DE1080798B

DE1080798B - Rock pressure measuring device, especially for mine sections or similar spaces

Info

Publication number: DE1080798B
Application number: DEB48256A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Fried Heintzmann
Original assignee: BOCHUMER GES fur GRUBENAUSBAU; Technik M B H
Current assignee: BOCHUMER GES fur GRUBENAUSBAU; Technik M B H
Priority date: 1958-03-20
Filing date: 1958-03-20
Publication date: 1960-04-28

Description

Gebirgsdruckmeßvorrichtung, insbesondere für Grubenstrecken oder ähnliche Räume Die Erfindung betrifft eine Gebirgsdruckmeßvorrichtung - insbesondere für Grubenstrecken oder ähnliche Räume welche aus einer mit Anzeiger (Manometer) versehenen Meßdose gebildet ist, die umfangsseitig des Streckenausbaus zwischen diesem und der Gebirgswand (Streckenstoß bzw. Streckenfirste) einsetzbar ist und zwei etwa koaxial zueinander angeordnete, mit äußeren Stützflächen versehene Druckplatten besitzt, die eine ganz oder im wesentlichen von einer biegsamen dichten Manschette umschlossene, mit einem hydraulischen Druckmittel gefüllte Druckkammer zwischen sich erfassen und außerhalb des Druckraumes durch mehrere verteilt angeordnete biegsame Kupplungsmittel unter Wahrung einer gegeneinander gerichteten Relativbewegung miteinander verbunden sind. Bei den bekannten Meßdosen führen die in vielen Fällen schräg auf die Meßdose wirkenden Belastungen zu Verkantungen und Verklemmungen der relativ verschieblich miteinander verbundenen Teile der Meßdose. Als Folge dieser Verklemmung treten erhebliche Meßungenauigkeiten auf, häufig aber auch Beschädigungen der Meßdose, wodurch die Meßwerte erst recht ungenau werden. Rock pressure measuring device, especially for mine sections or Similar spaces The invention relates to a rock pressure measuring device - in particular for pit sections or similar rooms which consist of an indicator (manometer) provided load cell is formed, the circumferential side of the route between this and the mountain wall (section joint or section ridges) can be used and two pressure plates arranged approximately coaxially to one another and provided with outer support surfaces possesses, which is wholly or substantially of a flexible, tight sleeve enclosed pressure chamber filled with a hydraulic pressure medium between seize themselves and outside of the pressure chamber by several flexible ones arranged in a distributed manner Coupling means while maintaining a relative movement directed towards one another are connected. In the case of the known load cells, they are inclined in many cases the load cell acting loads to canting and jamming of the relative displaceably connected parts of the load cell. As a result of this deadlock significant measurement inaccuracies occur, but often damage to the load cell as well, which makes the measured values even more inaccurate.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Meßdosen besteht darin, daß infolge erheblicher Verformungswiderstände von Teilen der Meßvorrichtung die angezeigten Anfangswerte ungenau sind. Another disadvantage of the known load cells is that as a result Significant deformation resistances of parts of the measuring device the indicated Initial values are inaccurate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gebirgsdruckmeßvorrichtung zu schaffen, welche besonders für die Verwendung in Grubenstrecken geeignet ist, in welchen die Druckrichtungen nicht ohne weiteres genau erkennbar sind und häufig im spitzen Winkel auf die Seiten der Segmente der Ausbaurahmen auftreffen. Die genaue Feststellung der auf die Ausbaurahmen wirkenden Kräfte ist von größter Wichtigkeit für die richtige Bemessung des Ausbaus, um einerseits Überdimensionierungen des Ausbaus und damit einen zu großen Materialaufwand zu vermeiden, andererseits aber den Ausbau vor einer zu schnellen Verformung oder Zerstörung bewahren zu können. Erfindungsgemäß wird eine weitestgehend genaue Bestimmung der auf einen Streckenausbau wirkenden Kräfte mittels einer solchen Gebirgsdruckmeßvorrichtung ermöglicht, bei welcher die beiden Druckplatten nur durch eine nach allen Richtungen hin in größeren Bereichen bewegliche, besonders leicht biegungsfähige Druckkammermanschette und mehrere umfangsseitig angeordnete, die Druckflüssigkeit unter einer bestimmten Vorspannung in der Druckkammer haltende, nicht federnde, jedoch allseitig biegsame und schwenkbare, vorzugsweise mit Spannmittel ausgerüstete Lenkerelemente verbunden sind. Diese Ausbildung der Vorrichtung führ dazu, daß die Druckplatten zusätzlich zur Vertikalrichtung nach allen waagerechten und geneigten Seitenrichtungen hin in großen Bereichen relativ beweglich, d. h. raumbeweglich sind. Es ist nun unbedeutend, aus welcher Richtung die Hauptkräfte des Gebirges auf die hinter dem Ausbaurahmen angeordnete Meßvorrichtung auftreffen, da diese Meßvorrichtung sich auf die jeweiligen Verhältnisse einstellt und sämtliche auch außermittig auftreffenden Kräfte in voller Größe auf die in dem Druckraum eingeschlossene Flüssigkeit überträgt. Verklemmungen und Verkantungen sind nicht möglich, so die Meßwerte auch nicht abgefälscht werden können. Infolge der in der Ebene der Druckplatten möglichen Relativverschiebung können auch Vorkehrungen zum Messen bzw. The invention is based on the object of a rock pressure measuring device to create which is particularly suitable for use in mine sections, in which the printing directions are not easily recognizable and frequently hit the sides of the extension frame segments at an acute angle. The exact Determining the forces acting on the extension frame is of the utmost importance for the correct dimensioning of the expansion, on the one hand to avoid oversizing the To avoid expansion and thus too much material expenditure, on the other hand, however to be able to protect the expansion from too rapid deformation or destruction. According to the invention, a largely accurate determination of the route expansion acting forces by means of such a rock pressure measuring device allows which the two pressure plates only through one in all directions in larger ones Areas movable, particularly easily bendable pressure chamber sleeve and several circumferentially arranged, the hydraulic fluid under a certain preload non-resilient, but flexible and pivotable on all sides, held in the pressure chamber, Link elements preferably equipped with clamping means are connected. This training the device leads to the fact that the printing plates in addition to the vertical direction relative to all horizontal and inclined lateral directions in large areas movable, d. H. are spatially movable. It doesn't matter from which direction the main forces of the rock on the measuring device arranged behind the support frame hit, since this measuring device adjusts itself to the respective conditions and all forces, including eccentric forces, in full size on those in the Transferring fluid enclosed in the pressure chamber. Jams and canting are not possible so that the measured values cannot be falsified. As a result the possible relative displacement in the plane of the printing plates can also take precautions for measuring or

Ablesen des Maßes der Seitenverschiebung getroffen werden, weil sich auf diese Weise bei schräg auftreffenden Kräften in einfacher Weise die senkrechten und waagerechten Kraftkomponenten ermitteln lassen.Reading the amount of side shift to be taken because in this way, in the case of obliquely impacting forces, the vertical ones in a simple manner and have the horizontal force components determined.

Die besondere Art der Ausbildung und Verbindung der Teile der Meßvorrichtung führt-weiter dazu, daß durch Einstellung und Sicherung einer beispielsweise in der Größenordnung von -etwa 2,5 bis 4 atü liegenden Vorspannung die eingangs erwähnten Meßungenauigkeiten vollständig vermieden werden. Bei dieser gewissermaßen unter Vorlast stehenden und trotzdem allseitig verklemmungsfrei beweglichen Meßvorrichtung werden bereits geringe Druckveränderungen mit größter Genauigkeit und Zuverlässigkeit angezeigt. Es ist ein wesentlicher Vorteil dieser Meßvorrichtung, daß die Charakteristik der Last-Weg-Kur;ve gleich von den unteren Druckbereichen ausgehend einen annähernd linearen Anstieg aufweist. The special type of training and connection of the parts of the measuring device further leads to the fact that by setting and securing one, for example, in the Bias of the order of magnitude of about 2.5 to 4 atmospheres as mentioned at the beginning Measurement inaccuracies are completely avoided. With this in a sense under The measuring device is preloaded and non-jamming on all sides even small changes in pressure are achieved with the greatest accuracy and reliability displayed. It is a major advantage of this measuring device that the characteristic the load-displacement curve; starting from the lower pressure ranges, approximately one has a linear increase.

Bei der Meßvorrichtung nach der Erfindung wird die Druckkammermanschette möglichst aus einer zur Aufnahme hoher Innendrücke, insbesondere solchen von etwa 100 atü und mehr, geeigneten Gummimanschette gebildet, welche im mittleren Längenbereich bauchig aufgeweitet ist und deren Enden nach auswärts gerichtete Flansche besitzen, die mittels Klemmring an den Druckplatten dicht angepreßt sind. In the measuring device according to the invention, the pressure chamber cuff if possible from one to the Absorption of high internal pressures, in particular those of about 100 atmospheres and more, suitable rubber sleeve formed, which in the middle length area is bulged and the ends are directed outwards Have flanges that are tightly pressed against the pressure plates by means of a clamping ring.

Eine solche Druckkammermanschette hat selbst bei den besonders hohen Belastungen nur einen geringen Biegewiderstand und ist in der Lage, den relativen Seitenbewegungen der beiden Druckplatten zu folgen, ohne die Meßergebnisse zu beeinträchtigen. Die Gummimanschette - welde in manchen Fällen auch durch eine gleichwertige geeignete Kunststoffmanschette ersetzt werden kann - erhält eine größere Länge. Zweckmäßig wird diese auf etwa ein bis zwei Drittel des größten Manschettendurchmessers bemessen. Auch der Radius des Manschettenbauches wird möglichst groß gewählt und soll etwa ein Drittel bis ein Viertel des größten - Manschettendurchmessers betragen.Such a pressure chamber cuff has even with the particularly high Loads only have a low bending resistance and is capable of the relative To follow lateral movements of the two pressure plates without affecting the measurement results. The rubber sleeve - in some cases also replaced by an equivalent suitable one Plastic sleeve can be replaced - gets a greater length. Appropriate this is measured to about one to two thirds of the largest cuff diameter. The radius of the cuff belly is also chosen to be as large as possible and should be around a third to a quarter of the largest - cuff diameter.

Als Lenkerelemente sind besonders etwa senkrechtzu den Druckplatten gerichtete Kettenabschnitte geeignet, in welchen Kettenschlösser oder andere Verstellvorrichtungen eingeschaltet sind. Die Verstellvorrichtungen ermöglichen in einfacher Weise eine Einstellung bzw. Nachstellung der Vorspannung der Meßvorrichtung. Die Ketten werden jeweils so lang bemessen, daß eine den praktischen Bedürfnissen Rechnung tragende räumliche Beweglichkeit und Parallelverschieblichkeit der Druckplatten gegeneinander gewährleistet ist. The link elements are particularly approximately perpendicular to the pressure plates Directed chain sections suitable in which chain locks or other adjustment devices are switched on. The adjustment devices allow in a simple manner a Adjustment or readjustment of the preload of the measuring device. The chains will each dimensioned so long that one takes into account the practical needs spatial mobility and parallel displacement of the printing plates against each other is guaranteed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt die Meßvorrichtung in senkrechtem Längsschnitt; Fig. 2 ist eine Draufsicht zu Fig. 1. Fig. 1 shows the measuring device in a vertical longitudinal section; Fig. 2 is a plan view of FIG. 1.

Die Meßvorrichtung besteht im wesentlichen aus der unteren Druckplatte 1 und der oberen Druckplatte 2 und der zwischen diesen befestigen Druckkammermanschette3, die aus Gummi besteht und die nach allen Richtungen hin in größeren Bereichen beweglich und besonders biegungsfähig ist. über den Umfang der Druckplatten t und 2 gleichmäßig verteilt, und zwar außerhalb dés von der Druckkammermanschette 3 umschlossenen Druckraumes 3a, sind nicht federnde, jedoch allseitig biegsame und schwenkbare Lenkerelemente 4 vorgesehen, die mit Spannschlössern 4a ausgerüstet sein können. Die Lenkerelemente sind beim Ausführungsbeispiel aus Kettenabschuitten gebildet, wobei die Enden dieser Kettenabschnitte an den Druckplatten 1 und 2 angeschweißt oder in anderer Weise befestigt sind. The measuring device consists essentially of the lower pressure plate 1 and the upper pressure plate 2 and the pressure chamber sleeve 3 attached between them, which is made of rubber and which is movable in all directions in larger areas and is particularly flexible. over the circumference of the printing plates t and 2 evenly distributed, namely outside of the pressure chamber enclosed by the pressure chamber sleeve 3 3a, are non-resilient, but flexible and pivotable link elements on all sides 4 provided, which can be equipped with turnbuckles 4a. The handlebar elements are formed in the embodiment from Kettenabschuitten, the ends of these Chain sections welded to the pressure plates 1 and 2 or in some other way are attached.

Die als Druckkammermantel dienende Gummimanschette hat eine verhältnismäßig große Länge. Serving as a pressure chamber jacket rubber sleeve has a relatively great length.

Diese Länge beträgt ebenso wie der Abstand der Druckplatten etwa ein bis zwei Drittel des größten Manschettendurchmessers. Zwischen den Druckplatten ist die Manschette stark bauchig geformt, wobei der Radius des Manschettenbauches etwa ein Drittel bis ein Viertel des größten Manschettendurchmessers betragen kann. Abweichungen von diesen Abmessungen sind selbstverständlich möglich.This length, like the distance between the printing plates, is approximately one up to two thirds of the largest cuff diameter. Between the pressure plates the cuff is strongly bulbous in shape, with the radius of the cuff belly can be about a third to a quarter of the largest cuff diameter. Deviations from these dimensions are of course possible.

In der unteren Druckplatte 1 ist ein Kanal 5 vorgesehen, welcher die mit Druckflüssigkeit gefüllte Kammer 3a mit dem Anzeigegerät, und zwar dem Manometer6, verbindet. Das Manometer ist in eine Bohrung der Druckplatte 1 eingeschraubt. Das Manometer kann auch unter Zwischenschaltung einer flexiblen Leitung mit dem in der unteren Druckplatte 1 befindlichen Kanal 5 verbunden sein. Es kann außerdem mit dem Kanal 5 oder dem Druckraum 3 a ein besonderer Anschlußkanal verbunden sein, welcher zur Zuführung von Druckflüssigkeit dient und durch ein Ventil oder Absperrhahn verschließbar ist. Die Befestigung der Manschette 3 mit den Druckplatten 1 und 2 erfolgt mittels Klemmringen 8, welche mit einem Kragen über flanschartige Ansätze der Manschettenenden greifen und diese fest gegen die Druckplatten anpressen. Die Verbindung muß flüssigkeitsdicht sein. Die Klemmnnge 8 sind mittels Schrauben 7 an den Druckplatten befestigt. Die Schrauben 7 sind in gleichmäßigem Abstand über den Umfang der Klemmringe verteilt. In the lower pressure plate 1, a channel 5 is provided which the chamber 3a filled with hydraulic fluid with the display device, namely the manometer6, connects. The pressure gauge is screwed into a hole in the pressure plate 1. That Pressure gauge can also be connected to the one in the lower pressure plate 1 located channel 5 be connected. It can also with the Channel 5 or the pressure chamber 3 a be connected to a special connection channel, which serves to supply hydraulic fluid and can be closed by a valve or shut-off valve is. The fastening of the cuff 3 with the pressure plates 1 and 2 takes place by means of Clamping rings 8, which with a collar over flange-like approaches of the cuff ends and press them firmly against the pressure plates. The connection must be fluid-tight be. The clamps 8 are fastened to the pressure plates by means of screws 7. the Screws 7 are evenly spaced around the circumference of the clamping rings.

Zur Inbetriebsetzung der Druckmeß vorrichtung kann die Druck- oder Meßflüssigkeit in den Druckraum3a unter einem ausreichend hohen Druck eingeführt werden. Nach Erreichen einer Vorspannung von beispielsweise 3 atü wird der Druckraum verschlossen und die Zuleitung unterbrochen bzw. von der Meßvorrichtung getrennt. In diesem Fall sind die besonderen Lenkerelemente 4 nicht unbedingt mit Spannmitteln zu versehen, jedoch kann man zur Feineinstellung der Vorspannung derartige Hilfsmittel vorsehen. Beim Vorhandensein der Spannmittel in den Lenkerelementen wird bei völliger Entspannung der Lenker drucklose Flüssigkeit in den Druckraum 3 3a eingefüllt. Die Füllung erfolgt in einer solchen Weise, daß keine Luft in den Druckraum 3 a mit eingeschlossen wird. Nach dem Verschließen der Zuleitung werden die Spannmittel in den Lenkerelementen angezogen, und zwar so weit, bis in den Druckraum 3a die gewünschte Vorspannung eintritt. To start up the pressure measuring device, the pressure or Measuring liquid introduced into the pressure space 3a under a sufficiently high pressure will. After reaching a preload of, for example, 3 atm, the pressure chamber closed and the supply line interrupted or separated from the measuring device. In this case, the special link elements 4 are not necessarily with clamping means to provide, however, such aids can be used to fine-tune the preload provide. In the presence of the clamping means in the link elements, it is completely Relaxation of the handlebar pressureless fluid is filled into the pressure chamber 3 3a. the Filling takes place in such a way that no air in the pressure chamber 3 a with is included. After the supply line has been closed, the clamping devices tightened in the link elements, until the pressure chamber 3a desired preload occurs.

Zur Messung der Vorspannung kann ein besonderes Druckmeßgerät verwendet werden. Nachdem die Druckmeßvorrichtung in den betriebs fertigen Zustand versetzt ist, erfolgt zweckmäßig noch das Einstellen des Zeigers der Anzeigevorrichtung auf den Ausgangswert.A special pressure gauge can be used to measure the preload will. After the pressure measuring device is put into the operational state is, expediently, the setting of the pointer of the display device takes place the initial value.

Wie aus der Zeichnung Fig. 1 ersichtlich, kann der in Richtung des Pfeiles x auftretende Druck keine Verkantungen oder Verklemmungen verursachen. Die Druckplatten stellen sich in entsprechender Weise ein, wobei auch eine Seitenverschiebung der oberen Druckplatte 2 in Richtung des Pfeiles y möglich ist. As can be seen from the drawing Fig. 1, the in the direction of The pressure occurring under the arrow x does not cause any tilting or jamming. the Printing plates adjust themselves in a corresponding manner, with a lateral shift as well the upper pressure plate 2 in the direction of arrow y is possible.

Zur Bestimmung der Lage der Druckmeßvorrichtung auf dem Ausbauprofil 12 sind an der unteren Druckplatte 1 vier Ansätze 9 angeordnet, die ein Verschieben verhindern. Die Befestigung der Vorrichtung kann in einfacher Weise, z. B. durch einen Draht 10 erfolgen. Die Ansätze können bei Verwendung der Druckmeßvorrichtung an rinnenförmigen Profilen, wie bei 9 9a angedeutet, auch so angeordnet werden, daß sie in die Rinne des Profils greifen. To determine the position of the pressure measuring device on the extension profile 12 four lugs 9 are arranged on the lower pressure plate 1, which move impede. The attachment of the device can be done in a simple manner, for. B. by a wire 10 take place. The approaches can when using the pressure measuring device on channel-shaped profiles, as indicated at 9 9a, can also be arranged in such a way that that they grip into the groove of the profile.

Zur besseren Führung des Gummikörpers kann an beiden Druckplatten 1, 2 ein innerer Stützring 11 angebracht werden. In der Zeichnung ist dieser Stützring nur an der oberen Druckplatte dargestellt. For better guidance of the rubber body, both pressure plates 1, 2 an inner support ring 11 can be attached. This support ring is shown in the drawing only shown on the upper pressure plate.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Gebirgsdruckmeßvorrichtung - especially for Pit sections or similar rooms - which consist of an indicator (manometer) provided load cell is formed, the circumferential side of the route between this and the rock face can be used and two approximately coaxially arranged, has provided with outer support surfaces pressure plates, which a wholly or substantially enclosed by a flexible, dense jacket with a hydraulic pressure medium filled pressure chamber between them capture and outside of the pressure chamber by several distributed flexible coupling means while maintaining a relative movement directed against each other are connected to one another, characterized in that that the two pressure plates (1, 2) only by one in all directions in larger areas movable, particularly easily bendable pressure chamber jacket (3) and several circumferentially arranged, the pressure fluid under a certain Pre-tension in the pressure chamber (3a), non-resilient, but flexible on all sides and pivotable link elements, preferably equipped with clamping means (4 cd) (4) are connected in such a way that the pressure plates (1, 2) in addition to the vertical direction in all horizontal and inclined lateral directions in larger areas relatively mobile, d. H. are spatially movable.

2. Mountain pressure measuring device according to claim 1, characterized in that that the pressure chamber jacket (3) consists of a for absorbing high internal pressures, in particular those of about 100 atmospheres and more, suitable rubber sleeve is formed, which is bulged in the middle length range, and its ends outwards have aligned flanges that are attached to the pressure plates (1, 2) are tightly pressed.

3. Mountain pressure measuring device according to claim 1 and 2, characterized in that that the rubber sleeve (3) or an equivalent made of suitable plastic Cuff has a great length.

4. Mountain pressure measuring device according to claim 3, characterized in that that the cuff length is about one to two thirds of the largest cuff diameter amounts to.

5. rock pressure measuring device according to claim 2 and 3 or 4, characterized characterized in that the radius of the cuff belly is about a third to a quarter of the largest cuff diameter.

6. rock pressure measuring device according to claim 1 or one of the following, thereby indicates that the link elements (4) are made approximately perpendicular to the pressure plates (1, 2) directed chain sections are formed in which chain locks or similar means are switched on as adjusting devices (4a).

7. rock pressure measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the initial pressure (preload) in the pressure chamber (3a) the measuring device is set to a value of about 2.5 to 4 atmospheres.

8. rock pressure measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the pressure plate (1) adjacent to the extension profile (12) is provided with several lugs (9, 9 9a), which depending on the type of cross-section of the extension profile attack the inside and / or outside of the extension profile flanges and that at least two opposing approaches (9) through one of the expansion profile surrounding wire (10) are connected.

9. rock pressure measuring device according to claim 1 or one of the following, characterized in that at least one of the printing plates (1, 2) with an in the interior of the rubber body (3) engaging support ring (11) is equipped.

10. Mountain pressure measuring device according to claim 9, characterized in that that the bead-like, outwardly bent rubber body ends between the support ring (11) and the clamping ring (8) are clamped.

11. rock pressure measuring device according to claim 10, characterized in that that the radial width of the clamping ring (8) is about as large as the radial extent of the cuff belly is measured.

12. Gebirgsdruckmeß device according to claim 11, characterized in that that the outer diameter of the clamping ring (8) is about as large as the largest diameter of the cuff belly is dimensioned and that the inwardly directed end faces the clamping rings (8) of the arched shape of the cuff belly are roughly arched accordingly are.