DE3804639A1 - Oberflaechenbeschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberflächenbeschichtung in Innenzylindern und/oder Außenzylindern und/oder Kolben bzw. Kolbenstangen von hydraulischen Kraftkolben, insbesondere in Auftragsschweißung mit Aluminiumbronze an Kraftkolben für Schildausbaueinheiten im Steinkohlen­ bergbau, wobei die Beschichtung anschließend abgedreht und danach bandgeschliffen oder gehont wird.

Derartige Zylinder, Kolben und Kolbenstangen in Schildausbaueinheiten des Steinkohlenbergbaus unter­ liegen einem hohen Verschleiß an den Gleitflächen. Der Verschleiß wird durch hohen Druck in den Kraftkolben, z. B. 300 bis 400 bar, und durch geringen Ölanteil in der Hydraulikflüssigkeit verursacht. Es kommt zu starker Reibung.

Hinzukommt, daß die Kraftkolben an den Gleitflächen häufig einen Kupferüberzug oder dergleichen besitzen, um einfachen Korrosionsvorgängen zu begegnen. Sobald die Kupferschicht verletzt ist, tritt zu der o. b. mechanischen Korrosion eine elektromechanische Korrosion im Kontaktbereich Cu/Fe. Es kommt zu dem gefürchteten Lochfraß. Das Ergebnis sind gravierende Erosionen. Die Erosionen sind zum Teil mehrere mm tief und relativ großflächig. Das führt bei fortführendem Betrieb der Kraftkolben schnell zu einem überhöhten Druckverlust im Hydrauliksystem, so daß die Schildeinheiten reparatur­ bedürftig werden.

Der Bergbau ist bestrebt, schadhafte Kraftkolben zu reparieren, statt neu zu beschaffen. Die Reparatur erfolgt in der Weise, daß die Zylinder bzw. Kolben oder Kolbenstangen an der schadhaften Gleitfläche spanabhebend bearbeitet werden. Dies ist nur in begrenztem Umfang möglich, da sonst die Wandstärke ihre notwendige Festigkeit verliert. Damit ist die Reparaturfähigkeit von Zylindern, Kolben und Kolben­ stangen an sich begrenzt. Nach einem älteren Vor­ schlag wird die Reparaturfähigkeit jedoch ganz erheblich dadurch angehoben, daß die korrodierte Fläche mit einer Auftragsschweißung versehen wird. Vorzugsweise findet dabei Aluminiumbronze Verwendung. Durch die Auftragsschweißung kann die vorher durch die spanabhebende Bearbeitung verlorene Material­ schicht erneuert werden bzw. können starke Erosions­ stellen mit Schweiße ausgefüllt werden. Bei Ver­ wendung von Aluminiumbronze wird außerdem ein opti­ maler Korrosionsschutz erzielt. Anschließend wird die Oberfläche abgedreht und gehont bzw. geschliffen. Das Schleifen findet an Außenflächen Verwendung, wie sie sich an Außenzylindern und Kolben bzw. Kolbenstangen befinden; das Honen an Innenflächen, z. B. von Innen­ zylindern.

Die für die Auftragsschweißung verwendeten Materialien sind inbesondere dann, wenn es sich dabei nicht um Stahl handelt, aus dem der Grundkörper des Zylinders bzw. des Kolbens oder Kolbenstange hergestellt ist, von geringerer Festigkeit als der Stahl. Dement­ sprechend geringer ist die Verschleißfestigkeit der Auftragsschweißung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Verschleißfestigkeit der Auftragsschweißung anzu­ heben. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die nach der Auftragsschweißung abgedrehten Oberflächen anschließend gerollt werden. Das Honen bzw. Bandschleifen zur Erzielung der vorgeschriebenen Rauhtiefen entfällt hierdurch. Bei dem Rollen wird die Oberfläche bzw. Gleitfläche geringfügig ver­ dichtet. Das bewirkt eine Erhöhung der Härte und auch eine Vergleichmäßigung der Härte. Darüber hinaus werden Rauhtiefen erreicht, die durch Honen bzw. Bandschleifen nicht erzielbar sind.

Am Beispiel eines Innenzylinders, der zunächst an der Außenfläche mit einer Spandicke von 1 mm spanabhebend bearbeitet und dann mit einer Aluminiumbronze-Auftrags­ schweißung (AlBz 8) versehen und anschließend auf Maß erneut überdreht worden ist, ergibt sich nach dem Drehen eine Rauhtiefe von 0,0049 mm.

Von dem Innenzylinder sind drei Proben bearbeitet worden: Eine Probe nur abgedreht; eine Probe abgedreht und gerollt; eine dritte Probe abgedreht und zweimal mit höherem Druck gerollt.

Das Rollen erfolgt wahlweise durch Verwendung mehrerer Rollen, die sich gegeneinander an der abzurollenden Fläche abstützen. Zum Beispiel kommen drei gleichmäßig am Umfang verteilte Rollen in Betracht, die in einem Gehäuse anstellbar gehalten sind.

Das Ergebnis einer Härteuntersuchung ist wie folgt:

1  240 - 243 - 220 - 237 - 230
2  240 - 247 - 243 - 251 - 243
3  254 - 247 - 258 - 258 - 254

Bei einem Mikroschliff in Rohrlängsrichtung quer zur Schweißrichtung zeigt sich, daß die Schliffe im Bereich der Schmelzlinien keine Unterschiede auf­ weisen. Die an den Primärkorngrenzen des Rohrwerk­ stoffes eingewanderten Bronzepartikel sind auch in den Proben 2 und 3 nicht aufgerissen.

Obige Zahlen zeigen jedoch, daß durch das Rollieren eine höhere Festigkeit und eine gleichmäßigere Festigkeit der Oberfläche erreicht werden konnte.

Claims (1)

1. Oberflächenbeschichtung in Innenzylindern und/oder an Außenzylindern und/oder an Kolben bzw. Kolbenstangen von hydraulischen Kraftkolben, insbesondere durch Auftragsschweißung mit Aluminiumbronze an Kraftkolben für Schildausbaueinheiten des Steinkohlenbergbaus, wobei die Beschichtung anschließend überdreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die so behandelte Fläche rolliert wird.