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Beweglicher Stehbolzen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung jener Ausführungsform des beweglichen Stehbolzens nach Patent Nr. 137170, bei der die dichte Verbindung des in Bohrungen der Kesselwände eingeschobenen biegsamen Rohres mit den Wänden durch Aufweiten der Befestigungsbüchsen 3, 4 bewirkt wird und die im Stammpatente in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Befestigungsbüehsen erhalten erfindungsgemäss die Form tiefer Näpfe, auf deren Grund sich der kugelförmige Sitz für den Kopf oder die Mutter des Zugbolzens befindet. Zwar sind solche Näpfe an sich bekannt (z. B. zeigt die Fig. 3 des Stammpatentes einen derartigen Napf), es ist aber neu, einen solchen Napf zur Herstellung der für den dichten Sitz des biegsamen Rohres in der Kesselwand erforderlichen Montierungsspannung zu verwenden, indem man seine Mantelpartie aufweitet.
Die neue Büchsenform vereinigt gegenüber dem Bekannten mehrere Vorteile : ]. Vor allem fördert sie den dichten Sitz des Rohres in der Kesselwand, weil die Wandstärke des Büehsenmantels auf ein solches Mass vermindert werden kann, das bei ausreichender Festigkeit noch eine genügend durchgreifende Wirkung des Aufweitwerkzeuges, namentlich des Walzapparates, ermöglicht.
2. Es wird beim Aufweiten der Büchse die kugelförmige Sitzfläche für den Zugbolzen nicht verformt.
3. Es wird auf der Feuerseite der Kopf des Zugbolzens der Einwirkung der Feuergase weitgehend entzogen und endlich
4. Es wird die Sitzfläche in den von Wasser umspülten Teil des Rohres verlegt, was eine gute Kühlung des Kopfes zur Folge hat.
Die Abbildungen zeigen als Ausführungsbeispiele das feuerseitige Ende des Stehbolzens, u. zw. ist in Fig. 1 die Grundform der neuen Befestigungsbüehse dargestellt, in Fig. 2 eine Anpassungsform derselben an stark schräge Kesselwände und in Fig. 3 endlich eine besondere Ausgestaltung des Büchsenbundes für solche Stellen der Kesselwand, die dem stärksten Feuer ausgesetzt sind.
In den Abbildungen sind gleichartige Teile mit den gleichen Ziffern bezeichnet.
In Fig. 1 bedeutet 1 den zur Aufnahme der Zugkräfte dienenden Schraubenbolzen, der durch kugelförmige Sitzflächen an Kopf und Mutter gegen Biegungsmomente geschützt ist, 2 ist ein biegsames Rohr, das die Kesselwände dicht verbindet und in der Bohrung der Feuerbüehswand durch die Büchse 3 befestigt ist. Hiezu wird nach dem Stammpatent die Büchse samt dem Rohre aufgeweitet, was durch Aufwalzen, Aufdornen oder Aufpressen geschehen kann. Der zum Aufweiten bestimmte Teil der Büchse hat einen kleineren lichten Durchmesser als der Teil über dem Kugelsitz, um einen Auslauf für das Aufweitwerkzeug zu schaffen und zu verhindern, dass der Kugelsitz beim Aufweiten seine Form ändert.
Die Stehbolzen sitzen meist schräg in den Kesselwänden, was eine unsymmetrische Materialverteilung in bezug auf ihre Achse zur Folge hat. Diese Unsymmetrie stört insoferne, als die Büchsenachse beim Aufweiten erfahrungsgemäss das Bestreben zeigt, ihren Winkel mit der Blechfläche zu vergrössern und sich der Senkrechten auf die Blechfläche zu nähern. Nach Fig. 2 wird durch eine Stufe auf der Aussenfläche der Büchse die Pressung zwischen Büchse und Kesselwand auf den allseits von Baustoff umgebenen Teil des Loches beschränkt und so die Neigung der Bolzenachse zur Aufrichtung beseitigt.
Ähnlich wie die Stufe wirkt auch eine schlank kegelförmige Ausbildung der Büchse.
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Für Stehbolzen, die die in 3 dargestellte Ausführungsform erfolgt die in der Kesselwand nicht durch aneinandergepresste glatte Flächen, sondern durch eine tunlichst grosse Zahl von Kanten, die sich in die Gegenfläche eindrücken, sogenannte Kantendichtung. Hiezu ist im einfachsten Falle das Rohr 2 an der Dichtungsste11e gerillt. Die Rillen können durch Einstechen oder Einwalzen von Nuten hergestellt werden. In letzterem Falle vergrössert sich der äussere Rohrdurchmesser um das verdrängte Material. Dieser Fall ist in Fig. 3 vorausgesetzt.
Ist die Kesselwand wesentlich härter als der Baustoff des Rohres, dann muss die Kesselwand gerillt werden. Es wird hiezu bemerkt, dass es beispielsweise an sich bekannt ist, Stehbolzenhii1sen durch Einpressen in Rillen der Kesselwand zu dichten.
Natürlich ist es auch möglich, Rohr und Kesselwand mit Rillen zu versehen. Dann muss aber beim Aufweiten der Rohrdurehmesser um mehr als die doppelte Rillentiefe vergrössert werden. Man kann diesen Nachteil vermeiden, indem man die Rillen nicht als umlaufende Nuten, sondern als Feingewinde ausführt.
Die Dichtung kann ferner dadurch verbessert werden, dass man den Bund 6 der Büchse : J an seiner Sitzfläche unterscheidet, wie gleichfalls in Fig. 3 dargestellt ist. Der Bund kann sich dann mit seiner scharfen Kante gut in das Blech eindrücken, so dass auch an dieser Stelle wirksame Kantendichtung stattfindet.
Da die im schärfsten Feuer liegenden Büchsen Temperaturen annehmen können, bei denen die Festigkeit der Baustoffe schon merkbar abnimmt, sind die Beanspruchungen tunlichst klein zu halten.
Versuche haben ergeben, dass der Bund 6 der Büchse ungünstig beansprucht ist ; er verformt sich schon bei verhältnismässig kleinen Axialkräften. Hiebei verengt sich seine Bohrung und die Stirnfläche wird hohl. Die Verformung der Büchse hat aber selbstverständlich Undichtheit des Rohres in der Kesselwand zur Folge. Wohl könnte man durch eine Verstärkung des Bundes Abhilfe schaffen ; es ist aber auch möglich, die Widerstandsfähigkeit des Bundes und damit auch die der Büchse dadurch zu erhöhen, dass man in bei Stehbolzentraggehäusen an sich bekannter Weise die Verengung der Bohrung durch einen Füllkörper 8 aus druckfestem Werkstoff (Metall, feuerfeste Stoffe od. dgl.) verhindert.
Ist dieser Füllkörper (Pfropfen) aus Metall, so kann man ihn mit geringem Übermass in die Bohrung eintreiben und so die Wirkung des Aufweitens der Büchse unterstützen. Durch den Pfropfen wird nicht nur die Dichtheit der Verbindung des Rohres mit der Kesselwand gefördert, sondern auch der Schutz des Schraubenkopfes gegen die Einwirkung der Feuergase verbessert, u. zw. auch dann, wenn man den Pfropfen mit einer Bohrung versieht, um die Kontrollmöglichkeit des Schraubenkopfes und damit des Zugbolzens zu wahren.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Stehbolzen nach Patent 137170, bei dem der dichte Sitz des die beiden Kesselwände verbindenden biegsamen Rohres in den Kesselwänden durch Aufweiten der gesondert hergestellten Rohrköpfe (Befestigungsbüchsen) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Büchsen als tiefe Näpfe ausgebildet sind, auf deren Grund sich der Kugelsitz für den Kopf oder die Mutter des Zugbolzens befindet.