DE3805077C2

DE3805077C2 - Vorrichtung zur Verschleißminderung

Info

Publication number: DE3805077C2
Application number: DE3805077A
Authority: DE
Inventors: Ullrich Carsjens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-02-20
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2008-02-19
Also published as: DE8702601U1; DE3805077A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verschleißminde rung und/oder Schlagfähigkeitsverbesserung und/oder zur Lärmdämmung und/oder zur Rück- bzw. Umlenkung von aufschla genden Materialien, Projektilen, mit einem ggf. mehrere nebeneinander angeordnete Formstücke aufweisenden Flächengebilde.

Es ist bekannt, Oberflächen von stark beanspruchten Anlage teilen mit einem Flächengebilde der vorstehend genannten Art gegen Verschleiß od. dgl. zu schützen. Bei zu schützen den Anlageteilen handelt es sich z. B. um die Oberflächen von Rutschen, Rinnen, Rohren, Rohrbögen, Bunkern, Sichtern, Zyklonen, Rotorblättern, Exhaustern, Vibrorinnen od. dgl., welche stark abrasiven Gütern ausgesetzt sind, wie beispielsweise Kohle, Koks, Schlacke, Erz, Sinter, Asche, Glas, Quarz, Zement od. dgl..

Bekannte Flächengebilde der eingangs genannten Art weisen derzeit im wesentlichen Hartkeramikplatten auf der Basis von Al₂O₃ auf, deren Härte der Härte eines Diamanten nahe kommt. Die Flächengebilde können als einzelne Körper ausgebildet sein, die dann einzeln auf die zu schützende Oberfläche aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt werden. Vorzugsweise weist das Flächengebilde jedoch mehrere nebeneinander angeordnete Formstücke in der Weise auf, daß das Flächengebilde als Keramikmatte mit mosaikartigen, durch die Trägermatte verbundenen Einzelkeramikstücken ausgebildet ist. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise so, daß die einzelnen mosaikartigen Formstücke nebeneinan der auf einem Trägermaterial (z. B. Gummiträger, Folie oder netzartiges Gebilde) angeordnet sind. Die so erstellte Keramikmatte kann dann insgesamt auf den zu schützenden Untergrund aufgebracht bzw. eingehängt werden.

Bekannte Flächengebilde der eingangs genannten Art weisen ebene Oberflächen auf. Infolge der Dynamik des Aufpralls der Fördergüter tritt oft eine Zertrümmerung bzw. vorzeiti ge "Abchippung" des Flächengebildes auf. Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und der Schlagzähigkeitsempfind lichkeit ist man aus diesem Grunde dazu übergegangen, die Stärke bzw. Dicke der als Verschleißplatten ausgebilde ten Flächengebilde zu vergrößern (gegenwärtig sind Keramik körper mit einer Dicke bis zu ca. 50 mm im Einsatz). Dies bringt nicht nur höhere Kosten, sondern auch eine zusätzliche Gewichtsbelastung der zu schützenden Anlagen mit sich, was meist nur mit großem Aufwand realisierbar ist.

Weiterhin wird in der CH-PS 424 600 ein Verschleißfutter für die Innenwand eines vertikalen Schachtofens offenbart, das mit Erhebungen bzw. Vertiefungen versehen ist, die längs etwa horizontal verlaufender Linien verlaufen. Diese dienen dazu, bei neuzugestellten Öfen den sich einstellenden Schwachbrand bei den Randpartien des Ofengutes zu vermeiden. Das genannte Verschleißfutter ist als durchgehende Schicht in Form eines Wandverputzes auf die Schachtinnenwand aufgetragen.

In der DE-OS 26 43 307 sind Walzenmäntel für Mahlwalzen von Walzenschüssel mühlen beschrieben. In den Walzenmantel sind als Formstücke ausgebildete Verschleißeinsätze auswechselbar eingebettet, deren Oberfläche im wesentlichen tangential verläuft und flächig ausgebildet ist, um zur Erfassung und Zerkleinerung des Mahlgutes Druck flächig ausüben zu können. Die Verschleißeinsätze können gegeneinander stufenförmig versetzt sein, um den Mahlvorgang zu begünstigen, nicht um die Verschleiß- und/oder Schlagzähigkeitsfestigkeit zu verbessern.

In der DE-OS 24 51 774 werden Materialien zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Formkörpern beschrieben, welche aus einer Mischung von Borcarbid und einem Metallborid oder Metallcarbid bestehen.

Die DE-OS 29 47 912 bezieht sich auf eine Ausmauerung für Industrieöfen. Dabei wird unter anderem die Zustellung eines Hochofens dargestellt, in die Kühlkästen eingesetzt sind und in der sich nach einer bestimmten Arbeitsdauer des Ofens Taschen ausbilden. Die Ausbildung dieser Taschen oder Vertiefungen ist also die Folge des Verschleißes.

Schließlich offenbart die DE-OS 20 61 554 einen Verschleißschutzkörper, bei dem die Flachseite einer Verschleißgummischicht Erhebungen aufweist, die durch die Oberfläche von in der Verschleißgummischicht verankerten Spikes gebildet sein können. Die aktive Oberfläche besteht demnach im wesentlichen aus Gummi, wobei ab und zu Spikes vorhanden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Verbesserung von Flächengebilden der eingangs genannten Art Maßnahmen vorzuschlagen, mit denen ohne wesentliche Vergrößerung der Plattenstärke bzw. des Gewichtes eine höhere Verschleiß festigkeit, bessere Eigenschaften hinsichtlich der Schlagbe ständigkeit, bessere Eigenschaften hinsichtlich einer Lärmdämmung als bisher erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Verschleißminderung und/oder Schlagzähigkeitsverbesserung mit einem Flächengebilde auf der Basis von Al₂O₃, das mehrere eng benachbart nebeneinander angeordnete, voneinander getrennte Formstücke aufweist oder als einzelnes Formstück ausgebildet ist, und das dadurch gekennzeichnet, dass die in Gebrauchslage die Sichtseite bildende Flachseite der Formstücke Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweist. Die Erhebungen und/oder Vertiefungen sind vorzugsweise rasterförmig verteilt angeordnet und können entweder einstückig an dem Flächengebilde angeformt oder aber auch von mit dem Flächengebilde verbundenen Formkörpern gebildet sein. Im letztgenannten Falle können die Formkör per auf der Oberfläche des Flächengebildes befestigt sein oder in Ausnehmungen des Flächengebildes einfassen.

Die Werkstoffe der Flächengebilde und der Erhebungen können entweder gleich oder auch unterschiedlich sein.

Weiterhin können die Oberflächen der Sichtseiten abgerundet ausgebildet sein, beispielsweise kugelkappenförmig, mulden artig gerundet, wulstförmig oder rohrabschnittsförmig. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Oberfläche der Erhebun gen kristallabschnittförmig ausgebildet ist, beispielsweise polygonförmig bzw. facettenförmig.

Die Aufwölbungen können beispielsweise "spitze Gipfel" auf weisen. Die "Hänge" nebeneinander angeordneter "Gipfel" kön nen gerundet oder winklig ineinander übergehen. Es kann auch so sein, daß "Gipfel" steil aufragen, aber oben abge rundet sind. Weiterhin können die Erhebungen eben ausgebil dete Oberseiten aufweisen und die "Hänge" dieser Erhebungen können rechtwinklig zu den genannten Oberflächen und der Sichtseite des Flächengebildes verlaufen.

Erfindungsgemäß ausgestaltete Flächengebilde eignen sich beispielsweise auch für die Gestaltung der Lauffläche eines Sportschuhs oder für die Gestaltung der Oberflächen von schußsicheren Bekleidungsstücken oder anderer gefährdeter Gebilde, wie Fahrzeuge od. dgl.. Hierbei kann insbesondere durch eine muldenartige Ausgestaltung eine erhebliche Dämpfung der Aufprallenergie bzw. in günstigen Fällen sogar eine Umlenkung des Projektils erreicht werden. Die Erfin dung ermöglicht in verstärktem Maße den Einsatz von Keramik in schlag- bzw. stoßbeanspruchten Zonen.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die in Gebrauchslage die Sichtseite bildende Flachseite des Flächengebildes mit Erhebungen und/oder Vertiefungen zu versehen, wird eine höhere Verschleißfähigkeit und Abrasionsfestigkeit und Schlagzähfestigkeit erreicht, da die Oberfläche des Flächen gebildes gegenüber einer ebenen Oberflächenausbildung ver größert ist und somit das Fördergut im Vergleich zum Stand der Technik auf eine größere Oberfläche verteilt wird.

Dadurch wird in vorteilhafter Weise der Verschleiß entspre chend der Vergrößerung der Oberfläche verringert. An den Abschrägungen bzw. Abrundungen der Erhebung gleitet das Fördergut ab. Somit kann die Anfangsaufprallenergie besser abgeleitet werden, weil diese nur noch punktuell in einem durch die Erhebung verstärkten Bereich des Flächengebildes auftritt.

Weiterhin wird eine Verbesserung der Bruch- und Druckfestig keit und eine Einflußnahmemöglichkeit auf die Fließgeschwin digkeit erreicht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Schichtstärke des Flächengebildes und damit das Gewicht des Flächengebil des geringer als bisher dimensioniert werden kann, da infol ge der Erhebungen die Steifigkeit des Flächengebildes ver größert wird. Dadurch wird die Resistenz gegen Schläge bzw. Stöße erhöht mit der Folge, daß die Schichtstärke (oh ne Erhebungen) gegenüber einer Ausbildung mit ebenen Ober flächen bei gleicher Schlagbeständigkeit reduziert werden kann. Da die durch die Erhebungen bedingte Gewichts erhöhung geringer ist als eine zu entsprechenden Ergebnis sen führende Vergrößerung der Schichtstärke, wird somit bei verbesserten Festigkeits- und Verschleißwerten insgesamt eine Gewichtsersparnis erreicht.

Bei feineren und/oder feuchten bzw. klebrigen Fördergütern ergibt sich durch die Erfindung der weitere Vorteil, daß sich zwischen den einzelnen Erhebungen Fördergut ablagern kann, was zu einer natürlichen Materialpolsterung und damit zu einer Verringerung der Abrasion führt und zu einer Lärmreduzierung führen kann.

Bei gröberen Materialmischungen trifft ein Teil der Güter nur noch punktuell auf und wird infolge abgelagerter feinerer Güter mit verminderter Geschwindigkeit weiterbe wegt, so daß durch die erfindungsgemäße Maßnahme im Ver gleich zu ebenen Oberflächen auch bei gröberen Mischungen insgesamt eine geringere Abrasion hervorgerufen wird.

Eine einstückige Ausbildung der Erhebungen mit dem Flächen gebilde ist insbesondere bei Neuausrüstungen angezeigt. Für eine Umrüstung bereits installierter Verschleißschutzsyste me auf der Basis von Hartkeramikplatten oder eines anderen Materials ist es dagegen besonders zweckmäßig, die Erhebun gen nachträglich aufzubringen, beispielsweise durch Aufkle ben von Erhebungen gleichen oder anderen Materials. Wenn in dem Flächengebilde sogenannte Befestigungslöcher vorgesehen sind, können diese mittels Formstücken verschlossen werden, deren Außenoberfläche die Erhebung bildet. Damit wird dann zusätzlich der Gefahr einer Zertrümmerung des Schweiß loches entgegengewirkt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß infolge der Erhebun gen die Fließgeschwindigkeit des jeweiligen Fördergutes po sitiv beeinflußt, d. h., in den meisten Fällen verringert wird, wodurch an dem Fördergut und der Fördereinrichtung auftretende Aufprallschäden verringert werden.

Die Erhebungen können in Form, Höhe, Anordnung, Größe, Anzahl und Material unterschiedlich auf dem den Verschleiß schutzkörper bildenden Flächengebilde angeordnet bzw. ge staltet sein. Die Flächengebilde selbst können aus Einzel platten, größeren Formstücken sowie als "Mosaiksysteme" aus gebildet sein, welche rasterartig oder auch nur teilweise mit den erfindungsgemäßen Erhebungen versehen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Formstücke und/oder die Erhebungen und/oder Vertiefungen zur Erhöhung der Festigkeit, insbesondere der Schlag- und Stoßbelastungsbeständigkeit, wenigstens an der Sichtseite Material mit eingelagerten Kurzfasern aufweisen.

In den Zeichnungen sind schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein als Mosaikmat te ausgebildetes Flächengebilde gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung längs der Li nie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine mit Erhebungen versehene Einzelplatte;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit wulstför migen Erhebungen;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine Einzelplatte mit einer aufgeklebten Erhebung;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 eine schematische Schnittdarstellung durch den Ver schluß eines Befestigungsloches durch einen außen seitig die Erhebung bildenden Formkörper;

Fig. 9 eine Darstellung entsprechend Fig. 8, jedoch mit einer anderen Gestaltung des die Erhebung bildenden Formkörpers;

Fig. 10 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform.

In Fig. 1 ist die schematische Draufsicht auf ein Flächenge bilde 1 dargestellt, welches aus mosaikartig nebeneinander angeordneten, jeweils gleich ausgebildeten Formstücken 2 be steht. Die Formstücke 2 sind als Hartkeramikplättchen auf der Basis von Al₂O₃ ausgebildet und in eine Trägerschicht 3 aus Gummi einvulkanisiert oder auf anderes Trägermaterial angebracht, damit die Einzelplättchen eine Art Mosaik erge ben. Das Flächengebilde 1 wird insgesamt auf einer gegen die Einwirkung stark abrasiver Güter zu schützender Oberflä che eines Anlagenteils aufgebracht, und zwar dadurch, daß die Trägerschicht 3 mittels eines geeigneten Klebers auf die zu schützende Oberfläche aufgeklebt wird. Die Form stücke 2 weisen jeweils auf ihrer die in Gebrauchslage die Sichtseite bildenden Seite Erhebungen 4 auf, die einstückig an den jeweiligen Formstücken angeformt und bei dem darge stellten Ausführungsbeispiel kugelkappenförmig ausgebildet sind. Es besteht auch die Möglichkeit, die Formstücke 2 an den die Erhebungen aufweisenden Oberseiten mit einem Träger material zu verbinden, welches nach Verbindung der Untersei ten mit der zu schützenden Oberfläche ggf. entfernt wird.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigt ein aus einer Einzelplatte bestehen des Flächengebilde 6, ebenfalls aus Hartkeramik, welches mit seiner Unterseite 7 mit der zu schützenden Oberfläche befestigt wird und auf der in Gebrauchslage die die Sichtseite bildende Oberfläche insgesamt vier Erhebungen 8 aufweist, die einstückig mit der Platte 5 ausgebildet und kugelkappen förmig gestaltet sind.

Fig. 5 zeigt ein insgesamt mit 9 bezeichnetes Flächengebil de mit auf einem Träger 10 nebeneinander liegenden Form stücken 11 aus Hartkeramik, bei denen die erfindungsgemäß vorgesehenen Erhebungen 12 wulstförmig ausgebildet sind. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, entsprechende Formstücke 11 als größere "Einzelplatten" auszubilden, wel che direkt, also ohne Trägermaterial, mit der zu schüt zenden Oberfläche verbindbar sind.

Fig. 6 zeigt ein Flächengebilde 14 in Form einer Einzelplat te 13, bei der eine Erhebung 15 nicht einstückig angeformt, sondern als gesondert ausgebildeter Formkörper gestaltet und mittels einer Klebeschicht 16 mit der Einzelplatte 13 verbunden ist. Das Material des die Erhebung 15 bildenden Formkörpers kann dabei entweder dem Material der Einzelplat te 13 entsprechen oder aus anderem Werkstoff bestehen.

Gemäß Fig. 8 ist ein Flächengebilde 17 auf einer zu schüt zenden Oberfläche 18, beispielsweise Stahloberfläche, da durch befestigt, daß eine Befestigungshülse 19 bei 20 mit dem Untergrund 18 verschweißt ist. Um dies zu ermöglichen, weist die einen Bestandteil des Flächengebildes 17 bildende Einzelplatte 21 eine sich kegelförmig nach oben erweiternde durchgehende Öffnung 22 auf. Zum Schutz dieser hier als "Befestigungsloch" bezeichneten Öffnung 22 dient ein Form körper 23, der über die in Gebrauchslage die Sichtseite bildende Oberfläche 24 vorsteht und somit eine Erhebung 25 bildet. Die Erhebung 25 ist so gestaltet, daß sie einen über den oberen Rand des Befestigunsloches 22 vorstehenden Rand 26 aufweist. Die Befestigung des Formkörpers 23 er folgt durch eine Verklebung 27.

Die in Fig. 9 dargestellte Variante unterscheidet sich von der Ausgestaltung gemäß Fig. 8 im Prinzip lediglich da durch, daß der hier mit 23' bezeichnete Formkörper keine über den oberen Rand des dort mit 22 bezeichneten Schweiß loches vorstehende Kante aufweist.

Die entsprechenden Teile tragen jeweils die gleichen Bezugs ziffern wie in Fig. 8, jedoch zur Unterscheidung den Zusatz "'" und sind nicht nochmals gesondert erläutert.

Die in Fig. 10 dargestellte Variante weist in der hier mit 26 bezeichneten Erhebung eine als Befestigungsloch dienende durchgehende Öffnung 27 auf. Die Befestigung kann mittels eines (nicht dargestellten) Stopfens od. dgl. erfolgen, der an seinem unteren Ende fest mit dem Untergrund 18 verbunden wird und der an seinem oberen Ende entsprechend der gestrichelt dargestellten Linie 28 kugelkappenartig aus gebildet sein kann.

Claims

1. Vorrichtung zur Verschleißminderung und/oder Schlagzähig keitsverbesserung mit einem Flächengebilde auf der Basis von Al₂O₃, das mehrere eng benachbart nebeneinander angeordnete, voneinander getrennte Formstücke aufweist oder als einzelnes Formstück ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in Gebrauchslage die Sichtseite bildende Flachseite der Formstücke (1, 6, 9, 14, 17, 17') bzw. des Formstücks Erhebungen (4, 8, 12, 15, 25, 25', 26) und/oder Vertiefungen aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen und/oder Vertiefungen rasterförmig verteilt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Erhebungen (4, 8, 12) einstückig an den Flächengebilden (1, 6, 9) angeformt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Erhebungen (15, 25, 25', 26) von mit dem Flächengebilde verbundenen Formkörpern gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper auf der Oberfläche des Flächengebil des (14) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper (23, 23') in Ausnehmungen (22, 22') des Flächengebildes (17, 17') einfassen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe der Flächengebilde und der Erhebungen und/oder Vertiefungen gleich sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe der Flä chengebilde und der Erhebungen und/oder Vertiefungen unterschiedlich sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Erhebungen und/oder Vertiefungen abgerundet ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Erhebungen und/oder Vertiefun gen kugelkappenförmig bzw. muldenförmig gerundet ausge bildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Erhebungen (12) wulstförmig bzw. rohrabschnittsförmig ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Erhebungen kri stallabschnittsförmig bzw. polygonförmig bzw. facetten förmig ausgebildet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die Erhebungen und/oder Vertiefungen über die Sichtseite verteilt unterschied lich hoch bzw. tief und/oder unterschiedlich geformt ausgebildet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die die Erhebungen und/oder Vertie fungen aufweisende Sichtseite eine Schutzschicht, vorzugsweise aus aufgeschmolzenem Stahl, aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke und/oder die Erhebun gen und/oder die Vertiefungen zur Erhöhung der Festig keit insbesondere der Schlagbeständigkeit, wenigstens an der Sichtseite Material mit eingelagerten Kurzfasern aufweisen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde mehrere in "Sandwichbauweise" lose oder fest verbunden übereinan der angeordnete Schichten aus vorzugsweise auf der Basis von Keramik bestehendem Werkstoff aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke als Vollmaterial-Stä be ausgebildet sind.