DE3611656A1 - Hydraulischer sensor einer anlage des untertagebetriebes, insbesondere des hydraulischen strebausbaus - Google Patents

Hydraulischer sensor einer anlage des untertagebetriebes, insbesondere des hydraulischen strebausbaus

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DE3611656A1
DE3611656A1 DE19863611656 DE3611656A DE3611656A1 DE 3611656 A1 DE3611656 A1 DE 3611656A1 DE 19863611656 DE19863611656 DE 19863611656 DE 3611656 A DE3611656 A DE 3611656A DE 3611656 A1 DE3611656 A1 DE 3611656A1
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Lothar Strassburg
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WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
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WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0007Fluidic connecting means

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Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Sensor einer Anlage des Untertagebetriebes, insbesondere des hydraulischen Strebausbaus gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.
Der hydraulische Sensor gemäß der Erfindung ist vorzugsweise für Anlagen vorgesehen, welche für den Einsatz in explosionsgefährdeten Betrieben eingerichtet sind. Explosionsgefahr besteht u.a. im Steinkohlenbergbau unter Tage bei Anwesenheit von Grubengas. Das ist vor allem im Abbau der Fall. Dort wird hydraulischer Gruben-, d.h. vor allem Strebausbau eingesetzt. Eine derart ausgedehnte, hydraulische Anlage weist in der Regel eine Mehrzahl von Meßstellen auf, welche den hydraulischen Druck überwachen. Der gemessene Druck muß dann an die Anzeigestelle weitergegeben werden, welche den Meßwert analog oder digital sichtbar macht und/oder weitergibt und häufig in größerer Entfernung von der Meßstelle angeordnet sein muß. Das ist bereits dann der Fall, wenn die Druckwerte zentral von einer Konsole aus überwacht werden, die in einer Abbaustrecke untergebracht ist. Häufig kommen jedoch noch erheblich größere Entfernungen zwischen Meßstelle und Anzeige in Betracht, namentlich wenn es sich um die Fernwirktechnik handelt. Die Erfindung ist insbesondere für hydraulische Anlagen dieser Art vorgesehen, welche einer Mehrzahl von Druckmeßstellen in größerer Entfernung von einer Anzeige der Meßwerte aufweisen.
Hierbei kommt es einerseits darauf an, daß trotz der großen Entfernung die Übermittlung der Meßwerte nicht gestört und dadurch die Anzeige verfälscht wird. Andererseits muß auch der eigentliche Wandler vor Beschädigungen oder gar Zerstörungen geschützt werden. Gleichwohl ist es erforderlich, Wartungs­ und Reparaturarbeiten zu berücksichtigen, die insbesondere unter den Verhältnissen des Untertage­ betriebes nicht vermeidbar sind.
Die Erfindung geht von einem vorbekannten hydraulischen Sensor aus. Hierbei ist der Sensor an der Meßstelle eingebaut und weist einen Anschluß für ein Kabel auf, welches die Entfernung von der Meßstelle bis zur Anzeige überbrückt und die elektrischen Signale weitergibt, welche von dem an der Meßstelle angeordneten Wandler erzeugt werden. Die von derartigen Wandlern ausgehenden elektrischen Kabel stellen Signalleitungen dar, die als elektrische Einrichtungen zu einem technischen Bereich gehören, für den bei explosionsgefährdeten Betrieben besondere Vorschriften gelten, für die eine besondere Sorgfaltpflicht besteht. Im Steinkohlenbergbau handelt es sich um Schlagwetterschutz-Vorschriften, nach denen die Montage und Wartung der Signalleitung und der Leitungsanschlüsse nur von besonders geschultem Personal vorgenommen werden darf. Das erschwert die Wartungs- und Unterhaltungsarbeiten beträchtlich. Die von dem Sensor gelieferten, in der Regel analogen elektrischen Signale sind vergleichsweise schwach. Da sie galvanisch übermittelt werden, unterliegen sie induktiven und kapazitiven Einflüssen anderer elektrischer Systeme, die notwendigerweise in unmittelbarer Umgebung der Signalleitung untergebracht werden müssen. Größere elektrische Maschinen und stärkere elektrische Leitungen stören daher häufig die von den Wandlern ausgehenden Analogsignale. Schließlich ist der Drucksensor selbst meist der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt, wenn er dort angebracht ist, wo der Druck gemessen wird. Das ist nämlich an der Stelle der Fall, an der der aktive Teil der hydraulischen Anlage arbeitet, beim Strebausbau sind es z.B. die hydraulischen Stempel und Rückzylinder, die erheblichen mechanischen Beeinträchtigungen durch äußere Einflüsse ausgesetzt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Sensor der als bekannt vorausgesetzten Art zu schaffen, welcher auf einfache Weise gegen Störungen von außen unempfindliche Meßsignale der Meßstelle liefert und mit einem verminderten Wartungs­ und Unterhaltungsaufwand auskommt.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung ermöglicht die den Wandler aufnehmende Muffe mit ihrem Schlauchanschluß die Unterbringung des Sensors an der Meßstelle, also dort, wo das elektrische Signal benötigt oder weiterverarbeitet wird. Der Wandler ist auf diese Weise einerseits den starken mechanischen Beanspruchungen an der Meßstelle entzogen. Andererseits entfällt die Signalleitung bzw. ist die auf einen Bereich beschränkt, welcher entweder nicht mehr besonderer Sorgfalt unterliegt, weil es sich um das Innere eines Gehäuses handelt, das auch auf einfache Weise explosionsgeschützt ausgebildet werden kann. Oder die Signalleitung beschränkt sich auf einen Bereich außerhalb eines Gehäuses, der störenden Einflüssen entzogen ist. Die erfindungsgemäß vorgesehene Fortleitung des unter dem Meßdruck stehenden hydraulischen Mediums auch über größere Entfernungen durch eine zum Wandler führende Schlauchleitung macht keine Schwierigkeiten, weil diese Schläuche nicht wie elektrische Signalleitungen für ihre Wartung und Montage geschultes personal erfordern. Sie unterliegen auch nicht Einflüssen, die den für das Wandlersignal entscheidenden hydraulischen Druck von außen verfälschen. Da der Wandler in der Muffe untergebracht ist, schützt die Muffe alle empfindlichen Teile des Wandlers, insbesondere diejenigen, welche den hydraulischen Druck in eine elektrische Größe umwandeln.
Vorzugsweise und mit den Merkmalen des Patentanspruches 2 ergibt sich eine besonders einfache, aber auch widerstandsfähige Unterbringung des Wandlers in der Muffe. Da diese für eine Schlauchsteckverbindung eingerichtet ist und solche Verbinder in zahlreichen und zweckmäßigen Ausführungsformen insbesondere aus dem Untertagebetrieb bereits bekannt sind, läßt sich der erfindungsgemäße hydraulische Sensor in die bekannten Steckverbindungssysteme ohne weiteres einbeziehen. Der Sensor selbst besteht aus einem einstückigen, abgedrehten Gehäuse und ist daher ohne großen Aufwand zu fertigen und einzusetzen.
Mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 läßt sich der Sensor an der Meßstelle auf unterschiedliche Weise befestigen. Insbesondere eignet sich dafür die Wand eines Gehäuses, welches eine elektrische Einrichtung umschließt. Das ist dann besonders einfach, den hydraulischen Sensor anzubringen, weil dieser mit der Gehäusewand verschraubt wird und die Dichtung dafür sorgt, daß das Gehäuse seine Schutzfunktion behält.
Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen
Fig. 1 einen hydraulischen Sensor mit angeschlossener Druckleitung, teilweise im Längsschnitt,
Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 im Schnitt längs der Linie II-II und
Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1.
Der hydraulische Sensor (1) gemäß Fig. 1 ist für den hydraulischen Strebausbau vorgesehen. Ein Hochdruckschlauch (2) führt zu der entfernten, nicht dargestellten Meßstelle. Der Sensor (1) sitzt an einer Meßstelle, die mit einer abgebrochen wiedergegebenen Wand (3) ihres Gehäuses (4) angedeutet ist. In dem Sensor (1) ist ein Wandler (5) untergebracht, der den hydraulischen Druck in ein elektrisches Signal umsetzt.
Dieser Wandler weist eine Membran (8) auf, welche mit einer Muffe (7) eine Baueinheit bildet. Diese Muffe weist einen im Durchmesser vergrößerten, außen zylindrischen Abschnitt (8) auf, welcher zur Aufnahme einer Schlauchsteckverbindung ausgebildet ist, die in Fig. 2 wiedergegeben ist. Die Schlauchsteckverbindung weist einen Nippel nach DIN 20043 bei (9) auf und wird mit Hilfe einer Kupplungsklammer (10) nach DIN 20043 angeschlossen. Der Nippel (9) weist eine Runddichtung (11) auf, die DIN 20043 entspricht. Im übrigen ist der Abschnitt (8) der Muffe als Steckmuffe nach DIN 20043 ausgebildet.
Unter der Membran steht der hydraulische Druck in dem Raum (12) an. Der Druck im Raum (12) entspricht dem statischen Druck, welcher im Schlauch (2) und damit an der Meßstelle herrscht. Je nach Druckhöhe verformt sich die Durchbiegung der Membran (6) wird elektrisch mit Hilfe eines Dehnungsmeßstreifens (14) gemessen. Die Messung kann auch auf piezo-elektrischem Wege erfolgen. Die zum elektrischen Abgriff dienenden Drähte führen zu einer isolierten Lötstelle (15), die mit einer Kleberschicht (16) isoliert ist. Die elektrischen Anschlüsse für die Fortleitung des Meßsignals sind bei (17) angedeutet.
Die Muffe (7, 8) weist auf ihrem Durchmesser reduzierten, zylindrischen Abschnitt (7) ein Außengewinde (18) auf. Auf das Außengewinde (18) passen eine Mutter (19) und eine Kontermutter (20). Auf der gegenüberliegenden Seite der Gehäusewand (3) umschließt eine Ringdichtung (21) den zylindrischen Gehäuseabschnitt (7). Bei Verspannung der Muffe mit der Gehäusewand (3) stützt sich die Ringdichtung (21) auf einem Ringflansch (22) ab, welcher den im Durchmesser vergrößerten Teil (8) der Muffe abschließt.
Die elektrischen Anschlüsse (17 bzw. 15) sind in einem rohrförmigen Fortsatz (23) der Muffe (7, 8) untergebracht. Auch dieser Teil ist gemäß dem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Muffenkörper ausgebildet. Auf diese Weise sind die elektrischen Anschlüsse versenkt angeordnet und geschützt.
Im Betrieb wird die Muffe (7, 8) in eine entsprechende Gehäusebohrung eingesteckt, nachdem die Ringdichtung (21) aufgezogen ist. Mit Hilfe der Mutter (19) und der Kontermutter (20) wird die Muffe mit der Gehäusewand (3) verspannt. Die elektrischen Anschlüsse (17) können nunmehr mit der elektrischen Einrichtung verbunden werden, die im Gehäuse (4) untergebracht ist. Mit Hilfe der Steckverbindung läßt sich der Schlauch bedarfsweis anschließen bzw. abnehmen.

Claims (4)

1. Hydraulischer Sensor einer Anlage des Untertagebetriebes, insbesondere des hydraulischen Strebausbaus, bei der an einer Meßstelle der hydraulische Druck gemessen und an eine davon entfernten Anzeige elektrisch wiedergegeben wird, wobei der zwischen Anzeige und Meßstelle einbaubare Sensor als Wandler ausgebildet ist, der den anstehenden hydraulischen Druck in ein elektrisches Signal umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (5) in einer Muffe (7, 8) untergebracht ist, welche an einem Ende eine Kupplung (9 bis 12) für einen zur Meßstelle führenden Schlauch (2) und am anderen Ende elektrische Anschlüsse (17) trägt, und daß die Muffe (7, 8) außen einen Gehäuseanschluß (18) für die Anzeige (4) und innen eine Membran (14) trägt, welche den hydraulischen Druck nach außen abschließt und mit den elektrischen Anschlüssen (17) verbunden ist.
2. Hydraulischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (7, 8) und die Membran (14) eine Baueinheit bilden, wobei die Muffe (7, 8) zur Aufnahme einer Schlauchsteckverbindung (9 bis 12) eingerichtet ist und versenkt angeordnete elektrische Anschlüsse (17) aufweist.
3. Hydraulischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (7, 8) ein Außengewinde (18) und einen Flansch (22) zur Abstützung einer Ringdichtung (21) beim Aufschrauben einer Mutter (19) auf das Außengewinde (18) trägt.
4. Hydraulischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (7, 8) einen rohrförmigen Fortsatz (23) aufweist, in dem die elektrischen Anschlüsse (17) untergebracht sind.
DE19863611656 1986-04-07 1986-04-07 Hydraulischer sensor einer anlage des untertagebetriebes, insbesondere des hydraulischen strebausbaus Withdrawn DE3611656A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0352240A1 (de) * 1988-07-21 1990-01-24 MARELLI AUTRONICA S.p.A. Wandler für sehr hohen Druck, insbesondere zur Druckmessung einer hydraulischen Flüssigkeit
DE4026855A1 (de) * 1990-08-24 1992-03-05 Siemens Ag Drucksensor
DE10217729A1 (de) * 2002-04-20 2003-11-06 Tuev Anlagentechnik Gmbh Unter Verfahren für die sicherheitstechnische Überprüfung, Diagnose und Überwachung von Betriebszuständen von Anlagen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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