DE1937322C3 - Verbundkörper aus einer Metallplatte und einer nichtmetallischen Verkleidung, insbesondere für Förderschurren und Förderbecher - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem bekannten Verbundkörper der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art aus.

Keramische Verkleidungen werden bei Rutschen, Förderbeehern und ähnlichen Anlageteilen, die einem starken Verschleiß durch scheuernde oder korrodierende Stoffe ausgesetzt sind, zum Schutz des metallischen Untergrundes verwendet. Ferner gibt es Fä.lle, bei denen eine nichtmetallische Oberfläche zur Verfii «ung stehen soll, die völlig frei von Metall, Vertiefungen und Fremdstoffen ist. Auch hier bieten sich keramische Auflagen an. Keramische Verkleidungen sind also in vielen Fällen vorteilhaft, doch ermöglichen die bekannten Konstruktionen und Verfahren zum Befestigen von Keramiksegmenten an Metallfläehen keine Auswechselung von verschlissenen oder zu Bruch gegangenen Segmenten, wenn die Verkleidung einmal angebracht ϊ ist.

Es ist schon versucht worden, metallische Befestigungselemente in Keramiksegmente einzuformen. Beispielsweise können in der Metallfläche Löcher zur Aufnahme einer Schraube vorgesehen sein, während in

ίο den Keramiksegmenten Muttern eingeformt sind. Diese Maßnahmen sind jedoch nicht anwendbar, wenn die andere Fläche der Metallplatte nicht freiliegt oder nicht zugänglich ist Ferner muß in dem Keramiksegment eine Ausnehmung eingeformt sein und die Mutter genau in

ii diese Ausnehmung eingepaßt und einzementiert werden, damit die Kanten eines jeden Segmentes einwandfrei an den Kanten der angrenzenden Segmente anliegen.
Bei einer anderen Befestigungsart sind die Keramik-

>o Segmente ineinander verzahnt und mit der Trägerplatte durch einen Rahmen oder ein anderes Bauteil, das die Verkleidung umrandet, verbunden. Bei dieser Konstruktion ist es schwierig, einzelne Keramiksegmente auszuwechseln, da die Segmente mit verzahnenden > Ansätzen oder Schultern versehen sind.

Es stellte sich somLi die Aufgabe, einen Verbundkörper der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art in der Weise zu verbessern, daß bei einer schnellen Befestigungstnöglichkeit Verkleidungen aus Keramik-ίο Segmenten verschiedener Art und Dicke an verschiedenen Stellen einer Trägerplatte angebracht werden können, ohne daß eine Änderung der Trägerplatte erforderlich ist und daß vor allem eine Auswechselung einzelner Keramiksegmente möglich ist

si Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnteranspnJchen 2 bis 4 gekennzeichnet, während Anspruch 5 ein Verfahren für

w die Herstellung der Erfindung zum Gegenstand hat In den Unteransprüchen sind teilweise bekannte Merkmale enthalten.

Zum Verkleiden eines metallischen Untergrundes mit einer Auflage eines anderen Metalls ist es bereits

■n bekannt, in eine durchgehende konische Bohrung des Untergrundes ein konisches Befestigungselement einzusetzen und dieses am Ende mit dem geringeren Querschnitt mit der metallischen Auflage zu verschweißen (britische Patentschriften 10 53 258 und 11 35 113).

V) Auch hat man schon in der Bohrung, in der die Schweißnaht angesetzt ist, eine radial nach innen gerichtete Schulter vorgesehen (US-Patentschrift 32 04 083). Die Verhältnisse sind jedoch bei diesen Metall-auf-Metall-Verbundkörpern ganz andere als bei

Vy einem Verbundkörper aus metallischem Untergrund einer Auflage aus Keramiksegmenten, und die der Auflagenseite gegenüberliegende Seite des metallischen Untergrundes muß auch hier wieder zugänglich sein.

Für das bei der Erfindung vorliegende Gestaltungs-

fio prinzip, bestehend aus Aufgabe und der Gesamtheit aller Lösungsmittel sind beim Stand der Technik keine solchen technischen Hinweise zu erkennen, daß dieses Gestaltungsprinzip ohne weiteres und ohne erfinderische Überlegungen hätte entwickelt werden können,

μ wenn auch durch das Prinzip der Verbindung über konische Befestigungselemente, die in Bohrungen der Segmente eingesetzt werden und an ihrem unteren verengenden Bohrungsteil angeschweißt werden, die

Erfindungsböbe noch nicht begründen werden soll, weil hierzu beim Stand der Technik genügend technische Hinweise vorhanden sind. Jedoch ist die Gesamtheit aller Gestaltungsmerkmale durch den Stand der Technik nicht nahegelegt worden. Insbesondere ist die Erfindungshöhe durch die Merkmale begründet, die darin bestehen, daß das metallplattenseitige Ende des Befestigungselementes einen Abstand zur Metallplatte aufweist, vor allem im Hinblick auf die technische Wirkung derselben.

Die Erfindung bietet gegenüber bekannten Befestigungsmaßnahmen zunächst den Vorteil, daß in dem Metallkörper keine Bohrungen vorhanden zu sein brauchen. Auch ist es nicht erforderlich, daß die der Auflagenseite gegenüberliegende Seite des Metallkörpers zugänglich ist. Beim Anbringen der Keramiksegmente is?, man somit nicht auf Stellen festgelegt, an denen sich eine Bohrung in der Trägerplatte befindet Der Schulteransatz am metallplattenseitigen Ende der Bohrung, in den Keramiksegmenten biidet praktisch ein Bett für das Schweißmetall, so daß bei der Herstellung des Verbundkörpers auch ohne sehr sorgfältiges Arbeiten eine gute und einwandfreie Schweißverbindung erhalten wird. Darüber hinaus erleichtert die Schulter auch die Auswechselung eines einzelnen Keramiksegmentes. Wie nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird, braucht man nur Schulter und Schweißnaht wegzubohren und kann dann die Verbindung durchtrennen, ohne das angrenzende Segment zu beschädigen. Das ist besonders wertvoll, wenn mehrere jo benachbarte Segmente in einem Eckpunkt durch ein einziges Befestigungselement gehalten werden und nur ein Segment ausgewechselt werden soll. Dadurch, daß das Befestigungselement am metallplattenseitigen Ende einen Abstand zur Metallplatte hat, wird das Anschwei- J5 Ben weiter erleichtert, da der Lichtbogen nur von der Schulter des metallischen Befestigungselementes auf die Metallplatte übergehen kann.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Becher eines Becherwerks mit einer Keramikauskleidung aus auf einer Metallplatte befestigten Segmenten,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Becher längs der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt durch den Becher längs der Linie 3-3 in F ig. 1,

Fig.4 eine Einzelheit eines Befestigungselementes im Längsschnitt,

F i g. 5 eine Draufsicht auf das in F i g. 4 dargestellte 5u Befestigungselement,

Fi g. 6 eine Draufsicht auf eine abgeänderte Auskleidungsart,

F i g. 7 einen Schnitt durch die Auskleidungsart längs der Linie 7-7 in Fi g* 6 und η

F i g. 8 einen Schnitt durch ein Befestigungselement für diese Auskleidungsart

Die F i g. 1 und 2 zeigen schematische Darstellungen eines Förderbechers, der verwendet werden kann, um schleißendes oder korrodierendes Material, wie Keks, μ von einer Stelle zur anderen zu befördern. Der Becher 2 besteht aus einem metallischen Mantel 4, der den Boden, die Endwände und die Seitenwände des Bechers bildet. Auf die Mantelplatten an der Innenseite des Bechers sind eine Anzahl von Verkleidungssegmenten 6 aufgelegt. Diese Verkleirtimgssegmente 6 sind, wie in F i g. 3 dargestellt, mit der Mantelplatte 4 einzeln durch metallische Befestigungselemente 8 verbunden. Das Befestigungselement ist im Längsschnitt in F ig. 4 und in Draufsichi in F i g, 5 dargestellt. Es hat in der Mitte eine durchgehende Bohrung 10, die sich von einem Ende 12 bis zum gegenüberliegenden Ende 14 erstreckt, und ist zwischen den Enden 12 und 14 konisch mit einer Mantelfläche 16 ausgebildet. An der Innenseite der Bohrung 10 ist an dem Ende 14 mit dem geringeren Querschnitt eine Schulter 18 angeformt

Das nichtmetallische Segment 6 hat eine durchgehende öffnung 20, die sich von der freiliegenden Oberseite des Segments zur Unterseite erstreckt, die am Mantel 4 anliegt Die Segmente 6 bestehen üblicherweise aus Keramikformteilen, beispielsweise aus Aluminiumoxid oder einem anderen nichtmetallischen hitze- und korrosionsbeständigen Werkstoff. Die öffnung 20 hat einen konischen Abschnitt 22 und einen zylindrischen Abschnitt 24. Der öffnungswinkel des konischen Abschnitts 22 ist etwa der gleiche wie der der Mantelfläche 16 des Befestigungselementes 8. Die Länge des konischen Abschnittes 22 ist aber etwas größer als die des Halters 8, so daß das Ende 14 mit dem geringeren Querschnitt zu der Unterseite des Segmentes 6 Abstand hat

Auf der den Keramiksegmenten zugewandten Seite der Ma»?ielplatte 4 ist zweckmäßigerweise eine Schicht aus einem Bindemittel 26, wie Zement, Klebstoff oder Kitt, aufgetragen, um Unregelmäßigkeiten der Oberfläche der Mantelplatte auszugleichen. Im metallplattenseitigen Ende der Bohrung 10 ist mit Hilfe eines geeigneten Schweißverfahrens eine Schweißnaht 28 hergestellt Die Schweißnaht 28 stellt eine Verbindung des Befestigungselementes 8 mit der Innenfläche der Mantelplatte 4 her und erstreckt sich hinter die Schulter 18 des Befestigungselementes 8, so daß das Befestigungselement starr mit der Mantelplatte 4 verbunden ist In dem zylindrischen Abschnitt 24 der Öffnung 20 ist eine zylindrische Abdeckung 30 eingesetzt und an der Außenseite mit einer Klebstoffschicht 32 bedeckt, um das Befestigungselement S gegen korrodierende Einflüsse von der Oberseite des Segmentes 6 her zu schützen. Die Abdeckung 30 besteht am besten aus dem gleichen Werkstoff wie das Segment 6.

Um die Segmente 6 im Becher 2 anzubringen, wird ein Segment auf die jeweilige Mantelplatte aufgelegt, nachdem zuvor die Bindemittelschicht 26 entweder auf die Unterseite des Segments 6 oder auf die Oberseite der Mantelplatte 4 aufgetragen worden ist Wenn sich das Segment 6 in der vorgesehenen Lage auf der Mantelplatte 4 befindet, wird das Befestigungselement 8 in die Öffnung 20 eingesetzt Eine ummantelte Schweißelektrode wird durch die Bohrung 10 eingeführt, und zwischen der Oberfläche der Mantelplatte 4 und der Schulter 18 des Befestigungselementes 8 wird die Schweißnaht 28 hergestellt Anschließend wird die Abdeckung 30 in den zylindrischen Abschnitt 24 der Öffnung 20 eingebracht und in dieser Lage durch eine geeignete Klebstoffschicht 32 befestigt Dies wird für jedes Segment 6 wiederholt, bis alle Segmente an der Innenseite des Mantels 4 angebracht worden sind.

Ein wichtiger Vorteil des Verbundkörpers und des Verfahrens zu seiner Herstellung besteht darin, daß die Befestigungselemente mühelos entfernt werden können, falls eines oder mehrere der Segmente ausgewechselt werden sollen. Durc'i die öffnung 10 in der Mitte des Befestigungselementes wird ein Bohrer geführt, und mit ihm werden die Schweißnaht 28 und die Schulter 18 (Fig.3) weggebohrt Dadurch wird das Befestigungselement der Trägerplatte gelöst, so daß das von dem

Befestigungselement gehaltene Segment nun abgenommen werden kann. Das gestattet das Auswechseln einzelner Segmente, ohne daß angrenzende Segmente beschädigt werden.

In den F i g. 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Eine Anzahl nichtmetallischer Segmente 34 ist durch ein Befestigungselement 38 an der jeweiligen Ecke des Segmentes mit einer Metallplatte 36 verbunden. Die Segmente 34 sind rechteckige Platten und weisen an jeder Ecke einen konischen Viertelkreiskreisausschnitt 40 auf, der der konischen Außenfläche des Befestigungselementes 38 entspricht. Vier aneinandergrenzende Segmente 34 wirken also zusammen, um gemeinsam eine öffnung 42 für das Befestigungselement 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 BefestigunRselementes 38 ist eine Zement- oder Klebstoffschicht 44 aufgetragen. Eine entsprechende Bindemittelschicht 46 kann bei Bedarf zwischen der Oberfläche der Mantelplatte 36 und den Segmenten 34 vorgesehen sein.

Das Befestigungselement 38 hat in der Mitte eine Bohrung 48, die sich durch das Element hindurcherstreckt. Am unteren Ende der Bohrung 48 befindet sich eine nach innen gerichtete radiale Schulter 50. Am metallplattenseitigen Ende des Befestigungselementes 38 ist durch ein geeignetes Schweißverfahren eine Schweißnaht 52 hergestellt, die das Befestigungselement fest mit der Mantelplatte 36 verbindet. Wie aus F i g. 7 ersichtlich, schließt das Ende des Befestigungselements 38 mit dem größeren Querschnitt im wesentlichen bündig mit den freiliegenden Flächen der Segmente 34 ab. Wenn die Segmente 34 an einer Rutsche oder sonst an einer Stelle angebracht sind, wo das metallische Befestigungselement 38 keinem übermäßigen Abrieb oder keiner übermäßigen Korrosion ausgesetzt ist, kann das Befestigungselement unbedeckt bleiben.

Um eine Auskleidung an einer Metallplatte in der in den F i g. 6 und 7 dargestellten Art anzubringen, werden '> die Segmente 34 in der in Fig.6 veranschaulichten Weise auf der Oberfläche der Platte 36 angeordnet und das Befestigungselement 38 wird in die öffnung 42 zwischen den aneinandergrenzenden Segmenten eingesetzt. Eine Schweißelektrode wird durch die Bohrung 48

ίο geführt und eine Schweißnaht 52 hergestellt, die die Platte 36 mit dem Befestigungselement 38 verbindet und sich hinter die Schulter 50 in der Bohrung 48 erstreckt. Entsprechende Befestigungselemente werden an jeder Ecke der verschiedenen Segmente 34 angebracht.

i'"> wodurch die Segmente fest mit der Platte 36 verbunden werden.

In F i g. 8 ist eine abgeänderte Ausführungsform eines Befestigungselementes dargestellt. Dieses Element 54 weist eine konische Form und eine konische Bohrung 56

2» auf, so daß seine Wandstärke im wesentlichen konstant ist. An dem Ende mit dem geringeren Querschnitt erstreckt sich jedoch eine Schulter 58 radial nach innen, die mit der Schweißnaht bei der Befestigung des Elementes mit der Metallplatte 54 zusammenwirkt. Die

2'-> große Öffnung an dem Ende des Befestigungselementes 54 mit dem größeren Querschnitt und die kurze axiale Länge des Befestigungselementes erleichtern wegen des relat'v großen Platzes, der zur Verfügung steht, besonders das Anschweißen von Befestigungselemen-

)o ten kleiner Größe.

Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Maßnahmen lassen sich nichtmetallische Verschleißplatten oder -Segmente schnell und mühelos an Metallwänden anbringen. Durch die Verwendung metallischer Befesti-

Ji gungselemente, die an Metallwände oder Trägerplatten angeschweißt werden, können Segmente unterschiedlicher Stärke und aus den verschiedenen Werkstoffen angebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Verbundkörper aus einer Metallplatte und einer nichtmetallischen Verkleidung aus plattenförmigen Segmenten, insbesondere für Förderschurren und Förderbecher, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment (6, 34) mindestens eine durchgehende öffnung (20, 42) aufweist, die in Richtung auf die Metallplatte (4, 36) einen sich konisch verengenden Querschnitt (16) hat und in die ein mit einer durchgehenden Bohrung (10, 48, 56) versehenes konisches Befestigungselement (8, 38, 54) aus Metall eingesetzt ist, dessen metallplattenseitiges Ende von der Metallplatte (4, 36) einen Abstand hat, das ammetallplattenseitigen Ende der Bohrung (10, 48, 56) einen radial nach innen gerichtete: Schulter (18, 50, 58) aufweist und das durch eine Schweißnaht (28,52) zwischen Bohrung (10,48,56) !!^Metallplatte(4,36) befestigt ist

2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Befestigungselementes (8) geringer als die Stärke des Segmentes (6) ist und im verbleibenden Teil der Segmentöffnung (20,42) eine nichtmetallische Abdeckung (30) für das Befestigungselement (8) angeordnet ist

3. Verbundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Metallplatte (4, 36) und jedem Segment (6, 34) eine Bindemittelschicht (26,46) angeordnet ist

4. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daS. eine Anzahl von Segmenten (34) in einer Ebene mit aneinandergrenzenden Kanten auf der Metailplai ϊ(36) angeordnet sind, wobei sich die durchgehende öffnung an aneinandergrenzenden Ecken der Segmente (34) befindet und in den Fugen zwischen den angrenzenden Segmenten (34) ein Bindemittel (44) angeordnet ist.

5. Verfahren zur Herstellung des Verbundkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente unter Zwischenfügen einer Bindemittelschicht auf der Metallplatte angeordnet, die metallischen Befestigungselemente (8, 38, 54) in den Segmentöffnungen (20, 42) eingesetzt werden, jeweils eine Schweißelektrode in die Bohrung (10,48,56) der Befestigungselemente (8, 38, 54) geführt wird und die Schweißung derart ausgeführt wird, daß die Schweißverbindung (28,52) auf den Innenraum der Bohrung im Befestigungselement und deren Umgebung beschränkt bleibt