DE1937322A1

DE1937322A1 - Anordnung und Verfahren zur Befestigung nichtmetallischer Teile an metallischen Traegern

Info

Publication number: DE1937322A1
Application number: DE19691937322
Authority: DE
Inventors: Kutzer Louis George
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax 1 LLC
Priority date: 1968-08-02
Filing date: 1969-07-23
Publication date: 1970-02-05
Also published as: DE1937322C3; GB1278422A; JPS4945775B1; DE1937322B2; FR2014988A1

Description

Niagara Falls, New York, USA , ; 22. Juli I969

Anordnung und Verfahren zur Befestigung nichtmetallischer Teile an metallischen Trägern

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Befestigung auswechselbarer Verkleidungen an metallischen Oberflächen und insbesondere die Befestigung und den Austausch keramischer Segmente an Metalloberflächen.

Keramische Verkleidungen werden in Förderschurren, Förderbechern und ähnlichen Anlagen verwendet, bei denen abrieberzeugende oder korrodierende Stoffe einen so schnellen Verschleiß hervorrufen, daß eine metallische Oberfläche ungeeignet ist. Ferner ist es bei bestimmten Anwendungsfällen erwünscht, eine nichtmetallische Fläche zur Verfügung zu haben, die vollkommen frei von Metall, frei von Vertiefungen und frei von Fremdstoffen ist. Obgleich es zweckmäßig ist, in solchen Anwendungsfällen Keramik zu verwenden, gestatten die bekannten Anordnungen und Verfahren zur Befestigung der Keraü»·»' segmente an der Metalloberfläche keinen Austausch eines Segmentes, falls es Bricht oder verschlissen ist, nachdem die gesamte Verkleidung angelegt worden ist.

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BAD ORIGiNAL

Es sind Versuche gemacht worden, Metallbefeetigungeelemente in das Keraalksegment einzuformen. Die Hetalloberfläche kann beispielsweise Löcher aufweisen, mm eine Schraube aufzunehmen, und eine entsprechende Mutter kann in das Keramiksegment eingeforiit werden. Eine solche Anordnung ist jedoch nicht möglich, wenn die Außenseite der Trägerplatte nicht frei liegt oder unzugänglich ist. Ferner muß eine fassung genau in der vorgesehenen Lage sitzen und festzeaentiert werden, so daß die Bänder des Keramiksegmenteβ ordnungsgemäß alt den angrenzenden Segaenten zusammenpassen. Bei anderen bekannten Anordnungen werden die Keramiksegaente miteinander verriegelt und mit der Trägerplatte durch einen Rahmen oder «ine andere Einrichtung verbunden, der bzw. die sich um den Rand heramerβtreckt. Diese Anordnung nacht es schwierig, die einzelnen Keramiksegmente zu ersetzen, weil zwischen den angrenzenden Segmenten verriegelnde Schultern vorgesehen sind.

Sie Erfindung bezweckt die Schaffung einer Anordnung und eines Verfahrene zum schnellen Befestigen und Austauschen einzelner Keraaiksegaente. Biese Anordnung und dieses Verfahren soll es ermöglichen, Verkleidungen verschiedener Bioken und aus verschiedenen Stoffen über einen großen Bereich von Größen anzubringen. Ferner sollen die Anordnmag und das Verfahren ein schnelles Befestigen von Keramiksegaenten an einer metallischen Oberfläche an verschiedenen Stellen einer Trägerplatte ermöglichen, ohne daß eine Änderung der Trägerplatte erforderlieh ist.

Bazu wird geaaJ der Erfin&ung vorgesehen, dafl Keramikblöcke oder Segaente alt einer Kegelöffnung geformt werden, die eich durch das Segaent hindureherstreckt. In diese öffnung, die durch den Keramikbleck fuhrt, wird ein metallischer Halter alt einer Äußeren Segelfliehe eingesetzt, und zwar derart, daß das untere End· dee Halters im Abstand fiber der darunterliegenden metallischen Trägerfläche liegt. Durch den Halter erstreckt sich ein Durchgang, der einen ausreichend großen Durohmeββer hat, ua da· Einführen einer Schweißelektrode in den Durchgang zu ermöglichen. Venn sich da· Keramiksegment auf der

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metallischen Oberfläche in der vorgesehenen Lage befindet und der Halter in der öffnung sitzt, wird die Schweißelektrode in den Durchgang in den Halter eingeführt und eine Schweißverbindung an ' der Innenseite des Halters hergestellt, um damit den Halter mit der metallischen Oberfläche zu verbinden. Der Halter kann von der metallischen Oberfläche mühelos dadurch gelöst werden, daß die Schweißverbindung in der Mitte des Haltersweggeführt wird.

Die Erfindung ist im Nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In den Zeichnungen sindt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ©isea Becher mit einer Keramikauskleidung, die aus Segmenten besteht, welche gemäß der Erfindung befestigt sind,

Fig. 2 ein Schnitt durch den Becher an der Linie 2-2 der Fig. Fig. 3 ein vergrößerter Schnitt durch den Becher an der Linie 5-5 der Fig. 1

Fig. 4 eine Einzelheit eines Halters im Längsschnitt, Tig. 5 eine Draufsicht auf den in Fig. 4 gezeigten Halter, Fig. 6 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Verkleidu&gsanördnung, Fig. 7 ein Schnitt durch die Verkleidungsanordnung r-Λ der Linie 7-7 der Fig. 6 und

Fig. 8 ein Schnitt durch einen Halter in einer weiteren Konstruktionsvariante .

In Fig. 1 und 2 ist sohematischrein Förderbeeher gezeigt, der dazu verwendet werden kann, koordierendes Material, beispielsweise Koks, von einer Stelle zur anderen zu befördern. Der Becher 2 umfaßt einen metallischen Mantel 4» der den Boden, die Sndwände und die Seitenwände des Bechers bildet. Auf die Mantelflächen an der Innenseite des Bechere sind eine Anzahl von Verkleidungssegmenten 6 aufgelegt. Diese Verkleidungssegmente 6 sind mit dem Mantel 4 einzeln durch Halter 8 verbunden, wie das in Fig. 3 gezeigt ist. Der Halter

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let im Längssohnitt in Fig. 4 und in Draufsicht in Fig. 5 gezeigt. Er hat einen in der Kitte befindlichen Durchgang 10, der sich von eines Ende 12 bis zum gegenüberliegenden Ende 14 erstreckt. Eine Kegelfläche 16 erstreckt sich zwisohen den Enden 12 und 14* Eine Schulter 16 ist an der Innenseite des Durchgangs 10 am kleineren Ende 14 angeformt.

Las nichtmetallische Segment 6 hat eine Fassung 20, die sich τοη der freiliegenden Oberseite des Segmente zur Unterseite erstreckt, die am Mantel 4 liegt. Die Segnente 6 bestehen üblicherweise aus w Keramikformteilen, beispielsweise aus Aluminiumoxid oder einem anderen nichtmetallischen hitze- und korrosionsbeständigen Werkstoff. Die Fassung 20 weist einen konischen Abschnitt 22 und einen zylindrischen Abschnitt 24 auf. Der öffnungswinkel des konischen Abschnitte 22 ist etwa der gleiche wie der der Ortefläche 16 des Halters 6. Die Länge des konischen Abschnittes 22 ist allerdings etwas größer als die des Halters β, so daß das kleine Ende 14 im Abstand über der Unterseite des Segmentes 6 liegt.

Eine Schicht aus einem Bindewerkstoff 26, beispielsweise Zement, Kleber oder Kitt wird auf die Innenseite des Mantels 4 aufgetragen, _ um Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Mantels auszugleichen, ^V Sine Schweißnaht 28 wird unten im Durchgang 10 durch ein geeignetes Sohweißrerfahren hergestellt. Die Schweißnaht 28 stellt eine Verbindung mit der Innenfläche des Mantels 4 her, and hintergreift die Schulter 18 des Halters 8, so daß der Halter starr mit dem Mantel 4 verbunden ist. Eine zylindrische Abdeckung 50 wird in den zylindrischen Abschnitt 24 der Fassung 20 eingesetzt, wobei eine Elebesohichtung 32 an die Außenseite der Abdeckung JO angebracht wird, um an den Halter β gegen koordierende Bedingungen an der Oberseite des Segmentes 6 abzuschirmen . Die Abdeckung 30 ist vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie das Segment 6 gebildet.

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üb die Segmente 6 im Becher 2 anzubringen, wird ein Segment auf den Hantel aufgesetzt, nachdem die Bindesohicht 26 entweder auf die Unterseite des Segments 6 oder auf die Oberseite des Mantels 4 aufgetragen worden ist, Venn sich das Segment 6 in der rorgesehenen Lage am Hantel 4 befindet, wird der Halter 8 in die Fassung 20 eingesetzt. Eine abgeschirmte Schweißelektrode wird durch den Durchgang 10 eingeführt, und die Schweißnaht 28 wird zwischen der Oberfläche des Hantele 4 und der Sohulter 18 des Halters 8 hergestellt. Anschließend wird die Abdeckung 30 in den zylindrischen Abschnitt 24 der Fassung 20 eingesetzt und in dieser Lage durch eine geeignete Klebschicht 32 gesichert. Dass wird für jedes Segment 6 wiederholt, bis alle Segmente an der Innenseite des Mantels 4 angebracht worden sind.

Einwichtiger Torteil der Anordnung und des Verfahrens zur Befestigung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Halter mühelos abgenommen werden können, falls eines oder mehrere der Segmente ausgetauscht werden müssen. In den in der Mitte befindlichen Durchgang dee Halters wird ein Bohrer eingeführt und mit ihm werden die Schweißnaht 28 und die Sohulter 18 (Fig. 3) weggebehrt. Dadurch wird der Halter -rom Träger gelöst, so daß das Segment, daß durch den Halter in seiner Lage gesiohert war, nun abgenommen werden kann. Das gestattet das Austauschen einzelner Segmente, ohne das angrensende Segmente gestört werden.

In Jig. 6 und 7 i*t eine Variante der Erfindung gezeigt. Eine Anzahl nichtmetallischer Segmente 34 «ind durch einen Halter 38 an der jeweiligen Ecke des Segmentes mit einem Metallmantel 36 rerbunden. Die Segmente 34 sind rechteckig, und sie weisen an jeder Ecke einen konischen Quadranten 40 auf, der der konischen Außenfläche des Halters38 entspricht. Vier aneinander angrenzende Segmente 34 wirken also zusammen, um eine gemeinsame Fassung 42 für den Halter 38 zu bilden. Die Segmente 34 haben im wesentlichen gerade Seiten, die rechtwinklig zu den Ober- und Unterseiten liegen. Zwischen den angrenzenden Segmenten und um die Außenseite des Halters 38 ist eine Zement- oder Klebeschicht 44 aufgetragen. Eine

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entsprechende Bindeschicht 46 kann im Bedarfafall zwischen der Oberfläche des Mantels 36 und den Segmenten 34 vorgesehen sein.

Der Halter 58 hat einen in der Mitte befindlichen Durchgang 48, der sich durch den Halter hindurcherstreckt. An unteren Ende des Durchgangs 48 befindet sich eine radiale Schulter 50, Eine Schweißnaht 52 ist am unteren Ende des Halters 38 durch ein geeignetes Schweißverfahren hergestellt, die den Halter starr mit der Innenseite des Mantels 36 verbindet. Gemäß der Darstellung in Fig. 7 liegt das obere Ende des Halters 38 im wesentlichen in einer Ebene mit den freiliegenden Flächen des Segmentes 34· Wenn die Segmente an einer Schurre oder an einer Rutsche oder an einer Stelle angeordnet sind, wo der Metallhalter 38 keinen übermäßigen Abrieb oder keiner übermäßigen Korrosion ausgesetzt ist, kann der Halter unbedeckt bleiben.

Um eine Auskleidung in einem Metallmantel gemäß der in Fig. 6 und gezeigten Variante anzubringen, werden die Segmente 34 vie in Fig. 6 auf der Oberfläche des Mantels 36 angeordnet, und der Halter 38 wird in die Fassung 42 eingesetzt, die zwischen den aneinander angrenz enden Segmenten gebildet ist. Eine Schweißelektrode wird durch den Durchgang 48 eingeführt, um die Schweißnaht 52 herzustellen, die eine Verbindung mit der Innenfläche des Mantels 36 herstellt und die Schulter 30 hintergreift, die am Halter38 gebildet ist. Entsprechende Halter werden an jeder Ecke der verschiedenen Segmente 34 vorgesehen, sp daß die Segmente starr mit dem Mantel 36 verbunden sind.

In FIg. 8 ist eine abgewandelte Aueführung einee Halters gezeigt. Dieser Halter 54 weist eine konische Außenseite und einen konischen Durchgang 56 auf, so daß die Wandstärke des Halters im wesentlichen konstant ist. Am unteren Ende des Halters erstreckt sich jedoch ein· Schulter 38 radial nach innen» um mit der

Schweißnah zusammenzuwirken und den Halter 34 mit einem Mantel

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zu verbinden. Die große öffnung am oberen Ende des Halters und die kurze axiale Länge des Halters ind bsonderä gut geeignet zum Anschweißen von Haltern kleiner Görße, und zwar wegen des relativ großen Platzes« der zur Verfügung steht.

Bas Anbringen nichtmetallischer Verschleißplatten oder -Segaente an einen metallischen Mantel kann gemäß der Erfindung schnell und mühelos durchgeführt werden. Die Verwendung von Metallhaltern, die an den Mantel oder an den Träger angeschweißt werden, läßt mühelos ein Anbringen von Segmenten unterschied- ' Iieher Stärke zu, und die Segmente können aus den verschiedensten Werkstoffen bestehen.

Patentansprüche t

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Claims

Patentansprüche

• 1. Anordnimg zur Befestigung eines Segaente an einer Metalloberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Halter (8,38,54) vorgesehen ist, der gegenüberliegende Enden und eine sich zwischen den Enden erstreckende Seitenwand aufweist und durch den sich in Längsrichtung ein Durchgang (10,48,56) erstreckt, wobei an der Seitenwand eine Schulteranordnung vorgesehen ist, und daß das Segment (6,34) gegenüberliegende Flächen und eine Fassung (20,42) hat, die sich zwischen den gegenüberliegenden Flächen erstreckt und eine Schulteranordnung aufweist, an der bei in der Fassung (20, 42) eingesetztes Halter (8, 38,54) die Schulteranordnung des Halters (8,38,54) anliegt, wobei das jeweilige Segment (6,34) dadurch an der Metalloberfläche befestigt wird, daß eine Schweißnaht (28,52) zwischen dem Durchgang (10,48,56) des Halters (6,38,64) und der Metalloberfläche hergestellt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeich η β t, daß die Schulteranordnung des Halters (8,38,54) eine konische Fläche an der Seitenwand aufweist.

3* Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Halter (8,38,54) einen nach innen vorspringenden Bund in dem Durchgang (10, 48,56) an dem einen Ende aufweist.

4* Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Segment (6) eine größere Dicke hat, als der Halter (8) lang ist, und daß eine Abdeckung (30) in die Fassung (20) an dem einen Ende des Halters (8) eingesetzt ist.

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5« Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (20,42) des Segmente (.6,54) mindestens einen Teil einer konischen Fläche aufweist, die sich in Anlage an der Schulterfläche des Malters (8,58,54) befindet.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fassung (42) durch die Stärke des Segaents (34) hinduroherstreokt und daß das Segaent (34) eine Stärke hat, die aindestens gleich der Länge des Halters (38) ist.

7· Anordnung naoh einea der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet ,, daß deine Anzahl von Segaenten (34) in einer Ebene auf einer Metalloberfläche angeordnet sind und aneinanderangrenzende Wände haben, die sich in einer Ecke treffen, wobei die Segaente (54) jeweils die Fassung (42) in der Ecke haben und die Segaentfassungen ia Abstand ua den Uafang des Halters (38) hexua angeordnet sind, und Mittel zur Verhinderung einer Verlagerung der Segmente längs der Fläche von dea Halter (38) weg vorgesehen sind.

8. Anordnung naoh einea der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß das Segaent (6,34) ■»· einer Keraaik besteht.

9. Verfahren zur Befestigung ron Verschleißsegmenten an eine aet aiii sehe Fläche naoh einea der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine Anzahl der Segaente an der Fläche angeordnet werden, der aetaiiisehe Halter durch die jeweilige Öffnung ia dea jeweiligen Segaent an die Fläche angesetzt wird und der Halter anschließend an der Fläche angeschweißt wird.

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10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurchgekennzeichnet, daß zum Anschweißen des Halters eine S hweiß-

elektrode in den im Halter vorgesehenen Durchgang eingesetzt wird, derart» daß die Schweißverbindung auf die Innenseite des Durchgangs und die angrenzende Fläche begrenzt bleibt.

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