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Die Erfindung betrifft ein Verschleißbauteil, insbesondere eine Schleuderplatte, mit einem Hüllkörper, in dem Hartstoff-Körper angeordnet sind.
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In der Baumaschinenindustrie, insbesondere bei Mischern oder Brechern, sind die eingesetzten Werkzeuge hohen Verschleißbeanspruchungen ausgesetzt. Insbesondere dort, wo diese Werkzeuge nicht Schlag oder Stoßbeanspruchungen sondern im Wesentlichen einem reibenden Verschleiß unterliegen, wird auf eine hohe Härte geachtet. Hier wird häufig versucht, die Standzeiten der Werkzeuge dadurch zu verlängern, dass in eine als Hüllkörper dienende Hartgussmatrix Hartteilchen, insbesondere auch Keramikteilchen, eingebettet werden. In diesen Fällen ist es jedoch nicht möglich, den Hartguss zu härten, da die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Hartgussmatrix und der eingeschlossenen Hartteilchen nicht identisch sind. Man gibt sich daher mit nicht gehärtetem Hartguss zufrieden. Dies führt aber dazu, dass die die Hartteilchen umgebende Matrix verhältnismäßig leicht abgenutzt wird und die Hartteilchen dadurch freigesetzt werden. Darüber hinaus ist bei diesen bekannten Verschleißbauteilen die Menge an eingebrachten Hartstoff-Körpern begrenzt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verschleißbauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem insgesamt höhere Standzeiten bei verhältnismäßig niedrigen Kosten erzielt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
- a) in dem Hüllkörper ein Hohlraum ausgebildet ist, der sich zu einer Seite des Hüllkörpers in einem Fenster öffnet;
- b) eine Vielzahl von Verschleißplatten in dem Hohlraum so nebeneinander angeordnet sind, dass sie mit einer Schmalseite im Fenster liegen;
wobei
- c) die Querschnittsform des Hohlraums und die Kontur der Verschleißplatten so aufeinander abgestimmt sind, dass auf Grund eines Formschlusses die Verschleißplatten sich nicht durch das Fenster aus dem Hüllkörper herausbewegen können.
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Erfindungsgemäß werden also die Hartstoff-Körper nicht mehr oder weniger gleichmäßig verteilt in einer Matrix aus Hartguss eingebettet, was zu den Schwierigkeiten mit der nachträglichen Härtung des Hartgussmaterials und der begrenzten Menge an Hartstoffen führt. Vielmehr wird zunächst ein Hüllkörper hergestellt, in dem ein Aufnahmeraum für die später einzubringenden plattenförmigen Hartstoff-Körper ausgespart ist. Während bisher Hartstoffplatten so ausgerichtet montiert wurden, dass das Schleissgut sich tangential an ihren großen Hauptflächen entlang bewegte, werden erfindungsgemäß die Verschleissplatten senkrecht zur Bewegungsrichtugn des Schleissgutes orientiert. Somit steht sehr viel mehr Hartstoffmaterial zum Verschleiss zur Verfügung. Je nach den lokalen Verschleissbeanspruchungen können an unterschiedlichen Stellen des Hohlraumes auch Verschleissplatten unterschiedlicher Eigenschaften eingesetzt werden.
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Im Allgemeinen ist es zweckmäßig, wenn der Hüllkörper aus Metall, insbesondere aus Hartgussmaterial, besteht.
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Da bei der vorliegenden Erfindung der Hüllkörper vor der Befüllung mit Verschleißplatten vollständig fertig gestellt werden kann, ist es möglich, diesen anders als beim Stand der Technik zu härten. Auch dies gibt einen erheblichen Vorteil im Blick auf die erzielbaren Standzeiten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hohlraum über einen Schlitz mit einer Seitenfläche des Hüllkörpers verbunden, über den die Verschleißplatten in den Hohlraum eingeschoben sind und der durch eine Schlussplatte verschlossen ist. Auf diese Weise gestaltet sich die Montage des vollständigen Verschleißbauteiles sehr einfach.
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Der erfindungsgemäß erforderliche Formschluss zwischen dem Hohlraum des Hüllkörpers und den Verschleißplatten wird besonders günstig dadurch erzielt, dass der Hohlraum im Querschnitt eine trapezförmige, sich auf das Fenster zu verjüngende Form hat und die Verschleißplatten komplementär hierzu trapezförmig sind. Gleichgültig, wie weit sich das Verschleißbauteil von der Verschleißfläche aus bereits abgenutzt hat, bleibt bei dieser Formgestaltung der Formschluss erhalten.
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Die Härte des Hüllkörpers sollte zweckmäßigerweise etwa 60 bis 65 HRC betragen.
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Entsprechend sollte die Härte der Verschleißplatten mindestens bereichsweise etwa 60 bis 65 HRC betragen.
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Besonders günstig und preiswert ist es, wenn die Verschleißplatten Verbundpanzerplatten mit einer duktilen Grundschicht und einer auf diese aufgebrachten, vorzugsweise aufgeschweißten, Hartschicht sind. Bei dieser Form von Verschleißplatten ist zwar nicht das gesamte Material hart; die duktile Grundschicht kann sich im Einsatz des Verschleißbauteiles verhältnismäßig leicht abnutzen. Es bleiben dann aber die Hartschichten der Verbundpanzerplatten stehen, die sich dem Verschleiß widersetzen. Dass insgesamt weniger hartes Verschleißmaterial zur Verfügung steht, wird zumindest teilweise dadurch kompensiert, dass Verbundpanzerplatten durch entsprechende industrielle Verfahren preiswert hergestellt werden können.
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Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, dass die Verschleißplatten komplett aus Keramik oder aus Hartguss bestehen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf die Verschleißfläche eines Hüllkörpers für ein Verschleißbauteil:
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2 einen Schnitt gemäß Linie II-II von 1;
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3 einen Schnitt gemäß Linie III-III von 2;
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4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV von 2;
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5 die Seitenansicht einer Verschleißplatte, welche in den Hüllkörper der 1 bis 4 eingesetzt wird;
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6 die Seitenansicht einer Schlussplatte, die in den Hüllkörper der 1 bis 4 eingesetzt wird;
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7 die Draufsicht auf die Verschleißseite des fertigen, mit Verschleißplatten gefüllten Verschleißbauteiles;
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8 einen Schnitt gemäß Linie VIII-VIII von 7;
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9 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV der 2 bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel;
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10 die Seitenansicht einer Schlussplatte, wie sie bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommt.
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Zunächst wird auf die 1 bis 4 Bezug genommen.
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In diesen ist ein gegossener Hüllkörper insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Dieser Hüllkörper 1 besteht aus Hartgussmaterial, das anders als beim eingangs genannten Stand der Technik, wo Keramikpartikel in Hartgussmaterial eingebettet werden, gehärtet wurde. Auf diese Weise wird für den Hüllkörper 1 eine Härte von beispielsweise 62 HRC erzielt.
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Der Hüllkörper 1 besitzt einen Hohlraum 2, der in der Draufsicht der 1, zu der sich der Hohlraum 2 in einem Fenster 3 öffnet, rechteckig, im Schnitt gemäß Linie III-III, der in 3 dargestellt ist, dagegen trapezförmig ist. An einem Ende ist der Hohlraum 2 über einen Schlitz 4 mit der Rückfläche des Hüllkörpers 1, also der der Verschleißfläche gegenüberliegenden Fläche, verbunden.
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Der Hohlraum 2 des Hüllkörpers 1 dient der Aufnahme von Verschleißplatten 5, wie sie in der Seitenansicht in 5 dargestellt sind. Die Form dieser Verschleißplatten 5 ist komplementär zu der Trapezform des Hohlraumes 2 im Schnitt der 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Verschleißplatten 5 um Verbundplatten, die jeweils eine Grundschicht 5a und eine auf die Grundschicht 5a im Wege der Auftragschweißung aufgebrachte Hartschicht 5b umfassen. Die Grundschicht 5a besteht aus einem schweißbaren Stahl, insbesondere Baustahl. Die Hartschicht 5b besteht aus Hochchrom-Hochkohlenstoffhaltigen Legierungen auf Fe-Basis, gegebenenfalls mit eingelagerten Karbiden und/oder Borzusätzen. Eine typische Härte dieser Schicht ist ebenfalls 62 HRC. Derartige Verbundplatten sind handelsüblich. Sie lassen sich mit Hilfe von Laserschneidverfahren in der entsprechenden Größe konfektionieren und sind insgesamt vergleichsweise preiswert.
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Die Verschleißplatten 5 werden nacheinander in den Hohlraum 2 des Hüllkörpers 1 eingebracht. Hierzu werden sie zunächst durch den Schlitz 4 in 2 nach oben und so dann im Hohlraum 2 in 2 nach links geschoben. Durch die komplementäre Trapezform des Querschnittes des Hohlraumes 2 und der Verschleißplatten 5 werden letztere in dem Hohlraum 2 geführt, können aber auf Grund des Formschlusses durch das Fenster 3 nicht aus dem Hüllkörper 1 austreten. Durch das aufeinanderfolgende Einführen von Verschleißplatten 5 in den Hohlraum 2 wird letzterer aufgefüllt. Es entsteht ein Paket von Verschleißplatten 5, wie dies in 7 gezeigt ist. Die Schmalseiten der Verschleißplatten 5 zeigen dabei in Richtung nach außen und liegen im Fenster 3. Selbstverständlich wäre auch ein Überstand möglich. Wenn die Schmalseiten der Verschleißplatten 5 unterhalb der Fläche des Fensters 3 bleiben, würde der überstehende Bereich des Hüllkörpers 1 sich rasch abnutzen, sodass sich in Kürze wieder ein Zustand einstellen würde, in dem sich die Schmalseiten im Fenster 3 befinden.
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Zum Schluss wird der Schlitz 4 durch eine Schlussplatte 6 verschlossen, wie sie in der Seitenansicht in der 6 gezeigt ist. Die Form dieser Schlussplatte 6 entspricht der Form des in den Hohlraum 2 übergehenden Schlitzes 4, wie dies in 4 dargestellt ist.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich auch bei der Schlussplatte 6 um eine Verbundplatte mit den oben schon erwähnten Eigenschaften. Denkbar ist es aber auch, hier eine normale Stahlplatte einzusetzen. In jedem Falle wird die Schlussplatte 6 nach dem Einschieben in den Schlitz 4 und den Hohlraum 2 in geeigneter Weise fixiert, beispielsweise durch eine Schweißung oder Lötung.
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Ergebnis ist ein Verschleißbauteil, das senkrecht zu der Verschleißfläche bis in eine verhältnismäßig große Tiefe verschleißfestes Material aufweist. Die beschriebenen Verschleißbauteile sind primär für solche Einsatzzwecke gedacht, bei denen das Schleißgut etwa parallel zur Verschleißfläche entlang deren Längsrichtung geführt wird. Dieses Verschleißgut trifft dann hintereinander immer wieder auf Hartschichten 5b, die durch Grundschichten 5a voneinander getrennt sind. Die Grundschichten 5a können dabei verhältnismäßig schnell auswaschen, was aber für das weitere Verschleißverhalten von geringer Bedeutung ist. Auf Grund der Tapezformm sowohl des Querschnittes des Hohlraumes 2 als auch der Verschleißplatten 5 besteht auch bei fortschreitendem Abtrag des Verschleißbauteiles durch Verschleißvorgänge nicht die Gefahr, dass die Verschleißplatten 5 sich aus dem Hohlraum 2 lösen können.
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Die 9 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie in den 1 bis 8 zuzüglich 100 gekennzeichnet. Unterschiedlich bei dieser Ausführungsform ist die Querschnittsform des Hüllkörpers 101 im Bereich des Schlitzes 104. Hier ist die Trapezform aufgegeben. Dementsprechend sieht die Schlussplatte 106, welche den Schlitz 104 zum Abschluss des Einführens der verschiedenen Verschleißplatten verschließt, so aus, wie in 10 gezeigt, nämlich komplementär zum Schlitz 104.
