Die Erfindung betrifft einen Industrieofen mit einer Ofenstruktur mit einer

Industrieofen-Tragekonstruktion.

Industrieöfen mit einer Industrieofen-Tragekonstruktion finden in verschiedenen Anwendungen, wie z.B. Kalköfen, insbesondere Kalkschachtöfen, Glasöfen, usw. Einsatz. Diese Tragekonstruktionen weisen im allgemeinen ein Tragelement auf. Dieses Tragelement kann beispielsweise ein monolithischer (gerader) Träger sein, oder auch ein gewölbeartiger Tragbogen. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann ein

Tragelement z.B. aus Widerlager Steinen (20.1 ', 20.2') und zwischen den

Widerlager Steinen angeordneten Tragbogen Steinen (30), bestehen, welche gemeinsam einen gewölbeartigen Tragbogen (15') bilden.

Beim Aufheizen und Abkühlen (z.B. Abheizen oder Niederfahren) des Ofens kommt es zwangsläufig zu thermischen Dehnungen des Tragelements bzw. der Steine der Tragkonstruktion. Bei bekannten Trägern oder gewölbeartige

Industrieofen-Tragekonstruktion besteht das Problem, dass solche Dehnungen nicht oder nur schlecht kompensiert werden können. So werden beispielsweise beim Aufheizen z.B. bei gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktionen einzelne Steine nach außen und nach oben gedrückt. Dabei entstehen

Relativbewegungen zwischen der Tragekonstruktion und der restlichen

Ofenkonstruktion. So werden beispielsweise beim Aufheizen die Enden des Tragelements (bzw. die Widerlager Steine) irreversibel nach außen horizontal gedrückt, was zu einer teilweisen irreversiblen Verschiebung der

darunterliegenden Mauerwerk Steine führt. Beim Abkühlen (Abheizen) kommt es dann zu Rissbildungen, und bei Tragbogen Konstruktionen zusätzlich aufgrund der nun weiter auseinander liegenden Widerlager Steine zu Senkungen der Tragbogen Steine, sodass der Steinverbund des Tragbodens geschwächt wird. Dies kann im schlechtesten Fall dazu führen, dass Steine brechen oder

herausfallen, so dass die gesamte Tragekonstruktion zusammenbricht. Diese Zusammenbrechen wird im Stand der Technik für Tragbogen durch Stabilisierung der Steine untereinander verhindert. Die Stabilisierung kann z.B. durch

verschiedene Profilierungen der Steine erfolgen, wie in der EP 2 796 821 A1 beschrieben. Teilweise wurde versucht, durch unter Druck stehende

Blattsegmente aus Asbest Fasern einen Ausgleich von thermischen Spannungen zu erzielen, wie etwa in der US 3,489,401 beschrieben.

Die US2015/0040805 A1 zeigt eine expansions-tolerante Aufnahme einer

Abdeckkonstruktion für Öfen, mit einer beweglichen Halterung und

Klemmvorrichtung.

Ein weiteres Problem tritt auf, indem die nach außen gedrückten Enden / Steine direkt oder indirekt auf die Ofenkonstruktion / den Ofenmantel drücken. Dies hat zur Folge, dass in diesem Bereich eine erhöhte Reibung bzw. ein Verklemmen / Verkeilen der Feuerfeststeine gegenüber der Ofenkonstruktion / dem Ofenmantel stattfindet. Beim Aufheizen dehnen sich die unter der Tragekonstruktion liegenden Mauerwerk Steine in vertikaler Richtung aus. Im Bereich der Tragekonstruktion kann diese vertikale Ausdehnung aufgrund der genannten Verklemmungen nicht bzw. nur schlecht (unter hoher Krafteinwirkung) erfolgen und es können sich Risse bilden, welche den Steinverbund schwächen und die Ofenlaufzeit reduzieren.

Dabei treten die genannten Probleme verstärkt im Zusammenhang mit großen Träger / Tragbogen-Spannweiten aus, beispielsweise bei Tragbogen mit mehr als 3 m oder 4 m Spannweite. Hier erlaubt die erfindungsgemäße Tragelement- Konstruktion neue Freiheiten im Ofendesign, da beispielsweise zwei Bögen mit mittlerem Stützpfeiler durch eine einzelne Tragekonstruktion ersetzt werden können, wobei die Ofenlaufzeit dadurch keine Reduktion erfährt, bzw. teilweise die Ofenlaufzeit sogar erhöht werden konnte.

Der Erfindung setzt sich zum Ziel, die Spannungsrisse im Übergangsbereich der Tragekonstruktion und der seitlichen Mauerwerk Steine in einem Industriefofen zu reduzieren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen alternativen Industrieofen mit einer Industrieofen-Tragekonstruktion bereitzustellen, welche einen einfachen Aufbau eines Tragelements (z.B. eines Tragbogens) in einem Industrieofen ermöglicht und einen langen und sicheren Betrieb des Industrieofens ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Industrieofen mit einer Ofenstruktur, insbesondere eines Ofenmantels, und einem in der Ofenstruktur befindlichen Aufbau aus feuerfesten Material, mit einer Industrieofen- Tragekonstruktion gemäß Anspruch 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen,

Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche.

Unter Ofenstruktur wird im weiteren eine äußere Umhüllung eines Industrieofens verstanden, welche vorzugsweise zum Großteil aus einem metallischen Werkstoff gebildet wird. Die Ofenstruktur kann insbesondere einen Ofenmantel umfassen. Die Ofenstruktur kann insbesondere weitere Verstärkungselemente umfassen, wie etwa verschiedene Tragelemente. Die Ofenstruktur kann also zum Beispiel einen Ofenmantel mit weiteren Verstärkungselementen, wie etwa I- oder T-Träger umfassen. Die Ofenstruktur kann aber auch in der Art einer (umlaufenden) Schelle auf der Höhe der Tragekonstruktion sein.

Unter in der Ofenstruktur befindlichen Aufbau aus feuerfesten Material wird ein Aufbau (wie z.B. Mauerwerk, Wände, Säulen, Träger etc.) aus feuerfesten Steinen und / oder aus feuerfesten Massen verstanden (feuerfest gern DIN 51060:2000-06 / ISO/R 836). Die Steine (wie etwa die Widerlager Steine, Tragbogen Steine, Ausgleichslagen Steine, Mauerwerk Steine) sind aus feuerfesten Materialien, bevorzugt sind gebrannte Steine (z.B MgO, AI2O3 / SiO2). Als Mauerwerk Steine werden alle Steine des Mauerwerks bezeichnet, also insbesondere die Steine der seitlichen Mauern / Wände eines Industrieofens, aber auch die Steine von z.B. Mauerteilen die über dem Tragelement (wie z.B. dem Träger / Tragbogen) angeordnet sind. Im Übergang zwischen der gewölbeförmigen (runden) Geometrie des Tragbogens zu einer möglichen darüberlegenden Mauer können sogenannte Ausgleichslagen Steine angeordnet sein.

Die Anwendungstemperaturen in einem Industrieofen, wie beispielsweise im Überströmkanal in einem Kalkofen, liegen regelmäßig bei ca. 900-1 100 °C.

Der Kerngedanke der Erfindung beruht insbesondere auf dem Zusammenspiel folgender Erkenntnisse:

- dass eine Reduzierung der Relativbewegung zwischen zumindest

folgenden Komponenten eines Aufbaus einer Tragekonstruktion in einem Industrieofen notwendig ist: den Enden des Tragelement (z.B. der

Widerlager Steine) gegenüber den seitlichen Aufbau / Mauerwerksteinen in vertikaler Richtung - oder in anderen Worten: dass die Tragkonstruktion sich mit den seitlichen Mauerwerk Steinen bei Ausdehnung derselben in vertikaler Richtung mit der Ausdehnung mitbewegen kann, also quasi auf dem seitlichen Mauerwerk„schwimmt";

- dass ein reversibler Dehnungsausgleich des Tragelement (bzw. der

Tragbogen Steine und der Widerlager Steine) in horizontaler Richtung erreicht werden soll, sodass ein Angleich der Dehnung des Tragelements (zB. der Tragbogen Steine und Widerlager Steine) zur Dehnung der darüber liegenden Mauerwerk Steine erreicht wird (bzw. zusätzlich auch der darüberlegenden Ausgleichslagen Steine);

- wobei insbesondere beim Abkühlen der reversible Dehnungsausgleich in horizontaler Richtung dafür sorgt, dass das Tragelement keiner Belastung aus einer Zugspannungskomponente ausgesetzt wird, bzw. der Tragbogen sich nicht, bzw. nur geringfügig, setzten kann.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft einen Industrieofen mit einer Ofenstruktur, insbesondere mit einem Ofenmantel, und einem einem (integralen, in der Ofenstruktur befindlichen) Aufbau aus feuerfestem Material (wie etwa Steinen), insbesondere mit einer seitlichen Wand, mit einer Industrieofen- Tragekonstruktion zumindest umfassend:

- ein Tragelement mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende;

- zwei Führungselementen;

- wobei jedes Führungselement umfasst:

- ein Gehäuse, ein Abstandselement, ein Translationselement und optional eine Platte;

- wobei jedes Gehäuse zumindest ein Ende eines Tragelements

zumindest teilweise umgibt, sodass sich das zumindest eine Ende im Gehäuse in horizontaler Richtung bewegen kann, also (bzw. und) eine horizontale Führung des zumindest einen Endes des

Tragelements erreicht wird;

- und wobei durch das Abstandselement von der Ofenstruktur über das Translationselement und optional über die Platte eine

horizontale Kraft auf das zumindest eine Ende des Tragelements übertragen werden kann bzw. übertragen wird;

- und wobei das Translationselement eine Bewegung des Führungselements relativ zu einer Ofenstruktur eines Industrieofens in (zumindest) vertikale Richtung ermöglicht und zugleich eine Kraft in (zumindest) horizontaler Richtung von einer Ofenstruktur, insbesondere von einem Ofenmantel, eines Industrieofens auf das Abstandselement überträgt.

Das Führungselement kann in allen Ausführungsformen in den Aufbau aus feuerfesten Material integriert sein. Der Aufbau aus feuerfesten Steinen kann beispielsweise Mauerwerk-Steine umfassen, welche eine seitliche Wand bilden. Beispielsweise kann das Führungselement auf eine seitliche Wand gestützt sein.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen gewölbeartigen Industrieofen- Tragekonstruktion aus feuerfestem Material (z.B. Steinen) kann dabei folgende Merkmale aufweisen umfassen:

- zwei Widerlager-Steine; - einer Mehrzahl von Tragbogen-Steine angeordnet zwischen den zwei Widerlager-Steinen, sodass die Widerlager-Steine und die Tragbogen- Steine zusammen einen gewölbeartigen Tragbogen bilden;

- sowie zwei Führungselemente;

- wobei jedes Führungselement beinhaltet:

- ein Gehäuse, vorzugsweise aus Stahl, ein Abstandselement (auch Abstandshalter), ein Translationselement und optional eine Platte;

- wobei jedes Gehäuse zumindest einen Widerlager Stein zumindest

teilweise umgibt, sodass sich der Widerlager Stein im Gehäuse in horizontaler Richtung bewegen kann, also (bzw. und) eine horizontale Führung des Widerlager Steines erreicht wird;

- und wobei durch das Abstandselement von der Ofenstruktur über das

Translationselement und optional über die Platte eine horizontale Kraft auf den Widerlager-Stein übertragen werden kann, bzw. übertragen wird;

- und wobei das Translationselement derart ausgebildet ist, dass eine

Bewegung des Führungselements relativ zu einer Ofenstruktur,

insbesondere eines Ofenmantels, eines Industrieofens in vertikale Richtung ermöglicht wird und zugleich eine Kraft in horizontaler Richtung von einer Ofenstruktur, insbesondere eines Ofenmantels, eines Industrieofens auf das Abstandselement übertragen werden kann, bzw. übertragen wird.

Eine erfindungsgemäße Ausführung betrifft einen Industrieofen mit einer

Ofenstruktur, insbesondere mit einem Ofenmantel, und einem (integralen, in der Ofenstruktur befindlichen) Aufbau aus feuerfesten Material (Steinen),

insbesondere mit einer seitlichen Wand, mit einer gewölbeartige Industrieofen- Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen umfassend:

- zwei Widerlager-Steine;

- einer Mehrzahl von Tragbogen-Steine angeordnet zwischen den zwei Widerlager-Steinen, sodass die Widerlager-Steine und die Tragbogen- Steine zusammen einen gewölbeartigen Tragbogen bilden;

- sowie zwei Führungselemente;

- wobei jedes Führungselement umfasst: - ein Gehäuse, vorzugsweise aus Stahl, ein Abstandselement (auch Abstandshalter), ein Translationselement und optional eine Platte;

- wobei jedes Gehäuse zumindest einen Widerlager Stein zumindest

teilweise umgibt, sodass sich der Widerlager Stein im Gehäuse in

horizontaler Richtung bewegen kann, also (bzw. und) eine horizontale Führung des Widerlager Steines erreicht wird;

- und wobei durch das Abstandselement von der Ofenstruktur eines

Industrieofens über das Translationselement und optional über die Platte eine horizontale Kraft auf den Widerlager-Stein übertragen werden kann, bzw. übertragen wird;

- und wobei das Translationselement eine Bewegung des Führungselements relativ zu einer Ofenstruktur eines Industrieofens in vertikale Richtung ermöglicht und zugleich eine Kraft in horizontaler Richtung von einer Ofenstruktur eines Industrieofens auf das Abstandselement übertragen werden kann bzw. übertragen wird.

Diese erfindungsgemäße Ausführung beschreibt einen Industrieofen mit einer gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion (arch like industrial furnace support construction), wobei das Tragelement als Tragbogen (supporting arch) ausgebildet ist und der Tragbogen umfasst:

- zwei Widerlager Steine (skewback brick), wobei das erste Ende des

Tragelements durch den ersten Widerlager Stein und das zweite Ende des Tragelements durch den zweiten Widerlager Stein gebildet wird;

- und wobei eine Mehrzahl von Tragbogen-Steinen (arch bricks) zwischen den zwei Widerlager-Steinen angeordnet sind, sodass die Widerlager- Steine und die Tragbogen-Steine zusammen einen gewölbeartigen

Tragbogen als Tragelement bilden.

Das Translationselement erlaubt also gegenüber der Ofenstruktur einerseits eine Bewegung des gesamten Führungselements in vertikaler Richtung und überträgt (zusammen mit dem Translationselement) zugleich von der Ofenstruktur eine Kraft in horizontaler Richtung auf das Ende des Tragelement (zB. den Widerlager Stein bei einer gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion) und somit auf das gesamte Tragelement (zB. den Tragbogen). In einem Industrieofen mit dem erfindungsgemäßen Aufbau wird durch die in vertikaler Richtung beweglichen Führungselemente das gesamte Tragelement (zB. Tragbogen) in vertikaler Richtung beweglich und dadurch wiederum auch der gesamte auf dem

Tragelement (zB. Tragbogen) ruhende Aufbau (also beispielsweise

darüberlegende Ausgleichslagesteine und darüberlegende Mauerwerk Steine).

Zur horizontalen Kraftübertragung auf das Ende des Tragelements (zB. den Widerlager Stein) kann im allgemeinen eine Platte verwendet werden, wobei diese Platte auch Teil einer zusammengesetzten Einheit sein kann, wie etwa einem Winkel oder einem Gehäuse. Die Platte sorgt für eine gleichmäßige (flächige) Übertragung der Kraft auf das Ende des Tragelements (zB. den Widerlager Stein). Die Platte bildet also vorzugsweise einen flächigen Kontakt mit dem Ende des Tragelements (zB. mit dem Widerlager Stein) an dessen äußerer Fläche, wobei die Platte einen flächige Kontakt mit einer Fläche von vorzugsweise zumindest 80 % der äußeren Fläche des Ende des Tragelements (zB. des Widerlager Steins) erzeugt.

Das Ende des Tragelements (zB. der Widerlager Stein) kann sich insbesondere im Gehäuse in horizontaler Richtung hin- und her- bewegen, also z.B. bei

thermischer Expansion des Tragelements in Richtung der Ofenstruktur („nach außen") und bei thermischer Kontraktion in Richtung der Mitte des Tragelements (zB. des Tragbogens) („nach innen") bewegen.

Das bzw. jedes Gehäuse kann zumindest ein Ende eines Tragelements derart formschlüssig umgeben, sodass sich das Ende im Gehäuse ausschließlich in horizontaler Richtung bewegen kann. Dies erlaubt eine exaktere Führung eines Endes des Tragelements.

Der erfindungsgemäße Aufbau erlaubt, dass sich das zumindest eine Ende im Gehäuse in horizontaler Richtung, unabhängig von der Bewegung des Führungselements relativ zu einer Ofenstruktur eines Industrieofens in zumindest vertikaler Richtung, bewegen kann.

Der (in der Ofenstruktur befindlichen) Aufbau aus feuerfestem Material (z.B.

Steinen) umfasst eine Industrieofen-Tragekonstruktion (z.B. aus feuerfesten Steinen) insbesondere als integralen Bestandteil dieses Aufbaus und somit des Industrieofen, die Tragekonstruktion ist damit mit der restlichen Ofenstruktur (nicht reversibel lösbar) verbunden, oder in anderen Worten: die Industrieofen- Tragekonstruktion ist insbesondere nicht Bestandteil eines reversibel lösbaren Teiles des Industrieofens, wie beispielsweise einer zu öffnenden Ofendecke.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Abstandselement eine Druckfeder umfasst. Eine Druckfeder erlaubt eine reversible Positionsänderung des Ende des Trageelements (z.B. des Widerlager Steins). Bei Vorspannung der Druckfeder kann eine im großen und ganzen konstante Kraft auf das Ende des Trageelements übertragen wird.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Abstandselement eine Stahlfeder, insbesondere eine Blattfeder oder eine Tellerfeder umfasst. Dabei erlaubt vor allem die besonders bevorzugte Tellerfeder eine sehr kompakte Bauweise bei gleichzeitig großem Kraftübertrag.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Abstandselement zumindest eine Schraube umfasst. Im Gegensatz zu Druckfedern kann durch von außen (außerhalb der Ofenkonstruktion) zugängliche Schrauben eine sehr exakte Positionierung des Ende des Tragelements (zB. der Widerlager Steine) erfolgen. Bei innen (innerhalb der Ofenkonstruktion) liegenden Schrauben kann eine Einstellung z.B. der Vorspannung der Druckfeder bei Installation erfolgen. Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Abstandselement sowohl Schrauben als auch zumindest eine Druckfeder umfasst. Damit lässt sich der Bereich der Positionierung des Ende des Tragelements (zB. die

Widerlagerpositionierung) erhöhen.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Translationselement eine Rolle oder ein Gleitlager umfasst. Die Rolle und/oder das Gleitlager erlaubt eine Bewegung des Führungselements relativ zu einer Ofenstruktur eines Industrieofens in zumindest vertikaler Richtung und überträgt zugleich eine Kraft in zumindest horizontaler Richtung von einer

Ofenstruktur, insbesondere von einem Ofenmantel, eines Industrieofens auf das Abstandselement. Vor allem die bevorzugte Rolle erlaubt eine Bewegung in vertikaler Richtung mit sehr geringer Reibung.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Abstandselement direkt mit der Platte verbunden ist. In anderen Worten: das Abstandselement ist an dessen ersten Ende mit der Platte verbunden und beispielsweise an dessen zweiten Ende mit dem Gehäuse verbunden, und dieses ist dann mit dem Translationselement verbunden. Das Translationselement kann sich in (zumindest) vertikaler Richtung auf der Ofenstruktur bewegen, somit ist das gesamte Führungselement in (zumindest) vertikaler Richtung beweglich. Zugleich ist in diesem Fall ist eine sehr gleichmäßige horizontale Kraftübertragung vom Abstandselement auf die Platte gegeben, was dazu führt, dass Spannungen im Bereich des Ende des Tragelements (zB. im Widerlager Stein) minimiert werden und die Lebensdauer des Aufbaus im Bereich des Endes des Tragelements (zB. des Widerlager Steins) erhöht wird.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Abstandselement direkt mit der Ofenstruktur verbunden ist. In anderen Worten: Das Abstandselement ist an dessen ersten Ende direkt mit der Ofenstruktur verbunden und an dessen zweiten Ende mit dem

Translationselement verbunden. Das Gehäuse kann eine Ausnehmung oder ein gänzlich offene Seite aufweisen, durch die das Abstandselement bzw. die

Verbindung zwischen Abstandselement und Translationselement hindurchgeht. Das Gehäuse ist relativ zu Abstandselement und Translationselement in

(zumindest) vertikaler Richtung beweglich. Das Translationselement kann sich in (zumindest) vertikaler Richtung auf dem Ende des Trageelements oder auf der optionalen Platte bewegen. Somit ist das Gehäuse, die optionale Platte und das Ende des Tragelements (zB. der Wiederlager Stein) in (zumindest) vertikaler Richtung (gemeinsam) beweglich. In diesem Fall ist die horizontale

Kraftübertragung das Ende des Tragelement (bzw. auf die Platte) weniger gleichmäßig, dafür wird durch die direkte Verbindung von Abstandselement und Ofenstruktur erreicht, dass nur wenige bewegliche Teile vorhanden sind und die Konstruktion der Kraftübertragung sehr einfach instandzuhalten ist.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Gehäuse des Führungselements fest mit dem darunterliegenden (und bevorzugt auch mit dem darüberlegenden) Mauerwerk Steinen verbunden ist. In anderen Worten: das Gehäuse des Führungselements ist Teil der seitlichen Wände des Ofens. Jede Bewegung / Dehnung des Mauerwerks wird direkt auf das Gehäuse des Führungselements übertragen. Es kommt also zu keinen Relativbewegungen zwischen dem Gehäuse des Führungselements und den Mauerwerk Steinen. Die Verbindung des Gehäuses mit den Mauerwerk Steinen kann dabei einfach durch die Reibungskräfte zwischen dem Gehäuse und den Mauerwerk Steinen erfolgen, oder durch zusätzliche Verbindungselemente, wie etwa Anker, Schrauben oder Vorsprünge im Gehäuse oder dergleichen, erfolgen.

Das Ende des Tragelements (zB. der Widerlager Stein) ist vorzugsweise derart im Gehäuse angeordnet, dass sich das Ende des Tragelements (z.B. der Widerlager) Stein bei einer thermischen Expansion des Tragelements (z.B. des Tragbogens), aufgrund der thermischen Expansion der des Tragelements (z.B. der Tragbogen Steine und der Widerlager Steine) innerhalb des Gehäuses und gegenüber (also relativ zu) dem Gehäuse in vertikaler Richtung bewegen kann, sodass die thermische Expansion durch diese Bewegung ausgeglichen werden kann.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Führungselement so ausgebildet ist, dass sich das Ende des Tragelements (zB. der Widerlager Stein) im Gehäuse in horizontaler Richtung in einem Bereich von mindestens 1 % bis 1 .8% der Länge des Tragelements (also des Abstandes der äußersten Enden des Tragelement, also bei einem Tragebogen der Abstandes der Widerlager Steine, bei einem Träger der Abstand der Enden) (also z.B. 50 mm bis maximal 63 mm bei 3.5 m Spannweite oder auch 64 mm bis maximal 81 mm bei 4.5 m Spannweite) bewegen kann. Das Führungselement ist dabei so ausgebildet, dass diese die maximal auftretenden Druckspannungen im Bereich von 30N/cm ² bis 140 N/cm ² aufnehmen können. Somit werden die aus diesen Druckspannungen in Abhängigkeit der Übertragungsfläche (= Fläche der

Rückseite der Widerlager oder der Enden) auftretenden Horizontal kräfte, aufgenommen. Damit kann einerseits eine thermische Expansion des

Tragelements (z.B. des Tragbogens) auf beiden Seiten des Tragelements (z.B. des Tragbogens) durch die Bewegung der zwei Enden des Tragelements (z.B. der zwei Widerlager Steine)„nach außen" aufgenommen werden. Andererseits führt die gleichmäßige Kraft dazu, dass beim Abkühlen die thermische Kontraktion des Tragelements kontinuierlich durch die Bewegung der zwei Enden des

Tragelements (z.B. der zwei Widerlager Steine)„nach innen" kompensiert wird und damit eine Zugspannungskomponente des Tragelements (bzw. ein Senken des Tragbogens) verhindert wird.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass das Führungselement einen mechanischen oder elektronischen Sensor zur Messung der in horizontaler Richtung aufgenommenen Kraft und/oder den vom Endes des Tragelements zurückgelegten Weges umfasst. Dies erlaubt einerseits eine Zustandskontrolle des Führungselements und zusätzlich eine Eingriffsmöglichkeit (z.B. Steuerung von außen), beispielsweise über Einstellung des Abstandselementes, also etwa durch Verstellung der Schrauben.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer gewölbeartigen Industrieofen- Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen mit einer gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion sieht vor, dass die Tragbogen-Steine der gewölbeartige Industrieofen-Tragekonstruktion in zumindest zwei übereinander liegenden Reihen angeordnet werden, sodass sich zwei übereinander liegende, gewölbeartige Tragbogen ergeben. Dies erlaubt eine einfache Austauschbarkeit des unteren Bogens, da der obere Bogen das darüberlegende Mauerwerk halten kann.

Eine erfindungsgemäße Ausführung einer gewölbeartigen Industrieofen- Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen oder eines erfindungsgemäßen Industrieofen sieht vor, dass die gewölbeartige Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen eine Spannweite mehr als 3 m, insbesondere mehr als 4 m, umfasst, also der Abstand zwischen den zwei Widerlager Steinen mehr als 3 m, insbesondere mehr als 4 m, beträgt. Damit wird erreicht, dass die derzeit im Einsatz befindlichen Doppelbögen (mit mittigem Pfeiler) durch einen einzelnen Bogen ersetzt werden können. Dies erleichtert die Installation (Entfall eines Pfeileraufbaus) und Verlängert die Betriebszeit (kein Verschleiß / keine Risse im Bereich des Pfeilers) des Industrieofens.

Eine erfindungsgemäße Ausführung eines Industrieofen sieht vor, dass der Industrieofen ein Kalkofen ist.

Eine erfindungsgemäße Ausführung eines Industrieofen sieht vor, dass der Industrieofen ein Kalkofen, insbesondere ein GGR Kalkofen (Gegenstrom- Regenerativ-Kalkofen) ist, mit einem ersten Schacht und einem zweiten Schacht und einem den ersten Schacht mit dem zweiten Schacht verbindenden

Überströmkanal ist, wobei der obere Teil des Überströmkanals durch die Industneofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen gebildet wird. In einer speziellen Ausführungsform wird der obere Teil des Überströmkanals durch genau eine Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen gebildet, also insbesondere ohne einen Doppelbogen mit mittigem Pfeiler. Durch den

erfindungsgemäßen Aufbau werden signifikant längere Betriebszeiten von

Kalköfen erreicht. Insbesondere wird für diese Ausführung die gewölbeartige Industrieofen-Tragekonstruktion vorgesehen.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den

Unteransprüchen sowie den sonstigen Anmeldeunterlagen, und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen schematisch:

Fig. 1 a zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen

Industrieofen-Tragekonstruktion mit einem als Träger ausgebildeten Tragelement. Fig. 1 b zeigt eine schematische Darstellung mit einer erfindungsgemäßen gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen.

Fig. 1 c zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen

Industrieofens mit einer erfindungsgemäßen gewölbeartigen Industrieofen- Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Industrieofens mit einer gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Industrieofens mit einer gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion aus feuerfesten Steinen.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt eines Kalkofens mit Schnittlinie A-A.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt A-A eines Kalkofens mit Doppelbogen und mittigem

Pfeiler.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt A-A einer erfindungsgemäßen Ausführung eines Kalkofens mit einer gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion.

Fig. 1 a zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen

Industrieofen-Tragekonstruktion (10) mit einem als Träger (15") ausgebildeten Tragelement (15), mit einem ersten Ende des Trägers (20.1 ) und einem zweiten Ende des Trägers (20.2). Der Träger (15") ist dabei ein monolithisch gegossener und getrockneter Träger (15") z.B. aus einer feuerfesten Masse, wie etwa eine Hochtonerde Masse. Fig. 1 b zeigt eine schematische Darstellung der

erfindungsgemäßen gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion (10') aus feuerfesten Steinen mit einem Tragbogen (15'), und Fig. 1 c zeigt einen

Industrieofen (100) mit einer erfindungsgemäßen gewölbeartigen Industrieofen- Tragekonstruktion (10') aus feuerfesten Steinen.

In der Ausführung gemäß Fig. 1 b und l e werden durch den ersten Widerlager Stein (20.1 ') und den zweiten Widerlager Stein (20.2') sowie den zwischen diesen zwei Widerlager Steinen (20.1 ', 20.2') angeordneten Tragbogen Steinen (30) wird ein gewölbeartiger Tragbogen (15') gebildet. Die Widerlager Steine (20.1 ', 20.2') werden durch ein Führungselement (70) geführt.

Das Führungselement (70) ist in vertikaler Richtung gegenüber einer Ofenstruktur (60) beweglich, sodass sich bei einer thermischen Expansion

(Wärmeausdehnung) der unter dem Führungselement (70) liegenden Mauerwerk Steine (50) das Führungselement (70) entlang der Ofenstruktur (60) aufwärts, bzw. bei thermischen Kontraktion (Wärmeschrumpfung) abwärts bewegen kann. Zugleich wird auch die thermische Expansion des Tragelements (15) durch Führung der Enden (20.1 , 20.2) des Tragelements (15) bzw. der Widerlager Steine (20.1 ', 20.2') durch das Führungselement (70) ausgeglichen. Es wird durch das Führungselement (70) auf die Enden (20.1 , 20.2) des Trägers (15"), bzw. die Widerlager Steine (20.1 ', 20.2') eine horizontale Kraft aufgebracht. Im Fall der Expansion wandern die Enden (20.1 , 20.2) des Tragelements (15) bzw. die zwei Widerlager Steine (20.1 ', 20.2') kontrolliert durch diese horizontale Kraft auseinander. Bei thermischer Kontraktion des Tragelements (15) (des Trägers (15") oder des Tragbogens (15')) wandern die Enden (20.1 , 20.2) des Trägers (15") bzw. die Widerlager Steine (20.1 ', 20.2') wieder kontrolliert zusammen. Bei der gewölbeartigen Tragekonstruktion (10') wird dadurch ein Setzen des

Tragbogens (15') verhindert. Bei Installation der erfindungsgemäßen gewölbeartigen Industrieofen- Tragekonstruktion (10') aus feuerfesten Steinen in einem Industrieofen (100) wird, wie in Fig. 1 c gezeigt, die Tragekonstruktion (10') in die Mauerwerk Steine (50) welche die seitlichen Mauern / Begrenzungen des Industrieofens (100) bilden, integriert. In anderen Worten: Das Führungselement (70) der erfindungsgemäßen gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion (10) aus feuerfesten Steinen ist in der seitlichen Mauer des Ofens integriert, bzw. das Gehäuse (71 ) des

Führungselements (70) ist fest mit dem darunterliegenden Mauerwerk Steinen (50) verbunden. Das seitliche Mauerwerk wird beispielsweise über dem

Führungselement (70) fortgesetzt, das heißt, dass auch über dem

Führungselement (70) eine seitliche Ofenwand (60) durch Mauerwerk Steine (50) gebildet werden. Über dem gewölbeartigen Tragbogen (15') werden

Ausgleichslagen Steine (40) (oder alternativ eine feuerfeste Masse) zum

Ausgleich der (runden) Gewölbeform, welche durch die Tragbogen Steine (30) gebildet werden, an die gerade Form der über dem Tragbogen (15') liegenden Mauerwerk Steine (50) vorgesehen.

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen zwei Ausführungsformen der gewölbeartigen

Industrieofen-Tragekonstruktion (10') aus feuerfesten Steinen. Die folgenden Ausführungen gelten jedoch auch analog für die Ausführungsform der

Industrieofen-Tragekonstruktion (10) mit einem Träger (15"). Fig. 2 und Fig. 3 zeigen im Detail zwei Ausführungsformen des Führungselementes (70), welches aus Gehäuse (71 ), Abstandselement (72), Translationselement (73) und Platte (74) besteht und einen Widerlager Stein (20.1 ', 20.2') führt. Das Gehäuse (71 ) umgibt teilweise den Widerlager Stein (20.1 ', 20.2') welcher sich in dem Gehäuse (71 ) in horizontaler Richtung bewegen kann, der Bewegung nach außen wird eine Kraft entgegengesetzt, welche durch die Platte (74) auf den Widerlager Stein (20.1 ', 20.2') aufgebracht wird. Das Gehäuse (71 ) kann zumindest ein Ende (20.1 , 20.1 ', 20.2, 20.2') eines Tragelements (15, 15', 15") derart formschlüssig umgeben, sodass sich das zumindest eine Ende (20.1 , 20.1 ', 20.2, 20.2') im Gehäuse (71 ) ausschließlich in horizontaler Richtung bewegen kann. Insbesondere kann damit die Bewegung des zumindest einen Endes (20.1 , 20.1 ', 20.2, 20.2') im Gehäuse (71 ) in horizontaler Richtung unabhängig von der

Bewegung des Führungselements (70) relativ zu einer Ofenstruktur (60) eines Industrieofens (100) in zumindest vertikaler Richtung erfolgen.

In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Abstandselement (72) direkt mit der Platte (74) verbunden. Das Abstandselement ist hier beispielsweise eine

Druckfeder (72) aus Stahl. Diese Druckfeder (72) ist an einem Ende mit der Platte (74) verbunden und am anderen Ende mit dem Gehäuse (71 ) verbunden. Das Gehäuse (71 ) ist wiederum mit einem Translationselement (73), beispielsweise einer Rolle (73a) verbunden. Die Rolle (73a) kann in vertikaler Richtung auf der Ofenstruktur (60) rollen. Alternativ ist die Ofenstruktur (60) wiederum mit einem Translationselement (73), beispielsweise einer Rolle (73a) verbunden. Die Rolle (73a) kann in vertikaler Richtung auf dem Gehäuse (71 ) rollen. Somit ist das gesamte Führungselement (70) in vertikaler Richtung beweglich. Zugleich überträgt die Rolle (73a) über das Gehäuse (71 ) über die Feder (72) auf die Platte (74), und somit auf den Widerlager Stein (20.1 ', 20.2'), eine horizontale Kraft vom Ofenmantel (60a).

In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Abstandselement (72) direkt mit der Ofenstruktur (60) verbunden. Das Abstandselement sind hier beispielsweise mehrere Tellerfedern (72) aus Stahl, alternativ oder zusätzlich kann das

Abstandselement (72) Schrauben (72) beinhalten, welche eine horizontale

Bewegung der Tellerfedern (72) erlauben. Diese Tellerfedern (72) sind an einem Ende mit der Ofenstruktur (60) verbunden und am anderen Ende mit dem

Translationselement (73), beispielsweise einer Rolle (73a) verbunden. Durch Verwendung von Tellerfedern (72) kann eine sehr kompakte Bauweise erreicht werden, sodass eine geradwandige Ofenstruktur (60) verwendet werden kann. Das Gehäuse (71 ) hat eine Ausnehmung (71 .1 ) durch die Tellerfedern (72) bzw. die Verbindung zwischen Tellerfedern (72) und Rolle (73a) hindurchgeht. In dieser Weise ist das Gehäuse zumindest in vertikaler Richtung gegenüber den

Tellerfedern (72) und der Rolle (73a) beweglich. Die Rolle (73a) kann in vertikaler Richtung auf der Platte (74) rollen. Somit ist das Gehäuse (71 ), die Platte (74) und der Widerlager Stein (20.1 ', 20.2') in vertikaler Richtung (gemeinsam) beweglich. Zugleich übertragen die Tellerfedern (72) über die Rolle (73a) auf die Platte (74), und somit auf den Widerlager Stein (20.1 ', 20.2'), eine horizontale Kraft.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt eines Kalkofens(I OO) mit Schnittlinie A-A. Der Kalkofen (100) hat beispielsweise einen ersten Schacht (101 ), einen zweiten Schacht (102) und eine Überströmkanal (103) der die zwei Schächte (101 , 102) verbindet. Jeder Schacht weist außerdem weitere Merkmale auf, wie

beispielsweise Brennstoffzuführungsleitungen (104, 105).

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt A-A eines Kalkofens (100) mit Doppelbogen und mittigem Pfeiler. Dieser Aufbau mit einem Doppelbogen aus dem Stand der Technik weist den Nachteil auf, dass im Bereich des Pfeilers sehr hohe

Abnützungen entstehen.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt A-A einer erfindungsgemäßen Ausführung eines Kalkofens (100) mit einer gewölbeartigen Industrieofen-Tragekonstruktion (10). Die Ausführung ist ähnlich der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform (alternativ auch gemäß Ausführungsform nach Fig. 3). Hier besteht der Tragbogen (15') aus zwei übereinanderliegenden Lagen von Tragbogen Steinen (30). Jede Lage der Tragbogen Steine (30) ist zwischen jeweils zwei Widerlager Steinen (20.1 ', 20.2') angeordnet, in anderen Worten die obere Reihe von Tragbogen Steinen (30) liegt zwischen zwei oberen Widerlager Steinen (20.1 ', 20.2') und die untere Lage von Tragbogen Steinen liegt zwischen zwei unteren Tragbogen Steinen (20.1 ', 20.2'). Auf jeder Seite der beiden Tragbogen (15') sind die zwei übereinanderliegenden Widerlager Steine (20.1 ', 20.2') in einem Gehäuse (21 ) des Führungselements (70) geführt und somit gemeinsam in horizontaler Richtung beweglich. Die Spannweite des Tragbogens (15') in diesem Beispiel beträgt 4.5 m. Die

Widerlager Steine (20.1 ', 20.2') im Gehäuse (71 ) sind in horizontaler Richtung in einem Bereich von bis maximal 75 mm bewegbar. Dabei ist der Widerlager Stein (20.1 ', 20.2') bei Installation unter Raumtemperatur derart im Gehäuse (21 ) angeordnet, dass der Widerlager Stein (20.1 ', 20.2') 60 mm in Richtung zur Ofenstruktur (60) bewegbar ist. Damit kann eine thermische Expansion des Tragbogens (15') bis zu 60 mm auf beiden Seiten durch die Bewegung der zwei Widerlager Steine (20.1 , 20.2)„nach außen" aufgenommen werden.

Bei der Ausführung des Abstandselements (72) als Feder (72) ist folgendes vorgesehen: Jede Feder (72) des Abstandelementes (72) wird zwischen 20% und 70% des möglichen Federweges vorgespannt, um den Tragbogen (15') oder Träger (15") im (kalten) Einbauzustand in Position zu halten und eine definierte Anfangskraft einzustellen.

Durch thermische Expansion werden Drücke / Druckspannungen aufgebaut, welche im Bereich zwischen 30N/cm ² und 140 N/cm ² liegen können. Die daraus in Abhängigkeit der Übertragungsfläche der Widerlager-Steine (20.1 ', 20.2') oder der Enden (20.1 ;20.2) der Tragelemente (15) auftretenden Horizontal kräfte, werden von der/den Federn (72) der Abstandselemente (72) aufgenommen.

Die durch diesen Vorspannprozess gespeicherte Energie erzeugt eine Kraft welche die Widerlager-Steine (20.1 , 20.2) oder die Enden (20.1 ;20.2)

kontinuierlich nach innen drückt, sobald die beim Abkühlvorgang eintretende Kontraktion des Tragbogens (15) oder des Trägers (15') eintritt. Ein Absinken des Tragbogens (15) oder des Trägers (15') wird damit verhindert.

BEZUGSZEICHENLISTE:

10 Industrieofen-Tragekonstruktion (industrial furnace support construction)

10' Gewölbeartige Industrieofen-Tragekonstruktion (arch like industrial furnace support construction)

15 Tragelement (support element)

15' Gewölbeartiger Tragbogen (supporting arch)

15" Träger (support)

20.1 erstes Ende des Tragelements (first end of support)

20.1 ' erster Widerlager Stein (first skewback brick)

20.2 zweites Ende des Tragelements (second end of support)

20.2' zweiter Widerlager Stein (second skewback brick)

30 Tragbogen-Steine (arch bricks)

40 Ausgleichslagen-Steine (creeper bricks)

50 Mauerwerk-Steine (wall bricks)

60 Ofenstruktur (kiln structure)

60a Ofenmantel

60.1 Vorsprung in der Ofenstruktur (Potrusion of the kiln structure)

70 Führungselement (guiding arrangement)

71 Gehäuse (housing)

71 .1 Ausnehmung im Gehäuse (recess of the housing)

72 Abstandselement (spacer)

73 Translationselement (translatory element)

73a Rolle

73b Gleitlager

74 Platte (plate)

100 Industrieofen (industrial furnace)

101 erster Schacht (first shaft)

102 zweiter Schacht (second shaft)

103 Überströmkanal (overflow Channel)

104 Brennstoffzuführungsleitung des ersten Schachts (fuel supply of first shaft)

105 Brennstoffzuführungsleitung des zweiten Schachts (fuel supply of second shaft) 106 Flamme (flanne)