DE808126C - Lokomotiv-Feuerschirm aus feuerfesten Stoffen - Google Patents

Description

• Lokomotiv-Feuerschirm aus feuerfesten Stoffen Zum Lenken der Flammen und Feuergase sind Feuerschirme im Feuerraum der Lokomotiven angeordnet. Bisher hat man sie aus einzelnen Schamottesteinen durch Einmauern mit Mörtel hergestellt. Das Schamottemauerwerk hat den Nachteil, daß die Fugen nur geringe Haltbarkeit besitzen, weil einmal der Mörtel infolge der Erschütterungen während der Fahrt dazu neigt, aus den Fugen zu fallen, und sodann, weil die Fugen zuerst von den Feuergasen angegriffen werden. Die Feuerschirme fallen daher zumeist zusammen, noch ehe die Schamottesteine verbraucht sind. Die gemauerten Feuerschirme haben außerdem den Nachteil, daß ein großes Lager an verschiedenen Steinen sowohl in Reparatur- als auch Betriebswerkstätten gehalten werden muß, da die Formen und Abmessungen der Formsteine fast für alle Lokomotivgattungen und innerhalb der Gattung für die verschiedenen Gewölbestellen verschieden sind. Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt; darüber hinaus werden wesentliche Vorteile erzielt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerschirm aus sinterungsfähiger Stampfmasse besteht, vorzugsweise als Gewölbe ausgebildet und nach der Auflage hin verstärkt ist.
• Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung schaubildlich und beispielsweise dargestellt. Es bedeutet Abb. i einen Längsschnitt durch den Feuerraum einer Lokomotive, Abb. 2 einen Querschnitt und Abb. 3 eine besondere Ausbildung des Feuerschirmhalters.
• In dem Lokomotivkessel i ist die Feuerbüchse 2 angeordnet. 3 bedeutet den Wasserraum. Auf dem Rost 5 verbrennt die Kohle, während die sich bildenden Heizgase durch die Heizrohre 6 abziehen. Auf dem Wege dorthin werden die Flammen und die Heizgase durch einen Feuerschirm 7 aus sinterungsfähiger Stampfmasse gelenkt. Die Gestalt ist die eines Gewölbes, wobei dieses nach den Auflagern 8 hin verstärkt ist und z. B. parabolisch verläuft. In der Verstärkung sind Feuerschirmhalter 9 vorzugsweise aus Eisen eingebettet, deren Köpfe zur Gewölbeseite hin stark abgerundet sind, damit die Randspannungen in der Stampfmasse verringert werden. Die Gewölbeauflage ist die mechanisch am höchsten beanspruchte Stelle des Feuerschirms, weil dort die Masse durch die Einlagerung des Feuerschirmhalters geschwächt ist und weil dort die stärksten statischen und dynamischen Kräfte auftreten. Daher ist die Verstärkung zweckmäßig so ausgebildet, daß der Querschnitt der Masse möglichst wenig geschwächt ist. Die Feuerschirmhalter werden von besonders ausgebildeten Feuerbuchsstehbolzen io getragen.
• Abb. 3 zeigt eine andere Ausbildung der Feuerschirmhalter, indem an den -beiden Enden des Gewölbes, zwischen diesen und der Feuerbuchswand entsprechend geformte, gebrannte Schamottesteine i i angeordnet sind. Durch diese Bauart werden die hochbeanspruchten Stellen durch die gebrannten Schamottesteine verstärkt: Die Schwächung durch die Feuerschirmhalter bzw. Stehbolzen wird in die Schamottesteine verlegt und damit unwirksam. Statt des Überganges Stampfmasse auf Eisen, die verschiedene Ausdehnungskoeffizienten haben, ist einmal der Übergang Stampfmasse auf Schamottesteine mit gleichen Ausdehnungskoeffizienten und sodann der Übergang von Schamottesteinen auf Eisen, der nicht so empfindlich ist, getreten. Die Wände der Schamotteformsteine i i sind so abgeschrägt, daß der Gewölbedruck senkrecht abgefangen wird. Außerdem ist die Oberfläche 12 nach der Masse hin aufgerauht; damit eine gute Verbindung entsteht. Die Schamottesteine zi werden ihrerseits von entsprechend. ausgebildeten Feuerbuchsstehbolzen 13 getragen. Bei sehr hoch beanspruchten Feuerschirmen können diese im Innern verstärkende Einlagen 14 erhalten, die vorzugsweise aus hochhitzebeständigen Eisenlegierungen bestehen.
• Der Feuerschirm gemäß der Erfindung wird im Feuerraum der Lokomotive mittels einer an sich bekannten Aufstampfvorrichtung aus einem Stück aufgestampft. Nach dem Aufstampfen muß die Masse getrocknet und bis zur Sinterung erhitzt werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Masse vor dem Sintern mit einem glasurbildenden Stoff' nachzubehandeln, damit die erstmalige Sinterungsschicht bei möglichst geringer Temperatur entsteht und diese Schicht schon in der ersten Betriebszeit durch ihre Dicke den Schirm verstärkt.
• Die Zusammensetzung der Masse ist von ausschlaggebender Bedeutung. Sie muß zum Aufstampfen die erforderliche Plastizität und Grünstandsfestigkeit besitzen. Sie darf bei der Sinterung nicht wachsen; sonst wird ein Druck auf die Feuerbuchswände ausgeübt. Sie muß vielmehr durch die Hitze etwas schwinden, damit die Gewölbelagerung sich von der Feuerbuchse löst. Infolgedessen liegt im Betrieb das Gewölbe frei auf dem Feuerschirmhalter. Es treten keine seitlichen Drücke in Richtung der Sehne auf, wenn die Feuerbuchswand während des Anheizens oder im Betrieb infolge der Fahrterschütterungen arbeitet. Die Masse muß ferner beim erstmaligen Erhitzen schon so weit durchsintern, daß eine ausreichende Festigkeit des Feuerschirms erreicht wird, damit er den Beanspruchungen und Erschütterungen während der ersten Fahrt gewachsen ist. Besonders vorteilhaft ist es, die Masse so zusammenzustellen, daß die beim normalen Anheizen der Lokomotive auftretenden Temperaturen bereits genügen, um eine ausreichende Durchsinterung des Feuerschirms zu erzielen.
• Im Betrieb wird die Sinterschicht schnell dicker und erhält bald eine große Festigkeit.
• Die Feuerfestigkeit der Masse muß aber wiederum so hoch liegen, daß sie während der Betriebsbeanspruchungen, insbesondere bei Überlastungen des Kessels, nicht zusammenschmilzt. Je nach der Art der Rohstoffe haben sich Mischungen von 15 bis 40 % Ton und 85 bis 6o % gekörnter Schamotte bewährt. Damit der Sinterungspunkt in den Bereich der beim normalen Anheizen der Lokomotive entstehenden Temperaturen gebracht wird, dienen z. B. Ca O, Mg O oder Tonerdeschmelzzement als Flußmittel. Man kann ferner durch ein Skelett von höchstfeuerbeständigen Stoffen, z. B. Sillimanit, Chromerz, Zirkonerz oder Spinell, die Widerstandsfähigkeit der Masse gegen die hohen Temperaturen und Schlacken sowie ihre Temperaturwechselbeständigkeit wesentlich erhöhen. Das Ausdehnungsverhältnis der Masse kann bei Bedarf durch Zugabe von Quarz beeinflußt werden.
• Der Feuerschirm gemäß der Erfindung hat gegenüber den bisher benutzten große Vorteile. Einmal kann er in jeder Gattung von Lokomotiven in jeder beliebigen, also der zweckmäßigsten Gestalt und Stärke hergestellt werden. Das große Lager an Schamotte-Formsteinen, das bei gemauerten Feuerschirmen in den Bahnbetriebs- und Reparaturwerkstätten gehalten werden muß, fällt fort. Die Masse ist kurzfristig lieferbar und kann in ausreichender Menge gelagert werden, ohne an Güte zu verlieren. Das Gewölbe enthält keine Fugen, die ausbröckeln können. Sollte irgendein Schaden am Gewölbe entstanden sein, dann können diese Stellen mit der Masse wieder ausgeflickt werden, und das Gewölbe erhält seinen vollen Wert. Das Gewölbe kann auch nach einer gewissen betriebsmäßigen Abnutzung durch Aufflicken von Masse wieder auf die alten Abmessungen gebracht werden, wenn man das Neuaufstampfen vermeiden will.
• Man kann sogar noch weitergehen und einzelne Partien aus der Masse herausschlagen und diese Stellen mit der Masse wieder zuflicken. Dieser Fall tritt z. B. ein, wenn einer der Spezial-Feuerbuchsstehbolzen 1o, 13 undicht geworden ist. Die Masse wird so weit entfernt, daß der Stehbolzen frei liegt und dann abgedichtet oder erneuert werden kann. Nach Beendigung der Arbeiten wird der Schirm wieder mit Masse geflickt. Die eingeflickte Stelle sintert im Betrieb mit der übrigen Masse wieder zu einem Stück zusammen. Es hat sich gezeigt, daß der Feuerschirm gemäß der Erfindung eine größere Lebensdauer als der gemauerte besitzt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Lokomotiv-Feuerschirm aus feuerfesten Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus sinterungsfähiger Stampfmasse besteht.
2. 2. Feuerschirm nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB er als Gewölbe (7) ausgebildet ist.
3. 3. Feuerschirm nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß da!s Gewölbe zu den Auflagern (8) hin verstärkt ist, z. B. parabolisch verläuft.
4. 4. Feuerschirm nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Halter für die Auflager (8) der Feuerbrücke (Feuerschirmhalter 9) zur Gewölbeseite hin stark abgerundete Köpfe besitzt.
5. 5. Feuerschirm nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Feuerschirmhalter (9) aus gebranntem- Schamottestein (ii) besteht und so ausgebildet ist, daß der Gewölbedruck senkrecht abgefangen wird.
6. 6. Feuerschirm nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB er durch Einlagen, vorzugsweise aus hochhitzebeständigen Eisenlegierungen, verstärkt ist.
7. 7. Feuerschirm nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daB die Oberfläche des gestampften Schirms nach dem Aufstampfen mit einer glasurbildenden Masse nachbehandelt ist, damit die erstmalige Sinterungsschicht bei möglichst niedriger Temperatur entsteht. B. Sinterungsfähige Stampfmasse für Feuerschirme nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse bei der Sinterung nicht wächst, daB ihre Sintertemperatur so niedrig liegt, daB beim erstmaligen Erhitzen schon eine genügende Festigkeit des Feuerschirms erreicht wird, daß aber die Feuerfestigkeit so hoch liegt, daB die Masse bei der Betriebsbeanspruchung nicht zusammenschmilzt und zu diesem Zwecke je nach Art der Rohstoffe 15 bis 40 % Ton und 85 bis 6o "/o gekörnte Schamotte enthält. 9. Stampfmasse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daB der Masse FluBmittel, z. B. Ca O, MgO oder Tonerdeschmelzzernent, zugesetzt sind. io. Stampfmassenach denAnsprüchen8und9, dadurch gekennzeichnet, daB ihr zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen und Schlackenbildung Sillimanit, Chromerz, Zirkonerz oder Spinelle beigemischt sind. i i. Stampfmasse nach den Ansprüchen 8 bis io, dadurch gekennzeichnet, daB sie zur Be.einflutssung der Ausdehnungsverhältnisse eine Zugabe von Quarz enthält. 12. Feuerschirm, dadurch gekennzeichnet, daB er aus Stampfmasse nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis i i hergestellt ist.