DE19855557C1 - Verfahren zur Herstellung einer Verschleißplatte und Verschleißplatte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verschleißplatte (1) sowie eine Verschleißplatte (1), die aus einer mit einer Basislage (2) unlösbar verbundenen Decklage (3) aus einem härtbaren Material besteht und die Decklage (3) im gehärteten Zustand einen gegenüber der Basislage (2) erhöhten Verschleißwiderstand aufweist. Die Decklage (3) ist durch sich von ihrer Oberfläche (4) in Richtung zur Basislage (2) erstreckende Nuten (5) in einzelne Flächensegmente (6) unterteilt. Mit der Unterteilung der Decklage (3) ist es möglich, eine durch Härten bedingte Krümmung der Verschleißplatte (1) zu verringern und durch einfaches Nacharbeiten nahezu gänzlich zu beseitigen.

Description

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Her­ stellung einer Verschleißplatte und andererseits eine Verschleißplatte, die aus einem Verbundblech aus einer mit einer Basislage unlösbar verbundenen Decklage aus einem härtbaren Stahl besteht, wobei die Decklage im ge­ härteten Zustand einen gegenüber der Basislage erhöhten Verschleißwiderstand aufweist.

Verschleißplatten kommen vor allem bei Förder- und/oder Lagervorrichtungen zum Einsatz, die einem hohen Reibungs­ verschleiß unterworfen sind. Neben einem hohen Ver­ schleißwiderstand sollen Verschleißplatten dieser Gattung auch eine ausreichende Zähigkeit aufweisen. Bekannte Aus­ führungsformen bestehen aus einer Basislage aus einem re­ lativ weichen Grundmaterial und einer auf diese Basislage aufgebrachten verschleißfesteren Decklage.

Die Decklage kann durch Auftragsschweißung auf die Basis­ lage aufgebracht sein.

Es sind darüber hinaus auch Verbundplatten bekannt, die sich aus mindestens zwei Lagen unterschiedlichen Mate­ rials zusammensetzen. Derartige Verbundplatten bestehen häufig aus Stahl, wobei nur die Decklage aus einem härt­ baren Material besteht. In derartigen Verbundplatten ent­ stehen im Zuge des Härteprozesses beim Abkühlen von der Härtetemperatur thermische Spannungen und Umwandlungs­ spannungen. Thermische Spannungen werden durch Tempera­ turunterschiede zwischen dem Rand und dem Kernbereich der Verbundplatte verursacht. Umwandlungsspannungen entstehen durch das größere Volumen des tetragonal verzerrten Mar­ tensits gegenüber dem Ausgangsgefüge. Diese Umwandlungs­ spannungen überlagern sich in nicht vorhersehbarer Weise mit den thermischen Spannungen.

Eine ursprünglich ebene Verschleißplatte weist nach dem Härten häufig unerwünschte Verwerfungen auf. Die härtbare Decklage dehnt sich beim Härtevorgang stärker aus als die Basislage, wodurch sich die Verschleißplatte krümmt. Die Abweichung von der ursprünglichen Form kann dabei so stark sein, dass die Verschleißplatte nicht mehr gerich­ tet werden kann. Für den gedachten Einsatzzweck ist sie dann nur bedingt brauchbar.

Aus der DE-PS 601 241 ist ein Verfahren zur Vermeidung großer Härtespannungen beim einseitigen Härten von der Beanspruchung von Geschossen ausgesetzten einlagigen Pan­ zerplatten bekannt. Bei diesem Verfahren werden in die zu härtenden Seiten der Panzerplatten Schlitze eingefräst. Nach dem Schlitzen werden die Panzerplatten gehärtet. Hierbei wird in die Schlitze insbesondere Lehm ge­ schmiert, damit in den Schlitzen keine Härtung eintreten kann und die in der gehärteten Seite erzeugten Spannungen durch die Schlitze ausgeglichen werden.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer Verschleißplatte unter Vermeidung unzulässiger Verformungen zu verbessern und eine derartige Verschleißplatte aufzuzeigen.

Die Lösung des verfahrensmäßigen Teils dieser Aufgabe be­ steht nach der Erfindung in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Kerngedanke bildet die Maßnahme, bei einem Verbundblech mindestens die Decklage vor dem Härteprozess durch sich von ihrer Oberfläche in Richtung zur Basislage er­ streckende Nuten in einzelne Flächensegmente zu untertei­ len.

Auf diese Weise ist es möglich, eine durch Härten be­ dingte Krümmung der Verschleißplatte zu verringern. Die einzelnen Flächensegmente dehnen sich zwar bei der Här­ tung durch die Gefügeveränderung weiterhin lateral aus, allerdings sind diese Längenänderungen lokal auf das je­ weilige Flächensegment begrenzt. Sie werden nicht auf be­ nachbarte Flächensegmente übertragen. Härtespannungen wirken sich aufgrund der durch die Nuten gebildeten Zwi­ schenräume nicht auf benachbarte Flächensegmente aus. So­ mit werden Eigenspannungen in der Verschleißplatte wir­ kungsvoll reduziert, wodurch ein Krümmen weitgehend un­ terdrückt werden kann und gegebenenfalls notwendige Richtarbeiten problemlos vorgenommen werden können.

Mit diesem Verfahren hergestellte Verschleißplatten wei­ sen eine hohe Maßgenauigkeit auf und können, falls er­ forderlich, leicht nachgearbeitet werden, da nur geringe Eigenspannungen in der weichen Basislage zu überwinden sind.

Das Einbringen der Nuten kann auf verschiedene Weise vor­ genommen werden. Vorteilhaft ist der Einsatz eines Schei­ benfräsers, durch den Nuten gezielter Kontur erzeugt wer­ den können.

Eine besonders zweckmäßige Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den Merkmalen des Anspruchs 2 erblickt. Danach werden die beiden in Form eines Verbund­ blechs unlösbar miteinander verbundenen Lagen auf ihrer gesamten Dicke durchtrennt, beispielsweise durch einen einfachen Stanzprozess. Die so gebildeten Flächensegmente werden anschließend über die Basislage mindestens durch Punktschweißung wieder miteinander verbunden. Die Schweißstellen bilden dann gewissermaßen Gelenkpunkte, welche beim nachfolgenden Härten der Decklage einen Ver­ zug weitgehend unterbinden.

Die Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe wird in den Merkmalen des Anspruchs 3 gesehen.

Danach ist mindestens die Decklage der aus einem stähler­ nen Verbundblech bestehenden Verschleißplatte durch sich von ihrer Oberfläche in Richtung zur Basislage er­ streckende Nuten in einzelne Flächensegmente schlitzartig unterteilt.

Eine solche bimetallische Verschleißplatte weist eine Decklage aus härtbarem Stahl und eine Basislage aus nicht härtbarem Stahl auf. Durch das Härten wird der Verschleißwiderstand der Decklage erhöht, wohingegen die weiche Basislage ihre ursprünglichen Eigenschaften weit­ gehend beibehält. Bei der Verbundbauweise können durch Kombination mehrerer Werkstoffe deren spezifische Eigen­ schaften jeweils optimal genutzt werden. Die Nuten stel­ len für auf der Oberfläche der Decklage stattfindende Transporte kein Hindernis dar, weil sie sich in kurzer Zeit mit dem Transportmaterial zusetzen, so dass dann eine durchgehende Oberfläche vorhanden ist.

Um die Herstellung einer Verschleißplatte sowohl mecha­ nisch als auch härtetechnisch noch weiter zu vereinfa­ chen, sieht die Erfindung die Merkmale des Anspruchs 4 vor. Hierbei wird ein Verbundblech komplett durchtrennt, so dass die Decklage und die Basislage in Flächensegmente aufgegliedert sind. Hierzu kann ein einfaches Stanzver­ fahren angewandt werden. Dadurch, dass einander benach­ barte Flächensegmente über die Basislage durch Punkt­ schweißung mindestens bereichsweise miteinander verbunden werden, wird ein flexibles Gebilde geschaffen, das sich beim Härten kaum verzieht. Eventuell dadurch eintretende Krümmungen können anschließend problemlos durch einfache Richtarbeiten beseitigt werden.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 5 entspricht die Nut­ tiefe mindestens der Dicke der Decklage, wobei die Flä­ chensegmente der Decklage mittelbar über die Basislage miteinander verbunden bleiben. Die Nuten können sich, ausgehend von der Oberfläche der Decklage, bis zur Basis­ lage oder auch etwas in die Basislage hinein erstrecken.

Im Rahmen der Ausführungsform des Anspruchs 6 weist eine Nut am Nutgrund eine geringere Breite auf als an der Nut­ mündung. Die Nut kann hierbei einen im wesentlichen V- förmigen oder trapezförmigen Querschnitt haben. Die Sei­ tenflächen der die Nut begrenzenden Flächensegmente kön­ nen sowohl einseitig als auch beidseitig geneigt sein.

Verschleißplatten werden nicht in jedem Fall eben ausge­ bildet, sondern häufig auch gebogen und z. B. zu Mulden geformt. Durch definierte Querschnittsgestaltung der Nu­ ten ist es somit möglich, eine Verschleißplatte entlang einer Nut derart abzukanten, dass sich zum einen die Nut­ mündung schließt und beispielsweise bei einem V-förmigen Querschnitt sich zum anderen die Seitenflächen der Seg­ mente berühren. Hierdurch wird eine im wesentlichen ge­ schlossene verschleißfeste Oberfläche der Decklage ge­ schaffen, bei der kein Fördergut mehr in die Nuten ein­ dringen kann. Auf diese Art und Weise lässt sich bei­ spielsweise aus einer ebenen Verschleißplatte eine im Querschnitt U-förmige Mulde schaffen, die eine geschlos­ sene gehärtete Decklage aufweist. Es wird ein angepasstes Abkanten ohne Hohlräume im Nutgrund ermöglicht. Der Verformungswiderstand ist bei der erfindungsgemäßen Ver­ schleißplatte durch die eingebrachten Nuten sehr gering.

In weiterer Ausgestaltung weisen die Nuten nach Anspruch 7 unterschiedliche Querschnitte auf. Dieses Merkmal er­ möglicht ein Abkanten und Biegen einer Verschleißplatte entlang der Nuten mit voneinander abweichenden Winkeln.

Besonders hohe Flexibilität und geringer Verzug einer ge­ härteten Verschleißplatte wird durch die Merkmale des An­ spruchs 8 möglich, wobei die Nuten die Decklage gitterar­ tig, insbesondere in Form eines Rechteckmusters, durch­ ziehen. Durch diese Anordnung der Nuten wird der grund­ sätzlich nicht auszuschließende Verzug einer Ver­ schleißplatte durch das Härten weiter minimiert. Mit zu­ nehmender Anzahl der Nuten wird zum einen die Flexibili­ tät und Umformbarkeit der Verschleißplatte erhöht und zum anderen der Verzug der Verschleißplatte auf ein Mindest­ maß reduziert.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine ebene Verschleißplatte im vertikalen Querschnitt;

Fig. 2 die Verschleißplatte der Fig. 1 in der Draufsicht gemäß dem Pfeil PF und

Fig. 3 in einer vergrößerten Darstellung einen Nut­ bereich der Verschleißplatte gemäß dem Aus­ schnitt III der Fig. 1 in zwei Varianten.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in Vollinien eine Verschleiß­ platte 1, die aus einem Verbundblech aus einer Basislage 2 und einer mit ihr unlösbar verbundenen Decklage 3 be­ steht. Die Decklage 3 ist gehärtet und durch sich von ihrer Oberfläche 4 in Richtung zur Basislage 2 er­ streckende Nuten 5, 7 in mehrere rechteckige Flächenseg­ mente 6 unterteilt. Die Nuten 5, 7 besitzen einen rechteckigen Querschnitt. Sie erstrecken sich von der Oberfläche 4 ausgehend über eine zwischen der Basislage 2 und der Decklage 3 verlaufende horizontale Mit­ telquerebene MQE geringfügig in die Basislage 2.

Fig. 2 veranschaulicht in der Draufsicht, wie jeweils parallel zueinander verlaufende Nuten 5, 7 die Decklage 3 der Verschleißplatte 1 durchziehen. Die Nuten 5, 7 kreu­ zen sich im rechten Winkel und begrenzen damit rechteckig konfigurierte Flächensegmente 6.

Der Fig. 3 ist zu entnehmen, dass beim Ausführungsbei­ spiel die Dicke D der Basislage 2 etwa der Dicke D1 der Decklage 3 entspricht. Die von der in der Oberfläche 4 der Decklage 3 liegende Nutmündung 8 bis zum Nutgrund 9 gemessene Nuttiefe T ist größer als die Dicke D1 der Decklage 3. Die Breite B einer Nut 5, 7 entspricht etwa einem Drittel der Dicke D1 der Decklage 3.

In der Fig. 3 ist ferner in strichpunktierter Linienfüh­ rung veranschaulicht, dass sich die Nuten 5, 7 auch über die gesamte Dicke (D, D1) der Verschleißplatte 1 er­ strecken können. In diesem Fall sind einander benachbarte Flächensegmente 6 über die Basislage 2 durch Punkt­ schweißungen 10 miteinander verbunden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer Verschleißplatte (1) aus einem stählernen Verbundblech mit einer Basislage (2) und einer gegenüber der Basislage (2) einen er­ höhten Verschleißwiderstand aufweisenden Decklage (3), bei welchem nach dem unlösbaren Verbinden der Basislage (2) mit der Decklage (3) zum Verbundblech mindestens die Decklage (3) durch sich von ihrer Oberfläche (4) aus in Richtung zur Basislage (2) er­ streckende Nuten (5, 7) in mehrere Flächensegmente (6) unterteilt und dann die Decklage (3) gehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem nach dem un­ lösbaren Verbinden der Basislage (2) mit der Decklage (3) beide Lagen (2, 3) auf ihrer gesamten Dicke (D + D1) durchtrennt und anschließend die benachbarten Flächensegmente (6) über die Basislage (2) schweiß­ technisch miteinander verbunden werden, worauf die Decklage (3) gehärtet wird.

3. Verschleißplatte, die aus einem Verbundblech aus einer Basislage (2) und einer damit unlösbar verbun­ denen Decklage (3) aus einem härtbaren Stahl besteht und die Decklage (3) im gehärteten Zustand einen ge­ genüber der Basislage (2) erhöhten Verschleißwider­ stand aufweist, wobei zumindest die Decklage (3) durch sich von ihrer Oberfläche (4) in Richtung zur Basislage (2) erstreckende Nuten (5, 7) in einzelne Flächensegmente (6) unterteilt ist.

4. Verschleißplatte nach Anspruch 3, bei welcher sich die die Flächensegmente (6) bildenden Nuten (5, 7) über die gesamte Dicke (D + D1) der Decklage (3) sowie der Basislage (2) erstrecken und die einander benach­ barten Flächensegmente (6) über die Basislage (2) schweißtechnisch miteinander verbunden sind.

5. Verschleißplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 4, bei welcher die Nuttiefe (T) mindestens der Dicke (D1) der Decklage (3) entspricht.

6. Verschleißplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welcher der Nutgrund (9) eine geringere Breite (B) als die Nutmündung (8) aufweist.

7. Verschleißplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei welcher die Nuten (5, 7) unterschiedliche Quer­ schnitte aufweisen.

8. Verschleißplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welcher die Nuten (5, 7) die Decklage (3) gitter­ artig durchziehen.