DE1533722B2

DE1533722B2 - DEVICE FOR REMOTE CONTROL TECHNOLOGY IN MINING, IN PARTICULAR IN HYDRAULIC PITING

Info

Publication number: DE1533722B2
Application number: DE19671533722
Authority: DE
Inventors: Hans 4300 Essen Rieschel
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1967-06-01
Filing date: 1967-06-01
Publication date: 1971-12-09
Also published as: DE1533722A1; FR1565153A; US3563094A; GB1210015A

Description

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Die Erfindung betrifft ein in der Fernwirktechnik schaffene Möglichkeit, das Meßgerät beliebig minia-The invention relates to a possibility created in telecontrol technology to use the measuring device as desired minia-

im Bergbau, insbesondere am hydraulischen Gruben- turisieren zu können. Das ist im Bergbau allgemein,in mining, especially in hydraulic mining. This is general in mining,

ausbau einsetzbares Gerät zur Wandlung eines insbesondere aber bei Anwendung der Fernwirk-device that can be expanded to convert a

Flüssigkeitsdrackes in ein analoges pneumatisches technik auf den hydraulischen Grubenausbau nichtLiquid dredges in an analog pneumatic technology on the hydraulic pit lining is not

Drucksignal. 5 nur wesentlich, sondern in vielen Fällen sogarPressure signal. 5 only essentially, but in many cases even

Nach den Begriffsbestimmungen der Deutschen Voraussetzung.According to the definitions of the German requirement.

Nachrichtentechnischen Gesellschaft bedeutet Fern- Dieses Gerät zum Wandeln eines Flüssigkeitswirken die Übertragung und Verarbeitung von druckes in ein analoges pneumatisches Drucksignal systemgebundenen, also nicht willkürlich änderbaren kann ohne Beeinträchtigung seiner Möglichkeit, technischen Nachrichten von Geräten oder Maschinen io miniaturisiert zu werden, auch leicht auf bestimmte zum Menschen oder, von Steuerbefehlen in umgekehr- Meßbereiche eingestellt werden, indem gemäß einem ter Richtung oder zwischen Nachrichten und Steuer- anderen Merkmal der Erfindung die Bohrung den geraten. Im Rahmen von Fernwirkanlagen müssen lichten Innenraum eines rohrförmigen Körpers bildet, daher Einrichtungen vorhanden sein, um die Nach- der senkrecht zur Membran zum Zwecke der Einricht enthaltende Signale empfangen und weitergeben 15 stellung des Ringspaltes zwischen der Membran und zu können. Folglich handelt es sich dabei auch dem dieser zugekehrten Rohrende axial verstelldarum, das empfangene Signal in ein analoges Signal bar ist.
zu wandeln, bevor das Signal weitergegeben wird. In der praktischen Ausführung ist es außerdemTelecommunications society means remote This device for converting a fluid effect the transmission and processing of pressure in an analog pneumatic pressure signal system-bound, i.e. not arbitrarily changeable, without impairing its ability to miniaturize technical messages from devices or machines, also easily to specific ones People or, by control commands in reverse measuring ranges are set by the drilling according to a ter direction or between messages and control another feature of the invention. In the context of telecontrol systems, the clear interior of a tubular body must be formed, so facilities must be available in order to be able to receive and forward signals containing signals perpendicular to the diaphragm for the purpose of setting up the annular gap between the diaphragm and the diaphragm. Consequently, the pipe end facing this is also axially adjustable so that the received signal can be converted into an analog signal.
to convert before the signal is passed on. In practice it is also

Die Fernwirktechnik hat sich seit langem in den zweckmäßig, durch Wechsel der Membran denThe telecontrol technology has long been used in the expedient, by changing the membrane

Bergbau eingeführt (Glückauf Betriebsbücher, Bd. 8, 20 Wandlerbereich verändern zu können. Zu diesemMining introduced (Glückauf Betriebsbücher, Vol. 8, 20 converter area to be able to change. To this

Verlag Glückauf GmbH., Essen, 1962). Neuerdings Zweck besitzt das Gerät einen Gerätekörper, in demVerlag Glückauf GmbH., Essen, 1962). Recently, the device has a device body in which purpose

hat sie auch Eingang in Steuerungsprobleme des die Membran auswechselbar eingesetzt ist.it also has input into control problems as the diaphragm is used interchangeably.

hydraulischen Grubenausbaus gefunden. Das läßt sich bei einer praktischen Ausführungs-hydraulic pit lining found. This can be seen in a practical implementation

So ist bereits ein Gerät bekannt (deutsche Aus- form der Erfindung durch eine ringförmige Stützlegeschrift 1 237 041), das ein hydraulisches Signal 25 fläche in einem Teil des Gerätekörpers zur Abstütin ein analoges elektrisches Signal wandelt und im zung der Membran und einen einschraubbaren weite-Prinzip aus einem federbelasteten Doppelkolben- ren Körper zum Aufpressen der Membran auf ihre schieber besteht, der bei seiner Auslenkung durch Stützfläche erreichen.For example, a device is already known (German form of the invention by means of a ring-shaped supporting script 1 237 041), which has a hydraulic signal 25 surface in part of the device body for the support an analog electrical signal converts and in the tongue of the membrane and a screw-in width principle from a spring-loaded double piston body for pressing the membrane onto its slide exists, which reach when deflected by the support surface.

das Druckmittel elektrische Kontakte kurzschließen Der derart aus praktisch nur zwei Teilen bekann. Dieses Gerät kann jedoch nur eine begrenzte 30 stehende Gerätekörper fällt so klein aus, daß er sich Zahl von Analogsignalen, die durch die Zahl der in vorhandene hydraulische Aggregate einbauen läßt. Kontaktpaare gegeben ist, erzeugen, ist also nicht in Zu diesem Zweck besitzt eine Ausführungsform der der Lage, größere Signalbereiche kontinuierlich Erfindung Anschlüsse am Gerät zur Befestigung des analog zu wandeln. Soll das Gerät außerdem auf Gerätes an einem hydraulischen Grubenstempel und elektrischer Grundlage arbeiten, ist es hinsichtlich 35 eine Verbindung des Gerätes mit dem Druckraum seiner Anwendbarkeit auf eigensichere elektrische des Stempels.the pressure medium short-circuit electrical contacts The known from practically only two parts in this way. However, this device can only have a limited 30 standing device body is so small that it can Number of analog signals that can be built into existing hydraulic units due to the number of them. Contact pairs is given to generate, so is not in. For this purpose, has an embodiment of the capable of larger signal ranges continuously invention connections on the device for attaching the to convert analog. Should the device also be attached to a hydraulic pit ram and device work electrical basis, it is with respect to 35 a connection of the device with the pressure chamber its applicability to the stamp's intrinsically safe electrical system.

Anlagen beschränkt, die ihrerseits wegen der in ihnen Ein derart an den Stempel oder in den Stempel einanwendbaren begrenzten Ströme auch nur begrenzte gebautes Gerät gemäß der Erfindung läßt sich nicht Informationsmöglichkeiten besitzen. nur zur Fernanzeige von Informationen über denAttachments restricted, which in turn can be applied to the stamp or in the stamp because of the in them limited currents even limited built device according to the invention can not Have information opportunities. only for remote display of information about the

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für 40 Druckzustand innerhalb des Stempels verwenden, esThe invention is based on the object of using it for 40 printing conditions within the stamp

den Bergbau und insbesondere für den hydraulischen kann auch, wenn an seinen Abgang ein ManometerMining, and especially hydraulic, can also be done if a manometer is attached to its outlet

Grubenausbau geeignetes Gerät zu schaffen, das angeschlossen wird, dessen Skala nach die AuflastTo create a suitable device for mining, which is connected, the scale of which is based on the load

unter Vermeidung der angegebenen Nachteile Flüssig- wiedergebenden Einheiten eingeteilt ist, den jeweili-while avoiding the specified disadvantages liquid-reproducing units is divided, the respective

keitsdrücke in analoge pneumatische Signale umwan- gen Belastungszustand des Stempels am StempelPressure pressures in analog pneumatic signals convert the load condition of the stamp on the stamp

dein kann. 45 selbst bzw. an einem von diesem entfernten Ort an-your can. 45 itself or at a location remote from this

Die Lösung dieser Aufgabe und damit die Erzie- zeigen. Das ist von ganz erheblicher Bedeutung im lung eines wesentlichen technischen Fortschrittes ge- Hinblick auf die Möglichkeit, Uberbeanspruchungen lingt erfindungsgemäß durch eine auf einer Seite vom hydraulischer Aggregate, die im Rahmen des hydrau-Flüssigkeitsdruck beaufschlagte Membran, die mit lischen Grubenausbaus eingesetzt werden, insbesonihrer anderen Seite einen von einem konstanten Luft- 50 dere Überbeanspruchungen von hydraulischen druck beaufschlagten Druckraum nach einer Seite ab- Grubenstempeln rechtzeitig erkennen und Gegenschließt, der einen Anschluß für die Zuleitung der maßnahmen treffen zu können.
Druckluft und einen Abgang zur Abnahme des Bisher standen zu diesem Zweck keine Geräte zur Analogsignals besitzt und aus dem eine zwischen dem Verfügung, die hinreichend klein ausgebildet werden Anschluß und dem Abgang mündende, bis unter die 55 konnten, um in geeigneter Weise in den Stempel einMembran reichende, mit dieser einen Ringspalt bil- gebaut oder an den Stempel angeschlossen zu werden, dende Druckluftableitungsbohrung nach außen ge- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines führt ist. Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in derThe solution to this task and thus the teaching. This is of considerable importance in the development of an essential technical advance with regard to the possibility of overstressing according to the invention through a membrane on one side of the hydraulic units, the membrane acted upon by hydraulic fluid pressure, which are used with metallic pit lining, in particular the other Page one of a constant air pressure and overstressing of hydraulic pressure applied to one side of the pit puncture in good time and counter-closes to be able to make a connection for the supply of the measures.
Compressed air and an outlet to take off the So far there were no devices for analogue signal for this purpose and from the one between the available, which are made sufficiently small connection and the outlet opening, up to below the 55 could be a membrane in a suitable manner in the stamp Reaching, to be built with this an annular gap or to be connected to the punch, the compressed air discharge hole to the outside. Embodiment explained in more detail in the

Es ist allerdings unter anderem aus DIN 19226 Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt im bekannt, einen über eine bewegliche Scheibe ver- 60 Querschnitt, allerdings schematisch, d. h. unter Fortänderlichen Luftspalt zum Wandeln eines Druck- lassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht signals in ein mechanisches Stellsignal zu benutzen. erforderlichen Einzelheiten den grundsätzlichen Auf-Neu ist es hingegen, die Wandlung des Drucksignals bau des erfindungsgemäßen Gerätes,
unter Vermeidung von mechanischen Meßwerken Das Gerät besitzt einen Gerätekörper 1, der aus durch unmittelbare Beaufschlagung einer Seite der 65 zwei Teilen 2 und 3 besteht. Der in der Zeichnung Membran mit dem Flüssigkeitsdruck und ihrer ande- obere Teil 3 ist in den Teil 2 eingeschraubt. Der ren Seite mit dem Vergleichsdruck die Wandlung des Teil 2 besitzt eine ringförmige Stützfläche 4 zum AufSignals zu erzielen. Überraschend ist die dadurch ge- legen einer bei dem dargestellten AusführungsbeispielHowever, it is shown, among other things, from DIN 19226 drawing. The drawing shows, as is known, a cross-section that is cross-sectioned via a movable disk, albeit schematically, ie with a continuously variable air gap, for converting a pressure release of all signals into a mechanical control signal for the understanding of the invention. The necessary details, on the other hand, the basic on-new, the conversion of the pressure signal construction of the device according to the invention,
while avoiding mechanical measuring mechanisms. The device has a device body 1, which consists of two parts 2 and 3 when one side of the 65 is acted upon directly. The membrane with the liquid pressure in the drawing and its other upper part 3 is screwed into part 2. The ren side with the comparison pressure, the conversion of part 2 has an annular support surface 4 to achieve the AufSignal. Surprisingly, this is one in the illustrated embodiment

kreisförmigen Membran 5. Der eingeschraubte Teil 3 besitzt eine der Fläche 4 gegenüberliegende Fläche 6 und eine ringförmige Dichtung 7, um beim Einschrauben die Membran 5 flüssigkeitsdicht auf die Stützfläche 4 zu pressen.circular membrane 5. The screwed-in part 3 has a surface 6 opposite the surface 4 and an annular seal 7 in order to, when screwing in, the membrane 5 in a liquid-tight manner on the Pressing support surface 4.

Der eingechraubte Körper 3 besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine zentrale Bohrung 8, die mit einem Innengewinde 9 versehen ist. In die Bohrung 8 läßt sich somit ein Stutzen eindrehen, der nicht dargestellt ist, der aber eine unter Druck stehende Flüssigkeit, beispielsweise Hydrauliköl führt. Dieses Hydrauliköl beaufschlagt mithin die freie Fläche der Membran 5, die mit 5 α bezeichnet ist. Der Teil 3 weist außerdem Anschlüsse 10 bzw. 11 auf, mit denen das Gerät beispielsweise an einem hydraulischen Grubenstempel angebaut oder auch in den Stempel eingebaut werden kann. Die Bohrung 8 stellt dann die Verbindung zum Druckraum des Stempels dar.In the exemplary embodiment shown, the screwed-in body 3 has a central bore 8 which is provided with an internal thread 9. A connecting piece, which is not shown, but which carries a pressurized fluid, for example hydraulic oil, can thus be screwed into the bore 8. This hydraulic oil therefore acts on the free surface of the membrane 5, which is denoted by 5 α. The part 3 also has connections 10 and 11 with which the device can be attached to a hydraulic pit ram, for example, or can also be built into the ram. The bore 8 then represents the connection to the pressure chamber of the stamp.

Der größere Körper des Gerätes besitzt eine kreisförmige Ausnehmung 12, die einen Druckraum bildet. Eine Seite dieses Druckraumes wird von der Membran 5 abgeschlossen, die mit ihrer der Seite 5 a gegenüberliegenden Seite 5 b mit Druckluft beaufschlagt ist, die durch eine mit Innengewinde 14 versehene Bohrung 15 über einen Ringkanal 16 unter konstantem Druck in den Raum 12 eingeleitet wird. Die Bohrung 15 bildet somit einen Anschluß zur Zuleitung der Druckluft in das Gerät.The larger body of the device has a circular recess 12 which forms a pressure space. One side of this pressure chamber is closed by the diaphragm 5, the a opposite side 5b, with its side 5 is filled with compressed air, which is initiated by an internally threaded 14 bore 15 via an annular channel 16 under a constant pressure in the room 12th The bore 15 thus forms a connection for supplying the compressed air into the device.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich gegenüber dem durch die Bohrung 15 gebildeten Anschluß ein ebenfalls mit Innengewinde 18 versehener Abgang 19, an dem das Analogsignal in der nachstehend noch zu beschreibenden Weise entsteht. In the illustrated embodiment is opposite that formed by the bore 15 Connection is also provided with an internal thread 18 outlet 19, at which the analog signal in in the manner still to be described below.

Zentral in die Ringkammer 12 ragt ein der Membran 5 zugekehrtes Ende eines Rohres 20, das in eine entsprechende Bohrung bei 21 eingeschraubt und bei 22 mit einer Ringdichtung abgedichtet ist. Eine Schraube 23 dient zur axialen Verstellung des Rohres in der es aufnehmenden Bohrung und damit zur Einstellung der Größe eines Ringspaltes 24, der zwischen dem freien Ende des Rohres 20 und der Seite 5 b der Membran 5 gebildet ist. Der lichte Innenraum 24' des Rohres 20 führt aus der Kammer 12 nach außen in die Atmosphäre.An end of a tube 20 facing the membrane 5 protrudes centrally into the annular chamber 12 and is screwed into a corresponding bore at 21 and sealed at 22 with an annular seal. A screw 23 is used to axially adjust the tube in the bore receiving it and thus to adjust the size of an annular gap 24 which is formed between the free end of the tube 20 and the side 5 b of the membrane 5. The clear interior 24 'of the tube 20 leads out of the chamber 12 to the outside into the atmosphere.

Das Gerät wird mit seinem Anschluß 15 an eine Zuleitung gebracht, die konstanten Luftdruck führt. Diese Luft fließt in die Kammer 12, von dort durch den lichten Innenraum 24' des Rohres 20 und gelangt dadurch in die Atmosphäre. Wird das Gerät bei 8 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, so führt jede Druckschwankung zu einer Durchbiegung der Membran 5 und damit zu einer Veränderung des Ringspaltes 24. Dadurch wird der Abfluß der Druckluft aus der Kammer 12 mehr oder weniger stark eingeschränkt. Infolgedessen baut sich ein Luftdruck in der Kammer 12 auf, der bei 19 abgenommen werden kann.The device is brought with its connection 15 to a supply line that carries constant air pressure. This air flows into the chamber 12, from there through the clear interior 24 'of the tube 20 and arrives thereby into the atmosphere. If hydraulic fluid is applied to the device at 8, every pressure fluctuation results to a deflection of the membrane 5 and thus to a change in the annular gap 24. As a result, the outflow of the compressed air from the chamber 12 is restricted to a greater or lesser extent. As a result, an air pressure builds up in the chamber 12, which can be taken off at 19.

Der bei 19 abgenommene Luftdruck verhält sich gegenüber dem auf die Seite 5 α der Membran 5 wirkenden Flüssigkeitsdruck analog.The air pressure taken off at 19 behaves analogously to the liquid pressure acting on the side 5 α of the membrane 5.

Wie in der Zeichnung schematisch angedeutet ist, wird dieser analoge Luftdruck über eine Leitung 30 an ein Manometer 31 weitergegeben. Für den Zeiger 32 des Manometers ist bei Anwendung des beschriebenen Gerätes, z. B. auf einen Grubenstempel eine Skala vorgesehen, die in Einheiten geeicht ist, welche die Auflast des Stempels wiedergeben. Infolgedessen kann die Auflast des Stempels am Stempel unmittelbar oder an einer zentralen Stelle abgelesen werden. Wie ersichtlich, läßt sich das dargestellte und vorstehend im einzelnen beschriebene Gerät miniaturisieren, d. h. auf nahezu beliebig kleine Abmessungen bringen. Es kann daher ohne weiteres in einen Grubenstempel, beispielsweise in dessen Kopfplatte eingebaut werden. Dieses Gerät läßt sich aber nicht nur auf den besonderen Fall der Messung der Auflast des Grubenstempels anwenden, sondern auch auf beliebige Steuerketten und Regelkreise, um Flüssigkeitsdrücke in analoge Luftdrucksignale umzuwandeln. As indicated schematically in the drawing, this analog air pressure is supplied via a line 30 passed on to a manometer 31. For the pointer 32 of the manometer is when using the described Device, e.g. B. on a pit punch provided a scale that is calibrated in units, which reflect the load of the stamp. As a result, the load of the stamp on the stamp can be immediate or read off at a central point. As can be seen, the illustrated and above miniaturize the device described in detail, d. H. to almost any small dimensions bring. It can therefore easily be inserted into a pit punch, for example in its head plate to be built in. This device can not only be used in the special case of measuring the load of the pit punch, but also to any control chains and control loops for fluid pressures to convert into analog air pressure signals.

Wenn im übrigen in der vorstehenden Beschreibung von Luftdruck gesprochen wird, so deshalb, weil hydropneumatische Steuerketten und Regelkreise die größten Vorteile bei Anwendung des Gerätes im Bergbau, insbesondere im hydraulischen Grubenausbau bieten. Selbstverständlich kann aber statt Luftdruck ein unter Druck stehendes beliebiges Gas als Wandlersignal verwendet werden.If, by the way, air pressure is mentioned in the above description, it is therefore, because hydropneumatic control chains and control loops have the greatest advantages when using the device in Offer mining, especially in hydraulic pit support. Of course, it can take place Air pressure any pressurized gas can be used as the transducer signal.

Ein wesentlicher weiterer Fortschritt des Gerätes ist seine Eigenschaft, das Wandlersignal völlig hysteresefrei zu erzeugen.Another major advance of the device is its ability to fully convert the transducer signal to generate hysteresis-free.

Claims

Patent claims:

1. In the telecontrol in mining, in particular on the hydraulic mine roof applicable device for converting a fluid pressure into an analog pneumatic pressure signal, characterized by an on one side (5 a) from the liquid pressurized diaphragm (5), the other with their side one of a pressure chamber (12) under constant air pressure closes off on one side, which has a connection (15) for the supply of compressed air and an outlet (19) for receiving the analog signal, and from which one between the connection (15) and the outlet (19) opening to below the membrane (5), with this an annular gap (24) forming compressed air discharge hole (24 ') is led to the outside.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bore is the clear interior

(24) of a tubular body (20) which is perpendicular to the membrane (5) for the employment of the Annular gap (24 ') between the membrane and the pipe end facing this is axially adjustable. 3. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by a Device body (1) in which the membrane can be replaced.

4. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized by a

annular support surface (4) in a part (2) of the device body (1) for supporting the membrane (5) and a screw-in, further body (3) for pressing the membrane onto its support area.

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by connections (10,11) on the device for fastening the device to a hydraulic pit ram and the connection of the device with the pressure chamber of the stamp.

6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by

NEN installation in particular in the head plate of a punch.

7. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized by a Manometer (31) connected to the outlet (19) of the device, its scale according to the load of the stamp reproducing units is divided.

1 sheet of drawings