DE1120702B

DE1120702B - Use of a cast aluminum alloy for the production of the groove lining of wire rope traction sheaves

Info

Publication number: DE1120702B
Application number: DEO4735A
Authority: DE
Inventors: Walter Oxe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-02-25
Filing date: 1956-02-25
Publication date: 1961-12-28

Description

Verwendung einer Aluminiumgußlegierung zur Herstellung des Rillenfutters von Drahtseil -Treibscheiben Es sind Treibscheiben für Drahtseilförderungen und Drahtseiltriebe, insbesondere bei Bergwerksfördermaschinen und Förderhaspeln bekannt, die im Bereich der Seilrille aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehen. In Untertagebetrieben des Steinkohlenbergbaues sind derartige Treibscheiben am meisten gebräuchlich, weil das Leichtmetall-Rillenfutter auch unbedingt brandsicher ist.Use of a cast aluminum alloy for the production of the groove lining of wire rope traction sheaves These are traction sheaves for wire rope conveyors and Wire rope drives, especially known for mining hoists and conveyor reels, which consist of aluminum or aluminum alloys in the area of the rope groove. In Such traction sheaves are most common in underground coal mining Common because the light metal grooved lining is also absolutely fire-proof.

Die bekannten Leichtmetall-Fütterungen bestehen vornehmlich aus Reinaluminium bzw. einer weicheren Aluminiumlegierung mit einer Brinellhärte von weit unter 50 kg/mm2, um eine möglichst hohe Reibungszahl von 0,6 und mehr zu erreichen. Der gefürchtete Seilrutsch wird bei einer derartig reibkräftigen Fütterung vermieden.The well-known light metal linings consist primarily of pure aluminum or a softer aluminum alloy with a Brinell hardness of well below 50 kg / mm2 in order to achieve the highest possible coefficient of friction of 0.6 and more. The dreaded one Zip lines are avoided with such frictional feeding.

Im praktischen Gebrauch stellte sich jedoch bald heraus, daß die weichen Aluminiumfutter mit geringer Brinellhärte von etwa 28 bis 35 zwar eine recht gute Seilmitnahme gewährleisten, weil sich die Drahtseillitzen leichter in das Metall eindrücken, und infolge des sogenannten Formschlusses das Seil einen guten Halt findet, jedoch der Verschleiß der Futter oft unter Entwicklung größerer Mengen schwebenden und daher lästigen Aluminiumstaubes recht groß war, insbesondere bei stärkerer Förderung und größerer Belastung der Treibscheibe.In practical use, however, it soon turned out that the soft ones Aluminum lining with a low Brinell hardness of around 28 to 35, although quite a good one Ensure that the rope is carried along because the wire rope strands penetrate the metal more easily press in, and due to the so-called form fit, the rope has a good grip finds, however, the wear and tear of the forage often floating with the development of larger quantities and therefore annoying aluminum dust was quite large, especially with higher pumping and greater stress on the traction sheave.

Aus diesem Grunde hat es nicht an Versuchen gefehlt, die Verschleißfestigkeit des Treibscheibenfutters zu erhöhen, ohne dabei die Reibkraft desselben zu stark zu beeinträchtigen, da ein Seilrutsch bei der Förderung in jedem Fall vermieden werden muß.For this reason there has been no lack of attempts to improve the wear resistance to increase the traction sheave chuck without increasing the frictional force of the same to impair, since a zip line during the promotion is avoided in any case must become.

Um dieser Forderung zu genügen, benutzt man Aluminiumlegierungen als Rillenfutter, die zwar härter sind, aber immer noch eine Brinellhärte von weit unter 50 besitzen.To meet this requirement, aluminum alloys are used as Grooved linings that are harder, but still have a Brinell hardness well below Own 50.

Weitere Treibscheibenfutter aus Aluminiumlegierungen mit einer größeren Brinellhärte als 50 von besonders großer Verschleißfestigkeit, die zugleich auch eine ausreichend hohe, den Seilrutsch verhütende Reibungszahl besitzen, werden ebenfalls benutzt, doch stellte sich im Laufe der Zeit heraus, daß das Metall, insbesondere bei Erwärmung, im Betriebe besonders stark nachhärtet, so daß dadurch auch die ursprüngliche Reibungszahl erheblich kleiner wurde und dauernder Seilrutsch eintrat. Da auch Versuche, eine Nachhärtung dieser Aluminiumlegierungen durch eine Wärmebehandlung auf die Dauer auszuschließen, nicht zu dem gewünschten Erfolg führten, hat man Treibscheibenfutter aus diesen härteren Legierungen aus Gründen der Betriebssicherheit nicht mehr eingesetzt.Further traction sheave chucks made of aluminum alloys with a larger one Brinell hardness than 50 of particularly great wear resistance, which at the same time also will also have a sufficiently high coefficient of friction to prevent zip lines used, but it turned out in the course of time that the metal, in particular when heated, it hardens particularly strongly in operation, so that the original The coefficient of friction became considerably smaller and a permanent zip line occurred. There are also attempts post-hardening of these aluminum alloys by means of a heat treatment on the To exclude duration, did not lead to the desired success, you have traction sheave chucks No longer used from these harder alloys for reasons of operational safety.

Ebenso schlugen auch weitere Versuche mit Treibscheibenfuttern aus einer Aluminium-Silizium-Legierung fehl, da die aus dieser Legierung hergestellten, auf dem Scheibenkranz hintereinandergeschalteten Treibscheibenfutterklötze infolge der Zusammensetzung der Materialien in verhältnismäßig kurzer Zeit nachhärteten. Dadurch sank die ursprünglich als ausreichend hoch ermittelte mittlere Reibungszahl von etwa 0,5 bis auf etwa 0,2 ab, so daß die Futter für die Praxis gleichfalls unbrauchbar wurden.Further attempts with traction sheave chucks also turned out to be unsuccessful an aluminum-silicon alloy fails, as those made from this alloy, traction sheave chuck blocks connected in series on the pulley rim the composition of the materials post-cured in a relatively short time. As a result, the mean coefficient of friction, which was originally determined to be sufficiently high, fell from about 0.5 to about 0.2, so that the chuck is also unusable in practice became.

Um nun eine Treibscheibe mit einem Rillenfutter aus einer Aluminiumlegierung von einer Brinellhärte über 50 mit stets gleichbleibender, ausreichend hoher Reibungszahl zu entwickeln, das bei guter Rutschsicherheit zugleich eine wesentlich größere Verschleißfestigkeit besitzt als alle bisher auf dem Markt befindlichen Aluminiumfutter mit wesentlich geringerer Brinellhärte, wurden langwierige praktische Versuche angestellt, die schließlich zu der Erkenntnis führten, daß die aus einer bestimmten Aluminiumlegierung gefertigten Treibscheibenfutter allen Anforderungen bezüglich bleibender genügend hoher Reibungszahl und Verschleißfestigkeit genügen.A traction sheave with a grooved lining made of an aluminum alloy Brinell hardness over 50 with a constant, sufficiently high coefficient of friction to develop that with good slip resistance at the same time a significantly greater wear resistance possesses significantly more than all aluminum linings currently on the market with a lower Brinell hardness, lengthy practical tests were carried out which eventually led to the finding that those made from a certain aluminum alloy manufactured traction sheave chuck meets all requirements with regard to lasting sufficient high coefficient of friction and wear resistance are sufficient.

Hierzu wird erfindungsgemäß die Verwendung der Gußlegierung G A1 Si nach DIN 1725 aus 11 bis 13,5% Silizium mit Beimengungen von nicht mehr als 0,0511/o Kupfer, 0,05% Magnesium, 0,611/o Eisen, 0,1'1% Zink, 0,15% Titan, 0,3 bis 0,5% Mangan, Rest Aluminium zur Herstellung des in bekannter Weise auf dem Scheibenkranz angebrachten Rillenfutters von Treibscheiben für Drahtseilförderungen und Drahtseiltriebe vorgeschlagen. Eine derartige Legierung, die unter Zusatz von 5 bis 10% Reinaluminium erschmolzen und in Sand vergossen ist, weist eine mittlere Brinellhärte von etwa 54 kg/mm= auf und ergibt eine mittlere Reibungszahl von 0,5, die völlig ausreichend ist, um auch den Seilrutsch bei schwierigen Betriebsverhältnissen zu verhüten. Eine Nachhärtung der in der genannten Zusammensetzung unter Einhaltung der höchstzulässigen Beimengungen hergestellten Futter als Folge einer stärkeren Erwärmung tritt nicht ein und sinkt damit im Betrieb die hohe Reibungszahl bei jahrelanger Benutzung nicht ab.According to the invention, the cast alloy G A1 Si is used for this purpose according to DIN 1725 from 11 to 13.5% silicon with admixtures of not more than 0.0511 / o Copper, 0.05% magnesium, 0.611 / o iron, 0.1'1% zinc, 0.15% titanium, 0.3 to 0.5% manganese, The remainder of the aluminum is used to manufacture the one that is attached to the disc rim in a known manner Grooved chuck of traction sheaves for wire rope conveyors and wire rope drives proposed. Such an alloy, which is made with the addition of 5 to 10% pure aluminum melted and is cast in sand, has an average Brinell hardness of about 54 kg / mm = and results in an average coefficient of friction of 0.5, which is completely sufficient to also to prevent the zip line in difficult operating conditions. Post-curing in the stated composition in compliance with the maximum permissible admixtures produced feed as a result of stronger heating does not enter and sinks so that the high coefficient of friction does not decrease in operation after years of use.

Das haben zahlreiche praktische Versuche auf Treibscheiben von Blindschachthaspeln im Steinkohlen- und Kalibergbau unter den unterschiedlichsten Betriebsverhältnissen bei geringerer und starker Belastung und entsprechend geringeren bis hohen spezifischen Flächendrücken bewiesen. Die Seilrille der erfindungsgemäß beschriebenen Treibscheibe bleibt stets »griffig«, sie glättet sich nicht.Numerous practical tests have done this on traction sheaves of blind shaft reels in hard coal and potash mining under a wide variety of operating conditions with lower and higher loads and correspondingly lower to higher specific Proven surface pressures. The rope groove of the traction sheave described according to the invention always remains "handy", it does not smooth out.

Die weiteren Vorteile dieser Treibscheibe sind erheblich, da sich in der Praxis herausgestellt hat, daß die Haltbarkeit der beschriebenen Leichtmetallfutter wesentlich größer ist als die der bisher gebräuchlichen Treibscheiben-Rillenfutter aus Aluminium und Aluminiumlegierungen von weit geringerer Brinellhärte. Unter gleichen Betriebsverhältnissen wurde eine dreibis viermal so große und noch größere Haltbarkeit ermittelt.The other advantages of this traction sheave are considerable, since has found in practice that the durability of the light metal chuck described is significantly larger than that of the previously used traction sheave grooved chucks made of aluminum and aluminum alloys with a far lower Brinell hardness. Under equals Operating conditions was three to four times as large and even greater durability determined.

Infolge der außergewöhnlich großen Haltbarkeit eines Rillenfutters aus der Gußlegierung GAlSi nach DIN 1725 ist auch der Abrieb verhältnismäßig gering, so daß eine Verstaubung der Maschinenteile auf ein erträgliches Maß herabgesetzt wird.As a result of the extraordinarily long durability of a grooved chuck made of the GAlSi cast alloy according to DIN 1725 , the abrasion is also relatively low, so that dust build-up on the machine parts is reduced to a tolerable level.

Befürchtungen, daß die größere Brinellhärte der genannten Legierung die Litzen des Drahtseiles stärker beanspruchen würde als bei weicheren Aluminiumlegierungen treffen nicht zu. Bei der härteren Gußlegierung besteht im Gegenteil der Vorteil, daß sich bei höheren spezifischen Flächendrücken die Drahtseillitzen nicht übermäßig tief in das Metall eindrücken wie bei wesentlich weicheren Aluminiumlegierungen.Fears that the greater Brinell hardness of the said alloy the strands of the wire rope would stress more than with softer aluminum alloys do not apply. On the contrary, the harder cast alloy has the advantage that at higher specific surface pressures the wire rope strands are not excessively Press deep into the metal as with much softer aluminum alloys.

Die dadurch erzeugten sehr scharfkantigen Riefen in der Seilrille des Futters, die die Haltbarkeit der Drahtseillitzen beeinträchtigen können, treten bei dem Rillenfutter aus der genannten Legierung nicht oder doch nur in wesentlich geringerem Umfang ein.The resulting very sharp-edged grooves in the rope groove of the lining, which can affect the durability of the wire rope strands in the case of the grooved chuck made of the alloy mentioned, not at all or only to a significant extent to a lesser extent.

Die Erkenntnis, daß eine innere Nachhärtung der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung mit der erwähnten Brinellhärte von über 50 im Gegensatz zu den zahlreichen sonstigen erprobten Legierungen insbesondere auch bei starker Erwärmung nicht eintritt, konnte erst nach jahrelanger praktischer Benutzung bis zur völligen Abnutzung des überaus verschleißfesten Rillenfutters mit Sicherheit erfolgen. Am vorteilhaftesten ist ein aus der GußlegierungGAISi nach DIN 1725 in Sand gegossenes Rillenfutter für Treibscheiben, obwohl sich auch der etwas härtere Kokillenguß von wenig geringerer Reibungszahl bei besonders großen spezifischen Flächendrücken noch gut eignet.The realization that an internal post-hardening of the alloy to be used according to the invention with the mentioned Brinell hardness of over 50, in contrast to the numerous other tried and tested alloys, does not occur, especially with strong heating, was only possible after years of practical use until the extremely wear-resistant grooved lining was completely worn out Security done. The most advantageous is a grooved chuck cast in sand from the casting alloy GAISi according to DIN 1725 for traction sheaves, although the somewhat harder permanent mold casting with a slightly lower coefficient of friction and particularly high specific surface pressures is still suitable.

Zur weiteren Verbesserung der Seilmitnahmefähigkeit der beschriebenen Treibscheibe und zur Erzielung einer besseren Seilschonung wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, das Rillenfutter aus der genannten Legierung in an sich bekannter Weise im Bereich der Seilrille abwechselnd mit einem weicheren, lederartigen thermoplastischen oder thermoplastähnlichen Kunststoff, insbesondere auf der Basis von Polyvinylchlorid oder Polyester mit Isocyanat, anzubringen.To further improve the ability to carry the rope with the described Traction sheave and to achieve better rope protection is according to the invention further proposed the groove chuck made of said alloy in itself As is known, alternate in the area of the rope groove with a softer, leather-like one thermoplastic or thermoplastic-like plastic, especially based on of polyvinyl chloride or polyester with isocyanate.

Die erwähnten Kunststoffe, insbesondere das genannte Polyviylchloridmaterial bei der gebräuchlichen Shorehärte von 80 bis 85 eignen sich erfahrungsgemäß vorzüglich als Treibscheiben-Rillenfutter, da auch bei gefetteter Seilrille bei diesem Kunststoff mit einem Seilrutsch nicht zu rechnen ist. Außerdem schont das weichere Material in hohem Maße die Drahtseile. Die vorgeschlagene Verbindung der bereits bekannten thermoplastischen Treibscheibenfutter mit dem Futter aus der genannten Legierung hat noch den Vorteil, daß die Abnutzung bei diesem kombinierten Rillenfutter infolge etwa derselben Abriebfestigkeit beider Stoffe gleichmäßiger vor sich geht als beispielsweise bei der Kombination der Polyvinylchloridfutter mit dem wesentlich schneller verschleißenden gebräuchlichen Aluminiumfutter. Zugleich ist bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kombination auch die Möglichkeit gegeben, dieses kombinierte Rillenfutter auf Treibscheiben, insbesondere an Blindenschachthaspeln einzusetzen, bei denen sich infolge des Gebirgsdruckes der Förderkorb des öfteren festklemmt. In solchen Fällen versucht nämlich durch Weitertreiben der Treibscheibe den Korb wieder zu lösen. Hierdurch tritt eine starke Erwärmung des Futters ein, wodurch ein Rillenfutter aus nur wärmeempfindlichem Polyvinylchloridmaterial oder sonstigem ähnlichem thermoplastischem Kunststoff zu weich wird und sehr schnell verschleißt. Bei der erwähnten Kombination der Kunststoffe mit der genannten Gußlegierung ist dagegen der Verschleiß des gesamten Rillenfutters viel geringer. Es spielt dabei auch keine Rolle, daß der Teil des Futters aus dem Kunststoff stärker erweicht. Nach Lösen des Korbes wird jedenfalls bei Verwendung von Polyvinylchloridmaterial dieses sehr schnell wieder härter und nimmt stets die alte Eigenschaft wieder an.The plastics mentioned, in particular the polyvinyl chloride material mentioned With the usual Shore hardness of 80 to 85, experience has shown that they are excellently suited as traction sheave grooved lining, since this plastic also has greased rope grooves a zip line is not to be expected. In addition, the softer material is gentle on the material to a large extent the wire ropes. The proposed compound of the already known thermoplastic traction sheave lining with the lining made of said alloy still has the advantage that the wear in this combined grooved lining as a result about the same abrasion resistance of both fabrics is more even than for example when combining the polyvinyl chloride lining with the much faster wearing one common aluminum lining. At the same time it is proposed in accordance with the invention Combination also given the possibility of this combined groove chuck on traction sheaves, in particular to be used on blind manhole reels where the rock pressure the conveyor cage often gets stuck. In such cases, try through Continue driving the traction sheave to release the basket again. This creates a strong Heating the lining, creating a grooved lining made of only heat-sensitive polyvinyl chloride material or other similar thermoplastic material becomes too soft and very quickly wears out. With the mentioned combination of plastics with the mentioned cast alloy on the other hand, the wear of the entire grooved chuck is much lower. It plays a part nor does it matter that the part of the lining from the plastic softens more. After loosening the basket is in any case when using polyvinyl chloride material this harder again very quickly and always takes on the old property again.

Um das erfindungsgemäß beschriebene Treibscheibenfutter wie auch die vorgeschlagene Kombination des Leichtmetalls mit dem thermoplastischen oder ähnlichen Kunststoff gegen aggressive Chemikalien - in bezug auf das hiergegen empfindliche Leichtmetall - sowie gegen zu große Erwärmung bei übertragung von Bremshitze auf das Futter - in bezug wiederum auf den hiergegen empfindlichen thermoplastischen Kunststoff - zu schützen, wird erfindungsgemäß ferner vorgeschlagen, die inneren Wandungen des Treibscheibenkranzes mit einer genügend starken und bruchsicheren Isolierschicht aus einem wärmeabweisenden und zugleich gegen aggressive Chemikalien unempfindlichen Material zu versehen. Dies geschieht zweckmäßig mittels eines bekannten Spritzverfahrens, das eine sehr haltbare und feste Verbindung mit dem metallischen Scheibenkranz gewährleistet.To the drive pulley chuck described according to the invention as well as the proposed combination of the light metal with the thermoplastic or similar Plastic against aggressive chemicals - in terms of what is sensitive to them Light metal - as well as against excessive heating when braking heat is transferred to the lining - again with regard to the thermoplastic, which is sensitive to this Plastic - to protect, it is also proposed according to the invention to protect the inner Walls of the drive pulley rim with a sufficiently strong and unbreakable Insulating layer made of a heat-repellent and at the same time against aggressive chemicals to provide insensitive material. This is expediently done by means of a known Spraying process that creates a very durable and firm bond with the metallic Washer rim guaranteed.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigt Abb. 1 einen Schnitt durch einen Scheibenkranz eingesetztem Futterklotz, Abb.2 eine Draufsicht abwechselnd eingesetzter Futterklötze aus Gußlegierung G A1 Si und thermoplastischem Kunststoff, Abb.3 einen Schnitt durch einen Scheibenkranz mit Isolierschicht und eingesetztem Futterklotz.The drawing shows an example embodiment of the subject matter of the invention illustrated. It shows Fig. 1 a section through a disc rim inserted Lining block, Fig. 2 a top view of alternately inserted lining blocks made of cast alloy G A1 Si and thermoplastic material, Fig. 3 a section through a washer rim with insulating layer and inserted lining block.

Es bezeichnet 1 den Treibscheibenkranz, 2 einen Futterklotz aus einer Gußlegierung G A1 Si nach DIN 1725 und 3 einen Futterklotz aus thermoplastischem Kunststoff, die abwechselnd hintereinandergeschaltet in den Scheibenkranz eingesetzt sind. Mit 4 ist die Isolierschicht an den inneren Wandungen des Scheibenkranzes bezeichnet.It denotes 1 the drive pulley rim, 2 a lining block made of a cast alloy G A1 Si according to DIN 1725 and 3 a lining block made of thermoplastic material, which are inserted alternately one behind the other in the pulley ring. The insulating layer on the inner walls of the washer rim is designated by 4.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Use of a casting alloy G A1 Si according to DIN 1725 from 11 to 13.5% silicon with admixtures of not more than 0.05% copper, 0.0501o magnesium, 0.604 iron, 0.1% zinc, 0.15% titanium, 0.3-0.5% manganese, remainder Aluminum for the production of the grooved lining from Traction sheaves for wire rope conveyors and wire rope drives.

2. Use a Alloy according to claim 1 with an average Brinell hardness of about 54 kg / mm = the is melted with the addition of 5 to 10% pure aluminum and cast in sand, for the purpose mentioned in claim 1.

3. Traction sheave with a grooved lining of the in the composition mentioned in claim 1 or 2, characterized in that in the washer rim Lining blocks made of said aluminum alloy and those made of a thermoplastic or thermoplastic-like plastic are alternately attached in a known manner.

4. traction sheave according to claim 3, characterized in that the combination The plastic used with the light metal is made of softer material, as a drive and pulley lining already known plastic based on polyvinyl chloride or polyester with Isocyanate.

5. traction sheave according to claims 3 and 4, characterized in that that the inner walls of the disc rim with a sufficiently strong heat-repellent and a break-proof insulating layer that is insensitive to aggressive chemicals are firmly connected in such a way that the grooved lining is tight against this layer can.

6. traction sheave according to claims 3 to 5, characterized in that the Insulating layer on the inner walls of the washer rim according to a known one Procedure is sprayed on. Publications considered: German patent specification No. 804,372; Aluminum-Taschenbuch, 11th edition (1955), p.33; Material manual non-ferrous metals, 1936, section J 4, p. 2; A. v. Z e e r 1 e d e r, technology of light metals, 1947, pp. 24 to 25.