Verstärkung von Umbugstellen an Kesselöffnungen, insbesondere für
Dampfdomöffnungen von Lokomotivkesseln Die Erfindung bezieht sich auf Verstärkungen
von Umbugstellen an Kesselöffnungen, insbesondere für Dampfdomöffnungen von Lokomotivkesseln,
die dem Spannungsverlauf @entsprechend ausgebildet sind. Diese bekannten Verstärkungen
sind Ringe, die dem Kesselausschnitt angepaßt und entsprechend dem Spannungsverlauf
bzw. der Größe der Beanspruchung mit über den Umfang unterschiedlicher Dicke ausgeführt
sind, d. h. die größte Dicke der Verstärkung ist jeweils am Kesselscheitel und die
geringste ,an den um 9o° hierzu versetzten Stellen vorgesehen. Die Verstärkungen
bzw. die Verdickungen des Verstärkungsringes liegen hierbei in unmittelbarer Nähe
des größten Umfanges des Verstärkungsringes an der Schweißnaht, die den Verstärkungsring
mit dem Blech des Langkesselschusses verbindet. Der Kesselausschnitt zur Aufnahme
des Verstärkungsringes ist elliptisch ausgebildet und derart angeordnet, daß die
längere Hauptachse der Ellipse in einer Querschnittehene des Kessels zu liegen kommt,
um Biegungsspannungen zu vermindern, die durch die im Vergleich zur Längsrichtung
größere Beanspruchung des Kesselbleches in der Querrichtung entstehen. Diese Art
der Verstärkungsringe erfordert auf Grund des lagemäßig bedingten großen Durchmessers
der Verstärkungen eine dieser Größe entsprechende Dicke der Verstärktmgen. Außerdem
ist die Herstellung dieser Verstärkungsringe wegen ihrer beträchtlichen Größe, der
Notwendigkeit der
Anpassung an die Kesselkrümmung und der unterschiedlichen
Wandstärke der Verstärkung mit ganz erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Sie bedarf
großer Werkzeuge und Maschinen, so daß die Herstellungskosten außerordentlich hoch
sind. Schließlich bedingen diese Verstärkungsringe einen hohen Werkstoffaufwand,
was .entsprechendes Gewicht zur Folge hat.Reinforcement of folding points at boiler openings, especially for
Steam Dome Openings of Locomotive Boilers The invention relates to reinforcements
of folding points at boiler openings, especially for steam dome openings of locomotive boilers,
which are designed according to the voltage curve @. These known reinforcements
are rings, which are adapted to the boiler section and according to the voltage curve
or the size of the stress performed with different thicknesses over the circumference
are, d. H. the greatest thickness of the reinforcement is in each case at the boiler crest and the
smallest, provided at the points offset from this by 90 °. The reinforcements
or the thickenings of the reinforcement ring are in the immediate vicinity
of the largest circumference of the reinforcement ring at the weld seam that forms the reinforcement ring
connects to the sheet metal of the long boiler section. The boiler cutout for inclusion
of the reinforcement ring is elliptical and arranged such that the
longer main axis of the ellipse comes to lie in a cross-sectional plane of the boiler,
to reduce bending stresses caused by the compared to the longitudinal direction
greater stress on the boiler plate in the transverse direction. This kind
the reinforcement ring requires a large diameter due to its location
of the reinforcements a thickness of the reinforcements corresponding to this size. aside from that
is the manufacture of these reinforcement rings because of their considerable size, the
Need of
Adaptation to the cup curvature and the different
Wall thickness of the reinforcement associated with very considerable difficulties. You need
large tools and machines, so that the manufacturing cost is extremely high
are. After all, these reinforcement rings require a high level of material expenditure,
what. corresponding weight results.
Demgegenüber besteht nun die Aufgabe der Erfindung darin, eine Verstärkung
von Umbugstellen an Kesselöffnungen zu schaffen, die leicht und mit verhältnismäßig
geringem Materialaufwand hergestellt werden kann.In contrast, the object of the invention is to provide a reinforcement
to create folding points at boiler openings that are easy and with relative
can be produced with little material expenditure.
Eine Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß die Verstärkung
als sichelförmige Rippe ausgebildet isst und in den Dampfdom hineinragt,. derart,
daß ihre freie Begrenztmgslinle mit dem Kessel eine 'eiliptische oder angenähert
elliptische Dampfdurchtritts:öffnung bildet, deren längere Hauptachse meiner Querebene
des. Kessels liegt.A solution to this problem is to be seen in the fact that the gain
designed as a sickle-shaped rib and protrudes into the steam dome. so,
that its free delimiting line is elliptical or approximated with the kettle
elliptical vapor passage: opening forms the longer main axis of which is my transverse plane
of the boiler.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß bei Verwendung von Verstärkungsstücken.
eine bereits vorhandene K:es.selaushalsiuig zum Anbringen des Dampfdomes od. dgl.
verwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die erfindungsgemäße
Ausbildung der Verstärkungen bereits bei gleichbleibender Dicke der Verstärkung
die .spannungsmäßig richtige Verteilung des verstärkenden Werkstoffes erreicht wird
und gleichzeitig :eine die Spannungsspitzen am Kesselscheitel verringernde Form
der Dampfdurchtritts:öffnung verwirklicht wird, @so daß mit einem minimalen Aufwand
,an Werkstoff :eine maximale Verstärkung erzielt wird. Außerdem kann die Herstellung
der Verstärkungen, die aus einzelnen Teilen zusammengesetzt sein können, mit :einfachen
Werkzeugen und kleineren Maschinenerfolgen, so daß auch aus diesem Grunde )eine
wesentliche Einsparung an Herstellungskosten ermöglicht wird. Weiterhin ist es .möglich,
entsprechende Walzprofile zu verwenden.By these measures it is achieved that when using reinforcing pieces.
an already existing K: es.selaushalsiuig for attaching the steam dome or the like.
can be used. Another advantage is to be seen in the fact that the inventive
Formation of the reinforcements with the same thickness of the reinforcement
the correct distribution of the reinforcing material in terms of tension is achieved
and at the same time: a shape that reduces the voltage peaks at the top of the boiler
the steam passage: opening is realized, @so that with a minimum of effort
, in terms of material: maximum reinforcement is achieved. It can also manufacture
of reinforcements, which can be composed of individual parts, with: simple
Tools and smaller machine successes, so that for this reason too) one
substantial savings in manufacturing costs is made possible. It is also possible to
to use appropriate rolled sections.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß
ausgeführten und angeordneten Verstärkungen für Umbugstellen voll Kesselöffnungen
dargestellt. Es zeigt Abb. i die Anbringung von Verstärkungsstücken in einer Kesselaushalsung
im Längsschnitt, Abb. 2 :einen Schnitt längs der Linie II-II in Abb. i, Abb. 3 :einen
Schnitt längs der Linie III-III in Abb. i, Abb. q. die Anbringung :eines Verstärkungsringes
im Längsschnitt, Abb. 5 desgl. in der Draufsicht.In the drawing are two exemplary embodiments of the invention
executed and arranged reinforcements for folding points full boiler openings
shown. Fig. I shows the attachment of reinforcement pieces in a boiler neck
in longitudinal section, Fig. 2: a section along the line II-II in Fig. i, Fig. 3: a
Section along the line III-III in Fig. I, Fig. Q. the attachment: a reinforcement ring
in longitudinal section, Fig. 5 the same. In plan view.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. i bis 3 sind in der durch
Kümpeln, Pressen od. dgl. hergestellten Aushalsung i am Kesselscheitel die höchst
beanspruchten Stellen, d. h. die Stellen des stärksten Umbugs, beispielsweise mittels
Schneidb.nenner und Schablone herausgeschnitten Leid durch stumpf eingeschweißte
Verstärkungsstücke 2 :ersetzt. Die Verstärkungsstücke 2 sind gewölbte Preß- oder
Schmiede-, gegebenenfalls :auch Stahlguß.s.tücke oder Schweißteile mit T-förmiger
Querschnittsfläche. Der Steg 3, welcher .reit der einen Teil des Dampfdommantels
bildenden Aushalsung i verschweißt ist, weist Stärke und Krüanmungsradius der Aushalsung
i bzw. des Dampf dommantelbleches q. auf. Der Fuß 5 der Verstärkungsstücke 2 ist
der Wölbung des. Langkesselschusses 6 angepaßt und mit seiner der DampfdurchtrittsÖffnung
7 abgewandten Begrenzungskante mit dein Langkesselschuß 6 durch :eine Stumpfnaht
verschweißt, wobei der Fuß 5 an der Verbindungsstelle auf die Stärke des Langkesselschusses
6 gebracht ist. Der rippenförmig in den Dampfraum ragende Teil des Fußres 5 der
Verstärkungsstücke 2 bildet mit seiner freien Begrenzungskante und den steheagebhebenen
Teilen der Aushalsung i des Langkesselschusses 6 eine annähernd elliptische Diampfdurchtrittsöffnung
7 für den. aus dem Dampfraum des Kessels in den Dampfdom strömenden Dampf. Sowohl
.die Begrenzun.gslinien des Fußes 5 als auch die des Steges 3 jedes der Verstärkungsstücke
2 verlaufen von der jeweiligen Querebene der Verstärkungsstücke 2 nach beiden Seiten
zu der Schnittlinie von Steg 3 und Fuß 5, so daß sich in Ansicht (Abb. 2) und Draufsicht
(Abb. 3) etwa sichelförmiges Aussehen der Verstärkungsstücke 2 ergibt.In the embodiment according to Figs. I to 3 are in the through
Kümpeln, pressing od. The like. Manufactured neck i at the top of the boiler is the highest
claimed positions, d. H. the places of the strongest folding, for example by means of
Cutting denominator and template cut out Suffering through butt welded-in
Reinforcement pieces 2: replaced. The reinforcing pieces 2 are arched or pressed
Forged parts, possibly also cast steel parts or welded parts with T-shaped
Cross sectional area. The web 3, which rides one part of the steam dome jacket
forming collar i is welded, shows the strength and radius of curvature of the collar
i or the steam dome jacket sheet q. on. The foot 5 of the reinforcement pieces 2 is
the curvature of the. Long boiler section 6 adapted and with its the steam passage opening
7 facing away from the boundary edge with your long boiler shot 6 through: a butt seam
welded, the foot 5 at the connection point to the strength of the long boiler shot
6 is brought. The rib-shaped protruding part of the footrest 5 of the steam space
Reinforcement pieces 2 forms with its free boundary edge and the standing height
Parts of the neck i of the long boiler section 6 have an approximately elliptical steam passage opening
7 for the. Steam flowing from the boiler's steam chamber into the steam dome. As well as
.the boundary lines of the foot 5 as well as that of the web 3 of each of the reinforcement pieces
2 extend from the respective transverse plane of the reinforcement pieces 2 to both sides
to the intersection of web 3 and foot 5, so that in view (Fig. 2) and plan view
(Fig. 3) approximately sickle-shaped appearance of the reinforcement pieces 2 results.
In den Abb. q. und 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das
in Aden Fällen zur Anwendung kommt, wenn eine Aushalsung i am- Langkesselschuß 6
vermieden werden soll, also insbesondere bei höheren Drücken. Hierbei werden die
Verstärkungsstücke 2 organisch in einen dabei zur Verwendung kommenden, der Kesselöffnung
in bekannter Weise angepaßten Verstärkungsring 8 einbezogen. Dieser Verstärkungsring
8 hat wiederum ,eine T-förmige Querschnittsfläche. Der Steg 3 und der nach außen
weisende Teil des Fußes 5 sind mit gleichbleibender Höhe bzw. gleichbleibender Breite
ausgeführt, wähnend der nach innen in den Dampfraum ragende Teil des Fußes 5 in
der Breite nach den beeiden in der lotrechten Quermittelebene Y dies Dampfdommantels
9 liegenden Seiten abnimmt und eine sichelförrnig:e Rippe bildet, so daß wiederum
eine elliptische Dampfdurchtrittsöffnung 7 entsteht, wobei die größere Hauptachse
wie auch im :ersten Ausführungsbeispiel in :einer Quermittelebene Y des Langkesselschusses
6 liegt. Der Verstärkungsring 8 ist stumpf in den Langkesselschuß 6 eingeschweißt,
und der Dampfdommantel 9 ist mit einer Stumpfnaht am Steg 3 des Verstärkungsringes
8 angeschweißt. Die Herstellung des Vexstärkungsringes.8 :erfolgt vorteilhaft durch
Zusammenschweißen zweier gleichartiger Hälften, die beispielsweise im Gesenk geschmiedet
werden können. Er kann, jedoch 5n gleicher Weise auch aus mehreren Teilen hergestellt
werden. Ferner ist es auch möglich, den Verstärkungsring 8 durch Biegen 'und Verschweißen
eines Walzprofils herzustellen, wobei lediglich die D..ampfdurchtrittsöffnung 7
,auf die notwendige Form gebracht werden muß, was, z. B. durch autogenes Schneiden
mittels :eines Schneidbrenners erfolgten kann. Ferner ist :es . auch möglich, sowohl
die Verstärkungsstücke
2 als auch die Teile des Verstärkungsringes
8 als Preß- oder Kümpelteile mit angeschweißter sichelförmiger Verstärkungsrippe
auszuführen. Das dabei notwendige Ausglühen und Prüfen der fertiggeschweißten Stücke
kann wegen ihrer geringen Größe ohne jede Schwierigkeit erfolgen.In fig. Q. and FIG. 5 shows an embodiment which
in Aden cases is used when a neck i on the long boiler section 6
should be avoided, especially at higher pressures. Here are the
Reinforcing pieces 2 organically in one of the kettle openings that are used here
Reinforcing ring 8 adapted in a known manner is included. This reinforcement ring
8, in turn, has a T-shaped cross-sectional area. The web 3 and the outside
facing part of the foot 5 are of constant height or constant width
executed, while the inwardly protruding part of the foot 5 in
the width according to the oaths in the vertical transverse center plane Y of this steam dome jacket
9 lying sides decreases and a sickle-shaped: e rib forms, so that again
an elliptical steam passage opening 7 is created, the larger main axis
as also in: the first embodiment in: a transverse center plane Y of the long boiler section
6 lies. The reinforcement ring 8 is butt welded into the long boiler section 6,
and the steam dome jacket 9 has a butt seam on the web 3 of the reinforcement ring
8 welded on. The production of the Vex reinforcement ring.8: is advantageously carried out by
Welding together two halves of the same type, for example drop-forged
can be. It can, but in the same way, also be made of several parts
will. Furthermore, it is also possible to make the reinforcing ring 8 by bending and welding
of a rolled profile, with only the steam passage opening 7
, must be brought to the necessary form, which, for. B. by oxy-fuel cutting
by means of: a cutting torch. Furthermore: it is. also possible both
the reinforcement pieces
2 as well as the parts of the reinforcement ring
8 as pressed or dished parts with welded sickle-shaped reinforcing rib
to execute. The necessary annealing and testing of the finished welded pieces
can be done without any difficulty because of its small size.