DE3002998C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Schubkolbeneinheit, insbesondere für den Einsatz im untertägigen Grubenbetrieb, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Schubkolbeneinheiten dieser Bauart werden über und unter Tage überall dort mit Vorteil eingesetzt, wo gesteuerte oder ungesteuerte Relativbewegungen zwischen zwei Bauteilen einer Maschine, einer Vorrichtung oder eines Aggregats statt­ finden müssen. Hier haben sie sich durchweg bewährt. Proble­ me stellen sich aber dann ein, wenn eine solche Schubkolben­ einheit zwischen einer Druckfluidquelle und einem Verbrau­ cher für das Druckfluid angeordnet wird. In diesen Fällen ist es nämlich aufgrund der ständig andere Relativstellungen einnehmenden Bauteile zwecks Überprüfung der Schubkolben­ kraft erforderlich, in den das Druckfluid führenden Schläu­ chen entsprechend der Größe der jeweils maximal möglichen Relativbewegungen mehr oder weniger große Schlaufen vorzu­ sehen. Diese Schlauchschlaufen bilden folglich bei allen sonstigen Vorteilen der Schubkolbeneinheiten ausgesprochene Schwachstellen im jeweiligen Druckfluidsystem, weil sie leicht beschädigt werden und damit die Funktionssicherheit des Druckfluidsystems beeinträchtigen können.

Gerade der untertägige Grubenbetrieb kennt viele solcher Betriebspunkte. Aufgrund ihrer absehbaren Störanfälligkeit werden sie daher von vornherein mit Sorgfalt abgesichert und geschützt. Dies ist naturgemäß mit einem hohen fertigungs­ technischen und baulichen Aufwand verbunden. Dennoch ist es in vielen Fällen nicht zu vermeiden, daß selbst diese besonderen Schutzmaßnahmen nicht angewendet werden können, weil es die örtlichen Bedingungen nicht zulassen, und zwar insbesondere bei fehlendem Aufstellungs- oder Montageraum. Eine Kürzung der Schläuche kommt zumeist auch nicht in Fra­ ge, weil dann die Biegungen zu eng werden, wie dies bei nahezu allen untertägigen Maschinen und Aggregaten der Fall ist.

Das DE-GM 16 95 904 zeigt eine gattungsgemäße Schubkolben­ einheit, bei welcher der Innenraum des Vorsatzgehäuses über das Zylinderstirnende ungedrosselt mit dem benachbarten Zylinderdruckraum arbeitsfluidleitend in Verbindung steht. Zweck dieser Maßnahme ist die Abstützung der Kolbenstange an beiden Zylinderstirnenden unter Vermeidung von verschleißan­ fälligen und damit wartungsbedürftigen Dichtungen im Bereich der Kolbenstangendurchführung zwischen dem Zylinder und dem Vorsatzgehäuse.

Die bekannte Schubkolbeneinheit dient lediglich der Verlage­ rung eines Maschinenteils relativ zu einem anderen Maschinen­ teil. Die Überführung eines Druckfluids von einer Druckfluid­ quelle zu einem Verbraucher für das Druckfluid ist nicht vorgesehen. Auch ist kein weiterer Verbraucher für das Ar­ beitsfluid neben der Schubkolbeneinheit vorhanden.

Darüber hinaus ist zur bekannten Bauart festzustellen, daß sie nicht ohne flexible Leitungen zur Beaufschlagung des Zylinders auskommt. Dies ist bedingt durch die schwenkbe­ wegliche Lagerung des Zylinders.

Zum Stand der Technik zählt ferner die Schubkolbeneinheit gemäß der FR-PS 23 03 978, die ohne flexible Leitungen zur Beaufschlagung des Zylinders auskommt. Hierbei ist es zwar möglich, ein Arbeitsfluid über die Schubkolbeneinheit einer weiteren Schubkolbeneinheit zuzuführen, indessen wird das­ selbe Arbeitsfluid auch zur Verlagerung der Kolbenstange relativ zum Zylinder eingesetzt. Eine funktionale Trennung der Beaufschlagung der Zylinderdruckräume einerseits und der Verwendung der Schubkolbeneinheit als reiner Leitungsab­ schnitt andererseits ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Schubkolbeneinheit so auszubil­ den, daß sie als ein Druckfluid überführendes Verbindungs­ glied zwischen einer Druckfluidquelle und einem Verbraucher für dieses Druckfluid unter Vermeidung von flexiblen Über­ führungsleitungen eingesetzt werden kann.

Die Lösung dieses Problems besteht nach der Erfindung in den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merk­ malen.

Danach wird nunmehr die zwischen einer Druckfluidquelle und einem Verbraucher für das Druckfluid eingegliederte Schubkolbeneinheit selber unter Verzicht auf jegliche fle­ xible Leitungen als längenveränderbarer Leitungsabschnitt zur Überführung für das Druckfluid ausgebildet. Die Schub­ kolbeneinheit nimmt dabei zwei Funktionen parallel nebenein­ ander wahr. Zum einen dient sie dazu, den Verbraucher für das Druckfluid gegenüber der Druckfluidquelle relativzuver­ lagern und zum anderen sorgt sie für die Zu- und Abführung des Druckfluids vom und zum Verbraucher. Der Druckfluid-An­ schluß am Vorsatzgehäuse und der Druckfluid-Anschluß am freien Ende der Kolbenstange sind bezüglich der ihnen zuge­ ordneten, relativ verlagerbaren Bauteile ortsunveränderbar, so daß weitgehend starre Leitungen mit allen ihnen anhaften­ den Vorteilen verwendet werden können. Dank der erfindungs­ gemäßen Maßnahme ist es möglich, jetzt auch dort die Vortei­ le einer Schubkolbeneinheit zu nutzen, wo sich bislang ihr Einsatz wegen des zur Verfügung stehenden knappen Raums verbot bzw. nur mit einem erheblichen technischen Aufwand realisiert werden konnte. Dies ist beispielsweise im unter­ tägigen Grubenbetrieb der Fall.

Die Überführung des Druckfluids von der Druckfluidquelle zum Verbraucher bzw. vom Verbraucher zur Druckfluidquelle kann über eine einzige Schubkolbeneinheit erfolgen. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn jeweils nur eine Strömungsrichtung des Druckfluids durch eine Schubkolbeneinheit geführt wird. Dies allein schon deshalb, weil der Aufbau einer Schubkolbenein­ heit einfacher wird und weil in den meisten Fällen aus pra­ xisnahen Gründen wenigstens zwei Schubkolbeneinheiten zwi­ schen den Anschlußstellen vorgesehen sind, die einmal Be­ standteil einer Druckfluidquelle und zum anderen Bestandteil eines Verbrauchers für das Druckfluid bilden.

In diesem Zusammenhang sieht dann die Erfindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Merkmale des Anspruchs 2 vor. Demnach kann das Druckfluid sowohl vom Druckfluid-An­ schluß an der Kolbenstange zum Druckfluid-Anschluß am Vor­ satzgehäuse als auch vom letzteren zum Druckfluid-Anschluß an der Kolbenstange geführt werden. Dabei sorgt die fluid­ dichte Durchführung der Kolbenstangenverlängerung durch das gehäuseseitige Zylinderstirnende dafür, daß die Funk­ tionsbereiche "Axialverlagerung" einerseits und "Druckfluid- Überführung" andererseits einwandfrei voneinander getrennt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schubkolbeneinheit in der Seitenansicht, teilweise im vertikalen Längsschnitt;

Fig. 2 in schematischer Darstellung den Schrämarm einer Schrämmaschine in der Seitenansicht, teilweise im vertikalen Längsschnitt, mit einer paarweisen Anordnung von Schubkolben­ einheiten gemäß der Ausführungsform der Fig. 1;

Fig. 3 in der Stirnansicht eine in Längsrichtung einer untertägigen Strecke verlagerbare Arbeitsbühne, ebenfalls mit paarweise an­ geordneten Schubkolbeneinheiten gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 und

Fig. 4 die Arbeitsbühne der Fig. 3 in der Seitenansicht.

In Fig. 1 ist mit 1 der Zylinder einer hydraulisch beauf­ schlagbaren Schubkolbeneinheit 2 bezeichnet. Die Zylinder­ stirnenden 3, 4 werden durch Stirnplatten gebildet. In der Nähe der Zylinderstirnenden 3, 4 befinden sich auch die Anschlüsse 5, 6 für das Arbeitsfluid.

Im Zylinder 1 ist ein Kolben 7 axial geführt. Der Kolben 7 weist umfangsseitige Dichtringe 8 auf, die an der Innen­ wand 9 des Zylinders 1 anliegen. Der Kolben 7 bildet Bestand­ teil einer hohlen Kolbenstange 10, die mit einem Längenab­ schnitt 11 durch das Zylinderstirnende 4 relativ verschieb­ lich hindurchgeführt ist. In dem Zylinderstirnende 4 befin­ den sich Dichtringe 12, die am Außenumfang 13 der Kolben­ stange 10 anliegen.

Am freien Ende der Kolbenstange 10 ist ein Anschlußgehäuse 14 vorgesehen, das einen Druckfluid-Anschluß 15 für ein beim Ausführungsbeispiel hydraulisches Druckfluid besitzt. In der Wand der Kolbenstange 10 ist eine Querbohrung 16 vorgesehen, die den durch eine Längsbohrung gebildeten Innenraum 17 der Kolbenstange 10 mit dem Druckfluid-Anschluß 15 verbindet. Über ein Mittel (Kupplungsauge) 18 kann die Kolbenstange 10 an eine entsprechend gestaltete Anschlußstelle angeschlossen werden, die beispielsweise Bestandteil eines hydraulischen Verbrau­ chers bildet.

Zwischen dem Kolben 7 und den Zylinderstirnenden 3, 4 werden Zylinderdruckräume gebildet, deren Größe in Abhängigkeit von der Lage des Kolbens 7 relativ zum Zylinder 1 variiert.

Die hohle Kolbenstange 10 ist über den Kolben 7 hinaus ver­ längert und auch durch die Zylinderstirnseite 3 geführt. Ein Dichtring 19 übernimmt hier die Abdichtung zwischen der Zylinderstirnseite 3 und dem Außenumfang 13 der Kolbenstange 10. Die Kolbenstange 10 ragt in den Innenraum 20 eines Vor­ satzgehäuses 21 hinein, das an der Zylinderstirnseite 3 befestigt ist. Die bevorzugt durch Schraubbolzen 22 gebil­ deten Befestigungsmittel für die Zylinderstirnseiten 3, 4 und das Vorsatzgehäuse 21 sind in der Darstellung gemäß Fig. 1 lediglich schematisch veranschaulicht.

Am freien Ende des Vorsatzgehäuses 21 ist ebenfalls ein Mittel (Kupplungsauge) 23 zum Anschluß an einen Bauteil vorgesehen, der beispielsweise Bestandteil einer Druckfluidquelle bil­ det. Mit 24 ist ein Druckfluid-Anschluß bezeichnet.

Ein am Druckfluid-Anschluß 24 aufgegebenes Druckfluid kann mithin ungehindert über den Innenraum 20 des Vorsatzgehäuses 21 und den Innenraum 17 der Kolbenstange 10 zum Druckfluid- Anschluß 15 strömen. Umgekehrt besteht eine störungsfreie Verbindung vom Druckfluid-Anschluß 15 zum Druckfluid-An­ schluß 24.

Die Fig. 2 veranschaulicht die Verwendung der Schubkolben­ einheit 2 gemäß Fig. 1 bei einem Schrämarm 25 einer durch das Gehäuse 26 verkörperten Schrämmaschine. Es ist zu erken­ nen, daß zwei Schubkolbeneinheiten 2 a und 2 b im Innern des in Axialrichtung teleskopierbaren Schrämarms 25 angeordnet sind. Dabei ist zu sehen, daß die endseitig der Vorsatzge­ häuse 21 befindlichen Mittel (Kupplungsaugen) 23 über Konsolen 27 mit dem unteren Längenabschnitt 28 des Schrämarms 25 und die endseitig der Kolbenstangen 10 vorgesehenen Mittel (Kupplungsaugen) 18 über Konsolen 29 mit dem oberen Längenabschnitt 30 des Schrämarms 25 verbunden sind.

Am freien Ende des Schrämarms 25 sitzt eine Schrämwalze 31 mit einem eingebauten Verbraucher (Hydraulikmotor) 32.

Zur jeweils gewünschten Relativverlagerung von Schrämwalze 31 und Gehäuse 26 der Schrämmaschine werden die Schubkolbenein­ heiten 2 a und 2 b über die Anschlüsse 5, 6 (Fig. 1) mit dem Arbeitsfluid entsprechend beaufschlagt.

Die nicht näher veranschaulichte Druckfluidquelle ist in dem Gehäuse 26 der Schrämmaschine angeordnet. Die Druckleitung P ist an die Schubkolbeneinheit 2 b und die Rückleitung T an die Schubkolbeneinheit 2 a angeschlossen. Von den Druckfluid-An­ schlüssen 15 endseitig der Kolbenstangen 10 führen entspre­ chende Leitungen 33, 34 zum Verbraucher (Hydraulikmotor) 32. Es ist zu ersehen, daß unabhängig von den Relativbewegungen der Schub­ kolbeneinheiten 2 a, 2 b und damit auch der beiden Längenab­ schnitte 28, 30 des Schrämarms 25 keine Schlauchverbindungen zwischen der Druckfluidquelle in dem Gehäuse 26 der Schrämmaschine und dem Verbraucher (Hydraulikmotor) 32 angeordnet sind.

In den Fig. 3 und 4 ist mit 35 eine in Längsrichtung einer Strecke bewegbare Arbeitsbühne bezeichnet. Die Arbeits­ bühne 35 kann auf der Streckensohle rollend abgestützt oder am Streckenausbau hängend geführt sein. Auch ist es möglich, daß die Arbeitsbühne 35 seitliche Stützräder hat, die sich auf entsprechenden Schienen entlang bewegen, die am Strecken­ ausbau befestigt sind.

Auf der Arbeitsbühne 35 ist eine Arbeitsplattform 36 quer verschieblich angeordnet. Die Führungen für die Arbeitsplatt­ form 36 an der Arbeitsbühne 35 entlang sind mit 37 bezeich­ net. Auf der Arbeitsplattform 36 ist als Arbeitsgerät bei­ spielsweise ein Kran 38 mit einem nicht näher dargestellten Verbraucher für ein Druckfluid angeordnet.

Zur Relativverschiebung von Arbeitsbühne 35 und Arbeitsplatt­ form 36 dienen zwei parallel im Abstand nebeneinander ange­ ordnete Schubkolbeneinheiten 2 c, 2 d gemäß der Ausführungs­ form der Fig. 1. Die Vorsatzgehäuse 21 sind über die Mittel (Kupp­ lungsaugen) 23 und Konsolen 39 mit der Arbeitsbühne 35 und die Kolbenstangen 10 über die Mittel (Kupplungsaugen) 18 und Konsolen 40 mit der Arbeitsplattform 36 verbunden.

Ein Druckfluid wird von einer Druckfluidquelle 41 über eine Druckleitung P zum Vorsatzgehäuse 21 der Schubkolbeneinheit 2 c und über diese zu einem Verbraucher (Steuerstand) 42 der Arbeitsplatt­ form 36 geführt. Entsprechend gelangt dann das verbrauchte Druckfluid über die Rückflußleitung T und die parallele Schubkolbeneinheit 2 d zur Druckfluidquelle 41 zurück.

Hiervon unabhängig ist die Beaufschlagung der Schubkolben­ einheiten 2 c und 2 d mit einem Arbeitsfluid zwecks Relativ­ verlagerung von Arbeitsbühne 35 und Arbeitsplattform 36.

Claims (2)

1. Schubkolbeneinheit, insbesondere für den Einsatz im un­ tertägigen Grubenbetrieb, bestehend aus einem Zylinder (1) mit endseitigen Anschlüssen (5, 6) für ein Arbeitsfluid sowie einem im Zylinder (1) axial verschieblich geführten, beid­ seitig durch das Arbeitsfluid beaufschlagbaren Kolben (7) als Bestandteil einer an einem Zylinderstirnende (4) fluid­ dicht aus dem Zylinder (1) herausgeführten Kolbenstange (10), wobei sowohl der Zylinder (1) als auch die Kolbenstan­ ge (10) Mittel (23, 18) zur bevorzugt lösbaren Kupplung mit zwei zueinander relativbeweglichen Anschlußstellen auf­ weisen, und wobei der Zylinder (1) an dem der Kolbenstangen­ durchführung abgewandten Zylinderstirnende (3) mit einem Vorsatzgehäuse (21) versehen ist, in das die über den Kolben (7) hinaus verlängerte Kolbenstange (10) hineinragt, da­ durch gekennzeichnet, daß das Vorsatz­ gehäuse (21) mit einem externen Druckfluid-Anschluß (24) versehen ist, der über die dicht in dem dem Vorsatzgehäuse (21) benachbarten Zylinderstirnende (3) geführte Kolbenstan­ ge (10) mit einem Druckfluid-Anschluß (15) an dem aus dem Zylinder (1) herausgeführten freien Ende der Kolbenstange (10) fluidleitend verbunden ist, wobei die Druckfluid-An­ schlüsse (15, 24) einerseits einer Druckfluidquelle (41) und andererseits einem Verbraucher (32, 42) zugeordnet sind.

2. Schubkolbeneinheit nach Anspruch 1 mit einer hohl ausge­ bildeten Kolbenstange (10), deren Innenraum (17) mit dem Innenraum (20) des Vorsatzgehäuses (21) fluidleitend verbun­ den ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (10) über ihre gesamte Länge hohl ausgebil­ det ist und die fluidleitende Verbindung aus dem Innenraum (20) des Vorsatzgehäuses (21) bis zum aus dem Zylinder (1) herausgeführten freien Ende der Kolbenstange (10) führt ohne Druckfluidverbindung zu einem der beiden Zylinderdruckräume.