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Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verhütung der Zerstörung
von Gewölbe- und Hängedecken nach Patent 618 216 Vorliegende Erfindung behandelt
eine weitere Ausbildung der entlasteten Gewölbe-und Hängedecken gemäß dem Hauptpatent
618 216. Das Wesen des Hauptpatents besteht darin, daß das Gewölbe beim Ausdehnen
infolge der Erwärmung nachgeben kann, ohne daß die Belastung der Steine mit steigender
Temperatur zunimmt, Andern sogar bei steigender Temperatur im selben Maße abnimmt,
wie die Erweichung der Steine zunimmt. Einige der dort behandelten Gewölbedeckenausbildungen
besitzen den Nachteil, daß die in der Nähe der nachgebenden Widerlager angeordneten
feuerfesten Steine sich von der Wand des Gewölberahmens abheben können und nicht
genau der Krümmung des Gewölbes folgen.
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Die vorliegende Erfindung soll diese Nachteile vermeiden und weitere
Verbesserungen und Ausbildungen zeigen. Sie ist in den Abb: i bis 21 dargestellt,
und zwar zeigen die Abb. i bis ii und 2o die Anwendung der Erfindung in mehreren
Ausführungsbeispielen an Gewölbedecken und die Abb. i2 bis i9 und 21 die sinngemäße
Anwendung an einigen Ausführungsbeispielen an Ankern für Ofen aller Art.
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Abb. i stellt einen Querschnitt zur Längsachse eines Ofengewölbes
und Abb. 2 einen Schnitt A-B der Abb. i dar. i ist der Gewölberahmen, welcher die
feuerfesten Steine 2 trägt. Die Steine 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel in der
Längs- und Querrichtung konkav und konvex ausgebildet, um zu verhindern, daß die
Flamme beim Eindringen in sich etwa bildende Fugen einen geraden Weg zu nehmen vermag.
Die Steine werden sauber geschliffen, so daß sie ohne besondere Bindemittel (Mörtel
usw.) fugenlos eingesetzt werden können.
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Die abnehmende Belastung des Gewölbes in gewisser Abhängigkeit von
der steigenden Temperatur wird in dem Ausführungsbeispiel Abb. i in einfachster
Weise durch Kniegelenke 3 und 4, an welche das Gewicht 5 angelenkt ist, erreicht.
Die Schraube 6 dient als Begrenzungspunkt für das Gelenk 3, 4. Das Drucksegment
7 ist an dem Hebel 4 bei io angelenkt. Um den Punkt io kann sich gleichzeitig die
Rolle 8 drehen, welche auf
der Kurvenbahn 9 abrollt, deren Radius
den gleichen Mittelpunkt hat wie der Radius des Gewölberahmens i. Durch diese Anordnung
entsteht der große Vorteil, daß sich nunmeh die feuerfesten Steine t beim Ausdehnen
iif folge der Temperatursteigerung genau in del Bogenform des Gewölbes bewegen können
und sich nicht mehr an den Enden von dem Gewölberahmen i abheben.
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Abb.3 zeigt eine ähnliche Ausführung wie die Abb. i. Bei diesem Beispiel
kann das Gewicht 13 ' wesentlich leichter ausgebildet werden, da die Hebelwirkung
des Hebels 12 durch verschieden große Hebelarme vergrößert wird. Das Gewicht 13
sitzt auf dem Hebel 12, welcher bei 14 angelenkt ist, und hält durch Druckstangen
i i über das Kniegelenk 3, 4 unter Vermittlung der Rolle 8 und des Drucksegmentes
7 die feuerfesten Steine 2 zusammen.
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Abb.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Hier zieht das Gewicht
13 mittels des Hebels 12 unter Vermittlung der Zugstange 15 das Kniegelenk 3, 4
an. Die Rolle 8 rollt in diesem Beispiel auf der oberen verlängerten Bahn 16 des
Gewölberahmens i ab. Außerdem wird in diesem Ausführungsbeispiel das Gewicht des
Gewölberahmens i mitbenutzt, um auf die Steine 2 zu wirken. Zu diesem Zwecke besitzt
das Gelenk 3, 4 eine weitere Rolle 17, welche auf einer auf dem Mauerwerk des Ofens
oder auf einer besonderen Säule ruhenden Platte 18 abrollt.
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In dem Beispiel nach Abb. 4@ läßt sich auch der Hebel 12 und das Gewicht
13 durch starke Zugfedern 103 ersetzen (strichpunktiert), da die Knieliebelwirkung
der Kniegelenke 3, 4 wesentlich geringere Kräfte beansprucht und die sich ändernde
Stellung der Kniegelenke die zunehmenden Kräfte der Federn beim Ausdehnen des Mauerwerks
aufhebt.
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In Abb.5 werden die auf die Kniehebel 3, 4 wirkenden Kräfte ebenfalls
durch Federn aufgebracht. Man kann die Federn 30 nur an einer Seite des Kniegelenkes
3, 4 oder, wie Abb. 5 zeigt, an einem doppelten Kniegelenk 3, 4 und 3', . angreifen
lassen. Die Wirkungsweise der Federn 30 und 31 ist aus der Abb.5 ohne weiteres
ersichtlich. Man kann auch die Federn 30 und 31 in besondere Kästen einbetten
und die Federn kühlen, um die unvermeidlichen Temperaturen von den Federn fernzuhalten.
In der Abb. 5 ist beispielsweise die Feder 30 in einen Federkasten 32 eingesetzt,
welcher einen Kühlmittelzu- und -abfluß 33 und 34 besitzt und den Federweg mitmachen
kann. Die Federn 31 werden durch den Zu- und Abfluß 35 und 36 gekühlt. Es steht
auch nichts im Wege, die Kniegelenke 3, 4 und 3', 4' und die Rollen 8 gleichzeitig
mit zu kühlen. Dieses läßt sich z. B. durch eine um das Drucksegment 7 geführte
oder an dieses an-"k-eschlossene und mit dem Gewölberahmen i deht verbundene elastische
Metallmembrane ,:3j o. dgl. erreichen. In diesem Falle ist eine besondere Kühlung
der Federn 3o nicht mehr erforderlich. Der Wasserabfluß 36 müßte dann in diesem
Falle an die höchste Stelle gelegt werden.
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Die Ausbildungsmöglichkeiten des Erfindungsprinzips sind hiermit nicht
erschöpft. So zeigen z. B. Abb. 6 und 7 ein anderes Ausführungsbeispiel. Hier werden
das Drucksegment 7, welches auf die Steine 2 wirkt, und die auf der Kurvenbahn 9
laufende Rolle 8 durch eine steile, ein- oder mehrgängige, nicht selbsthemmende,
gegen Drehung gesicherte Schneckenwelle 38 beeinflußt. Auf die Schneckenmutter 39
greift ein Hebel 4o und das Gewicht 41 (Abb. 7) an. Durch geeignete Stellung des
Hebels 40 wird ebenfalls mit der Steigerung der Temperaturebene infolge Änderung
des Hebelmomentes verringerte Belastung der Steinreihen erreicht.
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In Abb. 8 wird die Druckwirkung auf die Steine 2 durch eine Zahnstange
42 erreicht, welche durch ein Zahnrad 43 unter Vermittlung des Gestänges 44 und
des an 47 angelenkten Hebels 45 mit dem Gewicht 46 beeinflußt wird. Die Änderung
der Belastung der Steine 2 bei der Temperaturänderung wird durch die verschiedenartige
Stellung des Angriffpunktes 48 erreicht. Es ist selbstverständlich, daß die Gewichte
41 und 46 in Abb.6 und 8 auch durch entsprechende Belastung durch kräftige Federn
ersetzt oder zusätzlich belastet werden können.
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Man kann auch die Belastung der feuerfesten- Steine 2, besonders bei
größeren Öfen, durch hydraulische Einwirkungen ersetzen. So zeigen z. B. Abb. 9
einen Teil eines Ofengewölbes im Schnitt und Abb. io in der Draufsicht eine Ausführung,
bei welcher ein oder mehrere hydraulisch beeinflußte Kolben 49, welche sich in Zylindern
5o bewegen, auf die Kniegelenke 3, 4 mittels der Kolbenstangen 51 einwirken. Die
Kolben 49 können durch eine Pumpe, welche stets gleichbleibenden Druck liefert,
beeinflußt werden. Man kann die Zylinder 5o aber auch an einen Hochwasserbehälter,
Preßluftleitung bzw. Behälter o. dgl. anschließen. Auch können aus Sicherheitsgründen
gleichzeitig mehrere dieser an sich bekannten Einrichtungen vorgesehen werden, welche
sich gegebenenfalls durch an sich bekannte Sicherheitseinrichtungen automatisch
nacheinander anschließen, wenn ein Kraftspender aus irgendeinem Grunde versagen
sollte.
Die Druckzylinder 5o können auch jeder für sich oder alle
gleichzeitig parallel an einen Kraftspender angeschlossen werden und unmittelbar,
also ohneZwischenschaltung eines Kniegelenkes o. dgl., auf die Steine 2 wirken.
Bei dieser Ausführung *ürde die Belastung bei allen Temperaturen gleich sein. Man
könnte aber auch bei dieser Ausbildung das Nachlassen der Kräfte beim Erwärmen des
Mauerwerks durch andere Mittel erreichen. Dies könnte z. B. in Abhängigkeit von
der Temperatursteigerung durch besondere an sich bekannte Temperaturregler geschehen,
welche den Druck, beispielsweise bei Pumpen, in Abhängigkeit von der Temperatursteigerung
regeln würden oder den Wasserstand in den Hochwasserbehältern durch ein das Medium
ableitendes Ventil o. dgl. beeinflussen.
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Die Abb. rz und 12 zeigen eine Ausführung eines Gewölbebogens, bei
welchem die Druckwirkung seitlich in Verlängerung des Gewölbebogens angeordnet ist.
In diesem Beispiel erfolgt die Druckwirkung durch Federn 5 r, kann aber selbstverständlich
auch durch Gewichtsanordnung oder auch hydraulisch in der gleichen Weise erfolgen.
Die Federn 51 in Abb. rz und 12, welche durch Federteller 52 vermittels Schrauben
53 vorgespannt werden können, wirken durch die Kniegelenke 54, 55 auf 'die Leiste
56, welche die Steine 2 zusammenhält.
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In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, jede Steinreihe für sich
zu belasten, besonders wenn man sauber geschliffene Steine ohne Benutzung der bekannten
Bindemittel (Mörtel usw.) einsetzt. Für diese Fälle wird man zweckmäßig die Ausbildung
nach Abb. 13 benutzen. In Abb. 15 wirken die Federn 57 durch Vermittlung der Kniegelenke
58, 59 und Druckplatten 6o auf die einzelnen Steinreihen der Steine 2. An den Druckplatten
6o können ebenfalls Rollen oder Gleitkufen angebracht werden, welche sich auf Kurvenbahnen
bewegen.
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Die Abb. 14 bis 21 zeigen Ausbildungsmöglichkeiten der Erfindung an
Ankerschrauben, welche zum nachgiebigen Zusammenhalten von Ofengewölben Anwendung
finden.
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In Abb. 14 ist 66 die Ankerschraube, welche das Ofengewölbe 67 und
die Ofenwände 68 vermittels des Ofenpfeilers 69 in elastischer Weise zusammenhalten
soll. Zu diesem Zwecke ist ein doppeltes Kniegelenk 70 vorgesehen, welches
an den Augen 71 und 72 der Scheiben 73 und 74, deren Abstand durch die Mutter
75 verändert werden kann, angelenkt ist. Dieses Kniegelenk 70 wird durch
einen Bolzen 76, Federteller 77 und Feder 78 in Spannung gehalten. Die Spannung
der Schraubenfeder kann durch die Mutter 79 geregelt werden. Es ist in diesem Ausführungsbeispiel
ein Bolzen 76 vorgesehen, der durch ein Langloch 8o des Ankers 66 hindurchgeht.
Man kann aber auch diese Schwächung des Ankers 66 vermeiden und zwei Bolzen 76 seitlich
der Ankerschraube anordnen und dann in diesem Falle zweckmäßig zwei Federn 78 vorsehen.
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In der Abb. 15 sind die Federn 83 außerhalb des Gehäuses 81
angeordnet, welche ein einfaches Kniegelenk 7o beeinflussen. In der unteren Hälfte
der Abb. 18 ist ein doppeltes Kniegelenk 70 mit den Federn 83, welche durch
die Muttern 84 vorgespannt werden können, gezeigt. Diese Kniegelenke 70 kÖnnen
in beliebiger :Anzahl sternenförmig, wie die Abb. 17 zeigt, um den Anker angeordnet
werden.
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In Abb: 16 sind in der unteren Hälfte die Gelenke 70 vorgesehen,
welche durch die im freischwebenden Gehäuse 81 angeordneten Federn 82 belastet werden.
Diese Federn können als Evolut-, Spiral-, Teller- oder Reibungsfedern eingebaut
und ebenfalls entsprechend den Belastungsfällen mit den Kniegelenken zwei- oder
mehrfach sternenförmig in zentraler Richtung angeordnet werden, wie dies andeutungsweise
die Abb. 17 zeigt. Infolge der schwebend angeordneten Ausführung des Ringes
81 wird die Feder 82 nicht mehr seitlich beansprucht. Selbstverständlich läßt sich
auch in der oberen Ausführung der Abb.i5 der Ring 8 1 schwebend ausführen.
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Es leuchtet auch ein, daß man die in den Abb. 12 und 13 gezeigte Entwicklung
der Gelenke auch bei den Ankern anwenden kann. Sb zeigt z. B. die obere Hälfte
der Abb. 16 die Kniegelenke 70 und 7o', welche durch die Federn 85 beeinflußt
werden. Man kann auch in diesem Falle die Federn 85 auf Federteller 88 setzen und
durch Schrauben 89 in beliebiger Weise vorspannen. Ebenfalls könnte man die Federn
85 außerhalb des Gehäuses 86. anordnen, um sie jederzeit beobachten zu können. Man
kann auch die Federn in bestimmten Fällen durch hydraulische Kräfte ersetzen, wie
dies in den Abb. 9 und ro gezeigt worden ist. Dies sind nur noch bauliche Einzelheiten,
welche keine nennenswerten Schwierigkeiten bieten.
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Nach der Erfindung können auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb.
16 Druckzylinder die Druckscheibe 87 und das Gehäuse 86 ohne Benutzung von Kniegelenken
und Federn auseinanderhalten. In diesem Falle entsteht gegenüber den bekannten,
mit Federn belasteten Ofenankern der Vorteil, daß die Belastung des Ofengewölbes
bei der Ausdehnung des Mauerwerkes nicht wächst. Man kann aber auch die auf den
Zylinder
wirkenden Kräfte durch Öffnen eines Ventiles oder Regeln
des Wasserstandes in einem Hochbehälter in gewisser Abhängigkeit von der im Ofen
herrschenden Temperatur ändern.
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Es leuchtet auch ein, daß man ohne «-eiteres in gleicher Weise die
in Abb.6 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiele (Schneckenrad und Mutter sowie Zahnstange
und Zahnrad) auf die Anker übertragen kann.
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Die Entwicklungsmöglichkeiten des Erfindungsprinzips sind auch hiermit
noch nicht erschöpft. So lassen sich z. B. ein oder inelirere Teile des Gelenkes
durch Blattfedern ersetzen derart, daß sich besondere Federn (3o und 3l ' in Abb.
7), Gewichte o. dgl. erübrigen oder nur zusätzlich verwendet werden. Ein
Beispiel dieser Art ist als Anker in der Abb. 18 dargestellt. 89 ist das starre
Gelenk und 9o ein durch Blattfedern gebildetes nachgiebiges Gelenk. 9i ist der Ofenpfeiler,
welcher durch den Anker 93 vermittels der Druckscheibe 9.4 gehalten wird. Durch
die Mutter 92 wird die Anfangsspannung bestimmt. Die Wirkungsweise ist an Hand der
Abb. 18 ohne weiteres verständlich. Es ist selbstverständlich, daß man den starren
Teil 89 des Gelenkes in Abb. 18 ebenfalls durch Blattfedern bilden kann.
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Diese Ausführung nach Abb. 18 läßt sich auch ohne weiteres in das
Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 einsetzen.
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Man kann auch die untere Ausführung des schwebenden runden Ringes
(oder in kastenförmiger rechteckiger Ausführung) 81 mit den Federn 82 in Abb. 16
sinngemäß in das Ausführungsbeispiel der Abb. 5 einsetzen. In diesem Falle wird
der Gewölberahmen i in Abb. 5 in der senkrechten Richtung entlastet, da nunmehr
der Ring 8i die Beanspruchung in dieser Richtung übernimmt. Es lassen sich auch
in Abb. 16 die Federn 82 vermeiden, um einen kleineren Durchmesser des Ringes 81
zu erhalten. In diesem Falle wird man zweckmäßig den Ring 81 selbst elastisch ausbilden.
Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß man diesen Ring aus Blattfedernstahl
evolutförinig, rund oder elipsenförmig wickelt derart, daß er sich bei Belastung
strecken kann.
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Diese Ausführung ist beispielsweise in runder Form in Abb. i 9 gezeigt.
Ein Ausführungsbeispiel an einem Ofengewölbe zeigt die Abb. 2o. Das Gelenk 95, welches
zur Erzielung eines kurzen Federweges in diesem Beispiel ungleichschenklig ausgebildet
ist, wird von dem evolutförniig gewickelten Federring 96 unter Spannung gehalten.
An der einen Seite besitzt das Gelenk 95 das Druckstück 7 und die Rolle 8, «-elche
auf der Kurvenbahn 9 abrollt. Auf der anderen Seite des Gelenkes 95 ist ein Fuß
97 angelenkt, welcher in den Ansatz 98 des Gewölberahmens i eingesetzt wird. Diese
Ausführung besitzt den Vorteil, daß an dem Gewö lberahnien selbst keine Bearbeitung
usw. erforderlich ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel gedrängter Bauart ist in Abb.2i an
einem Ausführungsbeispiel eines Ankers gezeigt. 103 ist wieder das bekannte Gelenk,
welches durch den Druckring io.I unter Vermittlung von Blattfedern l07 belastet
wird. Die Blattfedern 107 sind durch entsprechende kurvenförmige Ausbildung
der Aussparung io8 gegen Überlastung geschützt. io5 ist die Druckscheibe, welche
den Ofenpfeiler iog belastet. Durch die Mutter i io des Ankers i i i wird die Vorspannung
geregelt. Der Druckring io4 ist in Abb. 2i freischwebend angeordnet, kann aber auch
mit der Druckscheibe 105 oder 112 aus einem Stück bestehen. In diesem Falle
verhindert eine Rolle 113 gleitende Reibung.