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Bezeichnung Verbundelement für die Errichtung von Schorn-
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steinen, insbesondere Industrieschornsteinen Die Erfindung betrifft
ein Verbundelement für die Errichtung von Schornsteinen, insbesondere Industrie
schornsteinen, mit einem wenigstens einrohrigen Rauchrohrkernstück, einem das Rauchrohrkernstück
umfassenden Außenmantel als tragendes Element, einem zwischen Rauchrohrkdrnstück
und Außenmantel angeordneten Mantel aus Isoliermaterial und vorzugsweise im unteren
Bereich angeordneten Verbindungselementen in Form von sich kreuzenden, im wesentlichen
hochkant stehenden Stegen, die das Rauchrohrkernstück und den Außenmantel miteinander
verbinden.
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Bekannt sind Fertigteil-Schornsteine, d. h. Schornsteine, die durch
Aufeinandersetzen vorgefertigter Einzelelemente hergestellt werden. BisherwuMbn
sie in der Weise hergestellt, daß der Mantel und das Rauchrohrkernstück getrennt
gefertigt und dann zusammengefügt werden. Wegen der z. T. hochgradigen und über
die
Länge unterschi«Lichen Temperaturbelastungen eines Schornsteins
traten hierbei aufgrund der unterschiedlichen Materialdehnungen zwischen dem Kern
und dem Mantel Schwierigkeiten auf. Diese Bau weise verlangt Konstruktionen zum
Halten der Einzelemente bei der Montage des Schornsteins. Bei den bisher bekannten
Verbundelementen ist es nur z. T. möglich, diese den Anforderungen entsprechend
vorzufertigen. Es treten erhebliche Schwierigkeiten dadurch auf, daß die unterschiedlichen
Längenausdehnungen der Rauchrohrkernstücke der Elemente sich auf die Nachbarelemente
übertragen und somit unterschiedliche Druckbelastungen der einzelnen Teile die Folge
sind. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei den bekannten Verbundelementen das Ausrichten
derselben sehr zeitaufwendig ist.
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Sieht man nun starre Verbindungselemente zwischen dem Rauchrohrkernstück
und dem Außenmantel vor, die sowohl bei der Montage als auch im fertigen Zustand
im wesentlichen das Gewicht des Rauchrohrkernstücks auf den Außenmantel ableiten,
dann ergibt sich das Problem, daß die unterschiedliche Wärmedehnung zwischen dem
Rauchrohrkernstück und dem Außenmantel durch die Verbindungs elemente nicht aufgefangen
werden kann und es insbesondere bei kleineren Schornsteinabmessungen mit relativ
dünnen Rauchrohrkernstücken leicht zu Brüchen des verhältnismäßig spröden Materials
der Rauchrohrkernstücke kommen kann, zumal die Verbindungs elemente zwischen Rauchrohrkernstück
und Außenmantel so starr ausgebildet sein müssen, daß sie das Gewicht des jeweiligen
Rauchrohrkernstücks voll tragen
Der Brfind-Fung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein Verbundelement zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Bauformen
vermieden sind und das vorstehend geschilderte Problem gelöst wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teil der
Stege in etwa parallel zur horizontalen Querschnittsebene des Verbundelementes verläuft
und gegenüber dieser geneigt angeordnet ist. Diese Anordnung erlaubt es in vorteilhafter
Weise verhältnismäßig starre Stege vorzusehen, ohne daß hierdurch eine unterschiedliche
und/oder Radialdehnung des jeweiligen Rauchrohrkernstücks gegenüber dem Außenmantel
schädigend auf das Rauchrohrkernstück einwirkt, da durch die Schrägstellung der
Stege diese Dehnungsdifferenzen zwischen Rauchrohrkernstück und Außenmantel durch
eine elastische Verformung aufnehmen, wobei die Dehnung des Rauchrohrkernstücks
größer ist als die des Außenmantels.
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Ein derart ausgebildetes Verbundelement kann komplett, d. h.
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Rauchrohrkernstück, Isoliermantel und Außenmantel als ein fest miteinander
verbundenes Bauteil in einem Fertigteilwerk vorgefertigt werden und dann ohne zusätzliche
Hilfskonstruktionen transportiert und montiert werden. Die Anordnung der erfindungsgemäß
ausgebildeten Verbindungselemente erlaubt es ferner, die Rauchrohrkernstücke eines
Jeden Verbundelementes etwas kürzer zu bemessen als den Außenmantel, so daß der
Außenmantel in vollem Umfang das tragende Element bildet, während die Rauchrohrkernstücke
jeweils nur am zugehörigen Außenmantel "aufgehängt" sind und bei einer Dehnung in
Längsrichtung diese sich jeweils nur auf das betreffende Verbundelement des fertigen
Schornsteins beschränkt und eine Summierung der Dehnungen nicht auftritt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen,
daß die geneigt angeordneten Stege von der Außenwand des Rauchrohrkernstücks ausgehend
nach unten weisend geneigt sind.
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Hierdurch wird die Tragfähigkeit der Stege hinsichtlich der Last des
Rauchrohrkernstücks wesentlich verbessert9 ohne daß die Nachgiebigkeit der Stege
bei Wärmedehnungen des Rauchrohrkernstücks insbesondere in radialer Richtung beeinträchtigt
wird In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die
horizontal verlaufenden Stege breiter als die sie kreuzenden, vorzugsweise vertikal
verlaufenden und hochkant zur Außenwand des Rauchrohrkernstücks ausgerichteten Stege
ausgebildet sind und daß die horizontal verlaufenden Stege die hochkant stehenden
Stege mindestens auf der der Außenwandung des Rauchrohrkernstücks zugekehrten Seite
überragen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß einmal durch die vertikal verlaufenden
und zu der Lastrichtung hochkant stehenden Stege eine sichere Ubertragung der Kräfte
vom Rauchrohrkernstück auf den Außenmantel gewährleistet und zudem ein fester Zusammenhalt
zwischen den sich kreuzenden Stegen gebildet wird. Dadurch, daß die geneigt angeordneten
Stege die vertikal verlaufenden Stege auf der der Außenfläche des Rauchrohrkernstücks
zugekehrten Seite überragen, ist die Nachgiebigkeit dieser Teile der Verbindungselemente
gegenüber unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen dem Rauchrohrkernstück und dem
Außenmantel gewährleistet.
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Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung, wenn die horizontal verlaufenden Stege die vertikal
verlaufenden
Stege auf der der Außenwand des Rauchrohrkernstücks zugekehrten Seite um ein größeres
Maß als auf der der Innenwandung des Außenmantels zugekehrten Seite überragen.
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Diese Anordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Außenmantel
um das fertige Rauchrohrkernstück herumgegossen wird, d.
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h. also das Rauchrohrkernstück mit aufgelegtem Isoliermantel als Innenschalung
für die Fertigung des Außenmantels dient. Die auf der der Innenwandung des Außenmantels
zugekehrten Seite hochkant stehenden Stege-überragenden Teile der horizontal und
geneigt verlaufenden Stege werden bei diesem Vorgang in das Material des Außenmantels
eingebettet, so daß sich eine formschlüssige Verbindung zwischen den Verbindungselementen
und dem Außenmantel bildet. Besonders vorteilhaft ist es, wen hierbei, bezogen.
auf die Standebene eines Schornsteinverbundelementes, wenigstens ein oberster, horizontal
verlaufender Steg vorgesehen ist, der von der Innenwandung des Außenmantels ausgehend
nach innen und unten geneigt verläuft und der nur auf der dem Außenmantel zugekehrten
Seite die vertikal verlaufenden Stege um etwa das gleiche Maß wie die übrigen Stege
überragt. Hierdurch ist gewährleistet, daß das aus sich kreuzenden Stegen gebildete
Verbindungselement beim Fertigen des Außenmantels nach Art einer Schwalbenschwanzverbindung
in das Material des Außenmantels eingebettet wird, so daß eine feste Verbindung
zwischen dem Verbindungselement und dem Außenmantel hergestellt wird.
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Vorteilhaft ist ferner, wenn die Stege Jeweils durchlaufend ausgebildet
und mittels korrespondierender Einschnitte formschlüssig
ineinander
gesteckt sind. Hierdurch ergibt sich ein in sich stabiles Verbindungselement, das
bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundelemente leicht zu handhaben und
für den Herstellungsvorgang in einfacher Weise einzusetzen und zu fixieren ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß bezogen auf die Standebene eines Schornsteinverbundelementes ein'unterster,
horizontal verlaufender Halterand vorgesehen ist, der nur auf der dem Rauchrohrkernstück
zugekehrten Seite die vertikal verlaufenden Stege überragt und der wenigstens eine
im Querschnitt V-förmige, in Längsrichtung des Halterandes verlaufende Sicke aufweist.
Mit einem derartigen Halterand ge-Migt es, das zwischen den Stegen des Verbindungselementes
eingebettete Isoliermaterial während des Transportes und der Montage am Herausfallen
zu hindern, gleichzeitig beim Montieren das Eindringen des Dichtungsmaterials aus
dem Bereich der Fügen in den Isolierbereich zu unterbinden. Die Anordnung einer
Sicke garantiert, daß bei radialen Wärmedehnungen des Rauchrohrkernstückes sich
der Halterand ausreichend verformen kann, so daß Beschädigungen des Rauchrohrkernstücks
oder des Außenmantels durch örtliche Spannungspitzen vermieden werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß mehrere, aus sich kreuzenden Stegen gebildete Baueinheiten in Umfangsrichtung
eines Verbundelementes mit Abstand zueinander angeordnet sind. Dies hat einmal den
Vorteil, daß
bei der vorstehend genannten Fertigungsweise, bei
der das Rauchrohrkernstück gleichzeitig die Innenschalung des Außenmantels bildet,
die einzelnen Bauelemente unter dem Druck des eingebrachten Materials für den Außenmantel
an die Außenfläche des Rauchrohrkernstücks angedrückt werden, so daß die geneigt
verlaufenden Stege des betreffenden Verbindungselementes dicht an der Außenfläche
des Rauchrohrkernes anliegen und mit den allfälligen Unebenheiten und Rauhigkeiten
dieser Außenfläche praktisch ebenfalls eine formschlüssige Verbindung bilden. Ein
weiterer Vorteil liegt darin, daß unabhängig von der Größe der jeweils erzustellenden
Schornsteinverbundelemente für die Verbindungselemente praktisch nur ein Typ derartiger
Verbindungselemente vorgesehen zu werden braucht, da durch eine entsprechende Zahl
der--Baueinheiten artiger Verbindungselement/ Jede gewünschte Größe der für das
jeweilige Verbundelement vorzusehenden Verbindungszone zusammengesetzt werden kann.
Bei Schornsteinen mit rechteckigem oder quadratischen Querschnitt ist es besonders
vorteilhaft, wenn zumindest in den Eckbereichen derartige Verbindungselemente vorgesehen
werden.
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Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Wand eines
Verbundelementes entsprechend der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Horizontal schnitt
durch eine Ecke eines Verbundelementes
entsprechend der Linie
II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein Verbundelement im Bereich
der Verbindungselemente in größerem Maßstab, Fig. 4,5 eine mit dem Rauchrohr verbundene
Gegenplatte.
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Das im Teilschnitt dargestellte Verbundelement weist ein Rauchrohrkernstück
1 auf, das ein oder mehrere Rauchrohre umfassen kann.
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Der Querschnitt kann beispielsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, rechteckig
bzw. quadratisch ausgeführt sein. Auf seiner Außenseite ist das Rauchrohrkernstück
1 von einem Mantel 2 aus Isoliermaterial umgeben. Der Isoliermantel 2 seinerseits
ist von einem Außenmantel 3, vorzugsweise aus Beton umgeben, wobei der Außenmantel
3 so dimensioniert ist, daß er als tragendes Element dient und beim Aufeinandersetzen
mehrerer Verbundelemente zu einem Schornstein die Baulast aufzunehmen vermag. Die
Herstellung erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß das vorgefertigte Rauchrohrkernstück
mit dem aufgelegten Isoliermantel 2 in eine Betonierform eingebracht wird und hierbei
gleichzeeeg als Innenschalung dient, während die Außenfläche des Außenmantels 3
durch eine entsprechende zusätzliche, jeweils wieder verwendbare Schalung begrenzt
wird. Der zwischen der Außenfläche des Isoliermantels und der Innenfläche der in
Fig. 1 nicht dargestellten Schalung bleibende Hohlraum wird dann mit Beton vergossen.
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Da die üblicherweise verwendeten Materialien für den Isoliermantel
2 sich mehr oder weniger unter Druck verformen, ist im unteren Bereich des Isoliermantels
ein Verbindungselement 4 vorgesehen, das aus sich kreuzenden, wesentlichen hochkant
stehenden Stegen
besteht. Diese Verbindungselemente dienen gleichzeitig
als Bewehrung für den Isoliermantel im unteren Bereich. Hierdurch wird verhindert,
daß beim Einfüllen des Betons das Isoliermaterial im unteren Bereich, d. h. im Bereich
des höchsten Druckes unzulässig zusammengedrückt wird. Da im oberen Bereich der'Druck
des eingefüllten, flüssigen Betons nicht so hoch ist, erfolgt hier nur eine geringe
Verformung, die entsprechend der Zuschlagstoffe im Beton, wie Kies etc., noch ungleichförmig
ist und daher zu einer praktisch formschlüssigen Verbindung zwischen Isoliermantel
2 und Außenmantel 3 führt. Die Verbindungselemente 4 sind in ihrem Aufbau in der
vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 3 näher beschrieben.
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Die Verwendung der rasterförmig zueinander verlaufenden Stege der
Verbindungselemente 4 hat den weiteren Vorteil, daß im unteren Bereich das Isoliermaterial
etwa stärker zsammengedrückt wird, wobei durch die von den Stegen umschlossenen
einzelnen Rasterfelder eine unzulässige Verformung des Isoliermaterials verhindert
wird. Andererseits dringt der Beton beim Einfüllen Jeweils in die Rasterfelder,
so daß hier eine stärkere formschlüssige Verbindung zwischen den Verbindungselementen
4 und dem Außenmantel 3 entsteht. Da unter dem Druck des eingefüllten Betons das
Verbindungselement 4 gegen die Außenfläche des Rauchrohrkernstücks gedrückt wird,
ergibt sich im Zusammenwirken mit der üblicherweise relativ rauhen Oberfläche des
Rauchrohrkernstücks 1 über das Verbindungselement praktisch eine formschlüssige
Verbindung zwischen dem Rauchrohrkernstück 1 und dem AuBenmantel,
so
daß das so gebildete Verbundelement ohne zusätzliche Hilfsmittel mit Hebezeugen
angehoben, transportiert und schließlich mit Hilfe von entsprechenden Hebezeugen
durch Aufeinandersetzen zu einem Schornstein montiert werden kann.
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Die Rauchrohrkernstücke 1 derart ausgebildeter Verbundelemente können
sich unter dem Einfluß der heißen Rauchgase jeweils für sich in der Länge ausdehnen,
ohne daß auf die Rauchrohrkernstücke 1 benachbarter-Verbundelemente die Längsdehnung
übertragen wird.
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Hierdurch ergibt sich eine druckspannungsfreie Fugenausbildung zwischen
den einzelnen Verbundelementen. Durch die Anordnung der Verbindungselemente im unteren
Bereich wird die Längs dehnung der einzelnen Rauchrohrkernstücke 1 auch nicht auf
den jeweiligen Außenmantel 3 übertragen, da eine freie Längsbewegung des Rauchrohrkernstücks
gegenüber dem Außenmantel 3 nach einer Seite hin gewährleMiet ist.
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Um-nun auch eine störungsfreie Ausdehnung des Rauchrohrkernstücks
in radialer Richtung zu gewährleisten sind9 wie in Fig. 3 in vergroßertem Maßstab
dargestellt, die horizontal verlaufenden Stege 5 der Verbindungselemente vom Rauchrohrkernstück
1 ausgehend nach außen und unten geneigt angeordnet. Die schräg angeordneten Stege
5 sind in vertikal angeordneten und in Bezug auf die Fläche des Rauchrohrkernstücks
bzw. des Außenmantels 3 hochkant stehenden vertikal verlaufenden Stegen 6 über jeweils
korrespondierende Einschnitte7in den Stegen 5 und 6 formschlüssig gehalten. Hierbei
überragt das dem Rauchrohrkernstück 1 zugekehrte
Ende der Stege
5 die hochkant stehenden Stege 6 um ei größeres Maß als auf der dem Außenmantel
zugekehrten Seite.
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Am oberen Ende der hochkant stehenden Stege 6 ist ein ebenfalls geneigt
angeordneter Steg 8 mit den Stegen 6 verbunden, der jedoch in Gegenrichtung zu den
Stegen 5 geneigt ist und die hochkant stehenden Stege 6 nur auf ihrer dem Außenmantel
zugekehrten Seite überragt, und zwar in etwa um das gleiche Maß wie die Stege 5.
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Wird nun der Außenmantel 3 um das als Innenschalung dienende, mit
einem Isoliermantel (hier nicht dargestellt) versehene Rauchrohrkernstück 1 mit
Beton vergossen, so werden die Jeweils überstehenden Enden 9 der Stege 5 und 8 vom
Beton umschlossen und so eine formschlüssige Verbindung zwischen den aus den Stegen
gebildeten Verbindungselementen hergestellt.
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Am unteren Ende ist noch ein Halterand 10 vorgesehen, der die hochkant
stehenden Stege 6 auf ihrer dem Rauchrohrkernstück 1 zugekehrten Seite überragt.
Dieser Halterand dient dazu, das Isoliermaterial daran zu hindern, beim Transport
und bei der Montage nach unten hin auszutreten. Durch eine V-förmige Sicke 11, die
sich in Längsrichtung des Halterandes erstreckt, ist gewährleistet, daß bei einer
Wärmedehnung des Rauchrohrkernstücks in radialer Richtung sich der Halterand 11
in ausreichendem Maße verformen kann.
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Der Vertikalschnitt gemäß Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform
für die Anordnung der Verbindungselemente ebenfalls in vergrößertem Maßstab. Bei
dieser AusSuhrungsform ist bei der Herstellung des Rauchrohrkernstückes 1, das in
der Regel aus einem feuerfesten Beton hergestellt wird, im Berührungsbereich des
Rauchrohrkernstückes mit den Stegen der Verbindungselemente beispielsweise in Form
einer Gegenplatte 4 ein Gegenelement12/mit einbetoniert. Die Gegenpla te 12 weist
an ihrem oberen Ende einen in Richtung auf das Rauchrohrkernstück umgebogenen, durchlaufenden
Kragen 13 auf. Das untere Ende der Gegenplatte weist ebenfalls einen durchlaufenden
Kragen 14 auf, der jedoch in Richtung auf den Außenmantel 3 umgebogen ist. Die Länge
der Gegenplatte 12 entspricht der vorgesehenen Länge für die Verbindungselemente
4. Die Fläche der Gegenplatte 12 ist mit Vorsprüngen versehen, an die sich die Stirnseiten
der Stege 5 im zusammengesetzten Zustand von unten her anlegen, so daß in Bezug
auf die entsprechend dem Pfeil 17 auf die Stege 5 wirkenden Belastungsrichtung eine
formschlüssige Verbindung erzielt wird.
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Die Vorsprünge können entweder, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel,
durch aus der Gegenplatte ausgestanzten Fahnen 15 bestehen, oder aber durch entsprechende,
in die Fläche der Gegenplatte eingedrückte Sicken, die in Richtung auf den Mantelteil
aus der Gegenplatte 12 herausgedrückt sind. Bei der Anordnung ausgestanzter Fahnen
sind diese aus Festigkeitsgründen, wie aus der Aufsicht gemäß Fig. 5 zu entnehmen
ist, jeweils in Längsrichtung der Stege gesehen nur kurz und jeweils über die
Länge
der Gegenplatte versetzt zueinander angeordnet, um so eine Schwächung des Materials
der Gegenplatte zu verhindern.
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Verwendet man in das Material der Gegenplatte eingeprägte Sicken,
so können diese sich selbstverständlich durchlaufend über die gesamte Länge der
Gegenplatte erstrecken.
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den Zusätzlich zu den/Verbindungselementen 4 zugekehrten Vorsprüngen
ist es zweckmäßig, wenn die Gegenplatte Halteelemente 16 aufweist, die in das Material
des Rauchrohrkernstückes 1 bei der Herstellung eingebettet werden. Hierdurch läßt
sich ein besonders guter formschlüssiger Verbund zwischen der Gegenplatte und dem
Rauchrohrkernstück und damit auch zwischen dem Rauchrohrkernstück und dem Mantelteil
für die Verbindungselemente 4 erzielen. Die Halteelemente 16 können ebenfalls als
Vorsprünge beliebiger Bauform ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch
wenn, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, die Halteelemente ebenfalls
als Fahnen aus der Fläche der Gegenplatte 12 ausgestanzt und herausgebogen sind.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn diese herausgebogenen Fahnen in unmittelbarer Nachbarschaft
der als Haltevorsprünge dienenden Fahnen 15 angeordnet sind, so daß ein nahezu durchgehender
Kraftfluß zwischen den Stegen, den Fahnen 15 und den Halteelementen 16 besteht und
so die Gefahr eines Ausbeulens der Gegenplatte vermieden ist.
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Das Gegenelement braucht nicht notwendigerweise, wie in dem Ausfuhrungsbeispiel
dargestellt, als Platte ausgebildet zu sein.
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Der gewünschte Effekt einer verschleißfreien formschlUssigen
Verbindung
läßt sich auch durch ein in der Ebene der Außenfläche des Rauchrohrkernstückes einbetoniertes
Gitter aus RundT stählen bewirken, wobei die parallel zur Standfläche verlaufenden
Stäbe des Gitters auf der nach außen gerichteten Seite des Gitters verlaufen, so
daß die Stirnkanten der Stege 5 im zusammengesetzten Zustand unterhalb der Stäbe
an diesen zur Anlage kommen können, wobei der Abstand der parallel zur Standfläche,
in der Regel horizontal verlaufenden Stäbe des Gitters den gleichen Abstand aufweisen,
wie die Stege 5 des Verbindungselementes 4. Auch ein derartiges Gitter kann entsprechende
Vorsprünge aufweisen, die neben den vertikal verlaufenden Stäben des Gitters zusätzlich
und tiefer hineinreichend in das Material des Rauchrohrkernstückes 1 eingebettet
sind.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß bei einem starken
Arbeiten des Rauchrohrkernstückes gegenüber dem Außenmantel die Verbindungsstelle
zwischen den Stirnseiten der Stege 5 der Verbindungselemente 4 und der Außenfläche
des Rauchrohrkernstückes nicht im Laufe der Zeit ausgearbeitet wird und so im Laufe
der Zeit die Rauchrohrkernstücke der einzelnen Verbundelemente sich nach unten gegenüber
den sie tragenden Außenmänteln verschieben und unter Umstanden zur gegenseitigen
Anlage kommen und damit eine ungewollte, sich summierende Längendehnung zwischen
einzelnen oder mehreren hintereinander folgenden Rauchrohrkernstücken auftritt.
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Ansprüche