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Stehbolzen mit einem die beiden Kesselwände dicht verbindenden biegsamen
Rohr Es sind Stehbolzenanordnungenvorgescblagen und erprobt worden, bei denen diebeiden
Kesselwände durch ein biegsames Rohr dicht miteinander verbunden sind und der eigentliche
Stehbolzen in diesem Rohr biegungsfrei gelagert ist. Die bisherigen Ausführungen
haben sich aber nicht bewährt, weil die Verbindung des Rohres mit den Kesselwänden
den durch die gegenseitige Verschiebung der Wände verursachten Biegungsmomenten
nicht standhielt und nach kurzer Zeit undicht wurde.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird dieser Übelstand beseitigt, indem
man das biegsame Rohr zur Aufnahme der erheblichen Spannungen, welche für den festen
und dichten Sitz des Rohres in der Kesselwand erforderlich sind, gar nicht heranzieht,
sondern hierfür besondere Bauteile (Befestigungsbüchsen) vorsieht, die durch ihre
Abmessungen und ihren Baustoff, z. B. Stahl, zur Aufnahme großer Kräfte geeignet
sind. Die Verbindung der Rohre mit den Befestigungsbüchsen kann entweder außerhalb
des Kessels durch Lötung oder Schweißung erfolgen oder aber gleichzeitig mit -dem
Einbau des Rohres in den Kessel vorgenommen werden, z. B. durch Einwalzen oder Aufdornen.
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Wohl sind schon Rohre mit verstärkten Enden vorgeschlagen worden,
doch sind Rohre, welche zugleich hinreichende Federung und genügende Wandstärke
der Enden aufweisen, nach dem gegenwärtigen Stande der Technik aus einem Stück nicht
herstellbar. Auch hat diese Bauart bauliche Nachteile, da die Abmessungen des Endes
beschränkt sind und Ende und Rohr aus dem gleichen Baustoff gefertigt werden müßten.
Demgegenüber gestattet die vorliegende Erfindung, für die gesonderten Befestigungsbüchsen
beliebigen Baustoff, z. B. Stahl bei kupfernen Rohren, und beliebige Abmessungen
zu wählen.
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Die Abbildungen zeigen als Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
verschiedene Bauarten des Stehbolzens im Längsschnitt, und zwar zeigt Abb. x die
Befestigung des Rohres mit glatten Befestigungsbüchsen, Abb. 2 die Befestigung der
Büchsen mit Gewinde und des Rohres 'in einer Nut, Abb. 3 ein mit der Büchse verschweißtes
Rohr und eine Dichtungsschneide und Abb. q. Rohr und Büchse verlötet.
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Im besonderen zeigen die Abb. r und 3 Bauarten, bei denen die im allgemeinen
zum Einbau der Befestigungsbüchsen erforderlichen beiden Arbeitsstufen, nämlich
z. Verbindung der Befestigungsbüchse mit dem Rohr und 2. Verbindung der Befestigungsbüchse
mit der Kesselwand, durch passende Formgebung und Anordnung
der
Teile in einem Arbeitsgang erledigt werden können, während bei den Ausführungen
nach den Abb. 3 und 4 beide Arbeitsstufen getrennt vorgenommen werden müssen.
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In den Abbildungen sind gleichartige Teile mit den gleichen Ziffern
bezeichnet, und zwar sind x der durch kugelförmige Sitzflächen an Kopf und Mutter
biegungsfrei gelagerte Bolzen zur Aufnahme der Zugkräfte, 2 das biegsame Rohr, 3
und 4 die Befestigungsbüchsen, 5 die feuerseitige und 6 die luftseitige Wand der
Feuerbüchse.
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Die Abb. = und 2 zeigen Ausführungen, bei denen die Befestigungsbüchsen
durch Pressung mit dem Rohr und mit der. Kesselwand verbunden sind. Die Anordnung
ist, wie bereits erwähnt, so. getroffen, daß beide Verbindungen in einem Arbeitsgang
hergestellt werden.
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Nach Abb. x wird zu diesem Zweck das Rohr 2 zwischen die Kesselwände
5, 6 und die Befestigurigsbüchsen 3, 4 gebracht und durch Aufwalzen oder Aufdomen
der Büchsen sowie gegebenenfalls durch Umbördeln des Außenrandes die Verbindung
hergestellt. Für das Aufwalzen soll der lichte Durchmesser der Büchse 3 (dl) tunlichst
groß sein, ' um - Platz für den Walzapparat zu gewinnen. Für das Aufdornen ist es
jedoch vorteilhafter, wenn der lichte Durchmesser der Büchse q. (d3) kleiner ist
als der lichte Durchmesser des biegsamen Rohres (d2), weil dann der Dorn durchgetrieben
werden kann. -Dies ermöglicht, dem Dorn die für das Aufdornen zweckmäßigste Form
(sehr schlank kegelförmig) zu geben und das Aufdornen beider Büchsen in einem Arbeitsgange
vorzunehmen. Wählt man d3 größer als d2, ro müssen mehrere Dorne nacheinander verwendet
und jeder Dorn muß wieder zurückgezogen werden, was erfahrungsgemäß zeitraubend
ist und häufigen Werkzeugbruch zur Folge hat.
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Da bei der Parallelverschiebung der Wände 5 und 6 sich das Rohr 2
S-förmig krümmt, der Bolzen z aber gerade bleiben soll, ist zwischen beiden Teilen
genügend Spielraum vorzusehen, um eine gegenseitige Behinderung -der Formänderung
zu vermeiden.
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Bei der Ausführung nach Abb. 2 sind die Befestigungsbüchsen g, 4 in
die Kesselwand eingeschraubt und die Enden des Rohres in tiefe Ringnuten der Befestigungsbüchsen
eingeschoben. Die Abdichtung erfolgt durch Aufdomen der Büchsen, und zwar gleichzeitig
für Büchse und Rohr und für Rohr und Kesselwand. Die Ringnuten für das Rohr können
ganz oder teilweise in den Bereich der Kesselwand verlegt werden. Dadurch wird einerseits
die Baulänge der Befestigungsbüchsen vermindert." und andererseits der das Rohr
2 abdichtende Widerstand der Außenwand der Büchsen 3 und 4 vergrößert.
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Die Verbindung nach Abb. z ist nicht- nur leichter herzustellen als
die nach Abb. 2, sie ist auch baulich vorteilhafter, weil sie nur eine Dichtungsfuge
hat, gegen zwei der Ausführung nach Abb. 2. Auch ist die Dichtung an sich leichter
zu erzielen, weil das Ende des Rohres 2 wie eine Dichtungsplatte wirkt und weil
zylindrische Flächen leichter zum satten Anliegen zu bringen sind als Gewinde. Dagegen
bietet die Verschraubung nach Abb. 2 den Vorteil, daß sie gegen biegende Momente
widerstandsfähiger ist als die zylindrische Passung nach Abb. z.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen Ausführungen, bei denen die Verbindung der
Befestigungsbüchsen mit dem Rohr in einem besonderen Arbeitsgange außerhalb des
Kessels erfolgt. Dem Nachteil des besonderen Arbeitsganges steht der Vorteil gegenüber,
daß man .in der Wahl des Verbindungsverfahrens frei i'st und- eine Lötung sowie
alle Arten der Schweißung anwenden kann. Gemäß Abb. 3 ist Stumpfschweißung, etwa
nach dem Abschmelzverfahren, gemäß Abb. 4 Hartlötung vorausgesetzt.
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Da Rohr und Befestigungsbüchsen vor dem Einbau zu einem festen Körper
vereinigt sind, kann die Abdichtung in den Kesselwänden auch durch Einschrauben-
mit >;Übermaß erfolgen.
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Eine abweichende Befestigungsart zeigt die Abb. 3 links. Hier sind
die Kräfte, die den Sitz der Befestigungsbüchse in der Kesselwand sichern, nicht
radial, sondern axial gerichtet. Sie werden durch Anziehen des Bolzens 8 erzeugt,
der sich in die Büchse 3 einschraubt. Hierbei drückt sich die Ringschneide 9 der
Büchse 3 in -die Kesselwand g, preßt deren Baustoff gegen den glatten Schaft von
8 und stellt so eine verläßliche Dichtung her. Der Abdrehkopf ii zwingt dazu, den
Bolzen 8 genügend stark anzuziehen.
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. Bei der Bauart nach Abb. 3 ist der Kopf des Zugbolzens i der Einwirkung
der Feuergase vollständig entzogen. Bei der Ausführung nach Abb. 4 ist der Rand
12 vorgesehen, der die Feuergase abschirmt und so den Schraubenkopf gegen deren
Einwirkung schützt.
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Bei der Ausführung nach Abb. 3 entfällt die durch das Einwalzen oder
Aufdomen bedingte bleibende Verformung der Lochwand auf der Feuerbüchsseite. Bei
der Ausführung nach Abb. 4 hingegen stimmt der einzuhaltende Vorgang weitgehend
mit dem bei Aufdornstehbolzen üblichen .überein.