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"Einrichtung zum Messen der Zugkräfte in Ketten, insbesondere von
Bergbaumaschinen" Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen der Zugkraft
in Ketten, insbesondere von Bergbaumaschinen, mit Hilfe eines die Zugkraft bestimmenden
Gebers und eines an diesen anschließbaren Meßgerätes.
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Im Untertagebergbau sind sehr große Kettenlängen laufend eingesetzt;
bei der Mehrzahl dieaer Ketten handelt; es sich um Rundstahlgliederketten. Diese
werden außer zum Ziehen von Gewinnungsmaßchinen.hauptsächlich in den Pördermitteln
eingesetzt. Die größte Bedeutung haben sie in den Strebförderern, die zum überwiegenden
leil mit sogenannten Doppelkettenbändern arbeiten, in denen zwei Ketten durch Mitnehmer
miteinander verbunden sind, die in regelmäßigen Abständen eingebaut werden.
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Neueste Untersuchungen haben gezeigt, daß der Kettenverschleiß in
dletzrtigen Förderer im wesentlichen von der Kettenvorspannung
abhängt.
Das beruht darauf, daß die Kettenvorspannung die Größe der Amplituden der Kettenschwingungen
bestimmt, die durch die dynamische Beanspruchung der Kette entstehen. Die Bebensdauer
der Kette hängt entscheidend von dieser sich periodisch ändernden Kettenbelastung
ab. Daraus ergibt sich die Forderung, die Kettenvorspannung mit hoher Genauigkeit
einzustellen. Voraussetzung ist eine entsprechende Kräftemessung der dabei auftretenden
Zugkraft in der Kette.
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Einrichtungen, die das Messen der Zugkraft in Ketten ermöglichen,
sind allerdings vielfach bekannt.
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Besonders für den Bergbau gedacht ist eine Einrichtung zum Messen
der in Laschenketten herrschenden Druck- und Zugspannungen, weil Laschenketten früher
in erheblichem Umfang in den sogenannten Stahlgliederbändern eingesetzt waren. Allerdings
handelt es sich hier um verhältnismäßig große Kettenglieder. Daher konnte der Geber
in eine zu diesem Zweck zweiteilig ausgebildete Lasche eingebaut werden. Bei der
vorbekannten Vorrichtung handelt es sich im übrigen darum, eine mechanische Meßgröße
in ein hydraulisches Signal umzuwandeln, das von einem Manometer angezeigt wird.
Ersichtlich kann eine solche Einrichtung nicht in Rundstahlgliederketten verwendet
werden, u.a. weil sie sich dazu nicht genügend verkleinern läßt.
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Für Ketten mit kleinen Gliedern und insbesondere Rundstahlgliedern
sind bisher nur mechanische Meßeinrichtungen verwendbar.
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So ist es u.a. bekannt, solche Meßeinrichtungen in die Mitnehmer von
Kettenbändern einzuhängen. Einerseits haben diese Einrichtungen den bahnteil, daß
sie nicht in der gespannten Kette verbleiben können, andererseits können bei Kettenbändern
nur die insgesamt herrschenden Zugkräfte gemessen werden. Bas Ausbauen der Meßeinrichtung
nach Einstellung der Zugkraft führt zu einer unerwwnschten Veränderung der eingestellten
Zugkraft, die
Messung der Gesamtkettenvorspannung ist weitgehend
nutzlos, weil es nach den neueren Untersuchungen auf die Kraftunterschiede in den
einzelnen Ketten ankommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung zu schaffen,
die es ermöglicht, in Rundstahlgliederketten bzw.
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Ketten mit Gliedern von ähnlicher Größe und vergleichbarer Beschaffenheit
die herrschende Zugkraft messen zu können, wobei der'Geber in der Kette verbleiben
kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Geber von
zu einer elektrischen Brücke geschalteten Dehnungsmeßstreifen gebildet wird, die
zusammen mit zu einem Stecker führenden Verbindungsleitungen in einer oder mehreren
Vertiefungen eines Kettengliedes untergebracht und nach außen abgedeckt sind, und
daß das Meßgerät außer einer Meßwertanzeige eine Stromquelle aufweist, die über
den Stecker an die Brücke angeschlossen ist.
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Mit einer solchen Einrichtung ist es möglich, die Vorspannkraft in
einer einzelnen Kette zu einer beliebigen Zeit zu messen ohne daß größere Betriebsstillstände
dafür Voraussetzung sind-.
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Es bedarf lediglich des Anschlusses des Meßgerätes über einen Aufsteckkopf,
der dem Stecker entspricht.
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Insbesondere ist es zweckmäßig, für den Geber ein an sich bekanntes
Kettenglied mit Mittelsteg zu verwenden, falls entsprechend dem überwiegenden Anwendungsgebiet
der Erfindung die Zugkraft in einer Rundstahlgliederkette gemessen werden soll.
In diesem Fall ist der Steg quer zur Kettenrichtung verlaufend mit den Vertiefungen
für die Meßbrücke versehen9 wobei der Stecker an der Flanke des Kettengliedes am
Ende einer Vertiefung angeordnet ist.
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Im Steg des Kettengliedes können zwei Vertiefungen angebracht sein,
die auf gegenüberliegenden Seiten des Steges und parallel zueinander liegen, wobei
die Dehnungsmeßstreifen paarweise den Vertiefungen zugeordnet und rechtwinklig zueinander
angeordnet sind.
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Das Abdecken der elittrischen Einrichtung, die den Geber bildet, kann
durch Vergießen der Vertiefungen erfolgen. Dafür eignen sich verschiedene Kunststoffe.
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Das eigentliche Meßgerät fällt so klein aus, daß es ohne weiteres
von einer Person mitgeführt werden kann. Zweckmäßig ist es, in das Meßgerät eine
Spannungs stabilisierung und einen Meßverstärker einzubauen. Dann ist es möglich,
das Meßgerät eigensicher auszuführen. Es kann dann bei verhältnismäßig leichter
Bauart in explosionsgefährdeten Betrieben verwendet werden.
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In den Figuren der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wiedergegeben; es zeigen Fig. 1 in Draufsicht einen Abschnitt einer Rundstahlgliederkette
mit atem eingebauten Geber, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig.
1 bei um 180° gewendeter Kette, Fig. 3 in zwei Ansichten das Meßgerät und Fig. 4
einen Schaltplan für die Neßwertanzeige und eine Spannungsprüfung der Stromquelle.
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Nach den Figuren 1 und 2 ist zwischen zwei normale Rundstahlglieder
1, 2 einer aus solchen Gliedern bestehenden Kette ein
Kettenglied
3 eingeschaltet,-dessen Ebene quer zur Ebene der Glieder 1 und 2 verläuft. Das Kettenglied
3 besitzt einen Mittelsteg 4. Quer zur Kettenlängsrichtung verlaufen im Steg zwei
Vertiefungen 5 und 6.
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Ein Vergleich der figuren 1 und 2 ergibt, daß die beiden Vertiefungen
auf den gegenffberliegenden Seiten 7, 8 des Steges 4 angebracht sind und parallel
zueinander verlaufen.
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Jede Vertiefung weist Dehnungsmeßstreifen 9, 10 bzw. 11, 12 auf.
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Diese Dehnungsmeßstreifen sind in bekannter Weite zu einer elektrischen
Rollbrücke zusammengeschaltet. Verbindungsleitungen 13 führen von den Endpunkten
der Meßbrücke zu einem Stecker 14.
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Die in den Vertiefungen 5 und 6 angeordneten und vorstehend beschriebenen
elektrischen Elemente sind nach außen durch eine Vergußmasse 15 abgedeckt, so daß
sie bei laufender Kette nicht beschädigt werden können. Der ganze Geber kann auf
diese Weise in der Kette verbleiben.
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Das Meßgerät 16 besitzt ein Anschlußkabel 17 und einen Aufeteckkopf
18, der auf den Stecker 14 paßt. Da der- Stecker bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
an der Flanke 20 des Kettengliedes 3 liegt, kann der Aufsteckkopf 18 sehr einfach
bedarfsweise angeschlossen werden.
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Das Kabel ist bei 21 in einen Schaft 22 des Meßgerätes eingeführt,
der die nicht eichtbaren, Batterien enthält, welche die Stromquelle für die Meßanordnung
bilden. Das Meßgerät weist ferner einen oberen Teil 23 auf, der außer einer Skala
24 für einen Zeiger zwei SChalter,25, 26 aufweitet. Der.Schalter 25 kann aus einer
Nittellage in eine erste Schaltstellung verbracht werden, in der die Spannung der
Stromquellen geprüft und
auf der Skala bei 24 angezeigt wird. Er
läßt sich in eine weitere Schaltstellung verbringen, in der die Brücke gemessen
und der Meßwert auf der Skala 24 angezeigt wird.
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Der Schalter 26 dient zum Ein- und Ausschalten des Gerätes.
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In Fig. 4 bezeichnen S1 und S4 die AnschlußkQntakte für die Speisespannung,
während die mit S2 und S3 bezeichneten Kontakte die Meßspannung wiedergeben.
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Bei einer praktischen Ausführungsform des Gerätes können die Widerstände
wie folgt bemessen sein: R1 = 10 fl R2 = 150 n R3 = 120 kl Die Spannung der Stromquelle
kann liegen bei UB = 7,5 - 10 V Die Betriebsspannung liegt bei der gegebenen Einrichtung
bei 13 = 50 - 70 mA Der Kurzschlußstrom liegt bei 1K < 1 A Zur Vermeidung von
Meßwertfehlern und zur Erzielung eines grösseren Meßwertauflösevermögens können
in das in Fig. 3 wiedergegebene Gehäuse eine Spannungsstabilisierung und ein Neßverstärker
eingebaut
werden, wobei die Spannungsstabilisierung gleichzeitig als Schutzeinrichtung anzusehen
ist, die den Betrieb der Meßvorrichtung in Grubengas- oder explosionsgefährdeten
Räumen in der Schutzart Sch (i) bzw. Ex (i) ermöglicht.
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Patentansprüche