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Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Abstandsände-
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rungen von Meßpunkten Die-Erfindung betrifft einen Weg-Meßgeber für
die kontinuierliche Messung der Abständsänderungen von Meßpunkten,- insbesondere
zur Überwachung der Abbauwirkungenim Steinkohlenbergbau, bestehend aus einer vorgespannten
Seiltrommel mit Seilzug und auf der gleichen Welle sitzender Zahnradscheibe, in
der die der als Vorspannaggregat- dienenden Feder zugeordnete Zahnradscheide kämmt,
während eine mit einem Stromkreis mit Präzisions-Spannungsfrequenzwandler verbundenes
Potentiometer antreibende Zahnrad scheibe über die gleiche Achse angetrieben wird,
wobei alle Teile in einem druckfesten Gehäuse untergebracht sind nach Patent (Patentanmeldung
P 29 41 747.8).
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Das aus der Hauptanmeldung bekannte Weg-Meßgebergerät übernimmt die
bisher durch Inaugenscheinname und Messung mit Hilfe von Meßbändern oder Zollstöcken
notwendige Arbeit zur Überwachung von Meßpunkten. Sie wird z. B. durchgeführt, um
das Gebirge bzw.
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dessen Verformungen zu überwachen. Bei dem aus der Hauptanmeldung
bekannten Gerät können die Abständsänderungen der Meßpunkte in Signale umgesetzt
werden, die mit Hilfe der unter Tage bereits vorhandenen Tdnfrequenz-Übertragungssysteme
nach über Tage übertragen werden können. Dabei nimmt ein vorgespannter
Drehtrieb
mit Seilzug die Längenänderungen auf und überträgt sie über ein Zahnrad, das auf
der gleichen Achse angeordnet ist, auf ein Zahnrad, das ein Präzisions-Potentiometer
antreibt, welches seinerseits an einen Stromkreis angeschlossen.ist, der über Fernspeisegeräte
versorgt und mit Spannungsfrequenzwandlern und anderen Bauteilen so-ausgerüstet
ist, daß er die von der Längenänderung ausgehenden Signale in elektronische Signale
umwandelt. Das Gerät muß dabei auf die zu messenden Weglängen eingestellt bzw.
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entsprechend ausgesucht sein. Nachteilig dabei ist, daß entweder entsprechend
viele Geräte zur Hand sein müssen, diebe Überschreiten gewisser Weglängen ausgewechselt
werden müssen oder aber die Geräte so ausgebildet sein müssen, daß mit entsprechendem
Aufwand die für die Messung benötigten Einzelteile ausgewechselt werden. Dies ist
insbesondere deshalb nachteilig, weil'bei Auswechselung z.B. der Vorspannaggregate
die anschließend gemessenen Werte nicht mehr.mit den vorher gemessenen Werten vergleichbar
sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Gerät
zu'schaffen, das bei geringem Arbeitsaufwand und vergleichbaren Meßbedingungen über
eine hohe Anpassungsfähigkeit an die zu messenden Weglängen verfügt.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Seiltrommel,
die Feder und die Anschlußplatten für die Seiltrommelwelle und die Federhauswelle
für alle .zu messenden Weglängen gleiche Abmessungen aufweisen, während das Potentiometer
und/oder die außenliegend angeordnetal Zahnradscheiben auswechselbar ausgebildet
sind.
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Mit Hilfe einer derartigen Ausbildung ist ein kompaktes und in den
die Weglängen aufnehmenden Teilen immer gleiches Gerät geschaffen, so daß die EinheitlichReit
der Meßwerte gewährleistet ist. Durch Auswechselung des Potentiometers bzw.
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der außenliegend angeordneten Zahnrad scheiben kann das Gerät ohne
großen Aufwand und schnell den jeweiligen Anforderungen entsprechend umgebaut werden.
Das Potentiometer mit der ihm zugeordneten Zahnradscheibe und die mit der Seiltrommel
gekoppelte Zahnradscheibe liegen so, daß sie bei Enfernen des Gehäusedeckels leicht
entnommen und gegen entsprechende andere Übersetzungen aufweisende Teile zu -ersetzen-
sind.
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Die die Weglängen aufnehmenden Teile sind für die-unter Tage auftretenden
Bedingungen ausreichend dimensioniert, wenn wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, die
Seiltrommel einheitlich breit ist und einen Umfang von 220 mm aufweist bzw. wenn
das Übersetzungsverhältnis von Seiltrommelwelle zur Federhauswelle konstant ist
und die Feder einen langen Federweg aufweist.
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Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist der Achsabstand
zwischen Seiltrommelwelle und Potentiometerwelle veränderbar. Dadurch wird es möglich,
auf der Seiltrommelwelle Zahnrad scheiben unterschiedlichen Umfanges bzw. unterschiedlicher
Zahnanzahl zu verwenden und dabei jeweils die Potentiometerwelle mit dem darauf
sitzenden Potentiometer entsprechend dichter zur oder weiter weg von der Seiltrommelwelle
zu positionieren. Die Veränderung
des Achsabstandes kann dadurch
herbeigeführt werden, daß die Anschlußplatte des Potentiometers in Langlöchern geführt
ist und/oder daß die AnschluBplatte mit Seiltrommel und Federhaus und der oberen
Anschlußplatte verschieblich angeordnet ist.
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Um die Umrüstung des.Gerätes möglichst schnell und ohne großen Aufwand
durchführen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß dem Gehäuse je eine Zahnradscheibe
mit 30, 40, 60-und 80 Zähnen zugeordnet ist. Damit ist jedem Gehäuse ein Satz von
Zahnradscheiben beigefügt, mit dem die unter Tage in der Regel auftretenden zu messenden
Weglängen ohne weiteres ermittelbar sind. Durch die Austauschbarkeit des Potentiometers
kann das Verhältnis noch weiter vergrößert werden. Die Umrüstung wird dabei zusätzlich
dadurch erleichtert, daß al-le Zahnradscheiben ein gleiches Modul und gleich angeordnete
Befestigungslöcher aufweisen.
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Zur weiteren Vereinfachung ist vorgesehen, daß je zwei Zahnradscheiben.zu
einer Einheit zusammengefaßt sind, so daß durch einfaches Lösen der Zahnradscheibeneinheit
und Wenden die größere und kleinere Zahnradscheibe zum Einsatz kommt.
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Für den Fall, daß der Seilzug zwischen dem an einem Meßpunkt befestigten
Gerät und dem anderen Meßpunkt vorübergehend entfernt werden soll, kann er ausgehakt
werden, woraufhin sich der Seilzug durch die Kraft der Feder in das Gehäuse zurückzieht.
Um hierbei die Einzuggeschwindigkeit in Grenzen zu halten, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß der Seiltrommelwelle oder dem Federhaus eine Fliehkraftbremse zugeordnet ist,
in-die zum leichteren Ausziehen des Seilzuges wiederum eine Rutschkupplung eingebaut
ist.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus und verfügt über
einen hohen technischen Fortschritt, weil durch die Kombination der Auswechselbarkeit
der Potentiometer und der Zahnradscheiben das mechanische Übersetzungsverhältnis
in einem.weiten Bereich ohne großen Aufwand verändert werden kann. Es ergibt sich
bei üblichen Potentiometern ein mögliches Verhältnis zwischen dem kleinsten Wegmeßbereich
und dem-größten von 1 : 70.
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Wenn zu den vier Zahnradscheiben noch eine gröbere oder eine kleinere.hinzugenommen-wird,
kann das- Ve-rhältnis auf 1 : 100- -und größer erweitert werden.
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Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Weg-Meßqeber in Draufsicht nach Entfernen
des Gehäusedeckels, und Fig. 2 den Weg-Meßgeber im Schnitt.
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Bei ;dem in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellten Weg-Meßgeber sind die
einzelnen Teile in einem druckfesten, nicht dargestellten, Gehäuse untergebracht
Auf der Anschlußplatte 4 sitzt der mit 5 bezeichnete Drehtriebpunkt. Angetrieben
wird der Drehtrieb über die Seiltrommel 6 bzw. den Seilzug 7, der auf-die Seiltrommel
aufwickelbar- bzw. von dieser abzuziehen ist.
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Auf der Seiltrommelwelle 10 sitzt das Zahnrad 9, in dem die Zahnradscheibe
14 des auf der Federhauswelle 12 sitzenden Federhauses 11. Innerhalb des-Federhauses
11 ist die nicht-sichtbare Feder 13 angeordnet. Bei der Feder 13 handelt
es
sich um eine Uhrwerksfeder, die über die Spanneinrichtung 15 jeweils so vorgespannt
werden kann, wie dies aufgrund der zu erwartenden und zu überwachenden Bewegungen
notwendig ist.
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Die-Anschtußplatte 4 auf der das Zahnrad 9 des Drehtriebes 5 bzw.
der Seiltrommel 6 und das Federhaus 11 mit der Spanneinrichtung 15 angeordnet sind,
ist innerhalb des Gehäuses 1 im dargestellten Beispiel fixiert. Die Seiitrommelwelle
10 und die Federhauswelle 12 sind dabei sowohl in der Anschlußplatte 4 wie auch
in der Anschlußplatte 31 Verlagert, so daß ihr'Abstand zueinander nicht veränderbar
ist.
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Demgegenüber sind die Zahnradscheiben 32, 33, die oberhalb der Anschlußplatte
31 auf der Seiltrommelwelle 10 angeordnet sind, auswechselbar. Die Zahnradscheiben
32, 33, sind, dabei zu'einer Einheit zusammengefaßt, die von der Seiltrommelwelle
10 abgezog.en und umgedreht werden kann, so daß jeweils nach Bedarf entweder die
Zahnradscheibe 32 oder die Zahnradscheibe 33 zum Einsatz kommt.
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In der Zahnradscheibe 32 kämmt im dargestellten Ausführungsbeispie-l
nach Fig. 2 die Zahnradscheibe 18, die ihrerseits auf der. Potentiometerwelle 1-9
sitzt, und somit das Po.-tentiometer 20 antreibt. Das Potentiometer 20 wird durch
die Anschlußplatte 17 gehalten, die ihrerseits über einen Tragzapfen 21 mit der
Anschlußplatte 4 verbunden ist. Die den Fuß des Tragzapfens 21 tragende untere Platte
weist Langlöcher 16 auf, so daß die gesamte untere Platte mit dem Potentiometer
20 und den Zubehörteilen je nach Bedarf in Richtung auf die Seiltrommel 6 oder vorn
ihr weg verschoben werden kann.
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Oberhalb der Zahnradscheiben 32, 33 ist die-Elektronik 22 angeordnet,
die im wesentlichen der Elektronik gemäß der Hauptanmeldung entspricht. Über eine
Zusatzelektronik wird dabei die Möglichkeit geschaffen, die Funktionen der Bau.-steine
am Ort ihres Einsatzes unmittelbar mittels einer Leuchtdiodenanzeige zu überprüfen,
die von den Ausgangstransistoren angesteuert werden. Damit wird es in vorteilhafter
Weise möglich, die Funktion des Gerätes bzw. die gemessenen Werte auch unter Tage
am Einsatzort zu überprüfen und gegebenenfvlls noch schneller entsprechende Maßnahmen
zur Sicherung der Strecke, des Strebes oer irg.endwelcher.Mas.chinenaggregate sofort
einzuleiten..
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Figur 1 zeigt zusätzlich eine Fliehkraftbremse 34, die mit der Seiltrommelwelle
6 oder gegebenenfalls auch mit dem Federhaus 11 in Eingriff gebracht werden kann,
wenn beim Lösen des Seilzuges 7 der Seilzug über die Feder 13 in das Gehäuse 1 zurückgezogen
wird. Dadurch kann die Einzugsgeschwindigkeit soweit gedrosselt werden, daß eine
BeschAdigung des Gerätes selbst oder eine Verletzung der Bedienungspersonen ausgeschlossen
ist. In.die Fliehkraftbremse 34 ist zum leichteren'Ausziehen des Meßteils eine Rutschkupplung
eingebaut.
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Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Abstandsänderungen von
Meßpunkten .4 Anschl.ußplatte 5 Drehtrieb 6. Seiltrommel 7 Seilzug 9 Zahnrad 10
Seiltrommelwelle 11 Federhaus 12. Federhauswelle .13 Feder 14 Zahnradscheibe zu
11 15 Spanneinrichtung 16 Langloch 17 Anschlußplatte zu 20 18 Zahnradscheibe zu
20 19. Potentiometerwelle 20 Potentiometer 21 Tragzapfen 22 Elektronik 31 Anschlußplatte
zu 32/15 32 Zahnradscheibe 33 Zahnrad scheibe 34 ' Fliehkraftbremse
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