DE2058208B

DE2058208B - Thrust piston gears, especially for mining, e.g. pushing or walking cylinders, pit punches or the like

Info

Publication number: DE2058208B
Authority: DE
Inventors: Hans Peter 4300 Essen Fnllendorf Somolyai Josef 4300 Essen Kray Dordelmann
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH

Description

elektrisch, optisch oder akustisch wiedergegeben ^jd. Zwar wird die Stellung des Schiebers magnetisch gemessen, es ist jedoch nur die Wiedergabe von zwei Stellungen möglich. Daher kann die vorbekannte Vorrichtung nicht zur digitalen Stellungsanzeige verwendet werden.reproduced electrically, optically or acoustically ^ jd. Although the position of the slide is measured magnetically, it is only a reproduction of two positions possible. Therefore, the previously known device cannot be used for digital position display.

Die Erfinduiig hat sich die Aufgabe gestellt, einen magnetisch-pneumatischen Geber zu schaffen, der deshalb in explosionsgefährdeten Betrieben ohne besonderen Schutz eingesetzt werden kann und der außerdem wegen seiner Eigenschaft, sich selbst zu reinigen, insbesondere für den Bergbau geeignet istThe invention has set itself the task of creating a To create magnetic-pneumatic encoder, which can therefore be used in hazardous areas without special protection and the in addition, because of its self-cleaning property, it is particularly suitable for mining

Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß der Geber einen Schalter aufweist, der von 2wei ortsfesten Düseneinheiten, aus denen Luftstrahl en austreten, von zwei beweglichen Farmen zur Unterbrechung der Luftstrahlen sowie von zwei Masneten zum Auslenken der Fahnen gebildet wird, daß zur Betätigung des Schalters auf dt* Kolbenstanae in Abständen angeordnete ferromagnetische Abschnitte vorgesehen sind und daß zur Verarbeitung der von der Unterbrechung der beiden Luftstrahlen gebildeten Signalfolge eine logische Schaltun2 vorgesehen ist. die Vorwärts- und RückwärtssjorTale abgibt, deren Anzahl in digitalen Einheiten die Stellung des Schubkolbens wiedergibt. According to the invention, the solution to this problem is that the transmitter has a switch, which is formed by two stationary nozzle units from which air jets emerge, two movable farms to interrupt the air jets and two Masneten for deflecting the flags that is used to operate the Switch on dt * piston rods spaced ferromagnetic sections are provided and that a logic circuit is provided for processing the signal sequence formed by the interruption of the two air jets. emits the forward and backward scoreboards, the number of which reflects the position of the thrust piston in digital units.

Ai'f Grund des magnetisch-pneumatischen Prinzips, das dem Geber zugrunde liegt, wird es möglich unabhängig von der Anzahl der Informationen über die Stellung de? Schubkolbens im Zylinder explosionssicher zu arbeiten, wobei eine Selbstreinigung der Meßanordnung durch die Luftstrahlen erzielt wird. Insbesondere im Bergbau steht Preßluft nahezu überall zur Verfügung. Die Bereitstellung einer Energiequelle macht aber auch sonst keine Schwierigkeiten, weil dei Luftverbrauch gering ist. Die Benutzung einer logischen Schaltung im Rahmen der Erfindung kann sich der bereits in Steuerungsanlagen, welche pneumatische Logiksysteme verwendet, vorhandenen Bauteile bedienen. Für erfindungsgemäße Schubkolbengetriebe vereinfacht sich daher die Lagerhaltung erheblich. Die Möglichkeit der Dejustierung ist sehr oerinsi, so daß eine große Betriebssicherheit erreicht vvird.Diese entsprich der bei pneumatischen Logiksystemen bereits erreichten BetriebssicherheitAi'f reason of the magnetic-pneumatic principle, that the donor is based on, it becomes possible regardless of the amount of information about the position de? Thrust piston in the cylinder to work explosion-proof, with a self-cleaning the measuring arrangement is achieved by the air jets. In the mining industry in particular, there is almost no compressed air available everywhere. The provision of an energy source does not cause any other difficulties, because the air consumption is low. The use of a logic circuit within the scope of the invention can already exist in control systems that use pneumatic logic systems Operate components. Storage is therefore simplified for push piston gears according to the invention considerable. The possibility of misalignment is very difficult, so that a high level of operational reliability is achieved vvird. This corresponds to that of pneumatic logic systems operational safety already achieved

Es is! insbesondere zweckmäßig, den Schalter mit einem ablenkbaren Waagebalken zu versehen, der auf je einem seiner beiden Arme mit je einem Masnelen bestückt ist, wobei jeweils eine der Fahnen zur Unterbrechung der aus den Düsen austretenden Luftstrahlen an dem Ende jeweils eines der Arme des Waagebalkens angeordnet wird. Dadurch entstehen Druckimniilse.It is! particularly useful to provide the switch with a deflectable balance beam, the on each of his two arms with one masnel each is equipped, with one of the flags to interrupt the emerging from the nozzles Air jets at the end of each of the arms of the Balance beam is arranged. This creates pressure seals.

Der Waagebalken wird zweckmäßig von einem Federelement in Normalstellung derart gehalten, daß die Fahnen nicht in die aus den Düsen austretenden Luftstrahlen hineinragen.The balance beam is expediently held in the normal position by a spring element in such a way that the flags do not protrude into the air jets emerging from the nozzles.

Insbesondere sind auf der Schubkolbenstange abwechselnd ferromagnetische und austenitischc Längenabschnitte angeordnet. Sie ergeben einen Maßstab, der relativ zu dem von den Waagebalken gebildeten magnetisch-pneumatische.i Schalter verschoben wird. Dabei bewirkt einer der beiden am Waagebalken angebrachten Magneten eine Auslenkung des Waagebalkens in Richtung des ferroma°netischen Längenabschnittes. Dieser bleibt in dieser Lage so lange stehen, bis das Ende des ferromagnetischen T.flnecnabschnittes die Mitte zwischen beiden Magneten überschritten hat, wodurch der Waagebalken in seine andere Grenzlage kippt In particular, alternating ferromagnetic and austenitic length sections are arranged on the push piston rod. They result in a scale that is shifted relative to the magnetic-pneumatic switch formed by the balance beam. One of the two magnets attached to the balance beam causes the balance beam to be deflected in the direction of the ferromagnetic length segment. This remains in this position until the end of the ferromagnetic contact section has passed the middle between the two magnets , whereby the balance beam tilts into its other limit position

Dieses Kippen und das vorher vorhandene pneumatische Signal ergeben an einem der beiden Ausgänge der logischen Schaltung ein pneumatisches Si gnal, das die Vollendung des Digitalschrittes und seine Richtung angibtThis tilting and the previously existing pneumatic signal result in a pneumatic Si at one of the two outputs of the logic circuit gnal indicating the completion of the digital step and its direction

Die Verwirklichung des beschriebenen Meßstabes macht auch kerne praktischen Schwierigkeiten, weil ίο die ferromagnetischen und die austenitischen Längenabschnitte durch entsprechende Rohre verwirklicht werden können, welche auf einer Stahlstange bzw. die Kolbenstange des Schubkolbengetriebes aufgezogen werden.The realization of the measuring stick described also makes no practical difficulties because ίο the ferromagnetic and the austenitic length sections can be realized by appropriate tubes, which on a steel rod or the piston rod of the reciprocating piston gear can be pulled up.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe eig net sich iedoch ferner ein Geber, der einen Schalter aufweist, der von zwei ortsfesten Düseneinheiten, aus denen Luftstrahlen austreten, νυΐ zwei beweglichen Fahnen zur Unterbrechung der Luftstrahlen sowie von zwei ferromagnetischen Abschnitten zum Auslenken der Fahnen gebildet wird, wobei zur Betätigung ies Schalters in die Kolbenstange in Abständen Magnete eingeschraubt sind und zur Verarbeitung der von der Unterbrechung gebildeten Signalfolge eine logische Schaltung vorgesehen ist, die Vorwärts- und Rückwäxlssignale abgibt, deren Anzahl in digitalen Einheiten die Stellung des Schubkolbens wiedergibt. To solve the problem according to the invention, a transmitter is also suitable which has a switch which is formed by two stationary nozzle units from which air jets emerge, two movable flags for interrupting the air jets and two ferromagnetic sections for deflecting the flags, with To operate this switch, magnets are screwed into the piston rod at intervals and a logic circuit is provided for processing the signal sequence formed by the interruption, which outputs forward and reverse signals, the number of which reflects the position of the thrust piston in digital units.

Insoweit hat die Erfindung den Vorteil, daß sie eine Miniaturisierung des vom Waagebalken gebildeten magnetisch-pneumatischen Schalters ermöglicht, wodurch die Größe der Digitaleneinheit ebenfalls sehr stark verkleinert wird.In this respect, the invention has the advantage that it miniaturization of the balance beam formed magnetic-pneumatic switch allows, increasing the size of the digital unit as well is reduced very much.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch wiedergegeben: es zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically: it shows

F i g. 1 den Geber und die zu seiner magnetischen Betätigung erforderlichen Teile undF i g. 1 the encoder and the parts required for its magnetic actuation and

F i g. 2 eine Schaltung in einer logischen Einheit, die der Anordnung nach F i g. 1 nachgeschaltet ist. Ein magnetisch-pneumatischer Schalter besteht nach F i g. 1 aus einem Waagebalken 1, dessen Lager mit 2 und 3 bezeichnet sind. Beiderseits der Lager 2 und 3 trägt der Balken 1 Magnete 4 bzw. 5. Die beiden En'-!en 6 bzw. 7 des Balkens weisen je eine Fahne 8 bzw. 9 auf, welche zur Beeinflussung von Luftstrahlen dienen. Zur Erzeugung dieser Luftstrahlen dienen Düseneinheiten 10 bzw. 11, die identisch ausgebildet sind. Jede Düseneinheit hat eine Bohrung 12 und eine weitere Bohrung 13, die mit Preßluft beso a..fschlagt sind. Sie hat einen inneren, hufeisenförmigen Teil, so daß eine Aussparung 15 entsteht, an deren Schenkeln 16 bzw. 17 der Kanal 13 unterbrochenF i g. 2 shows a circuit in a logic unit which, according to the arrangement according to FIG. 1 is connected downstream. According to FIG. 1, there is a magnetic-pneumatic switch. 1 from a balance beam 1, the bearing of which with 2 and 3 are designated. On both sides of the bearings 2 and 3, the bar 1 carries magnets 4 and 5, respectively. The two En '-! En 6 and 7 of the bar each have one Flag 8 and 9, which are used to influence air jets. To generate these air jets serve nozzle units 10 and 11, which are designed identically. Each nozzle unit has a bore 12 and another hole 13, which are beso a..fschlagt with compressed air. It has an inner, horseshoe-shaped one Part, so that a recess 15 is formed, at the legs 16 and 17 of the channel 13 is interrupted

ist.is.

Die Anordnung ist so getroffen, daß stets nur eineThe arrangement is made so that only one

der Fahnen 8 bzw. 9 in den Luftstrahl einer dei Düsen 10 bzw. 11 eintreten und dadurch den Luftstrahl stören können.the flags 8 and 9 in the air jet of one of the nozzles 10 or 11 enter and thereby disturb the air jet.

Über dem Waagebalken 11 ist schematisch ein Absch litt der Kolbenstange 20 des im übrigen nichtAbove the balance beam 11 is a section of the piston rod 20 of the rest of the not suffered schematically

näher dargestellten, von einem druckmittelbetätigten Schubkolbengetriebes wiedergegeben. Die Kolbenstange hat mehrere Rohrabschnitte 21 bzw. 22, welche miteinander abwechseln. Die Rohrabschnitte 21 bestehen aus austenitischem, die Rohrabschnitte 22 aus ferromagnetischem Stahl.shown in more detail, reproduced by a pressure-medium-operated push piston gear. The piston rod has several pipe sections 21 and 22, which alternate with one another. The pipe sections 21 consist of austenitic steel, the pipe sections 22 of ferromagnetic steel.

Ein Fedorelement 23 hält den Waagebalken in einer Stellung fest, in der keine der beiden Fahnen bzw. 9 den Luftstrom einer Düseneinheit 10 bzw. Il A Fedorelement 23 holds the balance beam in a position in which neither of the two flags or 9 the air flow of a nozzle unit 10 or II

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stören kann, solange der austenitische Teil des Maß- zögerte Signal s 2 kann den logischen Zustand descan interfere as long as the austenitic part of the delayed signal s 2 can change the logic state of the

Stabes oberhalb des Waagebalkens steht, was in Speicherausganges SPl nicht ändern, weil Vl »0'<The bar is above the balance bar, which cannot be changed in memory output SP1 because Vl »0 '<

F i g. 1 wiedergegeben ist. zeigt.F i g. 1 is reproduced. indicates.

Bei Bswegungen des Schubkolbens bewegt sich Beim Überschreiten des digitalen Schrittes kippt der aus den Abschnitten 21 und 22 gebildete Maß- 5 der Magnetbalken plötzlich in seine entgegengesetzte stab relativ zu dem magnetisch-pneumatischen Schal- Grenzlage. Dadurch nimmt ν 1 den Zustand »0« und ter, der am Zylinder angebracht ist. Dann bewirkt ν 2 den Zustand »1« an. Da ί 2 verzögert abgeschaleincr der beiden am Waagebalken 1 angebrachten tet wird, nimmt nun der Speicherausgang ν den ZuMagneten 4 bzw. 5 eine Auslenkung des Waagebai- stand »1« an. Das bedeutet, daß der Magnetschalter kens in Richtung auf den betreffenden ferromagneti- io gegenüber dem auf der Kolbenstange augebildeten sehen Abschnitt 22. Dieser Magnet bleibt in seiner Maßstab um einen Schritt in Vorwärtsrichtung be-Lage so lange, bis das ferromagnetische Rohr 22 mit wegt worden ist. Da ν 1 »0« ist, bleibt r ebeneinem anderen Ende die Mitte zwischen den beiden falls »0«.When the thrust piston moves, it moves. When the digital step is exceeded, the dimension 5 of the magnetic bar formed from sections 21 and 22 suddenly tilts into its opposite rod relative to the magnetic-pneumatic switching limit position. As a result, ν 1 takes the state "0" and ter, which is attached to the cylinder. Then ν 2 causes the state " 1". Since ί 2 is delayed disconnection of the two attached to the balance beam 1, the memory output ν of the ZuMagneten 4 or 5 now assumes a deflection of the balance level "1". This means that the magnetic switch kens in the direction of the relevant ferromagnetic io opposite the section 22 formed on the piston rod. This magnet remains in its scale by one step in the forward direction until the ferromagnetic tube 22 has been moved with it is. Since ν 1 is "0", r remains at the other end the middle between the two if "0".

Magneten 4 bzw. 5 überschritten hat, wodurch der Das Ausgangssignal ν wird zu »0«, sobald der Ma-Magnet 4 or 5 has exceeded, whereby the output signal ν becomes »0« as soon as the magnet

Waagebalken in seine andere Grenzlage kippt. 15 gnetbalken in die Mittelstellung zurückkippt. Das istBalance beam tilts into its other limit position. 15 gnetbar tilts back to the middle position. That is

Bei der in F i g. 2 wiedergegebenen logischen der Fall, wenn sich die Kolbenstange weiter in VorSchaltung schließen sich an die mit dl und d2 be- wärtsrichtung bewegt. Dieser Zustand tritt aber auch zeichneten beiden Düsen zwei Verstärker Vl und ein, wenn sich die Kolbenstange in Rückwärtsrich- V 2 an. Au die Verstärker aus ν 1 und ν 2 sind zwei tung bewegt, weil auch in diesem Fall der Magnet-Verzögerungsglieder T1 und T 2 angeschlossen. Die ao balken seine vorherige Stellung wieder einnimmt.
Ausgänge der Verzögerungsglieder und die Ver- Im letztgenannten Fall wird das Ausgangssignair Stärkerausgänge ν 1 und ν 2 bilden den Eingang von zu»l«, davl»l« zeigt, das Signal si jedoch wieder zwei löschdominierenden Speichern SP1, SP 2. Verzögert zu »0« wird. Infolgedessen wird die Rück-In the case of the FIG. 2 reproduced logical the case when the piston rod continues to close in the upstream connection with dl and d2 moves in the forward direction. This condition occurs but also recorded two nozzles, two amplifiers and a Vl, when the piston rod in Rückwärtsrich- V 2 at. The amplifiers from ν 1 and ν 2 are moved in two directions, because in this case too the magnet delay elements T1 and T 2 are connected. The ao bar resumes its previous position.
Outputs of the delay elements and the comparison In the latter case, the Ausgangssignair amplifier outputs ν 1 and ν 2 form the input of to "l", Davl shows "L", the signal si, however, again two löschdominierenden storing SP 1, SP 2 is delayed to Becomes "0". As a result, the return

In der Mittelstellung des Magnetbalkens zeigen wärtsbewegung angezeigt.In the middle position of the magnetic bar, upward movement is indicated.

die beiden Ausgänge an den Verstärkern, die mit ν 1 as Eine Zweite Atisführungsform der Erfindung istthe two outputs at the amplifiers, which with ν 1 as is a second embodiment of the invention

und V 2 bezeichnet sind, den logischen Zustand »0«. nicht wiedergegeben. Bei dieser Ausführungsformand V 2 are designated, the logic state "0". not reproduced. In this embodiment

An den Ausgängen ν und r der in F i g. 2 wiedergege- verwendet man an Stelle der ferromagnetischenAt the outputs ν and r of the in FIG. 2 is used instead of the ferromagnetic

benen logischen Schaltung wird dadurch ebenfalls Rohre 22 Magnete, welche radial in die Kolben-In the same logic circuit, tubes 22 magnets, which radially into the piston

»0« erzwungen. stange 20 eingeschraubt sind. Der Waagebalken 1 be-"0" forced. rod 20 are screwed in. The balance beam 1 is

Kippt der Magnetbalken in eine Grenzlage, wie sie 30 steht dann aus ferromagnetischem Material und istIf the magnetic bar tilts into a limit position, as it is then made of ferromagnetic material and is

oben erläutert wurde, so wird einer der Verstärker- drehbar. Ef läßt sich miniaturisieren, wodurch diewas explained above, one of the amplifiers will be rotatable. Ef can be miniaturized, whereby the

Ausgänge, z. B. der Verstärkeraüsgadg ν 1 zu einer Größe der digitälefl Einheit stark verkleinert werden jOutputs, e.g. B. the amplifier output ν 1 can be greatly reduced to a size of the digital unit j

logischen »1«. Das um die Zeit 11 (vgl. F i %. 3) ver- kann. jlogical "1". That can be done around time 1 1 (cf. F i %. 3). j

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

27 5727 57

Claims

ι 2 is !, that for actuating the switch in the claims: piston rod (20) are screwed in at intervals magnets and that for processing of

1. Schubkolbengetriebe, insbesondere für den der Unterbrechung gebildeten Signalfolge eine lo-Bergbau, z.B. Rück- oder Schreitzylinder, Gru- 5 gische Schaltung vorgesehen ist, die Vorwärtsbenstem-el od. dgl., das von einem Zylinder und und Rückwärtssignale abgibt, deren Anzahl in dieinem in diesem unter dem Einfluß eines Druck- gitalen Einheiten die Stellung des Schubkolbens mittels verschiebbaren Kclben und einer Kolben- wiedergibt1. Thrust piston gear, in particular for the signal sequence formed by the interruption, a lo-mining, e.g. reverse or step cylinder, Gru- 5 gical circuit is provided, the Vorwärtsbenstem-el od in this, under the influence of a pressure digital unit, the position of the thrust piston by means of sliding pins and a piston

stange gebildet wird und bei dem ein magnetisch rod is formed and in which a magnetic

actuated encoder is provided, the one the position
development of the piston in the cylinder emits signal sequence, characterized in that the invention relates to a thrust piston gear, net that the transmitter (1) has a switch, in particular for mining, e.g. reverse or that of two stationary nozzle units (10, U), Cylinders, pit punches or the like, from which air jets emerge, from two pistons and air jets that can be displaced under the one-way flag (8, 9) to interrupt the flow of a pressure medium, as well as from two magnets (4 , 5) is formed to a piston rod and in which a deflection of the ^ 'dhnen is formed, that a magnetically operated transmitter is provided, which shows the position of the piston in the cylinder when the switch on the piston rod (20) is actuated Spaced ferromagnetic output 20 emits signal sequence.

cuts (22) are provided and that the determination of the respective position of the thrust

processing of the interruption of the two pistons in the cylinder of a reciprocating piston

Air jets formed a logical signal sequence enables the determination of distances because they

The forward and the distance between the abutments of the cylinder and the circuit is provided

Outputs reverse signals, the number of which is shown in digital 25 push rod. Such a distance

len units enable the position of the thrust piston to be measured with hydraulic

reproduces. Expansion of statements about the convolution of the hanging

2. Thrust piston transmission according to claim 1, the and the horizontal. In the case of the stepping or reverse cylinder, the switch indicates the distance measurement, which points to the deflectable balance beam (1), the length traversed on the thrust piston gear, one of its two arms each with one measure, which in turn has one in controls usable gneten (4,5) is equipped, and d; 1 each represents a size.

The flags (8, 9) to interrupt the air jets emerging from the It is already known to electromagnetically measure the position of the thrust nozzle (10, 11) on the ben in the cylinder. The end of each of the arms of the balance arm 35 magnets required for this are then used for actuation. a potentiometer by inserting s'<* either a

3. Push piston gear according to the claims move the runner, the tap of the potentiome-1 and 2, characterized in that the waater determines or actuates the switch, which bar is displayed (1) Installed by a spring element (23) in normal partial lengths of a resistance wire painting is held so that the flags 40 are. The electromagnetic transducers of this type (8,9) do not force you out of the nozzles (10, 11) in potentially explosive companies tend air jets protrude. relatively expensive protection, since they are in the

4. Push-piston gears according to the claims rule cannot be designed to be intrinsically safe, chen 1 to 3, characterized in that the As an obstacle has also the shock-pressure piston rod (20) it has been shown that the electromagnetic sensors are alternately sensitive to ferrules, magnetic (22) and austenitic (21) lengths- They can cause dejusuations to those has sections. Avoid special measures to be taken

5. Thrust piston gear according to claims. These measures usually set a Chen 1 to 4, characterized in that the change in the piston transmission ahead. Extra-ferromagnetic frills (22) and the austenitic 50 dem it is usually! not possible that are already in (21) Length sections of components used on a steel rod, control and regulation systems in particular on the push piston rod (20) to be used as an electromagnetic transmitter. Instead of the raised There are pipe sections, special designs must be made

6. Thrust piston gear, especially for those who cause increased costs.

Mining, e.g. B. Rück- or Schrei'-cylinder, Gru- 55 It is also operated with a pressure medium

benstempel od. The like., The υηι.Ί digital adjustment device for setting e> Nes Ma-

one in this known under the influence of a printing machine element in a working position, the

by means of displaceable pistons and a piston operated by a push piston gear. In one

rod is formed and in which a magnetic cylinder are several pistons in this device

actuated encoder is provided, which contain the digit 6c. In the cylinder, each piston is around one

development of the piston in the cylinder reproducing Si given amount displaceable. This is the

emits signal sequence, characterized in that adjustment by the displacement paths of the individual

the transmitter (1) has a switch which is defined by the piston body. The position of the pistons

two stationary nozzle units (10, 11) from de- but not from magnetically operated sensors

nen air jets emerge, measured by two movable 65.

Flags (8,9) to interrupt the air jet. In addition, a hydraulic display device is

len as well as of two ferromagnetic sections, which are used in control devices

th (4,5) for deflecting the flags is formed and a slide is used whose position