DE102011018665A1

DE102011018665A1 - Befestigungssystem für Verschleißschutzelemente

Info

Publication number: DE102011018665A1
Application number: DE201110018665
Authority: DE
Inventors: Rainer Steven
Original assignee: Th Scholten & Co GmbH
Current assignee: Th Scholten & Co GmbH
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: DE102011018665B4

Abstract

Es wird ein Befestigungssytem (10) zum Befestigen von Verschleißschutzelementen (12) an einem Grundelement (14) beschrieben, wobei vom Grundelement (14) Bolzenelemente (16) wegstehen und das jeweilige Verschleißschutzelement (12) mindestens ein Loch (18) aufweist, in welches das zugehörige Bolzenelement (16) hineinragt, und wobei das jeweilige Loch (18) an der vom Grundelement (14) abgewandten Seite mittels eines verschleißfesten Stopfenelementes (20) verschlossen ist. Das Bolzenelement (16) ist mit einem Außengewindeabschnitt (22) und das zugehörige Loch (18) im Verschleißschutzelement (12) ist mit einem Innengewinde (24) ausgebildet. Zwischen dem Außengewindeabschnitt (22) des Bolzenelementes (16) und dem Innengewinde (24) des Verschleißschutzelement-Loches (18) ist ein Federscheibenelement (26) eingeklemmt. Das Stopfenelement (20) ist mit einem Außengewinde (28) ausgebildet, mittels welchem es unverlierbar in das Verschleißelement-Loch (18) eingeschraubt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungssytem zum Befestigen von Verschleißschutzelementen an einem Grundelement, wobei auf das Grundelement Bolzenelemente aufgebracht werden und das jeweilige Verschleißschutzelement mindestens ein Loch aufweist, in welches das zugehörige Bolzenelement hineinragt, und wobei das jeweilige Loch an der vom Grundelement abgewandten Seite mittels eines verschleißfesten Stopfenelementes verschlossen ist.
Bei solchen bekannten Befestigungssystemen stehen vom Grundelement, das bspw. von einem Stahlblech gebildet ist, als Bolzenelemente Schweißhülsen oder Schweißbolzen weg. Derartige Bolzenelemente weisen den Mangel auf, dass beim Festschweißen derselben am Grundelement durch Hitze bedingte mechanische Spannungen auftreten können, so dass Rißbildungen der Verschleißschutzelemente um das jeweils zugehörige Loch herum nicht zuverlässig ausgeschlossen werden können. Die mechanischen Spannungen resultieren aus den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien des Befestigungssystemes; das Grundelement besteht üblicherweise aus Stahlblech und die Verschleißschutzelemente bspw. in Gestalt von Verschleißschutzplatten bestehen üblicherweise aus einem Keramikmaterial wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Schmelzbasalt o. dgl.
Das jeweilige Loch im Verschleißschutzelement wird mittels eines verschleißfesten Stopfenelementes verschlossen und mittels eines Klebers fixiert. Durch äußere Einflüsse wie Korrosion, Abrasion, mechanische Einwirkungen oder Kombinationen dieser Einflüsse ist ein Ablösen des jeweiligen Stopfenelementes aus dem zugehörigen Verschleißschutzelement-Loch jedoch nicht zuverlässig vermeidbar, woraus eine erhebliche Schwächung des gesamten Befestigungssystemes resultiert, weil dann die freiliegenden Metall-Teile, d. h. das jeweilige Bolzenelement und das Grundelement, einem direkten Verschleiß ausgesetzt sind.
In Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungssytem der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach ausgebildet auch langzeitig einen zuverlässigen Verschleißschutz für ein Grundelement bildet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 d. h. dadurch gelöst, dass das Bolzenelement mit einem Außengewindeabschnitt und das zugehörige Loch im Verschleißschutzelement mit einem Innengewinde ausgebildet ist, dass zwischen dem Außengewindeabschnitt des Bolzenelementes und dem Innengewinde des Loches im Verschleißschutzelement ein Federscheibenelement eingeklemmt ist, und dass das Stopfenelement mit einem Außengewinde ausgebildet ist, mittels welchem es unverlierbar in das Loch im Verschleißelement eingeschraubt ist.
Mit Hilfe des zwischen dem Außengewindeabschnitt des Bolzenelementes und dem Innengewinde des zugehörigen Loches im entsprechenden Verschleißschutzelement eingeklemmten Federscheibenelementes werden in vorteilhafter Weise die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien des Befestigungssystemes, nämlich des Grundelementes mit den Bolzenelementen und der Verschleißschutzelemente ausgeglichen, so dass aus diesen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten resultierende Spannungen und daraus resultierende Rißbildungen in den Verschleißschutzelementen auf einfache Weise zuverlässig vermieden werden.
Das Federscheibenelement kann einen regelmäßig viereckigen Außenrand und ein zentrales Langloch aufweisen, das in Richtung einer Eckendiagonale orientiert ist. Das jeweilige Federscheibenelement besteht vorzugsweise aus einem dünnwandigen Federstahlblech mit geeigneten Federeigenschaften.
Erfindungsgemäß ist das jeweilige Verschleißschutzelement zweckmäßigerweise mittels einer Fixierschicht am Grundelement festgelegt und das jeweilige Bolzenelement im zugehörigen Loch des Verschleißschutzelementes konzentrisch positioniert befestigt. Bei der Fixierschicht für die Verschleißschutzelemente handelt es sich bspw. um eine Kleberschicht oder um eine Mörtelschicht.
Die Befestigung des jeweiligen Bolzenelementes relativ kleinen Durchmessers im Vergleich zum Durchmesser des entsprechenden Loches im jeweiligen Verschleißschutzelement erfolgt zweckmäßigerweise mittels eines an sich bekannten Bolzenschweißverfahrens, wobei das jeweilige Bolzenelement nach der zentrierten Positionierung im entsprechenden Loch des Verschleißschutzelementes am Grundelement festgeschweißt wird. Anschließend wird das jeweilige Federscheibenelement auf das zugehörige Bolzenelement aufgeschlagen, so dass es mit seinen Außenrand-Ecken mit dem Innengewinde des Loches im Verschleißschutzelement und mit dem Innenrand seines Langloches mit dem Außengewindeabschnitt des Bolzenelementes verkrallt ist. Das Aufschlagen des besagten Federscheibenelementes auf das zugehörige Bolzenelement erfolgt z. B. mittels eines Hohlschlageisens, so dass sich die Zähne bildenden Ecken des Federscheibenelementes einerseits in das Innengewinde des Verschleißelement-Loches und gleichzeitig sein Langloch-Innenrand mit dem Außengewindeabschnitt des Bolzenelementes verkrallt. Zu diesem Zwecke kann es vorteilhaft sein, wenn der Langloch-Innenrand des jeweiligen Federscheibenelementes mit nach innen ragenden Ansätzen, Zähnen o. dgl. ausgebildet ist.
Nach dem Aufschlagen des jeweiligen Federscheibenelementes auf das zugehörige Bolzenelement wird dann das jeweilige Verschleißschutzelement-Loch an der vom Grundelement abgewandten Seite mittels eines verschleißfesten Stopfenelementes verschlossen. Zu diesem Zwecke wird das mit einem Außengewinde ausgebildete Stopfenelement in das zugehörige Verschleißschutzelement-Loch eingeschraubt, d. h. das Stopfenelement mit seinem Außengewinde in das Innengewinde des im Verschleißschutzelement ausgebildeten Lochs eingeschraubt. Dadurch ergibt sich eine dauerhafte, zuverlässige mechanische Befestigung des Stopfenelementes im entsprechenden Loch des Verschleißschutzelementes. Zur weiteren Verbesserung der Fixierung kann ein Kleber verwendet werden, d. h. das Stopfenelement und/oder das Innengewinde des Verschleißelement-Loches vor dem Einschrauben des Stopfenelementes in das Verschleißschutzelement-Loch z. B. mit einem Tropfen eines Klebers versehen werden.
Das erfindungsgemäße Befestigungssystem weist den Vorteil auf, dass durch die vergleichsweise geringe Hitzeentwicklung beim Festschweißen der Bolzenelemente relativ kleinen Durchmessers am Grundelement keine hitzebedingten Spannungsrisse in den Verschleißschutzelementen entstehen. Die flexible Befestigung der Verschleißschutzelemente am Grundelement mit Hilfe der Federscheibenelemente verhindert in vorteilhafter Weise möglicherweise auftretende mechanische Kräfte und daraus resultierende Spannungen bzw. Risse in den Verschleißschutzelementen. Durch die zuverlässige Befestigung der Stopfenelemente in den zugehörigen Löchern der Verschleißschutzelemente ergibt sich für das erfindungsgemäße Befestigungssystem – auch bei widrigen Einsatzbedingungen – eine Sicherheit der Befestigung der Stopfenelemente und eine Verschleißfestigkeit, wie sie bislang nicht erreichbar war.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
Es zeigen:
1 teilweise aufgeschnitten einen Abschnitt einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Befestigungssystemes in einer Seitenansicht,
2 eine Draufsicht auf ein Verschleißschutzelement gemäß 1,
3 eine der 2 ähnliche Draufsicht auf ein Verschleißschutzelement – ohne dass das Verschleißschutzelement-Loch verschließende Stopfenelement,
4 eine Ansicht des Details IV in 1 in einem größeren Maßstab,
5 das Detail V in 3 in einem größeren Maßstab, und
6 eine Ansicht einer Ausbildung des Federscheibenelementes des erfindungsgemäßen Befestigungssystemes in Blickrichtung von oben.
1 verdeutlicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungssystemes 10 zum Befestigen von Verschleißschutzelementen 12 an einem Grundelement 14. Bei den Verschleißschutzelementen 12 handelt es sich bspw. um Plattenelemente aus einem verschleißfesten Keramikmaterial. Das Grundelement 14 ist bspw. von einem Stahlblech gebildet.
Vom Grundelement 14 stehen Bolzenelemente 16 weg, von welchen in 1 nur eines gezeichnet ist.
Das jeweilige Verschleißschutzelement 12 weist mindestens ein durchgehendes Loch 18 auf, in welches das zugehörige Bolzenelement 16 hineinragt. Das Bolzenelement 16 weist im Vergleich zum Durchmesser des Loches 18 einen kleinen Durchmesser auf.
Das jeweilige Loch 18 ist an der vom Grundelement 14 abgewandten Seite mittels eines verschleißfesten Stopfenelementes 20 verschlossen.
Wie insbesondere aus 4 deutlich ersichtlich ist, ist das jeweilige Bolzenelement 16 mit einem Außengewindeabschnitt 22 und das zugehörige Loch 18 des Verschleißschutzelementes 12 mit einem Innengewinde 24 ausgebildet. Zwischen dem Außengewindeabschnitt 22 des Bolzenelementes 16 und dem Innengewinde 24 des Loches 18 ist ein Federscheibenelement 26 eingeklemmt, wodurch das jeweilige Verschleißschutzelement 12 in Bezug zum Bolzenelement 16 und folglich in Bezug zum Grundelement 14 genau passend positioniert ist.
Das Stopfenelement 20 ist mit einem Außengewinde 28 ausgebildet, mittels welchem das Stopfenelement 20 in das zugehörige Loch 18 des Verschleißschutzelementes 12 verliersicher eingeschraubt ist. Zur weiteren Sicherung dieser Schraubverbindung kann z. B. ein Tropfen eines Klebers vorgesehen sein, der am Außengewinde 28 und/oder am Innengewinde 24 angebracht wird.
Das Stopfenelement 20 und das Verschleißschutzelement 12 bilden eine gemeinsame koplanare Außenoberfläche 30.
Wie aus den 5 und 6 ersichtlich ist, weist das jeweilige Federscheibenelement 26 einen regelmäßig viereckigen Außenrand 32 und ein zentrales Langloch 34 auf. Das zentrale Langloch 34 ist in Richtung einer Eckendiagonale des Federscheibenelementes 26 orientiert. Der Rand 36 des zentralen Langloches 24 ist mit nach innen gerichteten Ansätzen bzw. Zähnen 38 ausgebildet.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Befestigungssystemes 10 wird wie folgt vorgegangen: Die Verschleißschutzelemente 12 werden mittels einer Fixierschicht 40 aus einem Kleber oder einem Mörtel am Grundelement 14 angebracht. Anschließend wird das jeweilige Bolzenelement 16 im zugehörigen Loch 18 des Verschleißschutzelementes 12 konzentrisch positioniert und bspw. mittels eines Bolzenschweißgerätes am Grundelement 14 festgeschweißt. Danach wird das jeweilige Federscheibenelement 26 mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs, wie eines Hohlschlageisens, auf das entsprechende Bolzenelement 16 aufgeschlagen, so dass das Fixierscheibenelement 26 mit seinen Außenrand-Ecken 42 mit dem Innengewinde 24 des Loches 18 im Verschleißschutzelement 12 und mit seinem Langloch-Innenrand 36 bzw. den dort ausgebildeten Zähnen 38 mit dem Außengewindeabschnitt 22 des Bolzenelementes 16 verkrallt wird. Daran anschließend wird in das Loch 18 von außen ein Stopfenelement 20 eingeschraubt, das zu diesem Zwecke mit einem Schraubenzieherschlitz 44 o. dgl. (siehe 2) ausgebildet ist.
Gleiche Einzelheiten sind in den 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugziffern bezeichnet, so dass es sich erübrigt, in Verbindung mit allen Figuren alle Einzelheiten jeweils detailliert zu beschreiben.
Bezugszeichenliste

10: Befestigungssystem (für 12 an 14)
12: Verschleißschutzelement
14: Grundelement
16: Bolzenelement (an 14)
18: Loch (in 12 für 16)
20: Stopfenelement (für 18)
22: Außengewindeabschnitt (von 16)
24: Innengewinde (von 18)
26: Federscheibenelement (zwischen 22 und 24)
28: Außengewinde (von 20)
30: Außenfläche (von 12 und 20)
32: viereckiger Außenrand (von 26)
34: zentrales Langloch (in 26)
36: Rand (von 34)
38: Ansatz/Zahn (an 36)
40: Fixierschicht (zwischen 12 und 14)
42: Außenrand-Ecke (von 32 bzw. 26)
44: Schraubenzieherschlitz (in 20)

Claims

Befestigungssytem zum Befestigen von Verschleißschutzelementen (12) an einem Grundelement (14), wobei auf das Grundelement (14) Bolzenelemente (16) aufgebracht werden und das jeweilige Verschleißschutzelement (12) mindestens ein Loch (18) aufweist, in welches das zugehörige Bolzenelement (16) hineinragt, und wobei das jeweilige Loch (18) an der vom Grundelement (14) abgewandten Seite mittels eines verschleißfesten Stopfenelementes (20) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzenelement (16) mit einem Außengewindeabschnitt (22) und das zugehörige Loch (18) im Verschleißschutzelement (12) mit einem Innengewinde (24) ausgebildet ist, dass zwischen dem Außengewindeabschnitt (22) des Bolzenelementes (16) und dem Innengewinde (24) des Verschleißschutzelement-Loches (18) ein Federscheibenelement (26) eingeklemmt ist, und dass das Stopfenelement (20) mit einem Außengewinde (28) ausgebildet ist, mittels welchem es unverlierbar in das Verschleißelement-Loch (18) eingeschraubt ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federscheibenelement (26) einen regelmäßig viereckigen Außenrand (32) und ein zentrales Langloch (34) aufweisen, das in Richtung einer Eckendiagonale orientiert ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweilige Verschleißschutzelement (12) mittels einer Fixierschicht (40) am Grundelement (14) festgelegt und das jeweilige Bolzenelement (16) im zugehörigen Loch (18) des Verschleißschutzelementes (12) konzentrisch positioniert befestigt ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (14) und die Bolzenelemente (16) aus Metall bestehen, wobei das jeweilige Bolzenelement (16) am Grundelement (14) im zugehörigen Loch (18) des Verschleißschutzelementes (12) konzentrisch positioniert festgeschweißt ist.
Befestigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federscheibenelement (26) auf das zugehörige Bolzenelement (16) aufgeschlagen ist, so dass es mit seinen Außenrand-Ecken (42) mit dem Innengewinde (24) des Verschleißschutzelement-Loches (18) und mit seinem Langloch-Innenrand (36) mit dem Außengewindeabschnitt (22) des Bolzenelementes (16) verkrallt ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in das zugehörige Loch (18) einschraubte Stopfenelement (20) mittels eines Klebers im zugehörigen Verschleißschutzelement-Loch (18) zuverlässig unverlierbar festgelegt ist.