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Die Erfindung bezieht sich auf einen Formstein, der im Verband mit
gleichen, benachbarten Steinen verzahnt ist, insbesondere auf einen Herdbodenstein
für Metallschmelzöfen.
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Verzahnte Formsteine sind in verschiedenen Formen und für verschiedene
Verwendungszwecke bekannt. Die deutschen Patentschriften 343 922,
801625
handeln von Steinen für die Uferbefestigung, die deutsche Patentschrift 514
828 beschreibt Pflastersteine und die deutsche Patentschrift 829 301
einen
Hochofenherdstein. Alle diese Steine sind nur zweidimensional verzahnt. Bei dem
Hochofenherdstein sind die Schichten ineinander verzahnter Steine senkrecht ausgerichtet,
so daß ein Auf-schwimmen der Steine verhindert wird; von Schicht zu Schicht besteht
jedoch keine Verzahnung. Die bekannten Steine haben zudem teilweise eine komplizierte,
einer Nachbearbeitung durch Schleifen schwer oder gar nicht zugängliche Form, insbesondere
die Steine nach der deutschen Patentschrift 514 828. Darüber hinaus sind
die bekannten Verzahnungen, ausgenommen die der Pflastersteine nach der deutschen
Patentschrift 514 828, Nut- und Federverbindungen, die naturgemäß etwas schwach
und beim Transport stoßempfindlich sind.
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Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine dreidimensionale Verzahnung
eines Steinverbandes mit Hilfe einer einzigen Steinform, die ohne Schwierigkeiten
eine Fertigbearbeitung durch Schleifen zuläßt, bei der auch die ineinandergreifenden
Teile stark dimensioniert sein können und die außerdem einen Aufbau des Steinverbandes
ermöglicht, bei dem im Falle der Anwendung in einem Ofenherd das Mauerwerk bei seiner
Wärmeausdehnung zumindest in einer Ebene gleichmäßig und ohne Schaden arbeiten kann.
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Gemäß der Erfindung ist ein Formstein so ausgebildet, daß sich an
beide Enden einer kurzen Säule von im wesentlichen quadratischem Querschnitt
je
eine Verdickung von achteckigem, drehsymmetrischem Querschnitt anschließt,
die eine zur Steinachse normale Stirnseite hat und von der vier zu den Mantelflächen
der Säule parallele Mantelflächen im wesentlichen ebenso breit sind wie die Mantelflächen
der Säule, und daß in jeder außerhalb der Säule parallel zu einer Mantelfläche der
Säule durch die Verdickungen gelegten Ebene die beiden Verdickungen zusammengenommen
eine Höhe aufweisen, die im wesentlichen ebenso groß ist wie der freie Abstand zwischen
den beiden Verdickungen in einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen Ebene, die
den gleichen Abstand von der benachbarten Mantelfläche der Säule hat wie die erste
Ebene von den benachbarten Mantelflächen der Verdickungen.
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Vorzugsweise nimmt die Höhe der über die Säule überstehenden Abschnitte
der Verdickungen in der Normalrichtung zu den Mantelflächen der Säule nach außen
gleichmäßig ab.
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Zweckmäßigerweise ist der Stein flächensymmetrisch zu seiner zur Steinachse
normalen Mittelebene.
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Der erfindungsgemäße Forinstein erfüllt die Forderungen, die oben
gestellt wurden. Im Verband ist jeder erfindungsgemäße Formstein mit den vier benachbarten
Steinen der nächsttieferen Schicht und mit den vier benachbarten Steinen der nächsthöheren
Schicht verzahnt. Die Begrenzungsflächen des Steins können alle eben ausgebildet
werden und sind dann leicht schleifbar, was insbesondere für Kohlenstoffsteine erwünscht
ist. Ein weiterer erheblicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch ein
runder, aus erfindungsgemäßen Formsteinen gemauerter Herdboden bis verhältnismäßig
nahe an die Ofenwandung herangebaut werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
die mehrere erfindungsgemäße Steine im Verband zeigt.
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Ein Formstein 1 besteht in seinem Mittelteil aus einer Säule
2 von quadratischem Querschnitt, die an beiden Enden zwei verdickte, achteckige,
drehsymmetrische Köpfe 3 aufweist. Die beiden Strinflächen 4 des Formsteins
1 sind Ebenen, die in Normalrichtung von der Steinachse durchstochen werden.
Vier Mantelflächen 5 der acht Mantelflächen jedes Kopfes 3 sind parallel
zu den Mantelflächen der Säule 2 ausgerichtet und sind im wesentlichen ebenso breit
wie diese. Die übrigen vier Mantelflächen 6
stehen senkrecht auf den Diagonalebenen
des Querschnitts der Säule 3. Die beiden Köpfe 3 des Steins sind an
ihren Begrenzungsflächen 7, die an die Mantelflächen der Säule 2 anstoßen,
so abgeschrägt, daß ihre Höhe nach außen hin gleichmäßig abnimmt, oder, anders ausgedrückt,
daß die jeweils einander gegenüberliegenden betreffenden Begrenzungsflächen
7 nach außen hin divergieren, und zwar symmetrisch zu der zur Steinachse
normalen Mittelebene des Formsteins. Die mittlere Höhe der über die Säule
2 überstehenden Abschnitte der Verdickungen 3 ist im wesentlichen gleich
der Hälfte des mittleren Abstands zwischen den überstehenden Abschnitten.
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Im Verband berühren sich die Formsteine der gleichen Lage jeweils
mit den Mantelflächen 6 ihrer Verdickungen 3. Bei dieser Setzweise
bleibt immer zwischen den in einer Ebene liegenden Verdickungen von vier Formsteinen
ein quadratisches Loch frei, das von vier Mantelflächen 5 begrenzt ist. Da
die Seitenlänge des quadratischen Lochs gleich der Breite einer Säulenmantelfläche
ist, paßt in das Loch genau die Säule eines weiteren Steins hinein. In den freien
Raum zwischen dem oberen und dem unteren von je
vier Steinen gebildeten Loch
passen genau die mit den Stimflächen aneinanderliegenden Verdickungen von zwei Formsteinen,
so daß jeweils zwischen vier Forinsteinen einer Lage zwei weitere Formsteine angeordnet
werden können, die mit ihren Verdickungen in dem genannten freien Raum sitzen und
mit ihrer Säule durch die beiden quadratischen Löcher nach oben bzw. nach unten
herausragen. Aus solchen Formsteinen besteht die nächsthöhere und die nächsttiefere
Steinlage, (in der Zeichnung verschieden schraffiert), die auf diese Weise beide
mit der dazwischenliegenden Steinlage verzahnt sind. Beim Bau eines Mauerwerks aus
solchen Formsteinen, beispielsweise eines Ofenherdbodens, kann also nicht Lage auf
Lage gesetzt werden, sondern die Formsteine müssen in den Ebenen der Lagen aneinandergereiht
werden. Für die unterste und die oberste Steinlage werden halbe Forinsteine
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benötigt.
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Wie aus dem bisher Beschriebenen bereits hervorgeht, liegt bei dem
gezeigten Verband die nächsthöhere Schicht jeweils um eine halbe Steinhöhe höher
als die vorhergehende. Somit sind alle Gesamthöhen des Mauerwerks möglich, die durch
eine halbe Steinhöhe teilbar sind. Die senkrechten Fugen in dem
Mauerwerk
sind sehr kurz; sie gehen nicht einmal bis zu einer halben Steinhöhe gerade durch.
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Wird der erfindungsgemäße Formstein in einem Herdboden für Metallschmelzöfen
verwendet, so wird jeder Stein durch die vier benachbarten Steine der nächsttieferen
Schicht am Aufschwimmen gehindert. Entsprechendes gilt bei Verwendung des Formsteins
zur Uferbefestigung.
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Sollen die Formsteine nicht ebenflächig, sondern, insbesondere an
den Begrenzungsflächen 7, in irgendeiner Weise gewölbt oder geknickt sein,
so gilt zwar auch die für das Ausführungsbeispiel ausreichende Angabe, daß die mittlere
Höhe der über die Säule 2 überstehenden Abschnitte der Verdickungen im wesentlichen
gleich der Hälfte des mittleren Abstands zwischen den überstehenden Abschnitten
sein soll, doch ist zum Einpassen der Verdickungen in den Zwischenraum zwischen
den genannten quadratischen Löchern genauer zu fordern, daß in jeder außerhalb der
Säule parallel zu einer Mantelfläche der Säule durch die Verdickungen gelegten Ebene
die beiden Verdickungen zusammengenommen eine Höhe aufweisen, die im wesentlichen
ebenso groß ist wie der freie Abstand zwischen den beiden Verdickungen in einer
zweiten, zur ersten Ebene parallelen Ebene, die den gleichen Abstand von der benachbarten
Mantelfläche der Säule hat wie die erste Ebene von den benachbarten Mantelflächen
der Verdickungen.
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Es versteht sich, daß die Angaben über die Ab-
messungsverhältnisse
mit Rücksicht auf die Fugenbreiten in der Praxis mit gewissen Toleranzen befolgt
werden müssen.