DE3225342C2 - Schubkolbengetriebe mit Positionsgeber für den Ausbau oder für Vorschubvorrichtungen von Gewinnungs- oder Fördereinrichtungen des Bergbaues - Google Patents

Abstract

Eine genaue Überwachung der Stellung des Kolbens von Arbeitszylindern und die direkte Weiterleitung des Meßwertes an die Grubenwarte ist mit Hilfe eines an den Arbeitszylinder integrierten Wegmeßgebers gegeben. Der Wegmeßgeber ist im Zylindergehäuse quer zur Arbeitsrichtung des Kolbens am zylinderseitigen Ende der Kolbenstange angeordnet und gleitet mit seinem Meßfühler auf einer schräg verlaufenden Meßfläche, d.h. in der Regel auf der keilförmigen Oberfläche eines Tauchkolbens, der in der Kolbenstange geführt und mit dem Zylindergehäuse verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schubkolbengetriebe der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Gattung.

Derartige Schubkolbengetriebe werden im Abbaubereich im Steinkohlenbergbau, insbesondere für den Schreitausbau und zum Rücken des Ausbaues sowie von Arbeitsmaschinen eingesetzt. Im Prinzip gleich ausgebildete Schubkolbengetriebe stützen das Gebirge ab, schieben den Förderer vor, ziehen den Schreitausbau nach oder werden zum Halten des Strebförderers auf der schiefen Ebene eines einfallenden Strebes als Spannzylinder eingesetzt. Weiter werden Schubkolbengetriebe zum Rücken von Vortriebsmaschinen, Fördererumkehren und zum Spannen der Seile von Einschienenhängebahnen verwendet.

Je nach Verwendung des Schubkolbengetriebes hat seine Kolbenstellung für die Betriebsüberwachung wirtschaftliche und häufig auch eine wesentliche sicherheitliche Bedeutung.

So ist z. B. die Länge des Rückweges eines Strebförderers proportional zur Fördermenge, Die Stellung des Siützzylinders des Strebausbaues gibt Hinweise auf die von der Gewinnungsmaschine geschnittene Flözmächtigkeit und die Konvergenz des Schreitausbaues deutet auf intensive Gebirgsverformungen hin. Eine besondere sicherheitliche Bedeutung haben auch die Spannzylinder, die das Abwandern des Strebförderers auf der schiefen Ebene des Liegenden einfallender Flöze vermeiden sollen. Aufgrund dieser Tatsache ist versucht worden, die Kolbenstellung hydraulischer Zylinder durch Meßgeber mit Fernübertragung in die Grubenwarte zu registrieren und auszuwerten. Dabei sind außen angebrachte Wegmeßgeber eingesetzt, die jedoch besondere Instandhaltungsprobleme mit sich bringen, da sie den rauhen Umweltbedingungen unter Tage in der Regel im Dauerbetrieb nicht gewachsen sind. Die Meßfühlei und die elektrischen Zuleitungen werden darüber hinaus leicht beschädigt und führen zu Meßfehlern oder zum Ausfall der Meßeinrichtung. Es ist auch bereits versucht worden, die Meßfühler in die Arbeitszylinder zu integrieren. Hierbei sind an der Kolbenstange magnetische Marken angebracht, die durch einen Abtaster laufen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine solche Einrichtung zu grobe Meßwerte erbringt und darüber hinaus sehr störanfällig ist

Aus der DE-AS 12 82 575.1 ist ein hydraulisches Schubkolbengetriebe bekannt, das einen Tauchkolben aufweist, der als eine Art pneumatischer Maßstab verwendet wird. Hierzu ist er durch im gegenseitigen Abstand angeordnete Löcher durchsetzt, wodurch Sende- und Empfangsdüsenpaare entstehen, über die die jeweilige Lage des Schubkolbens des Getriebes nach außen kenntlich gemacht werden kann. Die so erzeugten pneumatischen Signale müssen dann letztlich von einer Steuerwarte aufgenommen und ausgewertet werden. Es ist somit eine Umsetzung des Signals notwendig, was einen Einsatz unter Tage erschwert, gan2 davon abgesehen, daß die Sende- und Empfangsdüsenpaare sich bei dem Betrieb unter Tage leicht zusetzen können.

In »fluid-Markt« 81/82, Seiten 24 bis 27, sind Schubkolbengetriebe erläutert, die ebenfalls mit Tauchkolben arbeiten, wobei die Positionsgeber integriert sind. Hierbei handelt es sich um eine die als Tauchkolben wirkende dünne Stange umgebende Primär- und um eine Sekundärwicklung zum Erzeugen eines magnetischen Feldes. Die relative Bewegung zwischen Zylinder unJ Kolben mit Kolbenstange wird mitteis angelegter Wechselspannungssignale zur Erzeugung vo-i lie jeweilige Lage des Kolbens wiedergebenden Signalen ausgenutzt. Nachteilig bei diesen bekannten Schubkolbengetrieben ist, daß sie im untertägigen Bergbau aus Sicherheitsgründen ohne weiteres nicht einsetzbar sind. Außerdem sind sie nicht geeignet, um die teilweise sehr ruckartigen und kurzen Lageveränderungen des Kolbens bzw der Kolbenstange sicher aufzunehmen. Schließlich stellen die benötigten Einzelteile im I [nieren des hydraulischen Schubkolbengetriebes eine so aufwendige Konstruktion dar, daß ein Einsatz schon aus konstruktiven und finanziellen Gründen selten sein *ird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schubkolbengetriebe der besagten Gattung zu schaffen, das verhältnismäßig wenig aufwendig und trotzdem betriebssicher ist und eine genaue Meßweriermittlung ermöglicht.

Die Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst.

Ein derartiges Schubkolbengetriebe ermöglicht eine kontinuierliche und genaue Überprüfung des Kolben-Standes, wobei gerade die erfindungsgemäße Ausbildung für den vorgesehenen Einsatzzweck beim Ausbau sowie in Vorschubvorrichtungen von Gewinnungsoder Fördereinrichtungen des Bergbaues besonders geeignet ist. Durch direkte Verwendung des Tauchkolbens als Meßfläche und die Ausbildung des Positionsgebers mit der federbelasteten Spitze ist unabhängig vom jeweiligen Kolbenstand eine immer genaue Wiedergabe bzw. Angabe des Standortes gesichert, zumal es sich um

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einen entsprechend EiIs ölgefüllten, spritzwasserdicht abgekapselten Geber handelt Die Ausbildung der Meßfläche ermöglicht auch Kleinstmeßwerte, d. h. eine genaue Funktion auch bd ruckartigen oder schlagartigem Einfahren des Schubkolbengetriebes.

Ein besonders günstiger Schutz der Zuleitung, beispielsweise gegen Steinfall oder sonstige Beschädigungen, ist erfindungsgemäß dadurch gegeben, daß die Zuleitung des Signalkabels durch den Mantel des Kolbens geführt ist Hierzu ist eine Bohrung im Kolbenmantel angebracht und an geeigneter Stelle eine Muffe für die Zuleitung angeordnet.

Zur Weiterleitung der Meßwerte ist es zweckmäßig und wünschenswert die Meßwerte in elektrische Signale umzuformen. Um dies in unmittelbarer Nähe des Positionsgebers vornehmen zu können, ist eine Jem Positionsgeber zugeordnete Elektroplivtine in dem aus dem Zylindergehäuse vorstehenden Ende der Kolbenstange vorgesehen, z. B. eine zur Erzeugung eines 5 bis 15 Hz Frequenzsignals geeignete Platine. Sie ist in das aus dem Zylindergehäuse vorstehende Ende der Kolbenstange integriert

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß mit Hilfe der Keilfläche des Tauchkolbens und des Meßfühlers des Positionsgebers eine vorteilhafte Möglichkeit gegeben ist, ein der ausgefahrenen Länge der Kolbenstange proportionales Meßsignal zu erzeugen. Die Genauigkeit dieser Wegmeßeinrichtung liegt nur wenig unter der einer direkten Messung, wobei über längere Zeitabschnitte die Fehlerquote gleich cder sogar geringer ist, da die Direktmessungen naturgemäß von unterschiedlichen Personen vorgenommen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren der Zeichnung weiter erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Arbeitszylinder mit integrierter Wegmeßeinrichtung in eingefahrenem Zustand und

F i g. 2 einen derartigen Arbeitszylinder in ausgefahrener Arbeitsstellung.

Bei dem in F i g. 1 und 2 dargestellten Arbeitszylinder 1 handelt es sich um einen doppelt wirkenden Zylinder, der im Bergbau häufig verkehrt herum eingebaut wird. Dies erfolgt insbesondere bei Einsatz derartiger Arbeitszylinder 1 als Rückzylinder für den Schrcitausbau_: weil so die größere Querschnittsfläche zum Ziehen des Ausbaues und die kleinere zum Drücken des Förderers verwendet werden kann.

Das mit verschiedenen Druckmittelanschlüssen 3, 4 versehene Zylindergehäuse 2 nimmt den Kolben 5 auf, wobei Zylindergehäuse 2 und Kolben 5 jeweils endseitig Anschlagmöglichkeiten für den Ausbau bzw. den Förderer aufweisen. Die Kolbenstange 6 ist hohl ausgebildet und nimmt den Tauchkolben 10 auf, der in ihr geführt ist und der mit aem Zylindergehäuse 2 fest verbunden ist.

Am zylinderseitigen Ende der Kolbenstange 6 ist der Positionsgeber 14 angeordnet, wobei die F i g. 1 und 2 verdeutlichen, daß es sich bei dem Positionsgeber 14 um eine sehr kurz bauende und daher leicht auswechselbare Einheit handelt, die in den hydraulischen Arbeitszylinder ί integriert ist. Die Zuleitung 16 des dreiadrigen elektrischen Signalkabels erfolgt durch den Mantel 9 des Kolbens 5. Die Zuleitung 16 tritt im Bereich der ^Spitze 8 an einer Stelle aus, die besonders gut gegen ^?Steinfall und sonstige Beschädigungen zu sichern ist. Die Muffe 17 arretiert die Zuleitung 16, so daß Verschiebungen der Zuleitung 16 in entsprechenden Bohrungen und damit evtl. Beeinflussungen des Positionsgebers 14 nicht eintreten können.

Der Positionsgeber 14 weist einen federbelasteten Meßfühler 15 auf, der auf der Meßfläche 11 gleitet Als Meßfläche 11 dient im dargestellten Beispiel, wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, die keilförmige Oberflächfi des Tauchkolbens 10. Eine Beeinflussung der Innenwand 12 durch die Meßeinrichtung tritt somit nicht auf.

Bei dem Positionsgeber 14 handelt es sich um einen ölgefüllten und spritzwasserdicht abgekapselten Geber, der potentiometrisch oder induktiv arbeitet. Bei induktiven Gebern, die Wechselstrom betrieben werden müssen, ist eine Anpassung der zugehörigen Elektronikplatine erforderlich. Für potentiometrische Geber ist die vorhandene Elektronikplatine in der Regel ohne Änderung der Schnittstelle verwendbar. Die Elektronikplatine kann sowohl in das Ende bzw. die Spitze 8 der Kolbenstange 6, d. h. in den aus Zylinder herausragenden Teil, integriert sein oder aber, über eine Zuleitung verbunden, an einer überflutungssicheren Stelle untergebracht werden. Über die Elektronik lvird die Stellung des Kolbens 5 im Arbeitszylinder 1 durch ein dieser proportionales Frequenzsignal über die Leitung 16 und das Telefonnetz direkt zur Grubenwar ^ übertragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Schubkolbengetriebe für den Unterstützungsausbau oder für die Vorschubvorrichtungen von Gewinnungs- und Fördereinrichtungen des Bergbaues, bestehend aus einem Zylindergehäuse, einem darin verschiebbaren, eine Kolbenstange tragenden Kolben sowie einem in das Schubkolbengetriebe integrierten Positionsgeber (Wegmeßgeber), welcher einen in eine Längsbohrung der Kolbenstange längsverschiebbar eingreifenden, mit dem Zylindergehäuse zumindest mittelbar verbundenen Tauchkolben sowie Mittel aufweist, welche ein der Kolbenstellung im Zylindergehäuse proportionales Ausgangssignal erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Tauchkolbens (10) keilförmig ausgebildet ist und eine Meßfläche bildet, auf der die Spitze eines federoelasteten Meß.ihlers (15) des Positionsgebers (14) gleitend geführt ist, wobei der Poshionsgeber (14) als ölgefüllter, spritzwasserdicht abgekapselter Geber ausgebildet ist

2. Schubkolbengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (16) des Signaikabels durch den Mantel (9) des Kolbens (5) geführt ist.

3. Schubkolbengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Positionsgeber (14) zugeordnete Elektronikplatine in das aus dem Zylindergehäuse (2) vorstehende Ende (8) der Kolbenstange (6) in' griert ist.

4. Schubkolbengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektronikplatine eine solche zur Erzeugung eines 5 bis l.^s Hz Frequenzsignales dient