-
Stehbolzen für Feuerbüchsen an Kesseln Bei Lokomotiv-, Lokomobil-
und anderen mit Feuerbüchsen versehenen Kesseln erwärmen sich bekanntlich infolge
der Wärmestauung in den Blechen die Feuerbüchsen erheblich mehr als diejenigen Teile
des Kessels, mit welchen sie durch eingeschraubte Stehbolzen starr verbunden sind.
Das absolute Maß der so entstehenden Gegeneinanderverschiebung der miteinander verschraubten
Innen- und Außenwände der Kessel wächst mit deren Abmessungen und ist bei den zur
Zeit erreichten Größenverhältnissen so erheblich, daß trotz der Verwendung von Kupfer
als Baustoff für Feuerbüchsen und Stehbolzen die entstehenden Spannungen in kurzer
Zeit zum Undichtwerden und zu Rißbildungen an Stehbolzen und Blechen führen.
-
Es ist schon bekannt, die üblichen Stehbolzen in der an der Einschraubstelle
verstärkten Feuerwand in einem Sackloch durch Einschrauben zu befestigen, um wenigstens
den Undichtigkeiten abzuhelfen.
-
Diese Ausführung berücksichtigt jedoch nicht die Notwendigkeit, für
die entstehenden erheblichen Spannungen einen Ausgleich zu schaffen und so das Ovalwerden
der Löcher und vor allem die Rißbildung in den Blechen und das Abbrechen der Stehbolzen
zu verhindern. Ferner müßten Stehbolzen dieser Art dem Sackloch gegenüber außen
am Kessel vernietet werden. Dabei würden die Gewindegänge im Feuerbüchsblech sehr
leicht beschädigt oder gar abgeschert werden können, weil erfahrungsgemäß die letzten
Gewindegänge in einem Sackloch meistens nicht ganz ausgeschnitten sind und daher
der Bolzen nicht fest bis auf den Boden des Gewindeloches hineingeschraubt werden
kann und auch weil das Gegenhalten sicher meistens nicht genau an der im Feuerraum
unsichtbaren Einschraubstelle erfolgen würde. So konnte sich diese Bauart auch nicht
einbürgern.
-
Um den Stehbolzen elastischer bzw. federnder zu machen, sind auch
schon Querschnitte für Stehbolzen bekannt geworden, deren nicht mit Gewinde versehener
Teil durch geeignete Formgebung, Unterteilung oder Bemessung des Querschnitts nachgiebig
ausgebildet worden ist. Auch diese Ausführungen konnten sich nicht durchsetzen,
weil ein solcher Bolzen, in durchgehende Löcher eingeschraubt, infolge der federnden
Bewegungen noch schneller und stärker undicht werden müßte als die üblichen Stehbolzen,
um so mehr, weil ein strammes Einschrauben des Bolzens in die Gewindegänge der Feuerbüchse
wegen des zu schwachen Mittelstückes unmöglich sein würde. Aber auch bei der in
diesem Falle unbedingt notwendigen Kopfbildung im Feuerraum würde das geschwächte
Mittelstück in seiner Längsachse krumm geschlagen und so die Feuerwand rings um
den Kopf herum eingebeult und das Gewinde beschädigt werden.
-
Diese Übelstände will die vorliegende Erfindung durch Vereinigung
der beiden bekannten Maßnahmen vermeiden. Zu diesem Zweck ist der Stehbolzen in
der an den Einschraubstellen verstärkten Feuerwand in einem Sackloch durch Einschrauben
so befestigt, daß- ein Teil des Bleches, welches das Bolzenende überdeckt,
stehenbleibt,
das Blech also nicht ganz durchbohrt wird und Undichtigkeiten nicht entstehen können,
ferner dadurch, daß der nicht mit Gewinde versehene Stehbolzenteil einen möglichst
kleinen und günstig geformten Querschnitt hat, so daß er den eintretenden Wärmedehnungen
entsprechend federnd ausweichen kann.
-
Der mittlere federnde Teil des Stehbolzens wird beim Einschrauben
nicht beansprucht, weil das Gewinde im Sackloch mit Spitzenspiel ohne Rücksicht
auf die Dichtigkeit hergestellt werden kann.
-
Im vorliegenden Falle ist nur noch in einer Wand eine dampfdichte
Verschraubung herzustellen. Durch das Wegfallen des Vernietens ist es unnötig, den
hier beschriebenen Stehbolzen mit seinem inneren Gewindeende bis fest auf den Boden
des Sackloches hineinzuschrauben.
-
Es braucht somit bei der Bemessung des federnden Mittelstückes nur
die reine Beanspruchung durch den Kesseldruck berücksichtigt zu werden.
-
Hierdurch und durch die im vorliegenden Falle mögliche Verwendung
von hochwertigstem Baustoff wird die Federwirkung auf das höchst erreichbare Maß
gebracht.
-
Aus vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß es nicht nur zur
Erreichung eines vollständig dichten Abschlusses nach der Feuerbüchse zu, sondern
auch zur Erzielung der höchst erreichbaren Federwirkung des Stehbolzens notwendig
ist, die innere Feuerbüchswand nicht ganz zu durchbohren. -Es wird also die an sich
bekannte Feuerwandverstärkung mit eingebohrtem Sackloch in diesem Falle zu einer
Einheit mit einem in ähnlicher Art schon beschriebenen federnden Stehbolzen als
federnde Stehbolzenverbindung von Kesselwänden, da erst durch die Vereinigung beider
Elemente die vollkommene technische Lösung erreicht wird.
-
Es ist einleuchtend, daß, wenn Rippen als Verstärkungen verwendet
werden, ihre Richtung so gewählt wird, daß die Dampfblasen ungehindert aufsteigen
können und die Rippen eine Versteifung des unverankerten gebogenen Teiles zwischen
Decke und Seitenwand gegen das Eindrücken durch den Dampfdruck bilden. Die Verstärkungen
können sowohl auf einer als auch auf beiden Seiten des Bleches angeordnet sein und
in gleicher oder beliebiger Richtung zueinander verlaufen.
-
Dadurch ist eine freie Wärmedehnung der verbundenen, aber ungleich
stark erwärmten Wände ohne zusätzliche Spannung möglich.
-
Der Stehbolzen ist zu diesem Zweck aus hochwertigem Material, wie
z. B. Stahl oder nichtrostendem Stahl, angefertigt. Auch die Feuerbüchswand kann
selbstverständlich aus jedem beliebigen Baustoff angefertigt werden und wird zweckmäßigerweise
Verstärkungen aufweisen, die in bekannter Weise derart über die Feuerbüchswand verlaufen,
daß sie als Versteifung der Feuerbüchswände gegen Biegung zwischen Decke und Seitenwand
dienen und dadurch das Eintreten zusätzlicher Spannungen zwischen Stehbolzen und
Feuerbüchswand verhindern.
-
In der beiliegenden Zeichnung bedeutet: Abb. = ein Feuerblech im Sinne
der Erfindung, Abb.2 und 3 je ein Querschnitt desselben, Abb. 4 eine Stehbolzenverbindung.
-
Ein Stehbolzen x, wie z. B. aus Stahl, nichtrostendem Stahl o. dgl.
hergestellt, mit rechteckigem oder anderem federnden Querschnitt in seinem mittleren,
nicht mit Gewinde versehenen Teil (Abb. 4) wird in ein in der Feuerbüchsenwand 2
eingebohrtes Sackloch 3 und in ein durchgehendes Loch 4 der Außenwand 5 so eingeschraubt,
daß eine dichte und feste Verbindung entsteht.
-
Da in diesem Falle das Gewinde 6 den Kesseldruck allein tragen muß,
ohne auszureißen, muß das Gewinde lang genug und das Feuerblech entsprechend dick,
also dicker als gewöhnlich sein. So dicke Feuerbleche, auch wenn sie aus Kupfer
ausgeführt werden, verspannen sich leicht infolge ungenügenden Wärmedurchganges,
und es entstehen Risse. Dem wird dadurch abgeholfen, daß das Feuerblech an den Stehbolzenstellen
durch Rippen 7 oder Auflagen 8, 9 (Abb. i) so verstärkt wird, daß diese verstärkten
Stellen die Verwendung von genügend langem Gewinde zulassen, während der laufende
Blechteil dünn genug ist, um die Wärme der Feuergase genügend rasch dem Kesselwasser
zuzuführen und Spannungen zu vermeiden.