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Verbindung eines Einschweiß-Stehbolzens mit den Kesselwänden, insbesondere
von Lokomotiv-Hinterkesseln Die Erfindung betrifft die Verbindung eines Einschweiß-Stehbolzens
mit den Kesselwänden, insbesondere von Lokomotiv-Hinterkesseln. Bei derartigen Stehbolzen
wurden bislang die meist zylindrischen Köpfe an ihrem überstehenden Bolzenende durchKehlnaht
mit derWandoberflächeverschweißt.
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Dieses Verfahren hat für die feuerbuchsseitige Befestigung den großen
Nachteil, daß infolge der Materialanhäufung durch das überstehende Bolzenende und
die daran anschließende Schweißnaht die Bolzen- und die Wandtemperaturen im unmittelbaren
Umkreis der Bolzeneinspannung wesentlich höher sind als in der weiterenUmgebung.
Die Folge daivon ist, daß die Dampfbildung am und um den Stehbolzen besonders groß
ist und daß daher auch die Kesselsteinablagerungen und die dadurch geförderte Korrosion
an diesen Stellen in vermehrtem Umfange auftreten. Ein weiterer Nachteil ist der,
daß durch die mit der einseitigen Verschweißung verbundene plastische Stauchung
des hocherhitzten feuerseitigen Werkstoffbereichs und die bei der nachfolgenden
Abkühlung eintretende Schrumpfung die Kesselwand im ganzen und in den einzelnen
Stehbolzenwandfeldern eineKrümmung erfährt, die in Verbindung mit der Betriebserwärmung
zu weiteren plastischen Verformungen und Schrumpfungen der gesamten Feuerbuchswand,
die sich zunehmend nach außen durchwölbt, wie insbesondere auch zu der sogernannten
Matratzenbildung, d. h. der Durchwölbung der Stehbolzenwandfelder zum Feuerbuchsinnern,
führt. Bei der Matratzenbildung handelt es sich darum, daß die die Stehbolzen unmittelbar
umgebenden Kreisringflächen ebenfalls eine konkav zum Feuerbuchsinnern gerichtete
Wölbung erfahren, die wegen der Verbindung mit dem zwischen den benachbarten Bolzen
gelegenen Wandbereich
hier eine konvex zum Feuerbuchsinnezn gerichtete
Wölbung hervorruft. Alle Wandkrümmungen aber ziehen in ihrer Wiederholung ein häufiges
Verbiegen der sie verankernden Stehbolzen nach sich und nötigen zu deren frühzeitigem
Ersatz infolge eingetretener Risse und Brüche.
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Zur Vermeidung der Wandkrümmungen wurde vom Erfinder bereits vorgeschlagen,
das zylindrische Stirnende des Stehbolzens anstatt mit der Wandoberfläche mit derWa,ndlochlaibungzuverschweißen,
weil dadurch einseitige plastische Verformungen und Schrumpfungen vermieden werden.
Dieser Vorschlag erlaubt allerdings nur eine kurze zylindrische Führung im Wandloch
und konnte in längerem Betrieb noch nicht erprobt werden.
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Ein anderer, älterer Vorschlag ging dahin, das gewindefreie Ende des
Stehbolzens mit einem nach außen im Durchmesser stark zunehmenden Flachkegel etnva
in der Mitte der Feuerbuchswand zur Anlage zu bringen und an seinem mit der feuerseitigen
Wandoberfläche abschneidenden Stirnende durch V-Naht mit der Wand zu verschweißen.
Dieser Vorschlag hat sich nicht einführen können.
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Gemäß der Erfindung wird eine die geschilderten NachteileverrneidbareVerbindungeines
Einschweiß-Stehbolzens mit den Kesselwänden dadurch geschaffen, daß feuerbuchsseitig
der vom Schaft- zum Stirnende mit einer Steigerung von höchstens i : i,5 (- 67 °/o)
kegliig zunehmende Kopf im wasserseitigen Bereich des mit gleichem Kegel ansteigenden
Wandlochs zur Anlage gebracht und stirnseitig mit der Wandlochlaihung verschweißt
ist, während stehkesselseitig der zylindrische Kopf entweder mit Gew inde in der
Kesselwand befestigt oder gewindelos am überstehenden Bolzenende durch Kehlnaht
mit der Wandoberfläche verschweißt ist. Der Stehbolzen wird von der Feuerseite aus
eingesetzt und entweder durch Einschrauben des stehkesselseitig etwa vorhandenen
Gewindes, dessen Durchmesser kleiner sein muß als der Kleinstdurchmesser des feuerbuchsseitigen
Wandlochs, oder durch zunächst feuerbuchsseitiges Heften im wasserseitigen Bereich
des Wandlochs zur satten Anlage gebracht und anschließend feuerbuchsseitig und gegebenenfalls
auch stehkesselseiti-g mit der Wand verschweißt. Bei auch stehkesselseitiger Verschweißung
der Bolzen empfiehlt es sich, den stehkesselseitigen Kopf nach dem Verschweißen
aufzudornen, um die Schweißnaht von Schrumpfspannungen zu entlasten. Im Fall der
stehkesselseitigen Befestigung mittels Gewvinde kann. dieses in an sich bekannter
Weise z. B. durch Einschrauben mit Untermaß und Aufweiten des Kopfes aus einer Bohrung
heraus abgedichtet werden. Die stehkesselseitige Befestigung mittels Gewinde hat
bei gleichzeitiger feuerbuchsseitiger Verschweißung mit der Wandlochlaibung den
Vorzug, daß eine Durchwölbung der Stehkesselwände zum Feuerbuchsinnern vermieden
wird. Demgegenüber hat die auch stehkesselseitige Verschweißung den Vorzug einer
einbaumäßigen Vereinfachung und einer größeren Wirtschaftlichkeit.
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In der Zeichnung sind zwvei Ausführungsbeispiele der Erfindung in
den Fig. i und 2 im Längsschnitt durch die Stehbolzenverbindung dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Einschweißstehbolzen i, dessen feuerbuchsseitiger
Kopf 2 vom Schaft- zum Stirnende im Durchmesser nach einem ziemlich steilen Kegel
zunimmt und wasserseitig auf etwa der halben Wandstärke der Feuerbuchsvvand 3 in
einem gleichkegligen Wandloch satt anliegt. Das Stirnende des Bolzens ist durch
Kehlnaht 4. mit der feuerseitigen Wandlochlaibung verschweißt. Stehkesselseitig
ist der Kopf 5 zylindrisch und in an sich bekannter Weise an seinem überstehenden
Ende durch Kehlnaht 6 mit der Kesselwand 7 verschweißt und gegebenenfalls nachträglich
aufgedornt.
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Fi.g. 2 zeigt einen Einschweißbolzen, der feuerbuchsseitig in der
gleichen Weise wie in Fig. i ausgebildet und befestigt ist. Die Indizes sind daher
die gleichen wie in Fig. i. Stehkesselseitig ist der Bolzen mit einem zylindrischen
Gewindekopf 8 versehen, von der Feuerbuchsse@ite her, z. B. mittels eines Dornes,
bis zur satten Anlage des feuerbuchsseitigen Kegelkopfes eingeschraubt, anschließend
feuerbuchsseitig geheftet und verschweißt und endlich s.tehkesselseitig, z. B. durch
Aufdornen des Gemrindes, abgedichtet und gegebenenfalls ged@öppert.
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Bolzen gemäß der Erfindung haben neben den sonstigen Vorteilen hinsichtlich
der Vermeidung einer Durchwölbung der Feuerbuchswand beim Einschweißen und im Betriebe
gegenüber Bolzen, die zylindrisch mit der Feuerbuchswandlochlaibung verschweißt-werden,
den weiteren Vorzug, daß ihre gleichmäßige Einstellung zu der Feuerbuchs-wand beim
Einbau sich einfacher gestaltet und daß sie sich infolge des feuerbuchsseitigen
Kegels auch dann nicht durch das Wandloch hindurchziehen können, wenn die Verschweißung
mit der Wand unvollkommen geschah.