DE2742367B2 - Schalteinrichtung zur Messung des von einem Gerät im Bergbau unter Tage zurückgelegten Weges - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Schalteinrichtung zur Messung des von einem durch eine Zugeinrichtung bewegbaren Gerät im Bergbau unter Tage, insbesondere einem Kohlenhobel, zurückgelegten Weges und zur Gewinnung von Steuersignalen für den Betrieb des Gerätes mit einem an dem Gelriebe der Zugeinrichtung angebrachten Geber für wegabhängige elektrische Impulse und einem die Impulse verarbeitenden Zähler, der durch einen von dem Gerät auslösbnrcn ortsfesten Signalgeber synchronisierbar ist.

Eine Schalteinrichtung dieser Art ist durch tue Siemens-Druckschrift »Vorläufiges Listcnblatl Sch 15/27« vom März 1968 bekannt geworden. Der Impulsgeber ist hierbei mit einem Teil der Zugeinrichtung verbunden und wird synchron mit diesem betätigt Die Impulse werden in einem Zähler summiert bzw. subtrahiert, wodurch der Standort des Gerätes feststellbar ist Um bei den im modernen Kohlenbergbau vorkommenden großen Streblängen von z.B. 300m Differenzen zwischen dem Zählerstand und dem tatsächlichen Standort des Gerätes korrigieren zu

ίο können, läßt sich der Zähler willkürlich oder durch einen Endschalter auf Null setzen. Dadurch werden Fehler korrigiert, die z. B. durch die Dehnung eines Zugseiles oder das Springen einer Kette auf dem Kettenrad auftreten können.

!5 Für eine wünschenswerte selbsttätige Synchronisierung der Schalteinrichtung ist aber Voraussetzung, daß der Endpunkt des Geräteweges tatsächlich berührt wird. Dies kann aber z. B. bei abschnittsweisem Arbeiten des Gerätes unterbleiben, so daß dann über mehrere Bewegungszyklen hinweg Fehler in dem Zähferstand summiert werden, womit eine Gefährdung der Anlage und des Bedienungspersonals verbunden sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Schalteinrichtung der genannten Art mit verbesserter Genauigkeit der Anzeige des Geräteweges zu schaffen und ferner eine Kontrollmöglichkeit für den ordnungsgemäßen Ablauf des Betriebes der Zugeinrichtung vorzusehen.

jo Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der ortsfeste Signalgeber ein von nahe den Enden des Gerätev/eges angeordneten Endschaltern verschiedener, an einer beliebigen Stelle des Geräteweges angeordneter Signalgeber ist Hierdurch wird ein von Endschaltern unabhängiger Synchronisationspunkt geschaffen, der z. B. in der Nähe der Mitte des Geräteweges liegen kann. Die Wahrscheinlichkeit, daß das Gerät diesen Punkt berührt, ist wesentlich größer als das Erreichen der Endstellungen. Im Unterschied zu der bekannten Schalteinrichtung wird dann der

Zählerstand nicht auf Null gesetzt, sondern auf den bei

der Anbringung des Signalgebers ausgemessenen Wert korrigiert.

Es können aber auch zwei oder mehrere ortsfeste

Signalgeber vorgesehen sein, die besonders zu überwachenden Stellen zugeordnet sind. Vorteilhaft ist es insbesondere, je einen ortsfesten Signalgeber für einen unteren und einen oberen Synchronisationspunkt vorzusehen. Damit erreicht man eine zwei- oder mehrmalige Korrektur des Zählerstandes über den Geräteweg.

Die Schalteinrichtung kann dadurch für die verschiedensten Weglängen verwendbar gemacht werden, daß den. für die Summierung der Impulse vorgesehenen Zähler ein Rechenwerk zur Umrechnung der gemessenen Weglängen in Prozenten des Gesamtweges zugeordnet ist und daß ein Anzeigegerät mit Leuchtelemcnten für einheitliche Schritte des Hobelweges mit Leuchtelementen für einheitliche Schritte des Hobelwe-

M) ges verwendet wird. Das Anzeigegerät kann z. B. mit 100 Leuchtdioden ausgestattet sein, so daß der Abstand zwischen jeder Leuchtdiode einem Prozent des gesamten Hobelweges entspricht. In bekannter Weise kann diese Leuchtanzeige als Leuchtband- oder

h") Leuchtpunktanzeige geschaltet sein.

Um den Gebrauch der Schalteinrichtung bei unterschiedlicher Weglänge zu erleichtern, empfiehlt es sich, Kodicrschiiltcr vorzusehen, durch die dem Rechenwerk

ein Umrechnungsfaktor für die Zahl der Impulse je Umdrehung des Getrieberades und dessen Durchmesser eingegeben werden kann, und ferner einen weiteren Kodierschalter zu verwenden, an dem die Streblänge eingestellt wird. Wird die Schalteinrichtung nur als Wegmesser eingesetzt, so genügt es zur Anpassung an die Zugeinrichtung und die Weglänge somit, die beiden Kodierschalter einzustellen.

Die Schalteinrichtung nach der Erfindung dient aber nicht nur als Wegmesser, sondern erzeugt auch Signale zur Steuerung der Zugeinrichtung. Dies kann insbesondere in Abhängigkeit vom Vorhandensein der Signale des Impulsgebers und der ortsfesten Signalgeber geschehen. Ferner kann die Steuerung von einer oberen und unteren Grenze des Geräteweges abhängig gemacht werden, die mittels eines dritten und vierten Kodierschalters einstellbar ist Für die Sicherheit ist auf diese Weise dadurch gesorgt, daß beim Ausfallen der Signale des Impulsgebers und bei Störung der ortsfesten Signalgeber die Zugeinrichtung stillgesetzt wird. Ferner kann das Gerät an der eingestellten oberen und unteren Grenze selbsttätig angehalten werden.

Mit Hilfe des der Schalteinrichtung zugeordneten Rechenwerkes können auch Steuersignale für wegabhängig vorzunehmende Vorgänge, z. B. eine Hobelgassenbedüsung bei Kohlenhobeln, gewonnen werden. Dies kann dadurch geschehen, daß das Rechenwerk einheitiichen Abschnitten des gesamten Geräteweges entsprechende Ausgangssignale als Schaltbefehle für ortsfeste Schaltgeräte o.dgl. abgibt Die Schaltgeräte werden somit in Abhängigkeit von der Fahrt des Gerätes nacheinander ein- und wieder ausgeschaltet, derart, daß nur am Ort des Gerätes der gewünschte Vorgang stattfindet

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert

Die F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Einteilung des Geräteweges in bestimmte Bezugspunkte und die prinzipiellen Einstellglieder der Schalteinrichtung für einen Kohlenhobel im Bergbau unter Tage.

Der Aufbau der Schalteinrichtung ist anhand eines Blockschaltbildes in der F i g. 2 dargestellt

Das Zusammenwirken der Schalteinrichtung nach der Erfindung mit einer Fernsteuereinrichtung für Hobel und Förderer veranschaulicht die F i g. 3.

In dem nicht gesondert dargestellten Streb befinden sich ein Förderer 1 und ein parallel dazu geführter Hobel 2. Zum Betrieb des Hobels 2 sind ein Hauptantrieb 3 am einen Ende des Strebs und ein Hilfsantrieb 4 am anderen Ende vorgesehen. Beide werden über eine gemeinsame Fernsteuerung betrieben. Dies kann »_ B. mit Hilfe einer an sich bekannten Tonfrequenzfernsteuerung geschehen. In dem Beispiel gemäß F i g. 1 ist angenommen, daß die Gesamtlänge des Strebs 300 m beträgt, wobei der Ausgangspunkt Null Meter am Ort des Hauptantriebes 3 liegt In der Nähe des Hauptantriebes 3 und des Hilfsantriebes 4 sind mit einem Abstand von jeweils 5 m ein unterer Endschalter 5 und ein oberer Endschalter 6 angeordnet Ferner sind ortsfeste Signalgeber 7,10 und Il bei einem Hobelweg von 10 bzw. 290 m und einer dazwischenliegenden Stelle angebracht. Die ortsfesten Signalgeber sind so ausgebildet, daß sie bei der Aufwärtsbewegung des Hobels geschlossen und bei der Abwärtsbewegung geöffnet werden. Auf diese Weise isl nicht nur erkennbar, daß der Hobel eine bestimmte Stelle im Streb erreicht hat. sonderr auch in welcher Richtung er sich bewegt. Mit dem Getriebe des Hauptantriebes 3 des Hobels 2 ist ein Impulsgeber 12 verbunden, der je Umdrehung des Kettenrades des Hobels 2 eine bestimmte Anzahl von Impulsen liefert Hierzu kann de» Impulsgeber 12 z. B. als optoelektronischer, magnetisch oder kapazitiv wirkender Impulsgeber ausgebildet sein. Auch mit Hilfe magnetfeldabhängiger Widerstände lassen sich berührungslos Impulse von der Bewegung des Kettenrades bzw. der Welle des Kettenrades

ίο gewinnen.

Die von dem Impulsgeber 12 abgegebenen Signale werden ebenso wie die Signale der ortsfesten Signalgeber 7,10 und 11 sowie der Endschalter 5 und 6 einer Geräteeinheit 13 zugeführt, die mit Anzeige- und Bedienungsgliedern ausgestattet ist Ein Kodierschalter 14 dient zur Einstellung eines Faktors Al, der einen Umrechnungsfaktor für die Zahl der Impulse je Umdrehung des Kettenrades und dessen Durchmesser berücksichtigt An einem weiteren Kodierschalter 15 ist die Streblänge einstellbar. Ein dritter und ein vierter Kodierschaker 16 bzw. 17 dient zur Einstellung einer beliebigen unteren und einer oberen Frenze 18 bzw. 19, zwischen denen der Hobel arbeiten sjII. Mit Hilfe weiterer Kodierschalter 20 und 21 werden die Entfernungen der ortsfesten Signalgeber 7 und 10 für den unteren bzw. oberen Synchronisationspunkt eingestellt E:.i weiterer Kodierschalter 22 ist für den Fall vorhanden, daß ein freier Synchronisationspunkt mit Hilfe des ortsfesten Signalgebers 11 eingestellt werden

3u soll.

Die Geräteeinheit ist mit einem Ziffernanzeigegerät 27 ausgestattet, an dem der Hobelweg ablesbar ist Eine huntertteilige Leuchtanzeigeeinheit 28 erlaubt ferner eine Ablesung des Hobelweges in Prozent der Streblänge. Einzelne Leuchtdioden sind noch für besondere Betriebszustände vorgesehen. Insbesondere dient die Leuchtdiode 23 zur Anzeige, daß die Faktoren k 1 und A 2 Null und die Grenzen unrichtig sind. Ferner zeigen die Leuchtdioden 23 und 24 gemeinsam an, daß die Impulse des Impulsgebers fehlen. Das gleichzeitige Aufleuchten der Leuchtdioden 23 und 25 bedeutet, daß die Synchronisationsgrenzen erreicht sind. Schäden an den Leitungen zu den ortsfesten Signalgebern werden durch die Leuchtdioden 23 und 26 angezeigt.

Ein Wahlschalter 30 erlaubt die Einstellung der Schalteinrichtung auf Handbetrieb, halbautomatischen oder automatischen Betrieb in Abhängigkeit von den eingestellten Größen. Für die Ingangsetzung des Hobels in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung bei automatischem Betrieb sind Tastschalter 31 und 32 vorgesehen. Zum Ein- und Ausschalten der Hobelgassenbedüsung dient der Tastschalter 33. Der Schaltzustand wird durch eine Leuchtdiode 34 angezeigt

Wie das Blockschaltbild der F i g. 2 zeigt, bildet ein Zähler 40 den Mittelpunkt der Schalteinrichtung. Diesem Zähler werden die Signale des Impulsgeber; 12 nach Aufbereitung in einer Aufbereitungsstufe 41 zugeführt. Ferner erhält der Zähler 40 Signale von den ortsfesten Signalgebern 7 und 10 oder H für die Synchronisationspu^kte. Diese Signale werden in einem Synchronisationsblock 42 aufbereitet. Für die richtige Auswertung der Impulse und Signale sorgt die Kodiereinheit 43, zu der die erwähnten Kodierschalter 14 bis 17 und 20 bis 22 gehören. Eine Überwachungsein-

f>5 heit 44 nimmt Kontrollaufgaben wahr, z. B. beim Fehlen der Signale des Impulsgeber 12 oder bei unrichtiger Einstellung der oberen und unteren Synchronisationspunkte und Hobelweggrenzen. In diesen Fällen wird die

Hebelsteuerung gesperrt.

Die durch das Zählen der Signale des Impulsgebers 12 ermitteile Hobelweglänge wird gegebenenlalls nach Korrektur durch die Synchronisiereinheit 42 in der Anzeigeeinheit 45 in Ziffern zur Anzeige gebracht. Der Anzeigewert wird in einem Rechenwerk 46 in Prozent der Streblänge umgerechnet und ebenfalls durch die Anzeigeeinheit 45 in einer Leuchtpunktanzeige dargestellt. Das Rechenwerk 46 liefert zugleich einheitlichen Abschnitten der Streblänge entsprechende Schaltbefehle für die Hobelgassenbedüsung 52.

Für die anhand der Fig.2 dargestellte Signalverarbeitung lassen sich überwiegend handelsübliche Bausteine der integrierten Schaltkreistechnik verwenden. Da auch die Prinzipien der Signalaufbereitung und -verarbeitung allgemein bekannt sind, kann im Rahmen dieser Beschreibung davon abgesehen werden, über das Blockschaltbild gemäß der Fig.2 hinausgehende Schaltungseinzelheiten zu erläutern.

Die Angliederung der Schalteinrichtung nach der Erfindung an eine Hobel- und Förderersteuerung ist in der F i g. 3 veranschaulicht. Am Ort des Hauptantriebes 3 des Hobels 2 und des zugehörigen Förderers befinden sich zwei Kompaktstationen 47 und 48, die sowohl der Speisung der Antriebsmotoren des Hauptantriebes 3 des Hobels 2 als auch des Hauptantriebes des Förderers dienen. Ferner enthält die Kompaktstation 47 eine eigensichere Stromversorgung 49 für die Geräteeinheit 13. Die Kompaktstation 48 ist gleichfalls mit einer eigensicheren Stromversorgungseinrichtung 53 für den Steuerstand 51 versehen. Nähere Einzelheiten einer für das Zusammenwirken mit der Schalteinrichtung gemäß der Erfindung geeigneten Tonfrequenzfernsteuerungseinrichtung sind beispielsweise der DE-OS 21 41 139 zu entnehmen.

Am Ort des Hilfsantriebes 4 des Hobels 2 und des Förderers sind zwei weitere Kompaktstationen 54 und 55 aufgestellt, die Steuerbefehle für die Ein- und Ausschaltung der Antriebe, d. h. die langsame und schnelle Auf- und Abwärtsfahrt, werden den Schaltgeräten in den Kompaktstationen 47,48 und 54,55 durch die in dem Steuerstand 51 enthaltenen Sender zugeführt.

Die Geräteeinheit 13 gestaltet wahlweise je nach Stellung des Wahlschalters 30 einen vollautomatischen, halbautomatischen oder einen Handbetrieb mittels der Bedienungselemente des Steuerstandes 51. Die Geräteeinheit 13 arbeitet bei Handbetrieb als Meß- und Anzeigegerät, an dem der Hobelfahrer den Standort des > Hobels genau ablesen kann. Die Stillsetzung des Hobels geschieht mittels der ortsfesten Signalgeber 7 und 10 durch den Steuerstand 51. Die weitere Fahrt des Hobels ist nur langsam und im Tastbetrieb möglich. Bei halbautomatischem Betrieb wirken auch die frei

in einstellbaren Grenzen 18, 19 (einstellbar durch die Kodierschalter 16 und 17 in Fig. I), zwischen denen gehobelt werden soll, auf den Steuerstand 51. Bei Erreichen einer der beiden Grenzen wird der Hobel 2 stillgesetzt. Der Hobelfahrer hat dann zu entscheiden, in welcher Richtung und mit welcher Geschwindigkeit der Hobel wieder eingeschaltet werden soll. Fehler in der Zuleitung zum Impulsgeber 12 oder am Impulsgeber selbst führen zum Stillsetzen des Hobels.

Bei automatischem Betrieb wird nach Einstellen der

Grenzen 18 und 19 (Kodierschalter 16, 17) der Anfahrbefehl in der gewünschten Richtung »Auf« oder »Ab« durch Tastendruck (Tastschalter 31 und 32) auf der Frontseite der Geräteeinheit 13 gegeben. Der Hobel 2 läuft langsam an, geht nach etwa 5 s in den

-'ϊ Schnellgang und wird bei Erreichen der oberen oder unteren Grenze stillgesetzt Nach einer Pausenzeit von etwa 5 s reversiert der Hobel 2 und erreicht automatisch über die Langsamfahrt die Schnellfahrt. Das automatische abschnittsweise Hobeln wird durch ein von Hand

ίο gegebenes Aus-Signal am Steuerstand 51 beendet.

Zu beachten ist, daß die Signale des oberen oder unteren Synchronisationspunktes 7 und 10 denen der freien Grenzen (Kodierschalter 16 und 17) übergeordnet sind, d. h, daß bei Erreichen des oberen oder unteren

ⁱ⁼> Synchronisationspunktes grundsätzlich stillgesetzt wird und daß die Weiterfahrt in Richtung Antrieb nur noch getastet in der Betriebsart »langsam« erfolgen kann.

Die beschriebene Schalteinrichtung ist nicht nur für Kohlenhobel, sondern auch für andere an Zugeinrich tungen geführte Geräte, z. B. für Wagen an einer Einschienenhängebahn, brauchbar. Auf diese Weise läßt sich ein wahlweise von Hand oder halb- bzw. vollautomatisch zu steuerndes Transportmittel in Bergbaubetrieben einrichten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Schalteinrichtung zur Messung des von einem durch eine Zugeinrichtung bewegbaren Gerät im Bergbau unter Tage, insbesondere Kohlenhobel, zurückgelegten Weges und zur Gewinnung von Steuersignalen for den Betrieb des Gerätes mit einem an dem Getriebe der Zugeinrichtung angebrachten Geber für wegabhängige elektrische Impulse und einem die Impulse verarbeitenden Zähler, der durch einen von dem Gerät auslösbaren ortsfesten Signalgeber synchronisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Signalgeber ein von nahe den Enden des Geräteweges angeordneten Endschaltern verschiedener, an einer beliebigen Stelle des Geräteweges angeordneter Signalgeber (7,10,11) ist

2. Schalteinrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Geräteweges ortsfeste Signalgeber (7, 10) für einen unteren und einen oberen Synchronisationspunkt vorgesehen sind.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (40) ein Rechenwerk (46) zur Umrechnung der gemessenen Weglängen in Prozent des Gesamtweges zugeordnet ist, das ein Anzeigegerät (28) mit einheitlichen Schritten entsprechenden Leuch'elementen speist.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechenwerk (46) mittels eines Kodierschalters (14) ein Umrechnungsfaktor für die Zahl der Impulse je Umdrehung des Antriebsrades d-r Zugeinrichtung und mittels eines weiteren Kodierschalters (15) d?·*. Gesamtweglänge eingebbar ist

5. Schalteinrichtung nach Ansf«uch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Zugeinrichtung (3,4) in Abhängigkeit vom Vorhandensein der Signale des Impulsgebers (12) und mittels eines dritten und vierten Kodierschalters (16,17) einstellbarer oberer und unterer Grenzen (18, 19) des Geräteweges steht

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Rechenwerk (46) erzeugte, einheitlichen Abschnitten des Geräteweges entsprechende Ausgangssignale als Schaltbefehle für wegabhängig vorzunehmende Vorgänge (52) dienen.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung zu dem ortsfesten Signalgeber (7, 10, H) mit einer Einrichtung zur Leitungsüberwachung versehen ist.