專利名稱：液壓或氣動工作裝置的功能件的接縫連接方法和接縫連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液壓或氣動工作裝置，尤其是井下開采的工作缸如支柱的功能件接縫連接的方法，所述功能件包括一個有外壁段的第一構(gòu)件和一個有內(nèi)壁段的第二構(gòu)件，它們可通過搭接的壁段并合以及在此區(qū)域內(nèi)互相連接在一起。此外，本發(fā)明還涉及這種用于相應(yīng)的功能件的接縫連接裝置，其包括一個有外壁段的第一構(gòu)件和一個有內(nèi)壁段的第二構(gòu)件，這些構(gòu)件可通過搭接的壁段并合以及互相連接。
尤其在井下開采時需要許多液壓操縱的礦用支柱或立柱，以便使礦工造成的井下空腔如工作面或巷道保持通敞。此外，在移動采礦機械和類似機械時也要使用液壓工作缸。立柱或礦用支柱可以設(shè)計為簡單的工作缸或可伸縮的多段工作缸，而液壓千斤頂大多設(shè)計為可沿壓出和下沉方向用起重力操縱的雙向作用的液壓功力缸。在這里，每個工作缸包括至少一個在缸內(nèi)部的空腔以及一個帶活塞桿作為軸向運動體的活塞，它們總是由兩個部分組成，必須互相流體密封地連接，以及，在接縫連接狀態(tài)還必須能承受數(shù)百bar的高液壓。
例如由DEAS 1207317、DE 10045680A1或DE 4323462已知一些可伸縮的礦用支柱。每個缸級包括一個作為第一功能件的缸管和一個作為第二功能件的缸前蓋，它們通過扣環(huán)連接、焊接或螺紋連接互相密封連接。采用焊接帶來的優(yōu)點是，在連接部位不會產(chǎn)生不密封性。當(dāng)然焊接的缺點在于，用作工作缸的管子的接縫和缸前蓋、扣環(huán)或底板的接縫通過焊接可能受損害或破壞。為了能將冷拔管用于工作缸，在DE 4323462C2中建議，工作缸的壁段與配屬的底板或缸前蓋通過鎖緊線固定，該鎖緊線嵌入到一連接槽內(nèi)。在液壓或氣動工作裝置的功能件之間的另一些接縫連接裝置由互相對應(yīng)的螺紋、開口銷、夾緊套筒等構(gòu)成?；ハ噙B接部分之間的接縫間隙或分界間隙的密封通過靜力密封裝置實現(xiàn)。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于液壓或氣動工作裝置的功能件接縫連接的方法以及一種用于這些功能件的接縫連接裝置，以縮短在相互裝配功能件時的裝配時間，而不會對用于功能件的材料的接縫造成不利影響，與此同時還可以實現(xiàn)功能件之間接縫間隙的密封。
有關(guān)方法方面的技術(shù)問題通過權(quán)利要求1中所說明的發(fā)明得以解決，而有關(guān)接縫連接裝置的技術(shù)問題通過在權(quán)利要求6中所說明的發(fā)明得以解決。
按照本發(fā)明的方法的特征在于下列步驟，即，通過搭接的壁段將所述構(gòu)件配置為借助設(shè)在兩個壁段內(nèi)的槽構(gòu)成一空腔；空腔內(nèi)充填處于在加熱或塑化狀態(tài)可流動的塑料澆注料，該塑料澆注料在硬化或凝固狀態(tài)通過形封閉(Formschluβ)將兩個構(gòu)件互相連接在一起。置入到功能件壁段之間的空腔內(nèi)的塑料，一旦其已硬化或凝固，便通過形封閉阻止功能件之間的相對運動，因為塑料侵入到設(shè)在兩個壁段中的槽內(nèi)，這些槽被完全填滿以及在空腔內(nèi)凝固成一個形狀穩(wěn)定的可以說是剛性的物體。塑料澆注料的塑化溫度比金屬的熔點低得多，例如約為300℃，所以不會發(fā)生影響金屬制成的功能件的組織結(jié)構(gòu)。因此特別有利的是，所述功能件，尤其缸管，可以用冷拔管制成以及所有的功能件可以在制成接縫連接裝置前已經(jīng)例如鍍層。此外，用金屬制的功能件在所述構(gòu)件通過焊接來接縫時可能產(chǎn)生的變形的危險也不復(fù)存在。與此同時有利的是，在搭接的壁段處的加工誤差以及考慮到塑料約0.2％至1％波動的傾向通過澆注塑料幾乎被完全消除。
在所述方法的優(yōu)選擴展設(shè)計中，作為澆注料采用壓注料，它尤其用高壓注入空腔內(nèi)。注入時的壓力可例如為200bar，以便于盡管流程比較長也能完全和在短時間內(nèi)充滿整個空腔。優(yōu)選地在充填或注入澆注料前，至少對構(gòu)成搭接區(qū)的功能件的壁段例如通過感應(yīng)加熱進行預(yù)熱。此外有利的是，對于某些具有形封閉連接裝置的功能件可同時構(gòu)成一個(用于導(dǎo)引一個軸向運動體如活塞桿或在其中一個功能件的內(nèi)側(cè)上的內(nèi)缸或在其外側(cè)上的構(gòu)件本身的)導(dǎo)套或類似物和/或也可構(gòu)成一個用于導(dǎo)套的密封系統(tǒng)。因此，在裝配功能件及接縫時便可以取消另外安裝用于軸向運動構(gòu)件、尤其如活塞桿或一多級工作缸的一個缸級的內(nèi)缸的導(dǎo)向帶的步驟。
按照本發(fā)明的接縫連接裝置的特征在于，兩個壁段具有在連接狀態(tài)下構(gòu)成一空腔的槽，該空腔內(nèi)充填可流動的塑料澆注料，澆注料在其硬化或凝固后通過形封閉將兩個構(gòu)件互相連接在一起。在按照本發(fā)明的接縫連接裝置中，在優(yōu)選地用金屬制的功能件中的槽用凝固成固體的鎖止體的澆注料充填，以及形封閉地嚙合在所述槽內(nèi)的鎖止體防止兩個功能件之間的相對運動。同時，在空腔內(nèi)已硬化的澆注料還起到密封兩個功能件的壁段之間接縫間隙的作用，所以不再需要在連接工作缸功能件時迄今使用的并意味著沉重的環(huán)境負(fù)擔(dān)的密封劑，如丙烯酸類聚合物。完成接縫連接所需要的時間很短以及取決于塑料注入的持續(xù)時間和它的硬化時間?？傊?，采用按照本發(fā)明的接縫連接裝置可以顯著縮短所述構(gòu)件的裝配時間。
在優(yōu)選的擴展設(shè)計中，總是所述其中一個功能件有一個澆注料的充填或注入口，該充填或注入口通過一內(nèi)部的澆注通道通入到相關(guān)的槽內(nèi)。所述澆注通道在最簡單的情況下由一個孔構(gòu)成。進一步優(yōu)選地，兩個壁段有多個槽。由此在兩個功能件的搭接區(qū)內(nèi)形成多個設(shè)計為必要時彼此基本上隔開的空腔，在空腔內(nèi)各凝固一個鎖止體，其結(jié)果是提高了可由接縫連接裝置承受的力。尤其在液壓式工作缸的情況下這是需要的，它們形成本發(fā)明優(yōu)選的應(yīng)用領(lǐng)域并針對數(shù)百bar的工作壓力來設(shè)計。所述槽相宜地由環(huán)形的溝槽、溝紋、凹槽之類構(gòu)成。它們可尤其橫向于所述功能件之間的分界縫定向。特別有利的是，所述溝槽、溝紋、凹槽等有朝所述壁段方向上升的底段，這些底段優(yōu)選地互相成直角，和/或較長的底段相對于所述壁段的斜角為25°至35°，尤其約為30°。當(dāng)所述槽的較長的那個底段的斜角約為30°時，出人意外地證明按照本發(fā)明借助澆注的塑料形成的接縫連接的固持力有最佳值。另一方面，接縫連接裝置能承受的固持力，隨著所述溝槽、溝紋或凹槽的數(shù)量的增大以及隨著沿主負(fù)荷方向平行于分界縫的有效橫截面的增大而線性地提高。
相宜地在至少一個構(gòu)件的壁段內(nèi)設(shè)一個橫向于所有槽延伸的分配通道，所述澆注通道優(yōu)選地通入到此分配通道內(nèi)。這樣做的優(yōu)點是，兩個功能件的壁段可以互相插套，而不需要為了最佳地分配注入的可流動的塑料在兩個功能件之間一個規(guī)定的位置。在分配通道內(nèi)硬化或凝固的塑料同時在互相連接的構(gòu)件之間構(gòu)成了一個附加的防扭轉(zhuǎn)裝置，并可以取消單獨的防扭轉(zhuǎn)件，如無頭螺釘或開口銷。
特別有利的是，在兩個構(gòu)件的壁段內(nèi)以這樣的方式設(shè)置所述溝槽、溝紋、凹槽等，即，使得澆注料凝固或硬化成有比較小的橫截面的、優(yōu)選為矩形橫截面的環(huán)。因此這些環(huán)可以以這樣的方式在槽內(nèi)或在空腔內(nèi)構(gòu)成，即，所述凝固環(huán)橫截面主對角線與功能件之間由拉力或壓力引起的分離力的主負(fù)荷方向重合。在這方面特別有利的是，相鄰的槽通過一過渡段彼此隔開，其中，在連接狀態(tài)下所述第一和第二構(gòu)件的壁段的過渡段直接重疊。這尤其還改善了按照本發(fā)明的接縫連接裝置的密封功能，因為彼此相鄰的過渡段分別構(gòu)成一個密封間隙，塑料的凝固體處于它們之間并承擔(dān)密封功能。
按照本發(fā)明的接縫連接裝置提供的另一個優(yōu)點是，在某些功能件中在通過澆注料構(gòu)成接縫連接裝置的同時還可以澆注成一個用于導(dǎo)引一個可在相關(guān)的功能件內(nèi)部軸向運動的物體或用于導(dǎo)引此相關(guān)構(gòu)件本身的導(dǎo)套或類似物，為此，所述功能件的壁段上的槽通過一輸送通道通入一個環(huán)形腔內(nèi)。顯然，必要時在環(huán)形腔的兩側(cè)必須設(shè)恰當(dāng)?shù)拿芊庋b置，如雙唇形密封圈或刮具(Abstreifer)，它們一方面防止?jié)沧⒘蠌沫h(huán)形腔泄出，以及另一方面在澆注料在導(dǎo)套處硬化后承擔(dān)對在缸之類的內(nèi)部的壓力腔密封的任務(wù)。用于導(dǎo)套的密封系統(tǒng)也可以與導(dǎo)套同時澆注或事先澆注。
為了能在短時間內(nèi)制成接縫連接裝置，澆注料是壓注料是特別有利的。對于此方法和接縫連接裝置優(yōu)選地應(yīng)用于液壓工作裝置如立柱、液壓缸和千斤頂中時，相宜的地選擇一種在硬化或凝固狀態(tài)下應(yīng)能承受至少20N/mm2的剪力負(fù)荷的塑料澆注料，優(yōu)選地至少承受45N/mm2的剪力負(fù)荷。這種澆注料可以是一種熱塑性塑料，尤其是聚酰胺(PA)、聚苯醚(PPE)或聚對苯二甲酸酯(PTP)，尤其是聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，或聚偏二氟乙烯(PVDF)。特別有利的是澆注料是一種纖維增強的澆注料，尤其是有例如約30％玻璃纖維成分的玻璃纖維增強的澆注料。
若功能件構(gòu)成工作缸的缸體，以及構(gòu)件之一由缸管段構(gòu)成和另一構(gòu)件由一缸蓋構(gòu)成，則可以有利地采用本發(fā)明方法和接縫連接裝置。在這里所述缸蓋上一體式地設(shè)有一連接孔，而缸管可特別有利地用冷拔管制造。通過使用冷拔管作原材料，與熱拔管相比缸管的材料成本可節(jié)省達(dá)50％。此外，在功能件構(gòu)成多級液壓支柱的一個缸級時或在第一構(gòu)件由工作缸的缸管構(gòu)成和第二構(gòu)件由一個被活塞桿在中央穿過的用于缸壓力腔的封閉環(huán)構(gòu)成時，可以有利地使用本方法和接縫連接裝置。對于此封閉環(huán)特別有利的是，在制成接縫連接裝置的同時也鑄成或澆注出所述導(dǎo)套。此方法和接縫連接裝置的另一個使用領(lǐng)域是構(gòu)成一液壓工作缸的活塞，此時第一構(gòu)件可由一活塞桿構(gòu)成以及第二構(gòu)件由一橫截面為圓形的活塞環(huán)構(gòu)成。
此外，按照本發(fā)明的接縫連接裝置提供的另一個優(yōu)點是，所述接縫連接裝置、功能件或所使用的密封裝置等能方便而快速地維護、修理和更新，為此，所述互相連接的構(gòu)件的壁段和接縫連接裝置例如通過感應(yīng)加熱等恰當(dāng)方式被加熱到高達(dá)大約300℃的所使用的塑料塑化溫度的溫度范圍，以便在塑料物質(zhì)塑化或軟化時分離所述接縫連接裝置和功能件。接著除去例如切除或燒盡留在槽中、分配通道中和澆注通道中的塑料，以及在這些構(gòu)件的壁段重新互相插套后，用壓注法制成一個新的按照本發(fā)明的接縫連接裝置。
由從屬權(quán)利要求和下面對圖中表示的井下采礦用的液壓缸和立柱中的接縫連接裝置不同用途的說明中，給出按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的接縫連接裝置的其他優(yōu)點和擴展設(shè)計。附圖中

圖1表示一個具有在工作缸的外殼處、在工作缸內(nèi)腔的封閉環(huán)處以及在活塞與活塞桿之間的總共三個本發(fā)明接縫連接裝置的液壓缸的縱向剖視圖；圖2示意性地表示出圖1中的局部II的局部視圖；圖3示意性地表示出圖1中的局部III的局部視圖；圖4用剖面圖示意性地表示出圖2中包括活塞環(huán)與活塞桿之間的空腔的局部IV的局部視圖；圖5示意性地表示出沿圖4中的線V-V的視圖；以及圖6示意性地表示出通過一可伸縮的立柱的剖面圖，該立柱的構(gòu)件通過本發(fā)明的接縫連接裝置互相連接在一起。
圖1中共同用附圖標(biāo)記1表示的液壓缸可例如作為千斤頂使用于邁步式支架中，以便朝回采工作面方向推進輸送機或回采機組，以及接著通過可沿兩個方向活動的液壓缸的內(nèi)縮，回收一個連接的棚式組合支架。液壓缸1包括一根外缸管2，它在圖1的左端借助第一個按照本發(fā)明的總體用附圖標(biāo)記10表示的由凝固塑料構(gòu)成的接縫連接裝置與一缸蓋3固定地已以及同時密封地連接。在缸蓋3上整體式地設(shè)計有一個連接孔4，以用于將液壓缸1鉸接在一個如底座的支座上。一活塞6在該液壓缸1的內(nèi)腔5內(nèi)可移動地導(dǎo)引，該活塞6由一活塞桿7和一環(huán)形活塞體8組成，它們通過第二個按照本發(fā)明的由凝固塑料構(gòu)成的接縫連接裝置30互相固定且密封地連接。在液壓缸1的圖1中的右前端處，活塞桿7在一封閉環(huán)11的內(nèi)部導(dǎo)引，該封閉環(huán)在此液壓缸端部封閉壓力腔5并與外缸管2的內(nèi)壁借助第三個按照本發(fā)明的由凝固塑料構(gòu)成的接縫連接裝置50固定且密封地連接。活塞6的活塞體8可在兩側(cè)被施加工作壓力，在這里為了移出活塞桿7使一種液壓流體通過孔12流入到左工作容積內(nèi)，以及為了使液壓缸回縮，如圖所表示的那樣，在活塞體8后側(cè)的工作容積5內(nèi)通過孔13加入液壓流體。在各自工作容積內(nèi)液壓流體的工作壓力在這里可達(dá)數(shù)百bar，這對于相應(yīng)地使用于采礦業(yè)中的液壓缸是公知和需要的。
涉及液壓缸1的本發(fā)明尤其在于接縫連接裝置10、30和50，它們在圖1中描述為處于已硬化或凝固狀態(tài)的黑體物質(zhì)，而在按照圖2至5的局部視圖中沒有示出。在這些圖中只能看到空腔，使由適用的塑料制成的塑化可流動的澆注料流入到該空腔內(nèi)。下面參見圖2至5對此作進一步的說明。
圖2詳細(xì)表示在外缸管2與缸蓋3之間的接縫連接裝置10以及在活塞桿7的桿端部與活塞體8之間的接縫連接裝置30。由冷拔金屬管制的外缸管2在端側(cè)具有一個帶有環(huán)形凸肩14的凸緣，它的外壁段14′設(shè)有在這里總共六個軸向并列的設(shè)計為槽的同心溝紋16。凸肩14的外壁段14′在圖示的連接位置被一整體組合在缸蓋3上的凸肩15搭接，在其內(nèi)壁15′上同樣設(shè)計有一排在這里是六個溝紋17。具有壁段14′、15′的凸肩14、15可具有小的間隙地互相插套(間隙配合或過渡配合)，以及溝紋16、17由互相成直角的底段組成，這些底段在凸肩互相插套時形成矩形橫截面的空腔，在空腔內(nèi)可在高壓下通過在缸蓋3的凸肩15內(nèi)的注入口18注入一種處于塑化后可流動狀態(tài)的適用的塑料，如具有30％玻璃纖維增強的聚酰胺(圖中未表示)，以用于形成接縫連接裝置10。液化的塑料在具有矩形橫截面的各空腔或溝紋上的分配，通過簡略直接表示在注入口18下方且通過澆注通道26與注入口連接的分配通道19來進行，該分配通道沿軸向沿壁段14′、15′的制有溝紋16、17的區(qū)域的整個寬度延伸。凸肩14、15的端部20、21分別頂靠在缸管2或缸蓋3的凸緣上，以便沿軸向在兩側(cè)封閉空腔，以及通過高壓將例如300bar及300℃的已注入的澆注料保持在空腔內(nèi)。在塑料凝固或硬化后，缸蓋3與缸管2基于充填在槽16、17內(nèi)的已硬化的塑料環(huán)(見圖1)通過形封閉互相連接，以及這些環(huán)同時導(dǎo)致密封兩個構(gòu)件2、3之間分界縫。塑料材料最好選擇為，在凝固狀態(tài)能承受約50N/mm2的拉負(fù)荷。恰當(dāng)?shù)牟牧侠缡荄SM公司的聚酰胺STANYL或聚對苯二甲酸丁二酯ARNITE，它們分別用30％玻璃纖維增強。采用數(shù)量為六個或更多的環(huán)以及將它們按這樣一種方式布置，即，由各個環(huán)沿其最寬的對角線承受構(gòu)件2、3之間的壓力負(fù)荷，則接縫連接裝置10可承受超過300bar的工作容積內(nèi)的液壓，與此同時不會使構(gòu)件2、3彼此分離或在它們之間產(chǎn)生不密封性。
圖2、4和5作為另一實施例表示出用于將活塞體8剛性且密封地固定在活塞桿7端部上的接縫連接裝置30。為了朝活塞體8兩側(cè)形成壓力腔，該環(huán)形活塞體8以其外壁9密封地沿缸管2的內(nèi)壁(圖2)滑動，如由圖4可清楚看出的那樣，在活塞體8的環(huán)形內(nèi)壁35上設(shè)有在這里為六個溝紋狀的槽37，它們每一個有互相成直角的底段38、39。在圖示的裝配狀態(tài)，此時活塞桿7和活塞體8互相連接，設(shè)計在活塞桿7的外壁34內(nèi)以及同樣包括互相成直角的底段40、41的槽36與活塞體8內(nèi)的溝紋狀槽37相對置?；钊麠U7的外壁段34的外徑由于間隙配合或過渡配合而小于活塞體8的內(nèi)壁段35的內(nèi)徑，所以活塞體8與活塞桿7可以互相插套。在相鄰溝紋36的底段40、41之間設(shè)計有圓柱形過渡段42，以及在相鄰溝紋37的底段38、39之間設(shè)計有圓柱形過渡段43，這些過渡段的軸向長度為幾毫米，在裝配狀態(tài)它們直接重疊并將分別由槽36、37構(gòu)成的空腔彼此完全或基本上完全隔開。槽37、36中總是較長的那個底段38或41相對于壁段35或34的斜角α約為30°，以及，較短的底段39或40相對于壁段34、35垂線的傾斜角β相當(dāng)于60°。圓柱形過渡段42、43的軸向長度比槽36、37的軸向長度短得多并例如可為約4mm。為了注入塑料，在活塞桿7端側(cè)設(shè)一個注入口48(圖2)，該注入口通過兩個由孔組成的澆注通道46和47通入到一分配通道49中，該分配通道沿活塞桿7的軸向沿全部槽36延伸。因此，可流動的塑料如圖4和5中箭頭V所示通過分配通道49分配給各個空腔并完全充填在兩個互相要連接的功能件7、8中的空腔或槽36、37。塑料在槽36、37內(nèi)凝固成填滿這些槽的環(huán)，這些環(huán)將兩個7、8通過形封閉互相連接并與此同時完全密封所述壁段34與35之間的分界縫。
圖3表示按照本發(fā)明的接縫連接裝置50用于連接缸管2和封閉環(huán)11的一個第三種應(yīng)用舉例，封閉環(huán)同時在其內(nèi)側(cè)通過導(dǎo)套(70，圖1)構(gòu)成活塞桿7的一導(dǎo)引裝置。接縫連接裝置50在這里由在缸管2的圓柱形內(nèi)壁段55上或在封閉環(huán)11圓柱形外壁段54上各總共八個沿軸向前后排列的槽56或57組成，槽56、57的幾何結(jié)構(gòu)與在前面的那些實施例中的槽的幾何結(jié)構(gòu)一致。在接縫連接裝置50中用以形成形封閉的塑料，可通過注入口58和缸管2中的澆注通道66以及在這里設(shè)在封閉環(huán)11外壁段54內(nèi)的分配通道59，注入各個槽或溝紋56、57內(nèi)。分配通道59的定位這樣優(yōu)選地設(shè)計，即，使得澆注通道66直接通入到分配通道59中，以便達(dá)到將塑料最佳地分配和注入到空腔和全部槽56、57中的目的。在圖3所示的實施例中，通過注入的塑料同時構(gòu)成用于活塞桿7的導(dǎo)套70(圖1)。為此，在封閉環(huán)11的內(nèi)壁上車削出一個環(huán)形腔71，一個從分配通道59的底部出發(fā)以及優(yōu)選地由一個孔組成的輸送通道72通入到該環(huán)形腔71內(nèi)。環(huán)形腔71兩側(cè)以密封件安裝腔73或74為界，密封件至少在澆注環(huán)形腔71時防止塑料從環(huán)形腔71側(cè)向泄出。相應(yīng)的密封件可以在環(huán)形腔71內(nèi)的塑料硬化為用于活塞桿7的導(dǎo)套70(圖1)后除去，在活塞桿7與封閉環(huán)11之間的密封因而僅僅通過活塞桿7與導(dǎo)套70之間的間隙密封來實現(xiàn)，或在一個或兩個過渡腔73、74內(nèi)設(shè)恰當(dāng)?shù)拿芊庋b置或刮具(Abstreifer)，它們在液壓缸1的持續(xù)工作期間保證密封。澆注包括同時構(gòu)成導(dǎo)套70的接縫連接裝置50優(yōu)選地在已裝入活塞桿7的情況下進行。活塞桿可在部分外圓周上施加防粘附劑之類的物質(zhì)，以避免注入的塑料粘附在活塞桿7上。
為了制成各自的接縫連接裝置10、30、50及導(dǎo)套70，采用一種恰當(dāng)?shù)脑谒芑癄顟B(tài)可澆注或可流動的塑料，尤其是一種適用的壓注料，如玻璃纖維增強的聚酰胺或一種玻璃纖維增強的聚對苯二甲酸丁二酯，它們在硬化后具有所要求的機械穩(wěn)定性。這種塑料在溫度約達(dá)300°時塑化，然后在可流動的狀態(tài)經(jīng)各自的注入口18、48或58注入到按照本發(fā)明所設(shè)的空腔內(nèi)，這些空腔包括在兩個互相要連接的構(gòu)件內(nèi)相對于分界縫的側(cè)凹槽(Hinterschneidung)。各自空腔的充填容積是已知的，壓注料按劑量地在200bar以上的高壓下注入。由于比較長而窄的流動行程，注入過程可能需要一定的時間，所以互相要連接的金屬制的構(gòu)件，例如活塞桿7和活塞體8或缸蓋3和缸管2，在注入塑料前預(yù)熱到溫度約100°或更高，是有利的。一旦注入的塑料物質(zhì)硬化，這些構(gòu)件便可投入使用。總體上講裝配時間縮短以及裝配可以全自動化地實施。
圖6以另一個實施例說明如何能通過按照本發(fā)明的接縫連接裝置連接一可伸縮式液壓立柱100的功能件，液壓該立柱100可例如在井下開采時用作頂板支護的礦用支柱或立柱。在圖示的實施例中，立柱100的各構(gòu)件通過總共五個按照本發(fā)明的接縫連接裝置110、120、130、140和150互相連接，其中，所有的接縫連接裝置如上面早已說明的那樣由注入的塑料組成，塑料注入要連接的構(gòu)件之間的空腔內(nèi)，完全充滿空腔并硬化，使這些構(gòu)件通過形封閉互相連接并與此同時密封分界縫。接縫連接裝置110將缸蓋103與第一缸級的外缸102連接起來。接縫連接裝置120連接缸蓋104與第二缸級的缸管105。缸管105可移動地在一封閉環(huán)111內(nèi)導(dǎo)引，該封閉環(huán)111借助由澆注的塑料形成的接縫連接裝置130固定在外缸102的內(nèi)圓周上。缸蓋104同時構(gòu)成第二級的活塞頭?；钊麠U107可軸向運動地裝在缸管105內(nèi)，在活塞桿107上在圖6中的左端，通過另一個按照本發(fā)明的接縫連接裝置140固定一個在這里壁較薄的活塞環(huán)108?；钊麠U107同時在第二個封閉環(huán)112內(nèi)導(dǎo)引，該封閉環(huán)112借助第五個接縫連接裝置150固定在缸管105的內(nèi)壁上。所有的構(gòu)件均可在最短時間內(nèi)互相連接，以及，用于接縫連接裝置110、120、130、140和150的空腔的幾何結(jié)構(gòu)與前面那些實施例一致。
專家們由上面的說明中可看到一系列的變化方案，這些變化方案應(yīng)處于所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。在互相要連接的構(gòu)件搭接的壁段內(nèi)槽或溝紋的數(shù)量，與所使用塑料的材料特性有關(guān)。在硬化狀態(tài)塑料的抗拉強度越大，則溝紋的數(shù)量越少。但最低數(shù)量例如六個溝紋，不僅在這些構(gòu)件之間要達(dá)到的接縫連接裝置的強度方面還是密封效果方面都是有利的。溝紋或槽的幾何形狀以及在硬化過程結(jié)束時形成的塑料體的幾何形狀均可以改變，以及對于專家們而言，顯然加工，尤其是塑化溫度、注入溫度、所述構(gòu)件的預(yù)熱溫度和所使用材料的注入壓力以及各空腔的幾何結(jié)構(gòu)和容積可以相應(yīng)調(diào)整。兩個要連接的構(gòu)件可以附加地有互相協(xié)調(diào)的螺紋段，在塑料注入空腔前它們借助螺紋段在第一個裝配步驟中互相旋入。為了拆卸所述構(gòu)件，接縫連接裝置只需要通過足夠地加熱所述搭接的壁段來塑化即可。在從槽內(nèi)去除所有的塑料后，可以重新連接所述構(gòu)件。
本發(fā)明是參考液壓缸的圓柱形構(gòu)件來進行說明。但本發(fā)明也可以使用于氣動缸或其他要互相連接的構(gòu)件中，尤其當(dāng)這些構(gòu)件在連接的同時應(yīng)達(dá)到分界縫密封的情況下。
權(quán)利要求
1.一種用于液壓或氣動工作裝置，尤其是井下采礦的工作缸如支柱的功能件接縫連接的方法，所述功能件包括一個有外壁段的第一構(gòu)件和一個有內(nèi)壁段的第二構(gòu)件，這些構(gòu)件可通過搭接的壁段并合和互相連接，其特征在于，采取下列步驟，即，通過搭接的壁段將這些構(gòu)件配置為借助設(shè)在兩個壁段內(nèi)的槽構(gòu)成一空腔；空腔內(nèi)充填可流動的塑料澆注料，其在硬化或凝固狀態(tài)下通過形封閉阻止所述構(gòu)件之間的相對移動。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為所述澆注料是一種壓注料，它在塑化狀態(tài)下以高壓注入到所述空腔內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征為在充填或注入澆注料前，至少預(yù)熱所述要連接構(gòu)件的所述壁段。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征為在接縫連接的同時在所述第一和/或第二構(gòu)件的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)上構(gòu)成一個用于軸向運動體的導(dǎo)套或類似物。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征為與形成所述導(dǎo)套的同時或之前，澆注一個用于該導(dǎo)套的密封系統(tǒng)。
6.一種用于液壓或氣動工作裝置，尤其是井下采礦的工作缸如支柱的功能件的接縫連接裝置，所述功能件包括一有一外壁段的第一構(gòu)件和一有一內(nèi)壁段的第二構(gòu)件，這些構(gòu)件可通過搭接的壁段并合和互相連接，其特征為兩個壁段(14′、15′；34、35；54、55)具有槽(16、17；36、37；56、57)，該槽在連接狀態(tài)下構(gòu)成一空腔，該空腔內(nèi)充填可流動的塑料澆注料，該澆注料在其硬化或凝固后通過形封閉將所述兩個構(gòu)件(2、3；7、8；2、11)互相連接在一起。
7.按照權(quán)利要求6所述的接縫連接裝置，其特征為所述其中一個構(gòu)件具有一個用于澆注料的充填或注入口(18；48；58)，該充填或注入口通過一澆注通道(26；46、47；66)通入到相關(guān)的槽內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的接縫連接裝置，其特征為兩個壁段(14′、15′；34、35；54、55)具有多個槽(16、17；36、37；56、57)。
9.按照權(quán)利要求6至8中任一項所述的接縫連接裝置，其特征為所述槽由環(huán)形的溝槽、溝紋、凹槽等構(gòu)成。
10.按照權(quán)利要求9所述的接縫連接裝置，其特征為所述溝槽、溝紋、凹槽等橫向于所述構(gòu)件之間的分界縫定向。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的接縫連接裝置，其特征為所述溝槽、溝紋、凹槽等具有朝所述壁段(14′、15′；34、35；54、55)方向上升的底段(38、39；40、41)。
12.按照權(quán)利要求11所述的接縫連接裝置，其特征為所述底段(38、39；40、41)互相成直角地彎折，和/或所述較長的底段(38、41)相對于所述壁段(35；34)的斜角(α)為25°至35°，尤其約30°。
13.按照權(quán)利要求6至12中任一項所述的接縫連接裝置，其特征為溝槽、溝紋、凹槽等以這樣的方式設(shè)在兩個構(gòu)件的所述壁段內(nèi)，即，使得澆注料凝固或硬化成具有小的橫截面、優(yōu)選為矩形橫截面的環(huán)。
14.按照權(quán)利要求6至13中任一項所述的接縫連接裝置，其特征為在所述壁段(34；35)內(nèi)的相鄰槽(36；37)通過一過渡段(42、43)彼此隔開，其中在裝配狀態(tài)下所述第一和第二構(gòu)件(7、8)的壁段(34、35)的過渡段(42、43)直接相重疊。
15.按照權(quán)利要求6至14中任一項所述的接縫連接裝置，其特征為在所述其中一構(gòu)件(3；7；11)的壁段(15；34；54)內(nèi)設(shè)一個橫向于所有槽(16、17；36、37；56、57)延伸的分配通道(19；49；59)，其中，所述澆注通道(26；47；66)優(yōu)選地通入到此分配通道(19；49；59)中。
16.按照權(quán)利要求6至15中任一項所述的接縫連接裝置，其特征為所述其中一構(gòu)件(11)的壁段中的槽(57)通入到一通向一環(huán)形腔(71)的輸送通道(72)，在該環(huán)形腔內(nèi)可以通過澆注料澆注成一個用于可在該構(gòu)件(11)內(nèi)部軸向運動的物體(7)或用于此構(gòu)件本身的導(dǎo)套(70)或類似物；和/或通過所述輸送通道可澆注成一個用于所述導(dǎo)套的密封系統(tǒng)。
17.按照權(quán)利要求6至16中任一項所述的接縫連接裝置，其特征為所述澆注料是一種壓注料。
18.按照權(quán)利要求1至17中任一項所述的方法或接縫連接裝置，其特征為塑料的澆注料在硬化或凝固狀態(tài)能承受至少20N/mm2的剪力負(fù)荷，優(yōu)選至少為45N/mm2。
19.按照權(quán)利要求1至18中任一項所述的方法或接縫連接裝置，其特征為所述澆注料是一種熱塑性塑料，尤其是聚酰胺或聚苯醚或聚對苯二甲酸酯，尤其是聚對苯二甲酸丁二酯，或聚偏二氟乙烯。
20.按照權(quán)利要求1至19中任一項所述的方法或接縫連接裝置，其特征為所述澆注料是一種纖維增強澆注料，尤其是玻璃纖維增強澆注料。
21.按照權(quán)利要求1至20中任一項所述的方法或接縫連接裝置，其特征為所述構(gòu)件構(gòu)成一液壓缸(10；100)的缸，以及所述其中一個構(gòu)件(2；102；105)由一缸管段構(gòu)成以及另一構(gòu)件(3；103；104)由一缸蓋構(gòu)成。
22.按照權(quán)利要求21所述的方法或接縫連接裝置，其特征為所述缸蓋(3)一體式地設(shè)有一連接孔。
23.按照權(quán)利要求1至20中任一項所述的方法或接縫連接裝置，其特征為所述構(gòu)件(102、103；102、111；104、105；105、112；107、108)構(gòu)成一多級液壓支柱(100)的一個缸級。
24.按照權(quán)利要求1至20中任一項所述的方法或接縫連接裝置，其特征為所述第一構(gòu)件(2；102；105)由一工作缸的缸管構(gòu)成，以及第二構(gòu)件(11；111；112)由一個被活塞桿或內(nèi)缸在中央穿過的用于缸壓力腔的封閉環(huán)構(gòu)成。
25.按照權(quán)利要求1至20中任一項所述的方法和接縫連接裝置，其特征為所述的構(gòu)件(7、8；107、108)構(gòu)成一工作缸的活塞，以及第一構(gòu)件(7；107)由一活塞桿構(gòu)成，第二構(gòu)件(8；108)由一橫截面為圓形的活塞環(huán)構(gòu)成。
26.按照權(quán)利要求1至25中任一項所述的方法和接縫連接裝置，其特征在于至少一個通入其中一個槽內(nèi)的通風(fēng)孔。
27.按照權(quán)利要求1至26中任一項所述的方法和接縫連接裝置，其特征在于一個在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件的壁段之間的可拆卸式螺紋連接。
28.按照權(quán)利要求1至27中任一項所述的方法和接縫連接裝置，其特征在于所述要連接的構(gòu)件之間的分界縫通過接縫連接來密封。
29.一種尤其用于為了維護工作裝置的功能件而拆除按照權(quán)利要求6至28任一項所述接縫連接裝置的方法，其特征在于下列步驟，即，為了使接縫連接裝置的塑料塑化，加熱、尤其感應(yīng)加熱所述壁段；分離所述功能件；以及從所述槽中除去殘余塑料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于液壓或氣動工作裝置如井下采礦的液壓支柱和液壓缸(1)的功能件的接縫連接(10、30、50)的方法，功能件包括一個有外壁段(4)的第一構(gòu)件和一個有內(nèi)壁段(51)的第二構(gòu)件，這些構(gòu)件通過搭接的壁段并合和在此區(qū)域內(nèi)互相連接，以及本發(fā)明還涉及用于相應(yīng)的功能件的接縫連接裝置。按照本發(fā)明兩個壁段有在連接狀態(tài)下構(gòu)成一空腔的槽(16、17)，空腔內(nèi)充填可流動的塑料澆注料，澆注料在其硬化或凝固后通過形封閉將這兩個構(gòu)件互相連接在一起。因為在優(yōu)選地金屬制的功能件中的槽用凝固成固體鎖止體的澆注料充填，所以形封閉地嚙合在槽內(nèi)的鎖止體防止兩個功能件之間的相對移動。與此同時，在空腔內(nèi)硬化后的澆注料起到對兩個功能件壁段之間接縫間隙密封的作用。
文檔編號F16B3/00GK1671947SQ03818162
公開日2005年9月21日 申請日期2003年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月6日
發(fā)明者蓋伊·津斯 申請人:Dbt有限責(zé)任公司