(72) Twórca(y)wzoru uzytkowego: Jurgen Tschópe, Selm, DE Sebastian M. Mundry, Liidinghausen, DE Reiner Frank, Gevelsberg, DE CM CO CO115808 Ol 6M2H Czujnik dla urzadzen górniczych Przedmiotem wzoru uzytkowego jest czujnik dla urzadzen górniczych, znajdujacy zastosowanie zwlaszcza w urzadzeniach górnictwa podziemnego takich, jak maszyny urabiajace, sekcje obudów zmechanizowanych, systemy hydrauliczne, badz inne przyrzady górnicze.Stosowane obecnie czujniki wyposazone sa w umieszczony w obudowie czujnikowej aparat czujnikowy, analizujacy wielkosci mierzone oraz funkcje stanu i przetwarzajacy je na sygnaly elektryczne, a takze w zlokalizowany na obudowie czujnikowej element zlaczny w postaci wtyczki badz gniazda wtykowego, korespondujacego z przylaczem zlokalizowanym na urzadzeniu górniczym, poprzez który aparat czujnikowy odbiera dane pomiarowe, jak równiez w elastyczny kabel gietki, posiadajacy zewnetrzna powloke z umieszczonymi wewnatrz zylami przewodów, zapewniajacymi polaczenie elektryczne aparatu czujnikowego z jednostka opracowujaca zmierzone wartosci. Taki czujnik, wykonany jako czujnik cisnieniowy znany jest na przyklad z niemieckiego opisu nr DE 202 19 732 UL W czujnikach cisnieniowych tego rodzaju aparat cisnieniowy ma postac ceramicznej jednostki pomiarowej, zlokalizowanej w tylnym zaglebieniu wtykoksztaltnego elementu zlacznego, który wraz ze szczelnie otaczajaca zaglebienie przedluzka osadzony jest w obudowie czujnikowej i zamocowany w niej za pomoca nakretki nasadowej.Jednostka pomiarowa obejmuje zlokalizowany na plytce przelacznik2 wzmocnienia zalany masa zalewowa oraz elektroniczny system preselekcji zamocowany na tylnej stronie wtykoksztaltnego elementu zlacznego. Obudowa czujnikowa na swej stronie zwróconej przeciwnie do elementu zlacznego posiada dostepne od zewnetrz elektryczne przylacze wtykowe, do którego moze byc przylaczony stosowany w górnictwie podziemnym kabel gietki wraz z odpowiednia wtyczka sprzegowa. Poniewaz wtyczka sprzegowa musi byc polaczona z oslona kabla gietkiego z zachowaniem odpornosci na wyciaganie, taki znany czujnik cisnieniowy wymaga relatywnie duzej przestrzeni montazowej w obrebie przylacza do podziemnego urzadzenia, poniewaz obudowa czujnikowa i wtyczka sprzegowa ustawione sa wzgledem siebie osiowo, jedna za druga.Wymagana przestrzen montazowa jest tez obszerna z tego wzgledu, ze do kabla gietkiego zamocowana jest wtyczka katowa pelniaca funkcje wtyczki sprzegowej, co jest znane na przyklad z niemieckiego opisu nr DE 296 14 501 Ul.Celem wzoru uzytkowego jest opracowanie takiej konstrukcji czujnika, która w stanie zmontowania wymagac bedzie stosunkowo niewielkiej przestrzeni manipulacyjnej dla zabudowania na eksploatowanych w podziemiach urzadzeniach górniczych.Istota wzoru uzytkowego polega na tym, ze obudowa czujnikowa posiada odcinek z otworem wlotowym kabla gietkiego, w którym kabel gietki zamocowany jest z zachowaniem odpornosci na wyciaganie, przy czym zyly przewodów przechodzace przez otwór wlotowy sa trwale polaczone z aparatem czujnikowym.3 Korzystnym jest takie wykonanie, w którym aparat czujnikowy jest elementem wieloczesciowym, skladajacym sie z elementu pomiarowego oraz elektronicznego bloku pomiarowego, polaczonych ze soba zylami laczacymi, przy czym zyly przewodowe kabla gietkiego sa trwale podlaczone do elektronicznego bloku pomiarowego.Ze wzgledów praktycznych celowym jest, gdy aparat czujnikowy stanowi jedna calosc umieszczona w wewnetrznej komorze obudowy czujnikowej.Pozadanym jest przy tym, gdy odcinek obudowy czujnikowej, w którym zlokalizowany jest otwór wlotowy kabla gietkiego, ma postac kurczliwego gniazda sprzegowego, które od zewnatrz obejmuje koncówke kabla gietkiego doprowadzona do czujnika.Korzystnym jest równiez, gdy obudowa czujnikowa wraz ze zintegrowanym z nia gniazdem sprzegowym wykonana jest z mosiadzu.Alternatywnie kabel gietki moze byc przymocowany do obudowy czujnikowej z zachowaniem odpornosci na wyciaganie za pomoca tulejki obciskowej.W takim przypadku obudowa czujnika jest wyposazona w zlokalizowana przy, albo w strefie otworu wlotowego dla kabla gietkiego wieniec, obejmowany od tylu przez tulejke obciskowa.Równiez w takim wykonaniu korzystnym jest, gdy obudowa czujnikowa i tulejka obciskowa wykonane sa z mosiadzu.4 Korzystnym jest ponadto, gdy element zlaczny w ksztalcie wtyku, badz gniazda wtykowego zamocowany jest szczelnie na obudowie czujnikowej nakrecanym pierscieniem ustalajacym.W podstawowym wykonaniu swobodny koniec kabla gietkiego wyposazony jest w elektryczna wtyczke zlaczna.Najlepiej jest, gdy w zewnetrznej powloce kabla gietkiego przebiega wielozylowy, obejmujacy zyly przewodów i wyposazony w izolacje izolowany kabel, który na swobodnym koncu wystaje z uszczelnionej za pomoca uszczelki pierscieniowej oprawki kablowej, zabezpieczajacej zewnetrzna powloke przed wyciaganiem i na tym koncu ma zamocowana elektryczna wtyczke zlaczna.W szczególnym wykonaniu, na koncu kabla gietkiego zamocowana jest wtyczka zlaczna obejmujaca z zewnatrz zewnetrzna powloke kabla gietkiego wraz z jej uzbrojeniem i obejmujaca jednoczesciowa, pusta tuleje sprzegowa wraz z wtykiem, sprzezonym z nia za pomoca zlacza wtlaczanego, zwlaszcza zaciskowego, mocujaca koncówke kabla gietkiego z zabezpieczeniem go przed wyciaganiem. Jednoczesnie we wtyku osadzone sa, polaczone zylami przewodowymi, elementy kontaktowe skladajace sie korzystnie ze sworzni kontaktowych i gniazd kontaktowych, natomiast otwór przelotowy kabla w pustej tulei sprzegowej jest przynajmniej czesciowo wypelniony masa zalewowa. Tuleja sprzegowa jest przy tym wyposazona w przedluzke posiadajaca wlasnosci plastyczne zgodnie z wymogami zlacza wtlaczanego, w której zlokalizowanyjest wylacznie kabel gietki z zewnetrzna powloka i uzbrojeniem, oraz izolowany kabel z zylami przewodów.5 W szczególnie korzystnym wykonaniu aparat czujnikowy zawiera czujnik cisnienia, a przylacze do obslugiwanego urzadzenia górniczego jest przylaczem wysokocisnieniowym, przez co czujnik z gietkim kablem lacznie tworza czujnik cisnieniowy. To samo moze dotyczyc innego czujnika, na przyklad temperaturowego.Zasadnicza zaleta czujnika wedlug wzoru uzytkowego, jest to, ze kabel gietki zamocowany jest bezposrednio w obudowie czujnikowej, dzieki czemu nie ma potrzeby stosowania dodatkowej wtyczki zlacznej. W wyniku tego czujnik wymaga krótszej przestrzeni zabudowy w porównaniu z czujnikami znanymi ze stanu techniki, wzglednie przestrzen zabudowy jest mniejsza, jako ze odpada zapotrzebowanie przestrzenne na umieszczenia wtyczki zlacznej.Jednoczesnie dzieki zredukowaniu ilosci elektrycznych punktów kontaktowych zmniejsza sie podatnosc na awarie. Rozwiazanie wedlug wzoru uzytkowego jest uniwersalne, jako ze funkcje wtyczki zlacznej moga pelnic wszystkie stosowane w górnictwie podziemnym wtyczki zlaczne, takie jak na przyklad wtyczka Hirschmanna, wtyk poczwórny OS, lub tp.Wzór uzytkowy zostal przedstawiony na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia gietki kabel czujnikowy w przekroju wzdluznym, fig. 2 - gietki kabel czujnikowy z wtyczka elektryczna, a fig. 3 - gietki kabel czujnikowy z wtyczka elektryczna katowa.Kabel gietki 1 (fig. 1), zazwyczaj stosowany w górnictwie podziemnym, wyposazony jest w zewnetrzna oslone, badz powloke 2 ze zintegrowanym w niej uzbrojeniem 3, przy czym w pustym trzonie zewnetrznej powloki 2 przebiega wiele zyl elektrycznych6 przewodów 4, które same posiadaja wlasna izolacje 5, wzglednie zebrane sa w wyposazonym w izolacje 5 kablu 6. Ta podstawowa budowa kabla gietkiego 1, przeznaczonego dla górnictwa podziemnego, jest znana i nie wymaga dodatkowych objasnien. Kabel gietki 1 posiada na jednym swoim koncu trwale i nierozlacznie zamocowany czujnik 10, a na drugim koncu elektryczna wtyczke zlaczna 30 kompatybilna dla przykladu z elektronicznym sterownikiem jednostkowym. Kabel gietki 1 wraz z czujnikiem 10 oraz wtyczka zlaczna 30 lacznie stanowia kabel czujnikowy, gotowy do natychmiastowego wlaczenia pomiedzy wybrany podziemnym urzadzeniem, a urzadzeniem kontrolno-pomiarowym.Czujnik 10 sklada sie z obudowy czujnikowej 11 wykonanej z mosiadzu, w której wyróznia sie pusty przedni odcinek 12 o wiekszej srednicy zewnetrznej, oraz integralnie uformowany tylny odcinek 13 o mniejszej srednicy zewnetrznej. W wewnetrznej komorze 14 przedniego odcinka 12 bezpiecznie zlokalizowany jest aparat czujnikowy 15, który w prezentowanym przykladzie wykonania jest czujnikiem cisnienia. Aparat czujnikowy 15 jest przy tym elementem o wieloczesciowej budowie i sklada sie z mosieznego elementu pomiarowego 16, dla przykladu czujnika tensometrycznego DMS, oraz ze schematycznie zaznaczonego na rysunku elektronicznego bloku pomiarowego 17, mogacego byc przykladowo umieszczonym na plytce i obejmowac przelacznik wzmacniacza oraz elektroniczny system wstepnego sterowania. Elektroniczny blok pomiarowy 17 oddzielony jest od elementu pomiarowego tuleja dystansowa 18 i polaczony jest z nim poprzez wiele zyl laczacych 197 tak, ze elektroniczny blok pomiarowy 17 odbiera chwilowe dane od elementu pomiarowego 16, przetwarza je na sygnaly elektryczne i przekazuje dalej poprzez kabel gietki 1 do nie narysowanej jednostki analizujacej, przykladowo do elektronicznego sterownika sekcji obudowy zmechanizowanej. Jednoczesnie tylny odcinek 13 obudowy czujnikowej 11 obejmuje otwór wlotowy 20 kabla gietkiego 1, poprzez który zyly przewodów 4 sa trwale i nierozlacznie polaczone z elektronicznym blokiem pomiarowym 17 aparatu czujnikowego 15. Tylny odcinek 13 obudowy czujnikowej 11 z otworem wlotowym 20 stanowi równoczesnie element ustalajacy kabel gietki 1 w obudowie czujnikowej 11, wzglednie czujniku 10, z zachowaniem odpornosci na wyciaganie. W przedstawionym wykonaniu, w tylnym odcinku 13 obudowy czujnikowej 11 zainstalowane jest gniazdo wlotowe, albo gniazdo sprzegowe 21, wykonane z mosiadzu i stanowiace jeden element wraz z obudowa czujnikowa 11. Gniazdo sprzegowe 21 moze sie obkurczac, co sygnalizuja wzdluzne wpusty 22 i dzieki czemu mozliwym jest zamocowanie kabla gietkiego 1 w gniezdzie sprzegowym 21 z zachowaniem odpornosci na wyciaganie. Przedni koniec przedniego odcinka 12 obudowy czujnikowej 11 wyposazony jest w osiowa przedluzke 23, posiadajaca na swym obwodzie zewnetrznym gwint 24, na który nakrecany jest pierscien ustalajacy 25 majacy postac nakretki. Za pomoca tego pierscienia ustalajacego 25 mocowany jest do obudowy czujnikowej 11 element zlaczny 26 majacy w opisywanym wykonaniu postac gniazda wtykowego osadzonego w przylaczu nie narysowanego podziemnego agregatu8 zazwyczaj za pomoca wtyku widlowego o ksztalcie zblizonym do litery U, wchodzacego w obwodowo przebiegajacy wpust pierscieniowy 27 na elemencie zlacznym 26 i tam mocowanego.W przypadku czujnika cisnieniowego element zlaczny 26 posiada nie narysowany otwór, przez który element pomiarowy 16, przylegajacy w stanie zmontowania do tylnej strony elementu zlacznego 26, ma kontakt z medium hydraulicznym, a wiec odbiera wartosci mierzone.Role dodatkowego uszczelnienia spelnia uszczelka promieniowa 28 osadzona w obwodowym wpuscie na elemencie zlacznym 26, przylegajaca w stanie zmontowania do wewnetrznego obwodu przedniego odcinka 12 obudowy czujnikowej 11.Na drugim koncu kabla gietkiego 1 zamocowana jest z zapewnieniem odpornosci na wyciaganie, wtyczka zlaczna 30, która obejmuje tuleje sprzegowa 31 wykonana z mosiadzu, polaczona z wtykiem 32 na zasadzie zlacza wtlaczanego.Pusta tuleja sprzegowa 31 posiada koncowy odcinek sprzegowy 33 do osadzenia wtyczki 32, oraz bedaca przedluzeniem tego odcinka przedluzke 34, do której siegaja: zewnetrzna powloka 2, uzbrojenie 3, izolowany kabel 6 i zyly przewodów 4 z ich ewentualna izolacja 5, wystajac poza zewnetrzne ramie 35 u podstawy przedluzki 34 na przejsciu w odcinek sprzegowy 33. Zyly przewodów 4 polaczone sa na stale ze sworzniami wtykowymi 36 oraz komplementarnie wykonanymi gniazdami wtykowymi 37, które zlokalizowane sa we wtyku 32 i umozliwiaja elektryczne polaczenie z identycznie wykonanymi elementami kontaktowymi znajdujacymi sie w gniazdach wtykowych elektronicznego urzadzenia sterujacego.9 Pomiedzy tylna strona elementów kontaktowych a koncówka zewnetrznej powloki 2 przylegajaca do wewnetrznego ramienia 35 znajduje sie wypelnienie 38 z masy zalewowej, którego zadaniem jest przenoszenie sil wzdluznych i umocowanie elektrycznych kontaktów, a takze zapobieganie przedostawaniu sie wilgoci do wtyczki zlacznej 30 przez pusty otwór przelotowy 39 we wnetrzu tulei sprzegowej 31. Po zamontowaniu zyl przewodów 4 na elementach kontaktowych 36, 37 i wprowadzeniu masy zalewowej 38 nastepuje zacisniecie przedluzki 34, przykladowo za pomoca narzedzia zaciskowego, w wyniku czego wystepy 40 na wewnetrznym obwodzie przedluzki 34 wciskaja sie w zewnetrzna powloke 2 kabla gietkiego 1, mocujac go w tulei sprzegowej 31, a wiec i we wtyczce zlacznej 30 z zachowaniem odpornosci na wyciaganie. Zatem cale odporne na wyciaganie zlacze powstaje wylacznie na bazie budowy kabla gietkiego 1 oraz sciskania, wzglednie sprasowania przedluzki 34, a wiec nie wystepuja zadne dodatkowe elementy w postaci na przyklad tulejek wspierajacych lub im podobnych elementów, wsunietych pomiedzy izolowany kabel 6 a uzbrojenie 3, badz zewnetrzna powloke 2. Zlacze wtlaczane zabezpieczone jest jednym lub wieloma rozmieszczonymi obwodowo metalowymi zatrzaskami 41, badz tez elementami zatrzaskowymi z tworzywa sztucznego, zlokalizowanymi w strefie zachodzenia na siebie wtyku 32 i tulei sprzegowej 31.W podobnym wykonaniu kabla czujnikowego (fig. 2) wedlug wzoru uzytkowego na jednym koncu kabla gietkiego 1 zamocowany jest na stale czujnik 10, a na drugim koncu zamontowana jest10 elektryczna wtyczka 60, zamocowana z zachowaniem odpornosci na wyciaganie wylacznie na odcinku izolowanego kabla 6, obejmujacego zyly przewodów 4, który na z góry zdefiniowanej dlugosci wystaje z oprawki kablowej 70, w której osadzony jest z zachowaniem odpornosci na wyciaganie wtykowy koniec kabla gietkiego 1. W takim wykonaniu oprawka kabla równiez obejmuje obkurczany odcinek tulejowy 71, z którym laczy sie jej koncówka 72 z dwoma obwodowymi wpustami pierscieniowymi 73, zadaniem których jest ksztaltowe mocowanie oprawki kablowej 70 za pomoca wtyku widlowego do odpowiadajacych elementów urzadzenia, badz przepustów kablowych i im podobnych elementów. W takim wykonaniu na koncu izolowanego kabla 6 oslaniajacego zyly przewodów 4 znajduje sie wtyczka 60 z osiowym ukladem elementów kontaktowych, tak zwanych wtyków kablowych OS4.Na koncu izolowanego kabla 6 (fig. 3) moze znajdowac sie elektryczna wtyczka 80 wykonana jako wtyczka katowa, zwana zwyczajowo wtyczka Hirschmanna.Nie przedstawiono na rysunku, ze polaczenie kabla gietkiego 1 z obudowa czujnikowa 11 w sposób gwarantujacy zachowanie odpornosci na wyciaganie moze byc wykonane równiez przy zastosowaniu oddzielnej tulejki zaciskowej, która nasuwana jest na odpowiedni odcinek obudowy czujnikowej 11 tak, ze swym wewnetrznym pierscieniem od tylu obejmuje wieniec na tym odcinku obudowy czujnikowej 11 w strefie otworu wlotowego 20, podczas gdy gniazdo sprzegowe 21 zaciska sie i obejmuje zewnetrzna powloke 2 kabla gietkiego1. V\ RZECZNIK HaAsjJtOWY mgr inz. W^oflPJL^MSfc^p^J?1158 08 u PL