DE4105006C1

DE4105006C1 - Hydraulic ram for underground working - has extension eye on piston rod having galvanised surface, and sliding liner with grooves for compression and wiper rings

Info

Publication number: DE4105006C1
Application number: DE19914105006
Authority: DE
Inventors: Rolf 4300 Essen De Landes; Uwe 4650 Gelsenkirchen De Walter
Original assignee: Maschinenfabrik Glueckauf Beukenberg & Co 4650 Gelsenkirchen De GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Glueckauf Beukenberg & Co 4650 Gelsenkirchen De GmbH
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1991-02-19
Publication date: 1992-08-27
Anticipated expiration: 2011-02-20

Abstract

A hydraulic ram for pushing or pulling for underground working has an extension eye (18) on the piston rod (17) with a galvanised surface (19). At one end of the cylinder (2) an interchangeable sliding liner (9) is fitted and this has inner grooves (24,32) to accommodate compression and wiper rings (25,22). The wiper ring (22) is of polyester with a compression lip (23). The liner (9) of galvanised bronzed tempered steel and the hardened surface (19) grips around the extension eye (18) of micro alloy steel in one piece with the forged piston rod (17). USE/ADVANTAGE - The improved ram gives longer life and greater efficiency.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rückzylinder für den untertä gigen Grubenbetrieb gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a back cylinder for the untertä valid mine operation according to the features in the preamble of Claim 1.

Rückzylinder dieser Gattung sind einsatzbedingt sehr hohen Beanspruchungen im Hinblick auf mechanische Einflüsse, Staub und korrosive Wässer ausgesetzt. Demzufolge ist es ein Be streben der Fachwelt, diejenigen Teile eines Rückzylinders optimal zu schützen, die den vorerwähnten Beanspruchungen in erster Linie ausgesetzt sind. Dazu zählen speziell die Kolben stange sowie die von der Kolbenstange relativ verlagerbar durchsetzte Führungsbuchse an einem Ende des Zylinderge häuses. Back cylinders of this type are very high due to their use Stresses with regard to mechanical influences, dust and exposed to corrosive water. Therefore it is a Be The experts strive for those parts of a back cylinder to optimally protect the above-mentioned stresses in are primarily exposed. These include the pistons in particular rod as well as relatively relocatable from the piston rod penetrated guide bush at one end of the cylinder house.

Bei der gattungsgemäßen Bauart wird die Kolbenstange aus Vollmaterial gefertigt. Das Vollmaterial ist Vergütungs stahl, die Oberfläche wird galvanisiert. Die mittels eines Haltedrahts im Zylindergehäuse lagefixierbare Führungsbuchse besteht hierbei aus Sphäroguß. Auch die Lauffläche wird von diesem Sphäroguß gebildet. Die mit der Oberfläche der Kolbenstange in Gleitkontakt stehende Lauffläche erstreckt sich über zumindest die halbe Länge der Führungsbuchse, und zwar in dem dem Kolben zugewandten Längenabschnitt. Schraubenlinienförmig verlaufende Nuten in der Lauffläche dienen der Druckentlastung in dem Führungsspalt.In the generic type, the piston rod is made Made of full material. The full material is remuneration steel, the surface is galvanized. The means of a Retaining wire in the cylinder housing fixable guide bush consists of nodular cast iron. The tread too formed from this nodular cast iron. The one with the surface of the Piston rod in sliding contact tread extends extends over at least half the length of the guide bush, namely in the length section facing the piston. Helical grooves in the tread serve to relieve pressure in the guide gap.

Im anschlußaugenseitigen Längenabschnitt der Führungsbuchse sind zwei Dichtungsringanordnungen vorgesehen, von denen die der Lauffläche benachbarte Dichtungsringanordnung den Aus tritt des Arbeitsfluids aus dem Kolbenstangenraum verhindern soll. Ein endseitig der Führungsbuchse vorgesehener Abstrei ferring dient in erster Linie dazu, den Eintritt von Staub und korrosiven Wässern in den Rückzylinder zu verhindern, wobei die Dichtlippe die zusätzliche Aufgabe wahrnimmt, Verunreinigungen auf der Oberfläche der Kolbenstange abzu streifen, damit diese keine Schäden an den Dichtungsringan ordnungen herbeiführen.In the length section of the guide bush on the connection eye two sealing ring arrangements are provided, of which the the tread adjacent seal ring arrangement the off Prevent working fluid from escaping from the piston rod chamber should. A wiper provided at the end of the guide bush The primary purpose of ferring is to prevent dust from entering and prevent corrosive water in the back cylinder the sealing lip fulfills the additional task, Remove dirt on the surface of the piston rod rub so that they do not damage the sealing ring bring about order.

Obwohl sich die vorstehend beschriebene Bauart eines Rück zylinders im untertägigen Grubenbetrieb im Grundsatz bewährt hat, ist es dennoch nicht zu vermeiden, daß sich im Arbeits fluid Verunreinigungen sammeln. Diese Verunreinigungen kön nen sich dann in den Kontaktbereichen von Führungsbuchse und Kolbenstange festsetzen und rufen insbesondere bei häufige ren Hubbewegungen zwangsläufig Schäden sowohl an der Ober fläche der Kolbenstange als auch an der Lauffläche der Füh rungsbuchse bzw. an der der Lauffläche benachbarten Dich tungsringanordnung hervor. Undichtigkeiten sind die zwangs läufige Folge. Sie bedeuten meistens eine verkürzte Einsatz zeit und demzufolge einen vorzeitigen Austausch des Rückzy linders, verbunden mit einem nicht unerheblichen zeitlichen sowie personellen Aufwand und Betriebsstillstand.Although the design of a rear described above cylinders proven in principle in underground mining operations has, it is nevertheless unavoidable that in the work Collect fluid contaminants. These impurities can then in the contact areas of the guide bush and Fix the piston rod and call especially in the case of frequent lifting movements inevitably damage both the upper surface of the piston rod as well as on the tread of the guide bushing or on the tread adjacent to you tion ring arrangement. Leaks are the imperative common episode. They usually mean a shortened assignment time and therefore an early replacement of the Rückzy linders, associated with a not inconsiderable temporal as well as personnel expenditure and downtime.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Rückzylinder so zu ver bessern, daß seine Standzeit verlängert und damit die Wirt schaftlichkeit seines Einsatzes heraufgesetzt wird.The invention is based on the problem in the preamble of the back cylinder described to ver improve that its service life is extended and thus the host efficiency of its use is increased.

Die Lösung dieses Problems besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.According to the invention, this problem is solved in the listed in the characterizing part of claim 1 Characteristics.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung wird darin gesehen, daß Führungsbuchse und Kolbenstange jetzt nicht mehr in einem unmittelbaren Gleitkontakt stehen. Vielmehr umgibt die Führungsbuchse die Kolbenstange mit Abstand und lediglich der aus Polyacetal bestehende längsgeschlitzte Führungsring übernimmt noch den Gleitkontakt zwischen der Führungsbuchse und der Oberfläche der Kolbenstange. Eine solche Ausbildung der Führungsbuchse ermöglicht es mithin, den Abstand der Mittelquerebene des Kolbens zu der Mittelquerebene des Kon taktbereichs von Führungsbuchse und Kolbenstange zu ver größern. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die spezifi sche Flächenpressung, insbesondere im Bereich der Führungs buchse, aber auch im Bereich des Kolbens reduziert wird. Eine derartige Verringerung der spezifischen Flächenpressung führt ohne Änderung der sonstigen Abmessungen des Rückzylin ders zu einer bedeutenden Verlängerung seiner Lebensdauer.An essential feature of the invention is seen in that the guide bush and piston rod are no longer in are in direct sliding contact. Rather, it surrounds Guide the piston rod at a distance and only the longitudinally slotted guide ring made of polyacetal still takes over the sliding contact between the guide bush and the surface of the piston rod. Such training the guide bush therefore allows the distance of the Central transverse plane of the piston to the central transverse plane of the con cycle range of guide bush and piston rod to ver enlarge. This has the advantage that the specific cal surface pressure, especially in the area of leadership bushing, but also in the area of the piston. Such a reduction in the specific surface pressure performs without changing the other dimensions of the Rückzylin a significant extension of its lifespan.

Ferner kann nun bei Verschleiß des Führungsrings ein problem loser kostengünstiger Austausch vorgenommen werden. Furthermore, a problem can now arise if the guide ring wears loose inexpensive exchange can be made.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme der Erfindung besteht darin, daß kolbenseitig des Führungsrings ein Spezialring in der Führungsbuchse gekammert ist, der verschiedene Funk tionen wahrnimmt.Another advantageous measure of the invention exists in that a special ring on the piston side of the guide ring in the guide bushing is the different radio cations.

Eine Funktion ist die Dichtungsfunktion des Kolbenstangen raums gegenüber der Umgebung. Die zweite Funktion des in vergleichsweise geringem Abstand von der kolbenseitigen Stirnseite der Führungsbuchse gekammerten Dichtrings ist seine Abstreiffunktion. Dadurch werden jetzt aus dem Arbeits fluid auf der Oberfläche der Kolbenstange sich absetzende Verunreinigungen gewissermaßen abgeschabt, ohne daß dies mit einer Beschädigung der Oberfläche der Kolbenstange verbunden wäre. Der Führungsring im Zentralbereich der Führungsbuchse kommt somit immer mit einer sauberen glatten Oberfläche der Kolbenstange in Berührung. Demzufolge wird die Standzeit des Rückzylinders weiter verlängert.One function is the sealing function of the piston rods room relative to the environment. The second function of the in comparatively short distance from the piston side Front side of the guide bush is a sealed sealing ring its stripping function. This will now work out fluid settling on the surface of the piston rod Impurities scraped off to a certain extent without this damage to the surface of the piston rod would. The guide ring in the central area of the guide bush always comes with a clean, smooth surface the piston rod in contact. As a result, the tool life of the back cylinder further extended.

Während der in der kolbenseitigen Stirnfläche des Dichtrings eingebettete O-Ring aus NBR im wesentlichen die Aufgabe wahrnimmt, den Dichtring an die Oberfläche der Kolbenstange zu pressen, ist der in der dem Anschlußauge zugewendeten Stirnfläche des Dichtrings eingebettete Backring aus gefüll tem Polyamid mit der Aufgabe betraut, ein Hineinpressen des aus relativ weichem Polyurethan bestehenden Dichtrings in den Spalt zwischen der Führungsbuchse und der Oberfläche der Kolbenstange auch dann zu verhindern, wenn durch gleich welche Umstände das Arbeitsfluid höheren Betriebsdrücken ausgesetzt ist.During the in the piston side face of the sealing ring embedded O-ring made of NBR essentially does the job perceives the sealing ring on the surface of the piston rod to be pressed is the one facing the connecting eye End face of the sealing ring embedded back ring made of filled entrusted with the task of pressing in of the sealing ring made of relatively soft polyurethane in the gap between the guide bush and the surface to prevent the piston rod even if by equal what circumstances the working fluid has higher operating pressures is exposed.

Da die Kolbenstange nunmehr als Schmiedeteil gefertigt und die gehärtete Oberfläche anschließend galvanisiert wird, ist der zusätzliche Vorteil erreichbar, daß das Anschlußauge endseitig der Kolbenstange einstückig mit angeschmiedet werden kann. Demzufolge wird die Herstellung der Kolben stange einschließlich des Anschlußauges wesentlich verein facht und im Vergleich zum Stand der Technik auf eine wirt schaftlichere Basis gestellt.Since the piston rod is now manufactured as a forged part and the hardened surface is then galvanized the additional advantage achievable that the connecting eye on the end of the piston rod integrally forged can be. As a result, the manufacture of the pistons rod including the connecting eye essentially united fold and compared to the state of the art on one host more economic basis.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist es gemäß Patentanspruch 2 zweckmäßig, zwei Führungsringe axial hinter einander in die zentrale Kammerung der Führungsbuchse einzu betten. Hiermit ergeben sich sowohl fertigungs- als auch anwendungstechnische Vorteile. Denkbar ist es natürlich, daß bei Bedarf auch mehr als zwei Führungsringe axial hinterein ander liegend vorgesehen sein können.In an advantageous development of the invention, it is according to Claim 2 useful, two guide rings axially behind each other in the central chamber of the guide bush beds. This results in both manufacturing and application advantages. It is of course conceivable that if necessary, more than two guide rings axially behind one another other can be provided.

Eine merkliche Senkung der spezifischen Flächenpressung zwischen der Führungsbuchse und der Kolbenstange bei ein wandfreier Abdichtung und Führung der Kolbenstange wird entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 3 dadurch erzielt, daß die axiale Länge des Führungsrings oder der Führungsringe mindestens der halben Länge der Führungsbuchse beträgt.A noticeable reduction in the specific surface pressure between the guide bush and the piston rod at a wall-free sealing and guidance of the piston rod thereby according to the features of claim 3 achieved that the axial length of the guide ring or Guide rings at least half the length of the guide bush is.

Die Anordnung von zwei Dichtlippen gemäß Patentanspruch 4 verbessert noch mehr die Dichtfunktion, wobei die kolben seitige Dichtlippe insbesondere von dem in die Stirnfläche des Dichtrings eingebetteten O-Ring radial an die Oberfläche der Kolbenstange gedrückt wird.The arrangement of two sealing lips according to claim 4 improves the sealing function even more, whereby the pistons side sealing lip in particular from the in the end face of the O-ring embedded radially to the surface the piston rod is pressed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnun gen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one in the drawings gene illustrated embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in der Ansicht, teilweise im Längsschnitt, einen Rückzylinder für den untertägigen Grubenbetrieb und Fig. 1 in the view, partially in longitudinal section, a back cylinder for underground mining operations and

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung in der Ansicht, teilweise im vertikalen Längsschnitt, den Rückzylinder der Fig. 1 im Bereich der Führungsbuchse für die Kolbenstange. Fig. 2 in an enlarged view, partly in vertical longitudinal section, the back cylinder of Fig. 1 in the region of the guide bush for the piston rod.

Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 ein hydraulisch beaufschlag barer Rückzylinder für den untertägigen Grubenbetrieb be zeichnet. Sein Einsatzgebiet liegt z. B. im Streb als Binde glied zwischen einem Ausbaugestell und einem Förderer.With 1 in FIGS . 1 and 2, a hydraulically loadable back cylinder for underground mine operations is characterized. Its area of application is z. B. in the longwall as a link between an extension frame and a conveyor.

Zu diesem Zweck weist der Rückzylinder 1 ein rohrförmig gestaltetes Zylindergehäuse 2 auf, das aus einem präzisions rohr geschält und dann glattgewalzt ist. Der an das Zylinder gehäuse 2 geschweißte Boden 3 des Rückzylinders 1 besteht aus einem mit dem Bodenauge 4 einstückig gefertigten Schmie deteil. Hierbei handelt es sich um einen mikrolegierten Stahl.For this purpose, the back cylinder 1 has a tubular cylinder housing 2 , which is peeled from a precision tube and then rolled smooth. The welded to the cylinder housing 2 bottom 3 of the back cylinder 1 consists of a one-piece with the bottom eye 4 Schmie deteil. This is a micro alloy steel.

Die Anschlüsse für das hydraulische Arbeitsfluid einmal zum nicht näher dargestellten Kolbenraum und einmal zum Kolben stangenraum 5 sind mit 6 und 7 bezeichnet.The connections for the hydraulic working fluid once to the piston chamber, not shown, and once to the piston rod chamber 5 are denoted by 6 and 7 .

In den dem Boden 3 abgewandten Endabschnitt 8 des Zylinder gehäuses 2 ist eine aus Vergütungsstahl gefertigte und kom plett galvanisch bronzierte Führungsbuchse 9 auswechselbar eingesetzt. Ihre Lagefixierung erfolgt über einen Haltedraht 10, während die umfangsseitige Abdichtung zwischen der Füh rungsbuchse 9 und dem Zylindergehäuse 2 durch in der Führungs buchse 9 gekammerte Dichtringe 11 bewirkt wird. Der Dicht ring 12 bewirkt eine zusätzliche Abdichtung zur Umgebung hin (Korrosionsschutz).In the bottom 3 remote from end portion 8 of the cylinder housing 2 is made of tempered steel and electroplated com plete brazed guide bushing 9 used interchangeably. Your position is fixed via a retaining wire 10 , while the peripheral seal between the Füh approximately bushing 9 and the cylinder housing 2 by bushing 9 in the guide chambered sealing rings 11 is effected. The sealing ring 12 provides an additional seal to the environment (corrosion protection).

Die Führungsbuchse 9 weist umfangsseitig drei im Durchmesser unterschiedlich große Stufen 13, 14, 15 auf (Fig. 2). Dabei dienen die beiden größeren Stufen 13 und 14 der axialen Fixierung der Führungsbuchse 9 in dem entsprechend ausgenom menen Endabschnitt 8, während die kleinste Stufe 15 zusammen mit dem Zylindergehäuse 2 einen Zu- und Abführspalt 16 für das Arbeitsfluid begrenzen.The guide bushing 9 has three stages 13 , 14 , 15 of different sizes on the circumference ( FIG. 2). The two larger stages 13 and 14 serve to axially fix the guide bushing 9 in the correspondingly excluded end section 8 , while the smallest stage 15 together with the cylinder housing 2 limit an inlet and outlet gap 16 for the working fluid.

Die Führungsbuchse 9 erstreckt sich mit Abstand umfangssei tig der aus mikrolegiertem Stahl geschmiedeten und oberflä chengehärteten Kolbenstange 17. Das Anschlußauge 18 endsei tig der Kolbenstange 17 ist einstückig angeschmiedet. Die Oberfläche 19 der Kolbenstange 17 ist galvanisiert.The guide bush 9 extends at a distance circumferentially from the forged of micro-alloy steel and surface-hardened piston rod 17th The connecting eye 18 end side of the piston rod 17 is forged in one piece. The surface 19 of the piston rod 17 is galvanized.

Im Zentralbereich der Führungsbuchse 9 sind zwei längsge schlitzte Führungsringe 20 aus Polyacetal in eine Kammerung 21 eingebettet. Die Führungsringe 20 kommen zur satten An lage an der Oberfläche 19 der Kolbenstange 17. Die axiale Länge L der beiden Führungsringe 20 beträgt etwa die Hälfte der Länge l der Führungsbuchse 9. Am anschlußaugenseitigen Ende der Führungsbuchse 9 ist ein Abstreiferring 22 aus Polyester gekammert, der mit einer zum Anschlußauge 18 und zur Oberfläche 19 der Kolbenstange 17 gerichteten Dichtlippe 23 versehen ist. Die Kammerung ist mit 32 bezeichnet.In the central region of the guide bushing 9 , two longitudinally slotted guide rings 20 made of polyacetal are embedded in a chamber 21 . The guide rings 20 come to a full position on the surface 19 of the piston rod 17th The axial length L of the two guide rings 20 is approximately half the length l of the guide bush 9 . At the end of the guide bushing 9 on the connecting eye side, a wiper ring 22 made of polyester is provided, which is provided with a sealing lip 23 directed towards the connecting eye 18 and the surface 19 of the piston rod 17 . The chambering is designated 32 .

In einer kolbenseitigen Kammerung 24 der Führungsbuchse 9 ist ein an der Oberfläche 19 der Kolbenstange 17 anliegen der Dichtring 25 aus Polyurethan vorgesehen. In der kolben seitigen Stirnfläche 26 besitzt der Dichtring 25 einen NBR O-Ring 27 mit ca. 70 Shore A, während in der anschlußaugen seitigen Stirnfläche 28 ein an der Oberfläche 19 der Kolben stange 17 zur Anlage gelangender Backring 29 aus gefülltem Polyamid vorgesehen ist.The sealing ring 25 made of polyurethane is provided in a piston-side chamber 24 of the guide bushing 9 , which bears against the surface 19 of the piston rod 17 . In the piston-side end face 26 , the sealing ring 25 has an NBR O-ring 27 with about 70 Shore A, while in the connection-side end face 28 a rod 17 on the surface 19 of the piston 17 coming into contact with the back ring 29 made of filled polyamide is provided.

Innenseitig weist der Dichtring 25 zwei axial hintereinander liegende zum Kolben 30 und zur Kolbenstange 17 weisende sägezahnartige Dichtlippen 31 auf, von denen die kolbensei tige Dichtlippe 31 durch den O-Ring 27 an die Oberfläche 19 der Kolbenstange 17 gepreßt wird.On the inside, the sealing ring 25 has two axially one behind the other to the piston 30 and the piston rod 17 facing sawtooth sealing lips 31 , of which the kolbensei term sealing lip 31 is pressed through the O-ring 27 to the surface 19 of the piston rod 17 .

Claims

1. Back cylinder for underground mine operations, which can be hydraulically loaded and rich in pressure and tensile force, a piston rod ( 17 ) provided with an end connection eye ( 18 ) with a galvanized upper surface ( 19 ), which has one at one end of the tubular cylinder housing ( 2 ) exchangeably mounted guide bush ( 9 ) slidably penetrated, in which internal grooves ( 24 , 32 ) of the guide bush ( 9 ) on the surface ( 19 ) of the piston rod ( 17 ) come into contact with sealing and scraper rings ( 25 , 22 ) are embedded, of which a at the connection end of the guide bush ( 9 ) angeord Neter scraper ring ( 22 ) made of polyester with a connection eye ( 18 ) and to the surface ( 19 ) of the piston rod ( 17 ) directed sealing lip ( 23 ) is provided, thereby characterized in that the completely galvanically bronzed guide bushing ( 9 ) made of tempering steel has the hardened surface ( 19 ) which, together with the connection eye ( 18 ) made of micro-alloy steel, integrally forged piston rod ( 17 ) engages at a distance, with in a central chamber ( 21 ) of the guide bushing ( 9 ) at least one of polyacetal existing longitudinally slotted guide ring ( 20 ) under saturated System embedded on the surface ( 19 ) of the piston rod ( 17 ) and in a piston-side chamber ( 29 ) of the guide bushing ( 9 ) a sealing ring ( 25 ) made of polyurethane, which is provided on the surface ( 19 ) of the piston rod ( 17 ), is provided the piston-side end face ( 26 ) an NBR O-ring ( 27 ) with about 70 Shore A and in the connection eye-side end face ( 28 ) one on the surface ( 19 ) of the piston rod ( 17 ) for the backing ring ( 29 ) made of filled Owns polyamide.

2. Back cylinder according to claim 1, characterized in that two guide rings ( 20 ) are axially one behind the other in the central chamber ( 21 ) of the guide bush ( 9 ) are embedded.

3. Back cylinder according to claim 1 or 2, characterized in that the axial length (L) of the Füh approximately rings ( 20 ) or the guide rings ( 20 ) is at least half the length ( 1 ) of the guide bush ( 9 ).

4. Back cylinder according to one of claims 1 to 3, characterized in that the piston-side sealing ring ( 25 ) has two consecutive sawtooth-like sealing lips ( 31 ) facing the piston ( 30 ) and the piston rod ( 17 ).