DE2607226B2

DE2607226B2 - Schalteinrichtung zum berührungslosen Schalten von am Strebförderer geführten Kohlenhobeln

Info

Publication number: DE2607226B2
Application number: DE19762607226
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(Grad.) 4300 Essen Piecha; Walter Ing.(Grad.) 4650 Gelsenkirchen Raetz
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1976-02-23
Filing date: 1976-02-23
Publication date: 1979-01-25
Also published as: DE2607226A1; DE2607226C3; GB1526010A; FR2343120A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zum berührungslosen Schalten von am Strebförderer geführ ten Kohlenhobeln, wobei am Hobelkörper ein Signalge ber und am Strebförderer die zugehörigen Signalempfänger, und zwar mindestens an jedem Strebende einer, angeordnet sind und die Signalempfänger Schaltvorrichtungen zum Ab- bzw. Umschalten des Kohlenhobels betätigen.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Prüfeinrichtung zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft einer derartigen Schalteinrichtung. Bei den bekannten Schalteinrichtungen zum berüh rungslosen Schalten von am Strebförderer geführten Kohlenhobeln werden Magnete als Signalgeber und Magnetschalter als Signalempfänger verwendet. Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen Schalteinrichtungen dadurch Schv/ierigkeiten auftreten können, daß die vergleichsweise dicht aneinander vorbeizuführenden Geber und Empfänger häufig mechanisch zerstört werden, beispielsweise durch eingeklemmte Gesteinsstücke. Wegen der Begrenzung des Wirkweges der

Magnetkraft auf wenige cm kann die Zuverlässigkeit des Schaltvorgangs auch dadurch beeinträchtigt werden, daß durch mechanische Einwirkungen der erforderliche Mindestabstand zwischen Magnet und Magnetschalter überschritten wird. Hinzu kommt als weilerer Nachteil, daß sich die Magnetwirkung durch die fortlaufend im Betrieb auftretenden Erschütterungen verringert, was zu Schaltausfällen und damit zu größeren Folgeschäden führen kann, wenn der Hobelkörper zu weit in den Antriebsbereich hineingelangt

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Nachteile der bekannten Schalteinrichtung zu vermeiden und eine Schalteinrichtung zu entwickeln, deren Geber und Empfänger größere Abstandstoleranzen erlauben und sich in einem größeren absoluten Abstand voneinander und somit gegen mechanische Beschädigungen geschützt anordnen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schalteinrichtung der eingangs genannten Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs I niedergelegten Merkmale gelöst Durch die Ausbildung des Signalgebers und des Signalempfängers als elektromagnetischer Sender oder als optische Sendeeinrichtung mit den entsprechenden Empfängern wird die Schaltzuverlässigkeit von Schalteinrichtungen der gattungsgemäßen Art beträchtlich erhöht Der Abstand zwischen Geber und Empfänger kann dabei so groß gewählt werden, daß die Empfänger vergleichsweise geschützt auf der Brakenseite des Strebförderers oder am Strebausbau untergebracht werden können. Durch mechanische Einwirkungen mögliche Änderungen des Abstandes haben wegen der vergleichsweise großen Toleranzbreite keinen Einfluß auf die Wirksamkeit der Schalteinrichtung. Sender und Empfänger lassen sich zudem mit den den Bergbauverhältnissen entsprechend kräftig ausgebildeten mechanischen Schutzvorrichtungen versehen, so daß ihre Zuverlässigkeit durch Erschütterungen oder durch Steinfall od. dgl. kaum zu beeinträchtigen ist

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es zudem mit Hilfe einer einfachen Prüfeinrichtung, wie sie im Kennzeichen des Anspruchs 11 beschrieben ist, leicht möglich, die Funktionsbereitschaft der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung jederzeit zu überprüfen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung und der zugehörigen Prüfeinrichtung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung in einem Beispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Schalteinrichtung und der zugehörigen Prüfeinrichtung,

F i g. 2 ein Blockdiagramm des zur Schalteinrichtung gehörenden Zentralgerätes,

Fig.3 ein Blockschaltbild eines als Signalgeber verwendeten elektromagnetischen Senders,

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines zum Gegenstand der F i g. 3 gehörigen elektromagnetischen Empfängers und

Fig.5 ein Blockschaltbild einer Prüfeinrichtung für die in den Fig.3 und 4 dargestellten Sender und Empfänger.

In F i g. 1 ist ein Hobelkörper 1 abgebildet, der mittels einer Hobelkette 10 an einem Kohlenstoß 13 entlanggezogen wird und an einem Strebförderer 11 geführt ist, an dem an der dem Kohlenstoß 13 abgewandten Seite eine Fördererbrake 12 befestigt ist. Die Hobelkette 10 wird über von einem Hauptantrieb 16 und einem Hilfsantrieb 17 angetriebene Hobelkettenräder 14, 15 bewegt. Der Hobelkörper 1 wird bei der Kohlengewinnung fortlaufend am Kohlenstoß 13 hin- und hergezogen und muß demgemäß im Bereich der Strebenden ab- bzw. umgeschaltet werden. Damit der Hobelkörper 1 keine Schaden verursacht, muß das Ab- bzw. Umschalten in einem bestimmten Abstand von den Strebfördererenden erfolgen. Bei einer Bedienung von Hand ist dies nicht immer zuverlässig sichergestellt Es sind deshalb, insbesondere an den Strebendbereichen, selbsttätig wirkende Abschalteinrichtungen erforderlich, die aus

ίο einem an dem Hobelkörper 1 oder an fest damit verbundenen Elementen angebrachten Signalgeber 20 und zugehörigen, meist am Strebförderer 11 angebrachten Signalempfängern 21 bestehen. Gemäß der Erfindung werden als Signalgeber auf dem Hobelkörper 1 oder an einem mit dem Hobelkörper 1 fest verbundenen anderen Element angebrachte elektromagnetische Sender oder optische Sendeeinrichtungen verwendet im Beispiel ist dies ein Hochfrequenzsender 20, sowie als Signalempfänger im Bereich der Antriebe 16, 17 an den Fördererbraken 12 des Strebförderers ti oder am Strebausbau angebrachte entsprechende Empfänger verwendet, im Beispiel sind dies Hochfrequenzempfänger 21, 22. Damit lassen sich, und zwar auch über einen vorteilhaften größeren Abstand hinweg, die für einen ordnungsgemäßen Hobelbetrieb erforderlichen Schaitsignale zuverlässig übertragen. Der mit der im vorliegenden Beispiel beschriebenen Einrichtung überbrückbare Schaltabstand kann bis zu einem Meter und mehr betragen.

Μ Geringe Entferiiungsänderungen zwischen Geber 20 und Empfänger 21,22 sind praktisch unschädlich.

Zur Weitergabe der vom Hochfrequenzsender 20 an die Hochfrequenzempfänger 21, 22 übermittelten Signale an die Hobelantriebe 16, 17 dienen den Hochfrequenzempfängern 21, 22 zugeordnete Tonfrequenzsender 23, 24, die gemeinsam mit diesen in Empfängergehäusen 30,31 untergebracht sind und über Leitungen 32 an ein Zentralgerät 25 angeschlossen sind. Die Tonfrequenzsignale werden von im Zentralgerät 25

AO untergebrachten Tonfrequenzempfängern 26 entgegengenommen und zu den Ab- bzw. Umschaltvorrichtungen weitergeleitet.

Wie F i g. 2 zeigt, werden von den Tonfrequenzempfängern 26 in einem Relaisleistungsbaustein 37 zusam- mengefaßte Schaltverstärkerrelais 33, 34, 35, 36 angeregt, die im Beispiel einmal in einen weiteren Relaisleistungsbaustein 38 untergebrachte Schaltverstärkerrelais 39, 49 beaufschlagen, die ihrerseits Schaltschütze 43,44 der Motoren des Hauptantriebs 16

so und des Hilfsantriebs 17 schalten, und im Beispiel andererseits als Anzeigevorrichtungen des jeweiligen Schaltzustandes dienende Leuchtdioden 45, 46 steuern. Die vorgenannte Betriebsweise ist erforderlich, um den im Bergbau geltenden Schutzbestimmungen zu genü gen, die im Falle des Relaisleistungsbausteins 37 die Zündschutzart sch i mit den entsprechenden sch /-Ausgängen zu den Leuchtdioden 45, 46 und im Falle des Relaisleistungsbausteins 38 die Zündschutzart sch e mit den entsprechendenden sch e-Ausgängen zu den Schaltschützen 43, 44 vorsehen. Die Stromversorgung erfolgt im Beispiel über einen Transformator 41, der mit den Wechselstromspannungen 42, 220 oder 500 Volt, betreibbar ist und dem ein Gleichrichter 42 als Netzteil (15 V/200 mA) zugeordnet ist, der die Stromversorgung der elektrischen Einrichtungen des Zentralgerätes 25 sowie der Empfängergehäuse 30, 31 übernimmt. Zu diesem Zweck sind die Leitungen 32 dreiadrig ausgebildet Sie übernehmen neben der Signalübertra-

gung auch die Stromversorgung zum Empfängergehäuse 30,31.

Der in F i g. 3 abgebildete, in einer energiesparenden Schaltungsweise ausgebildete Hochfrequenzsender 20 wird über eine eigene, eigensichere Stromversorgung 50 gespeist und besteht aus einer Spannungsstabilisierung 51, einem Multivibrator 52 und einer Sendeantenne 53. Versuche haben ergeben, daß eine Sendefrequenz von 56 kHz günstige Ergebnisse gibt. Vorzugsweise wird die Stromversorgung über eine vergossene, nicht wieder ladbare Batterie 50 vorgenommen — beispielsweise eine Einwegquecksilberbatterie aus mehreren Grundzellen mit nachgeschalteten Strombegrenzungswiderständen —, die einen Dauerbetrieb von einem Monat erlaubt und dann ausgetauscht wird.

Das Gehäuse des Senders 20 wird zweckmäßig, um den Bergbauanforderungen zu genügen, aus einem hier nicht dargestellten Stahlkasten hergestellt, mit einem Deckel aus verstärktem Kunststoff. Die Eigensicherheit des Hochfrequenzsenders 20 ist durch Vergießen aller Elektroteile gewährleistet.

Der störsicher ausgebildete Hochfrequenzempfänger 21, 22 gemäß Fig.4 besteht im Beispiel aus einer Antenne 54, der ein Verstärker 55 nachgeschaltet ist sowie aus einem Schmitt-Trigger 56, einem Frequenzuntersetzer 57 und einem PLL-Kreis 58 (Phase-Locked-Loope = phasenrückgekoppelter Kreis) als Frequenzvergleicher. Durch die Verwendung eines Frequenzuntesetzers 57 anstelle der sonst üblichen Frequenzmischung wird eine Einsparung von Bauteilen erzielt. Mit Hilfe des PLL-Kreises 58 wird die Störsicherheit durch Frequenzvergleich erhöht. Der Hochfrequenzempfänger 21,22 ähnelt in seinem äußeren Aufbau dem Sender 20. Er ist in einem — etwa größerem — hier nicht abgebildeten Stahlgehäuse untergebracht und mit einer Kunststoffdeckplatte versehen. Die Elektroteile sind ebenfalls vergossen, um den bergbaulichen Anforderungen nach Eigensicherheit zu genügen.

Im Beispiel (Fig. 1) sind zwei Hochfrequenzempfänger 21 und 22 abgebildet, von denen sich einer im Bereich des Hauptantriebs 16 und der andere im Bereich des Hilfsantriebs 17 an der Fördererbrake 12 befindet. Diese Empfänger 21, 22 haben die Funktion von Hobelendschaltern. Es ist aber auch möglich, gleich ausgebildete Empfänger an beliebiger anderer Stelle des Strebförderers 11 bei Bedarf anzuordnen, beispielsweise, um damit abschnittsweises Hobeln zu steuern.

Zur Übermittlung der Schaltsignale an das Zentralgerät 25 sind in den Empfängergehäusen 30, 31 Tonfrequenzsender 23,24 untergebracht. Vorzugsweise wird von diesen ein Dauersignal gesendet, das anzeigt, daß der Sender 23, 24 in Betrieb ist und die dreiadrige Übertragungsleitung 32 in Ordnung ist Auf diese Weise wird also gleichzeitig die Leitung 32 zum Zentralgerät 25 gegen Kabelquetschung und Kabelbruch überwacht Erhält der Hochfrequenzempfänger 21 bzw. 22 ein Signal vom Hochfrequenzsender 20, wird der Tonfrequenzsender 23,24 unterbrochen. Dieses Signal löst das Ab- bzw. Umschalten der Hobelantriebe 16,17 aus.

Zinn Überprüfen der Schalteinrichtung ist ein Handgerät 27 (Fig. 1) vorgesehen, das über einen Einfachprüfsender 28 und einen Einfachprüfempfänger 21 verfügt Die Betriebsspannung wird, wie F i g. 5 zeigt.

einer eigensicheren Stromversorgung 60, ζ vergossenen Primärzelle, entnommen. Über e nungsstabilisierung 61 und einen Betriebssc lassen sich entweder ein Multivibrator 63 (Ei der 28) oder ein Feldstärkemesser Verstärker 65 (Einfachempfänger 29) in Betri< denen die gemeinsame Antenne 66 zugeordnet

1 Hobelkörper

10 Hobelkette

11 Strebförderer

12 Fördererbrake

13 Kohlenstoß

14 Hobelkettenrad

15 Hobelkettenrad

16 Hauptantrieb

17 Hilfsantrieb

20 Hochfrequenzsender

21 Hochfrequenzempfänger

22 Hochfrequenzempfänger

23 Tonfrequenzsender

24 Tonfrequenzsender

25 Zentralgerät

26 Tonfrequenzempfänger

27 Handgerät

28 Prüfsender

29 Prüfempfänger

30 Empfänge, gehäuse

31 Empfängergehäuse

32 Leitung

33 Schaltverstärkerrelais

34 Schaltverstärkerrelais

35 Schaltverstärkerrelais

36 Schaltverstärkerrelais

37 Relaisleistungsbaustein

38 Relaisleistungsbaustein

39 Schaltverstärkerrelais

40 Schaltverstärkerrelais

41 Transformator

42 Gleichrichter

43 Schaltschütz

44 Schaltschütz

45 Leuchtdiode

46 Leuchtdiode

50 Eigensichere Stromversorgung

51 Spannungsstabilisierung

52 Multivibrator

53 Sendeantenne

54 Antenne

55 Verstärker

56 Schmitt-Trigger

57 Untersetzer

58 PLL-Kreis

60 Eigensichere Stromversorgung

61 Spannungsstabilisierung

62 Betriebsschalter

63 Multivibrator

64 Feldstärkemesser

65 Verstärker

66 Antenne

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung zum beröhrungslosen Schalten von am Strebförderer geführten Kohlenhobeln, wobei am Hobelkörper ein Signalgeber und am Strebförderer die zugehörigen Signalempfänger, und zwar mindestens an jedem Strebende einer, angeordnet sind und die Signalempfänger Schaltvorrichtungen zum Ab- bzw. Umschalten des Kohlenhobels betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber am Hobelkörper (1) oder anderen mit dem Hobelkörper fest verbundenen Elementen ein eigensicherer elektromagnetischer Sender (20) mit Ferritantenne oder eine optische Sendeeinrichtung befestigt ist und diesem als Signalempfänger an der Brake (12) des Strebförderers (11) befestigte oder am Strebausbau angeordnete eigensichere elektromagnetische Empfänger (21, 22) oder optische Empfangseinrichtungen zugeordnet sind, denen jeweils ein in das Empfängergehäuse (30,31) mit eingebauter, eigensicherer Tonfrequenzsender (23,24) nachgeschaltet ist, der ein durch den elektromagnetischen Sender (20) oder die optische Sendeeinrichtung auslösbares Signal aussendet, und den Tonfrequenzsendern (23, 24) über eine zugleich zur Stromzuführung zum Empfängergehäuse (30,31) dienende Leitung (32) in einem Zentralgerät (25) untergebrachte eigensichere Tonfrequenzempfänger (26) zugeordnet sind, die Schaltverstärkerrelais (33 bis 36; 39, 40) steuern, die Schütze (43,44) zum Ab- bzw. Umschalten des Haupt- und Hilfsantriebs (16, 17) des Kohlenhobels sowie Schaltzustandsanzeiger (45,46) betätigen.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber ein batteriebetriebener Hochfrequenzsender (20) und als Signaiempfänger Hochfrequenzempfänger (21,22) dienen.

3. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonfrequenzsender (23,24) ein Dauersignal aussenden, das von den Hochfrequenzempfängern (21,22) unterbrechbar ist.

4. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzsender (20) einschließlich Batterie (50) und Antenne (53) in einem stählernen Gehäuse mit verstärkter Kunststoffdeckplatte untergebracht und darin eingegossen ist.

5. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzsender (20) über eine Einwegquecksilberbatterie (50) aus mehreren Grundzellen mit nachgeschalteten Strombegrenzungswiderständen mit Energie versorgt wird.

6. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzsender (20) in einer energiesparenden Schaltungsweise ausgebildet ist, indem der Batterie (50) eine Spannungsstabilisierung (52) und ein Multivibrator (52) zugeordnet sind.

7. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzempfänger (21, 22) und die zugeordneten Tonfrequenzsender (23, 24) in einem stählernen Gehäuse mit verstärkter Kunststoffdeckplatte untergebracht und einschließlich Antenne (54) darin eingegossen sind.

8. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 1,2 und

7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzempfänger (21,22) mit einem Frequenzuntersetzer (57) ausgestattet sind und über einen PLL-Kreis (58) als Frequenzvergleicher störsicher ausgebildet sind. 9. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß an die Gehäuse (30, 31) der Hochfrequenzempfänger (21, 22) Anschlußkästen für den Anschluß dreiadriger Leitungen (32) zur Energiezuführung bzw. Signal foitleitung vom bzw. zum Zentralgerät (25) für Überwachungsleuchtdioden und für Prüf- und Einstellanschlüsse der Empfänger (21, 22) angeschlossen sind.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch

is gekennzeichnet, daß das Zentralgerät (25) aus einem Gehäuse mit Anschlußkasten besteht, in denen ein Transformator (41) mit nachgeschaltetem Gleichrichter (42) für eine eigensichere Gleichspannung sowie ein mindestens zweifacher eigensicherer

Tonfrequenzempfänger (26) mit Überwachungsleuchtdioden (45, 46) und zwei Relaisleistungsbausteine (37, 38) zum Anschluß an die nicht eigensicheren Stromkreise der Schütze (43, 44) des Haupt und Hilfsantriebs (16,17) untergebracht sind.

11. Prüfeinrichtung zur Überprüfung der Funktionsbereitschaft der Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem batteriebetriebenen Handgerät (27) ein elektromagnetischer oder optischer Prüfsender (28) und ein elektromagnetischer oder optischer Prüfempfänger (29) mit Feld- bzw. Lichtstärkemeß- und -anzeigegerät (64) untergebracht sind, die wechselweise betreibbar sind.

12. Prüfeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Handgerät (27) als Hochfrequenzpi-üfsender (28) und -empfänger (29) ausgebildet ist und aus einer eigensicheren Batterie (60) mit Spannungsstabilisierung (61), einem Betriebsschalter (62) auf Sende- bzw. Empfangsbetrieb, einer

■»ο Sende- bzw. Empfangsantenne (66) sowie einem Multivibrator (63) als Einfachsender (28) und einen mit einem Verstärker (65) versehenen Feldstärkemesser (64) als Einfachempfänger (29) besteht.