DE1812227A1

DE1812227A1 - Laufflaechenplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1812227A1
Application number: DE19681812227
Authority: DE
Inventors: Kuhns Robert Charles
Original assignee: KELLEY CO Inc
Current assignee: KELLEY CO Inc
Priority date: 1968-01-31
Filing date: 1968-12-02
Publication date: 1969-08-14
Also published as: NL6901187A; NL141112B; FR1593955A; SE343218B; DE1812227B2; GB1244210A; US3423559A

Description

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"Laufflächenplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung"

Metalllaufflächenplatten, wie sie für Fußwege, Rampen, Decks, Treppenstufen und dergleichen Verwendung finden, sind normalerweise mit einer texturierten oder rauhen Oberfläche versehen, um die gleitsicheren Eigenschaften einer solchen Laufflächenplatte zu verbessern. Eine bekannte Ausführungsform einer solchen laufflächenplatte weist ein eingeprägtes oder texturiertes Muster auf, das in das Metall eingewalzt ist. Diese Art einer Laufflächenplatte ist verhältnismäßig teuer und, obwohl das texturierte Muster eine Verbesserung gegenüber einer glatten Metallplatte darstellt, bei nassen Witterungsbedingungen oder gar bei Eis unzureichend.

Bei einer anderen Ausführungsform einer üblichen Laufflächenplatte werden Teilchen oder Körner aus einem rauhen Material, beispielsweise Aluminiumoxyd, mit Hilfe eines Harzes mit der Oberfläche der Platte verbunden oder man walzt diesen Grieß oder Schrott in die Plattenoberfläche ein. Während eine Laufflächenplatte dieser Art ausgezeichnete Gleitschutzeigenschaften aufweist, ist ihre Herstellung doch außerordentlich teuer und es ist wegen des Aluminiumoxydüberzugs schwierig, die

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Platte in Größen zu schneiden und herzustellen.

Bei anderen Einrichtungen verwendet man Rost- oder Streckme talllauf flächenplatt en. Diese Ausführurigsform einer laufflächenplatte ist außerordentlich teuer und bringt in der Fabrikation Schwierigkeiten mit sich, insbesondere hinsichtlich des Anschweißens von Bauteilen an die Rostknnstruktion oder das Streckmetall und das Zurechtschneiden des Materials auf Größe. - .

Die Erfindung richtet sich auf eine billige Metalllaufflächenplatte, die sich leicht herstellen läßt und trotzdem ungewöhnliche Gleitsicherheit bietet. Gemäß der Erfindung ist die Oberfläche der Laufflächenplatte, die sich für Fuß- oder Fahrzeugverkehr eignet, mit einer Reihe von im Abstand angeordneten Schweißraupen versehen. Statt die Schweißraupen glatt und regelmäßig zu erstellen, wie es beim normalen Schweißen der Fall ist, werden die Schweißraupen rauh und unregelmäßig ausgebildet und enthalten zahlreiche Spitzen, Grate, Oxydeinschlüsse und Schweißspritzer. Die unregelmäßige Schweißraupe wird dadurch erzeugt, daß man eine blanke Kohlenstahlelektrode oder einen entsprechenden Schweißdraht mit hoher Stromdichte und einem schälenden Bogen verwendet.

Die rauhe Schweißraupe liefert ausgezeichnete Gleitsicherheit und beim Verschleiß der Schweißraupe werden zusätzliche Einschlüsse und Spitzen freigelegt, so daß die rauhe und unregelmäßige Gestalt der Schweißraupe über ihre gesamte Lebensdauer erhalten bleibt. Darüberhinaus kann die Laufflächenplatte mit einer üblichen Schweißeinrichtung hergestellt werden und zwar entweder manuell oder im automatischen Verfahren, wobei die Platte relativ zu einer Reihe von Schweißköpfen bewegt wird oder die Schweißköpfe sich relativ zur Platte bewegen.

Als weiterer Vorteil zeigt sich, daß die Laufflächenplatte leicht in Größen zerschnitten und in die gewünschten Gegenstände, beispielsweise eine Rampe, eine Deckplatte, tine

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Treppenstufe und dergleichen geformt werden kann, wobei man sich üblicher Fabrikationseinrichtungen und -techniken bedienen kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Die Zeichnung zeigt in:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Laufflächenplatte gemäß der Erfindung in ihrer Verwendung als Ladeflächenrampe ;

Pig. 2 eine perspektivische vergrößerte Ansicht der Schweißraupe ϊ und in

Pig. 3 eine echematische Barstellung der Befestigung zum Festklammern der Platte während des Schweißens.

Die Zeichnung zeigt die Laufflächenplatte gemäß der Erfindung bei Verwendung als Ladeflächenrampe 1, die den Spalt zwischen einem Dock 2 und der Ladefläche 3 eines Fahrzeugs überbrückt. Die Ladeflächenrampe ist üblicher Bauart (vergleiche USA-Patent 3 117'332) und sitzt in einer Ausnehmung oder Grube in der Dockoberfläche, so daß im Ruhezustand die obere Oberfläche der Rampe 1 im allgemeinen mit der Dockfläche 2 fluchtet. Nachdem das Fahrzeug oder dergleichen bis zum Dock zurückgestoßen ist, löst der Arbeiter von Hand die Versperrvorrichtung, wodurch sich die Rampe durch ein Gegengewichtsystem nach oben verschwenkt und die Lippe 4 der Rampe soweit nach oben gelangt, daß sie im wesentlichen mit der Rampenoberfläche fluchtet. Der Arbeiter tritt dann die Rampe nach unten auf die Ladefläche 3 in üblicher Weise.

G-emäß der Erfindung enthält die Rampe eine Reihe von im allgemeinen parallel zueinander verlaufender Schweißraupen 5» die sich von vorne nach rückwärts in Rampenrichtung erstrekkan. Wie man aus Fig. 2 erkennt, ist jede Schweißraupe unre-

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gelmäßig und rauh und enthält-zahlreiche Spitzen, Krater, Blasen, Oxydeinschliis se und Splitter. Es ist erwünscht, daß die Schweißraupe eine rauhe Oberfläche erhält, was in direktem Gegensatz zu den üblichen Schweißtheorien, steht, die eine glatte regelmäßige Schweißraupe verlangen, die frei von Spitzen, Einschlüssen und anderen Defekten ist. Die Defekte in der Schweißraupe 5 liefern scharfe reibende Kontaktpunkte, wodurch sich ein ausgezeichneter Gleitschutz ergibt. Wenn die Schweißraupe im Laufe verschleißt, dann ergeben sich darüberhinaus zusätzliche Spitzen, Einschlüsse und dergleichen, die immer wieder freigesetzt werden'und damit die Reibungsberührungspunkte über die gesamte Lebensdauer der Rampe aufrecht erhalten.

Wird die Laufflächenplatte als Ladeflächenrampe, wie in Pig. 1 dargestellt, verwendet, dann verlaufen die Schweißraupen 5 vorzugsweise parallel von vorne nach rückwärts, wobei zwischen benachbarten Schweißraupen Abstände von annähernd 2 bis 5 cm und mehr verbleiben, so daß jeweils mehr als eine Schweißraupe mit den Reifen eines Ladefahrzeuges oder dergleichen in Berührung steht, das sich über die Rampe bewegt.

Die Schweißraupe 5 kann entweder fortlaufend oder unterbrochen sein. Bei einigen Anwendungsbeispielen kann man ein quer verlaufende«, diagonales oder wählloses Schweißraupenmuster verwenden, abhängig von dem !besonderen Verwendungszweck «und der Art des Verkehrs, dem die Laufflächenplatte unterliegt«

Die Schweißraupen 5 werden nach einem Verfahren hergestellt, das dem normalen Schweißverfahren gerade entgegengesetzt ist. Normalerwelse ist es erwünscht, eine glatte, regelmäßige Schweißraupe frei von Einschlüssen und anderen Unregelmäßigkeiten zu erzeugen. Zum Erhalt einer sauberen glätten Sehweißraupe erfordern die üblichen Verfahren, daß der Bogen durch ein inertes oder reduzierendes Gas abgeschirmt ist und daß

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Flußmittel, entweder in 3?orm eines äußeren Überzuges oder, eines inneren Kernes im Zusammenhang mit dem Schweißdraht oder der Schweißelektrode zum Einsatz kommen. Darüberhinaus werden in einigen Fällen deoxydierende Metalle mit der Elektrode legiert und die deoxydierenden Metalle sollen jeglichen Sauerstoff in der Nachbarschaft des Bogens in stabile Oxyde umwandeln. Im Gegensatz zur normalen Schweißpraxis werden gemäß der vorliegenden Erfindung blanke, unabgeschirmte Kohlenstahlschweißdrähte oder -elektroden verwendet. Es findet weder ein Schutzgas noch ein Flußmittelbestandteil im Zusammenhang mit der Elektrode Verwendung und es sind auch im wesentlichen keine Legierungszusätze in der Elektrode vorhanden.

Beim Schweißen findet eine hohe Stromdichte im allgemeinen oberhalb 21 700 A/cm² (140 000 A/Zoll²) und vorzugsweise im Bereich von 24 800 bis 26 400 A/cm² (160000 bis 170 000 A/ Zoll ) bei Einsatz einer Kohlenstoffstahlelektrode Verwendung. Außerdem verwendet man einen extrem kurzen Auftragsschweißbogen (stubbing arc) mit einer minimalen länge von annähernd 1,225 mm (0,005 Zoll) oder weniger. Für die meisten Anwendungsgebiete findet eine umgekehrte Polarität Verwendung. Man kann jedoch in einigen Fällen auch eine positive Polarität verwenden, jedoch ist dann der Einbrand nicht so groß als bei Anwendung negativer Polarität. Jedoch führt eine positive Polarität zu einer geringeren Wärmeentwicklung in der Laufflächenplatte, so daß für den Fall, daß ein Verwerfen ein ernstliches Problem darstellt, die positive Polarität empfehlenswert ist.

Unter diesen Schweißbedingungen entsteht bei Verwendung einer blanken, nicht abgeschirmten Kohlenstoffstahlelektrode in Verbindung mit einer hohen Stromdichte und einem Auftragsschweißbogen statt eines stabilen Bogens ein explosiver Bogen. Dies führt dazu, daß das Sohweißmetall in unregelmäßigen

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Mustern unter Bildung zahlreicher Spitzen, Krater, Vorsprünge»! Oxydeinschlüsse» und anderen Unregelmäßigkeiten aufgetragen wird, wie es in Pig. 2 darzustellen versucht wurde.

Wenn ein Verwerfen der Laufflächenplatte während des Schweißvorganges infolge der erzeugten Hitze auftreten kann, ist es zweckmäßig, die Platte während des Schweißvorganges vorzuwölben. Wie man aus Pig. 3 erkennt, ist der Mittelteil der Platte 1 von einer Befestigungsbodenplatte 6 durch ein Abstandsstück 7 getrennt, während die Kanten der Platte am Befestigungsstück verklammert sind, so daß die Platte eine gewölbte Kontur annimmt. Dann wird die Schweißraupe in Richtung von der einen Klammer 8 zur anderen Klammer verlegt, Nach dem Schweißauftrag wird die Platte nach Freigabe von den Klammern verhältnismäßig gerade und man braucht sie nicht mehr in üblicher Welse zu richten.

Im folgenden soll ein besonderes Ausführungsbeispiel für den Schweißvorgang bei der Herstellung der laufflächenplatte wiedergegeben werden:

Plattenmaterial ASTM A441 -Stahl

Plattengröße (72 Zoll χ 83 Zoll χ

3/16 Zoll)

183 cm χ 211 cm χ 0,47 cm

Elektrodengröße (1/16 Zoll Durchmesser)

1,587 mm Durchmesser

Elektrodenzusammensetzung;

Kohlenstoff 0,13 - 0,19 1>

Mangan 0,95 - 1,30 fi

Phosphor. maximal 0,025 ^aß>

Schwefel maximal 0,035 fi

Silizium ...0,45 - 0,60 ji-

Eisen .Rest

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Geschwindigkeit des Elektrodenvorsohubs (800 Zoll/Min.)

20,32 m/Min.

Laufgeschwindigkeit der Elektrode (110 Zoll/Min.)

279,4 cm/Min.

Bogenatrometärke 500 Ampdre

Bogenspannung 35 Volt

Bogenstromdichte (160 000 Amp./Zoll²)

24 800 Amp/om

Polarität umgekehrt.

Unter diesen Sohweißbedingungen erhält man unter Verwendung einer blanken» nicht abgesohirmten Kohlenstoffstahlelektrode in Luft einen instabilen explosiven Bogen, was zu einem unregelmäßigen, rauhen Auftrag des Schweißmetalls mit Kratern, Einschlüssen, Fehlstellen und anderen Unregelmäßigkeiten führt, die beim normalen richtigen Schweißen nicht auftreten.

Die Lauffläohenplatte gemäß der Erfindung kann überall dort zur Anwendung kommen, wo sie dem Fußgänger- oder Fahrzeugverkehr ausgesetzt ist und eine Gleitschutz- oder Reibungsoberflache gefordert wird. Nan kann die Laufflächenplatte nicht nur als Rampe für eine Ladefläche verwenden, sondern auch als Laufweg, Brückenlaufflächen, Kriechgang oder Laufboden, Sohiffsdeck, Treppenstufen und dergleichen, d.h. überall dort, wo infolge von öl, Farbspritzern oder dergleichen öleitgefahr besteht.

Während die obige Beschreibung auf die Herstellung einer Kohlenstoffetahlschweißraupe auf einer niedriggekohlten Stahllaufplatte gerichtet war, ist es selbstverständlich, daß die Laufplatte und die Schweißraupe aus Jedem gewünchten Metall bzw. jeder gewünschten Legierung, wie Aluminium, Magnesium, rostfreiem Stahl, Bronze oder dergleichen, hergestellt werden können, daß es aber ohne Rücksicht auf das eingesetzte Material wichtig ist, daß der Schweißvorgang grundsätzlich

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entgegengesetzt zu denjenigen Sohwelßpraktiken durchgeführt wird, so daß man in jedem Falle eine unregelmäßige rauhe Schweißraupe erhält.

- Patentansprüche t -

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Claims

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Patentansprüche :

■ 1. Verfahren zur Herstellung einer Laufflächenplatte für Puß- oder Fahrzeugverkehr, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

Herstellung einer Platte;

Erzeugen eines kurzen Auftragsschweißlichtbogens in Luft zwischen einer sich verbrauchenden Elektrode und der Platte;

Vorschieben der Elektrode in Richtung der Platte; Aufrechterhalten einer solchen Stromdichte in der Elektrode, daß in Kombination mit dem kurzen Auftraglichtbogen ein explosiver Metallübergang erfolgt;

Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Elektrode und Platte; und

Unterhaltung des Bogens im wesentlichen frei von Schutzgasen und Flußmitteln zur Schaffung einer rauhen und unregelmäßigen Schweißraupe auf der Platte.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Platte aus Stahl und einer Elektrode aus Stahl "mit niedrigem Kohlenstoffgehalt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß eine im wesentlichen von deoxydierenden Metallzusätzen freie Elektrode Verwendung findet.
4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromdichte oberhalb ca. 21 700 A/cm beträgt.
5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromdichte ca.

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24 800 bis 26 400 A/cm² beträgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen eine Länge unter 1,25 mm aufweist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ,dadurch ge" kennzeichnet, daß die Metallplatte nach der Formgebung zur Herstellung einer im allgemeinen konvexen Kontur für die Platte von einem ersten zu einem zweiten Plattenende und zur Schaffung einer Relativbewegung zwischen Platte und Elektrode in Richtung vom ersten zum zweiten Plattenende vorgewölbt wird.
8. laufflächenplatte bestehend aus einer Metallplatte mit einer dem Verkehr zugewandten Oberfläche und Erhebungen auf dieser Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen aus einer Reihe von in rauher und ungleichmäßiger Form vorliegenden, zahlreiche Spitzen, Krater, Einschlüsse und andere Unregelmäßigkeiten aufweisenden Schweißraupen zur Erzeugung eines verbesserten Gleitschutzes bestehen.
9. Laufflächenplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Schweißraupen im wesentlichen parallel und mit Abstand zueinander verlaufen.
10. laufflächenplatte nach Anspruch 8, ausgebildet als Überbrückungsplatte für den Spalt zwischen einem Ladedock und einer Trägerlagefläche mit im allgemeinen vom Dock zur Fläche verlaufenden Schweißraupen.

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