DE3405673C1 - Hydraulic cylinder with stroke-, displacement- and pressure-measuring device - Google Patents

Abstract

Hydraulic cylinders with a corresponding cylinder housing and piston displaceably arranged therein are used in particular for the roadway support as well as for feed, holding and clamping devices. To monitor the operation, a displacement transducer interacting with a plunger piston is integrated in the cylinder housing. In order to be able to constantly monitor the pressure at the same time, at least one pressure sensor (25) is additionally arranged in the cylinder housing (2) and/or the piston rod (6) (Fig. 2). <IMAGE>

Description

Der technische Fortschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet, daß in Verbindung mit einer Hub-Wegmeßeinrichtung die ebenfalls im Arbeitszylinder integrierte Druckmeßeinrichtung eine ständige elektrische Steuerung und Regelung ermöglicht, die in Verbindung mit einer Fernübertragung, beispielsweise von der Grubenwarte aus durchführbar ist. The technical progress of the invention is essentially therein justified that in conjunction with a Hub-Wegmeßeinrichtung the A permanent electrical pressure measuring device also integrated in the working cylinder Control and regulation enables, in connection with a remote transmission, can be carried out, for example, from the mine control room.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Arbeitszylinder mit integrierter Hub-, Weg- und Druckmeßeinrichtung im Schnitt im eingefahrenen Zustand und F i g. 2 einen derartigen Arbeitszylinder in ausgefahrener Arbeitsstellung ebenfalls im Schnitt. An embodiment of the device according to the invention is shown in the drawings and is explained in more detail below. It shows F i G. 1 a working cylinder with integrated stroke, displacement and pressure measuring device in Section in the retracted state and FIG. 2 such a working cylinder in extended working position also in section.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Arbeitszylinder 1 handelt es sich um einen doppelt wirkenden Zylinder der in Verbindung mit einem Wegmeßgeber 14 und einem Druckaufnehmer 25 beispielsweise zum Betreiben von Spannautomatiken für Kettenbänder, Förderbänder, Seilbahnanlagen, Rückeinrichtungen usw. verwendet werden kann. In the case of the FIG. 1 and 2 shown working cylinder 1 is it is a double-acting cylinder in connection with a position encoder 14 and a pressure transducer 25, for example for operating automatic clamping systems used for chain belts, conveyor belts, cable car systems, reverse equipment, etc. can be.

Darüber hinaus ist ein derartiger Zylinder 1 zum Betreiben von Ausbau-, Abspannungs- und Hobelsteuerungen, insbesondere für Steuerzwecke im Bergbau und anderen Industriezweigen zu verwenden. In addition, such a cylinder 1 is used to operate expansion, Guying and planing controls, in particular for control purposes in mining and other industries.

Das mit zwei Anschlüssen 3,4 versehene Zylindergehäuse 2 nimmt eine Kolbenstange 6 auf, wobei das Zylindergehäuse 2 und auch die Kolbenstange 6 jeweils endseitig Anschlagmöglichkeiten, beispielsweise für den Ausbau aufweisen. The cylinder housing 2, which is provided with two connections 3, 4 takes one Piston rod 6, the cylinder housing 2 and the piston rod 6 respectively have stop options at the end, for example for expansion.

Die Koibenstange 6 ist hohl ausgebildet und nimmt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Tauchkolben 10 auf, der in ihr geführt ist und der mit dem Zylindergehäuse 2 fest verbunden ist. The Koibenstange 6 is hollow and takes in the illustrated Embodiment a plunger 10, which is guided in it and with the cylinder housing 2 is firmly connected.

Der Wegmeßgeber 14 ist bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführung eines Arbeitszylinders 1 in der Kolbenmanschette 17 der Kolbenstange 6 untergebracht, wie dies aus der ausgefahrenen Darstellung des Arbeitszylinders 1 in F i g. 2 deutlich hervorgeht. The encoder 14 is in the embodiment shown in the drawing a working cylinder 1 housed in the piston sleeve 17 of the piston rod 6, as can be seen from the extended representation of the working cylinder 1 in FIG. 2 clearly emerges.

Der zur Messung und Überwachung des Druckes erforderliche Druckaufnehmer 25 ist ebenfalls in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Kolbenmanschette 17 untergebracht. The pressure transducer required to measure and monitor the pressure 25 is also in the illustrated embodiment in the piston sleeve 17 housed.

Zur Ermittlung des Druckes auf der Kolbenfiache 26 und der Ringfläche 27 ist jeweils ein Druckaufnehmer 25 erforderlich. Die Druckaufnehmer 25 nehmen den Druck direkt über in der Wandung 30 der Kolbenstange 6 angeordnete Längsbohrungen 28, 29 auf, wobei eine Längsbohrung 28 mit der Kolbenfläche 26 und die Längsbohrung 29 mit der Ringfläche 27 in Verbindung steht. Den Druckaufnehmern, von denen jeweils in den F i g. 1 und 2 nur einer dargestellt ist, ist eine Elektronik nachgeschaltet, von der nur ein Teil 31 angedeutet ist Es ist vorgesehen, daß die erforderlichen Versorgungs- und Signalleitungen in einem gemeinsamen Strang aus der Kolbenmanschette 17 herausgeführt werden. To determine the pressure on the piston area 26 and the ring surface 27, a pressure transducer 25 is required in each case. Take the pressure transducers 25 the pressure directly via longitudinal bores arranged in the wall 30 of the piston rod 6 28, 29, wherein a longitudinal bore 28 with the piston surface 26 and the longitudinal bore 29 is connected to the annular surface 27. The pressure transducers, each of which in fig. 1 and 2 only one is shown, electronics are connected downstream, of which only a part 31 is indicated. It is provided that the required Supply and signal lines in a common strand from the piston sleeve 17 are brought out.

Nach einem weiteren, nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen, die Meßeinrichtungen 14 und 25 oder Teile davon jeweils im Boden des Zylindergehäuses 2 anzuordnen. In einem derartigen Ausführungsbeispiel müssen die Längsbohrungen 28, 29 in der Wandung des Zylindergehäuses untergebracht werden. According to a further embodiment not shown in the drawings the invention it is provided the measuring devices 14 and 25 or parts thereof to be arranged in each case in the bottom of the cylinder housing 2. In such an embodiment the longitudinal bores 28, 29 must be accommodated in the wall of the cylinder housing will.

1 Zylinder 2 Zylindergehäuse 3 Ans&nluß 4 Anschldl;) 6 Kolbenstange 10 Tauchkolben 14 Wegmeßgeber 17 Kolbenmanschette 25 Druckaufnehmer 26 Kolbenfläche 27 Ringfläche 28 Längsbohrung 29 Längsbohrung 30 Wandung der Kolbenstange. 1 cylinder 2 cylinder housing 3 connection 4 connection 6 piston rod 10 Plunger piston 14 encoder 17 piston sleeve 25 pressure transducer 26 piston surface 27 Ring surface 28 Longitudinal bore 29 Longitudinal bore 30 Wall of the piston rod.

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Claims (9)

Patentansprüche: 1. Zylinder mit Zylindergehäuse und darin verschiebbar angeordneten Kolben, insbesondere für den hydraulischen Strebausbau sowie für Vorschub-, Halte- und Spannvorrichtungen, beispielsweise für einen Strebförderer, in dessen Zylindergehäuse ein Wegmeßgeber mit einem Tauchkolben zusammenwirkend integriert ist, dadurch gekennz e i c h n e t, daß im Zylindergehäuse (2) und/oder in der Kolbenstange (6) zusätzlich mindestens ein Druckaufnehmer (25) angeordnet ist.Claims: 1. Cylinder with cylinder housing and displaceable therein arranged pistons, especially for hydraulic longwall mining as well as for feed, Holding and clamping devices, for example for a face conveyor, in its Cylinder housing integrates a position encoder interacting with a plunger is, characterized in that in the cylinder housing (2) and / or in the piston rod (6) at least one pressure transducer (25) is additionally arranged. 2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung und Überwachung des Druckes auf der Kolbenflächen- und auf der Ringflächenseite (26, 27) zwei voneinander unabhängige Druckaufnehmer (25) vorgesehen sind. 2. Cylinder according to claim 1, characterized in that for measurement and monitoring the pressure on the piston face and on the ring face side (26, 27) two independent pressure transducers (25) are provided. 3. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Druckaufnehmer (25) in der Kolbenmanschette (17) angeordnet sind. 3. Cylinder according to claim 1, characterized in that the or the pressure transducers (25) are arranged in the piston sleeve (17). 4. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Druckaufnehmer (25) im Boden des Zylindergehäuses (2) angeordnet sind. 4. Cylinder according to claim 1, characterized in that the or the pressure transducers (25) are arranged in the bottom of the cylinder housing (2). 5. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Kolben- und Ringflächen (26,27) mit dem jeweiligen Druckaufnehmer (25) Längsbohrungen (28,29) vorgesehen sind. 5. Cylinder according to claim 1, characterized in that the connection the piston and ring surfaces (26,27) with the respective pressure transducer (25) longitudinal bores (28,29) are provided. 6. Zylinder nach den Ansprüchen 1, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mindestens eines Druckaufnehmers (25) in der Kolbenmanschette (17) die Längsbohrung (28, 29) in der Wandung (30) der Kolbenstange (6) vorgesehen ist. 6. Cylinder according to Claims 1, 3 and 5, characterized in that that with the arrangement of at least one pressure sensor (25) in the piston sleeve (17) the longitudinal bore (28, 29) is provided in the wall (30) of the piston rod (6) is. 7. Zylinder nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung zweier Druckaufnehmer (25) in der Kolbenmanschette (17) zwei Längsbohrungen (28, 29) in der Wandung (30) der Kolbenstange (26) vorgesehen sind, deren eine die Kolbenfläche (26) und die andere die Ringfläche (27) jeweils mit einem Druckaufnehmer (25) verbindet. 7. Cylinder according to Claims 1 and 6, characterized in that that with the arrangement of two pressure transducers (25) in the piston sleeve (17) two longitudinal bores (28, 29) are provided in the wall (30) of the piston rod (26), one of which the Piston surface (26) and the other the ring surface (27) each with a pressure transducer (25) connects. 8. Zylinder nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mindestens eines Druckaufnehmers (25) im Boden des Zylindergehäuses (2) erforderliche Längsbohrung (28, 29) in der Zylindergehäusewand vorgesehen ist. 8. Cylinder according to Claims 1, 4 and 5, characterized in that that with the arrangement of at least one pressure sensor (25) in the bottom of the cylinder housing (2) the required longitudinal bore (28, 29) is provided in the cylinder housing wall. 9. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegmeßgeber (14) und mindestens ein Druckaufnehmer (25) im Boden des Zylindergehäuses (2) angeordnet sind. 9. Cylinder according to claim 1, characterized in that the displacement encoder (14) and at least one pressure sensor (25) arranged in the bottom of the cylinder housing (2) are. Die Erfindung betrifft einen Zylinder mit Zylindergehäuse und darin verschiebbar angeordnetem Kolben, insbesondere für den hydraulischen Strebausbau sowie für Vorschub-, Halte- und Spannvorrichtungen, beispielsweise für den Strebförderer, in dessen Zylindergehäuse ein Wegmeßgeber mit einem Tauchkolben zusammenwirkend integriert ist. The invention relates to a cylinder with a cylinder housing and therein displaceably arranged piston, especially for hydraulic longwall mining as well as for feed, holding and clamping devices, for example for the face conveyor, in the cylinder housing a position encoder interacting with a plunger is integrated. Wie bereits in der DE-OS 32 25 342 zum Ausdruck gebracht, hat die Kolbenstellung eines Arbeitszylinders für die Betriebsüberwachung sowohl eine wirtschaftliche als auch häufig eine sicherheitliche Bedeutung. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es für insbesondere die ständige elektrische Steuerung und Regelung von Arbeitszylindern von großer Wichtigkeit ist, die Überwachung des Druckes vorzunehmen, um beispielsweise multipliziert mit der Kolbenfläche die Vorschubkraft eines Arbeitszylinders ermitteln zu können. Eine derartige ständige Steuerung und Regelung von Arbeitszylindern ist überall dort von Bedeutung, wo große Verstellkräfte benötigt werden und wo die Fernüberwachung eine wesentliche Rolle spielt. So ergibt sich beispielsweise bei den mit Ketten bestückten Kettenkratzerförderern und Hobelanlagen unter Tage die Notwendigkeit, die infolge der betriebsbedingten veränderlichen Kettenkräfte auftretenden Kettenlängungen durch Aufbringen entsprechender Vorspannkräfte zu kompensieren. Durch die Kompensation und die kontinuierliche Einstellung einer optimalen Vorspannkraft wird sowohl die Bildung von Hängekette am Haupt- und Hilfsantrieb als auch das Auftreten einer Restvorspannkraft verhindert, so daß sich durch die Regelung der Teleskopierkraft oder des Teleskopierdruckes eine höhere Lebensdauer für die Ketten und sonstigen Anlagenelemente ergibt und die Antriebsleistungen besser genutzt werden können. As already expressed in DE-OS 32 25 342, the Piston position of a working cylinder for operational monitoring both an economical as well as often a safety concern. However, it turned out that it is especially for the permanent electrical control and regulation of working cylinders It is of great importance to monitor the pressure, for example multiplied to be able to determine the feed force of a working cylinder with the piston area. Such constant control and regulation of working cylinders is everywhere important where large adjustment forces are required and where remote monitoring is required plays an essential role. This is the case, for example, with those with chains equipped chain scraper conveyors and planing systems underground the need to the chain elongations occurring as a result of the operationally variable chain forces to compensate by applying appropriate pre-tensioning forces. Through the compensation and the continuous setting of an optimal pre-tensioning force is both the Formation of hanging chain on the main and auxiliary drive as well as the occurrence of a residual pre-tensioning force prevented, so that by regulating the telescopic force or the telescopic pressure results in a longer service life for the chains and other system elements and the drive power can be better used. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Arbeitszylinder zu schaffen, der neben einer integrierten und vor Umwelteinflüssen geschützten, eine hohe Meßgenauigkeit aufweisenden Hub-Wegmeßeinrichtung auch die Möglichkeit schafft, eine ständige Überwachung des Druckes zu ermöglichen. The invention has therefore set itself the task of providing a working cylinder to create, in addition to an integrated and protected from environmental influences, A stroke / displacement measuring device with a high measuring accuracy also offers the possibility creates to enable constant monitoring of the pressure. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Zylindergehäuse und/oder in der Kolbenstange zusätzlich mindestens ein Druckaufnehmer angeordnet ist. This object is achieved according to the invention in that in the cylinder housing and / or at least one pressure transducer is additionally arranged in the piston rod is. Überall dort, wo große Verstellkräfte erforderlich sind, ist es wichtig, die entsprechende Vorschubkraft zu ermitteln, um feststellen zu können, ob ein ausreichender Druck vorhanden ist, um beispielsweise einen Rückvorgang durchführen zu können. Wherever large adjustment forces are required, it is important to to determine the corresponding feed force in order to be able to determine whether a sufficient Pressure is available, for example to be able to perform a reverse process. Zur Ermittlung der Vorschubkraft, die sich rechnerisch aus der Kolben- bzw. der Ringfläche multipliziert mit dem Druck ergibt, mußte bisher in den hydraulischen Zuleitungen zu den Arbeitszylindern der Druck über ein Manometer, beispielsweise an den Ventilblökken gemessen werden. Da jedoch Leitungsverluste und Undichtigkeiten innerhalb des Arbeitszylinders bei der Ablesung am Manometer nicht in die Umrechnung eingehen, konnte bisher die genaue Vorschubkraft kaum ermittelt werden. Die nunmehr auch im Arbeitszylinder integrierte Einrichtung zur Feststellung des Drucks ist zur genauen Ermittlung der Kraftmessung bei allen hydraulischen Einrichtungen und auch für die Festlegung des Arbeitsdiagrammes durch Weg und Druck von Bedeutung. To determine the feed force, which is calculated from the piston or the ring area multiplied by the pressure, had to be used in the hydraulic Supply lines to the working cylinders of the pressure via a manometer, for example can be measured on the valve blocks. However, there are line losses and leaks inside the working cylinder when reading on the manometer is not included in the conversion received, the exact feed force could hardly be determined up to now. The now is also integrated in the working cylinder device for determining the pressure for the exact determination of the force measurement in all hydraulic devices and also important for the definition of the work diagram by way and pressure. Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß zur Verbindung der Kolben- und Ringflächen mit dem jeweiligen Druckaufnehmer Längsbohrungen vorgesehen sind. Die Bohrungen befinden sich in der Wandung des Kolbens und sind auf diese Weise vor Umwelteinflüssen vollkommen geschützt. Da die Bohrungen auf der der entsprechenden Druckfläche entgegengesetzten Seite direkt in den Druckaufnehmer münden, geben sie jeweils die exakten Druckverhältnisse wieder. Der Druck wird durch den Druckaufnehmer aufgenommen und in ein-elektrisches Signal umgeformt. Dem Druckaufnehmer ist eine Elektronik nachgeschaltet, wobei die entsprechenden Versorgungs- und Signalleitungen für die Hub-Wegmeßeinrichtung und die Druckmeßeinrichtung gemeinsam aus dem Arbeitszylinder herausgeführt werden. In the context of the invention, it proves to be particularly advantageous that to connect the piston and ring surfaces with the respective pressure transducer Longitudinal bores are provided. The holes are in the wall of the piston and are thus completely protected from environmental influences. Because the holes directly into the pressure transducer on the side opposite the corresponding pressure surface open, they show the exact pressure conditions. The pressure is through recorded by the pressure transducer and converted into an electrical signal. The pressure transducer electronics are connected downstream, with the corresponding supply and signal lines for the stroke-displacement measuring device and the pressure measuring device together from the working cylinder be led out.