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Verfahren zur Herstellung einer Stehbolzenverbindung Die Erfindung
betrifft die Herstellung einer dichten Stehbolzenverbindung für Lokomotiv-, Schiffskessel
u. dgl. durch Einlöten der Bolzenenden.
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Das Abdichten von Stehbolzen in Kesselwänden hat man bislang durch
besonders genaue Profilübereinstimmung zwischen Bolzen- und Muttergewinde zu erreichen
versucht. Bei gleicher Gewindeform gibt man dann entweder dem Bolzengewinde ein
geringes Übermaß und schraubt ihn unter Kraftaufwand in das in allen Durchmessern
kleinere Muttergewinde ein, oder man gibt ihm ein Untermaß und weitet das Bolzengewinde
nach dem Einschrauben aus einer gleichachsigen Höhlung des Bolzenendes heraus durch
Eintreiben von Dornen bis zur kraftschlüssigen Anlage im Muttergewinde auf. Um die
bei dem erstgenannten Verfahren infolge der hohen Reibung beim gewaltsamen Einschrauben
der Bolzen leicht auftretende Verletzung im Gewindemantel und deren schädlichen
Einfluß auf die Güte der Verbindung zu vermeiden, hat man auch Bolzen- oder Muttergewinde
oder beide vor dem Einschrauben mit Blei oder einem sonstigen schmiegsamen Metall
überzogen. Diese Lösungen erreichen den gewollten Zweck im allgemeinen nur in den
Stehbolzenfeldern oberhalb der Feuerzone, versagen aber dort, wo infolge der unmittelbaren
Berührung der Feuerbuchse mit der Brennstoffwärme die Biegungsbeanspruchungen der
Stehbolzen in der Einspannstelle die durch die höhere Temperatur herabgesetzte Elastizitätsgrenze
des Baustoffes überschreiten und zu bleibenden Verformungen im Gewinde führen.
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Anstatt den Stehbolzen mit Gewinde in die Wand einzuschrauben, bildet
man neuerdings das Bolzenende auch wohl so aus, daß zwischen dem Bolzen und der
zugehörigen Wandbohrung ein freier zylindrischer oder kegeliger Ringraum entsteht,
der von außen her mit einem geeigneten Mittel verlötet oder verschweißt wird. Dieses
Verfahren hat den Nachteil, daß die Güte der Verbindung ganz von der aufgewendeten
Sorgfalt bei der Löt- oder Schweißausführung abhängt und daß u. U. nicht nur die
Dichtheit, sondern zugleich die Festigkeit der Verbindung gefährdet ist. Da aber
beim Lokomotivkessel eine große Zahl so zu verbindender Stellen in Frage kommt,
so läßt die Aufmerksamkeit des Arbeiters leicht nach, und eine nachherige Prüfung
der Dichtstellen auf Festigkeit ist nicht möglich. Außerdem ist das Verfahren in
dem genannten Fall sehr kostspielig und zeitraubend, und die sehr starken örtlichen
Erwärmungen bringen hohe unausgeglichene Spannungen in die Kesselwand.
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Es ist auch vorgeschlagen worden, die Bolzenenden nach der Stirnseite
zu kegelig anwachsen zu lassen und sie mit einem festen, starkwandigen Körper aus
Lot zu umgeben, der zwischen Wandung und Bolzen eingesetzt und zur Verlötung von
Bolzen und Wand durch Erwärmung von außen zum Schmelzen gebracht wird. Dieses Verfahren
fordert umständliche Hilfsmittel, und der Körper aus Lot muß so
stark
sein, daß der Bolzen durch die Bohrungen der Wände einzubringen ist. Außerdem hat
es auch den- Nachteil, daß die Zugfestigkeit der Stehbolzenverbindung von der Lötung
und der Festigkeit -der Lötmasse abhängt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine auch in der Feuerzone von
Lokomotiv- und ähnlichen Kesseln dichte und dauerhafte Stehbolzenverbindung dadurch
erreicht, daß der Stehbolzen vor dem Einbau an seinem Gewindeende über die ganze
mit dem Muttergewinde gemeinsame Mantelfläche mit Lot überzogen, erst dann eingebaut
und schließlich durch Erwärmung des Gewindeendes bis über den Schmelzpunkt des Lotes
hinaus mit der Feuerbuchswand verlötet wird, ähnlich wie dies zum Dichten von Nähten
oder Falzen an Gefäßen u. dgl. aus Blechen bekannt ist. Diese Erwärmung kann in
bekannter Weise von der Wand oder vom Stehbolzen aus erfolgen, von innen aus z.
B. durch Einführen eines elektrisch oder sonstwie beheizten Dornes in die erweiterte
Höhlung des Gewindeendes, wobei die Mantelflächen von Heizdorn und Bolzenhöhlung
natürlich genau übereinstimmen müssen, oder durch Erwärmung der Bolzenhöhlung mittels
einer Flamme. Die Lötverbindung hat nur gegen den Gas- oder Flüssigkeitsdruck abzudichten,
während die Zug- und Druckbeanspruchung in der Hauptsache vom Gewinde getragen wird.
Der Überzug kann so sehr dünn ausgeführt werden, und die entstehende Legierung muß
einen Schmelzpunkt haben, der über der späteren Betriebstemperatur der Verbindung
liegt.
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In besonders gelegenen Fällen, in denen Zug-und Druckkräfte keine
Rolle spielen und es nur auf Dichtigkeit der Verbindung ankommt, kann das Gewinde
fortfallen und Bolzen und Loch können zylindrisch ausgebildet und die Enden, wie
erwähnt, überzogen werden. Die Herstellung des Überzuges kann entweder galvanisch
oder sonstwie, z. B. durch Eintauchen des Bolzenendes in die Lötschmelze, erfolgen,
wobei etwa durch Drehung des senkrecht gestellten Bolzens um seine Längsachse eine
gleichmäßige, dünne Lötschicht erzielt werden kann. Auch kann, wo es zweckmäßig
ist, anstatt des Bolzens die Wandbohrung mit dem Lot überzogen werden oder die Erwärmung
anstatt vom Bolzen von der Wand aus erfolgen.
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In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Stehbolzenverbindüng in
dem Augenblicke der Erwärmung der Lötmasse vom Stehbolzen aus mittels eines Heizdornes
sinnbildlich dargestellt.
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Der an seinem mit Gewinde versehenen Ende mit der Lötmasse :z überzogene
Stehbolzen i wird in das entsprechende Muttergewinde der Wand 3 eingeschraubt und
gegebenenfalls aufgedornt. In die Höhlung des Bolzens i wird ein genau passender,
durch Schlitze oder sonstwie federnd gespannter, erhitzter Dorn q. eingeführt, der
erforderlichenfalls mit einem Wärmespeicher 5 in wärmeleitender Verbindung steht.
Der Speicher kann elektrisch oder sonstwie geheizt und gegen Wärmeabgabe und Oxydation
geschützt sein. Die Vorrichtung ist bei Bedienung von Hand z. B. mit einem Handgriff
6 verbunden. Der Dorn q. wird in der Höhlung belassen, bis unter der Wirkung des
Wärmeabflusses durch den Bolzen nach außen im Gewindemantel die erforderliche Löttemperatur
erreicht und die Schmelzverbindung hergestellt 'ist.