AT407903B

AT407903B - Befestigungselement für verschleissteile, insbesondere für verschleissplatten

Info

Publication number: AT407903B
Application number: AT250493A
Authority: AT
Inventors: Erwin Ing Bryda; Alois Wimmer
Original assignee: Boehler Ybbstalwerke
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 2001-07-25
Also published as: ATA250493A; DE9409314U1

Description


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   Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement für Verschleissteile, insbesondere Verschleiss- platten, welche zum Schutz von Bauteilen gegen abrasive Abtragung an diesen befestigt sind. 



   Verschleissteile oder Verschleissplatten werden zur Panzerung von Bau- und Maschinenteilen verwendet. Dementsprechend wird zumeist ein Panzerungswerkstoff mit hohem Verschleissw der- 
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 chen für Befestigungselemente und insbesondere an den Befestigungselementen selbst, welche auf Grund ihrer mechanischen Beanspruchungen zumeist aus zähfestem Werkstoff erstellt sind, entstehen im praktischen Betrieb stirnseitige Abtragungen der Befestigungsmittel und   Auskol un-   gen an den Verschleissteilen. 



   Panzerungswerkstoffe sind aber zumeist auf Grund ihrer Zusammensetzung äusserst schlecht schweissbar, so dass ein Anschweissen eines Befestigungsmittels an der Rückseite einer Voll latte nicht oder nur mit grossem Aufwand erfolgen kann. 



   Diese Erscheinungen sind allgemein bekannt, so dass eine Grosszahl von Vorschlägen zur Überwindung dieser Nachteile gemacht wurden. 



   Aus der DE-A1-39 20 956 ist ein Einschweissen eines Befestigungsbolzens in eine d rch Brennschneiden erstellte Ausnehmung in der Verschleissplatte bekannt geworden. Eine damit ver- bundene thermisch-mechanische Beanspruchung führt jedoch in vielen Fällen zu einem vorzeitigen Bruch der Verschleissplatte, wobei auch das Problem der Auskolkung ungelöst bleibt. 



   Es wurde gemäss DE-OS-31 46 861 auch vorgeschlagen, auf eine Verschleissplatte mit geri ger Dicke eine Anschweissmutter aufzuschweissen. Dabei können jedoch nur verformte Verschleiss lat- ten verwendet werden, wobei die Befestigung der Muttern zu ungünstigen Verschleissteilverfor un- gen führen kann. 



   In der EP-A1- 0 481 952 wird ein auswechselbarer Verschleissteil geoffenbart, bei welche die Verschleissplatte aus einem Grundteil aus zähfestem Werkstoff und einem Auflageteil aus   ei em   eine hohe Verschleissfestigkeit besitzenden Werkstoff gebildet ist, wobei der Grundteil ein auf die- sen aufgeschweisstes Befestigungselement aufweist. Mit dieser Ausführungsform des Versch eiss- teiles sind durchaus gute Ergebnisse erreichbar, als Nachteil kann gegebenenfalls ein   erh hter   Herstellungsaufwand gelten. 



   Die Erfindung setzt sich nunmehr zum Ziel, die Nachteile der bekannten Befestigungen von Verschleissteilen zu beseitigen und ein Befestigungselement zu schaffen, welches bei hoher er- schleissfestigkeit der auf Abrasion beanspruchten Stirnfläche eine ausreichende Materialzähigkelt bzw. Bruchsicherheit eines Spann- und Verbindungsbereiches aufweist. 



   Dieses Ziel wird bei einem Element der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass das Befestigungselement, wie an sich bekannt, einen den Verschleissteil in einer Durchdringung zu in- dest teilweise haltenden oder spannenden Kopfteil aufweist, welcher durch eine im wesentli hen ebene Stirnfläche, die verlaufend mit der beanspruchten   Verschleissteiloberfläche   ausgebilde ist, begrenzt ist, welcher Kopfteil ausgehend von der Stirnfläche in Achsrichtung im wesentlichen einen zylindrischen Stirnbereich, einen daran anschliessenden konischen, vorzugsweise pyramiden- stumpfförmigen oder kegelstumpfförmigen Spannbereich, gefolgt von einem Halte- oder Führu igs- bereich, besitzt,

   an welchen ein Fussteil mit einem ein Gewinde oder eine Spannkeilausneh ung beinhaltenden Verbindungsbereich anschliesst und dass das Befestigungselement aus einer   hä ba-   ren Eisenbasislegierung gebildet ist und die Stirnfläche bzw. der Stirnbereich eine erhöhte ate- rialhärte aufweist. 



   Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass   eine eits   die Stirnseite des Befestigungselementes eine hohe Härte und auch eine hohe Verschleissfesti keit besitzt und dadurch nicht bzw. nicht wesentlich schneller durch die abrasive Beanspruchung a ge- tragen wird wie eine damit parallele Verschleissplatte, andererseits der auf Zug und Biegung b an- spruchte Verbindungsbereich des Fussteiles bei geringerer Härte eine ausreichende Materialz hig- keit aufweist. Es war auch für einen Fachmann durchaus überraschend, dass durch eine vorteil afte Wahl der Kopfteilgeometrie besonders gute und verlaufende Übergänge vom beispielsweise in uk- tionsgehärteten Stirnbereich zum Fussteil geschaffen werden können, ohne bevorzugte Bruch uer- schnitte im Befestigungselement auszubilden.

   Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn der zylin- drische Stirnbereich eine Dicke D von höchstens 0,4, vorzugsweise 0,1 bis 0,2, mal der der Ver- schleissplattenstärke besitzt und dass der anschliessende Spannbereich einen Konuswinkel vo 60 bis   120 <  ,   vorzugsweise von etwa 90  und eine Höhe von 0,25 bis 0,55, vorzugsweise von twa 

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 0,4, mal der der Verschleissplattenstärke, aufweist. 



   Wenn weiters in günstiger Weise vorgesehen ist, dass der Verbindungsbereich einen Durch- messer oder eine Seitenlänge des Querschnittes von 0,5 bis 1,5 mal der Verschleissplattenstärke entspricht, vorzugsweise etwa gleich der Verschleissplattenstärke gebildet ist, kann eine, den Be- lastungen entsprechend, vorteilhafte Leichtbauweise bzw. eine beanspruchungsgerechte Dimen- sionierung der Befestigungselemente erstellt werden. 



   Im Sinne einer im praktischen Betrieb sicheren Halterung der Verschleissplatten in selbst- sperrender Befestigung hat es sich als weiters günstig erwiesen, wenn der Halte- oder Führungs- bereich zylindrisch mit einem Aussengewinde, welches mit einem Innengewinde in der Verschleiss- platte kooperiert, ausgebildet ist und dass der Steigungswinkel des Gewindes im Halte- bzw. Füh- rungsbereich und der Steigungswinkel eines Gewindes im Verbindungsbereich, welcher Bereich einen, im Vergleich mit dem Führungsbereich geringeren Aussendurchmesser besitzt, unterschied- liche Vorzeichen aufweisen. 



   Eine hohe Verschleissfestigkeit des Befestigungselementes an sich und damit eine weitgehen- de Verhinderung einer in Relativbewegungsrichtung der Abrasivstoffe nacheilenden Auskolkung der Verschleissplatte lassen sich vorteilhaft erreichen, wenn das Befestigungselement aus einer Legierung gebildet ist, welche auf eine Härte von mindestens 58 HRC, vorzugsweise auf grösser als 59 HRC, vergütbar ist und einen Karbidanteil von mindestens 4 Vol.-%, vorzugsweise von grösser als 6 Vol.-%, besitzt, insbesondere aus einem ledeburitischen ca. 12 % Chrom enthaltenden Stahl besteht. 



   Wenn dabei die Stirnseite sowie der anschliessende Oberflächenbereich des Kopfteiles, vor- zugsweise bewirkt durch thermische Materialvergütung, eine Härte von mindestens 58 HRC, vor- zugsweise von grösser als 59 HRC, aufweisen und dass die Tiefe der gehärteten bzw. im Vergleich mit dem Fussteil erhöhte Härtewerte aufweisenden Zone mindestens der Dicke des Stirnbereiches, vorzugsweise der Höhe des Spannbereiches, entspricht, insbesondere bis in den Halte- oder Füh- rungsbereich reicht, werden festigkeitstechnisch im Hinblick auf eine hohe Betriebssicherheit, verbunden mit einer Verschleissminimierung der Elemente und auslastungsmässig durch eine Ver- ringerung von Reparaturaufwendungen, wesentliche Vorteile erhalten 
Im folgenden wird die Erfindung anhand von einer lediglich einen Ausführungsweg darstellen- den Zeichnung näher erläutert. 



   Es zeigt Fig. 1 ein Befestigungselement 1 bestehend aus einem Kopfteil 2 und einem Fussteil 3. 



  Bei einer Durchdringung eines Verschleissteiles bzw. einer Verschleissplatte zur Befestigung dersel- ben an einem Bauteil ist eine Stirnfläche   211  des Befestigungselementes im wesentlichen verlau- fend mit einer Verschleissteiloberfläche 4 ausgeführt. Zum Fussteil hin besteht der Kopfteil 2 aus einem zylindrischen Stimbereich 21, einem daran anschliessenden konischen, Pyramiden- oder kegelstumpfförmigen Spannbereich 22, gefolgt von einem Halte- oder Führungsbereich 23. Diese geometrische Ausbildung der Bereiche des Kopfteiles 2 des Befestigungselementes 1 ist im Hin- blick auf eine Stirnflächen- bzw.

   Stirnbereichshärtung insbesondere mittels Induktion wichtig, weil dadurch eine günstigerweise zentrisch tieferreichende Austenitisierung des Werkstoffes erreicht wird, wodurch beim Härten der Schicht bzw. bei einer Martensitbildung durch Abkühlen eine im Querschnitt des Befestigungselementes 1 ebenflächige Ausbildung von Umwandiungsspannungen und somit eine erhöhte Bruchgefahr vermieden werden können. 



   Im synergetischen Wirken der geometrischen Konzeption insbesondere des Kopfteiles des Be- festigungselementes von legierungstechnischen, die Werkstoffeigenschaften bestimmenden Mass- nahmen und einer Anwendung von auf den Stirnbereich gerichteten Härteverfahren ist es möglich, dem Befestigungselement in günstiger Weise unterschiedliche, an die jeweils lokalen Anforderun- gen angepassten mechanischen sowie verschleisstechnischen Eigenschaften zu verleihen und somit ein im praktischen Gebrauch wesentlich verbesserte Gesamteigenschaften aufweisendes Befesti- gungsmittel für Verschleissplatten zu schaffen. 

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Befestigungselement (1) für Verschleissteile, insbesondere Verschleissplatten, welche zum Schutz von Bauteilen gegen abrasive Abtragung an diesen befestigt sind, dadurch ge- <Desc/Clms Page number 3> kennzeichnet, dass das Befestigungselement (1), wie an sich bekannt, einen den Ver- schleissteil in einer Durchdringung zumindest teilweise haltenden oder spannenden K pfteil (2) aufweist, welcher durch eine im wesentlichen ebene Stirnfläche (211), die verlaufend mit der beanspruchten Verschleissteiloberfläche (4) ausgebildet ist, begrenzt ist, welcher Kopfteil (2) ausgehend von der Stimfläche (211) in Achsrichtung im wesentlichen inen zylindrischen Stirnbereich (21), einen daran anschliessenden konischen, vorzugsweise pyramidenstumpfförmigen oder kegelstumpfförmigen, Spannbereich (22),

gefolgt von einem Halte- oder Führungsbereich (23), besitzt, an welchen ein Fussteil (3) mit eine ein Gewinde (32) oder eine Spannkeilausnehmung beinhaltenden Verbindungsbereich (31) anschliesst und dass das Befestigungselement (1) aus einer härtbaren Eisenbasislegi rung gebildet ist und die Stirnfläche (211) bzw. der Stirnbereich (21) eine erhöhte Material ärte aufweist
2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Stirnbereich (21) eine Dicke D von höchstens 0,4, vorzugsweise 0,1 bis 0,2, mal der der Verschleissplattenstärke besitzt und dass der anschliessende Spannbereich (22) inen Konuswinkel von 60 bis 120 vorzugsweise von etwa 90 und eine Höhe von 0,25 bis 0,55, vorzugsweise von etwa 0,4, mal der der Verschleissplattenstärke, aufweist.
3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der V rbin- dungsbereich (31) einen Durchmesser oder eine Seitenlänge des Querschnittes vo 0,5 bis 1,5 mal der Verschleissplattenstärke entspricht, vorzugsweise etwa gleich der Ver- schleissplattenstärke gebildet ist.
4. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der alte- oder Führungsbereich (23) zylindrisch mit einem Aussengewinde (231), welches mit e nem Innengewinde in der Verschleissplatte kooperiert, ausgebildet ist und dass der Steigt ngs- winkel des Gewindes im Halte- bzw. Führungsbereich (23) und der Steigungswinkel eines Gewindes (32) im Verbindungsbereich (31), welcher Bereich einen, im Vergleich mit dem Führungsbereich (23) geringeren Aussendurchmesser besitzt, unterschiedliche Vorzeichen aufweisen.
5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einer Legierung gebildet ist, welche auf eine Härte von mindestens 58 HRC vorzugsweise auf grösser als 59 HRC, vergütbar ist und einen Karbidanteil von mindestens 4 Vol.-%, vorzugsweise von grösser als 6 Vol.-%, besitzt, insbesondere aus einem ede- buritischen, ca 12 % Chrom enthaltenden Stahl besteht.
6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (211) sowie der anschliessende Oberflächenbereich des Kopfteiles (2), vor- zugsweise bewirkt durch eine thermische Materialvergütung eine Härte von mindeste s58 HRC, vorzugsweise von grösser als 59 HRC, aufweisen und dass die Tiefe der gehärteten bzw. im Vergleich mit dem Fussteil erhöhte Härtewerte aufweisenden Zone mindesten der Dicke des Stirnbereiches (21), vorzugsweise vermehrt um die Höhe des Spannbere hes (22), entspricht, insbesondere bis in den Halte- oder Führungsbereich (23) reicht.

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