DE10121699C5

DE10121699C5 - Tragbogenaufbau sowie Verfahren zur Herstellung eines Tragbogens

Info

Publication number: DE10121699C5
Application number: DE10121699A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Detlef Kassau
Original assignee: Refratechnik Holding GmbH
Current assignee: Refratechnik Holding GmbH
Priority date: 2001-05-04
Filing date: 2001-05-04
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2021-05-05
Also published as: BR0201613A; US20020189509A1; BR0201613B1; ATE261099T1; EP1255088B1; DE10121699B9; DE10121699A1; ES2215950T3; DE50200266D1; EP1255088A1; DE10121699B4; US6705243B2

Abstract

Tragbogenaufbau, insbesondere für Industrieöfen, wobei der Tragbogenaufbau zwei Widerlagerelemente (2) bzw. Steine (2) sowie je einen an den Widerlagern (2) anliegenden Widerlager-Wölber (3) aufweist, zwischen denen sich der Tragbogen (4) bogenartig ersreckt, wobei der Tragbogen (4) aus einer Mehrzahl gleichförmig ausgebildeter Tragbogensteine (5) ausgebildet ist, wobei die Widerlager-Wölber (3) und die Tragbogensteine (5) eine von der Bogenoberseite zur Bogenunterseite sich verjüngende, im wesentlichen keilige Form aufweisen, wobei die Tragbogensteine (5) eine vordere Tragwandung (25) und eine hintere Tragwandung (26) aufweisen, die von einer gemeinsamen Deckenwandung (27) zu einer gemeinsamen Bodenwandung (28) aufeinander zu verlaufend angeordnet sind, wobei die vordere und hintere Tragwandung (25, 26) durch zwei ebene Seitenwandungen (29) verbunden sind, wobei die Tragbogensteine (5) auf der vorderen Tragwandung (25) eine erste konkav verlaufende, Kontur und auf der gegenüberliegenden, hinteren Tragwandung (26) eine zweite, zur ersten Kontur korrespondierende, in diese formschlüssig eingreifende konvex verlaufende, Kontur aufweisen, die jeweils durch eine...

Description

Die Erfindung betrifft einen Tragbogenaufbau, insbesondere für Gewölbe von Industrieöfen, wie Kalkschachtöfen, sowie dessen Verwendung.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Tragbogens nach Anspruch 10.
Gewölbekonstruktionen bzw. Tragbogenkonstruktionen werden im konstruktiven Bereich, insbesondere im Bauen mit Formkörpern bzw. Formsteinen immer dort benötigt, wo unterhalb eines Bereiches ein Hohlraum vorhanden ist und die Last des über dem Hohlraum liegenden Bauwerks oder Mauerwerks auf die den Hohlraum seitlich begrenzenden Wände oder Pfeiler abgeleitet werden muß. Seit der Römerzeit wird bzw. werden in vielen sakralen aber auch profanen Bauwerken mit Hilfe von Tragbögen oder Gewölben eine Überspannung von Hohlräumen mit Dächern oder Zwischenböden erreicht oder Brücken hiermit erstellt. Die Gewölbe bzw. Tragbögen können dabei beachtliche Spannweiten erreichen und leiten die an ihrem Scheitelpunkt oder den Wölbflächen eingeleiteten Kräfte seitlich in das Mauerwerk oder Hilfskonstruktionen wie Säulen und Pfeiler ab.
Auch im Industrieofenbau werden Gewölbe und Tragbögen unterschiedlicher Spannweite angewandt, um einen Ofenhohlraum zu schaffen, welcher mit weiteren Hohlräumen oder Mauerwerken überbaut werden kann. Generell ist es üblich, Gewölbe bzw. Tragbogenkonstruktionen derart aufzubauen, daß zunächst ein Lehrbogen erstellt wird, beispielsweise aus Holz, auf welchen dann die den Tragbogen oder das Gewölbe ausbildenden Steine von zwei Seiten zum Scheitelpunkt gegenläufig bis zum Scheitelpunkt aufgemauert werden. Am Scheitelpunkt wird dann ein sogenannter Schlußstein eingefügt, gegen den sich bei Kuppeln allseitig, bei Tragbögen oder tonnenförmigen Traggewölben zweiseitig der Tragbogen mit seinen zwei gegenläufigen Abschnitten abstützt. Anschließend kann der Lehrbogen entfernt werden und das Gewölbe oder der Tragbogen steht frei.
Aus der DE 39 33 744 C2 ist ein Schlußsteinset zum Einbau im Übergangsbereich zwischen zwei gegenläufigen Abschnitten einer gewölbeartig ausgebildeten Tragkonstruktion aus feuerfesten Steinen bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion für Tragbögen wird die Tragkonstruktion aus zwei Abschnitten gebildet, die gegenläufig aufeinanderzu gerichtet sind, wobei im Übergangsbereich zwischen den beiden Abschnitten das Schlußsteinset eingesetzt wird, das aus zwei Übergangssteinen besteht, die auf ihrer Außenseite, dem jeweils letzten Stein des korrespondierenden Abschnitts benachbart, ein konisch sich von oben nach unten verjüngendes Nut-/Federprofil aufweisen, das korrespondierend zu den entsprechenden Nut-/Federeinrichtungen des benachbarten Steins ausgebildet ist und so eine sichere und enge Verlegung ermöglichen soll und ferner mindestens einen Schlußstein aufweist, dessen Form so gewählt ist, daß er unter Formschluß in den Raum zwischen die zuvor eingesetzten Steine axial einsetzbar ist. Dies soll gewährleisten, daß im Fall von Reparaturen dieser Schlußstein axial entnommen werden muß, wodurch die Tragkonstruktion geöffnet wird, um weitere Steine im Reparaturfall abnehmen und austauschen zu können. Theoretisch soll hierdurch erreicht werden, daß zum Öffnen des Tragbogens der Schlußstein nicht nach oben in den Bereich eines darüberliegenden Mauerwerks entnommen werden kann, sondern axial herauszogen weden kann, ohne das darüberliegende Mauerwerk teilweise entfernen zu müssen. Diese bekannte Ausführungsform hat sich in der Praxis nicht bewährt und wurde deshalb dahingehend abgeändert, daß die Nuten und Federn Stufen aufweisen (10), welche eine etwas höhere Stabilität gegen seitlichen axialen Druck ermöglichen. Hierdurch ist es jedoch notwendig, den Schlußstein radial nach oben aus dem Tragbogen herauszuziehen, so daß gegenüber herkömmlichen Schlußsteinen für Gewölbekonstruktionen kein Vorteil mehr erzielt wird. Ein erheblicher Nachteil ist jedoch, daß das Schlußsteinset aus drei Steinen besteht und somit gegenüber normalen Schlußsteinen einen erheblich erhöhten Fertigungsaufwand verursacht.
Aus der EP 0 862 034 B1 ist ebenfalls ein Schlußsteinset für ein Gewölbe aus feuerfesten Steinen, bestehend aus zwei formschlüssig an die feuerfesten Steine anschließbaren Adaptersteinen und einem keilförmigen Schlußstein bekannt, wobei der keilförmige Schlußstein in den zu schließenden Raum zwischen den Adaptersteinen axial einsetzbar ist und die Adaptersteine und der Schlußstein in ein Fugenbett aus Mörtel eingesetzt sind. Bei dieser bekannten Konstruktion werden die im eingebauten Zustand gegeneinander abgestützten Anschlußflächen der Adaptersteine und des Schlußsteins als ebene, stufenfreie Flächen ausgebildet, wobei in diesen Flächen Rillen angeordnet sind, die sich nach dem Einsetzen des Schlußsteins zu einem stirnseitig axial offenen Kanal ergänzen, so daß die Kanäle jeweils eine stirnseitig einführbare massive Kupplungsstange aus einem nicht legierten Kohlenstoffstahl aufnehmen. Bei dieser Ausführungsform eines Schlußsteinsets bzw. eines Tragbogens ist von Nachteil, daß der Tragbogen durch das Einfüllen von fremden Materialien sowohl chemisch als auch materialtechnisch inhomogen wird und insbesondere die Kupplungsstangen im Einsatz ausbrennen können, so daß eine dauerhafte Stabilität nicht gegeben ist.
Eine ähnliche Lösung ist aus der CH 453 586 bekannt, wobei dort die Kanäle von zwischen den Steinen eingeschobenen Metallplatten ausgebildet bzw. begrenzt werden, wobei diese Lösung für Drehrohrofenausmauerungen vorgesehen ist.
Die DE-OS 21 19 051 schlägt für die gewölbeartige Ausmauerung von Drehrohröfen sogenannte Keilsteine auf, die schräg verlaufende keilförmige Vorsprünge in ihren Seitenwandungen aufweisen.
Zum Abschluß eines Gewölbebogens oder eines Kreises des Drehrohrofens werden Schlußsteine eingesetzt, welche eine glatte senkrechte oder geneigt zur Grundfläche verlaufende Seitenfläche aufweisen, während die andere Seitenfläche, die zum Anschluß an die übrigen Steine erforderliche Schulter bzw. den erforderlichen keilförmigen Vorsprung aufweist. Auch bei einer derartigen Ausführungsform ist von Nachteil, daß zumindest im Bereich des Schlußsteines Axialkräfte nicht sicher aufgenommen werden können.
Aus der DE-PS 481 676 ist ein Stein für Feuerraumdecken bekannt, der an einer seiner Seitenflächen einen V-förmigen Vorsprung mit nach oben gerichteter Spitze und an einer gegenüberliegenden Fläche eine entsprechende Nut aufweist. Der Vorsprung und die Nut sind je abwärts bis zu einer glasierten Unterfläche des Steins durchgezogen, wobei Vorsprung und Nut je in Form eines geschlossenen Dreiecks ausgebildet sind. Hierdurch soll vermieden werden, daß Brüche längs bestimmter Linien ein Herausfallen der abgebrochenen Teile mit entsprechender Freilegung unglasierter Teile der Decke gegen die Hitze zur Folge haben und die Decke rasch zerstört wird. Gemäß dieser Druckschrift ist es beim Aufbau einer ringförmigen Feuerungsfläche mit diesen Formkörpern notwendig, in geeigneten Zwischenräumen keilförmige Steine einzuschalten. Diese Steine werden ebenso wie die vorher genannten Steine ausgebildet, weisen jedoch eine glatte Fläche auf, die keinen Vorsprung oder keine Nut aufweisen. Auch hierbei ist von Nachteil, daß im Bereich des Keilsteins oder der Keilsteine eine Schwächung des Tragbogens stattfindet, insbesondere in axialer Richtung. Ferner ist von Nachteil, daß der Schlußstein für Reparaturarbeiten über die gesamte Steinhöhe nach oben aus dem Tragbogen herausgezogen werden muß.
Aus der DE 40 34 073 A1 ist ein Industrieofen mit Gewölbe bekannt. Bei diesem Industrieofen soll ein Gewölbe dadurch überspannt werden, daß Gewölbesteine verwendet werden, welche flach tafelförmig ausgebildet sind und die Gewölbesteine den Stich liegend überspannen, wobei die Gewölbesteine nach einer Seite hin mit einem vorspringenden abgerundeten Halbrundgelenk und nach der gegenüberliegenden Seite mit einer dazu passenden Gelenkpfanne versehen sind. Eine Keiligkeit der Gelenksteine zueinander soll sich über die gelenkige Verbindung selbsttätig einstellen, d. h., daß durch das Vorsehen von mehr Steinen als zur rechnerisch geraden Überspannung des Gewölbes notwendig wären, das Gewölbe nach oben aufgebaucht wird. Insbesondere soll hier offenbar Feuerfestmaterial verwendet werden, welches gewichtsreduziert ist, um die Konstruktion leichter zu gestalten. Eine derartige Konstruktion ist auf dem Markt unbekannt und es ist insbesondere von Nachteil, daß eine derartige Konstruktion zu labil ist und durch eine Mehrzahl ungünstig angeordneter Formen (vorspringende Gelenkrundungen) extrem bruchanfällig ist. Bei einem Bruch im Bereich der Nuthälse fällt eine derartige Platte jedoch in den Ofenraum, was ein zusätzliches Risiko bedeutet.
Ferner ist die Formgebung derartiger Platten im Bereich der feuerfesten Technologie praktisch nicht kostendeckend zu gewährleisten, da es sich um extrem aufwendige Raumformen handelt, die aus herkömmlichen Maschinen nicht herstellbar sind. Ferner lassen sich einzelne ausgefallene Platten nicht ersetzen, ohne das Gewölbe auszubauen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tragbogenaufbau zu schaffen, welcher einen einfach aufgebauten Tragbogen ergibt, leichter und mit weniger Aufwand zu montieren ist und eine höhere Tragfestigkeit hat als bekannte Tragbögen.
Die Aufgabe wird mit einem Tragbogenaufbau mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den von diesem Anspruch abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Es ist ferner eine Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Tragbogens zu schaffen, mit welchem ein Tragbogen zuverlässig, leicht und mit wenig Aufwand montiert werden kann und ein Tragbogen mit hoher Tragfähigkeit erzielt wird.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Tragbogens mit den Merkmalen des Anspruch 10 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Tragbogen durch ein einheitliches Steinformat ausgebildet, d. h. es werden keine separaten Adapter oder Schlußsteine benötigt.
Lediglich die Kämpfersteine des Tragbogens weisen, wie dies auch im Stand der Technik üblich ist, eine abweichende Form auf. Sie entsprechen auf der Tragbogenseite von der Oberfläche her im wesentlichen einem Tragbogensteinformat und weisen auf einer auflagerseitigen Fläche eine glatte Oberfläche auf.
Die Steinformate der erfindungsgemäßen Tragbogenkonstruktion weisen eine speziell ausgebildete Kontur mit einer Stufe auf, welche eine Form und einen Rampenwinkel besitzt, welcher sich überraschend als statisch besonders stabil herausgestellt hat.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, den Bogen von einem Widerlagerstein aus über den Scheitelpunkt hinaus zu mauern und als letzten Stein den Widerlager-Wölber bzw. Kämpferstein, der auf dem anderen gegenüberliegenden Widerlagerstein ruht, einzusetzen. Dies hat zum Vorteil, daß bei einer Reparatur das über dem Tragbogen liegende Mauerwerk in den allermeisten Fällen überhaupt nicht ausgebrochen zu werden braucht, da an der Stelle, an der der Kämpferstein eingesetzt wird, üblicherweise zwischen diesem Stein und dem oberen Mauerwerk eine Lücke besteht, die mit Mörtel aufgefüllt ist.
Bei der Erfindung ist somit von Vorteil, daß sich Tragbögen in einfacher und sicherer Weise herstellen lassen, wobei sie durch einen verminderten Produktionsaufwand günstig sind und der erfindungsgemäße Tragbogen bzw. der erfindungsgemäße Tragbogenaufbau statisch sehr hoch belastbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:
1 einen erfindungsgemäße Tragbogenaufbau in einer perspektivischen Ansicht,
2 den erfindungsgemäßen Aufbau nach 1 in einer Draufsicht,
3 einen Kämpferstein in einer Draufsicht,
4 den Kämpferstein nach 3 in einer Seitenansicht,
5 einen erfindungsgemäßen Tragbogenstein,
6 einen Kämpferstein, welcher dem Stein gemäß 3 gegenüberliegend angeordnet ist,
7 einen Widerlagerstein für den Kämpferstein in einer Draufsicht,
8 den Stein gemäß 7 in einer seitlichen Ansicht,
9 die Einbausituation eines erfindungsgemäßen Tragbogenaufbaus, insbesondere beim Einbau in ein bestehendes Mauerwerk,
10 eine Tragbogenkonstruktion mit geteiltem Schlußstein und Adapterstein gemäß dem Stand der Technik.
Ein erfindungsgemäßer Tragbogenaufbau 1 (1, 2) weist zwei sich gegenüberliegende Widerlagersteine bzw. Elemente 2, je einen auf den Widerlagersteinen 2 aufliegenden Widerlager-Wölber 3 bzw. Kämpferstein 3 und zwischen den Kämpfersteinen 3 den Tragbogen 4 auf, der aus einer Mehrzahl von gleichartigen Tragbogensteinen 5 ausgebildet ist.
Die Widerlagersteine 2 sind im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weisen eine Bodenwandung 6, eine Rückwandung 7, eine Deckenwandung 8, zwei Seitenwandungen 9 und eine Vorder- bzw. Lagerwandung 10 auf. Die Vorder- bzw. Lagerwandung 10 besitzt benachbart zur Bodenwandung 6 einen schmalen, zur Rückwandung 7 parallel verlaufenden Wandabschnitt 11. Oberhalb des Wandabschnitts 11 erstreckt sich eine Lagerfläche 12 in einem vorgegebenen Winkel schräg zur Rückwandung 7 und schließt mit der Deckenwandung 8 ab. Die Lagerfläche 12 der Lagerwandung 10 ist eben ausgebildet. Auf der Lagerfläche 12 lagert ein Kämpferstein 3.
Der Kämpferstein 3 besitzt eine Lagerwandung 15, eine der Lagerwandung 15 gegenüberliegende Tragwandung 16, zwei parallele, diese verbindende Seitenwandungen 17 sowie eine Deckenwandung 18 und eine Bodenwandung 19.
Der Kämpferstein 3 ist leicht keilförmig ausgebildet, wobei sich der Kämpferstein 3 von seiner Deckenwandung 18 zur Bodenwandung 19 verjüngt.
Die Tragwandung 16 weist eine Kontur auf, die dazu dient, mit dem nächstfolgenden Tragbogenstein 5 einen definierten, die Lage der Steine festlegenden Formschluß zu erzielen.
Die Kontur besteht aus einem Absatz 20 bzw. einer Stufe 20 in der Tragwandung 16 (4, 6).
Von der Stufe 20 her verschmälert sich der Kämpferstein 3 zur Bodenwandung 19 hin. Die Stufe 20 hat einen bogenartig gewölbten Verlauf und er streckt sich in etwa von der Mitte einer Seitenwandung 17 zur gegenüberliegenden Seitenwandung 17, wobei die Stufe 20 (1) abwärts zur Bodenwandung 19 hin gewölbt ist. Die Stufe 20 verläuft schräg bzw. geneigt, wobei die Stufe 20 einen Rampenwinkel α aufweist, der 30° bis 60°, insbesondere 45° beträgt.
Der eigentliche Tragbogen 4 wird aus den Tragbogensteinen 5 ausgebildet. Die Tragbogensteine 5 sind keilförmig ausgebildet, mit einer vorderen Tragwandung 25 und einer hinteren Tragwandung 26, die von einer gemeinsamen Deckenwandung 27 zu einer gemeinsamen Bodenwandung 28 aufeinanderzu verlaufen. Ferner besitzt der Tragbogenstein 5 zwei die vordere und hintere Tragwandung 25, 26 verbindende ebene Seitenwandungen 29. Die vordere Tragwandung 25 und hintere Tragwandung 26 weisen jeweils eine Kontur auf. Die Kontur der Tragwandung 25 weist beispielsweise eine Stufe 30 auf, welche schräg unter dem Winkel α verläuft. Mit der Stufe 30 verjüngt sich der Tragbogenstein 5 von der Deckenwandung 27 zur Bodenwandung 28 stufenartig. Die Stufe 30 ist entsprechend der Stufe 20 des Kämpfersteins 3 ausgebildet und verläuft bogenartig gewölbt und erstreckt sich somit in etwa von der Mitte einer Seitenwandung 29 zur gegenüberliegenden Seitenwandung 29, wobei die Stufe 30 abwärts zur Bodenwandung 28 hin konkav gewölbt ist.
Die hintere Tragwandung 26 weist ebenfalls eine Kontur auf, wobei die Kontur der hinteren Tragwandung 26 beispielsweise aus einer Stufe 31 besteht, welche schräg unter dem Winkel α verläuft. Mit der Stufe 31 erweitert sich der Tragbogenstein 5 von der Deckenwandung 27 zur Bodenwandung 28 hin stufenartig. Die Stufe 31 verläuft bogenartig gewölbt und erstreckt sich auf Höhe der Stufe 30 von einer Seitenwandung 29 zur gegenüberliegenden Seitenwandung 29, wobei die Stufe 31 korrespondierend zur Stufe 30 in Richtung zur Bodenwandung 28 hin konvex verläuft. Die Stufe 20 und die Stufe 31 sind derart korrespondierend miteinander ausgebildet, daß ein auf dem Kämpferstein 3 aufliegender Tragbogenstein 5 mit seiner hinteren Tragwandung 26 auf der Tragwandung 16 aufliegt, wobei die Stufe 20 in die Stufe 31 formschlüssig eingreift und die Deckenwandung 18 und die Bodenwandung 19 des Kämpfersteins 3 mit der Deckenwandung 27 und der Bodenwandung 28 des darauffolgenden Tragbogensteins 5 abschließt. Die Seitenwandungen 17 des Kämpfersteins 3 und die Seitenwandungen 29 des Tragbogensteins 5 verlaufen hierbei fluchtend. Die Konturen der hinteren Tragwandung 26 und der vorderen Tragwandung 25 der Tragbogensteine 5 korrespondieren derart miteinander, daß die Tragbogensteine ebenfalls mit den Seitenwandungen fluchtend und mit Ober- bzw. Unterwandungen abschließend formschlüssig ineinandergefügt sind. Durch ihre Keilförmigkeit definierter Keiligkeit ergibt sich ein Bogen von definierter Länge und Spannweite. Dem ersten Kämpferstein 3 gegenüberliegend ist an dem gegenüberliegenden Widerlagerstein ein zweiter Kämpferstein 3 angeordnet, welcher von der Kontur der Tragwandung 16 her, wie vorgenannt beschrieben, mit der Kontur der vorderen Tragwandung 25 des Tragbogensteins 5 korrespondiert, d. h. eine Kontur aufweist, die der hinteren Tragwandung 26 eines Tragbogensteins 5 entspricht.
Im Gegensatz zu den bislang bekannten Nut-/Federausführungen bietet die erfindungsgemäße Ausbildung einer konkaven/konvexen Stufe, den Vorteil, daß derartige Stufen kostengünstig hergestellt werden können, da die Konkav-/Konvexform im Vergleich zur winkligen bzw. halbrunden Nut- und Federform einfacher spanabnehmend bearbeitet werden kann. Ferner bieten die erfindungsgemäßen Stufen durch das aus dieser Form resultierende Bogenmaß der Stufe eine deutlich größere Fläche zur Aufnahme der Gewichtslasten, die auf diesen Tragbogen einwirken. Konstruktionen gemäß dem Stand der Technik verfügen über deutlich weniger Fläche zur Aufnahme entsprechender Lasten, was in vielen Fällen zu spannungsbedingtem Materialbruch führt. Die erfindungsgemäße Anschrägung hat den Vorteil, daß sie zur Verminderung der Kerbwirkung beiträgt. Die horizontal zur Lagenrichtung verlaufende, konkavförmige bzw. konvexförmige Stufe bietet in Verbindung mit dem gleichförmigen Aufbau des Gewölbes den Vorteil, daß eine durchgehende Fuge im zentralen Bereich des oberen Scheitelpunkts nicht entsteht. Durchgehende Fugen sind sowohl aus thermomechanischer als auch thermochemischer Sicht grundsätzlich Schwachpunkt ei nes Tragbogen- oder Gewölbeaufbaus, da durch diese einerseits Gasundichtheit und andererseits verminderte Form- bzw. Kraftflüssigkeit verursacht werden. Der erfindungsgemäße Tragbogenaufbau hat darüber hinaus den Vorteil, daß, da nur gleichförmige Tragbogensteine zum Einsatz kommen, eine gleichmäßige Spannungsverteilung im Tragbogen herrscht. Im Gegensatz hierzu entsteht im Stand der Technik ein inhomogener Aufbau durch den Einsatz mehrerer verschiedener geformter Formate.
Anhand von Berechnungen mit der Finite-Elemente-Methode konnte herausgefunden werden, daß die statische Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Tragbogenaufbaus deutlich über derjenigen bisher bekannter Tragbogenaufbauten liegt. Insbesondere konnte eine gleichmäßige homogene Spannungsverteilung nachgewiesen werden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen eines Tragbogens erläutert. Um den erfindungsgemäßen Tragbogen zu erstellen, wird ein Lehrgerüst bzw. ein Lehrbogen erstellt, welcher sich von einem Widerlagerstein 2 bzw. einem Widerlagerelement 2 zum gegenüberliegenden Widerlagerstein 2 bzw. Widerlagerelement 2 erstreckt. Der Lehrbogen weist dabei eine Aufwärtswölbung auf, die der des zu erstellenden Tragbogens entspricht. Nun wird zunächst auf eine Lagerfläche 12 eines Widerlagersteins 2 ein Kämpferstein 3 bzw. Widerlager-Wölber 3 mit seiner Lagerwandung 15 aufgelegt. Die Lagerwandung 15 des Kämpfersteins 3 schließt vorzugsweise allseitig mit der Lagerfläche 12 des Widerlagersteins 2 ab. Anschließend werden bis zum oberen Scheitelpunkt des Tragbogens Tragbogensteine 5 jeweils formschlüssig an den vorhergehenden Stein angelegt, wobei der erste Tragbogenstein 5 formschlüssig an den auf dem Widerlagerstein 2 ruhenden Kämpferstein 3 angelegt wird. Nach dem Überschreiten des oberen Scheitelpunkts, werden beim Einbau die nachfolgend angelegten bzw. anzulegenden Steine mittels eines speziellen Montageklebers gegeneinander fixiert. Nach dem Anlegen des letzten Gewölbesteins kann der gegenüberliegende Kämpferstein 3 bzw. Widerlager-Wölber 3 in den Tragbogenaufbau zwischen dem Widerlagerstein 2 und dem letzten Tragbogenstein 5 eingesetzt werden.
Durch ein exaktes Trockenverlegen der Steine vor dem eigentlichen Einbau im Ofensystem sind die genauen Abmessungen der Widerlager bestimmbar. Die Erfindung sieht vor, zum Ausgleich von Längenänderungen bzw. Toleranzen bei der Steinherstellung einem Gebinde mit Tragbogensteinen 5 verschieden dicke Kämpfersteine 3, beispielsweise je zwei einer Sorte, beizulegen. Dies hat den Vorteil, daß die weitaus größere Anzahl von Steinen, nämlich die Tragbogensteine 5, immer gleich hergestellt werden können, während die sowieso als Sonderformate hergestellten Kämpfersteine 3 in entsprechenden unterschiedlichen Dicken hergestellt werden. Beispielsweise wird für den Fall, daß trotz sorgfältiger Vorarbeit der vorgesehene letzte Kämpferstein 3 bzw. Widerlager-Wölber 3 nicht exakt passen sollte, von diesem Kämpferstein 3 jeweils ein um +2 mm und ein um –2 mm, bezogen auf die Keiligkeit, variierendes Alternativformat mitgeliefert. Durch diese Variationsmöglichkeit wird auch bei Maßabweichungen ein optimaler Einbau erreicht.
Im eingebauten Zustand (9) erstreckt sich der Tragbogen 4 mit seinen Tragbogensteinen 5 zwischen den Widerlagersteinen 2 bzw. den Widerlager-Wölbern 3 bzw. Kämpfersteinen 3. Oberhalb des Tragbogens 4 erstreckt sich das weitere Mauerwerk 40, wobei üblicherweise zwischen dem Mauerwerk 40 und dem Tragbogen 4 eine Ausgleichsmörtelschicht 41, insbesondere nach Reparaturen, angeordnet ist.
Zum Ausbau eines schadhaften Tragbogens reicht es erfindungsgemäß üblicherweise aus, diese Mörtelschicht 41 auszubrechen und anschließend den zuletzt eingesetzten Widerlager-Wölber 3 bzw. Kämpferstein 3 um die Höhe h der Wölbung der Stufe 20 nach oben in den Bereich der ausgebrochenen Ausgleichsschicht emporzuheben und zu entnehmen. Ggf. kann dieser Kämpferstein 3 zusammen mit dem nächstfolgenden Tragbogenstein 5a gemeinsam nach oben bewegt werden, wenn die Bewegung eines einzelnen Steines gesperrt ist. Umgekehrt lassen sich bei geeigneter Wahl der Stufenhöhe bzw. der Höhe der Ausgleichsschicht 41 die Steine 3, 5 des gesamten Tragbogens 4 anschließend erneuern, ohne daß – wie im Stand der Technik üblich – das darüberliegende Mauerwerk ausgebrochen werden muß, da erst mit dem Wechsel des letzten Steines dieser von oben in den Steinverband hineingesenkt werden muß. Hierfür ist jedoch erfindungsgemäß ausreichend Platz vorhanden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist von Vorteil, daß das bisher zeit- und kostenaufwendige Ausmauern des über dem Tragbogen befindlichen Mauerwerks in Reparaturfällen entfallen kann.

Claims

Tragbogenaufbau, insbesondere für Industrieöfen, wobei der Tragbogenaufbau zwei Widerlagerelemente (2) bzw. Steine (2) sowie je einen an den Widerlagern (2) anliegenden Widerlager-Wölber (3) aufweist, zwischen denen sich der Tragbogen (4) bogenartig ersreckt, wobei der Tragbogen (4) aus einer Mehrzahl gleichförmig ausgebildeter Tragbogensteine (5) ausgebildet ist, wobei die Widerlager-Wölber (3) und die Tragbogensteine (5) eine von der Bogenoberseite zur Bogenunterseite sich verjüngende, im wesentlichen keilige Form aufweisen, wobei die Tragbogensteine (5) eine vordere Tragwandung (25) und eine hintere Tragwandung (26) aufweisen, die von einer gemeinsamen Deckenwandung (27) zu einer gemeinsamen Bodenwandung (28) aufeinander zu verlaufend angeordnet sind, wobei die vordere und hintere Tragwandung (25, 26) durch zwei ebene Seitenwandungen (29) verbunden sind, wobei die Tragbogensteine (5) auf der vorderen Tragwandung (25) eine erste konkav verlaufende, Kontur und auf der gegenüberliegenden, hinteren Tragwandung (26) eine zweite, zur ersten Kontur korrespondierende, in diese formschlüssig eingreifende konvex verlaufende, Kontur aufweisen, die jeweils durch eine auf einer Tragwandung (25, 26) ausgebildete Stufe (30, 31) ausgebildet wird, die von einer Seitenwandung (29) zur gegenüberliegenden Seitenwandung (29) bogenartig gewölbt konkav oder konvex verläuft, wobei ein Widerlager-Wölber (3) die erste durch eine auf einer Tragwandung (16) ausgebildete Stufe (20) ausgebildete Kontur und ein Widerlager-Wölber (3) die zweite durch eine auf einer Tragwandung (16) ausgebildete Stufe (20) ausgebildete Kontur aufweist.
Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (20, 30, 31) von einer höheren Wandungsebene zu einer tieferliegenden Wandungsebene unter einem Winkel α schräg verlaufend angeordnet ist.
Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlagersteine bzw. -elemente (2) im wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind und eine Bodenwandung (6), eine Rückwandung (7), eine Deckenwandung (8), zwei Seitenwandungen (9) und eine Vorder- bzw. Lagerwandung (10) aufweisen, wobei die Vorder- bzw. Lagerwandung (10) benachbart zur Bodenwandung (6) einen schmalen, zur Rückwandung (7) parallel verlaufenden Wandungsabschnitt (11) aufweist und oberhalb des Wandungsabschnitts (11) sich eine Lagerfläche (12) in einem vorgegebenen Winkel schräg zur Rückwandung (7) hin erstreckt und mit der Deckenwandung (8) abschließt.
Aufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche (12) der Lagerwandung (10) eben ausgebildet ist.
Aufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Lagerfläche (12) ein Widerlager-Wölber (3) lagert.
Aufbau nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerlager-Wölber (3) eine Lagerwandung (15), die der Lagerwandung (15) gegenüberliegende Tragwandung (16), zwei parallele, diese verbindende Seitenwandungen (17) sowie eine Deckenwandung (18) und eine dieser gegenüberliegende Bodenwandung (19) aufweist, wobei sich der Widerlager-Wölber (3) von seiner Deckenwandung (18) zur Bodenwandung (19) hin verjüngt.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kontur ausbildende Stufe (20, 30, 31) unter einem Rampenwinkel α schräg verläuft, der 30° bis 60°, insbesondere 45° beträgt.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (20, 30, 31) kreisabschnittsförmig verläuft.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (20, 30, 31) oval verläuft.
Verfahren zum Erstellen eines Tragbogens mit einem Tragbogenaufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf ein erstes Widerlagerelement (2) bzw. einen ersten Widerlagerstein (2) ein erster Widerlager-Wölber (3) angelegt wird und anschließend Tragbogensteine (5) an den Widerlager-Wölbern (3) bzw. folgenden Tragbogensteinen (5) formschlüssig angelegt werden, bis zum Platz eines gegenüberliegenden zweiten Widerlager-Wölbers (3) und schließlich der zweite Widerlager-Wölber (3) formschlüssig zwi schen den letzten Tragbogenstein (5) und dem zweiten Widerlagerstein (2) gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragbogensteine (5) bzw. Widerlager-Wölber (3) zur leichteren Montage und/oder Ausrichtung aneinander fixiert werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragbogensteine (5) bzw. Widerlager-Wölber (3) mit Klammern, Lehrgerüsten, Dünnbettmörteln oder Klebern aneinander fixiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlager-Wölber (3) und der Tragbogen (4) auf einen Lehrbogen aufgesetzt werden, wobei der Lehrbogen zwischen den Widerlagersteinen (2) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlager-Wölber (3) und Tragbogensteine (5) so verlegt werden, dass ihre Seitenwandungen (17, 29) fluchten.
Verfahren nach einem der Ansprüche bis 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen oder Maßungenauigkeiten Widerlager-Wölber (3) mit entsprechendem Über- oder Untermaß eingebaut werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des letzten Widerlager-Wölbers (3) an den Tragbogen ein Widerlager-Wölber (3) aus drei Widerlager-Wölbern mit jeweils Untermaß, Normalmaß und Übermaß bezogen auf die Keiligkeit ausgewählt und eingebaut wird.
Verwenduung eines Tragbogenaufbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für Tragbögen in Kalkschachtöfen.
Verwendung eines Tragbogenaufbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für tonnenförmige Gewölbe.