DE3012292C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchkupplung für einen hydraulischen Druckschlauch zur Verwendung bei elektro­ hydraulischen Ausbausteuerungen entsprechend der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei hydraulischen und elektrohydraulischen Ausbausteuerun­ gen werden zur hydraulischen Versorgung oder zur hydrauli­ schen Ansteuerung der verschiedenen Arbeitszylinder hydrau­ lische Druckschläuche verwendet, die auf hohe hydraulische Arbeits- oder Steuerdrücke in der Größenordnung von etwa 200-500 bar ausgelegt sind und die mittels geeigneter Kupplungen, z. B. Steckkupplungen, dichtend und zugfest angeschlossen werden. Die Druckschläuche werden als Einzel­ schläuche verwendet oder zu einem Schlauchbündel in einem bewährten Mantelschlauch zusammengefaßt. Im letztgenannten Fall erfolgt die Kupplung der mehradrigen Schlauchleitung mittels Mehrfach-Steckkupplungen (DE-AS 20 59 576).

Bei elektrohydraulischen Ausbausteuerungen müssen zusätz­ lich zu den hydraulischen Hochdruckleitungen elektrische Schwachstromkabel im Streb verlegt werden, um die Elektro­ magnetventile der baueigenen Steuergeräte zu speisen und um bei Verwendung einer baueigenen Steuerelektronik eine elektrische Ansteuerung von einer zentralen Strebwarte oder im Wege der sogenannten Nachbarsteuerung zu ermög­ lichen. Es versteht sich, daß bei den rauhen Betriebs­ bedingungen, wie sie unter Tage anzutreffen sind, nur bewehrte Kabel verwendet werden können. Bekannt sind für diese Zwecke z. B. stahlumflochtene Schlauchkabel.

Die Vielzahl der bei elektrohydraulischen Ausbausteuerungen benötigten hydraulischen Druckschläuche und elektrischen Kabel nebst ihren Kupplungen und elektrischen Verbindungen erfordert einen beträchtlichen Aufwand.

Es ist z. B. bei hydraulischen oder pneumatischen Drucküber­ tragungssystemen bekannt, elektrische Leitungen, die aus blanken Leitungsdrähten oder isolierten elektrischen Kabeln bzw. Leitungsadern bestehen, im Inneren von Rohren oder Schläuchen aus Kunststoff oder Gummi zu verlegen, wobei auch eine Gruppe von Rohren zu einem Rohrbündel zusammen­ gefaßt sein kann (DE-GM 70 34 009). Dabei werden die elektri­ schen Leitungen endseitig aus den Rohren oder Schläuchen bzw. deren Kupplungsteilen zu den elektrischen Geräten heraus­ geführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine für elektrohydraulische Ausbausteuerungen bestimmte Schlauchkupplung von einfacher, bergbaugerechter Ausgestaltung zu schaffen, mit der sich in einfacher Weise die hydraulischen Druckschläuche mechanisch und gleichzeitig die elektrischen Schwachstromleitungen elektrisch kuppeln lassen.

Diese Aufgabe wird bei der Schlauchkupplung der gattungs­ gemäßen Art erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Nach der Erfindung werden als Schutzmantel für die Aufnahme der elektrischen Leitungsadern bzw. der elektrischen Kabel hydraulische Druckschläuche verwendet. Dabei kann auf die bei den hydraulischen und elektrohydraulischen Ausbausteue­ rungen gebräuchlichen hydraulischen Hochdruckschläuche zurück­ gegriffen werden, die für hydraulische Arbeitsdrücke von 200-500 bar ausgelegt sind. Damit ist eine den Leitungs- und Verkabelungsaufwand mindernde Vereinheitlichung möglich. Für die mechanisch-zugfeste Verbindung der das elektrische Kabel aufnehmenden flexiblen Druckschläuche können dabei die im Bergbaueinsatz bewährten, als Steckkupplungen ausgebilde­ ten Schlauchkupplungen verwendet werden, die mit Hilfe ein­ facher U-förmiger Steckgabeln gesichert werden. Die mechani­ sche Schlauchkupplung ist zugleich als elektrische Steck­ verbindung ausgebildet. Zu diesem Zweck ist in die Innen­ bohrung des Steckerteils (Schlauchnippels) ein mit elektri­ schen Kontaktstiften und/oder Kontaktöffnungen versehenes elektrisches Anschlußelement lösbar und frei-drehbar ein­ gesetzt, an welches die elektrischen Leitungsadern des im Druckschlauch befindlichen Kabels elektrisch angeschlossen werden. Die Anordnung ist so getroffen, daß beim Schließen der mechanischen Schlauchkupplung die elektrische Steckver­ bindung selbsttätig geschlossen wird. Die elektrische Steck­ verbindung wird durch die sie aufnehmende mechanische Schlauch­ kupplung gegen äußere Einwirkungen geschützt. Kabelbrüche wer­ den zuverlässig vermieden. Das elektrische Kabel hat im Druck­ schlauch so viel Bewegungsfreiheit, daß es auch bei engen Biegungen und sonstigen stärkeren Verformungen des Druck­ schlauchs nicht verletzt wird. Da das elektrische Anschluß­ element lösbar in die Innenbohrung des Steckerteils der Schlauchkupplung eingesetzt wird, ist ein einfacher Zusam­ menbau möglich und auch das Herstellen der elektrischen Anschlüsse erleichtert. Die freie Drehbarkeit des elektri­ schen Anschlußelementes in der Innenbohrung des Steckerteils verhindert unerwünschte Verdrillungen des elektrischen Kabels bzw. seiner Leitungsadern im Druckschlauch. Es versteht sich, daß das mit dem Steckerteil der Schlauchkupplung zusammen­ wirkende Gegenkupplungsstück in seiner Steckeröffnung ein elektrisches Anschlußteil besitzt, das komplementär zu dem elektrischen Anschlußelement im Steckerteil ausgeführt ist, so daß beim Schließen der Schlauchkupplung das elektrische Anschlußelement und das komplementäre elektrische Anschluß­ teil unter Herstellen der elektrischen Verbindungen zusammen­ gesteckt werden.

Das elektrische Anschlußelement in der Innenbohrung des Steckerteils der Schlauchkupplung weist zweckmäßig in kon­ zentrischer Anordnung zueinander zwei durch eine Isolierung gegeneinander isolierte elektrische Kontaktelemente auf, von denen das Äußere aus einer Metallhülse und das Innere aus einem Metallstift oder ebenfalls aus einer Metallhülse be­ steht. Das elektrische Anschlußteil im Gegenkupplungsstück der Schlauchkupplung wird entsprechend komplementär ausge­ führt.

Die elektrischen Leitungsadern des Kabels lassen sich ohne weiteres in den Druckschlauch einziehen und haben innerhalb des Druckschlauchs ausreichende Bewegungsfreiheit, so daß sie auch bei engeren Schlauchbiegungen nicht reißen können. Vorzugsweise ist der Nenndurchmesser des Druckschlauchs um mindestens 1-2 mm größer als der Kabeldurchmesser.

Der das elektrische Kabel aufnehmende Druckschlauch kann, falls erwünscht, auch unter dem Innendruck eines pneumatischen oder hydraulischen Druckmediums stehen. Das Druckmedium kann ein Schutzgas oder das zu Steuerungszwecken oder zur Versorgung der hydraulischen Verbraucher der elektrohydraulischen Ausbau­ steuerung dienende hydraulische Hochdruckmedium sein. Im letzt­ genannten Fall dient der Druckschlauch also nicht nur als Schutzschlauch für das elektrische Kabel, sondern zugleich auch als Leitungsschlauch für das Druckmedium.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bildet der Druckschlauch mit dem darin befindlichen elektrischen Kabel die Leitungsader eines in einem flexiblen Mantelschlauch angeordneten Schlauchbündels, wobei die Leitungsadern des Schlauchbündels mit den an ihren Enden angeordneten Stecker­ teilen in einem gemeinsamen Kupplungsteil der als Mehrfach- Steckkupplung ausgebildeten Kupplungsarmatur angeschlossen sind. Dabei kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen wer­ den, daß mindestens eine Leitungsader des Schlauchbündels zur Fortleitung eines Druckmediums dient, während mindestens eine weitere Leitungsader des Schlauchbündels ein elektrisches Kabel aufnimmt, also den Schutzschlauch für das elektrische Kabel bildet.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schlauchkupplung teilweise im Schnitt im entkuppelten Zustand;

Fig. 2 und 3 in der Schnittdarstellung der Fig. 1 geänderte Ausführungsbeispiele der Erfindung;

Fig. 4 im Schnitt ein Schlauchbündel mit einer Mehrfach-Steckkupplung, wobei mindestens eine Schlauchader des Schlauchbündels als Schutzschlauch für ein elektrisches Kabel dient;

Fig. 5 im Schnitt das Gegenkupplungsstück zu der Mehrfach-Steckkupplung der Fig. 4.

In der Zeichnung ist mit 10 ein mit einer Isolierung versehe­ nes elektrisches Kabel herkömmlicher Art bezeichnet, wie es als Schwachstromkabel bei elektrohydraulischen Ausbausteue­ rungen Verwendung findet. Die beiden Leitungsadern des flexiblen Kabels 10 sind mit 11 und 12 bezeichnet. Das Kabel hat z. B. einen Durchmesser von 8-10 mm.

Als Schutzmantel für das Kabel 10 dient ein Druckschlauch 13 der bei hydraulischen Ausbausystemen üblichen Art. Solche hydraulischen Druckschläuche, wie sie bei elektrohydrauli­ schen Ausbausteuerungen Verwendung finden, sind im allgemei­ nen für Drücke von 200-500 bar ausgelegt. Sie weisen übli­ cherweise eine in dem Gummi oder gummiartigen Schlauchmaterial eingebettete Stahlgewebeeinlage od. dgl. auf. Der Nenndurch­ messer des Druckschlauches 13 ist zumindest um 1-2 mm größer als die Stärke des elektrischen Kabels 10. Letzteres läßt sich daher vom Schlauchende her frei in den Druckschlauch 13 ein­ führen und durch den Schlauch hindurchziehen.

Wie Fig. 1 zeigt, ist am Ende des Druckschlauches 13 ein Kupp­ lungsteil 14 einer an sich bekannten hydraulischen Schlauch­ kupplung befestigt. Das Kupplungsteil 14 ist z. B. mittels einer Klemmhülse 15 zugfest am Druckschlauch 13 angeschlos­ sen. Es weist ein zapfenförmiges Steckerteil 16 auf, welches in einer Ringnut 17 einen O-Ring 18 trägt. Im Abstand hinter dem O-Ring 18 ist eine halbkreisförmige Nut 19 angeordnet.

Das aus einem Mutterteil bzw. aus einer Muffe od. dgl. be­ stehende Gegenkupplungsstück 20 der als Steckkupplung aus­ geführten Schlauchkupplung ist z. B. an einem Gehäuse 21 mittels einer Schraubverbindung 22 befestigt. Es weist eine mehrfach gestufte Innenbohrung 23 mit einer halbkreisförmi­ gen Nut 24 auf. Um den als Schutzschlauch für das Kabel 10 dienenden Druckschlauch 13 mechanisch-zugfest am Gehäuse 21 anzuschließen, wird das Steckerteil 16 des Kupplungsteils 14 in die Innenbohrung 23 des Gegenkupplungsstücks 20 ein­ geführt. Anschließend wird in bekannter Weise eine U-förmige Steckgabel in die sich deckenden Nuten 19, 24 von außen ein­ geführt, wodurch die Schlauchkupplung geschlossen, d. h. das Kupplungsteil 14 zugfest am Gegenkupplungsstück 20 festgelegt wird. Der O-Ring 18 bildet dabei die Innendichtung der Steck­ kupplung.

Die im Aufbau bekannte Schlauchkupplung 14, 20 dient zugleich als elektrische Kupplung, über welche die Leitungsadern 11 und 12 bzw. 11′ und 12′ zweier Kabelabschnitte 10 und 10′ elektrisch verbunden werden. Das Kupplungsteil 14 bzw. sein Steckerteil 16 ist zu diesem Zweck mit einem elektrischen Anschlußelement 26 versehen, welches als Zusatzstück in die axiale Innenbohrung 27 des Steckerteils 16 lösbar und frei-drehbar eingesteckt ist. Das Anschlußelement 26 ist durch Abstützung z. B. an der Stirn­ fläche 28 des Steckerteils 16 axial unverschieblich gehalten. Es besteht aus einer Metallhülse 29 und einem in dieser an­ geordneten Metallstift 30, wobei zwischen diesen Teilen eine Isolierung 31 angeordnet ist. Die Leitungsadern 11 und 12 des in dem Druckschlauch 13 befindlichen Kabels 10 sind, wie bei 32 und 33 angedeutet, mit den elektrischen Steckerteilen 29, 30 des Anschlußelementes 26 elektrisch verbunden. Das Anschluß­ element 26 ist seinerseits als Steckteil in der Innenbohrung 27 gehalten. Zur Isolierung des Anschlußteils 31 gegenüber dem Steckerteil 16 ist eine Isolierhülse 34 in die Innen­ bohrung 27 eingesteckt. Die Isolierhülse 34 kann aber auch mit dem elektrischen Anschlußelement 26 bzw. seiner Metall­ hülse 29 fest verbunden sein.

Das muffenartige Gegenkupplungsstück 20 weist ein ebenfalls als Steckerteil ausgebildetes elektrisches Anschlußteil 35 auf, welches aus einer metallenen Außenhülse 36 und einer koaxial in dieser angeordneten metallenen Innenhülse 37 so­ wie einer zwischen diesen beiden Hülsen angeordneten Isolie­ rung 38 besteht. An den Steckerhülsen 36, 37 sind die Lei­ tungsadern 11′, 12′ des Kabelabschnittes 10′ elektrisch an­ geschlossen, wie bei 32′ bzw. 33′ dargestellt ist.

Beim Schließen der Schlauchkupplung, d. h. beim Einführen ihres Steckerteils 16 in die Innenbohrung 23 des Gegenkupplungsstücks 20, schiebt sich der elektrische Steckerzapfen bzw. Metallstift 30 in die Stecker- bzw. Innenhülse 37 und zugleich die Metall­ hülse 29 in die Stecker- bzw. Außenhülse 36, wodurch der elek­ trische Anschluß der Kabelabschnitte 10, 10′ selbsttätig her­ gestellt wird. Wie oben erwähnt, wird die geschlossene Schlauch­ kupplung 14, 20 mit Hilfe einer für diese Zwecke bekannten Steckgabel gesichert, die von außen in die sich deckenden Nuten 19, 24 eingeführt wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß hier an­ stelle des in Fig. 1 gezeigten elektrischen Anschlußelements 26 ein ebenfalls als Steckerteil ausgebildetes Anschlußele­ ment 40 vorgesehen ist, welches mit einem (nicht erkennbaren) axialen Zapfen in die Innenbohrung 27 des Steckerteils 16 der Kupplungsarmatur 14 eingesteckt ist und sich gegen die Stirn­ fläche 28 des Steckerteils 16 rückseitig abstützt. An dem Anschlußelement 40 sind die beiden Leitungsadern 11, 12 des Kabels 10 elektrisch angeschlossen. Beim Schließen der Schlauchkupplung 14, 20 schieben sich die beiden Pole 41, 42 des elektrischen Anschlußelementes 40 in entsprechende Steckeröffnungen 43, 44 eines komplementären Steckerteils 45, welches an dem Gegenkupplungsstück 20 z. B. durch Verschrauben befestigt ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der­ jenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß das elektrische Anschlußelement 26 und das komplementäre elektrische An­ schlußteil 35 der elektrischen Steckerkupplung in ihrer Anordnung an den Kupplungsarmaturen 14, 20 der Schlauch­ kupplung vertauscht sind. Während bei Fig. 1 das als Vater­ teil ausgebildete Anschlußelement 26 am Steckerteil 16 der Kupplungsarmatur 14 und das als Mutterteil ausgebildete An­ schlußteil 35 am Gegenkupplungsstück 20 der Schlauchkupplung angeordnet ist, befindet sich bei der Ausführungsform nach Fig. 3 das Anschlußelement 26 am Gegenkupplungsstück 20 und entsprechend das Anschlußteil 35 in der Innenbohrung 27 des Steckerteils 16. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Teile 26 und 35 der elektrischen Steckerkupplung beide voll­ ständig im Inneren der Kupplungsteile 16, 20 der Schlauch­ kupplung liegen, d. h. der Metallstift 30 befindet sich ge­ schützt im Inneren des Gegenkupplungsstücks 20.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 bilden die elektrischen Anschlußelemente bzw. Anschlußteile 26, 35 bzw. 40, 43 lose Bauteile, die bei Ver­ wendung der hydraulischen Druckschläuche 13 als Kabel- Schutzschlauch in die sonst unveränderten Teile 14, 20 der Schlauchkupplung lösbar eingesteckt werden.

In Fig. 4 ist ein mehradriges Kabel dargestellt, welches in einem flexiblen Mantelschlauch 50 ein z. B. aus vier Leitungs­ adern 51 bestehendes Schlauchbündel enthält. Die Leitungs­ adern 51 bestehen jeweils aus einem hydraulischen Druckschlauch herkömmlicher Art. Mindestens einer dieser Druckschläuche bil­ det einen Schutzschlauch für ein elektrisches Kabel, welches die beiden Leitungsadern 11 und 12 aufweist. Die anderen Druckschläuche 51 dienen zur Fortleitung eines hydraulischen oder pneumatischen Druckmediums. Sämtliche Druckschläuche 51 liegen geschützt im Inneren des flexiblen Mantelschlauchs 50, der endseitig über eine Muffe 52 mit einem Kupplungsteil 53 einer Mehrfach-Steckkupplung verbunden ist. Die Muffe 52 ist endseitig mit dem Mantelschlauch 50 durch Preßsitz od. dgl. verbunden, wobei der Mantelschlauch 50 innenseitig durch eine Stützhülse 54 abgestützt ist, wie dies bekannt ist. Sämtliche Leitungsadern bzw. Druckschläuche 51 weisen an ihrem Ende ein zapfenförmiges Steckerteil 55 auf, mit dem sie in der Auf­ nahmebohrung einer Halteplatte 56, zugfest jedoch drehbar gehalten sind, die im Inneren des gehäuseartigen Kupplungs­ teils 53 angeordnet und hier durch einen Sprengring 57 ge­ sichert ist. Solche Mehrfach-Steckkupplungen sind bekannt. Wesentlich ist, daß das zapfenförmige Steckerteil 55 des­ jenigen Druckschlauchs 51, welcher das elektrische Kabel aufnimmt, mit einem elektrischen Anschlußelement 26 versehen ist, welches dem Anschlußelement 26 nach Fig. 1 entsprechen kann.

Das z. B. an einem Gehäuse 21 befestigte Gegenkupplungsstück 58 der Mehrfach-Steckkupplung weist gemäß Fig. 5 für jedes Stecker­ teil 55 eine axiale Aufnahmebohrung 59 auf. Innerhalb derjeni­ gen Aufnahmebohrung 59, welche das mit dem elektrischen An­ schlußelement 26 versehene Steckerteil 55 aufnimmt, ist ein korrespondierendes elektrisches Anschlußteil 35 entsprechend Fig. 1 angeordnet, so daß beim Schließen der Mehrfach- Steckkupplung 53, 58 zugleich mit der Herstellung der hydrau­ lischen oder pneumatischen Verbindung auch die elektrische Verbindung an dem das elektrische Kabel mit den Leitungsadern 11, 12 aufnehmenden Druckschlauch 51 hergestellt wird. Die Teile 53, 58 der Mehrfach-Steckkupplung werden auch hier mit Hilfe einer U-förmigen Steckgabel gesichert, welche mit ihren Gabelschenkeln in die in Deckung befindlichen Nuten 60, 61 der Kupplungsteile 53, 58 eingeführt wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen braucht das Gegenkupplungsstück 20 bzw. 58 nicht unbedingt an einem Gehäuse 21 angeordnet zu sein. Es kann an jedem anderen Bau­ teil, z. B. auch an dem Ende eines weiteren Schlauchabschnit­ tes, befestigt sein. Bei der Mehrfach-Steckkupplung nach den Fig. 4 und 5 kann anstelle der in Fig. 1 gezeigten elektri­ schen Steckkupplung mit den Teilen 26, 35 auch eine elektri­ sche Steckerkupplung verwendet werden, wie sie z. B. in Fig. 2 oder 3 dargestellt ist. Um Verwindungen des im Druckschlauch angeordneten Kabels 10 zu vermeiden, sind die elektrischen Anschlußelemente 26, 35, 40 in der Innenbohrung 27 des be­ treffenden Kupplungsteils frei drehbar angeordnet.

Claims (6)

1. Schlauchkupplung für einen hydraulischen Druckschlauch zur Verwendung bei elektrohydraulischen Ausbausteuerun­ gen, wobei im Inneren des vom Druckschlauch gebildeten Schutzmantels ein elektrisches Kabel angeordnet ist und die endseitig mit dem Druckschlauch verbundene Kupplungs­ armatur der als Steckkupplung ausgebildeten Schlauch­ kupplung aus einem Steckerteil besteht, das in eine Steckeröffnung eines Gegenkupplungsstücks einführbar und mittels einer Steckgabel od. dgl. im Eingriff gehal­ ten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchkupplung (14, 20; 53, 58) zugleich als elektrische Steckverbindung ausgebildet ist, wobei in der Innenbohrung (27) des Steckerteils (14) der Schlauch­ kupplung ein mit elektrischen Kontaktstiften und/oder Kontaktöffnungen versehenes elektrisches Anschlußelement (26, 35, 40) lösbar und frei drehbar eingesetzt ist, an welches die elektrischen Leitungsadern (11, 12) des Kabels elektrisch angeschlossen sind.

2. Schlauchkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das elektrische Anschluß­ element (26, 35, 40) in konzentrischer Anordnung zuein­ ander zwei durch eine Isolierung (38) gegeneinander iso­ lierte Kontaktelemente aufweist, von denen das äußere aus einer Metallhülse (29, 36) und das innere aus einem Metallstift (30) oder ebenfalls aus einer Metallhülse (37) besteht.

3. Schlauchkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nenndurchmesser des Druckschlauches (13, 51) um mindestens 1-2 mm größer ist als der Kabeldurchmesser.

4. Schlauchkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das elektrische Kabel aufnehmende Druckschlauch (13, 51) unter dem Innendruck eines pneumatischen oder hydrauli­ schen Druckmediums steht.

5. Schlauchkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschlauch mit dem darin befindlichen elektrischen Kabel (10) die Leitungsader (51) eines in einem flexiblen Mantelschlauch (15) angeordneten Schlauchbündels bildet, wobei die Leitungsadern (51) des Schlauchbündels mit den an ihren Enden angeordneten Steckerteilen (55) an einem gemeinsamen Kupplungsteil (53) der als Mehrfach-Steckkupplung ausgebildeten Kupplungsarmatur angeschlossen sind.

6. Schlauchkupplung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens eine Leitungs­ ader (51) des Schlauchbündels zur Fortleitung eines Druckmediums dient, während mindestens eine weitere Leitungsader (51) des Schlauchbündels ein elektrisches Kabel (10) aufnimmt.