DE3029738C2 - Einrichtung zur Drehzahl- und Schlupfmessusng an den an- und abtreibenden Seiten der hydraulischen Kupplung einer Bandförderanlage für Grubenbetriebe - Google Patents

Description

Grubenwarte außerhalb der explosionsgefährdeten Be-■ eiche angeordnet sind, als Seriengeräte ohne besondere Schutzmaßnahmen ausgebildet sein.

Aus der DE-AS 12 79 815 ist bei einer Einrichtung anderer Gattung, nämlich bei einer Schaltungsanordnung für Fernwirkanlagen zur Aussendung von kodierten Impulstelegrammen, die Erzeugung der langen Impulse bzw. Pausen durch Frequenzteilung an sich bekannt Dabei ist ein Taktgenerator, dessen einstellbare Frequenz die normale Impulsfolge bestimmt, einem Zähler vorgeschaltet, der die Impulszahl festlegt Ein Hilfszähler unterbricht bei besonderer Ansteuerung die Zählfolge des Zählers und erzeugt die langen Impulse bzw. Pausen durch Frequenzteilung der Taktgeneratorfrequenz. Unterschiedliche Sendegeschwindigkeiten werden durch Änderung der Taktzeit des Taktgenerators eingestellt Demgegenüber ist erfindungsgemäß eine Frequenzteilerschaltung direkt in Reihe zwischen jedem Meßwertgeber und dem Sender der Tonfrequenzübertragungsanlage angeordnet so daß alle drehzahlproportionalen Meßdaten entsprechend dem Teilerverhältnis heruntergeteilt und an die Tastgeschwindigkeit der in Grubenbetrieben üblichen Tonfrequenzübertragungsanlagen angepaßt werden.

Jede Frequenzteilerschaltung ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung als einfaches Flipflop (bistabiler Multivibrator) ausgebildet dessen am Signaiausgang getastete Ausgangsimpulsfolge — wie an sich bekannt (Bartels/Oklobdzija: »Schaltungen und Elemente der digitalen Technik«, Verlag für Radio-Photo-Kinotechnik GmbH, Berlin-Borsigwalde, 1964/1965, Seiten 142—145) — die halbe Folgefrequenz der Eingangsimpulsfolge hat Da die Antriebsmotoren in dem beschriebenen Anwendungsfall der Erfindung bei Bandförderanlagen eine maximale Drehzahl von 1500 U/min haben, so daß sich bei Abgabe eines Schaltimpulses pro Umdrehung eine maximale Impulsfolgefrequenz von 25 Impulsen pro Sekunde ergibt, genügt bereits ein Flipflop als Frequenzteilerschaltung zur Anpassung an die Tastgeschwindigkeit von 15 Impulsen pro Sekunde üblicher Tonfrequenzübertragungsanla·- gen. Bei höheren Drehzahlen und damit einer entsprechend höheren Tastgeschwindigkeit ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß mehrere Flipflopstufen in Reihe geschaltet sind, so daß die Impulsfolgefrequenz am Ausgang der gesamten Frequenzteilerschaltung im Verhältnis von V₂ * zur Impulsfolgefrequenz am Eingang der Teilerschaltung steht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in Verwendung für die Drehzahl- und Schlupfüberwachung an Bandförderanlagen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Antriebszuges einer Bandförderanlage mit einer Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl- und Schlupfdaten am Kupplungseingang und -ausgang;

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel der digitalen Frequenzteilerschaltung mit einem Teilungsverhältnis von 2 : 1 und

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Frequenzteilerschaltung mit einem Teilungsverhältnis von 4 : 1.

In dem Blockschaltbild gemäß F i g. 1 ist schematisch ein Antriebszug mit einem Motor M, einer hydraulischen Kupplung K und einem Gelriebe G für eine Bandförderanlage B dargestellt; auf die Darstellung der in der Praxis üblicherweise verwendeten Gruppenantriebe wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet zumal die meß- und Übertragungsiechnischen Gesichtspunkte bei der Drehzahlüberwachung von Gruppenantrieben die gleichen wie bei der Drehzahlüberwachung von Einzelantrieben sind. Der einzige Unterschied liegt darin, daß sich die Anzahl der Meßstellen mit zugehörigen Meßwertgebern und Frequenzteilerschaltungen entsprechend ändert
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird von

ίο getrennten Meßwertgebern l_eund 1„ die Drehzahl n_c am Eingang der hydraulischen Kupplung K bzw. die Drehzahl n_a am Ausgang der Kupplung gemessen. Der Meßwertgeber kann dabei als Näherungsinitiator ausgebildet sein, der bei Vorbeilauf eines Eisenstücks oder Mais gnets an einem Fühlerkopf einen elektrischen Ausgangsimpuls erzeugt Die Impulsfolgefrequenz bzw. die Impulstastgeschwindigkeit am Ausgang des Meßwertgebers l_e bzw. l_a ist daher ein Maß für die Drehzahl n_e bzw. n_a an den Ein- und Ausgängen der hydraulischen Kupplung K.

Die digitalen Ausgangssignale jedes Meßwertgebers l_e bzw. l_a, deren Impulsfolgefrer\uenz in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahl variiert ist, werden zu einer in F i g. 1 als Block 2_e bzw. 2„ dargestellten Frequenzteilerschaltung übertragen. Alle Frequenzteilerschaltungen sind in bevorzugter Ausführung als Baugruppe auf einer Steckkarte zusammengefaßt, die in eine Unterstation der vorhandenen Tonfrequenzübertragungsanlage einsteckbar ist und die Betriebsspannung über den Baugruppenträger dieser Unterstation erhält. Je nach Anzahl der in der Meß- und Überwachungsanlage vorgesehenen und an eine Baugruppe angeschlossenen Meßstellen muß gegebenenfalls für den Steckplatz der Baugruppe eine Umverdrahtung in der Unterstation vorgenommen werden.

In den Frequenzteilerschaltungen 2_e bzw. 2_a wird die eingangsseitige Impulsfolgefrequenz soweit heruntergeteilt daß sie kleiner ist als die vom Sender der TF-Übertragungsanlage 3 verarbeitbare maximale Tastgeschwindigkeit bzw. Folgefrequenz von 15 Impulsen pro Sekunde. Über die TF-Übertragungsanlage 3 werden die digitalen Meßsignale zu dem in der Grubenwarte befindlichen Auswertegerät 4 übertragen. Das Auswertegerät 4 kann beispielsweise ein Schnellschreiber sein, der mehrere einlaufende Meßsignale in analoger Form auf einem Streifen über die Zeit aufzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Frequenzteilerschaltung 2 ist in F i g. 2 schaltungsmäßig dargestellt.
An den Eingangsanschlüssen ei und e₂ der Frequenzteilerschaltung 2 steht das vom Meßwertgeber 1 abgegebene digitale Meßsignal an, dessen Folgefrequenz direkt proportional zur Drehzahl n_e bzw. n_a variiert wird. Von einer transistorisierten Eingangsstufe 20 wird die Eingangsimpulsfolge an den Signaleingang einer Flipflopstufe 22 angelegt. Das zur Flipflopstufe 22 gehörige Flipflop 23 hat eine Rückkopplungsverbindung 24 vom Ausgang einer Seite zu dem Eingang einer anderen Seite des Flipflops. Dadurch ergibt sich an dem einzigen Signalausgang 25 des Flipflops nur bei jedem zweiten Eingangsimpuls am Eingang 21 ein Ausgangsimpuls, so daß die Impulsfolgefrequenz am Ausgang 25 halb so groß wie am Eingang 21 ist. Das digitale Ausgangssignal am Ausgang 25 wird über eine Treiberstufe 28 zu dem in der Zeichnung nicht dargestellten Sender der Tonfrequenzübertragungsanlage 3 übertragen.

Die in Fig. 3 dargestellte Frequenzteilerschaltung 2' entspricht im grundsätzlichen Aufbau derjenigen gemäß F i g. 2. Die Eingangsstufe 20 und die ausgangsseiti-

ge Treiberstufe 28 sind identisch. Die Flipflopschaltung 22 ist jedoch zweistufig vorgesehen, wobei der Ausgang 25 des ersten Flipflops 23 mit dem Eingang eines zweiten Flipflops 26 verbunden ist. Der Ausgang 27 liegt dabei am Eingang der Treiberstufe 28, so daß das digita-Ie Ausgangssignal des letzten Flipflops 26 in der Reihenanordnung zum Sender der TF-Übertragungsanlage 3 übertragen wird. Da jedes der Flipflops 23 bzw. 26 die Folgefrequenz des am Eingang anstehenden digitalen Signals halbiert, hat das digitale Signal am Ausgang des Flipflops 26 eine Folgefrequenz, die im Teilungsverhältnis von 1 :4 zur Folgefrequenz des Eingangssignals des ersten Flipflops 23 steht. Durch Hintereinanderanordnung weiterer Flipflops kann das Teilungsverhältnis noch weiter verringert werden,

Jedem Meßsignal, z. B. n_c bzw. /?„, ist eine Frequenzteilerschaltung beispielsweise entsprechend der Darstellung in der Fig.2 oder in der Fig.3 zugeordnet. Wie oben gesagt, können mehrere Teilerschaltungen 2 auf einer Platte beispielsweise mit 31 poligem Stecksokkel aufgebaut werden, und diese Platte kann in ein Normgehäuse einer TF-Übertragungsanlage für Sender- und Empfängerbausteine eingebaut werden. Als Speisespannung dient die in der TF-Anlage vorhandene 12-V-Gleichspannung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

1 2 fassung zum Zwecke der Optimierung zeitlich begrenz- Patentansprüche: ter Maschinenfunktionen oder Anlaufvorgänge von Antrieben. Zur Optimierung der Füllung hydraulischer

1. Einrichtung zur Drehzahl- und Schlupfmessung Kupplungen an großen Bandförderanlagen ist eine an den an- und abtreibenden Seiten der hydrauli- 5 Drehzahl- und Schlupfüberwachung und Erfassung der sehen Kupplung einer Bandförderanlage für Gru- zugehörigen Meßdaten am Kupplungseingang und benbetriebe, bei der drehzahlproportionale Meßda- -ausgang erforderlich. Sowohl die Meßwertgeber bzw. ten von zwei Meßwertgebern oder -wandlern durch -wandler als auch die zugehörigen Auswertegeräte beiVariation der Impulsfolgefrequenz digital entwickelt spielsweise in Form von Anzeigegeräten oder besonde- und zu wenigstens einem Anzeige- und/oder Aus- 10 ren Schnellschreibern sind bekannt Meßwertgeber wertegerät übertragen werden, dadurch ge- bzw. -wandler, z.B. berührungslos arbeitende Nähekennzeichnet, daß die Meßwertgeber oder rungsinitiatoren, die bei jeder Umdrehung der über- -wandler (l_ft 1„) zum Einsatz in Grubenbetrieben als wachten Welle einen oder mehrere Schaltimpulse abgeschlagwettergeschützte Betriebsmittel ausgebildet ben, sind bereits als schlagwettergeschützte Betriebssind, daß mit jedem Meßwertgeber oder -wandler 15 mittel bekannt und für den Grubenbau zugelassen, da eine Frequenzteilerschaltung (2_ft 2,) io Reihe ge- sie teilweise Bestandteil der laufenden Betriebsüberwaschpltet ist und daß die beiden Frequenzteilerschal- chung sind. Es fehlt aber an zugehörigen eigensicheren tungen mit einem Sender einer die drehzahlpropor- Erfassungs- und Aufzeichnungsgeräten. Derartige Getionalen Meßdaten mit den geteilten Impulsfolgefre- rate dürfen nur außerhalb der schlagwettergefährdeten quenzen zum Anzeige- und/oder Auswertegerät 20 Bereiche, beispielsweise in Montagehallen übertage übertragenden Tonfrequenzübertragungsanlage (3) oder in der Grubenwarte eingesetzt werden. Dort köngekoppelt sind, wobei die Frequenzteilerschaltun- nen die Anzeige-und/oder Auswertegeräte, ζ. B. die begen (2_ft 2,) jeweils so ausgebildet sind, daß sie die sonderen Schnellschreiber mit dort vorhandenen Promaximale Folgefrequenz der am Eingang anstehen- zeßrechnern kombiniert werden, um beispielsweise die den digitalen Meßsignale auf eine von der Tonfre- 25 Füllung von Kupplungen zu Bandförderanlagen einzuquenzübertragungsanlage (3) übertragbare be- stellen und zu optimieren.

grenzte Impulsfolgefrequenz herunterteilen. Aus Günther Swoboda: »Die Planung von Fernwirk-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- anlagen«, R. Oldenbourg Verlag München/Wien, 1967, zeichnet, daß jede Frequenzteilerschaltung (2,2') ein Seiten 110 bis 113 und 154 bis 163 sind verschiedene Flipflop (23) mit einem Signalausgang (25) aufweist, 30 Übertragungsmethoden bekannt, bei denen die Infordessen digitales Ausgangssignal die halbe Folgefre- mation u. a. durch Änderung der Impulsfolgefrequenz

t: quenz des am Signaleingang (21) anstehenden digita- (FM bzw. PFM) gekennzeichnet wird. In Anwendung |P len Eingangssignals hat auf die Meßwertgeber oder -wandler für die Drehzahl- ||

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- und Schlupfmessung am Kupplungseingang und -ausi| zeichnet, daß jede Frequenzteilerschaltung (2, 2') 35 gang großer Bandförderanlagen würde die Übertraft mehrere in Reihe geschaltete Flipflops (23,26) auf- gung der Meßdaten zu einem geeigneten Auswertege- *|i weist und das digitale Ausgangssignal des in der Rei- rät in der Grubenwarte aber besondere Meßadern bell henschaltung letzten Flipflops (26) an den Sender dingen, die vor allem bei Sondermessungen und nur fr der Tonfrequenzübertragungsanlage (3) angekop- zeitlich begrenzt auftretenden Optimierungsaufgaben |,ji pelt ist. 40 ökonomisch nicht zu vertreten sind.
i!

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die ·;:· kennzeichnet, daß der letzten Frequenzteilerschal- im Grubeneinsatz vor allem als Sondermessung und bei [γ, tung (23,26) eine transistorisierte Treiberstufe (28) Optimierungsaufgaben anfallenden Drehzahl- und |S zum Ankoppeln des frequenzgeteilten digitalen Schlupfmessungen der eingangs genannten Art mit mi- |S Meßsignals an die Tonfrequenzübertragungsanlage 45 nimalem Aufwand durchzuführen, und insbesondere die ;;t (3) nachgeschaltet ist. digital anfallenden drehzahlproportionalen Meßdaten Il

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, an die begrenzte Impulstastgeschwindigkeit bzw. Im- ; dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Frequenztei- pulsfolgefrequenz vorhandener Tonfrequenzübertra- !'· lerschaltungen (2_n 2_a) auf einer Einschubplatte ange- gungsanlagen anzupassen, um zusätzliche Meßadern ordnet sind, daß die Einschubplatte einen der Ein- so einzusparen.

schubfassung des Normgehäuses für die Tonfre- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

,., quenzübertragungsanlage (3) angepaßten Stecksok- kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

<l kel aufweist und daß die Betriebsspannung der Fre- Durch die Erfindung gelingt es auf überraschend ein-

;.'■ quenzteilerschaltung über den Stecksockel von dem fache Weise mit im Grubenbetrieb vorhandenen oder

Baugruppenträger der Tonfrequenzübertragungs- 55 zugelassenen Geräten meßtechnische Sonderprobleme,

; anlage (3) abgeleitet ist. nämlich die Drehzahl- und Schlupfüberwachung an gro-

t ßen Bandförderanlagen zur Optimierung der Kupp-

:'■■■· lungsfüllung zu lösen. Die Meßdaten können von dem

im Grubenbetrieb befindlichen Bandantrieb problemlos 60 zu zentralen Steuergeräten oder Meßeinrichtungen in

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur der Grubenwarte übertragen werden, wo sie entweder Drehzahl- und Schlupfmessung an den an- und abtrei- in der digitalen Form oder bei Verwendung geeigneter benden Seiten der hydraulischen Kupplung einer Band- Digital/Analog-Umsetzer als analoge Meßsignale weiförderanlage für Grubenbetriebe nach dem Oberbegriff terverarbeitet werden. Außerdem können die Meßdades Anspruchs 1. 65 ten nach der Übertragung über die vorhandene Tonfrein Grubenbetrieben ergibt sich häufig außerhalb des quenzübertragungsanlage in Prozeßrechner eingegenormalen Betriebsablaufs und der laufenden Betriebs- ben werden. Die Auswertegeräte, Anzeigeeinrichtunüberwachung das Problem der genauen Meßdatener- gen und Schreiber können, da sie beispielsweise in der