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Elektronischer Neigungsgeber
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Die Erfindung betrifft einen Neigungsgeber zur Ermittlung der Schieflage
oder Schrägstellung von Betriebsmitteln, insbesondere von Maschinen, Förderern und
Ausbauteilen im untertägigen Berg- und Tunnelbau.
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Derartige Neigungsgeber werden insbesondere im untertägigen Bergbau
eingesetzt um die Stellung der untertägigen Betriebsmittel bzw. deren Schieflage
oder Schiefstellung kontinuierlich zu überwachen. Die ermittelten Ergebnisse können
abgelesen oder gegebenenfalls auch mit Hilfe geeigneter Einrichtungen aufgezeichnet
werden. Nachteilig bei den bekannten Neigungsgebern ist, daß sie bei aufwendigem
Aufbau nur einen geringen
Meßbereich aufweisen und schon aus diesen
Gründen nur in besonderen Fällen zum Einsatz kommen. Außerdem ist das Ablesen der
Neigungsgeber zeit- -und kostenaufwendig, was ebenfalls zu reduziertem Einsatz derartiger
Geräte beiträgt.
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Um die Lücke In der Überwachung der untertägigen Betriebsmittel- auszufüllen,
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen für den untertägigen Bergbau geeigneten
Neigungsgeber zu schaffen, über den die Schieflagewerte direkt zur Grubenwarte fern
übertragen werden können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Pendelgeber-Sensor
mit einer zugeschnittenen Elektronik einer Chassis-Platte justierbar zugeordnet
ist, die Halterungen auf weist und in ein druckfestes Gehäuse eingepaßt ist.
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Ein-derart ausgebildeter Neigungsgeber kann in vorteilhafter Weise
in ein druckfestes Gehäuse eingepaßt mit den Betriebsmitteln des untertägigen Bergbaus,
wie Förderern, Schildausbau, Gewinnungsmaschinen und dem Streckenausbau verbunden
werden, wobei über die zugeschnittene Elektronik die ermittelten Werte gleich in
elektronische Signale umgebildet und als solche zur Grubenwarte fernübertragen werden.
Dadurch ist eine gezielte und kontinuierliche Überwachung derartiger Betriebsmittel
von einem zentralen Punkt aus möglich und vervollstäns digt die Möglichkeiten einer
zentralen Überwachung der Betriebsabläufe im untertägigen Bergbau, insbesondere
im S-teinkohlenbergbau. Ober die besondere Anbringung von Pendelgeber-Sensor und
Elektronik an der Chassis-Platte hat der Neigungsgeber einen großen Justier- und
Meßbereich, der nach einer Ausbildung der Erfindung noch dadurch vergrößert wird,
daß zwei
Pendelgeber-Sensoren mit ihrem Meßebenen 900 versetzt zueinander
angeordnet und über Halterungen mit der Chassis-Platte verbunden sind. Vorteilhaft
ist dabei insbesondere, daß über die Zuordnung zweier Pendelgeber-Sensoren bei größerer
Meß-und Betriebssicherheit ein größerer Meßbereich der gesamten Einrichtung erreichbar
Ist Um die aus zwei Pendelgeber-Se-nsoren bestehende Einrichtung möglichst platzgünstig,
d. h. in einem kleinen Gehäuse, unterbringen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Pendelgeber-Sensoren zugeordnete Doppel-Elektronik innerhalb der von den
Sensoren eingefaßten Fläche angeordnet ist.
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Eine auf die untertägigen Gegebenheiten stoß-, schlag-, vibrations-
und spritzwasserunempfindl ich besonders zugeschnittene Ausbildung der Pendelgeber-Sensoren
ist erfindungsgemä die, bei der die potentiometrisch arbei-tenden Pendelgeber-Sensoren
jeweils in einem mit Öl gefüllten und allseitig fest verschlossenen Aluminiumgehäuse
untergebracht sind.
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Hierbei sind gleichzeitig die elektrischen Kennwerte für die Sensoren
so gewählt, daß in optimaler Weise eine Verwendung von für den Untertageeinsatz
erprobter elektronischer Bauelemente möglich ist.
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Um eine einfache Zentrierung bzw. Justierung zu erreichen, sind der
oder die Pendelgeber-Sensoren über Klemmschrauben um + 150 verdrehbar an der Chassis-Platte
bzw. an der Halterung gehalten und somit in jeweils genau ablesbaren Bereichen verschwenkbar
bzw. verdrehbar. Dabei beträgt der Arbeitsbereich der unabhängig voneinander arbeitend
geschalteten Pendelgeber-Sensoren + 900 und ihr maximaler Widerstand
30
KOhm.
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Die mit derartigen Pendelgeber-Sensoren besonders günstig zusammenarbeitende
und auf vorhandene Vielstellenmeßanlagen schaltbare Elektronik weist ein vom Pendelgeber-Sensor
beeinflußbares Präzisions-Potentiometer und einen zugeordneten Stromkreis auf, der
mit Spannungsfrequenzwandler bzw. integrierten Schaltkreisen und Transistoren ausgerüstet
ist, um die Signale elektronisch in Frequenzsignale umzuwandeln und der Grubenwarte
zuzuführen.
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Zweckmäßig ist weiter vorgesehen, daß die Pendelgeber-Sensoren an
eineViel stellenmeßanlage angeschlossen und von dieser nacheinander und jeder für
sich mit Strom versorgt werden.
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Dadurch ist es möglich, daß beide Pendelgeber-Sensoren unabhängig
voneinander arbeiten. Der Anschluß der Pendel geber an die Elektronik erfolgt jeweils
über Lötstifte. Dadurch ist eine einfache und zweckmäßige Handhabung möglich.
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Der technische Fortschritt und die Vorteile der Erfindung sind insbesondere
darin zu sehen, daß ein für den Einsatz im Bergbau besonders geeignete Neigungsmeßeinrichtung
geschaffen ist, die aufgrund der gewählten Größe des elektrischen Widerstandes,
der besonderen Abmessungen und der Füllung der Pendelgebr-Sonsoren eine genaue Erfassung
der Schieflage oder Schiefstellung von Betriebsmitteln ermöglicht. Das Zusammenfügen
von.zwei Pendel geber-Sensoren in einer um 900 zueinander versetzten Anordnung erbringt
bei gesicherten Meßwerfen einen großen Justier- und Meßbereich, wobei auch bei der
Doppelanordnung kleinste Gehäuse Verwendung finden können, so daß der erfindungsgemäße
Neigungsgeber leicht zu transportieren
und auch an Stellen anzubringen
ist, wo wenig Platz vorhanden ist. Aufgrund der geschickten Auswahl der elektrischen
Kennwerte ist es möglich, eine Elektronik zu verwenden, die mit unter Tage vorhandenen
Vielstellenmeßanlagen verbunden und von diesen versorgt werden können.
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Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes werden anhand der
nachfolgend erläuterten Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht
des zwei Pendelgeber-Sensoren aufweisenden Neigungsgebers, Fig. 2 eine Kopfansicht
des Neigungsgebers gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht des Neigungsgebers gemäß
Fig 1, Fig. 4 ein Schaltschema einer dem Neigungsgeber zugeordneten Elektronik.
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Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Geber 1 weist der Pendelgeber-Sensor
3 ein Aluminiumgehäuse 4 auf, in dem die Neigungsmeßeinrichtung untergebracht ist.
Das Aluminiumgehäuse 4 ist mit Öl gefüllt und allseitig fest umschlossen. Es ist
über eine Halterung 5 mit der Chassis-Platte 6 verbunden, und mit einer Elektronik
versehen, die, wie aus Fig. 3 hervorgeht, gesondert auf der Chassis-Platte 6 angebracht
ist. Über Klemmschrauben 8 sowie Befestigungsschrauben 9 ist die Verbindung zwischen
dem das Aluminlumgehäuse 4 direkt tragenden Winkeleisen 10 und der Halterung 5 erreicht,
wobei über die Klemmschraube 8 justiert werden kann.
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Auch der zweite Pendelgeber-Sensor 11 ist in einem Aluminiumgehäuse
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untergebracht, das seinerseits über die Halterung 13 mit der Chassis-Platte 6 verbunden
ist. Die diesem Pendelgeber-Sensor 11 zugeordnete Elektronik 14 ist über den Haltebügel
15 mit der Elektronik 7 des Pendelgeber-Sensors 3 auf der von den beiden Pendelgeber-Sensoren
3, 11 eingeschlossenen Fläche 17 angeordnet, wodurch sich eine sehr raumsparende
Ge-samteinrichtung gibt, die über die Chassis-Platte 6 in einem druckfesten kleinen
Gehäuse untergebracht werden kann. Hierzu wird die Chassis-Platte mit den über die
Füße 18 aufgeschraubten Halterungen 5, 13 -über die Chassis-Hal-terung 19 mit dem
Boden des hier nicht dargestellten druckfesten Gehäuses verbunden.
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Das Gehäuse weist eine für den untertägigen Einsatz vorgesehene und
geeignete Kabel einführung auf. Die ebenfalls hier nicht dargestellt ist.
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Fig. 4 zeigt die Elektronik 7 bzw. 14 anhand eines Schaltbildes. Hier
ist das Präzisions-Potentiometer mit 20 bezeichnet, das in einen Stromkreis 21 geschaltet
ist, der zwei integrierte Schaltkreise 22, 23; Transistoren 24, 25; ein IC-Glied
26 und Leuchtdioden 28, 29 aufweist. Das von dem Präzisions-Potentiometer gewonnene
Gleichspannungssignal von 1 bis 3 Volt wird auf den Eingang des Spannungsfrequenzwandlers
bzw. des integrierten Schaltkreises 22 gegeben. Dieser Baustein enthält einen Oszillator,
dessen Frequenz zwischen 500 bis 1.500 Hz liegt. Diese erhaltenen Frequenzen gelangen
ansc-hließend an einen weiteren integrierten Schaltkreis, der durch 100 dividiert,
wodurch am Ausgang dieses Schaltkreises eine Frequenz von 5 bis 15 Hz zur Verfügung
steht. Dieser Frequenzbereich eignet sich zur Verarbeitung in allen gängigen Ubertragungsanlagen.
Die Leuchtdioden 28, 29 ermöglichen es, die Funktionen
der Bausteine
am Ort ihres Einsatzes jeweils zu überprüfen.
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Mögliche Anpass-ungsschwlerigkeiten werden mit den Transistoren 24,
25 behoben. Diese Transistoren schalten einerseits vom Null potential gegen die
positive Speisespannung, andererseits von der positiven Speisespannung gegen das
Nullpotential. Die zur Versorgung der Elektronik notwendige eigensichere Versorgungsspannung
wird aus einem Fernspeisegerät gewonnen und intern auf eine bestimmte Voltzahl stabilisiert,
wodurch die Schaltung unabhängig von äußeren Spannungsschwankungen wird.
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In unter- oder übertägigen Grubenwarten kann das demodulierte Meßsignal
in einem dem Neigungsgeber entsprechenden Meßgerät sichtbar gemacht, oder aber auch
direkt in eine Rechen-Anlage eingespeist werden.
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1 Neigungsgeber 3 Pendelgeber-Sensor 4 Aluminiumgehäuse 5 Halterung
6 Chassis-Platte 7 Elektronik 8 Klemmschraube 9 Befestigungsschraube 10 Winkeleisen
11 Pendelgeber-Sensor 12 Aluminiumgehäuse 13 Halterung 14 Elektronik 15 Haltebügel
für 7, 14 17 Fläche auf 6 für 7, 14 18 Fuß von 5, 13 19 Chaissis-Hal terung 20 Präzislons-Potentiometer
21 Stromkreis 22 integrierter Schaltkreis 23 integrierter Schaltkreis 24 Transistor
25 Transistor 26 IC-Glied 28 Leuchtdiode 29 Leuchtdiode