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Verankerung für Industrieöfen, insbesondere Querverankerung für Kammeröfen
zur Erzeugung von Koks und Gas Das Mauerwerk von Industrieöfen, das auf höhere Temperaturen
(1000° C und höher) erhitzt wird, erfährt dabei nicht nur eine erhebliche thermische
Dehnung, sondern aiu:h eine auf kristallographischen Umwandlungen beruhende irre-#ersible
Dehnung, wenn die feuerfesten Steine des Mauerwerks zu einem erheblichen An.teii
aus Kieselsäure bestehen. Es ist üblich, das Mauerwerk zu verankern, und zwar in
der Weise, daß vor die Außenwand desselben senkrechte Ankerständer gestellt und
die auf gegenüberliegenden Seiten dies Ofenblockes liegenden Ankerständer durch
Zuganker verbundiem werden; auf den Zugankern sind Widerlager angeordnet, welche
auf die Ankerständer einwirken.
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Bei Öfen, bei denen in besonders hohem Maße ein gasdichter Abschluß
der einzelnen Ofenwände erforderlich ist, wie dies z. B. für die die Heizzüge und
Ofenkammern trennenden Wände von Kammeröfen zur Erzeugung von Koks und Gas der Fall
ist, ordnet man auf den Endren der Zuganker verstellbare, z. B. durch awfschraar.bbare
Muttern gebildete Widerlager und zwischen diesen und den Ankerständen in der Längsrichtung
der Zuganker wirkende Druckfedern an.
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Es ist von großer Wichtigkeit, daß ein bestimmter minimaler Druck
auf das Mauerwerk durch die Ankerständer ausgeübt wird, damit sich beim Wachsen
der Steine keine Fugen bilden. Auf der anderen Seite darf der auf das Mauerwerk
ausgeübte Druck einen bestimmten Wert nicht überschreiten, bei dem das Steiiimateri.al
zerdrückt und zerstört würde. Um nun bei der geschilderten Anordnung mit verstellbarem
Wi.derlagem und Druckfedern den dem Mauerwerk aufgeprägten Druck innerhalb der vorgegebenen
Grenzen zu halten, ist es üblich, den. Druckzustand der Federn zu überprüfen, etwa
dadurch, d.aß die Länge der Federn ständig überwacht und damit, etwa nach einer
Eichkurve, der Spannungszustand festgestellt wird. Übersteigt die Spannung eine
bestimmte Größe, so wird das Widerlager so lange verstellt, bis der Druckwert wieder
innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt. Bei dieser Art der Kontrolle des @erankeru,ngssystems
während des Arnheizens des Ofens ist man gezwungen, mindestens einmal, in manchen
Fällen sogar mehrmals während eines Tages sämtliche Anker eines Ofenblockes zu überprüfen.
Bei einer Batterie von fünfzig Kammern ist diese Arbeit nicht unerheblich; sie darf
auch während der Nachtstunden nicht unterbleiben. Die Schäden, die dadurch entstehen,
daß bei der Überprüfung der Verankerung und dem Nachstellen der Widerlager Nachlässigkeiten
und Fehler unterlaufen, sind von erheblicher Bedeutung; sie können dazu führen,
d.aß die Brauchbarkeit des Ofenblockes erheblich gemindert wird.
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Um diesem Übelstand abzuhelfen, werden gemäß der Erfindung die Widerlager,
mittels deren die Zuganker auf die senkrechten Ankerständer einwirken, so ausgebildet,
daß sie selbsttätig ihre Stellung auf dem Zugankern verändern, wenn die auf der
Ausdehnung des Mauerwerks beruhende, auf die Zuganker einwirkende Zugkraft einen
vorgegebenen Betrag überschreitet; diese Veränderung solo aber nur ein solches Ausmaß
haben, daß noch eine genügende Zugkraft in den Ankern verbleibt, das Mauerwerk also
immer unter einer bestimmten Spannung steht.
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Ein derartiges Nachgeben dar Widerlager und eine Regelung des Anpreßdruckes
der Ankerständer läißt .sieh gemäß der weiteren Erfindung in der Weise erreichen,
daß die Zuganker an ihren vorstehenden Teilen als Zahnstange ausgebildet sind.
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Die Zahnstange kann dabei aus einzelnen Zahnringen aufgebaut sein,
deren Schrägflächen in der Ausdjehnungsrichtung flach ansteigen und am Ende des
Anstiegs senkrecht abgesetzt sind. Solche Zahnringe, vornehmlich gleicher Gestaltung,
folgen parallel längs des Zugankers hintereinander. Wesentlich ist, daß die Innenseite
des aus den Backen bestehenden Widerlagers der Außenfläche der Zähme angepaßt ist,
so daß die Außenflächen dies Zugankers und die Innenflächen des Widerlagers mit
erheblichem Flächendruck sich fest au;feinanderpressen.
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Dass Ende des Zugankers kann, anstatt aus solchen Zahnringen aufgebaut
zu sein, auch mit einem Gewinde versehen sein, bei dien der Zuganker im Achsschnitt
ebenfalls mit Sägezähnen besetzt erscheint. Natürlich muß in diesem Falle das Widerlager
mit einer korrespondierenden Innenfläche versehen sein. Dies gilt auch für die später
beschriebenen weiteren Ausführungsformen von Widerlagern.
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Das Widerlager kann durch zwei Backen gebildet werden, auf welche
mit ihrer Achse quer zum Zuganker
liegende Federn (Querfedern)
einwirken. Erreicht der von dem Mauerwerk auf die Ankerständer ausgeübte Druck einen
beistimmten Wert, so genügt der von dien Querfedern auf die Backen ausgeübte Druck
nicht mehr, um die Backen zusammenzuhalten; sie werden auf den Zugankern nach außen
gedrückt und -gleiten auf den Schrägflächen der Zähne, bis ein Druckausgleich wiederhergestellt
ist.
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Zweckmäßig werden die an sich seit langem bekannten, in Richtung des
Zugankers wirkenden Druckfedern (<4nke,rfedeirn), die zwischen dem Widerlager
des Zugankers und den Ankerständern eingespannt sind, beibehalten. Dabei werden
Querfedern und Ankerfedern derart aufeinander abgestimmt, daß bei überschreiten
eines vorgegebenen Wertes der von den Ankerfedern aufgenommenen Spannung die Querfedern
in einem Umfange nachgeben, bis durch Verschiebung des Widerlagers auf der Zahnstange
die Spannung der Ankerfedern wieder unter den vorgegebenen Wert abgesunken ist.
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Die beiden Backens, welche das Widerlager bilden, können durch quer
zur Zugankerachse wirkende Zugfedern zusammengehalten werden. Die Zugfedern sollten
nachstellbar sein, damit man genau den Spannungszustand des Zugankers einstellen
kann, bei dem das .durch die Backen gebildete Widerlager nachgibt. Die Nachstellbarkeit
kann beispielsweise so erreicht werden, daß die Zugfedern auf Schrauben gelagert
sind, welche durch die Backen hindurchgehen und verstellt und in ihrer jeweiligen
Lage durch Muttern gesichert werden.
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Man kann die Backen auch in ein kastenförmiges Gehäuse einsetzen,
durch dessen Mitte der Zuganker hindurchgeht, und zwischen der Innenwand des Gehäuses
und den Backen die als Druckfedern ausgebildeten Querfedern (Plattenfedern) anordnen,
welche die Backen mit dem erforderlichen Druck: auf den Zuganker pressen.
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Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich dadurch,, daß
die Backen aus den beiden Hälften eines in einer Achsebene durchgeschnittenen Zylinders
gebildet sind. Eine außen die beiden 1-Ialbzy linder umschließende oFene Ringfeder
drückt die Backen dabei auf dien Zuganker. Nenn auch die Ausführungsform mit zwei
spiegelbildlichen Halbzylindern die nächstliegende ist, so ist eine Aufteilung des
innerhalb der Ringfeder liegenden Zylinders auch in mehr als zwei Sektoren ohne
weiteres möglich.
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Schließlich können dabei die als Widerlager dienenden Backen und die
die Backen fest auf den Zuganker pressende Ringfeder zu einem einzigen Teil vereinigt
werden; eine den Zuganker umschließende, mit korrespondierenden Innenflächen an
demselben anliegende offene Ringfeder bildet allein das Widerlager. Dem Umfang dieser
Ringfeder kann man im Schnitt senkrecht zur Ankerachse die Gestalt eines Polygons,
vornehmlich eines Sechskants oder Vierkants, geben. In diesem Falle ist es, wenn
der Anker mit sägezahnartigem Gewinde versehen ist, möglich, mittels eines auf das
Sechskant, Vierkant od dgl. aufgesetzten Schlüssels die als Widerlager dienende
Ringfeder so weit auf den Zuganker aufzuschrauben, bis die Ankerfeder den nötigen
Spannungszustand erhalten hat. Um eine solche Handhabung der das Widerlager bildenden
Ringfeder zu, ermöglichen, genügt es, wenn ein entsprechendes Teilstück oder Ansatzstück
der Ringfeder mit polygonalem Umfang, also als Sechskant, Vierkant od. dgl., ausgebildet
ist.
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Durch die Anwendung der Erfindung wird die mühsame Arbeit des Nachstehens
der Verankerungsorgane eingespart. Damit werden auch die Fehler ausgeschlossen,
die bei einer unigenauen oder unsorgfältigen Ausführung dieser Arbeit entstehen.
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In den Zeichnungen. isst die Anwendung der neuen Verankerung bei einem
Kammerofen zur Erzeugung von Koks oder Gas dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 einen
.senkrechten Schnitt in der Mittelebene einer Ofenkammer; Abb. 2 zeigt einen waagerechten
Schnitt durch zwei benachbarte Heizwände; Abb. 3 zeigt in einer Ansicht bzw. einem
senkrechten Schnitt ein aus zwei Backen bestehendes W iderlager ; Abb. 4 zeigt in
dem gleichen Maßstabe wie Abb. 3, und zwar als Ausschnitt aus Abb. 2, die Anordnung
dieses Widerlagers am Ende eines Zugankers; Abb.5 zeigt in der Ansicht bzw. in senkrechtem
Schnitt entsprechend dem der Abb. 3 eine andere Ausführungsform eines Widerlagers;
Abb. 6 zeigt dessen Einbau am Ende eines Zugankers; Abb. 7 ,entspricht den Abb.
3 und 5, die Abb. 8 den Abb. 4 und 6; sie beziehen sich auf eine dritte Ausführungsform
eines Wderlagers; Abb. 9 entspricht den Abb. 3, 5 und 7, die Abb. 10 den Abb. 4,
6 und 8; sie beziehen sich auf eine vierte Ausführungsform des Wi.derlagers.
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Die reihenweise angeordneten Ofenkammern 10 sind beiderseits begrenzt
von Heizwänden 17, innerhalb deren sich die Heizzüge befinden. Die obere Begrenzung
bildet die Ofendecke 11, die untere die Kammersohle 12. 13 sind die mit Gitterwerk
ausgestattetem Regeneratorräume, 14 die Regeneratorso'hlkanäle; 15 ist die Grundplatte
des Ofens, die sich oberhalb der Unterkellerung 16 befindet. Beiderseits vor dien
Heizwänden 17 liegen die als Breitflanschprofile ausgebildeten senkrechten Ankerständer,
die mit ihren inneren Flanschen 18 an den Heizwänden 17 anliegen. Vor den äußeren
Flanschen 19 liegen Druckplatten 20, durch welche die oberem und die unteren Zuganker
21 hindurchgeführt sind. Die äußeren Enden der Zuganker 21 sind als Zahnstange mit
den Zähnen 22 ausgebildet. Der Querschnitt auch dieses Teils der Zuganker ist kreisförmig.
Im senkrechten Achssehnitt ergibt sich eine sägenförmige Begrenzung. Die Flanken
der Zähne stein nach außen sehr allmählich an und sind dann senkrecht abgesetzt.
Statt eines kreisrunden Querschnittes können die äußeren Enden des Zugankers auch
einen polygonalen Querschnitt haben.
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Die Innenflanl@en der beiden Backen 23 haben eine Oberfläche, die
der Säge zahnforrn des äußeren Teiles des Zugankers angepaßt ist. Die beiden Backen
23 werden mittels der Zugfedern 25 auf das äußere Ende des Zugankers fest aufgepreßt.
Die Zugfedern 25 greifen an den Bolzen 30 an; auf die mit Gewinde versehenen Enden
der Bolzen 30 sind Muttern 31 aufgeschraubt. Durch Veränderung der Stellung der
Muttern 31 läßt sich die Zugkraft der Federn 25 regulieren.
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Die Backen 23 bilden das Widerlager für die als Tellerfeder ausgebildete
Ankerfeder 24. Der auf die Ankerständer einwirkende Druck des Mauer@verks wird vom
den Flanschen 19 über die Druckplatte auf die Tellerfeder 24 übertragen. Diese wirkt
auf die das Widerlager bildenden Backen 23 und versucht, diese auf dem Zuganker
21 nach außen zu schieben. Dies ist jedoch nur in dem Maße möglich, als die Backen
23 entgegen der Kraft der Quierfedern 25 sich voneinander zu entfernen vermögen.
Durch entsprechende Bemessung der Tellerfedern 24 und der Querfedern 25
kann
man sicherstellen, daß der Spannungszustand des Mauerwerks stets innerhalb vorgegebener
Grenzen bleibt.
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Bei der Anordnung nach den Abb. 5 und 6 wird das Widerlager durch
zwei Druckbacken 26 gebildet, die in ein Gehäuse 27 eingespannt sind, und zwar mittels
der Plattenfedern 28. Die Ankerfedern sind auch hier durch Tell-erfedern 29 gebildet.
Durch Stellschrauben 31, die das Gehäuse 27 durchsetzen, kann die Spannung der Plattenfedern
28 geregelt werden. Die Ausbildung des äußeren Endes des Zugankers ist die gleiche
wie bei der Ausführungsform nach Abb. 4. Die Innenfläche der Druckbacken 26 ist
dem Umfange der Zugankerenden angepaßt.
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Bei der Au!sführungaform nach den Abb. 7 und 8 ist die Anordnung von
Druckplatten 20, Zuganker 21 und Tellerfeder 29 die gleiche geliliel)z#n. Die Druckbacken
32 sind als Haliizylinder ausgebildet. Ihre Innenfläche ist wieder der Gestalt der
Oberfläche des Zugankerendes angepaßt. Eine mit einem Schlitz 34 versehene Ringfeder
33 preßt die beiden Halbzylinder 32 gegen den Zuganker und verhindert ein Nachaußenwandern
des Widerlagers so lange. als der Druck der Tellerfeder 29 nicht einen vorgegebenen
Betrag überschreitet.
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Während durch die ausgezogenen Linien die Stellung der Druckbacken
32 und der Ringfeder 33 in einer Stellung angegeben ist, bei der die Vorsprünge
der Innenflächen der beiden Druckbacken bis in die Wurzeln der Zähne 22 ragen, ist
gestrichelt eine Stellung der Druckbacken dargestellt, bei der diese nur noch auf
den äußersten Zahnflanken sitzen, so daß bei einer weiteren Verschiebung nach außen
ein Einspringen in die nächste Zahnlücke erfolgt.
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Die Anordnung nach den Abb. 9 und 10 sich von den bisherigen in mehrfacher
Hinsicht. Das Ende des Zugankers 21 besteht hier nicht ans einander parallelen Zahnringen,
sondern ist mit einem Sägezahngewinde 36 versehen. Diesem Gewinde paßt sich die
Innenfläche des M'iderlagers an, welches in diesem Falle allein durch eine Ringfeder
35 gebildet wird, d:ie einen Öffnungsschlitz 37 hat. Der äußere Umfang 38 dieser
Ringfeder ist als Sechskant ausgebvIdet. Das Aufsetzen der Ringfeder 35 kann einfach
in der «'eise erfolgen, daß ein Schlüssel auf das Sechskant 38 aufgesetzt und die
Ringfeder 35 so lange gedreht wird, bis die Tellerfeder 29 den erforderlichen Spannungszustand
erhalten hat.