DE3711826A1 - Verfahren zur reparatur von hydraulikzylindern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur von Hydraulikzylindern, insbesondere von Zylindern für Unter-Tage-Ausbauschilde, wobei auf die mit Druck­ flüssigkeit belasteten Zylinderflächen zur Reparatur ein Materialauftrag, vorzugsweise durch Auftrags­ schweißung, stattfindet, der anschließend spanabhebend bearbeitet wird.

Insbesondere die Zylinder von Ausbauschilden im Stein­ kohlebergbau sind einem erheblichen Verschleiß unter­ worfen. Die Ausbauschilde sind im Streb zur Stützung des Hangenden vorgesehen. Dabei werden die Schilde von Kraftkolben gehalten, welche sich auf Kufen abstützen. Die Schildausbaueinheiten folgen dem fortschreitenden Abbau. Das geht schrittweise, wobei die Schildausbau­ einheiten alternierend bewegt werden. Das heißt bei einem Schritt bleiben die einen Schildausbaueinheiten in Stützstellung, während die anderen Ausbaueinheiten abgesenkt und der Abbaufront nachgerückt werden. Im nächsten Schritt bleiben die vorher gerückten Schild­ ausbaueinheiten in Stützstellung, während die vorher in Stützstellung verharrten Schildausbaueinheiten gerückt werden. Die ständige Bewegung der Schildausbaueinheiten belastet die hydraulischen Kraftkolben enorm. Eine weitere Belastung ist der hohe Betriebsdruck für die Kraftkolben, z. B. 300 bis 400 bar, der in 1000 m Tiefe zur Stützung des Hangenden notwendig ist. Ferner wird aus Gründen der Umweltbelastung Hydraulikflüssigkeit verwendet, welche mit möglichst wenig Öl konditioniert ist. Dadurch sind extreme Reibungsverhältnisse gegeben und hat die Hydraulikflüssigkeit sehr nachteilige Korrosionswirkungen.

Der Korrosionswirkung der Hydraulikflüssigkeit wird mit Hilfe einer Beschichtung der Hydraulikzylinder ent­ gegengewirkt. Solange die Beschichtung, z. B. aus Kupfer oder Bronze intakt ist, kann die Hydraulik­ flüssigkeit dem umgebenden Stahlmantel wenig anhaben. Anders wird es bei geringen Verletzungen der Schutz­ schicht. Dann tritt zur Korrosionswirkung des den Großteil der Hydraulikflüssigkeit bildenden Wassers eine elektrochemische Korrosion. Es findet ein sehr gefürchteter Lochfraß statt.

In der Praxis zeigt sich der Lochfraß besonders in den Bereichen, in denen die Kolben mit ihren Kolbenringen bzw. auf der Zylinderwandung gleiten. Das wird darauf zurückgeführt, daß bereits mit dem Beginn kleiner Leckstellen ein infolge des hohen Betriebsdruckes der Hydraulikflüssigkeit extrem starker Leckstrom aus Hydraulikflüssigkeit entsteht, der zusätzliche mechanische Korrosion verursacht. Dadurch vergrößern sich die Leckstellen in kurzer Zeit derartig, daß der notwendige Druckaufbau mit den vorhandenen Hydraulikaggregaten nicht mehr erreicht werden kann. Die Schildausbauein­ heiten werden dann einer Reparatur zugeführt.

Seit langem ist man bemüht, die Hydraulikzylinder weiterzuverwenden statt neue Hydraulikzylinder einzu­ setzen. Die Reparaturkosten für Hydraulikzylinder sind ein Bruchteil der Neuanschaffungskosten.

Bei der Reparatur der Hydraulikzylinder werden diese bisher auf Drehbänken ausgedreht oder auf Fräsbänken ausgefräst und/oder an der Innenfläche geschliffen. Das geschieht zur Beseitigung der Leckstellen. Nach dieser Vorbehandlung kann in verschiedener Weise verfahren werden. Die eine Verfahrensweise sieht vor, daß ent­ sprechend der durch die Vorbehandlung reduzierten Wandstärke ein Materialauftrag erfolgt, um den ur­ sprünglichen Durchmesser wieder zu erreichen. Die andere Verfahrensweise sieht vor, daß der durch die Vorbehandlung entstandene größere Innendurchmesser der Zylinder bleibt und die Kolben mit anderen Kolbenringen, Kolbenringen größeren Durchmessers versehen werden.

Beides ist nur im beschränkten Umfang machbar. Bei der zuletzt beschriebenen Maßnahme wird der tragende Stahlmantel des Hydraulikzylinders immer dünner. Nach wenigen Reparaturen ist die notwendige Mindestdicke unterschritten und die Hydraulikzylinder müssen ausgemustert werden.

Bei der erstbeschriebenen Maßnahme wird der tragende Stahlmantel gleichfalls zunehmend geschwächt. Das geschieht durch Lochfraß, der bis unter die neu aufge­ tragene Materialschicht dringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reparatur­ möglichkeiten von Hydraulikzylindern zu verbessern. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die erodierten Zylinderflächen zunächst glasgestrahlt werden, dann einen Materialauftrag erfahren und erst danach spanabhebend durch Drehen, Fräsen und/oder Schleifen auf den vorgesehenen Innendurchmesser ge­ bracht werden. Durch das Glasstrahlen werden die alten Beschichtungen der Zylinderfläche abgetragen. Die Lochfraßstellen werden durch die Glasstrahlung 100%ig gesäubert. Ferner wird die gesamte Oberfläche durch die Glasstrahlung aufgerauht. Dadurch entstehen beste Voraussetzungen für eine ausgezeichnete Haftung des Materialauftrages. Als Materialauftrag ist nach der Erfindung ein Bronzeauftrag vorgesehen. Der Auftrag erfolgt wie bei der Strahlauftragsschweißung in Nähten, die in spiralförmiger Wicklung auf die Zylinderfläche nebeneinander gelegt werden. Bei der anschließenden spanabhebenden Bearbeitung erfolgt eine Glättung bzw. wird der ursprünglich vorgesehene Durchmesser wieder erreicht.

In Weiterbildung der Erfindung ist zur Glasstrahlung eine Strahlkammer mit Rollen für eine Horizontalan­ ordnung der Zylinder vorgesehen. In den horizontal angeordneten Zylinder ist eine Blasdüse bewegbar. Die notwendige Bewegung kann durch eine Düsenbewegung und/oder Zylinderbewegung in axialer Richtung erreicht werden. Ferner ist vorgesehen, daß die Düse und/oder der Zylinder in Umfangsrichtung drehbar oder schwenkbar ist. So erreicht die Glasstrahlung jeden Teil der Zylinderfläche.

Bei schräger Anordnung der Düse zur Zylinderachse ist gewährleistet, daß die zur Glasstrahlung verwendeten feinkörnigen Glaspartikel aus dem Zylinder herausge­ blasen werden.

Anstelle der Horizontalanordnung kann nach der Er­ findung auch eine aufrecht stehende Anordnung der Zylinder treten. In diesem Fall ist die Düse in den Zylinder absenkbar und/oder der Zylinder anhebbar.

Anstelle der Düse kann auch ein Schleuderrad verwendet werden. Das Schleuderrad läuft mit hoher Tourenzahl um und schleudert die Partikel gegen die zu reinigende Zylinderfläche, während die Düse druckluftbetrieben ist.

Die o. b. Glasstrahlung ist nicht nur für Zylinder­ innenflächen, sondern auch für Zylinderaußenflächen geeignet. Kraftkolben mit derartigen Zylindern kommen bei doppeltwirkenden Zylindern vor. Derartige Kraft­ kolben besitzen einen Außenzylinder, einen Zwischen­ zylinder bzw. Innenzylinder und den innen bewegten Kolben. Solche doppeltwirkenden Kraftkolben sind sehr weit teleskopierbar. Der Innenzylinder hat dabei sowohl innenliegende als auch außenliegende Zylinderflächen.

Für die Innenzylinder sind besonders solche Vorrichtun­ gen geeignet, die aus einer heb- und senkbaren Innendüse und Außendüse bestehen und einem Drehtisch für den aufrechtstehenden Zylinder aufweisen.

Im übrigen sind die Strahlkammern vorzugsweise mit einem trichterförmigen Boden versehen, der zugleich den Abzug für die anfallenden Glaspartikel bildet.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte Strahlkammer 1. In der Strahlkammer nach Fig. 1 ist ein Hydraulik­ zylinder 2 horizontal auf Rollen 3 angeordnet. Auf den Rollen 3 kann der Hydraulikzylinder 2 nach links und rechts gedreht werden. In den so angeordneten Zylinder ist eine Düse 4 bewegbar. Die Düse 4 ist eine Blasdüse für eine Glasstrahlung. Dabei finden feinkörnige Glas­ partikel Anwendung. Die Glaspartikel werden mit Druck­ luft und hoher Geschwindigkeit aus der Düse 4 gegen die zu reinigende Zylinderfläche geblasen. Die Düse 4 hat dabei eine Schrägstellung zur Zylinderfläche, um das Strahlgut nach vorn aus dem Zylinder wegzublasen. Die Schrägstellung beträgt zwischen 40 und 60 Grad, im Ausführungsbeispiel 50 Grad.

Nach Fig. 3 ist das mit 5 bezeichnete Zylinderrohr fest eingespannt, während die mit 6 bezeichnete Düse zusätzlich zur Hin- und Herbewegung in axialer Zylinder­ richtung noch eine Drehbeweglichkeit oder Schwenkbeweg­ lichkeit in Umfangrichtung des Zylinders aufweist. Sowohl bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 als auch bei der Anordnung nach Fig. 3 läßt sich jede Zylinder­ fläche mit dem Strahlgut erreichen. Fig. 4 zeigt eine Strahlkammer 7 mit aufrecht stehendem Zylinderrohr 8. In das Zylinderrohr 8 ist ein Schleuderrad 9 absenkbar. Das Schleuderrad 9 kann mit hoher Drehzahl bewegt werden. Bei axialer Zuführung der Glaspartikel von oben werden diese dann aufgrund der auf sie einwirkenden starken Zentrifugalkräfte in gewünschter Weise gegen die Zylinderwand geschleudert. Bei dieser Verfahrensweise ist im Unterschied zu den Blasdüsen nach Fig. 1 bis 3 keine Druckluft erforderlich. Wahlweise können die Schleuderräder jedoch auch durch Druckluft unterstützt werden.

Die Strahlkammer 7 besitzt einen trichterförmigen Boden 10, der die Glaspartikel sammelt und einen Abzug für die Glaspartikel bildet.

Strahlkammern nach Fig. 3 eignen sich besonders für Mehrfachstrahlkammern. Mehrfachstrahlkammern sind Strahlkammern, in denen zugleich mehrere Zylinderrohre 8 glasgestrahlt werden. Die verschiedenen Zylinderrohre können dabei in einem gemeinsamen Kammerraum oder in separaten Kammerräumen untergebracht sein. Wesentlich ist, daß die Düsen bzw. Schleuderräder gemeinsam in die Zylinderrohre bewegt werden. Das vereinfacht den Bewegungsantrieb und die Steuerung.

Das Zylinderrohr 12 ist sowohl innen als auch außen glaszustrahlen. Dazu dienen zwei Blasdüsen 13. Die Blasdüsen 13 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Dadurch heben sich die auf das Zylinderrohr 12 wirkenden Blaskräfte gegenseitig auf. Das Zylinderrohr 12 kann deshalb lose auf dem mit 14 bezeichneten Drehtisch stehen. Der Drehtisch 14 besitzt einen geeigneten Drehantrieb. Durch Drehen des Drehtisches 14 und Aufbewegung bzw. Abbewegung der Düsen 13 kann jede Fläche des Zylinders 12 erreicht werden.

Die verwendeten Glaspartikel sammeln sich wie bei der Kammer nach Fig. 4 in einem Trichter 15, der zugleich einen Abzug für die Glaspartikel bildet.

Claims (9)

1. Verfahren zur Reparatur von Hydraulikzylindern, insbesondere von Zylindern für Untertage-Ausbau­ schilde des Steinkohlenbergbaus, wobei auf die reparaturbedürftigen Zylinderflächen ein Material­ auftrag, vorzugsweise durch Auftragsschweißung, erfolgt, der anschließend spanabhebend bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die reparaturbe­ dürftigen Zylinderflächen zunächst glasgestrahlt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Strahlkammer (1) mit Rollen (3) für eine Horizontalanordnung der Zylinderrohre (2) und eine Düse (4), wobei die Düse und/oder die Zylinderrohre (2) in axialer Richtung bewegbar sind und wobei die Zylinderrohre (2) und/oder die Düse (4) drehbar oder schwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4) geneigt zur Zylinderfläche steht.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Strahlkammer (7) mit aufrechtstehendem Zylinderrohr (8), wobei ein Schleuderrad (9) absenkbar und/oder das Zylinderrohr (8) anhebbar ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Strahlkammer (11) mit aufrechtstehendem Zylinderrohr (12), wobei eine Düse (13) absenkbar und/oder das Zylinderrohr (12) anhebbar ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenglas­ strahlung eine Außenglasstrahlung zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch einen Drehtisch (14).

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch eine Strahlkammer (7, 11) mit trichterförmigem Boden (10, 15), der zugleich einen Glasabzug bildet.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch eine Mehrfachstrahl­ kammer.