AT510427B1 - Aufwindkamin - Google Patents

Abstract

Es wird ein Aufwindkamin mit einem Mantel (1) beschrieben, der in wenigstens einer Querschnittsebene eine Aussteifung in Form von radialen Speichen (5, 6) aufweist, die an einer zur Mantelachse konzentrischen Nabe (8) zugfest angreifen, einen Ringabschnitt (3) des Mantels (1) radial durchsetzen und an diesem unter einer Vorspannung abgestützt sind. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen dass die Nabe (8) wenigstens zwei mit axialem Abstand übereinander angeordnete Anschlusskränze (9) für die abwechselnd an diesen Anschlusskränzen (9) angreifenden Speichen (5, 6) bildet.

Description

österreichisches Patentamt AT510 427B1 2012-04-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufwindkamin mit einem Mantel, der in wenigstens einer Querschnittsebene eine Aussteifung in Form von radialen Speichen aufweist, die an einer zur Mantelachse konzentrischen Nabe zugfest angreifen, einen Ringabschnitt des Mantels radial durchsetzen und an diesem unter einer Vorspannung abgestützt sind.

[0002] Um trotz eines vergleichsweise dünnen Mantels Aufwindkamine errichten zu können, die einer Querschnittsverformung durch äußere Windkräfte einen entsprechenden Widerstand entgegensetzen können, ist es bekannt (DE 196 21 514 A1), den Mantel zumindest in einer Querschnittsebene mit Hilfe eines Speichenkranzes auszusteifen, der einen äußeren Druckring, eine innere Nabe und zwischen der Nabe und dem Druckring unter einer Zugspannung vorgespannte Speichen in Form von zugfesten Seilen, Stangen oder Flachstäben aufweist. Zum Vorspannen der Speichen können diese in zwei Lagen übereinander angeordnet und an je einer Nabe befestigt werden, sodass durch ein axiales Auseinanderbewegen der beiden Naben mittels eines Druckstabes eine Zugspannung auf die Speichen aufgebracht werden kann. Unabhängig davon, ob die Speichen in einer oder in zwei Lagen angeordnet werden, muss der Nabendurchmesser ausreichend groß gewählt werden können, damit alle Speichen und die dafür vorgesehenen Befestigungsmittel Platz finden, sodass sich bei einer für hohe Aufwindkamine mit einem entsprechenden Durchmesser erforderlichen Vielzahl an Speichen insbesondere im Nabenbereich eine erhebliche Verminderung des Strömungsquerschnitts ergibt. Abgesehen davon müssen die Speichenkränze im Bodenbereich des Aufwindkamins vormontiert und mit großem Aufwand in die vorgesehene Querschnittsebene des Aufwindkanins hochgezogen werden, bevor sie mit dem Kaminmantel lastabtragend verbunden werden können.

[0003] Zur Verringerung dieses Montageaufwands wurde bereits vorgeschlagen (DE 103 59 765 A1), einen verstärkten Ringabschnitt des Kaminmantels selbst als Druckring für den Speichenkranz zu verwenden, was erhebliche Montagevereinfachungen mit sich bringt, weil wegen des Entfallens eines gesonderten Druckrings lediglich die Speichen an den Naben vormontiert werden müssen, wonach die Speichen mit Hilfe von Hilfsseilen in die vorgesehene Querschnittsebene unter Mitnahme der Nabe aufgezogen werden können. Zum Spannen der Speichen können Hydraulikzylinder eingesetzt werden, die sich an der Außenseite des verstärkten Ringabschnitts des Mantels abstützen und an den den Ringabschnitt durchsetzenden Speichen angreifen. Der Platzbedarf der Nabe für die zugfeste Befestigung der Speichen wird dadurch aber nicht berührt.

[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Aufwindkamin der eingangs geschilderten Art mit einfachen konstruktiven Mitteln so auszugestalten, dass der Platzbedarf für die Nabe zur zugfesten Befestigung der Speichen erheblich verringert werden kann und damit die Strömungsverhältnisse für den Aufwind innerhalb des Aufwindkamins verbessert werden.

[0005] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Nabe wenigstens zwei mit axialem Abstand übereinander angeordnete Anschlusskränze für die abwechselnd an diesen Anschlusskränzen angreifenden Speichen bildet.

[0006] Aufgrund dieser Maßnahme greift bei einer üblichen Anordnung von zwei mit axialem Abstand angeordneten Anschlusskränzen nur jede zweite der in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Speichen der Mantelaussteifung an einem Anschlusskranz an, sodass sich für die zugfeste Abstützung der Speichen bei einem vorgegebenen gegenseitigen Mindestabstand der Befestigungsstellen an einem der beiden Anschlusskränze der Umfangsabstand der Befestigungsstellen unmittelbar aufeinanderfolgender Speichen halbieren lässt. Dies bedeutet, dass der Durchmesser für die Naben der Speichen im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem die unmittelbar aufeinanderfolgenden Speichen an einem Anschlusskranz angreifen, erheblich verkleinert werden kann, was insbesondere bei einer Vielzahl von Speichen von besonderer Bedeutung ist. Ist in besonderen Fällen eine zusätzliche Verkleinerung des Nabendurchmessers erforderlich, so kann die Nabe auch mehr als zwei Anschlusskränze für die zugfeste Ab- 1/10 österreichisches Patentamt AT510 427B1 2012-04-15

Stützung der Speichen aufweisen.

[0007] Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die Anschlusskränze der Nabe als Ringscheiben ausgebildet sind, an denen die Speichen zugfest abzustützen sind. Die durch die Speichen auf die Ringscheiben ausgeübten radialen Zugkräfte, die sich rotationssymmetrisch um die Ringscheiben verteilen, können über die Ringscheiben vorteilhaft aufgenommen werden und sich nach außen aufheben.

[0008] Die Verbindung der Ringscheiben gestaltet sich in einfacher Art, wenn hiefür radiale Stege eingesetzt werden. Diese die Ringscheiben miteinander verbindenden, radialen Stege können zugleich zur besseren Anbindung der Speichen an die Ringscheiben genützt werden, wenn die stangenförmigen Anschlussenden der Speichen im Schnittbereich der Stege mit den Ringscheiben verlaufen und sowohl mit den Ringscheiben als auch mit den Stegen verbunden sind.

[0009] Die Speichen könnten unmittelbar am Ringabschnitt des Mantels des Aufwindkamins unter einer vorgegebenen Zugspannung abgestützt werden. Diese unmittelbare Abstützung empfiehlt sich insbesondere beim Einsatz von Seilen als Speichen. Werden jedoch als Speichen Stangen oder Stege verwendet, die sich nur begrenzt elastisch durchbiegen können, so können vorteilhafte Abstützbedingungen dadurch erreicht werden, dass die Speichen an am Ringabschnitt des Mantels abgestützten Zugankern angelenkt werden. Diese Anlenkung der Speichen an Zugankern verhindert einerseits eine Übertragung von Biegemomenten zwischen den Zugankern und den Speichen und erlaubt anderseits eine einfache Montage des Speichenkranzes, weil ja die in die jeweilige Querschnittsebene der Aussteifung angehobenen Speichen lediglich mit den bereits entsprechend gelagerten Zugankern verbunden werden müssen, bevor die Zuganker zum Vorspannen der Speichen mit einer entsprechenden Zugkraft beaufschlagt werden.

[0010] Werden nicht stangenförmige Speichen eingesetzt, sondern die Speichen als hochkant angeordnete Stege ausgebildet, so kann einerseits das Widerstandsmoment gegenüber einer elastischen Durchbiegung vergrößert und anderseits der Strömungswiderstand verringert werden, insbesondere dann, wenn diese Stege einen an ein Strömungsprofil angepassten Querschnitt aufweisen. Verlaufen diese hochkant angeordneten Stege der Speichen um ihre Längsachse geneigt, so kann der Aufwindkanalströmung innerhalb des Aufwindkamins über diese besonders geformten Speichen ein Drall um die Kaminachse erteilt werden, der für die Strömungsausbildung innerhalb des Aufwindkamins vorteilhafte Strömungsbedingungen schafft.

[0011] Da bei höheren Aufwindkaminen der Mantel in zwei oder mehreren Querschnittsebenen auszusteifen ist, wenn nicht der Kaminmantel für sich einen wesentlichen Teil der windbedingten Verformungskräfte aufnehmen soll, müssen die Speichenkränze für die oberen Aussteifungen bereits mit dem Speichenkranz der untersten Aussteifung angehoben werden, weil ja die oberen Speichenkränze nicht durch den untersten Speichenkranz durchgeführt werden kann. Um diese gemeinsame Anhebung der jeweils vorgesehenen Speichenkränze zu erleichtern, kann die Nabe der einzelnen Speichenkränze auf einer Stirnseite einen Zentrieransatz und auf der gegenüberliegenden Stirnseiten eine dem Zentrieransatz entsprechende Zentrierausnehmung aufweisen, sodass sich die in axialer Richtung aufeinander zu liegen kommenden Naben der einzelnen Speichenkränze durch die in die Zentrierausnehmungen eingreifenden Zentrieransätze gegenseitig radial ausrichten.

[0012] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0013] Fig. 1 eine Aussteifung des Mantels eines erfindungsgemäßen Aufwindkamins aus schnittsweise in einem schematischen Axialschnitt, [0014] Fig. 2 [0015] Fig. 3 [0016] Fig. 4 diese Aussteifung in einer zum Teil aufgerissenen Draufsicht, einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 1 in einem größeren Maßstab, einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1 in einem größeren Maßstab, 2/10 österreichisches Patentamt AT510 427B1 2012-04-15 [0017] Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Konstruktionsvariante einer erfindungsgemäßen Aussteifung, [0018] Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl der Fig. 5 und [0019] Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie Vll-Vll der Fig. 6 in einem größeren Maßstab.

[0020] Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist der Mantel 1 eines nicht näher dargestellten Aufwindkamins lediglich ausschnittsweise angedeutet, und zwar im Bereich einer Aussteifung aus einem Speichenkranz 2, der an einem verstärkten Ringabschnitt 3 über Zuganker 4 abgestützt wird, an denen die einzelnen Speichen 5, 6 über Gelenkbolzen 7 angelenkt sind. Die Speichen 5, 6 greifen zugfest an einer Nabe 8 an, die wenigstens zwei mit axialem Abstand übereinanderliegende Anschlusskränze 9 in Form von Ringscheiben 10, 11 umfasst. Wie den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, ist dabei die Anordnung so getroffen, dass jede zweite der in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Speichen 5 mit der oberen Ringscheibe 10 und die dazwischen liegenden Speichen 6 an der unteren Ringscheibe 11 zugfest angreifen. Aus der Draufsicht gemäß der Fig. 2 ergibt sich, dass der Umfangsabstand zwischen den Befestigungsstellen der Speichen 5 wie der Umfangsabstand zwischen den Befestigungsstellen der Speichen 6 ausreichend groß gewählt werden kann, um eine sichere, zugfeste Verbindung zwischen den Speichen 5, 6 und den zugehörigen Ringscheiben 10, 11 zu schaffen, obwohl der Umfangsabstand zwischen den unmittelbar aufeinanderfolgenden Speichen 5, 6 im Nabenbereich hiefür zu klein ist. Durch die abwechselnde Befestigung der Speichen 5, 6 an den beiden Ringscheiben 10, 11 der Anschlusskränze 9 kann somit der Durchmesser der Nabe 8 klein gehalten werden, um günstigere Strömungsbedingungen innerhalb des Aufwindkamins zu ermöglichen.

[0021] Nach den Fig. 1 bis 3 sind die beiden Ringscheiben 10, 11 durch radiale Stege 12, 13 miteinander verbunden, wobei die Stege 12 mit den Speichen 5 und die Stege 13 mit den Speichen 6 fluchten, sodass die Speichen 5 und 6, die als Stangen mit rundem Querschnitt ausgebildet sein können, im Schnittbereich der Stege 12, 13 mit den Ringscheiben 10, 11 verlaufen und sowohl mit den Ringscheiben 10, 11 als auch mit den Stegen 12, 13 durch ein Schweißen verbunden werden können, wie dies insbesondere die Fig. 3 zeigt. Durch diese Maßnahme können die über die Speichen 5, 6 ausgeübten Zugkräfte von der Nabe 8 in vorteilhafter Weise aufgenommen werden.

[0022] Die Speichen 5 werden über die Zuganker 4 mit einer Zugspannung vorgespannt. Zu diesem Zweck stützen sich die den Mantel 1 im Bereich des verstärkten Ringabschnitts 3 durchsetzenden Zuganker 4 an einer Stützplatte 14 einer Spanneinrichtung 15 ab, die zum Spannen der Speichen 5, 6 hydraulische Stelltriebe 16 aufweist. Zum Festhalten der Vorspannung dienen Druckstützen 17 für die Stützplatte 14, sodass nach dem Einsetzen der Druckstützen 17 die hydraulischen Stelltriebe 16 entlastet werden können. Die Abstützung der Zuganker 14 an der Stützplatte 14 selbst erfolgt über Keile 18.

[0023] Da im Allgemeinen damit gerechnet werden kann, dass der Mantel eines Aufwindkamins in mehreren Querschnittsebenen auszusteifen ist, müssen mehrere Speichenkränze 2 vorgesehen werden, wobei alle Speichenkränze 2 mit dem untersten angehoben werden müssen, bevor nach dem Montieren des untersten Speichenkranzes 2 am Mantel 1 des Aufwindkamins die darüberliegenden montiert werden können. Um die Zentrierung der Naben 8 der übereinanderliegenden Speichenkränze 2 in einfacher Weise sicherzustellen, können die Naben 8 beispielsweise auf ihrer Unterseite mit einem Zentrieransatz 19 versehen sein, dem eine Zentrierausnehmung 20 auf der Oberseite der Naben 8 entspricht. Diese Zentrierausnehmung 20 wird gemäß der Fig. 1 durch die oberen radialen Stege 12 gebildet, die eine dem Kegel des Zentrieransatzes 19 entsprechende Kegelfläche bestimmen, sodass eine aufgesetzte Nabe 8 entsprechend zentriert wird, wie dies in der Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist. Zum Aufziehen der Naben 8 kann ein Zugseil 21 mit einem Anschlagkopf 22 dienen, dessen Anschläge 23 eingezogen werden können, um den Anschlagkopf 22 jeweils aus der untersten Nabe 8 nach oben ausziehen zu können. 3/10

Claims (8)

1. österreichisches Patentamt AT510 427 B1 2012-04-15 [0024] Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 7 unterscheidet sich im Wesentlichen nur durch die Ausbildung der Speichen 5, 6 in Form von hochkant verlaufenden Stegen, wie dies insbesondere der Fig. 7 entnommen werden kann. Diese Stege sind darüber hinaus um ihre Längsachse geneigt angeordnet, sodass die Aufwindströmung durch diese Stege einen Drall in Umfangsrichtung erfährt, der die Strömungsbedingungen im Aufwindkamin verbessert. [0025] Die hochkant verlaufenden Stege der Speichen 5, 6 können in einfacher Weise an den Ringscheiben 10, 11 der Nabe 8 angeschweißt werden. Es ist lediglich für eine entsprechende Verbindung der Ringscheiben 10, 11 zu sorgen. Wie der Fig. 5 entnommen werden kann, ist die Nabe 8 wiederum mit einem kegelstumpfförmigen Zentrieransatz 19 versehen, dem eine entsprechende Zentrierausnehmung 20 gegenüberliegt. Diese Zentrierausnehmung 20 ist in diesem Fall jedoch als Hohlkegel ausgebildet. Patentansprüche 1. Aufwindkamin mit einem Mantel (1), der in wenigstens einer Querschnittsebene eine Aussteifung in Form von radialen Speichen (5, 6) aufweist, die an einer zur Mantelachse konzentrischen Nabe (8) zugfest angreifen, einen Ringabschnitt (3) des Mantels (1) radial durchsetzen und an diesem unter einer Vorspannung abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (8) wenigstens zwei mit axialem Abstand übereinander angeordnete Anschlusskränze (9) für die abwechselnd an diesen Anschlusskränzen (9) angreifenden Speichen (5, 6) bildet.
2. 2. Aufwindkamin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskränze (9) der Nabe (8) als Ringscheiben (10, 11) ausgebildet sind.
3. 3. Aufwindkamin nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheiben (10, 11) der Anschlusskränze (9) durch radiale Stege (12, 13) miteinander verbunden sind.
4. 4. Aufwindkanal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die stangenförmigen Anschlussenden der Speichen (5, 6) im Schnittbereich der Stege (12, 13) mit den Ringscheiben (10, 11) verlaufen und sowohl mit den Ringscheiben (10, 11) als auch mit den Stegen (12, 13) verbunden sind.
5. 5. Aufwindkamin nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (5, 6) an am Ringabschnitt (3) des Mantels (1) abgestützten Zugankern (4) angelenkt sind.
6. 6. Aufwindkamin nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (5, 6) als hochkant angeordnete Stege ausgebildet sind.
7. 7. Aufwindkamin nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege der Speichen (5, 6) um ihre Längsachse geneigt verlaufen.
8. 8. Aufwindkamin nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (8) auf einer Stirnseite einen Zentrieransatz (19) und auf der gegenüberliegenden Stirnseite eine dem Zentrieransatz (19) entsprechende Zentrierausnehmung (20) aufweist. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen 4/10