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Spül- oder Blasversatzrohre
Im Bergbau, insbesondere im Kdhlenbergbau,
besteht eine Methode, die entstehenden Hohlräume auszufüllen, darin, daß man den
Bergversatz in diese Räume einspült oder einbläst. Für den Transport des Bergversatzes
werden Spül- oder Blasversatzrohrleitungen benötigt, die in zweifacher Hinsicht
ganz besondenenBeanspruchungen unterworfen sind. Zunächst einmal müssen die Rohre
besonders verschleißfest sein, um der abschleifenden Wirkung des Bergversatzes,
der teils aus feinen und teils aus groben Bestandteilen besteht, Widerstand leisten
zu können, und auf der anderen Seite müssen die Rohre den mechanischen Beanspruchungen
gewachsen sein, die bei dem ständigen Keuverlegen der Leitungen auftreten, wobei
insbesondere auch berücksichtigt werden muß, daß der Bergmann bei,spielsweise beim
Lösen der Schnellkupplungen zwischen den, einzelnen Rohrschüssen sehr gern mit dem
schweren Zuschlaghammer arbeitet.
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Um dem Verschleiß begegnen zu können, wäre es das nächstliegende,
die Rohrwandung zu härten, und tatsächlich sind auch schon insbesondere für Blasversatzleitungen
Rohre verwendet worden, die wenn auch nicht direkt gehärtet, so doch mit gehärteten
Platten od. dgl. ausgelegt waren. Auch Teilhärtungen in der Nähe besonders gefährdeter
Stellen, d. h. also an den Rohrenden, sind versucht worden, weil hier der Verschleiß
infolge derWirbelbildung an den Kupplungsstellen besonders groß ist.
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Das gesamte Rohr zu härten verbietet sich aber deshalb, weil alsdann
die genügende WEderstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen, wie Schlag
oder Stoß beim Transport und beim Verlegen der Leitungen nicht gegeben wäre. Außerdem
würden
sich die Rohre beim Härten krümmen und verziehen, ohne daß die Möglichkeit bestünde,
sie wieder zu richten.
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Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen,
die Rohre aus einem härtbaren Stahl herzustellen und die Wandung jedes fRohres mit
Abschnitten zu versehen, die abwechselnd gehärtet und ungehärtet sind. Hierbei wird
im allgemeinen so zu verfahren sein, daß der gehärtete Abschnitt größer ist als
der jesveilig,e ungehärtete Abschnitt, und insbesondere kann die Ausbildung so erfolgen,
daß die gehärteten Abschnitte die Form von Ringen aufweisen. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, die gehärtete Zcne als Spirale um die W'andung des Rohres herumzulegen.
Diese Spirale kann mit geringer Steigung versehen werden, wobei sich dann etwa die
Wirkung wie bei den Ringen ergibt, sie kann aber auch mit jeder anderen Steigung
ausgeführt werden. Im äußersten Fall entstehen so bei sehr großer Steigung Lärgsstreifen.
Die Steigung ist nach den vorliegenden Betriebsbedingungen, wie Außendurchmesser
der Rohre, Fördergeschwindigkeit, Art des Versatzgutes, und nach den äußeren mechanischen
Beanspruchungen zu wählen.
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Die gehärteten Abschnitte können vollkommen durchgehärtet sein, ebenso
können sie auch bei begrenzter Elinhärtetiefe vorzugsweise innen oder innen und
außen liegen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß d;ie Rohre an der Innenseite
außerordentlich slerschleißfest sind, und lediglich zwischen den Verschleißflächen
bleibt jeweils ein verhältnismäßig schmaler weicher Ring, der sich im Betrieb etwas
abschleißt, so daß im Enderjgehnis dler Angriff des transportierten Bergversatzes
sich lediglich an den breiten gehärteten Flächen auswirkt. Trotz der auf diese Weise
erzielten hoben Verschleißfestigkeit hat aber das lRohr die Möglichkeit, Druck-,
Schlag- und Stoßbeanspruchungen elastisch nachzugeben, so daß beim Transport des
Rohres und vor allen Dingen bei dem ständigen Neuverlegen der Leitungen die iGefahr
des Zubruchgehens beseitigt ist. Für den Fall, daß das Rohr sich beim Härten oder
späterhin durch andere Einwirkungen verbiegt, kann es infolge der Anordnung der
weichen Abschnitte ohne weiteres gerichtet werden. Diese Richtarbeit ist sowohl
bei einem Rohr mit ringförmigen Abschnitten als auch bei einem Rohr mit spiralförmiger
Härtezone möglich.
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Wie das Verhältnis von Härtezonenbreite zur Breite der ungehärteten
Zone jeweils zu wählen ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab, und zwar insbesondere
von der Beschaffenheit des verwendeten Stahles und von den Beanspruchungen, die
einerseits durch den transportierten Bergversatz zu erwarten sind, und andererseits
von den äußeren Beanspruchungen, die auftreten können. Es wird zweckmäßig sein,
für die einzelnen Verzvendungsfälle das günstigste Verhältnis durch einen Vorversuch
zu ermitteln. Im allgemeinen wird gesagt werden können, daß die Verschleißfestigkeit
um so größer ist, je größer der Anteil ist, den die gehärteten Zonen von der gesamten
-Manteliläche -einnehmen. Blie Widerstandsfähigkeit gegen Beanspruchungen beim Transport
und beim Verlegen der Rohre wird um so größer sein, je größer die zwischen den gehärteten
Zonen liegenden ungehärtexten Abschnitte sind. Aufgabe des Vorversuches ist es,
bier einen optimalen Mittelwert zu ermitteln, was indes ohne Schwierigkeiten für
jeden Fall möglich ist.
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Zur Herstellung derartiger Spül- und Blasversatzrohre wird gemäß
der Erfindung des weiteren vorgeschlagen, die ring- und spiralförmigen Innen elektroinduktiv
zu härten, indem die betreffendell Abschnitte von außen her über den ganzen NN andungsquerschnitt
auf Härtetemperatur gebracht und von innen oder von außen abgeschreckt werden. Es
kann unter Umständen auch zweckmäßig sein, gleichzeitig sowohl von innen als auch
von außen abzuschrecken.
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Zum Erhitzen der ringförmigen Hiärtfezone wird so verfahren, daß
um das Rohr eine Induktionsspule herumgelegt wird und das Erhitzen unter schriftweisem
Vorschub des Rohres erfolgt, wobei das Rohr bei jleder Härtung stillsteht. Wenn
mit einer Spule gearbeitet wird, dürfte es im allgemeinen nicht erforderlich sein.
das Rohr während der Härtung um die Achse umlaufen zu lassen.
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AiVénn aber eine Heizleiterschleife benutzt wird. die das Rohr nur
.auf einen Teil des Umfanges umfaßt. so muß selbstverständlich das Rohr -während
des FEyhitzungsvorganges axial umlaufen.
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Zur Herstellung der spiralförmigen H'ärtezonr wird unter Anwendung
eines lçontinuierlichen Verfahrens eine Heizleiterschleife benutzt die das Rohr
nur um einen Teilbetrag des Umfanges umfaßt und außerdem die Form eines Abschnittes
der Spirale aufweist. Z'vedcmäß igerweise wird die Heizleiterschleife in Form eines
Spiralabschuittes den Umfang des Rohres etwa zur Hälfte umfassen. Das Erhitzen erfolgt
hierbei derart, daß Rohr und ffeizleiterschleife in Achsrichtung eine Relativbewegung
zueinander ausführen, während gleichzeitig das Rohr um seine Achse umläuft. Durch
W.ahl der Form des Heizleiters und der Einstellung des Heizleiters zum Umfang bzw.
zur Achse des Rohres und der Vorschubgeschwindigkeit sowie der Umlaufzahl können
die Breite der gehärteten Spirale und die Breite der zwischen zwei Spiralwin,dungen
liegenden ungehärteten Zonen eingestellt werden.
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Unter Verwendung des elektro-induktiven Härtens lassen sich daher
die Rohre gemäß der Erfindung in einfachster Weise herstellen. Im allgemeinen werden
für diesen Zweck Rohre verwendet, die aus einem Stahl mit 0,5 bis Q6 Kiolilenstoff
hergestellt sind. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, Stähle anderer Zusammensetzung
zu verwenden, beispielsweise mehr oder minder stark legierte Stähle, und es können
auch Abänderungen bezüglich der Ausbildung der gehärteten Zone vorgenommen werden,
ohne daß dadurch grundsätzlich vom allgemeinen Erfindungsgedanken abgewichen würde,
beispielsweise indem die Härteionen gegenüber den ungehärteten Zonen nicht scharf
abgesetzt
sind, sondern mit einem stetigen Härteabfall zur ungehärteten
Zone verlaufen, u. dgl. m.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der zu verwendenden
Vorrichtungen sowie der Härtungshilder zur Erläuterung des Verfahrens dargestellt.
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Abb. I zeigt ein Blasversatzrohr I mit außen angebrachtem Induktor
2, der zur Erhöhung der Heizwirkung und zur Konzentration des magnetischein Feldes
mit Eisenblechen 3 umgeben ist. Innerhalb des Blasversatzrohres ist eine Abschreckbrause
4 angebracht, an der zur Erhöhung der Abschreckwirkung eine Schlitzbrause 5 gleich
eingebaut ist. Diese Abbildung stellt ein Beispiel dafür dar, wenn von außen gehärtet
und von innen abgeschreckt wird.
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Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung, bei der innen sowohl aufgeheizt als
auch abgeschreckt wird. Im einzelnen zeigt 1 wieder das Blasversatzrohr, 2 den Induktor,
4 die Brause und 5 die Schlitzbrause.
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Abb. 3 zeigt die Möglichkeiten für die Ausbildung der Streifen, und
zwar ist bei 6 die Anordnung von ouerstreifen oder Ringen gezeigt, bei 7 die Anordnung
von spiraligen Streifen, wie sie sich z. B. bei geringer Steigung, bei 8, wie sie
sich bei relativ großer Steigung am Rohr ergeben. In Abb. 3 sind jeweils nur drei
Ringe oder Streifen gezeigt. Es ist selbstverständlich, daß sich diese mit gleichförmigem
Abstand über die gesamte Länge des Rohres in entsprechender Form erstrecken.
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Abb. 4 zeigt verschiedene Möglichkeiten der Einhärtung bzw. des Verhältnisses
der weichen zur harten Zone. Es ist jeweils mit g die harte Zone und mit 1o die
weiche Zone bezeichnet. In Abb. 4a wechseln harte und weiche Zonen in etwa gleichem
Stärkeverhältnis miteinander ab. In Abb. 4b ist dagegen die harte Zone etwa dreimal
so breit ausgebildet als die weiche. Selbstverständlich sind auch andere Härtungsformen
möglich.