DE2657988C3 - Anordnung zur Messung des Weges eines durch ein elektromagnetisches Feld bewegten Meßkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung des Weges eines mit regelmäßigen magnetischen Unstetigkeitsstellen versehenen, durch ein elektromagnetisches Feld bewegten Meßkörpers, dessen Bewegung als Wegimpulse auswertbare Änderungen des Feldes hervorruft

Bekannte Anordnungen dieser Art arbeiten auf induktiver Basis und werden beispielsweise zur gegenseitigen Ausrichtung von relativ zueinander beweglichen Maschinenteilen (DE-AS 10 23 945), zur Umsetzung von linearen Bewegungen in elektrische Größen (DE-AS 1217 085) oder zur Anzeige der relativen Stellung zweier Gegenstände zueinander (CH-PS 89 916) eingesetzt. Zur Erfassung der Relativbewegung enthalten diese Anordnungen einen induktiven Meßkopf, der dem aus ferromagnetischem Material bestehenden Meßkörper mit geringem Luftspalt gegenübersteht. Eine präzise Abstimmung der Abmessungen des Meßkörpers und des Meßkopfes aufeinander und eine genaue Führung des Meßkörpers relativ zum Meßkopf zur Einhaltung des Luftspaltes bilden die Voraussetzung für die Erzeugung auswertbarer Meßergebnisse.

Zur Erfassung des Weges von Kohlenhobeln, die

mittels Kette und Kettenstern angetrieben werden, werden Wegimpulse üblicherweise von der Antriebswelle zugeordneten Impulsgebern erzeugt Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß durch den infolge Ketteaspringens auftretenden Schlupf unzulässige Meßfehler entstehen.

Die bekannten, auf induktiver Basis arbeitenden Anordnungen sind zur Messung des Weges von Kohlenhobeln nicht geeignet, weil die den Kohlenhobel ziehende Kette infolge des Ineinandergreif ens der Kettenglieder Unstetigkeitsstellen in zwei im wesentlichen senkrecht aufeinander stehenden Ebenen enthält und nur im unmittelbaren Bereich des Kettensternes eine eindeutige Lage einnimmt In diesem Bereich ist

is jedoch eine Messung auf induktiver Basis unmöglich, da die Unstetigkeitsstellen der Kette hier durch die Zähne des Kettensternes ausgefüllt sind.

Ausgehend von der eingangs genannten Anordnung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen Kohlenhobel eine Anordnung zur Erzeugung und Auswertung von Wegimpulsen zu schaffen, die durch Kettenschlupf verursachte Meßfehler vermeidet

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Meßkörper die Antriebskette eines Kohlenhobels ist und das elektromagnetische Feld durch zwei gerichtet ausgestrahlte elektromagnetische Wellen einer Mikrowellensende- und Empfangsanlage erzeugt ist, deren Antennen in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet sind, daß beide

Wellen die öffnung eines an den Antennen vorbei bewegten Gliedes der Kette gleichzeitig durchdringen.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Transmissions-Anordnung gemäß der Erfindung. Ein Mikrowellensender 1 erzeugt ein Signal, das über zwei räumlich gegeneinander versetzte Antennen 2, 3 zu zwei entsprechend versetzten Empfangsantennen 4,5 durch

die öffnung eines Kettengliedes eines mittels Ketten gezogenen Kohlenhobels läuft Je ein an die Antenne 4 bzw. 5 angeschlossener Empfänger 6 bzw. 7 gibt bei Bewegung der Kette 8 ein Signal ab, wie in F i g. 2a für den Empfänger 6 und in Fig.2b für den Empfänger 7 dargestellt Die räumliche Versetzung der Mikrowellenstrecken spiegelt sich in der zeitlichen Versetzung der beiden Signale wieder.

Zur fehlerlosen Erfassung von Pendelbewegungen ist ein Kriterium für die Bewegungsrichtung der laufenden

so Kette erforderlich. Dieses Kriterium wird folgendermaßen gebildet:

Die von den Empfängern 6 und 7 abgegebenen Signale werden in einer logischen Schaltung 9 digitalisiert, so daß am Ausgang der logischen Schaltung die in Fig.2c und 2d dargestellten Signale auftreten, wenn die Kette von links nach rechts läuft (Rechtslauf). Durch eine Und-Verknüpfung der Signale ensteht der in F i g. 2e wiedergegebene Signalverlauf. Der Wert »1« in Fig.2e bedeutet daß ein Kettenglied voll in den Meßabschnitt eingelaufen ist. Die Bewegungsrichtung der Kette ist an der relativen Aufeinanderfolge der Strahlunterbrechungen zu erkennen. Bewegt sich die Kette z. B. nach rechts, dann wird zunächst der linke und anschließend der rechte Mikrowellenstrahl unterbrochen (Fig.2a und 2b). Die beiden Kriterien »Kettenglied voll eingelaufen« (F i g. 2e) und »Zuletzt unterbrochener Mikrowellenstrahl« (Abschaltflanke des digitalisierten Empfangssignals in Fig.2d) können in keinem

Fall gleichzeitig auftreten. Durch diese Signalhysterese !sind bei beliebigen Pendelvorgängen eindeutige Kriterien gegeben. In der logischen Schaltung 9, mit der die Bewegungsrichtung des jeweiligen Kettengliedes ermittelt wird, werden Zählimpulse entsprechend der Vorschrift gebildet: Impuls »Laufrichtung rechts« abgeben, wenn das Signal in F i g. 2e den Wert »1« hatte und das Signal in F i g. 2c vor dem Signal in F i g. 2d auf Null geht Der Impuls »Laufrichtung links« wird analog gebildet In diesem Falle wird das Signal in Fig-2c zuletzt NuU. Nach dem Auftreten eines Zählimpulses werden die Kippstufen der logischen Schaltung zurückgestellt, so daß ein neuer Vorgang erst dann beginnen kann, wenn sowohl das Signal in Fig.2c als auch das Signal in Fig.2d gleichzeitig den Wert Null hatten. Ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler 10 zählt die Impulse (Rückwärtslauf = Linkslauf), so daß im Zähler 10 der jeweilige Ort des Kohlenhobels als Zählerstand gespeichert ist Kommt der Kohlenhobel in seme

Endlage, dann wird der Zähler auf den Sollstand Null gestellt (synchronisiert).

In einer weiteren Einrichtung 11 kann bei Bedarf die Anzahl der gezählten Kettenglieder auf Meter-Angabe umgerechnet und die errechnete Länge angezeigt werden.

Bei einer Reflexions-Anordnung entfallen die Antennen 2 und 3, da die Empfangs-Antennen 4 und 5 auch als Sende-Antennen eingesetzt werden. Die Signale haben auch in diesem Fall genau die Form und den zeitlichen

Verlauf nach F ig. 2. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Messung des Weges eines mit regelmäßigen magnetischen Unstetigkeitsstellen versebenen, durch ein elektromagnetisches Feld bewegten Meßkörpers^ dessen Bewegung als Wegimpulse auswertbare Änderungen des Feldes hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper die Antriebskette (8) eines Kohlenhobels ist und das elektromagnetische Feld durch zwei gerichtet-ausgestrahlte elektromagnetische Wellen einer Mikrowellensende- und Empfangsanlage (1—7) erzeugt ist, deren Antennen (2—5) in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet sind, daß beide Wellen die öffnung eines an den Antennen vorbeibewegten Gliedes der Kette gleichzeitig durchdringen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (8) zwischen den beiden Antennen (2, 3) des Sendeteils (1) der Sende- und Empfangsanlage und zwei mit je einem Empfänger (6,7) des Empfangsteils verbundene Antennen (4,5) hindurchgeführtjst

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (8) an den nebeneinander angeordneten, dem Sendeteil (1) und zwei Empfängern (6, 7) der Sende- und Empfangsanlage gemeinsamen Antennen (4,5) vorbeigerührt ist

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß den Empfängern (6,7) der Sende- und Empfangsanlage (1—7) eine gemeinsame Auswerteschaltung (9—11) nachgeschaltet ist, die sowohl die Vorwärtsbewegung als auch eine gegebenenfalls auftretende Rückwärtsbewegung der Kette (8) erfaßt

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangsanlage (1—7) im Bereich einer Zwangsführung der Kette (8), vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des die Kette antreibenden Kettensterns angeordnet ist