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Verfahren und Einrichtung zum Aufbau von Öfen. Es ist bekannt, Ofen
mit unebenen Wänden, insbesondere Schachtöfen oder Salzbadöfen, so auszumauern,
daß das innere, hoch hitzebeständige und isolierende Mauerwerk ein Gewölbe bildet,
das durch Stützen gegenüber dem Ofenmantel verspannt wird. Dabei werden bekannte
runde Ofentypen je nach ihrem Durchmesser aus entsprechend für jeden Durchmesser
genormten oder besonders zu bearbeitenden Formsteinen hergestellt.
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Für den Aufbau solcher Ofen werden auch normalisierte Steine verwendet,
die gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Ecksteinen in verschiedenen, am besten
beliebigen Winkeln unter Paßsitz aneinandergesetzt werden können. Dadurch wird es
möglich, Vielecke von beliebiger Eckenzahl ohne Paßarbeit aus den Steinen zusammenzusetzen,
wodurch man mit für die Praxis ausreichender Genauigkeit jeden beliebigen Ofendurchmesser
zusammenbauen kann.
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Um die Steine in beliebigem Winkel aneinandersetzen zu können, können
sie beispielsweise an ihren gegen den nächsten Stein angrenzenden Seitenflächen
gewölbt, d. h. als Zylinderfläche oder im Vieleck, d. h. prismatisch vorspringend,
ausgebildet sein, wobei dann der nächstfolgende Stein in entsprechender Weise einspringend
ausgebildet sein muß.
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Die Erfindung hat nun die Aufgabe, auf diesen Erkenntnissen aufbauend
einen Ofen zu schaffen, der hinsichtlich Ofenform, d. h. Querschnitt und Durchmesser,
und auch in bezug auf die elektrische Leistung vielseitig variierbar ist.
Um
dieses zu erreichen, sind bei einem elektrischen Ofen, insbesondere Glüh- und Härteofen,
mit die Heizwicklung tragenden, die Ofenwandung bildenden Tragplatten aus hochhitzebeständigem
Werkstoff, die an ihren aneinander angrenzenden Stirnflächen zylinderartig vorspringend
bzw. einspringend ausgebildet und, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Ecksteinen,
zu einer durch Verspannung gehaltenen vieleckigen Ofenwandung im Paßsitz zusammengesetzt
und erfindungsgemäß die Tragplatten mit mehreren nebeneinander angeordneten, parallel
zu den aneinander angrenzenden Stirnflächen verlaufenden, zur Aufnahme verschiedenartiger,
aus den Tragplatten herausragender Heizwicklungshalter dienenden Nuten versehen.
In diese Nuten werden Zweckmäßig auswechselbare; aus den Steinplatten herausragende
Halteteile eingebracht. Man kann dann, je nachdem man die Heizwicklungen weiter
entfernt bzw. näher an der Wandung des Ofenmauerwerkes vorsehen will, verschiedenartige
Halteteile anordnen. Auch können die Halteteile in verschiedenen Abständen angebracht
werden und beispielsweise so ausgebildet sein, daß spiralförmige Heizwendel, bandförmige
Heizelemente oder aber mäanderartig ausgestaltete Heizwicklungen befestigt werden
können. Auf diese Weise können je nach Wunsch die verschiedensten Heizwicklungen
in dem zu bauenden Ofen vorgesehen werden, ohne daß dabei eine große Anzahl von
Bausteinen für den Aufbau des Mauerwerkes oder eine große Lagerhaltung von verschiedenartigen
Abstützteilen erforderlich wäre.
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Um die Zahl der Möglichkeiten der zu bauenden Ofenformen noch zu erhöhen,
können Steinplatten verschiedener Bauhöhe sowohl als Baulängen vorgesehen werden.
Beispielsweise hat es sich als zweckmäßig erwiesen, um die Ofenhöhe leichter stufen
zu können, Bauplatten von etwa 300 mm Höhe als auch solche von etwa 5o mm
Höhe zu verwenden. In Sprüngen von 5o : 5o mm läßt sich dadurch jede Ofenhöhe ausführen,
ohne daß Zuscbneidearbeiten an den Platten notwendig wären. Aus den gleichen Gründen
empfiehlt sich auch die Verwendung von Platten verschiedener Länge. Wenn beispielsweise
Platten von 270 bis 305 mm bei sonst gleicher Ausführung verwendet
werden, gelingt es, den Durchmessersprung auf etwa 5o bis 75 mm zu verringern; der
bei Verwendung einer Platte allein rund doppelt so groß wäre.
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Die Zahl der praktisch notwendigen Steine wird sich noch dadurch etwas
gegenüber der theoretisch ausreichenden Zahl erhöhen, da naturgemäß für Ofen mit
niedriger Betriebstemperatur dünnere Platten als für solche von höherer Temperatur
vorgesehen werden. Ebenso werden selbstverständlich Ofen von extrem kleinem Durchmesser
aus kürzeren Steinen, welche von extrem großem Durchmesser aus längeren Platten
hergestellt werden.
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Hinzukommt, daß gemäß der weiterenErfindung auch noch solche Verbindungsstücke
für die Steine bzw. eine derartige Ausgestaltung der-Paßfläche der in beliebigen
Winkeln zusammensetzbaren Steine erzielt werden können, daß sie auch in ebener Fläche
zusammensetzbar sind und somit zusätzlich auch für den Aufbau von Ofen mit ebenen,
also nicht gewölbten Flächen verwendet werden können. Ein besonderer Vorteil der
Erfindung besteht dabei darin, daß die Steine nicht nur für ortsfeste Ofen, wie
Schachtöfen, verwendet werden können, sondern auch für kippbare Ofen, und daß sie
ohne Schwierigkeiten mit Draht- oder Bandwicklung in jeder beliebigen Form versehen
werden können.
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An Hand mehrerer Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert
werden. So zeigen die Fig. i und 2 einen Ofen gemäß der Erfindung in Draufsicht
bzw. im Vertikalschnitt, wobei mit i die in beliebigem Winkel zusammensetzbaren
Steinplatten bezeichnet sind. Zu diesem Zweck sind die Steine an ihrer einen Seite
mit zylinderartig vorspringenden Gelenkteilen 2 versehen, die in am nächsten Stein
auf der entgegengesetzten Seite vorgesehene, zylinderartig einspringende Nuten 3
eingreifen.
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Der Deutlichkeit halber ist ein Stein gemäß der Erfindung in Fig.
3 in vergrößertem Maßstab herausgezeichnet. Mit 4 ist ein in der Nut 5 des Steines
vorgesehener Halteteil bezeichnet, von dem die Bandwicklung 6 getragen wird.
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Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die übereinanderliegenden Steine
nach der Linie A-A gemäß der Fig. 3. Die bandförmige Heizwicklung 6 wird dabei in
der Weise in den Ofen, und zwar zweckmäßig von oben her, derart eingebracht, daß
etwa die Halteteile einer Windung in die Bandwicklung eingefädelt werden, dann die
Halteteile in die entsprechenden Nuten 5 der Steine eingelegt werden, und darauf
die betreffende Windung des Bandes in den Ofen geführt wird, worauf die nächste
Windung in gleicher Weise in den Ofen eingebracht wird. Selbstverständlich kann
das Profil der Nut auch anders ausgestaltet werden, wie beispielsweise die Fig.
5 zeigt.
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Die Fig. 6 zeigt des weiteren einen Halteteil 8,
der nicht,
wie bisher beschrieben, von oben in die Nut eingeführt werden muß, sondern stets
an der Stelle, an der er benötigt wird. Dies wird durch die besonders im Querschnitt
schlüsselartige Ausgestaltung der Nut 9 erreicht und den entsprechend stufenförmig
ausgebildeten Endteil to des Teils 8, der an seiner Befestigungsstelle durch ein
Halteklötzchen i i verspannt werden kann.
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Aus der Fig.7 ist zu ersehen, daß mit den Steinen i der bisherigen
Figur auch Ofen mit ebenen Wänden zusammengesetzt werden können. Dort tragen die
Halteteile 4 Rohre aus hoch hitzebeständigem Material 12, auf denen die Heizwicklungen
13 aufgebracht sind.
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Die Fig. 8 zeigt in perspektivischer Darstellung den Zusammenbau zweier
Steinplatten 14 unter Zwischenschaltung eines Ecksteins 15, und zwar ist die linke
Steinplatte mit einer größeren Anzahl zweckmäßig schwalbenschwanzartig ausgestalteter
Vertikalnuten versehen, während die rechte Steinplatte beispielsweise mit kreisförmig
ausgebildeten Nuten versehen ist. Der Eckstein selbst ist in seiner Draufsicht und
in seiner Seitenansicht in Fig.9
und io dargestellt. In die Nuten
können die verschiedensten Tragsteine eingebracht werden. Auf der linken Seite der
Fig.8 sind beispielsweise Traghaken 16 in den, Nuten 17 vorgesehen, die zur Befestigung
von Heizwendeln dienen können. Wie ersichtlich, kann beispielsweise jeweils eine
Nut übersprungen werden, unter Umständen auch mehrere, was sich je nach der Stärke
des Bandes des Heizwendels bzw. nach dessen Durchhang im erhitzten Zustand richtet.
Auch können, wie auf der rechten Hälfte der linken Platte der Fig. 8 dargestellt,
Tragteile i9 für mäanderartig ausgestaltete Heizwicklungen 20 verwendet werden.
Der vertikale Abstand der Tragteile i9 kann beispielsweise dadurch eingehalten werden,
daß in die Nuten 17 prismatische oder rohrförmige, beispielsweise keramische Teile
eingebracht werden. Wie ersichtlich, sind unten Abstandsstücke 21 für den unteren
Teil der mäanderartig angeordneten durchhängenden Heizwicklungsbänder 2o angeordnet.
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Die Ausgestaltung der Traghaken i9 im einzelnen geht aus den Fig.
i i bis 13 hervor; die Ausgestaltung der Abstandsstücke 21 ist aus den Fig. 14 bis
16 ersichtlich. Der obere Teil der rechten Seite der Fig. 8 zeigt eine Anordnung
der Heizwiderstände, wie sie insbesondere bei kippbaren Tiegeln in Frage kommt.
Dort werden mit den Haltern 22 die Rohre 23 aus hochhitzebeständigem Material gehalten.
auf denen die Heizwicklungen angebracht werden. Die Rohre werden dabei von zwei
sie völlig umschließenden Halteteilen gehalten, deren Aufbau aus Fig. 17 und 18
im einzelnen zu erkennen ist. Anstatt eines Wicklungstragrohres können natürlich
die Heizwendel (bei frei tragender Wicklung) auch unmittelbar von Halteteilen gemäß
Fig. 17 und 18 getragen werden. Auch können insbesondere für Heizwendel Rinnen 24
gemäß dem unteren Teil der rechten Hälfte der Fig.8 durch entsprechend ausgebildete
Halteteile 25 vorgesehen werden.
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Insbesondere bei Öfen großer Durchmesser, die natürlich mit großen
Chargengewichten beschickt werden, ist es zweckmäßig, die Wicklungstragsteine vor
der Berührung mit der Charge durch mechanisch feste Teile zu schützen. Am zweckmäßigsten
ist es, die Ecksteine dann so auszubilden, daß sie auf der Seite des Ofeninnern,
wie Fig. i9 zeigt, in praktisch ausreichendem Maße über die Heizwicklung hinausragen.
Zum Schutz der keramischen Teile vor Stößen würde es dann bei besonders hohen Chargengewichten
zweckmäßig sein, die Steinkanten durch hitzebeständige metallische Baustoffe
26 zu schützen.
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Bei Verwendung von Bandwicklung muß es konstruktiv möglich sein, den
seitlichen Abstand der Traghaken in gewissen Grenzen zu variieren, insofern nämlich,
als Bänder größerer Breite auch größeren seitlichen Abstand haben müssen als schmale
Bänder. Man kann diese konstruktive Forderung dadurch verwirklichen, daß man mehrere
Tragplatten mit lotrechten Rillen vorsieht, deren Rillenmittenabstand sich unterscheidet.
Erfindungsgemäß werden vorzugsweise Platten mit gleichem Rillenabstand verwendet
und der unterschiedliche Traghakenabstand dadurch erreicht, daß bei gleichem Rillenabstand
Traghaken mix einem Zacken und mit zwei bzw. mehr Zacken abwechselnd verwendet werden,
wie aus Fig. 2o bis 22 zu entnehmen ist.
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Anstatt die Halteteile in Nuten der Steinplatten vorzusehen, können
sie auch in an sich bekannter Weise lediglich in schräg nach abwärts verlaufenden
Kerben vorgesehen oder angeformt werden.