PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202004015947U1 20.01.2005
Titel Bergbauzylinder mit Bronzebeschichtung
Anmelder Schlutz, Heinz, 45770 Marl, DE
DE-Aktenzeichen 202004015947
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 20.01.2005
Registration date 16.12.2004
Application date from patent application 15.10.2004
IPC-Hauptklasse E21D 15/44
IPC-Nebenklasse B23K 5/18   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kolben – Zylindereinheit, die hydraulisch beaufschlagbar ist und mit mindestens einer Zylinderinnenfläche und mindestens einem in der Zylinderinnenfläche angeordneten Kolben mit Kolbenstange oder Kolbenrohr oder einem oder mehrere Innenzylinder als relativbewegliche Innenteile mit jeweils zylindrischen Außenoberfläche und deren Herstellung in korrosionsschützender Ausführung aller Innen und Außenflächen durch Aufschweißung einer Schicht die aus einer Bronzematerial oder Chromnickelmaterial besteht.

Dadurch ergeben sich Kolben – Zylindereinheiten, die insbesondere im stark korrosiv gefährdeten Bergbausektor mit aggressiven Grubenwässer und Wetterströmen eingesetzt werden können. Der dabei gleichzeitige entstehende Innenkorrosionsschutz ermöglicht dabei den Einsatz von Grubenwässern als Betriebsmittel für diese Kolben-Zylindereinheiten.

Die Bronzeaufschweißung ist bereits als Mittel zur Erstellung von kleinen, außenliegenden Führungsflächen im Kolbenbereich von Kolbenstangen und Innenstufen allgemein bekannt.

Stand der Technik

Schutzschichten an Kolben – Zylindereinheiten für den Bergbau werden heute zumeist fast ausnahmslos in galvanischer Form in verchromter und bronzierter Ausführung hergestellt. Vereinzelt wurden diese Teile auch mit einer Kunststoffbeschichtung und auch mit einer dünnwandigen Hülle aus Niromaterial hergestellt.

Die verchromten Ausführungen haben einen guten Verschleißschutz, bieten aber aufgrund der Mikrorissigkeit und des geringen Dehnungskoeffizienten von Chrom aber einen schlechten Korrosionsschutz. Bei den bronzierten Ausführung ist das Verhältnis umgekehrt.

Dem guten Korrosionsschutz steht das schlechte Verschleißverhalten gegenüber, da die Bergbauhydraulik mit großen Flächenpressungen, hervorgerufen durch hohe Betriebsdrücke und Biegemomente arbeitet und diese zu schnellen örtlichen Verschleißerscheinungen führt. Diese galvanisch aufgetragenen Bronzeschichten betragen in der Dicke max.0,15 mm.

Als Alternativlösungen wurden in Veröffentlichungen in den letzten Jahren die Beschichtung von Grubenhydraulik mit Kunststoffbeschichtungen vorgeschlagen und patentiert.

Diese haben zwar alle einen sehr guten Korrosionsschutz, versagen aber allesamt am am Verschleißverhalten und bei der Bergbauhydraulik am mechanischen Angriff durch Kohle, Erz und Gesteinspartikeln, sowie deren Stäube.

Bei den Nirohüllen ist nur eine Außenbeschichtung möglich, wobei diese keine Verbindung mit dem Grundwerkstoff der Bauteile darstellt und dadurch bereits aus statischer Sicht eine starke Einsatzbeschräkung besteht.

Das Aufschweißen von Werkstücken ist heute Stand der Technik und bereits allgemein bekannt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder für den Einsatz im Bergbau vorzuschlagen, der mit einer verschleißfesten und korrosionsschützenden aufgeschweißten Schicht aller Zylinderlaufflächen und Zylinderoberflächen und Kolbenstangen mit Kolben auf die zuvor mechanisch hergestellten Zylinderteile erstellt wird, damit ein Betrieb untertage, auch mit Grubenwasser als Betriebsmittel ermöglicht wird.

Der mögliche starke Reibungsverschleiß der auf den aufgeschweißten Schichten gleitenden Dichtungs- und Führungselemente soll dabei ebenfalls vermieden werden Die, der Erfindung zugrundegeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass als Korrosions- und Verschleißschutz eine aufgeschweißte Bronzeschicht oder Chromnickelschicht mit einer erforderlichen Schichtstärke gewählt wird.

Die bereits mechanisch grob fertiggestellten Bauteile und Oberflächen, werden dazu mittels Aufschweißvorrichtungen mit einer entsprechend dickeren Schicht aufgeschweißt, die dabei größer gewählt wird als das vorgesehenen Nennmaß und anschließend auf das geforderte Nennmaß bearbeitet.

Bei der Verwendung von Vergütungsstählen als Grundmaterial, werden die Bauteile beim Aufschweißen durch eine Wasser- oder Luftkühlung auf Temperaturen gehalten, bei denen eine Vergütungsänderung oder eine Strukturveränderung des Grundmaterials nicht eintreten kann.

Die Erfindung ist in nachfolgender Zeichnung anhand eines Beispieles dargestellt:

1Kolbenstange – Außenbeschichtung 2Innenstufe -Innenbeschichtung 3Innenstufe – Außenbeschichtung 4Zylinderrohr – Innenbeschichtung 5Führungsring 6Kolbendichtring 7Stangendichtring 8Führungsring 9Schmutzabstreifer

Anspruch[de]
  1. Hydraulisch beaufschlagbare Kolben-Zylindereinheit für den Bergbau mit mindestens einer Zylinderinnenfläche und mindestens einem in der Zylinderinnenfläche angeordneten Kolben mit Kolbenstange oder Kolbenrohr und einem oder mehrere Innenzylinder als relativbewegliches Innenteil mit einer zylindrischen Außen- und Innenoberfläche, wobei gegen die Oberflächen (1,2,3,4), die mit einem Korrosionsschutz versehen sind, in den Kolben ein Dichtring (5) und mindestens ein Führungsring (6) angelegt wird und in den oberen Zylinderausfahrbegrenzungen ein Dichtring (7) und mindestens ein Führungsring (8) und ein Schmutzabstreifer (9) angelegt wird dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung des Zylinderrohres (4) und der Kolbenstange oder Kolbenrohr mit Kolben (1) und der/die Innenzylinder (2,3) durch eine Bronzeaufschweißung hergestellt wird.
  2. dass die Beschichtung des Zylinderrohres (4) und der Kolbenstange oder Kolbenrohr mit Kolben (1) und der/die Innenzylinder (2,3) auch durch eine Chromnickelstahlaufschweißung hergestellt werden kann.
  3. Hydraulische Zylinder-Kolbeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich ergebene Schutzschicht im bearbeiteten Endzustand zwischen 0,3 und 2,0 mm dick ist.
  4. Hydraulische Zylinder-Kolbeneinheit nach Anspruch 1. bis 3. dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufschweißen das Bauteil durch eine Wasser- oder Luftkühlung auf eine Temperatur gehalten wird, bei der keine Festigkeitsveränderung und keine Vergütungsveränderung des Grundwerkstoffes stattfindet.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com