DE3912500C1

DE3912500C1 - Inclination sensor for vibrating underground mining machines - has two pendulum potentiometric sensors with liquids of different viscosities providing adjustable damping

Info

Publication number: DE3912500C1
Application number: DE19893912500
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 5600 Wuppertal De Brychta; Klaus 4650 Gelsenkirchen De Detering
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1989-04-15
Filing date: 1989-04-15
Publication date: 1990-09-13
Anticipated expiration: 2009-04-16

Abstract

An inclinometer for systems subject to strong vibrations has two liq. damped, pendulum potentiometric sensors (2,3) with associated electronic boards mounted on a chassis plate. Both sensors can be rotated on the base of a steel plate housing through +/- 15 deg. Liquids of different viscosities in the housing provide variable adjustable damping directly at the measurement position. The electronic boards are mounted in a separate housing connected to the steel plate housing via a cable. USE/ADVANTAGE - Esp. for underground mining and tunnelling machines. Accurate.

Description

Die Erfindung betrifft einen Neigungsgeber für starken Erschütterungen unterworfene Anlagen, insbesondere im un tertägigen Berg- und Tunnelbau eingesetzte Maschinen, mit zwei potentiometrisch arbeitenden und auf einer Chassis platte angeordneten, flüssigkeitsgedämpften Pendelgebern mit zugehörigen Elektronikplatinen.The invention relates to a tilt sensor for strong Plants subject to vibrations, especially in the un machines and machines used for several days two potentiometrically working and on one chassis plate-mounted, liquid-damped pendulum encoders with associated electronics boards.

Neigungsgeber werden im Untertagebergbau eingesetzt, um die Schieflage verschiedener Anlagen und Maschinen, wie beispielsweise Förderer, Schildausbau oder Gewinnungsma schinen zu überprüfen. Mit Hilfe bekannter Neigungsgeber (DE-OS 33 06 386.9), die als potentiometrisch arbeitende Pendelgebersensoren ausgebildet sind, wird die Schieflage ermittelt und über Fernübertragung nach Übertage oder zu zentralen Überwachungsstellen weitergeleitet. Die Pendel gebersensoren werden in einem Kunststoff- oder Stahl blechgehäuse auf einer Chassisplatte durch Klemmschrauben justierbar angebracht. Bei sogenannten Doppelneigungsge bern sind zwei Pendelgeber im rechten Winkel zueinander in einem solchen Gehäuse untergebracht (US-PS 36 06 687). Es ist auch möglich, noch mehr derartiger Pendelgeber an zuordnen und miteinander zu verbinden.Inclinometers are used in underground mining to the imbalance of various systems and machines, such as for example, sponsors, shield removal or extraction measures seem to check. With the help of known inclinometers (DE-OS 33 06 386.9), which works as a potentiometric Pendulum sensor sensors are formed, the imbalance determined and via remote transmission to surface or to central monitoring points forwarded. The pendulum encoder sensors are made of plastic or steel sheet metal housing on a chassis plate by means of clamping screws adjustable attached. With so-called double inclination bern are two pendulum encoders at right angles to each other housed in such a housing (US-PS 36 06 687). It is also possible to add more such pendulum encoders assign and connect with each other.

Nachteilig ist, daß diese bekannten Neigungsgeber insbe sondere bei sich bewegenden oder gar fahrenden Anlagen ungenügend genau arbeiten, weil diese Erschütterungen durch ihre Belastung bzw. ihre Arbeit ausgesetzt sind, die sich durch hohe Amplituden und unterschiedliche Fre quenzen auszeichnen.The disadvantage is that these known incliners in particular especially with moving or even moving systems work insufficiently precisely because of these vibrations are exposed to their stress or their work, which are characterized by high amplitudes and different fre mark sequences.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen die Nei gungswerte anzeigenden, auch bei starken Erschütterungen der zu überwachenden Anlage genau arbeitenden Neigungs geber zu schaffen.The invention has for its object a Nei indicative values, even with strong vibrations inclination of the system to be monitored to create donors.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei de Pendelgebersensoren auf dem Boden eines Stahlblechge häuses um +/- 15 Grad verdrehbar angeordnet sind, daß dem Inneren des Stahlblechgehäuses Flüssigkeiten zur variab len einstellbaren Dämpfung unmittelbar am Meßort zugeord net sind und daß die der Auswertung und der Anzeige dienende Elektronikplatine in einem eigenen, mit dem Stahlblechgehäuse über eine Leitung verbundenen Gehäuse untergebracht sind.The object is achieved in that de Pendulum sensor on the bottom of a steel plate are arranged rotatable +/- 15 degrees that the Inside of the sheet steel housing liquids for variab len adjustable damping assigned directly at the measurement location are net and that the evaluation and display serving electronics board in its own, with the Sheet steel housing connected via a line are accommodated.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung eines Neigungsge bers ist die Möglichkeit gegeben, genaue Meßwerte zu er halten und zu übertragen, weil die eigentlichen Pendelge bersensoren so angebracht sind, daß die auf sie einwir kenden Erschütterungen gedämpft werden, wobei gleichzei tig durch die getrennte Anordnung der Elektronikplatinen für die Auswertung in einem eigenen Gehäuse dafür Sorge getragen ist, daß diese empfindlicheren Geräteteile von den Erschütterungen völlig freigehalten werden. Dem be sonderen Einsatzgebiet des untertägigen Bergbaus wird weiter dadurch Rechnung getragen, daß die Dämpfung für die Pendelgebersensoren variabel ist. Die Dämpfung selbst kann somit so verändert werden, daß die Beeinflussung der Pendelgebersensoren durch die Erschütterungen annähernd immer gleich ist, unabhängig davon, wie stark die jewei ligen Erschütterungen und Belastungen sind. Auch sehr em pfindliche und genau einstellbare Geräteteile können so auch im untertägigen Bergbau mit seinen besonderen Be lastungen vorteilhaft eingesetzt werden, wobei sicherge stellt ist, daß bei genauen Meßwerten auch genaue Auswer tungen gesichert sind.With this inventive formation of a slope There is also the possibility of obtaining precise measured values hold and transfer because the actual pendulum sensors are attached so that they act on them kending vibrations are dampened, at the same time due to the separate arrangement of the electronic boards ensure for the evaluation in a separate housing is worn that these more sensitive parts of the device the vibrations are kept completely free. The be special application of underground mining further taken into account in that the damping for the pendulum sensor is variable. The damping itself can thus be changed so that the influence of the Pendulum sensor due to the vibrations is always the same, regardless of how strong each shocks and loads. Also very em This way, sensitive and precisely adjustable device parts can be also in underground mining with its special features loads are advantageously used, with security is that with exact measured values also accurate evaluators are secured.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vor gesehen, daß das Stahlblechgehäuse zwei planbearbeitete Flächen aufweist. Dadurch ist eine definierte Anlage an die zu überwachenden Maschinenteile möglich.After an expedient training of the invention is before seen that the sheet steel housing machined two Has areas. This creates a defined system the machine parts to be monitored possible.

Die Anpassung der Dämpfung erfolgt zweckmäßigerweise durch Einfüllung unterschiedlich viskoser Öle. Dabei ist zweckmäßigerweise die Geberkammer selbst, d. h. also das Stahlblechgehäuse so ausgebildet, daß entsprechende Öle eingefüllt werden können. Das Stahlblechgehäuse ist ent sprechend abgedichtet. Dadurch ist sichergestellt, daß je nach Schwingungsfrequenz das jeweils richtige Viskoseöl die mechanischen Pendelgeber umströmt. Zur Auswertung der Werte, insbesondere zur Auswertung von Neigungsschwell werten und deren Anzeige sieht die Erfindung vor, daß die Pendelsensoren galvanisch getrennte Ausgänge aufweisen. The damping is expediently adjusted by filling with different viscous oils. It is expediently the donor chamber itself, d. H. so that Sheet steel housing designed so that corresponding oils can be filled. The sheet steel housing is ent speaking sealed. This ensures that ever the right viscose oil according to the vibration frequency flows around the mechanical pendulum encoder. To evaluate the Values, especially for evaluating inclination threshold evaluate and display them, the invention provides that the Pendulum sensors have galvanically isolated outputs.

Eine entsprechende Weitergabe von Werten ist so gesichert und die die Auswerte- und Anzeigeteile enthaltenden Ge häuse können in entsprechender Entfernung zum Stahlblech gehäuse mit den Pendelgebersensoren untergebracht bzw. angebracht werden.This ensures that values are passed on accordingly and the Ge containing the evaluation and display parts houses can be at a suitable distance from the steel sheet housing with the pendulum sensor or be attached.

Zur Messung der xy-Achsen sind zweckmäßigerweise, wie an sich bekannt, zwei Neigungsgeber in dem Stahlblechgehäuse untergebracht. Eine entsprechend genaue Überprüfung wird erreicht, indem der die Pendelgebersensoren aufnehmenden Chassisplatte eine Justiereinrichtung zugeordnet ist.To measure the xy axes, two inclinometers are expediently housed in the sheet steel housing, as is known per se. A correspondingly precise check is achieved by assigning an adjustment device to the chassis plate receiving the pendulum sensor.

Zweckmäßigerweise ist weiter vorgesehen, daß stufenlos einstellbare Schwellwertgeber mit Ansprechkontrolle vor gesehen sind, um so Steuerfunktionen und Überwachungs funktionen zu ermöglichen.It is expediently further provided that continuously adjustable threshold value transmitters with response control are seen so as control functions and monitoring to enable functions.

Ein derartiger Neigungsgeber zeichnet sich vor allem da durch aus, daß das Gerät wahlweise als Doppelneigungs geber mit zwei, wie auch als Einfachneigungsgeber mit nur einem Pendelgeber bzw. Pendelgebersensor und der bzw. den dazu gehörigen Elektronikbaugruppen ausgerüstet werden kann. Die Meßbereiche können einfach und sicher im Be reich der jeweiligen Meßstelle mit Hilfe der eigensiche ren LCD-Anzeige abgelesen werden, um dann gegebenenfalls Maßnahmen sofort vornehmen zu können, wobei die Feinfüh ligkeit durch die stufenlos einstellbaren Schwellwert geber und entsprechende Ansprechkontrolle optimiert wird. Die getrennte Anordnung der Elektronikplatinen für die Anzeige und Auswertung erlauben nicht nur eine genaue Wiedergabe der jeweiligen Meßbereiche, sondern auch eine von den Erschütterungen unbeeinflußte Wiedergabe. Die Pendelgeber selbst sind durch die Ölfüllung der Geber kammer geschützt. Vorteilhaft ist weiter, daß der durch eine Erweiterung des Ausgangssignals auf U=0-5 Volt die gewonnenen Winkelwerte mittels genormter Schnittstel len bis in den untertägigen Bereich übertragen werden können. Such a tilt sensor is characterized in particular by the fact that the device can be optionally equipped as a double tilt sensor with two, as well as a single tilt sensor with only one pendulum sensor or pendulum sensor and the associated electronic modules. The measuring ranges can be read easily and safely in the area of the respective measuring point with the help of the intrinsically safe LCD display, in order to then be able to take measures immediately if necessary, the sensitivity being optimized by the continuously adjustable threshold value and the corresponding response control. The separate arrangement of the electronic boards for the display and evaluation not only allow an accurate reproduction of the respective measuring ranges, but also a reproduction unaffected by the vibrations. The pendulum encoders themselves are protected by the oil filling in the encoder chamber. It is also advantageous that the angle values obtained by expanding the output signal to U = 0-5 volts can be transmitted into the underground area by means of standardized interfaces.

Anhand der Figuren wird die Erfindung weiter erläutert. Dabei zeigen:The invention is further explained on the basis of the figures. Here demonstrate:

Fig. 1 zwei der Chassisplatte zugeordnete Pendelgeber in Sei tenansicht, Fig. 1, two of the chassis plate associated pendulum encoder tenansicht in Sei,

Fig. 2 die Pendelgeber mit Chassisplatte in Draufsicht, Fig. 2, the pendulum encoder with chassis plate in top view,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Stahlblechgehäuse, Fig. 3 a section through the steel housing,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das die Elektronikplatinen aufneh mende Gehäuse und Fig. 4 is a plan view of the housing and the electronics boards

Fig. 5 einen Schnitt durch das Gehäuse gemäß Fig. 4. Fig. 5 is a section through the housing according to Fig. 4.

Fig. 1 zeigt einen Neigungsgeber 1, in der Bauweise eines Doppelneigungsgebers, wobei der Pendelgebersensor 2 rechtwink lig zum Pendelgebersensor 3 auf der gemeinsamen Chassisplatte 4 angeordnet ist. Ergänzend zur Einstellung der Pendelgebersenso ren 2, 3 ist der Chassisplatte 4 eine Justiereinrichtung 5 zugeordnet. Fig. 1 shows a tilt sensor 1, in the construction of a double inclination sensor, wherein the pendulum encoder sensor 2 is arranged rechtwink lig to the pendulum encoder sensor 3 on the common chassis plate 4. In addition to the setting of Pendelgebersenso ren 2 , 3 , the chassis plate 4 is assigned an adjusting device 5 .

Auf der Chassisplatte 4 sind verschiedene Ausgänge 6, 7 vorge sehen, die galvanisch getrennt sind und über die die Meßwerte über die Leitung 8 zu den hier nicht dargestellten Elektronikplatinen weitergeleitet werden.On the chassis plate 4 various outputs 6 , 7 are easily seen, which are electrically isolated and via which the measured values are forwarded via line 8 to the electronic boards, not shown here.

Die in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Pendelgebersensoren 2, 3 mit Chassisplatte 4 sind auf dem Boden 9 des Stahlblechgehäuses 10 untergebracht. Dieses Stahlblechgehäuse 10 bildet gleichzeitig die entsprechend abgedichtete Geberkammer, die mit Öl unterschiedlicher Viskosität gefüllt werden kann. Dadurch wird die mit 11 bezeichnete Dämpfung erreicht, so daß die Pen delgebersensoren 2, 3 selbst weitgehend von Erschütterungsbe einflussungen freigehalten sind. Das Stahlblechgehäuse 10 ist wirksam und so abgedichtet, daß das Öl nach dem Einfüllen die Pendelgebersensoren 2, 3 umströmen kann.The pendulum encoder sensors 2 , 3 shown in FIGS . 1 and 2 with a chassis plate 4 are accommodated on the bottom 9 of the sheet steel housing 10 . This sheet steel housing 10 also forms the appropriately sealed master chamber, which can be filled with oil of different viscosities. This achieves the damping denoted by 11 , so that the Pen delgebersensoren 2 , 3 themselves are largely kept free from influences of vibration. The sheet steel housing 10 is effective and sealed so that the oil can flow around the pendulum sensor 2 , 3 after filling.

Getrennt vom Stahlblechgehäuse 10 ist mit diesem eine Leitung 8 verbundenes Gehäuse 12 vorgesehen. In diesem Gehäuse 12, dessen Deckel mit Sichtfenstern 13 und einem Typenschild 14 versehen ist, sind die Elektronikplatinen 15, 16 für die Anzeige und Auswertung untergebracht. Entsprechendes verdeutlichen Fig. 4 und Fig. 5. Fig. 5 verdeutlicht dabei, daß entsprechend der Ausbildung nach Fig. 1 und 2 jeweils die Elektronikplatinen 15, 16 in doppelter Ausführung vorhanden sind, um jeden Pendel gebersensor 2, 3 bedienen bzw. dessen Werte wiedergeben zu können.Separated from the steel housing 10 is a conduit 8 connected housing 12 is provided with this. The electronics boards 15 , 16 for the display and evaluation are accommodated in this housing 12 , the cover of which is provided with viewing windows 13 and a type plate 14 . Corresponding to illustrate Fig. 4 and Fig. 5. Fig. 5 shows the process that are provided corresponding to the embodiment according to FIGS. 1 and 2 respectively, the circuit boards 15, 16 in duplicate to each pendulum encoder sensor 2, 3 operate and whose values to be able to play.

Die Sichtfenster 13 bestehen aus Plexiglas, so daß die darunter befindlichen LCD′s gut sichtbar sind. An den Seiten sind Anschlußstutzen für die Leitung bzw. die Leitungen 8 vor gesehen.The viewing window 13 are made of plexiglass, so that the LCD's underneath are clearly visible. On the sides connecting pieces for the line or lines 8 are seen before.

Claims

1. Inclinometer for strong vibrations subject systems, especially in underground mining and tunneling machines, with two potentiometric working and arranged on a chassis plate, liquid-damped pendulum sensors with associated electronic boards, characterized in that both pendulum sensors ( 2 , 3 ) on the floor (9) of a sheet steel housing (10) are disposed rotatable about +/- 15 degrees, that the interior of the sheet steel housing (10) fluids are associated with schiedlicher viscosity for variably adjustable damping (11) directly at the measuring point and that the evaluation and the display serve the electronics boards ( 15 , 16 ) in a separate housing ( 12 ) connected to the sheet steel housing ( 10 ) via a line ( 8 ).

2. Inclination sensor according to claim 1, characterized in that the sheet steel housing ( 10 ) has two planbear machined surfaces.

3. Inclination sensor according to claim 2, characterized net that the mechanical pendulum encoder from an oil container is surrounded by a filling and Emptying nozzle has.

4. Inclination sensor according to claim 1, characterized in that the pendulum sensor ( 2 , 3 ) have galvanically isolated outputs ( 6 , 7 ).

5. Inclination sensor according to claim 1, characterized in that the pendulum sensor ( 2 , 3 ) mating chassis plate ( 4 ) is associated with an adjusting device ( 5 ).

6. Inclination sensor according to claim 1, characterized net that for the evaluation unit of the inclinometer infinitely adjustable threshold value transmitter with on speech control are provided.