr bewahren. Alle diese feuerfesten Bauelemente können sich ausdehnen; dies stellt die schlechteste Belastung für solche liaterialien dar, die eich demgegenüber unter Druck weitaus besser verhalten. Ihr Üetalloberbau, mit welchem alle Aufhängestangen verbunden sind, ist kostspielig; hinzukommt, daaa er oft die oberhalb der Decke befindlichen Einrichtungen \?ie beispielsweise Brenner, Temperaturmeeaer, ■ Dampf- oder Rücklaufleitungen negativ beeinflusst·

Uird für Decken bekannter Art ein feuerfester, mit Hilfe einer inneren Armierung aufgehängter Beton verwendet, so besteht hierbei ein Nachteil bereits darin»

, dass diese Armierung im allgemeinen dae obere Drittel der Betonetärke, also eine verhältnlsmäesig dicke Betonschicht benutzt; dadurch wird der Beton SehnungBkräften unterworfen, woraus sich die Gefahr der Loslösung der nicht armierten Schicht ergibt./

- Oberhalb derartiger Decken laseen sich keine Schichten, aus isolierendem Material vorsehen, ohne dabei Gefahr :

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7.U laufen, dass die metallischen G tut steile einer EU hohen Tewperatur auegesetst v/erden, bei welcher sie unter sehr schlechten Bedingungen arbeiten würdenc

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese verschiedenen genannten Mängel vorbekanntor Beckenkonstruktxonen au beseitigen oder zumindest beträchtlich zn verringern, v/as in wesentlichen erfindungfcgemäDs dadurch ersielt v/ird» dass die Decken~ steine jeweils beiderseits von Tragebalken abgestützt und Deckensteine und Tragebalken in für die flache, horizontale oder schräge Abdeckung des betreffenden Ofens notwendiger Anzahl aneinandergereiht werden»

Weitere Merkmale der Erfindung und durch sie erzielte Vorteile gehen aus der nachstehenden. Beschreibung der Zeichnung hervor, die eine Decke der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Art in einer beispielsweise gewählten AusfUhrungsfona schematisch im Schnitt veranschaulicht. Fig. 1 zeigt dabei einen Querschnitt durch die Decke gemäss der Erfindung; Pig. 2 stellt einen Längsschnitt durch einen Tragebalken der Decke der Pig. 1 längs deren Linie H-II dar. Hierbei sind die beiden Arten von Betonteilen bezugsziffernmässig dadurch unterschieden, dass die tragenden Teile oder Tragebalken mit 1 und die getragenen Teile oder Deckensteine mit 2 bezeichnet sind. An jeden Deckenstein 2

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grenaon dabei jeweils zwei Tragebalken 1»

Ein Balken 1 setzt eich Jev/eilo zusammen aus mehreren einander gleichen, nebeneinander eingeordneten feuerfesten Betonteilen, wie ee Fig· 2 veranschaulicht«, Diese einzelnen Betonteile v/erden untereinander durch eine Stahlstange 3 gehalten, die sie in Längsrichtung durch einen bei der Fertigung vorgesehenen Kanal durcfcgjiert ^

und an deren beiden äusseren Enden ein Gewinde mit einer Schraubenmutter angeordnet lsi, die den Betonteilen den notv/endigenZuaammenhalt gibt; eine Stahlplatte 4 verteilt, hierbei den durch Stahlatange 3 und deren beiden Muttern ausgeübten Drftok auf die gesamte Querschnitt ef lache der Betonteile des Balkens 1.

Diteee Merkmal der Erfindung ermöglicht, die im allgemeinen \>ei Bolchen öfen anzutreffende Deckenspannv/eite au erreichen; man erzielt sie nämlich durch ent- %

sprechende Wahl der Anzahl der die Tragebalken 1 bildenden Elemente.

Dieser sich eo one Betoneinsselteilen zusammensetzende Aufbau eines Tragebalkens 1 ruht mit seinen beiden äuBseren Enden auf den Mauern oder Ofenzwischenwänden P- und Pgt wenn θβ eich um eine starre oder um eine unbewegliche, nur um eine anfängliche vertikale Ver-

echiebungBphaee verschobene Decke handelt. Handelt es

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sich aber um eine bewegliche Kecke mit einem metallischen Überbau, so .ruht" dex» Sira&ebalken'aufden ent op rechenden, EU diese« Zweck vorgesehenen Teilen der Einfassung.

Ist die Spanuv;eite oder die BeXas&ng eines Tragebalkens sehr gross, so κάώά c.qx Aufbau der diesen Laiken bildenden Teile eine Durchbiegung erfahren, was aur Folge·hat, dass Querkontra^tionon in der Stahlsfcange 3 auftreten, die aufgrund demselben sich dann ebenfalls in gleicher Sichtung durchbiegt und nicht vorhergesehenen Belastungen unterliegt. Daraus kann sich eine gewisse Störung in dem betreffenden Aufbau ergeben, wobei vor allein die mit verschiedenen, feuerfesten Elementen in Berührung stehenden Oborflachen, anormalen Belastungen ausgesetzt sind.

Pur diesen Fall sieht deshalb die hier vorgeschlagene Decke Aufhüngestangen 5 vor, die beispielsweise auo dom gleichen Stahl wie die Stange 3 gefertigt sind und an ihrem unteren Ende eine öse aufweisen, durch die sich die Stahlstange 3 erstreckt.. Jede Stange 5 befindet sich in einer Aussparung, die beim Guss der Stücke freigelassen -wird und welche senkrecht zu dem axialen Kanal der Stange 3 verläuft_o Die Anzahl und Verteilung der Hangestangen 5 werden in Abhängigkeit von verschiedenen technischen Daten wie Spannweite

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Belastung, Temperatur απ üer unteren Deckonflache usw. bestinat. Die Standen 5 sina also, um sur Halterung au Aieri.cn, fast mit einen beispielswsiae metallischen Träger 6 verbunden der sine unter den auvor aufgezeigten Be&ingangea genügende Festigkeit aufweist«, Dieser Träger 6 ruht entweder auf den äusssren Enden des Tragebalkeno oder auf einen unabhängigen Mauerwerk«

Die Seitenflächen eines Tragebalkens 1 sind derart geneigt, dass sein Querschnitt im v/esentlichen trapezförmig ist. Diese geneigten Seitenebensn geben dem Tragebalken 1 seine Tragfunktion in Ge&ensatz zu den sogenannten Deckensteinen 2, die das zweite die flachen Gewölbedecke gemäaa der Erfindung bildende Element darstellen· ' *

Auf diese l/eiee ist es Biö£lich, jeweils einen feuerfesten Betonteil 2 in den zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tragebalken 1 befindlichen Raun zu setzen. Dieses Bauelement 2 mit flacher oder leicht gekrümmter Innenfläche liegt auf den beiden betreffenden benachbarten Tragebalken 1 auf; und sein Eigengewicht sowie seine Belastung äuesern. sich hauptsächlich in einer Druckkontraktion, die derjenigen einer flach gebauten Docke entspricht₉ die als Druckpunkt die Oberfläche dieser Tragabalken besitzt.

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Bei bestimmten Ofenartcn werden die Brennstoffe über die Ofendecke eingeführt. Die oben beschriebenen Deckensteine .2 bieten alle hierfür wünschenswerten Möglichkeiten., Da sie aus feusx'fectem Beton hergestellt werden, genügt es ι üerne bei ihi*er Fertigung vorzusehen, um so die gewünschten Öffnungen auszusparen, die als Strahlungsoder Einlasßflüche für Arbeitsöffnungen 7 der Brenner oder andere Zwecke wie s.B. Ofenüberwachung liswo dienen sollen.

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Ein Vorteil der hier vorgeschlagenen Decke.liegt darin, dass man die Deckensteine mit isolierenden Beton herstellen kann, und swar unter grösserem Gewinn an thermischem Virkungsgrad· Die Folge davon ist, dasü die abgestützten Bauelemente leichter gemacht v/erden können und daniit auch die den Tragebalken auferlegte Last geringer v/ird.

Die Tragebalken 1 v/erden also verschiedenen Kontraktionen ausgesetst, die durch den V/ideratand der Stahlstange 3, der Hängestangen 5 und des Trägers 6 in gewissen Grenzen gehalten sind. Das statische Gleichgewicht der Trageb&lkytfen 1 schliesst also ihre vollständige Unterdrucksetzung ein; dieser Kraft gegenüber weist der feuerfeste Beton die beste Widerstandsfähigkeit auf, und das ist der Ausgangspunkt des Erfindungegedankens·.

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Da ira übrigen dor Schub der Deckensteine sich bei jedem Balken aufhebt und die Balken grundsätalich die Aufhebung des Schubs, falls er nicht vertikal ist, bedingen, v/erden die horizontalen Komponenten beseitigt, die bei gekrümmten Deckenkonstruktionen, insbesondere solchen, die nur eine schwache Durchbiegung aufweisen, die Anv/eaenheit von zahlreichen gewichtigen und damit kostspieligen trofileisen für die äuosere Armierung er*- ^ forderlich machen·

Die Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die aus nebeneinander angeordneten Teilen g'i. ildeten Tragebalken, sondern auch jedes einzelne dieser Teile ebenso wie das Ilaterial, aus dem sie gefertigt sind·

Die hier vorgeschlagene Decke bietet gegenüber derartigen Decken bekannter Bauart ganz bea/ichtlicha Vorteile. Einerseits sind die Tragbalken bedingt durch ihre Bauweise im wesentlichen Druckbeladungen unterworfen, " denen gegenüber der feuerfeste Beton sowohl bei Kälte ■ als auoh bei Hiteo die beste Widerstandsfähigkeit aufweint· Ausserdom können die Tragebalken in zahlreichen Fällen aus feuerfesten und gleichzeitig isolierenden Betont eilen bestehen, '-.oraus sich eine Verringerung der Wärmeverluste über die Decke ergibt. Dadurch werden weder die Aufhängestangen noch die

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Querstangen einer au hohen Temperatur ausgesetzt, da ihre Dicke im allgemeinen gross genug ist und sie im übrigen noch gegebenenfalls erhöht v/erden kann, ohne dass sich daraus ein liachteil ergibt „ In diesem Falle verhält sich die sich daraus ergebende Gewichtserhöhung proportional sur Vergrösserung des den Druck ausgesetzten Querschnitts. Die Aufhängestangen ebenso vfie die Tragebalion sind nicht in den Beton eingebettet, sondern in Aussparungen desselben etv/us gröasdren Querschnitts angeordnet, ^voraus sich eine weniger- gute Y/eiterleitußg der Warms vom Beton au den Metallteilen ergibt, was für letztere bedeutet, dass sie ihre guten mechanischen Eigenschaften stet© beibehalten* Bie fragebalken, die für äie Festigkeit dieser 3)©ekenart von grosser Bedeutung sind; sind Fertigteil®! daraus srgibt aich die Gewissiieit, dass Daten mechanischer Festigkeit, uleicnförjaigkeit, Ebenheit und Beständigkeit erzielt werdeis wie diea nur bei in der V/erkstatt vorgefertigtem Betonteilen möglich ist. Die 3>®ekeneteine_s die den SwischenrauEi zwischen den einseinen aufeinanderfolgenden Tragebalken ausfüllen, bilden die grösste Oberfläche Decke der erfindungsgemäse vorgeschlagenen Art. Da eie im allgemeinen aus isolierendem Beton hergestellt sind, kommen zu den oben bereits aufgeführten Eigenschaften noch die einer ausgezeichneten Wäraeiso-

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lierung hinzu« Eine solche Decke eine8 Tunnelofens zum Brennen von Bausteinen mit einer !Temperatur von 1 000 bis 1 050^Cbeiepielsv/eise ergibt einen Yiärmeverlust, äer unter 900 Keal/m /m/h/°C liegt* Da der gesamte Aufbau von Tragebalken und Beckensteinen ausschliesslich Bruckbelastungen ausgesetzt ist, werden horizontale Druckkomponenten völlig vermieden· Dadurch kann man die äussere Armierung auf ein Minimum verringern und die Kräfte beseitigen, die gewöhnlich auf die Aussenv/ände bei vorbekannten Bauarten einwirken·

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Claims (4)

T- · ■ » .-■Λ-45Ϊ558 -12-Patentansprüche:

1. Flachdeeke für Öfen und sonstige Miärineanlagen oder -geräte unter Verwendung von feuerfesten Deckensteineß, dadurch gekennzeichnet«, dass die Deckenstein

(2) jeweils beiderseits von Tragebalken (1) abgestützt und DeokensteiB und Tragebalken in für die Ofenabdeckung notwendiger Anzahl aneinandergereiht sind.

2. Decke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass . die Tragebalken (1) aus nebeneinandergesetzten und unter Druck zusammengehaltenen Einzelteilen aus einem feuerfesten oder halbisolierenden Beton bestehen«

3. Decke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betoneinzelteile jedes Tragbalkens (1) einen. sie gemeinsam durchlaufenden Kanal aufv/eis en, durch den sich eine Dtahlstange (3 J erstreckt, welche die Mn*«Iteile, vorzugsv/eise über eine Druckverteilungeplatte (4), zusammenhält·

4. Decke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet*, dass

_: jeder Tragebalken (1) mittels an der Stahlstange (3) angreifender Aufhängestangen (5) jeweils.an einem über dem Tragebalken angeordneten starren Eisenträger (6) aufgehängt ist·

5* Decke nach einem der Ansprüche 1 bis 4* dadurch

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gekennzeichnet, dass die Tragebalken (1) an ihren beiden Seitenflächen nach oben verjüngend abgeschrägt sind und auf diesen Schrägen die benachbarten Deckensteine (2)
abstutzen.

6· Decke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckenstoine (2) aus einem
feuerfesten und isolierenden Füllbeton gefertigt sind·

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