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Am Anfang war ... die Zeichnung. Ein HBO soll entstehen.

Servus Axel, weißt du schon was der Grund für die Malaise ist? Bisher gab es ja schon etliche Vermutungen.
Die von @Porsche junior mit dem nachlaufen der Schüttung scheint schon irgendwie logisch zu sein.
Weil ich aber immer gern was dazu lernen möchte, wäre der wirkliche Grund schon interessant zu wissen.
Was sagt denn unser HBO Spezialist @Grappaschlucker dazu?
 
Moin @Jopfi ,
so ganz will das noch nicht in meinen Kopf. Nachlaufende Schüttung vielleicht. Ausdehnen der Schamottkuppel eher weniger und wenn, dann nicht einen Zentimeter.
Der Riss oben in der Ytongkuppel kommt vom Pfusch am Bau. Hatte mir erst die Bewährung gespart. Selber Schuld, muss ich jetzt mich jetzt irgendwie unter das Dach zwängen.
Im Moment sieht es aber eher schlecht aus. Sonne mit Frost, oder Dauerregen. Macht aber nichts, da der Riss oben vom Dach geschützt ist.
Werde nach getaner Arbeit berichten.
 
Moinsen, zusammen....
aaaalllsssooooo: Ich hab mir jetzt mal den ganzen Fred nochmal durchgeschaut.
Ich denke, dass es an den Glaskugeln liegt. Diese sind sicherlich (schon am Gewicht zu erkennen) nicht massiv, sondern hohl. Das besdeutet wohl, dass die mit Luft gefüllt sind. Logisch, denn darum isolieren sie ja auch prima.
Nachteil: Luft dehnt sich bei Erwärmung aus.
Ich vermute mal:
Der Ofen wird angeheizt.
Die Steine werden außen heiß, die Luft in den Glaskügelchen dehnt sich aus. Folge: Glaskügelchen zerbrechen und das Granulat wird feiner und sackt zusammen.
Der Ofen kühlt wieder ab. Die Glaskügelchen auch und sacken in Hohlräume die von den zerbröselten Kügelchen vorher zurückgeblieben sind.
Durch die Abkühlung zieht vermutlich das Granulat etwas Feuchtigkeit aus der Luft, wodurch sich die Masse im unteren Bereich und am Übergang zum Ytong verhärtet. Eine harte Kruste entsteht.
Der Ofen wird erneut angeheizt und weitere Luft in den Kügelchen dehnt sich aus. Risse entstehen in welche die zerborstenen Kugeln einsickern und das Ganze wie ein Keil auseinanderdrücken.
.

So könnte ich mir die Geschichte erklären.
Ich habe bei meinem Ofen diese Probleme nicht. Meine Schüttung ist Perlite, bzw. Fermacell. Beides identisch, nur das Eine ist etwas gröber, als das Andere. Material ist wie "Ytongkrümel", also eher offenporig, so dass sich ausdehnende Luft auch entweichen kann.

Man sollte mal untenrum am Boden der Yton-Einhausung untersuchen, ob sich da ein feiler Riss abzeichnet. Dann ist nämlich die Einhausung nach außen gewandert. Durch die Armierung im Putz sind dann weitere Risse, wo die Einhausung nachgegeben hat, nicht sichtbar, da sie sich ja nur innen aufspalten und außen nicht.

Ich habs mal versucht, Bildlich darzustellen. Die Pfeile zeigen die "Wanderung" des Mantels. Oben der Keil soll die Spaltung des Mantels darstellen.

Ofenplatzer.jpg


Das zeigt, dass der Mantel ohne weiteres nach außen gedrückt worden sein kann. Er hat an der schwächsten Stelle (Übergang zu anderen Materialien) nachgegeben. Ohne weiteres können auch mehrere Dehnungsrisse innen sein, was die Breite der Spalten vorne erklären würde.
 
Hallo Rooster,
vielen Dank das du auch auftreten Probleme an deinen HBO so offen ansprichst. So können alle lernen.
Es ist immer schwer von der Ferne eine verlässliche Diagnose abzugeben aber ich will hier mal meine Expertise mit einbringen.

1. Wie schon von @Grappaschlucker und @Porsche junior erwähnt sind nachreisende Schüttungen bei Öfen immer ein Problem. Dabei ist es ziemlich egal welches Material das ist. Ich kenn einen Fall bei dem eine löse Sandschüttung die Außenhülle auseinander geschoben hat. Das Problem dabei ist nicht die Ausdehnung der Schüttung, sondern die Ausdehnung (Bewegung) der Kuppel. Ja nach verwendeter Schamotte und Größe dehnt sich eine Ofenkuppel beim erwärmen aus und hebt sich dadurch an.
Die Längenänderung liegt bei hochwertiger Hafner-Schamotte bei 600°C um das 0,004 Fache.
Ergibt bei einer Kuppel mit 100 cm Innendurchmesser: 1000mm x 3,14 x 0,5 x 0,004 = 6,28 mm Ausdehnung des Innendurchmessers.
Die Kuppel hebt sich somit um ca. 3 mm an. Bei Industrieschamotte kann das aber auch gut das doppelte sein.
Loses Schüttungen werden deshalb immer nachrieseln, sich im unten Bereich verdichten und somit Druck nach Außen aufbauen.

2. Das Gewicht des Schornsteins drückt auf den Bogen -> Der schiebt die Seitenwände nach Außen.
Nicht zu unterschätzen ist beim Backofenbau das Gewicht des Schornsteins. Dieses Gewicht sollte nicht auf dem Boden aufliegen sondern von einem Sturz der auf den Außenmauern liegt abgefangen werden. Alternativ kann es auch mit einem Ringanker gelöst werden Siehe Bild. Das einfachste ist es, den gemauerten Kamin auf den Sockel aufzusetzen und über ein leichter 3mm Stahlrohr anzuschließen.

20171103_164015a-2.jpg

Bastone_14.jpg


Gutes Statik Video
 
Hallo Daniel,
danke für Deine Mühen, mir was beizubringen. ;)
Ergibt bei einer Kuppel mit 100 cm Innendurchmesser: 1000mm x 3,14 x 0,5 x 0,004 = 6,28 mm Ausdehnung des Innendurchmessers.
Rechenfehler, nicht die Kuppel dehnt sich aus, nur der Stein. 124mm x 0,004 = 0,496 auf jeder Seite.
Wären es die 6,28 mm, hätten mehr Kollegen das Problem.
Das Gewicht des Schornsteins drückt auf den Bogen -> Der schiebt die Seitenwände nach Außen.
Ist schief gemauert, meine persönliche Note. Der Ofen steht so seit drei Jahren, da ändert sich nichts. Der Schornstein besteht auch nur aus halben Steinen.
Mit Eisen Stein zu bändigen haben schon die alten Römer versucht, hat nicht ganz geklappt.

Bleibt das vermutete Problem Schüttung. Wenn es jetzt wärmer wird, wird der Riss in der Kuppel dokumentiert und dann mit Armirrung neu verputzt.
Bald darauf gibt es wieder ein Höllenfeuer im HBO, na ja, schaun mer mal, ich werde berichten.
 
Guten Morgen Axel, ich will ja nicht obergescheit daher reden, aber ich würde die Außenhülle nochmals abtragen,
Keramikwolle vom großen Fluß herum. Mit Hasenstall Gitter fixieren und die Außenhülle neu aufbauen.
Ist zwar eine beschissene Arbeit aber damit hast du das Problem richtig und endgültig gelöst.
Den Ofen kannst du ja die ganze Zeit trotzdem benutzen. sG aus OÖ Josef
 
Rechenfehler, nicht die Kuppel dehnt sich aus, nur der Stein. 124mm x 0,004 = 0,496 auf jeder Seite.
Wären es die 6,28 mm, hätten mehr Kollegen das Problem.
Ne das ist leider kein Rechenfehler. :-) Die Innerste Schicht der Kuppel (die ja aus Schamottesteinen besteht) wird am heißesten. Deshalb kann zur Berechnung der Ausdehnung auch der Innen-Boden der Kuppel genommen werden.
 
Ausdehnung der Kuppel:

Die Längenänderung liegt bei hochwertiger Hafner-Schamotte bei 600°C um das 0,004 Fache.
Die lineare Längenausdehnung von Schamotte beträgt ca. 0,5% (∆1000K)
Nehmen wir trotzdem die oben genannte Zahl als Näherung, dann ist die folgende Berechnung:
Ergibt bei einer Kuppel mit 100 cm Innendurchmesser: 1000mm x 3,14 x 0,5 x 0,004 = 6,28 mm Ausdehnung des Innendurchmessers.
...trotzdem falsch.

Aber der Reihe nach!
Rechenfehler, nicht die Kuppel dehnt sich aus, nur der Stein
Das ist korrekt.
124mm x 0,004 = 0,496 auf jeder Seite.
Die Ausdehnung des Steins in der Breite kann vernachlässigt werden, da die Vergrößerung des Umfangs durch die Längenausdehnung wesentlich mehr ausmacht.
Wären es die 6,28 mm, hätten mehr Kollegen das Problem
....wohl wahr, wahrscheinlich alle....
Ne das ist leider kein Rechenfehler. :-) Die Innerste Schicht der Kuppel (die ja aus Schamottesteinen besteht) wird am heißesten. Deshalb kann zur Berechnung der Ausdehnung auch der Innen-Boden der Kuppel genommen werden.
Der Boden ist lose mit Abstand verlegt und daher bedeutungslos.
Außerdem werden hier 2 Begrifflichkeiten durcheinandergebracht (Längenausdehnung und Flächenausdehnung).

Die korrekte Berechnung (unter Annahme der o.g. Werte lautet also (gerundet):
Kuppeldurchmesser 1000mm ≙ U 3141,593 x ɑ 0,004 = U 3154,16
Das ergibt einen Durchmesser von 1004mm.
Die Kuppel dehnt sich also seitlich je ~ 2mm, in der Höhe 1,5mm aus.
Ob der Wert von 0,004 tatsächlich erreicht wird ist allerdings fraglich da die Temperaturen im Bodenbereich lange nicht so hoch sind wie im Strahlungsbereich der Flammen.

Mit Eisen Stein zu bändigen haben schon die alten Römer versucht, hat nicht ganz geklappt.

Die Ausdehnungskurven von Stein und Metall sind vollkommen unterschiedlich. Metall sollte daher, wie von Axel @Rooster beschrieben, nicht im Hitzebereich des Ofens verwendet werden da es zwangsläufig zu Rissen führen wird!

Lg Matthias
 
Hallo Daniel,
doch Rechenfehler. ;)
Schau mal bei Wikipedia nach Schamotte. Da wird zwischen 0,00000001 bei 20°C und 0,0000001 bei 1000°C angeheben.
Das macht nach Deiner ersten Rechnung 0,000157 mm. Finde ich jetzt nicht Problematisch.

Matthias war schneller.
 
Hallo Zusammen,

puhh - hier werden Einheiten durcheinandergeworfen und aneinander vorbei geredet.

Erstmal zu den Einheiten der Ausdehnung
Längenänderung liegt bei hochwertiger Hafner-Schamotte bei 600°C um das 0,004 Fache.
lineare Längenausdehnung von Schamotte beträgt ca. 0,5% (∆1000K)
Schau mal bei Wikipedia nach Schamotte. Da wird zwischen 0,00000001 bei 20°C und 0,0000001 bei 1000°C angeheben.
Erstmal meint man vllt. das es sich um komplett verschiedene Werte handelt und das doch gar nicht sein kann. Die ersten beiden würde ich als ähnlich bezeichnen:
0,004 = 0,4% (bei 600° Temp.differenz)
0,005 = 0,5% (bei 1000° Temp.differenz)

Was ist nun mit den letzten Werten von Axel? Die sind erstens falsch abgeschrieben aus der Wikipedia, dort heißt es
lineare Wärmeausdehnungskoeffizient ist temperaturabhängig und beträgt bei Raumtemperatur etwa 10·10^−6 1/K und sinkt bei 1000°C auf etwa 1·10^−6 1/K ab.
entspricht also
0,00001/K bei 20° C und
0,000001/K bei 1000° C
Axel hat also die Werte vertauscht und jeweils zwei Nullen zu viel reingemacht, also um den Faktor 100 falsch.
Schaut man sich nun auch noch die bei Wikipedia verlinkte Quelle an, liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient für fertig gebrannte, hochwertige Schamotte bei Temperaturen bis 1000° im Mittel bei 8·10^−6 1/K, also 0,000008/K. Nun kommt es aber auf die Einheit an, dieser Wert gilt pro Kelvin Temperaturdifferenz. Nehmen wir diesen also, kommen wir auf:
0,000008/K * 600K = 0,048 = 0,5%
Und damit sind wir wieder bei einem Wert wie oben - Daniel hat also 0,1% weniger Ausdehnung angenommen, wobei das natürlich auch von der Qualität der Schamotte abhängig sein könnte.


Dann zu den weiteren "Rechenfehlern"
Rechenfehler, nicht die Kuppel dehnt sich aus, nur der Stein. 124mm x 0,004 = 0,496 auf jeder Seite.
Natürlich dehnt sich jeder einzelne Stein aus, aber der ganze Kuppelbogen besteht ja aus etwa 12-13 Steinen bei einem Durchmesser von 1m. Und die Ausdehnung summiert sich natürlich auf (hier dann ~ 6mm) und wenn sie nicht seitlich weg kann, drückt es den Bogen/die Kuppel natürlich nach oben weg.


Und zum aneinander Vorbeireden
Die Innerste Schicht der Kuppel (die ja aus Schamottesteinen besteht) wird am heißesten. Deshalb kann zur Berechnung der Ausdehnung auch der Innen-Boden der Kuppel genommen werden.
Der Boden ist lose mit Abstand verlegt und daher bedeutungslos.
Außerdem werden hier 2 Begrifflichkeiten durcheinandergebracht (Längenausdehnung und Flächenausdehnung).
1. Wie Matthias richtig anmerkt, ist der Boden (auf dem das Feuer brennt), wenn lose verlegt, bedeutungslos. Daniel redet aber aber von der Unterseite "Boden" der Kuppel, also dem vom Backraum aus sichtbaren Teil der Schamottsteine, die natürlich die volle Kraft des Feuers in Form von Flammen, Rauch und Strahlung abbekommen. Daher auch seine Formel für einen Halbkreis:
Ergibt bei einer Kuppel mit 100 cm Innendurchmesser: 1000mm x 3,14 x 0,5 x 0,004 = 6,28 mm Ausdehnung des Innendurchmessers.
also 1000mm * π * 0,5 = 1570mm Kuppellänge * 0,4% Ausdehnung = 6,28mm

Die Ausdehnung gem. Wärmeausdehnungskoeffizient erfolgt natürlich immer dreidimensional in allen Richtungen, also in Länge, Fläche und Volumen. Für die konkrete Berechnung der Ausdehnung des Kuppelbogens zählt die hier vereinfacht die Längenausdehnung. Und dann auf die Kupelhöhe bezogen:
Die Kuppel hebt sich somit um ca. 3 mm an.
Hab ich jetzt keine Formeln dafür an der Hand, dürfte aber grob hinkommen. Und 3mm sind ja wirklich nicht viel, wenn man Steinwolle als Dämmung hat, merkt man davon natürlich nichts.

Die Ausdehnungskurven von Stein und Metall sind vollkommen unterschiedlich. Metall sollte daher, wie von Axel @Rooster beschrieben, nicht im Hitzebereich des Ofens verwendet werden da es zwangsläufig zu Rissen führen wird!
Eisen liegt im Vergleich bei 12·10^−6 1/K - also gar nicht so weit weg. Aber im Feuerbereich hat es natürlich nichts zu suchen. Bei Daniel's Bild oben ist das Eisen ja aber auf der Außenseite der Schamotte angebracht - wie warm wird es dort höchstens? 200°C? Damit ergibt sich bei einer angenommenen Türbreite von 60cm eine Verlängerung um 1,5mm von -10°C auf +200°C und bei dem "Ringanker" rundherum 6,4mm. Außerdem geht es dabei ja um das Anfangen von Lasten.


Servus,
Thomas
 
@DantePeak,
Danke für die Richtigstellung, und willkommen im Club der :ballaballa:
 
@DantePeak,
ja Danke, sehr schön recherchiert und erklärt.

@ Rooster
Es würde mich sehr freuen wenn du mich über die Reparatur auf den laufenden hältst.
In den Schulungen die ich für Ofenbauer abhalte, kommt das Thema mit der Ausdehnung immer wieder zur Diskussion. Vielleicht kann ich ja mal auf den Prüfstand bei mir in der Arbeit die Ausdehnung einer Kuppel messen.
 
Hallo Axel,
wie ist es mit deiner Reperatur weitergegangen?
Andi
 
Hallo Andi,
noch gar nicht. Seit Ostern wohnt ein Welpe hier, den muss ich erst noch zur Bauaufsicht ausbilden.
Zwischendurch einmal Pizza und einmal Brot gemacht, bisher hält das Provisorium.
Aber Danke der Nachfrage, wenn es jetzt wieder besser mit dem Wetter wird, kann ich mal Fotos machen.
 
Hallo Axel,
gibt es schon etwas neues bezüglich der Problembehandlung?
Ich habe da auch eine Theorie. Dieser nette Kanal, welcher oben drüber läuft, müsste doch eigentlich bei Vollbetrieb
die Kuppel von der Temperatur her stark angehen, wärend der Großteil der Seitenteile nur gering mit der Hitze zu tun haben.
Im Umkehrschluss wäre es auch nur teilweise problematisch, welche Füllung zwischen Schamotte und Außenhülle kommt.
Den Weg der Wärme einmal nachgehen und schauen, welche Bereiche von stärkeren und welche von schwächeren Temperaturschwankungen betroffen sind.
Könnten diese Temperaturuntschiede ebenfalls ein Problem darstellen und würde ein Austausch des Füllmaterials nachhaltig den Erfolg bringen?

Vielleicht liege ich aber auch falsch mit der Idee.
Wünsche dir in jedem Fall viel Glück dabei. :pray:

Mein Projekt soll ja Ostern beginnen.
Hoffe, es wird nur ansatzweise so gut, wie die Öfen von euch. Bin gespannt. :)

Grüße,
Benny
 
Hallo Benny,
erstmal Danke für Deine Ideen.
Der erste Riss war links waagerecht auf halber Höhe. Der letzte Riss ist von vorn nach hinten oben rechts. Und der Ytong hatte sich von der Vormauer gelöst und die rechte Seite auch von der Betonplatte.
Dann zog letztes Jahr zu Ostern ein Welpe bei uns ein, damit war erstmal Baustopp. Wenn die Renovierung des Esszimmers abgeschlossen ist, geht es am HBO weiter. Es wird dann Bewährung eingeputzt und der Ytong mit der Betonplatte mit Ofensilikon festgeklebt. Dann gibt es auch Bilder.
Fazit: Wenn man Ytong drum herum baut, Bewährung nicht vergessen.
 
Wie hoch ist dein HBO geworden?
Lass mal rechnen.
90 cm Sockel, 9 cm Beton, 10 cm Ytong, 12,4 cm bis Boden, 54 cm Kuppel, 18,8 cm Fuchs. => 194 cm HBO + 15 cm für die Kuppel.
Also irgendwie 2,10 m.
 
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