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Umkehrkappe für U-förmige Dampfüberhitzerelemente. Die Erfindung betrifft
eine Umkehrkappe für U-förmig gebogene Überhitzerrohre, wie sie z. B. bei Dampfiiberhitzern
von Lokomotiv-und Schiffskesseln Verwendung finden. Die Umkehrkappen bestehen aus
einem ohne Schweißnaht vorzugsweise aus Flußstahl durch Schmieden hergestellten
Verbindungsstück, in dem der Dampfdurchgang zur Verbindung der beiden Rohre durch
Öffnungen gebildet wird, die an ihren inneren Enden miteinander in Verbindung stehen.
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Derartige Umkehrkappen sind schon in der Weise hergestellt worden,
daß in einem in spitzwinklig gepreßter Form hergestellten Eisenstück Öffnungen,
die an ihren inneren Enden in Verbindung stehen, durch Bohren hergestellt wurden,
worauf dann die Schenkel des Stückes durch Biegen und Pressen gleichlaufend gerichtet
wurden. Bei diesen Umkehrkappen befindet sich zwischen den beiden Schenkeln ein
Zwischenraum. Demgegenüber sind bei der Umkehrkappe gemäß der Erfindung an der Stelle,
wo die Überhitzerrohre mit dem Schmiedestück verbunden werden sollen, die gleichlaufend
gerichteten Öffnungen durch eine Scheidewand getrennt, die mit dem Schmiedestück
aus einem Stück besteht. Dies wird gemäß der Erfindung in der Weise erzielt, daß
nach Herstellung der winklig zueinander angeordneten einander, schneidenden Öffnungen
die Außenteile dieser Öffnungen ebenfalls durch Bohren oder auf ähnliche Weise gleichlaufend
miteinander hergestellt werden. Die feste Scheidewand gibt der fertigen Umkehrkappe
eine besondere Festigkeit, und durch die Herstellung der gleichlaufend gerichteten
Außenteile durch Bohren oder ähnliche Bearbeitungsweisen wird der Vorteil erzielt,
daß nicht wie beim Biegen oder Pressen von Rohrschenkeln eine Formveränderung der
Bohrungen und eine Verlagerung der Metallteilchen in den Wandungen eintreten kann,
die möglicherweise zu Änderungen in der Wandstärke und demzufolge zu Schwächungen
der Umkehrkappe an die3er Stelle führen kann.
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Gegenüber anderen Herstellungsweisen von Umkehrkappen, bei denen eine
volle Trennungswand zwischen den Öffnungen aus den Rohrwandungen durch Zusammenschweißen
hergestellt wurde, wird gemäß der Erfindung der Vorteil erzielt, daß diese Schweißarbeit
wegfällt und infolgedessen auch an der Trennungswand vollständig gleichmäßiges Material
gleicher Beschaffenheit wie in den übrigen Teilen des Schmiedestückes vorliegt.
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Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Umkehrkappe ist an dem
den beiden Öffnungen gegenüberliegenden Ende des Verbindungsstückes eine dritte
Öffnung zur Aufnahme eines dritten Rohres vorgesehen, die mit den beiden anderen
Öffnungen in Verbindung steht.
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Endlich betrifft die Erfindung noch eine Vorrichtung zum Einspannen
des Schmiedestückes während der Bearbeitung. Diese Vorrichtung enthält einen das
Schmiedestück aufnehmenden kippbaren Teil, der in den verschiedenen zum Bohren der
schrägen Öffnungen sowie der gleichlaufenden. Teile dieser Öffnungen erforderlichen
.Stellungen festgestellt werden kann.
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Die Enden der Überhitzerrohre werden an der Umkehrkappe dadurch befestigt,
daß sie in die gleichlaufenden Teile der Bohrungen eingefetzt und mit der Kappe
durch Schrumpfen
verbunden werden. Weiter können sie mit der Kappe
durch Schweißen vereinigt werden. Die Rohrenden können auch stumpf mit der Basis
der Umkehrkappe zusammengeschweißt werden; in diesem Falle erhalten die Teile der
Bohrungen im weiteren Ende einen dem Innendurchmesser der Rohre gleichenden Durchmesser.
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Auf den Zeichnungen ist eine Umkehrkappe und ihre Herstellung nach
der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Abb. i zeigt in Endansicht das Ober- und Untergesenk zur Herstellung
des Schmiede stückes. Abb.2 ist ein Längsschnitt nach der Linie A-B von Abb. i.
Abb. 3 zeigt die Form der Arbeitsflächen der in Abb. i und 2 gezeigten Gesenke.
Abb. 4, 5 und 6 zeigen in Seitenansicht bzw. Mittellängsschnitt bzw. Oberansicht
das fertige in den Gesenken hergestellte Schmiedestück. Abb. 7 ist ein Schnitt durch
eine fertige Umkehrkappe. Abb. 8 ist eine Oberansicht einer solchen Kappe und Abb.
g ein Querschnitt nach der Linie C-D von Abb. B. Abb. io, ii und 12 entsprechen
den Abb. 7, B und g und zeigen die Umkehrkappe in Verbindung mit den Enden der Überhitzerrohre.
Abb. 13 und 14 zeigen in Seitenansicht eine Einspannvorrichtung, die zum
Bohren des Dampfdurchganges durch die Umkehrkappe verwendet wird. Abb. 15 und 16
sind Endansichten dieser Einspannvorrichtung. Abb. 17 bis 2o zeigen Einzelheiten
der Einspannvorrichtung. Abb. 21 zeigt ein Verbindungsstück zum Verbinden zweier
Rohre mit einem dritten Rohr von größerem Durchmesser. Wie in. den Abb. i, 2 und
3 gezeigt ist, weisen das abnehmbare Obergesenk i sowie das feste Untergesenk ja
in ihren einander zugekehrten Flächen einander entsprechende Aussparungen 2 auf.
Bei 3 ist Material fortgenommen, um ein leichtes Entfernen des vollen Metallstückes
von dem in den Gesenken bearbeiteten Tcil zu ermöglichen. Wie in Abb. i und 3 zu
sehen, ist eine Erhöhung 4 in der Aussparung 2 der Gesenkteile vorgesehen, um die
Vertiefung 5 in dem Schmiedestück zu erzeugen, die in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigt
ist.
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Das Schmiedestück weist nach dem Schmieden einen leichten Grat auf,
der durch die punktierten Linien 6 in Abb. 4 angedeutet ist. Es wird in eine Aushöhlung
7 eines Teiles so einer Einspannvorrichtung (s. Abb. 15 und =8) gelegt. Dieser Teil
io ist drehbar gelagert und kann um einen - bestimmten Winkel schräg gelegt werden.
Der Teil 7a der Aushöhlung dient zur Aufnahme des Grates 6 des Schmiedestückes,
das in der Aushöhlung? durch den bohrerführenden Oberteil 8 (s: Abb. 15 und 17)
der Einspannvorrichtung gehalten wird. Der Teil 8 wird in seiner Lage durch Schwingbolzen
g und Muttern ii gehalten. Die Bolzen sitzen auf Zapfen 9a (Abb. 2o) in Eirschnitten
gb des Teiles io der Einspannvorrichtung. Wie in Abb. 15 gezeigt ist, liegen die
Bolzen g- in Schlitzen 8a (s. Abb. 15 und 17) der Platte B. Deutlicher ist in Abb.
13, 14 und 2o zu sehen, wie der Teil io der Einspannvorrichtung mit einem zylindrischen
Ansatz ioa versehen ist, der in eine entsprechende Bohrung in dem Halter 12 eingreift,
der seinerseits in seiner Lage auf einem Träger festgehalten werden kann, z. B.
auf dem Tisch einer Bohrmaschine. Der Teil io der Einspannvorrichtung wird an dem
Halter 12 durch eine Mutter 13, die auf dem äußeren Ende einer im Ansatz ioa eingeschraubten
Stiftschraube 14 sitzt, gehalten.
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Zapfen 15 (s. Abb. 13, 14, 18 und 2o) sind von oben her in den Teil
io eingeschraubt und ragen aus ihm heraus. Entsprechende Löcher 16 (s. Abb. 13 und
17) im oberen Teile der Bohrerführung 8 pas--en über die Zapfen 15, wenn der Teil
8 in seine in Abb.. 13
und 15 gezeigte Lage gebracht wird.
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Gehärtete Stahlbüchsen 17 (s. Abb. 15) zur Führung des Bohrers
sind in Löchern ig der Platte 8 der Einspannvorrichtung eingesetzt und mit erweiterten
Bunden 18 an ihren Außenenden versehen.
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Ein Klotz 2i aus Stahl oder anderem Material besitzt eine wagerechte
Fläche Zia und zwei geneigt dazu verlaufende Flächen 22 und 23 (s. Abb. i5 und i6).
Die Flächen 22 und 23 dienen zur Begrenzung der Kippbewegung des Teiles io der Einspannvorrichtung.
Ein Keilstück 24 paßt mit seiner Unterseite auf die Flächen Zia und 22 (s. Abb.
15) oder Zia und 23. Das Keilstück 24 weist eine Rippe 25 auf, die in eine Rille
2ö in der Unterseite des Teiles io hineinpaßt, und die zum Festhalten des Klotzes
24 dient.
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Ein anderer .Klotz 26 (Abb. 16) weist an seiner unteren Seite Flächen
auf, die den Flächen Zia, 22 und 23 des Klotzes 21 entsprechen. Der Klotz 26 ist
vorzugsweise mit übergreifenden Teilen 26a an seinen Enden versehen, die über die
Seiten des Klotzes 21 greifen (s. Abb. i6). Der Klotz 26 in Verbindung mit dem Klotz
2i dient zum Festhalten des Teiles io der Einspannvorrichtung in der in Abb. 16
gezeigten Lage. Eine andere zur Führung des Bohrers dienende Platte 27 (Abb. 16
und ig) wird verwendet, wenn die gleichlaufenden Außenteile der Öffnungen im Schmiedestück
gebohrt werden sollen; sie ist ebenfalls mit gehärteten Stahlbüchsen 28 zur Führung
des Bohrers versehen.
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Jede der Platten 8 und 27 besitzt an ihrer unteren Seite eine Aussparung
30 (s. Abb. 14, 17 und ig), in die die Basis des Schmiede-
Stückes
hineinragt, wenn dieses in die Einspannvorrichtung zum Bohren gelegt wird.
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In den Abb. 15 und 16 sind die Bohrer 31 bzw. 3z in punktierten Linien
angedeutet. Der Bohrer 32 entfernt zugleich, wie bei 33 in den Abb. 7 und io angedeutet
ist, überflüssiges Material, um den erforderlichen Querschnitt für den Dampfdurchgang
herzustellen.
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Wie in Abb. 7 und 9 zu sehen ist, bleibt Material von beträchtlicher
Stärke an dem Ende, das der höchsten Temperatur ausgesetzt ist, stehen.
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Ein Loch 40 (s. Abb. 13, 1q. und 15) in dem Teile io der Einspannvorrichtung
zum Entfernen von Schmutz und Abfall erstreckt sich von der Vorderfläche des Teiles
io bis zum Boden der vorerwähnten Aushöhlung 7 des Teiles io.
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Zur Herstellung der Bohrungen wird das Schmiedestück in die Aushöhlung
7 des Teiles io der Einspannvorrichtung gebracht (vgl. Abb. 15 und 16). Zur Erzeugung
der sich schneidenden Bohrungen wird der Teil io der Einspannvorrichtung zusammen
mit der Platte 8 in die schräge Stellung von Abb. 15 gebracht. In dieser Lage wird
der Teil io durch den obenerwähnten keilförmigen Klotz 2¢ festgehalten, wobei sich
die linke Bohrerführung 18 in der senkrechten Lage befindet. Nach Beendigung des
Bohrens wird die Einspannvorrichtung zusammen mit dem Schmiedestück 50 zum
Bohren der anderen Öffnung in die entgegengesetzte schräge Lage gebracht. Dann wird
der keilförmige Klotz 24 zwischen die Flächen 23 und Zia und die Unterseite des
Teiles io geschoben.
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Nach Vollendung dieser Bohrungen wird die Platte 8 sowie das keilförmige
Stück 24 entfernt, worauf der Teil io der Einspannvorrichtung in die in Abb. 16
gezeigte Lage gebracht wird. In dieser Stellung wird der Teil io durch den Klotz
26 gehalten, An Stelle der bohrerführenden Platte 8 werden die Platte 27 und der
Bohrer 32 verwendet.
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Nach Entfernen des Schmiedestückes aus der Einspannvorrichtung wird
der in. Abb. ¢ mit 6 bezeichnete Grat entfernt.
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Die beschriebene Erfindung kann auch Anwendung finden zur Herstellung
eines Verbindungsstückes von der Form, wie sie in Abb. 2i gezeigt ist. Dieses Verbindungsstück
kann an einem Ende mit zwei Rohren und an dem anderen Ende mit einem Rohr von größerem
Durchmesser verbunden werden, dessen Querschnitt gleich dem vereinigten Querschnitt
der beiden anderen Ro?ire sein kann. Die winklig zueinander liegenden Bohrungen
sind in Abb. 21 mit 37 und 372, die Bohrung von größerem Durchmesser mit 38 bezeichnet.