PARA APARATO DE EXPLOTACIÓN MINERA
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un patín para soportar y/o conducir en una guía de deslizamiento un aparato de explotación minera, en particular un cargador de cilindros, con un cuerpo del patín que se fija para recambio en el aparato de explotación minera y comprende una superficie de deslizamiento realizada con un espesor de desgaste cuyo espesor disminuye por motivo de la abrasión al estar en operación . En la minería subterránea, los aparatos de explotación de minas como en particular los cepillos de carbón o los cargadores de cilindros se conducen en guías que en un extractor se montan en el lado del atibado y/o en el lado de arranque del tajo. En los cargadores de cilindros modernos es usual disponer un elemento de barra de impulsión en el lado alejado (de atibado) del tajo de carbón del extractor, que consta, por ejemplo de cremalleras y/o barras de impulsión o preferiblemente de una cadena de barras de impulsión y que interviene en una rueda de impulsión montada en cojinete en el cuerpo del cargador de cilindros. Simultáneamente el cargador de cilindros se conduce, tanto por el lado de atibado como también por el lado de arranque del tajo en una guía de máquina adecuada en las direcciones de altura y lateral mediante elementos de conducción que en particular pueden consistir en patines de conducción. Por el documento DE 195 31 729 Al, por ejemplo, se conoce que para un cargador de cilindros los elementos de conducción del lado de arranque del tajo pueden estar constituidos tanto por patines como también por rodillos de conducción. Por el documento DE 20 2004 00516 Ul se conoce un patín o cuchilla de deslizamiento para un cepillo de explotación. Al menos uno de los patines con los que se conduce el aparato de explotación minera en una guía debe soportar una gran parte del peso del aparato de explotación. Por este motivo, estos patines que soportan el peso están sometidos a un desgaste particularmente elevado y la superficie de deslizamiento de estos patines se realiza con un espesor de desgaste suficiente que durante el funcionamiento disminuye en función del desgaste. El desgaste en estos patines cargados con peso frecuentemente es particularmente elevado en virtud de que en parte llegan a quedar entre los patines y la guía trozos de piedra o lo similar que, a diferencia del carbón no tienen un efecto de lubrificación del deslizamiento. Por lo tanto es imposible estimar la vida útil de los patines, incluso recurriendo a cálculos intensivos. Ya que al mismo tiempo el acceso a los patines es muy complejo y es casi imposible una inspección visual es necesario escoger intervalos de desgaste relativamente cortos para los patines. Por lo tanto frecuentemente se recambian patines en los que el espesor de desgaste todavía hubiera sido suficiente. El objeto de la invención es crear patines para aparatos de explotación minera en los que se eliminan los problemas precedentes. De conformidad con la invención, este problema se resuelve asociando a la superficie de deslizamiento del patín al menos un sensor que se puede analizar mediante transmisión de señal inalámbrica, el cual varía su señal de detección al menos al disminuir el espesor de desgaste de la superficie de deslizamiento por debajo de un espesor mínimo. Con la solución de conformidad con la invención, mediante la aplicación de sensores resulta posible la lectura instrumentada y automática de los patines de manera que es posible reconocer automáticamente cuando se rebasa un límite de desgaste al quedar el espesor por debajo de un mínimo establecido. Mediante una transmisión de señal inalámbrica se asegura que la lectura del estado del sensor se puede llevar a cabo a suficiente distancia y, por consiguiente, libre de errores y sin propensión a fallas, mediante lo que el sensor no se ve expuesto a riesgo de ser separado de alguna manera del aparato analizador o lo similar. El patín mismo puede, por lo tanto, seguir siendo un componente cuya construcción es de estructura sencilla sin líneas de conexión, clavijas, enchufes para clavijas y lo similar en virtud de que la transmisión de la señal se efectúa de manera inalámbrica (sin hilos) . De conformidad con una configuración particularmente preferida el sensor se diseña como detector destructible, el cual se destruye cuando el espesor del patín queda por debajo del mínimo. El uso de un sensor destructible o detector destructible de este tipo tiene la ventaja especial de que es posible determinar con seguridad todos los estados de señal del sensor, por consiguiente siempre puede existir una información sobre si el sensor todavía emite una señal, si eventualmente existe un estado de corto circuito o si se quedó por debajo del espesor mínimo debido a la destrucción del sensor. De conformidad con una configuración particularmente preferida se asocia al sensor una electrónica de sensor que preferiblemente analiza de manera regular al sensor a intervalos de tiempo predefinidos. El sensor se puede analizar, por ejemplo, en un ciclo de uno o varios minutos y al hacer esto intercambiar con la electrónica del sensor un paquete de datos con señales de su estado de operación y, por ejemplo, un número de identificación que entonces transmite por vía inalámbrica la señal del sensor correspondiente a una unidad de mando asociada al aparato de explotación, a los escudos de avance o a la zona final de tajos. Preferiblemente se proporciona una batería en la electrónica del sensor con la que también se alimenta el sensor. La vida útil de la batería debe ser suficiente para que a partir de la primera activación del sensor un patín tenga una vida útil suficiente. Las baterías pueden ser celdas de batería sencillas, eventualmente incluso comerciales como, por ejemplo, microceldas. También es preferible que la electrónica del sensor esté provista con un procesador y/o una antena, en particular una antena integrada en la electrónica, como una antena PCB, de manera que con poca complejidad electrónica sea posible evaluar las señales del sensor y transmitirlas sin hilos como paquete de datos. Preferiblemente la electrónica del sensor se dispone separada del sensor en un alojamiento o rebajo fresado en el cuerpo del patín. En particular es posible que el sensor y/o la electrónica del sensor se dispongan en una cavidad, rebajo fresado o perforación que se extiende en una sección del cuerpo del patín que se localiza en la parte posterior con relación a la superficie de deslizamiento. Ventajosamente solamente el sensor llega hasta el espesor mínimo de la superficie de deslizamiento con su punta de sensor prevista para ser destruida al ser alcanzado el espesor mínimo.
También es preferible que la electrónica del sensor se pueda activar/desactivar de manera inalámbrica para prolongar la vida útil de la batería. También es ventajoso que el sensor y/o la electrónica del sensor estén encapsulados en relleno aislante. Otras ventajas y refinamientos de la invención se desprenden de la siguiente descripción de un ejemplo de realización esquemáticamente ilustrado en el dibujo de un cargador de cilindros con un patín de conformidad con la invención. En el dibujo muestran: Figura 1 en una vista en la dirección longitudinal de un extractor, esquemáticamente simplificado un cargador de cilindros que se conduce en guías en un extractor por el lado de atibado y el lado de arranque del tajo; y Figura 2 esquemáticamente un patín de conformidad con la invención con sensor de desgaste integrado. La figura 1 muestra en forma esquemática muy simplificada una instalación de explotación minera en sí conocida con un cargador 1 de cilindros como aparato de explotación minera y un extractor 2 que en una operación de explotación subterránea se dispone en el lecho 3 frente a un tajo de carbón no representado en el cual se explota carbón. Del cargador 1 de cilindros sustancialmente sólo se muestra su cuerpo 4 de máquina que abarca a manera de portal al extractor 2 y que en el lado del extractor 2 orientado hacia el tajo de carbón se apoya mediante patines 50 sobre un riel 6 que se dispone fijo lateralmente al extractor 2. El dibujo sinóptico de la figura 1 muestra únicamente el delantero de la mayoría de las veces varios patines 50. Los patines se apoyan en un brazo 5 de guía del lado de arranque del tajo mediante un bulón 14 que les permite movimiento basculante limitado, y una gran parte del peso del cuerpo 4 de máquina del cargador 1 de cilindros es soportado por los patines 50 que se deslizan a
largo de la guía 6 de deslizamiento durante la operación. En el lado opuesto (lado de atibado) el cuerpo 4 de máquina tiene en la zona de sus dos extremos en cada caso un brazo 7 de conducción en cuyos extremos inferiores se dispone en cada caso basculante un patín 8 de conducción que, mediante una pestaña 9 de guía, es guiado en particular como guía lateral para el cargador 1 de cilindros. El cargador 1 de cilindros comprende además en su cuerpo 4 de máquina un mecanismo de impulsión de movimiento con al menos una rueda dentada o de barra de impulsión, la cual se encuentra en engranaje con una cadena
11 barras de impulsión que se monta en cojinete en un riel 12 de soporte. El riel 12 de soporte constituye en el ejemplo de realización mostrado al mismo tiempo la pestaña 9 de guia para la guia lateral del cargador 1 de cilindros. El riel 12 de soporte se dispone firme sobre consolas 13 que están montadas en el lado de atibado del extractor 2. Para la conducción lateral del cargador 1 de cilindros mediante el patín 8 de guía, este comprende en su parte inferior una pestaña 22 en forma de gancho con un gancho 23 de guía que resalta hacia arriba, el cual agarra por detrás la pestaña 9 de guía en una cavidad ranurada. En particular los patines 50 del lado del arranque de tajo que se deslizan sobre la guía 6 de deslizamiento están expuestos a un desgaste particularmente elevado, ya que el material extraído con el cargador 1 de cilindros también puede tapar la guía 6 de deslizamiento. Por lo tanto los patines 50 tienen en su parte inferior una superficie 51 de deslizamiento que se configura con suficiente espesor de desgaste, siendo que esta capa de desgaste preferiblemente puede consistir de material resistente al desgaste o de piezas insertadas con más resistencia al desgaste o lo similar, que se extienden completamente o sólo parcialmente sobre la superficie 51 de deslizamiento . De conformidad con la invención los patines 50 están provistos con un dispositivo sensor que no se muestra en la figura 1, que permite una verificación inalámbrica del espesor de la superficie 51 de deslizamiento o respectivamente del estado de desgaste de la superficie 51 de deslizamiento. La estructura y disposición de este dispositivo sensor se explica ahora con referencia a la figura 2. La figura 2 muestra en forma meramente esquemática un patín 50 de conformidad con la invención, en particular para un cargador de cilindros. El patín 50 comprende un cuerpo 52 de patín relativamente masivo con una superficie 51 de deslizamiento en su parte inferior, la cual aquí se representa relativamente gruesa. La superficie
51 de deslizamiento también puede estar constituida por una capa aplicada o una pieza de inserción de desgaste o lo similar. No se representa el alojamiento para un brazo de guía del aparato de explotación minera y/o un bulón basculante o lo similar. En la parte 53 superior del cuerpo
52 del patín se configura un rebajo fresado o cavidad 54 desde la cual una perforación 55 vertical llega hasta el límite 56 entre el cuerpo 52 del patín y el principio de la superficie 51 de deslizamiento, límite que aquí está dibujado como línea. La línea 56 simboliza en este caso el espesor mínimo para el espesor de desgaste de la superficie 51 de deslizamiento. En el fondo de la perforación 55 se dispone un elemento 57 sensor que consta de un sensor destructible que se diseña para ser dañado o destrozado si la superficie 51 de deslizamiento se desgasta más que el espesor mínimo preestablecido, o sea que se rebasa la línea
56 debido al desgaste por motivo de la abrasión. El sensor
57 está conectado mediante un cable de conexión o lo similar a una electrónica 58 del sensor que comprende un microprocesador y/o una electrónica de emisor/receptor combinado sobre una pletina de contacto o lo similar. La electrónica 58 del sensor se alimenta mediante una batería 59, la cual se dispone junto con la pletina de contacto en una cavidad o rebajo fresado 54 en la parte superior del cuerpo 52 del patín. Además, la electrónica 58 del sensor está equipada con una antena PCB 60 que se representa en forma esquemática, para que las señales del sensor, reclamadas al sensor 57 mediante la electrónica 58 del sensor a intervalos definidos se puedan transmitir en forma inalámbrica a un receptor que se asocia, por ejemplo, a un aparato de control del aparato de explotación minera o a los aparatos de control de escudos de entibado o lo similar. Siempre que el sensor 57 emite una señal o respectivamente da una señal de respuesta la electrónica 58 del sensor puede transmitir esta información a través de la antena 60 a la electrónica de evaluación, y no se requiere un recambio del patín 50. Si en cambio la superficie 51 de deslizamiento baja por debajo del espesor mínimo de desgaste (línea 56) , entonces el sensor es destruido de manera que ya no emite señal. La ausencia de la señal es entonces reconocida y la electrónica de evaluación le puede indicar al personal de operación de que ya debe efectuarse un recambio de los patines 50. Se sobreentiende que incluso entonces todavía debería de existir siempre un espesor de seguridad suficiente que pueda asegurar una operación del aparato de explotación al menos hasta el siguiente turno de mantenimiento . Las baterías se pueden configurar, por ejemplo, para una vida útil determinada de dos a tres años, siendo que es posible garantizar una vida útil correspondientemente larga de las baterías 59 al reducir suficientemente el consumo de corriente de la electrónica del sensor y del sensor 57 con intervalos de reclamo definidos. Sin embargo, la electrónica del sensor también se podría instalar para conexión y desconexión automática, la cual se deberá activar al comenzar una operación del patín. También esta activación preferiblemente se lleva a cabo de manera inalámbrica. El experto puede inferir numerosas modificaciones que caen dentro del alcance de protección de las reivindicaciones anexas. Las figuras muestran un patín en el lado del arranque de tajo en un cargador de cilindros. Los sensores de desgaste de conformidad con la invención también se pueden aplicar en el patín del lado de atibado y/o en patines o cuchillas deslizantes de cepillos de explotación. En el patín también se podrían disponer varios sensores para incluso en el caso de un desgaste irregular de la superficie de deslizamiento poder indicar con seguridad la necesidad del recambio del patín debido a la abrasión.