DE2830656A1

DE2830656A1 - Kommunikationssystem zur verwendung in bergbauanlagen

Info

Publication number: DE2830656A1
Application number: DE19782830656
Authority: DE
Inventors: Brian Edward Brooks
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1978-07-12
Publication date: 1979-01-25
Also published as: PL208438A1; AU3795678A; ZA783933B; FR2397758A1; US4203010A

Description

Case 3876

COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED, Hobart House, Grosvenor Place, London SW1X 7AE, England

Kommunikationssystem zur Verwendung in Bergbauanlagen.

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, insbesondere ein für Bergbauanlagen geeignetes Kommunikationssystem. Eine derartige Bergbauanlage weist einen Schacht und ein Aufzugs- oder Förderkorbsystem zum Fördern von Förderkörben nach oben und unten in dem Schacht auf, um Mannschaft und Material von der Mine an die Oberfläche zu fördern.

Aus Sicherheits- und Steuerungs- und Kontrollgründen ist es erforderlich, daß Informationen von dem Förderkorb zur Förderanlage und dem Steuerhaus an der Oberfläche übertragen werden. Derartige Informationen schließen Positionsdaten des Förderkorbes im Schacht ein.

Bisher wurde vorgeschlagen, Daten aus dem Förderkorb zur Oberfläche durch Übertragung elektrischer Signale längs eines Führungsteiles in dem Schacht zu übertragen. Diese Lösungsmöglichkeit bedingt jedoch, daß ^roße Schlaufenantennen an dem Förderkorb und an der Oberfläche vorhanden sind. Derartige Antennen können leicht mechanischer Beschädigung ausgesetzt werden und sind, was den Verbrauch an Batteriestrom betrifft, teuer. Hinzu kommt, daß die Kupplung zwischen den Antennen und dem Führungsseil nicht sehr wirksam ist und daß daher Datensignale von anderen elektrischen Einrichtungen schwere Interferenzen enthalten können.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Naäiteile dadurch zu vermeiden, daß eine Bergwerksanlage geschaffen wird, bei welcher die Datenübertragung zwischen den Förderkörben und der Oberfläche sehr viel wirksamer als bisher durchführbar ist.

Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung weist ein Kommunikationssystem zwei Sender-Empfänger, einen langgestreckten, metallischen Bauteil, der längs eines gewünschten Signalweges angeordnet ist, toroidale Kupplungseinrichtungen einschließlich einer Drahtwindung, welche betriebsmäßig mindestens einen der Sender-Empfänger mit dem langgestreckten Bauteil verbindet, und ferner Vorrichtungen, auf welche den anderen Sender-Empfänger und den langgestreckten Bauteil derart verbinden, daß Daten längs des gewünschten Signalweges übertragbar sind.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht die Einrichtung, die den anderen Sender-Empfänger mit dem langgestreckten Bauteil verbindet, aus einer weiteren toroidalen Kupplungseinrichtung.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Bergwerksanlage mit einem in einem Schacht aufwärts und abwärts bewegbaren Förderkorb geschaffen, welche Datenübertragungseinrichtungen an dem Förderkorb und Datenempfangseinrichtungen an der Oberfläche, ein metallisches Seil in dem Schacht, welches sich mindestens zwischen dem Förderkorb und der Oberfläche erstreckt, eine toroidale Kupplungseinrichtung, welche betriebsmäßig die Datenübertragungseinrichtung und das metallische Seil miteinander verbindet und eine weitere toroidale Kupplungseinrichtung aufweist, welche betriebsmäßig die Datenempfangseinrichtung und das metallische Seil derart miteinander verbinden, daß Daten längs des metallischen Seiles übertragbar sind.

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Die toroidale Kupplungseinrichtung enthält vorzugsweise einen Kupplungstoroiden, welcher vorzugsweise aus Ferrit hergestellt ist.

Eine Schutzhülle ist für jede der Kupplungen vorgesehen.

Zweckdienlicherweise ist ein Sicherheitssperrkreis in der Übertragungseinrichtung eingeschlossen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist ein Empfangs- oder Fühltoroid im Bereich des Kupplungstoroiden angeordnet, wobei dieser Empfangstoroid den Strom in dem Führungsseil erfaßt.

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch weitergebildet werden, daß der Ausgang des Fühltoroiden in die Übertragungseinrichtung eingespeist wird, um hierdurch eine geschlossene Regelschleife für diese zu bilden.

Die Toroiden sind vorzugsweise in Segmenten ausgebildet und es sind Überbrückungsfugen für die Segmente vorgesehen, so daß jeder der Toroiden den Weg eines geschlossenen Feldes bildet.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform nach der Erfindung umgibt die Schutzhülle nicht vollständig den dazugehörigen Toroiden, so daß die Schutzhüllen keine Pfade geschlossener Felter bilden.

Im folgenden werden vier Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. ·

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Es zeigt:

Fig. 1 eine skizzenhafte Ansicht einer Bergwerksanlage; Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit von Fig. 1; Fig. 3 eine Schnittansicht einer Einzelheit gemäß Fig. 1,

welche einen Teil der Einzelheit von Fig. 1 einschließt;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Einzelheit von Fig.2;

Fig. 5 eine Ansicht eines Förderkorbes mit Sensoren und einer Anlage zur Datenübertragung;

Fig. 6 eine unvollständige elektrische Schaltung einer Einzelheit der Kupplungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 6, die jedoch eine weitere Einzelheit enthält;

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich den Figuren 6 und 7_f welche jedoch eine unterschiedliche Einzelheit veranschaulicht;

Fig. 9 eine graphische Darstellung von Leistungsparametern der Anlage nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 die Ansicht eines Toroiden nach der Erfindung;

Fig. 11 eine weitere graphische Darstellung von Leistungsparametern der Anlage nach der Erfindung;

Fig. 12 eine Ansicht eines Teiles einer Bergwerksanlage, einschließlich einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 13 ein elektrisches Blockschaltbild einer Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 14 eine skizzenhafte Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 15 eine skizzenhafte Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Bergwerksanlage skizzenhaft veranschaulicht, welche aus einem in den Boden 2 abgesenkten Schacht 1 besteht. Ein Oberbau 4 ist auf dem Boden am Oberende des Schachtes montiert. Ein Führungsseil 6 hängt von dem Überbau 4 von einer Aufhängung 8 nach unten und läuft nach unten in den Schacht 1. Das Führungsseil 6 ist wirksam über den Überbau 4 geerdet. Das Seil 6 ist durch Gewichte 10 an dessen Ende unter Spannung gehalten, wobei diese Gewichte durch eine Leitung 11, die zu einem geerdeten Verbindungskasten 12 führt, elektrisch geerdet sind.

Ein Förderkorb 14 ist mittels eines Aufzugsseils 16 an der Winde 15 des Förderturmes aufgehängt. Das Aufzugsseil 16 ist über den Förderturm 15 und den Überbau 4 geerdet. Der Förderkorb 14 weist einen intermittierenden elektrischen Kontakt mit dem Führungsseil 6 über Schleifteile 18 auf, die längs des Führungsseiles 6 gleiten, während der Förderkorb in dem Schacht 1 aufwärts und abwärts verfahren,wird.

Ein Kupplungstoroid 20 ist an dem Förderkorb befestigt, wobei dieser Toroid auf elektrischem Wege Datenübertragungseinrichtungen (in Fig. 1 nicht dargestellt, jedoch weiter unten näher erläutert) in dem Förderkorb °14 mit dem Führungsseil 6 kuppelt. Ein ähnlicher Kupplungstoroid 22 ist an dem Überbau 4 befestigt, wobei dieser Toroid 20 Datenempfangseinrichtungen an der Ober-

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fläche mit dem Führungsseil 6 elektrisch koppelt.

In Fig. 2 ist der Kupplungtorοid 20 in näheren Einzelheiten veranschaulicht und es ist ersichtlich, daß dieser aus zwei Hälften 23 und 24 besteht. Die beiden Hälften sind, das Führungsseil 6 umgebend, aneinandergeklemmt. Eine Hälfte 23 des Toroiden ist mit einer Drahtwicklung 26 (vergleiche jedoch Fig. 10) veranschaulicht und dieser Draht 26 ist an die zuvor erwähnten Datenübertragungseinrichtungen angeschlossen ./Fig. 3 zeigt in der Schnittansicht, daß der Toroid 20 mit einer Schutzhülle oder Umkleidung 28 umgeben ist. Die Schutzhülle oder Umkleidung 28 besteht aus zwei Abschnitten 29 und 30, welche den Toroiden 20 gegen mechanische Beschädigungen schützen und welche eine glatte Oberfläche zur Zusammenarbeit mit dem Führungsseil 6 bilden. Die Schutzhülle 28 umgibt den Toroiden 20 nicht vollständig, da sonst eine geschlossene Schleife für elektrische Felder um den Toroiden geschaffen würde,und die Kupplungseigenschaften zwischen dem Toroiden und dem Führungsseil 6 ungünstig beeinflußt würden. Ein schmaler Spalt 31 gewährleistet, daß eine derartige geschlossene Schleife nicht geschaffen wird.

In Fig. 4 ist die Klemmeinrichtung für die beiden Hälften 23 und 24 des Toroiden 20 in näheren Einzelheiten veranschaulicht und es ist ersichtlich, daß diese aus einer Überlappungsverbindung besteht. Die Verbindungsteile 35 und 36 sind auf den Toroidteilen 23 und 24 durch Reibung gehalten. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß ein schmaler Spalt 37 zwischen den Toroidteilen 23 und 24 vorhanden ist. Dieser Spalt behindert eine Flußverbindung zwischen den Teilen 23 und 24, jedoch gewährleistet andererseits die Tatsache, daß die Verbindungsteile 35 und 36 vorhanden sind, daß ein vollständiger Flußpfad besteht, da ein durchgehender Weg beispielsweise vom Teil 23 zum Teil 35 und weiter zum Teil 24 vorhanden ist.

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In Fig. 5 ist ein Teil einer betriebsfertigen Bergbauanlage veranschaulicht, einschließlich des Förderkorbes 14 des Führungsseiles 6 und des Toroiden 20. Sensoren 41 und 42 sind an dem Förderkorb 14 befestigt, wobei diese Sensoren das Führungsseil 6 abtasten. Das Führungsseil 6 ist magnetisch markiert und, die Sensoren erfassen diese magnetischen Markierungen. Ein dem Muster der erfaßten magnetischen Markierungen entsprechendes, elektrisches Signal wirddin einen Modulator 44 eingespeist. Der Modulator 44 erzeugt ein Nxederfrequenzsignal (in den veranschaulichten Beispielen im Bereich von 15 kHz), welches mit den Markierungsdaten des magnetischen Seiles frequenzmoduliert wird. Eine Sendeeinrichtung 45 ist an dem Modulator angeschlossen und weiter an den Kupplungstoroiden 20, um die Übertragung durch das Führungsseil 6 vorzunehmen. Die Übertragung wird weiter unten unter Bezugnahme auf die Betriebaeise noch näher erläutert.

Wie in Fig. 6 veranschaulicht, ist die Wicklung auf dem Toroiden 20 als ein Induktor L veranschaulicht. Eine Abstimmungskapazität C1 ist parallel zu dem Toroiden 20 geschaltet und beide sind an den Ausgang der Sendeeinrichtung 45 angeschlossen. Eine parallel resonante Verwendung der Induktanz L des Toroiden, wie in Fig. 6 veranschaulicht, gewährleistet, daß die Ausgangsspannung des Senders nicht durch den Q-Faktor des abgestimmten Kupplungstoroiden multipliziert wird. Eine solche Multiplikation würde beispielsweise auftreten, falls der Toroid in Reihe und in Resonanz geschaltet wäre. Die Multiplikation ist nachteilig wegen des größeren Sicherheitsrisikos aufgrund der Funkenbildung, die bei höheren Spannungen auftritt. In dem in Fig.6 veranschaulichten parallelen Resonanzkreis werden stattdessen ausschließlich die Ströme durch den Q-Faktor des abgestimmten Toroiden multipliziert und folglich ist die Anordnung sicherer. Die Bezeichnung "Q"-Faktor wird weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 9 noch näher erläutert.

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In Fig. 7 ist der Sicherheitsschaltkreis gemäß vorliegender Erfindung näher veranschaul-icht und ist in einer Sperreinrichtung 50 enthalten. Die Sperreinrichtung 50 ist eingekapselt und enthält Zenerdiodenanordnungen 1 und 2, welche die Induktanz des Kupplungstoroiden shunten, um die Spannung in der Leitung von der Sendeeinrichtung 45 zu begrenzen. In Reihe geschaltete Widerstände R1 und R2 begrenzen den Strom in der Leitung auf sichere Werte.

Es ist offensichtlich, daß in Reihe geschalteten Widerstände R1 und R2 zu Energieverlusten zwischen der Sendeeinrichtung 45 und den Wicklungen L des Kupplungstoroiden 20 führen. Wie bereits jedoch oben näher erläutert wurde, stellt die Induktanz L einen Teil eines parallelen Resonanzkreises dar und folglich werden diese Energieverluste durch den Anschluß des Abstimmwiderstandes direkt über die Induktanz L des Kupplungstoroiden innerhalb der Sperreinrichtung 50 verringert.

Auf diese V/eise fließen umlaufende und vervielfachte Ströme, die durch den parallelen Resonanzkreis erzeugt werden, nicht in die Schutzwiderstände R1 und R2 und die Energieverluste werden verringert. Es ist Jedoch weiterhin möglich, den Kupplungstoroiden auf eine genau Mittelfrequenz mittels eines Feinabstimmungswiderstandes C2 abzustimmen, welcher an die senderseitige Seite der Schutzwiderstände angeschlossen ist. Der Feinabstimmungswiderstand C2 trägt nicht den vollen vervielfachten Strom und folglich ist der Wirkungsgrad der Schaltung lediglich geringfügig verringert.

In Fig. 8 ist ein weiterer näherer Gesichtspunkt der Kupplungsschaltung veranschaulicht, der in deren Fähigkeit harmonischer Filterung besteht. Aus Fig. Q. ist ersichtlich, daß die Sendeeinrichtung 45 eine Sendertreiberstufe 46 und Senderausgangsstufen 47 enthält. Für einen elektrischen Betrieb mit hohem

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Wirkungsgrad ist es zweckdienlich, quadratische Wellensignale anstelle von Sinuswellensignalen in den Äusgangsstufen des Senders zu verwenden, da die quadratischen Wellen eine volle Schwingung von Aus nach.Ein in der Schaltung gewährleisten.

ist
Eine quadratische Welle/schematisch bei 80 unterhalb der Ausgangsstufe 47 des Senders veranschaulicht. Eine in Reihe geschaltete Induktanz L2 in Kombination mit dem Abstimmwiderstand C1 weisen harmonische Schwingungen höherer Ordnung der Ausgangsstufe des Senders zurück. Die Induktanz L des Kupplungstoroiden 20 und der Abstimmwiderstand 21 sind auf die Frequenz der Ausgangsstufe des Senders abgestimmt und folglich werden irgendwelche harmonischen Schwingungen, die nach L2 auftreten, ausgefiltert. Die Induktanz L und die Ferritkupplung führen dann eine Wiaierumformung zu einer Sinuswelle zur Übertragung in dem Seil 6 durch. Die Sinuswelle ist bei 81 veranschaulicht. Je höher der Q-Fäktor des Kreises ist, desto größer ist auch der Wirkungsgrad des Kreises.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird der Ausdruck Q-Faktor näher erläutert. Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung,in welcher der Kupplungswirkungsgrad als Ordinate und die Signalfrequenz als Abszisse aufgetragen sind. Ferner sind drei Kurven GL , Ql^ und GU veranschaulicht und entsprechen einem hohen, mittleren bzw. niedrigen Q-Faktor. In Fig. 9 ergibt ein hochliegendes Q, welches durch Q₁ dargestellt ist, einen höheren Wirkungsgrad, nine größere Stromvervielfältigung durch den parallelen Resonanzkreis und einen höheren Filterwirkungsgrad für harmonische Schwingungen des Kreises. Andererseits ergibt ein niedrigliegendes Q,velches durch Q^, dargestellt ist, eine größere Frequenzbandbreite für die Kupplung, d. h. es kann mehr Information übertragen werden, jedoch ist dies nur mit einem unproportional größeren Energieaufwand möglich und die Gefahr von Verzerrungen ist wesentlich größer. Die beschriebene Ausführungsform gemäß der Erfindung arbeitet bei einem hohen "Q", welches

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jedoch niedrig genug liegt, um eine Schaltungsmultiplikation von 10 für Sprache und von 100 für den Datenkanal niedriger Geschwindigkeit zu gewährleisten.

In Fig. 10 ist die Wicklung in näheren Einzelheiten veranschaulicht. Die Wicklung ist gleichmäßig um die beiden Hälften 23 und 24 des Toroiden verteilt. Eine derartige Vertalung hat einen Verstärkungseffekt auf die Interferenz in übertragenen Signalen, da störende äußere magnetische Felder, die in dem Toroiden einkuppeln, in entgegengesetzten Umdrehungen der Wicklungen auf gegenüberliegenden Hälften des Toroiden aufgehoben werden.

Unter Bezugnahme auf die obenstehende Beschreibung ist offensichtlich, daß der Kupplungstoroid 22 in gleicher Weise wie der Kupplungstoroid 20 hergestellt ist.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Vorrichtung nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die bisher beschriebenen Figuren näher erläutert. Der Förderkorb 14 wird nach oben und unten in dem Schacht verfahren, um Mannschaft und Material aus dem Bergwerk zur Oberfläche zu fördern. Aus Sicherheitsgründen ist es unbedingt erforderlich, daß Informationen, die den Standort des Förderkorbes betreffen, welche durch die Sensoren 41 un 42 von dem Seil 6 (Fig. 5) abgetastet werden, zur Oberfläche gesendet werden.

Wie bereits oben erwähnt, werden die die Position betreffenden Signale an das Führungsseil 6 über den Modulator 44, den Sender 45 und den Kupplungstoroiden 20 übertragen. Die Signale werden dann durch das Führungsseil 6 zu dem Kupplungstoroiden 22 und von diesem zurEmpfängereinrichtung an der Oberfläche weitergeleitet. Die Toroiden sind durch die zuvor erwähnten Schutzhüllen oder Auskleidungen 29 und 30 geschützt und können so keine

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mechanischen Beschädigungen erfahren. Ein geschlossener Strompfad für das Informationssignal wird von der Erdung durch die Aufhängung 8, das Führungsseil 6, die Spannungsgewichte 19, das Kabel 11 und den Anschlußkasten 12 und dann zurück zur Erde hergestellt. Ein weiterer Strompfad, der näher unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform erläutert wird,* geht von Erde durch die Aufhängung 8, das Führungsseil 6, die Gleitstücke 18, den Förderturm 15 und zurück zur Erde.

Im Betrieb ist die Lebensdauer der Batterie für den Sender 45 von großer Bedeutung aufgrund sich ändernder Schwierigkeiten und es ist vorteilhaft, daß die Lebensdauer der Batterie so lange wie möglich verlängert wird, was mit anderen Worten bedeutet, daß die Sendeeinrichtung so wenig Strom als möglich verbrauhen soll. Der oben beschriebene Stromkreis mit hohem Q-Faktor gewährleistet, daß das Signal von dem Senfer durch das Führungsseil 6 mit höchstmöglichem Wirkungsgrad gekuppelt wird, da der parallele Resonanzkreis schwingt und das Sendesignal in der oben beschriebenen Weise filtert. Eine weitere den Betrieb betreffende Überlegung betrifft die Sicherheit des übertragenen Signales, wobei diese Sicherheit proportional zur Signalspannung abnimmt und folglich auch mit der Möglichkeit, Funken zu erzeugen, die explosive Gase zünden könnten. Der oben unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebene Sperrkreis gewährleistet, daß die Sicherheit vorhanden ist.

Folglich ist offensichtlich, daß₍ durch die Erfindung eine Datenverbindung geschaffen wird, welche sehr wenig Batteriestrom benötigt, eine gerine Interferenz aufweist und gleichzeitig sicher ist.

Falls es erforderlich ist, andere Informationen neben Positionssignalen zu übertragen, beispielsweise Sprache, kann, falls nicht genug Platz auf dem FM-Signal der Sendeeinrichtung vor-

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handen ist, da der Kupplungstoroid wegen des hohen Q-Faktors eine geringe Bandbreite aufweist, ein weiterer Kupplungstoroid an dem Führungsseil 6 angebracht werden.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnähme auf die Figuren 1, 11, 12 und 13 beschrieben. Wie bereits zuvor erwähnt, gibt es zwei Signalwege durch das Führungsseil 6, der erste führt durch den Anschlußkasten 12 und der zweite durch die Gleitstücke 18. Intermittierender Kontakt tritt lediglich über die Gleitstücke 18 auf, jedoch erzeugt dieser Sognalpfad erhebliche Fluktuationen der Signalstärke. Die Amplitude der empfangenen Signale ist in Fig. 11 veranschaulicht, welche eine graphische Darstellung ist, wobei die Signalgröße die Ordinate und die Schachttiefe die Abszisse ist. In dieser Figur der Zeichnungen wird ein Informationssignal durch den ersten Signalpfad skizzenhaft durch S1 veranschaulicht und besteht aus einem alternierenden Signal, welches zwischen den Grenzen +L10 und -L10 wechselt. Ein Signal durch den zweiten Signalpfad ist durch S2 veranschaulicht, welches zwischen den Grenzen +L20 und -L20 alterniert. Es ist zu sehen, daß das zweite Signal in seiner Größe von einem hohen Wert an der Schachtoberfläche auf einen kleinen Wert am Schachtboden abfällt. Ein Wert einer zusammengesetzten Grenze für diese beiden Signale S1 und S2 ist bei +L30 angedeutet.

Für die beste Betriebsweise der Erfindung ist es vorteilhaft, daß das Signal S1 lediglich für Datenübertragungen verwendet wird und folglich, daß das Signal S2 verstärkt wird. Dies kann durch Isolation der Gleitstücke 18 geschehen oder könnte in der oben näher erläuterten Weise erfolgen.

Folglich ist bei der zweiten¹ Ausführungsform gemäß der Erfindung (vgl. Fig. 12 und 13) ein weiterer Kupplungstoroid 20 an dem Förderkorb 14 befestigt und umgreift das Führungsseil

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Dieser weitere Kupplungstoroid 120 wirkt als Feedback-Erfassungskupplung unterhalb der Senderkupplung. Dadurch, daß der Toroid 120 vorgesehen ist, wird eine schnelle Fluktuation der Signalamplitude verhindert, welche insbesondere im Bereich der Oberfläche aufgrund der Berührung zwischen den Gleitstücken 18 und dem Führungsseil 6 auftritt. Der Toroid 120 speist die Signale zurück zum Treiber 46 des Senders, um dadurch selbsttätig den Stromkreisantrieb zu der Ausgangsstufe 47 des Senders zu verringern, wenn das Gleitstück 18 mit dem Führungsseil in Berührung gelangt. Die Zurückführung läßt den Sender als konstante Stromquelle erscheinen, welche die Neigung zeigt, einen konstanten Strom in dem Führungsseil zu erzeugen, was im Idealfall tatsächlich erfolgt. Auf diese Weise ruft der Fühl-Toroid 120 eine Verbesserung der Amplitudenstabilität des von der Sendeeinrichtung 45 empfangenen Signales hervor.

Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung arbeitet mit Frequenzmodulation bei beiden beschriebenen Ausführungsformen, jedoch ist es möglich, eine Amplitudenmodulation bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform zu verwenden, da hier eine größere Amplitudenstabilität des Signales erreicht ist. Hinzu kommt, daß die zweite beschriebene Ausführungsform eine Verbesserung der Lebensdauer der Batterie im Vergleich mit der zuerst beschriebenen Ausführungsform gewährleistet, da die Energie-erfordernisse der Batterie an den Punkten der verbesserten Kupplung verringert sind, wenn das Gleitstück 16 in Berührung mit dem Führungsseil 6 gelangt.

Bei weiteren Ausführungsformen nach der Erfindung können Toroidalkupplungen in Verbindung mit anderen Arten von Antennen verwendet werden. Die Toroidalkupplungen können zusammen mit magnetisch markierten oder durchgehenden Seilen verwendet werden, da leine gegenseitige Beeinflussung zwischen der magnetischen Markierung und dem alternierenden Kupplungsstrom-

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signal vorhanden ist. Der Kupplungstoroid 22 kann am Oberende des Schachtes oder am Boden desselben angeordnet sein oder kann alleine oder in Verbindimg mit einem weiteren Kupplungstoroiden am Boden bzw. am Oberende des Schachtes zusammenarbeiten. ₊

Selbstverständlich kann die Datenübertragung ebenfalls vom Schachtoberende und/oder Unterende des Schachtes zum Förderkorb unter Verwendung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erfolgen.

In Fig. 15 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, wobei das Kommunikationssystem in einer Fabrik verwendet ist. Bei der dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist ein isoliertes Kabel 140 um eine Fabrik herum geführt. Das Kabel 140 ist isoliert, um es von den schmutzigen Umgebungsbedingungen der Fabrik zu schützen.

Mit dem Kabel 140 sind über Toroidalkupplungen 143 bzw. 145 Sender-Empfänger 141 bzw. 142 gekoppelt. Die Kupplungen können an den verschiedenen Punkten leicht auf das Kabel aufgebracht nach Art eines Schnappverschlusse und abmontiert werden, so daß die Notwendigkeit für Steckdosen od. dgl. in einer schmutzigen Umgebung vermieden wird.

Fühl-Toroiden 144 und 146 sind in gestrichelten Linien veranschaulicht und können an die Serider-Empfänger 141 und 142 angebracht werden, um in dem isolierten Kabel 140 einen konstanten Strom zu gewährleisten.

Das Kabel 140.ist direkt an eine feststehende Station angeschlossen, welche bei einem Laufkran, der bei 151 angedeutet ist, angewandt ist. Ein Fahrwerk 152 läuft längs der Kranschiene 151. Ein Kupplungstoroid 153 kuppelt das Fahrwerk

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betriebsmäßig mit einem Führungskabel 15^· Auf diese Weise können Steuerungs- und Informationssignale von dem Kranführer 21 dem.Fahrwerk 152 übertragen werden. Ein Fühl-Toroid 155 ist vorgesehen, um die Signalfluktuation zu begrenzen, wenn das Kabel die Kranschiene berührt, wie dies bereits unter Bezugnähme auf die zweite Ausführungsform der Erfindung näher erläutert wurde.

Aus obenstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die vorliegende Erfindung ein Kommunikationssystem geschaffen wird, mittels dessen Daten von einem Förderkorb zur Oberfläche übertragen werden können und welches sehr viel robuster, wirksamer ist und einen geringeren Energiebedarf im Vergleich mit bekannten Geräten aufweist.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

DBr/pr

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Claims

BROSE DKa"BROSE Ingenieure D-8023 München-Pullach. Wiener Sti. i\ lei. (ü89) 753307i; Telex 5*12147 bros d; Cables: «Patentibus» München COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED, Hobart House, Grosvenor Place, London SW1X 7AE, England Case 3876 S: 12. Juli 1978 PATENTANSPRÜCHE

1. Kommunikationssystem zur Verwendung in einer Bergwerksanlage, einschließlich einer Vorrichtung, welche sich relativ zu einem langgestreckten, metallischen Bauteil bewegt, der längs eines gewünschten Signalpfades angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sender-Empfänger &?) an der Einrichtung (14) montiert ist und daß ein weiterer Sender-Empfänger (21) irgendwo längs des langgestreckten Bauteiles <££$ angeordnet ist, um die Daten von dem Sender-Empfänger £5) zu empfangen und zu diesem zu senden, daß toroidale Kupplungseinrichtungen (2OL) einschließlich einer Wicklung vorgesehen sind und den Sender-Empfänger &5) mit dem Bauteil (6) betriebsmäßig verbinden, daß eine weitere toroidale Kupplungseinrichtung £2) einschließlich einer Drahtwicklung den weiteren Sender-Empfänger (21) mit dem Bauteil verbindet„ wobei die Daten längs des Bauteiles (6) über die toroidalen Kupplungseinrichtungen (2OL 22) und die weitere toroidale Kupplungseinrichtung übertragen werden.

2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die toroidale Kupplungseinrichtung einen

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Kupplungstoroiden aufweist, welcher mindestens aus zwei Segmenten (23, 24) hergestellt ist und daß die Segmente gleichmäßig mit Draht (26) umwickelt sind, wobei äußere Felder, die die einzelnen Segmente beeinflussen in dem Kupplungstoroiden als Ganzem aufgehoben werden.

3. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Magnetflußverbindungsteile (35, 36) zwischen den Segmenten angeschlossen sind, um einen gescbbssenen Plußpfad um den Toroiden fco) zu bilden.

4. Kommunikationssystem nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzhülle (28) mindestens einen Teil des Toroiden umgibt.

5. Kommunikationssystem nach einem ader mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die toroidale Kupplungseinrichtung einen parallelen Resonanzkreis aufweist, wobei die Induktanz {,) durch die Toroidwicklung gebildet ist.

6. Kommunikationssystem nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die toroidale Kupplungseinrichtung einen Sicherheitssperrkreis C?O) enthält.

7. Kommunikationssystem nach einem oder mehreren der vorstehende! Ansprüche, dadurch gekennzeinhnet, daß ein Fühl-Toroid (12) mit dem langgestreckten Bauteil (6) gekoppelt ist, um den Strom in dem Bauteil zu erfassen, wobei der Ausgang des FUhl-Toroiden dem Übertragungssender-Empfänger (21, 45) geleitet wird, um eine geschlossene Steuerschleife für diesen zu bilden.

DBr/pr

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