DE8305107U1 - Elektronischer Neigungsgeber - Google Patents

Description

BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETKIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG GMBH Patent- und Hilfsge¹- 21» Februar 1983

brauchsmusteranmeidung A8/80/82 Ha/ds

Elektronischer Neigungsgeber

Die Erfindung betrifft einen Neigungsgeber zur Ermittlung der Schieflage oder Schrägstellung von Betriebsmitteln, insbesondere von Naschinen, Förderern und Ausbauteilen 1m untertägigen Berg» und Tunnelbau.

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

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Meßbereich aufweisen und schon aus diesen Gründen nur in besonderen Fällen zum Einsatz kommen. Außerdem ist das Ablesen der Neigungsgeber zelt» und kostenaufwendig, was ebenfalls zu reduziertem Einsatz derartiger Geräte beiträgt.

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 fernübertragen werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Pendelgeber-Sensor mit einer zugeschnittenen Elektronik einer Chassis^Platte justierbar zugeordnet ist, die Halterungen aufweist und 1n ein druckfestes Gehäuse eingepaßt ist.

Ein derart ausgebildeter Neigungsgeber kann 1n vorteilhafter Weise 1n ein druckfestes Gehäuse eingepaßt mit den Betriebsmitteln des untertägigen Bergbaus, wie Förderern, Schildaus^ bau, Gewinnungsmaschinen und dem Streckenausbau verbunden werden, wobei über die zugeschnittene Elektronik die ermittelten Werte gleich in elektronische Signale umgebildet und als sol^· ehe zur Grubenwarte fernübertragen werden. Dadurch ist eine gezielte und kontinuierliche Überwachung derartiger Betriebs^- mittel von einem zentralen Punkt aus möglich und vervollständigt die Möglichkeiten einer zentralen Überwachung der Betriebsabläufe im untertägigen Bergbau, insbesondere im Steinkohlenbergbau. Über 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

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Pendelgeber-Sensoren mit Ihrem Meßebenen 90° 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 1st.

Um die aus zwei Pendelgeber-Sensoren bestehende Einrichtung möglichst platzgünstig, d. h. in einem kleinen Gehäuse, unterbringen zu können, ist erfindungsgemä'ß vorgesehen, daß die Pendelgeber-Sensoren zugeordnete Doppel-Elektronik innerhalb der von den Sensoren eingefaßten Fläche angeordnet 1st.

Eine auf die untertägigen Gegebenheiten stoß-, schlag-, vibra^ tions- und spritzwasserunempfindlich besonders zugeschnittene Ausbildung der Pendelgeber-Sensoren ist erfindungsgemäß die, bei der die potentiometrisch arbeitenden Pendelgeber-Sensoren jeweils in einem mit öl gefüllten und allseitig fest verschlossenen Aluminiumgehäuse untergebracht sind. 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 1st.

Um eine einfache Zentrierung bzw. Justierung zu erreichen, sind der oder die Pendelgeber-Sensoren über Klemmschrauben um _+ 15° rerdrehbar 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 + 90° und ihr maximaler Wider-

stand 30 KOhm.

Die mit derartigen Pendelgeber-Sensoren besonders günstig zusammenarbeitende un2 auf vorhandene Viel stellenmeflanlagen schaltbare Elektronik weist ein von Pendelgeber-Sensor beeinflußbares Präz1s1ons»Potent1oneter und einen zugeordneten Stromkreis auf, der mit Spannungsfrequenzwandler bzw. Integrierten Schaltkreisen und Transistoren ausgerüstet 1st, im die Signale elektronisch In Frequenzsignale umzuwandeln und der Grubenwarte zuzuführen.

Zweckmäßig 1st weiter vorgesehen, daß die Pendelgeber-Sensoren an eine Viel stellenmeßanlage angeschlossen und von dieser nacheinander und jeder für sich «1t Strom versorgt werden. Dadurch 1st es möglich, daß beide Pendelgeber-Sensoren unabhängig voneinander arbeiten. Der Anschluß der Pendelgeber an die Elektronik erfolgt jeweils über Lötstifte. Dadurch 1st eine einfache und zweckmäßige Handhabung möglich.

Der technische Fortschritt und die Vorteile der Erfindung sind Insbesondere darin zu sehen, daQ ein für den Einsatz Is Bergbau besonders geeignete Neigungsmeßeinrichtung geschaffen 1st, die aufgrund der gewählten Größe des elektrischen Widerstandes, der besonderen Abmessungen und der Füllung der Pendelgeber-Sonsoren eine genaue Erfassung der Schieflage oder Schiefstellung von Betriebsmitteln ermöglicht. Das Zusammenfügen von ?wei Pendelgeber-Sensoren in einer um 90° zueinander versetzten Anordnung erbringt bei gesicherten Meßwerten einen großen Justier- und Meßbereich, wobei auch bei der Doppel anordnung kleinste Gehäuse Verwendung finden können, so daß der erfindungsgemäße Neigungsgeber leicht zu trans-

portleren und auch an Stellen anzubringen ist, wo wenig Platz
vorhanden 1st. Aufgrund der geschickten Auswahl der elektrischen Kennwerte ist es möglich, eine Elektronik zu verwenden,
die mit unter Tage vorhandenen Viel stellenmeSanlagen verbunden
und von diesen versorgt werden können.

Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes werden anhand
der nachfolgend erläuterten Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des zwei Pendeigeber-Sensoren aufweisenden Neigun<jsgebers,

Fig. 2 eine Kopfansicht des Neigungsgebers gemäß Fig. 1_; | Flg. 3 eine Draufsicht des Neigungsgebers geraäO Fig 1, f- FIg₄ 4 ein Schaltschema einer dem Neigungsgeber zugeordneten Elektronik. jj

Bei dem In den Fig. 1 bis 3 dargestellten Geber 1 weist der Pendel geber-Sensor 3 ein Aluminiumgehäuse 4 auf, In dem die NeigungsmeSeinrichtung untergebracht ist. Das Aluminiumgehäuse 4 1st mit · öl gefüllt und allseitig fest umschlossen. Es 1st über eine Halte- *" rung 5 mit der Chassis-Platte 6 verbunden, und mit einer Elektro- _r; nik versehen, die, wie aus F1g. 3 hervorgeht, gesondert auf der k Chassis-Platte 6 angebracht 1st. über Klemmschrauben 8 sowie Be- | festigungsschrauben 9 ist die Verbindung zwischen dem das Alumi- ^ niumgehäuse 4 direkt tragenden Winkeleisen 10 und der Halterung 5
erreicht, wobei über die Klemmschraube 8 justiert werden kann.

Auch 4er zweite Pendelgeber-Sensor 11 1st 1n einem Aluminiumgehäuse

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12 untergebracht, das seinerseits über die Halterung 13 mit der Chassis-Platte 5 verbunden 1st. Die diesen Pendel geber-Sensor 11 zugeordnete Elektronik 14 1st 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 Gesamteinrichtung gibt, die über die Chassis-Platte 6 In einem druckfeste w kleinen Gehäuse untergebracht werden kann. Hierzu wird die Chassis-Platte mit den Ober die Füße 18 aufgeschraubten Halterungen 5, 13 Ober die Chassis-Haiterung 19 mit dem Boden des hler nicht dargestellten druckfesten Gehäuses verbunden. Das Gehäuse weist eine für den untertägigen Einsatz vorgesehene und geeignete Kabeleinführung auf. Die ebenfalls hier nicht dargestellt 1st.

Fig. 4 zeigt die Elektronik 7 bzw. 14 anhand eines Schaltbildes. Hler 1st das Präzisions-Potentiometer mit 20 bezeichnet, das 1n einen Stromkreis 21 geschaltet 1st, der zwei integrierte Schaltkreise 22, 23; Transistoren 24, 25; ein IC-Glied 26 und Leuchtdioden 28, 29 aufweist. Das von deia 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 anschlieflend an einen weiteren integrierten Schaltkreis» der durch 100 dividiert, wodurch am Ausgang dieses Schaltkreises eine Frequenz von 5 bis 15 Hz zur Verfugung steht. Dieser Frequenzbereich eignet sich zur Verarbeitung in allen gängigen Übertragungsanlagen. Die Leuchtdioden 28, 29 ermöglichen es, die Funktio-

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nen der Bausteine am Ort Ihres Einsatzes jeweils zu überprüfen. Mögliche Anpassungsschwierigkelter« werden mit den Transistoren 24, 25 behoben. Diese Transistoren schalten einerseits vom Nullpotential gegen die positive Speisespannung, andererseits von der positiven Speisespannung gegen das NuI1 potential. Die zur Versorgung der Elektronik notwendige eigensichere Yersorgungsspannung wird aus einem Fernspeisegerät gewonnen und Intern auf eine bestimmte Voltzahl stabilisiert, wodurch die Schaltung unabhängig von äuBeren Spannungsschwankungen wird. In unter- oder Qbertägigen Grubenwarten kann das demodulierte Meßsignal 1n einem dem Neigungsgeber entsprechenden Meßgerät sichtbar gemacht, oder aber auch direkt In eine Rechen-Anlage eingespeist werden.

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I Neigungsgeber

3 Pendelgeber-Sensor

4 Aluminiumgehäuse

5 Halterung

6 Chassi s^-Pl atte

7 Elektronik

8 Klemmschraube

9 Befestigungsschraube

10 Winkel el sen

II Pendelgeber-Sensor

12 Aluminiumgehäuse

13 Halterung

14 Elektronik

15 Haltebügel für 7,

17 Fläche auf 6 for 7,

18 FuB von 5, 13

19 Chafssis-Halterung

20 Präzisions-Potentiometer

21 Stromkreis

22 Integrierter Schaltkreis

23 Integrierter Schaltkreis

24 Transistor

25 Transistor

26 IC-Glied

28 Leuchtdiode

29 Leuchtdiode

Claims (5)

• · * ι BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DEK BERGBAU-FORSCHUNGGMBH Patent- und Hilfsge- 21. Februar 1983 braiichsausteran«e1dung A8/80/82 Ha/ds Elektronischer Neigungsgeber ■--j^nsprüche:

1. Neigungsgeber zur Ermittlung der Schiefläge oder Schrägstellung von Betriebsmitteln, Insbesondere von Maschinen, Förderern und Ausbauteilen 1m untertägigen Berg- und Tunnelbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pendelgeber-Sensor (3) mit einer zugeschnittenen Elektronik (7), einer Chassis-Platte (6) justierbar zugeordnet 1st, die Halterungen (5) aufweist und In ein druckfestes Gehäuse eingepaßt 1st.

2. Neigungsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Pendelgeber-Sensoren (3, 11) mit Ihren Meßebenen 90° versetzt, zueinander angeordnet und über Halterungen (5, 13) mit der Chassisplatte (6) verbunden sind.

3. Neigungsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Pendelgeber-Sensoren (3, 11) zugeordnete Doppel-Elektronik (7, 14) innerhalb der von den Sensoren eingefaBten Fläche (17) angeordnet ist.

4. Neigungsgeber nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch ge- £ kennzeichnet, daß die potentiometrisch arbeitenden Pendelfe geber-Sensoren (3, 11) jeweils in einem mit öl gefüllten

H und allseitig fest verschlossenen Aluminium-Gehäuse (4, 12)·

untergebracht sind.

5. Neigungsgeber nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Pendelgeber-Sensoren (3, 11) über Klemmschrauben (8) um _+ 15 verdrehbar an der Chassis-Platte

;', (6) bzw. der Halterung (5; 13) gehalten sind.

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kennzeichnet, daß der Arbeitsbereich, der unabhängigeren ΐ einander arbeitenden und geschalteten Pendelgebep^fensoren

; (3, 11) + 90° und ihre maximaler Widerstand^>8^K0hm beträgt.

&. Neigungsgeber nach Anspruch 1, dadurpir gekennzeichnet, daß die Elektronik (7, 14) ein vom P_-(Mf^eIgeber-Sensor (3, 11) beeinflußbares Präzisions-Pojbentiometer (20) und einen zugeordneten Stromkreis (2>raufweist, der mit Spannungsfrequenzwandlern bzw. Integrierten Schaltkreisen (22, 3) und Transistoren [2AfZS) ausgerüstet 1st, um die Signale 1n eiektronischfi^Signelε umzuwandeln.

4. Nei^tffigsgeber nach Anspruch 1, Anspruch 2 und Anspruch 6, 4i- giIici» ewarew

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