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Vorrichtung zum Abdichten von Anker-, Decken-, Stehbolzen u. dgl.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Abdichten von Anker-, Decken-,
Stehbolzen u. dgl. Es war bislang üblich, zum Abdichten von Stehbolzen, sofern dieses
durch Rufweiten der Gewindeenden in das zugehörige Muttergewinde erreicht werden
sollte, entweder zylindrische oder kegelige Dorne mit kugelförmigem Angriff gemäß
den Abb. z und 2 anzuwenden. Die Dorne werden in die hohlgewalzten oder an den Gewindeenden
mit einer Höhlung versehenen Bolzen von Hand oder mit der Maschine eingeschlagen.
Anstatt des völlig zylindrischen Dornes mit kugelförmiger Abrundung wird häufig
auch ein sogenannter Eicheldorn der aber in der Wirkung mit dem zylindrischen übereinstimmt.
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alle diese Verfahren erreichen die angestrebte Dichtung tatsächlich
sehr unvollkommen und schädigen dabei den Stehbolzen selbst bei großer Bildsamkeit
des Bolzenbaustoffe s so sehr, daß er den hohen Betriebsbeanspruchungen nicht gewachsen
bleibt. Außerdem rufen sowohl der zylindrische wie der kegelige Dorn infolge der
Eigenart der Baustoffverdrängung eine starke Längung des Bolzens hervor, die mit
einer unzulässigen Verspannung der Kesselwände verbunden ist. Der kegelige Dorn
hat daneben noch die unangenehme Eigenschaft, den Bolzenkopf über die Gewindelänge
ungleichmäßig aufzuweiten, was von ungünstigem Einfluß für das Dichthalten des Bolzens
im Betriebe ist. Dabei verlangen die gesamten Verfahren einen im Verhältnis zur
Aufdornwirkung sehr hohen Kraftbedarf; ihr Wirkungsgrad ist also gering.
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Um alle diese Mängel zu beseitigen, bildet die vorliegende Erfindung
die Dorne zum Rufweiten der Gewindeenden parabolisch oder angenähert parabolisch
aus und erzielt die Dichtung durch Eintreiben eines oder mehrerer Dorne dieser Form
von entsprechend zunehmenden Durchmessern. Die Bolzen selbst «erden im Gewindedurchmesser
etwas geringer gehalten als das zugehörige Muttergewinde, um sie von Hand leicht
einschrauben zu können, ohne daß Gefahr besteht, daß der Bolzenschaft verdreht oder
die Gewinde durch zu großen Reibungswiderstand verletzt werden. Die grundsätzliche
Dornausbildung und die Arbeitsweise ist in den Abb. 3 bis 5, zum Teil in vergrößertem
Maßstabe, dargestellt. Die aufzuweitenden Bolzen sind mit einem ebenfalls parabolischen,
aber kleineren Preßdorn vorgepreßt.
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Die Vorteile des Parabeldornes gegenüber den obengenannten Dornformen
sind in praktischen Großversuchen erwiesen, ergeben sich aber auch schon aus folgenden
theoretischen Cberlegungen: Bei allen Verfahren soll durch eine axial gerichtete
Kraft eine radiale Wirkung - das Rufweiten des Gewinderinges - erzielt werden.
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Beim zylindrischen und beim eichelförmigen Dorn ist die wirksame Dornfläche
durch den Teil rq-b der vorderen, kugelförmigen
Kuppe gekennzeichnet
(Abb. z). Da diese Ringfläche sehr klein ist, ist der spezifische Druck, der von
der Axialkraft herrührt, sehr groß, und es findet eine starke axiale Verdrängung
des Bolzenbaustoffes statt. Der Baustoff wird hauptsächlich nach vorn geschoben,
da die radiale Umlenkung zu plötzlich vor sich geht. Dadurch entsteht eine starke
Stauchung des im Sinne der Kraftwirkung vor dem Gewindeende liegenden Baustoffes.
Dort liegt aber der für die Betriebsbeanspruchung maßgebliche gefährliche Biegequerschnitt,
und da die Beanspruchung in der Richtung dauernd wechselt, ist eine schnelle Ermüdung
und schließlich ein Bruch des Bolzens die Folge.
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Beim kegeligen Dorn (Abb. z) wird die wirksame Dornfläche ebenfalls
durch den Teil a-b der kugelförmigen Kuppe und daran anschließend durch eine Kegelfläche
b-c mit unveränderlicher Steigung gebildet. Im Anschluß an die Wirkung des ersten
Teiles ist die weitere Baustoffumlenkung durch die konstante Steigung des Kegels
bestimmt. Das ist ungünstig, weil mit zunehmender Aufweitung die zulässige bildsame
Verformung sinkt. Hier findet daher eine noch stärkere Stauchung der gefährlichen
Zone statt als beim zylindrischen und eichelförmigen Dorn.
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Bei dem der Erfindung zugrunde liegenden parabolischen Dorn wird gemäß
Abb. 3 bis 5 die den Baustoff verdrängende Kuppe durch die ganze wirksame Dornfläche
gebildet, Sie hat die Eigentümlichkeit, daß ihre Krüminung, die die Baustoffumlenkung
bestimmt, nach hinten zu stetig abnimmt. Infolgedessen verringert sich mit fortschreitender
Aufweitung die spezifische Durchmesserzunahme, d.h. dieDürchmesserzunahme, bezogen
auf die Längeneinheit des zurückgelegten Dornweges. .So entsteht eine ganz allmähliche
Umlenkung des Bolzenbaustoffes längs der gesamten wirksamen Dornfläche. Bei geringstem
Eintrittswiderstand wird die wirksamste Aufweitung bei nahezu unmerklicher Bolzenlängung
erreicht. Die Bolzen werden bei geeigneter Wahl des Dorndurchmessers nicht über
das zulässige Maß beansprucht, und die Dorne brechen wegen des geringeren Widerstandes
nicht so leicht wie die bisher bekannten Dornformen. Auch das Lösen der Dorne mit
einem sogenannten Gabelhebel gestaltet sich leichter als bei den erwähnten zylindrischen,
eichelförmigen und kegeligen Dornen.