PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19851349A1 18.05.2000
Titel Wegmeßgeber mit Reedkontakten für die Zylinderwegmessung im Schreitausbau
Anmelder BöSha GmbH + Co KG, 59602 Rüthen, DE
Erfinder Shahrokhshahi, Davoud, 59557 Lippstadt, DE;
Kacs, Jurijs, 45478 Mülheim, DE
DE-Anmeldedatum 06.11.1998
DE-Aktenzeichen 19851349
Offenlegungstag 18.05.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.05.2000
IPC-Hauptklasse E21D 23/12
IPC-Nebenklasse G01B 7/02   G01B 3/11   
Zusammenfassung Ein Wegmeßgeber mit Reedkontakten für die Zylinderwegmessung im Schreitausbau soll dahingehend verbessert werden, daß er bei gleichem Auflösungsvermögen, d. h. bei gleicher Meßgenauigkeit, eine geringere Anzahl von Reedkontakten benötigt bzw. mit dem sich bei gleicher Anzahl von Reedkontakten eine höhere Auflösung realisieren läßt als es nach dem bisherigen Stand der Technik möglich ist.
Zur Verbesserung wird vorgeschlagen, mindestens zwei aus Reedkontakten und Widerständen bestehende Meßketten, die jeweils um ein geeignetes Maß voneinander versetzt angeordnet sind, parallel zu schalten und die Reedkontakte mit Hilfe einer Magneteinheit, bestehend aus mindestens drei Ringmagneten, die jeweils einen definierten Abstand voneinander besitzen, zu schalten.
Aus den an den Ausgängen der einzelnen Ketten anliegenden Spannungen kann ein definiertes Ausgangssignal Us generiert werden, das eindeutige Informationen über die gemessene Wegstrecke liefert.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wegmeßgeber mit Reedkontakten für die Zylinderwegmessung im Schreitausbau.

Im Fachbuch "Schreitausbau für den Steinkohlenbergbau" Verlag GLÜCKAUF 1994 S. 251-252 ist ein Konzept für einen Wegmeßgeber beschrieben, auf das auch in der Literaturstelle "Glückauf" 1998, Heft 10, S. 566-567 verwiesen wird.

Die in einem vergossenem Rohr untergebrachte Meßeinheit besteht aus einer Anzahl in Reihe geschalteter Widerstände und einer entsprechenden Anzahl von Reedkontakten und wirkt als einstellbarer Spannungsteiler.

Die Ausgangsspannung Ua der Meßschaltung wird in Abhängigkeit des jeweils geschalteten Kontakts durch das Verhältnis zwischen einem exakt definierten Teil- und dem Gesamtwiderstand der Widerstandskette sowie der anliegenden Referenzspannung Uref bestimmt.

Außerhalb des Rohrs ist eine Magneteinheit angeordnet, die die Reedkontakte in ihrem unmittelbaren Einflußbereich schaltet, wodurch eine positionsabhängige Beeinflussung der Ausgangsspannung Ua erzielt wird.

Die maximale Auflösung des Meßsystems, das sich bereits im Untertageeinsatz bei der Messung von Zylinderhüben bewährt hat, liegt bei 3-4 mm und ist gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten Reedkontakten.

Als nachteilig hat sich hierbei erwiesen, daß die Auflösung der Wegmessung durch die Abmessungen der Reedkontakte begrenzt wird und für jede Auflösungseinheit genau ein Reedkontakt erforderlich ist.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Wegmessung der vorgenannten Art, die bei gleichem Auflösungsvermögen und damit bei gleicher Meßgenauigkeit eine geringere Anzahl von Reedkontakten benötigt bzw. mit der sich bei der gleichen Anzahl von Reedkontakten eine höhere Auflösung realisieren läßt. Dies wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, die Anzahl der Reedkontakte bei gleichbleibender Auflösung durch den Einsatz von mehreren Meßketten und der Benutzung einer Magneteinheit mit mehrfachen Ringmagneten zu reduzieren.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und Tabelle näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine detaillierte schematische Darstellung der Meßeinrichtung gemäß Anspruch 2, und

Tab. 1 den prinzipiellen Zusammenhang zwischen der Position der Magneteinheit und den jeweiligen Ausgangsspannungen bei einer Meßeinrichtung gemäß Anspruch 2.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, besitzt der Wegmeßgeber zwei Meßketten A und B, die jeweils aus Reedkontakten R und Widerständen W bestehen. Die Reedkontakte R der zweiten Meßkette B sind mittig zwischen den Reedkontakten R der ersten Meßkette A angeordnet. Darüber hinaus zeigt Fig. 1 die bewegliche Magneteinheit E, die aus drei Ringmagneten M zusammengesetzt ist, wobei der Abstand zweier benachbarter Ringmagnete jeweils der dreifachen Auflösung des Wegmeßgebers entspricht.

Wird die Magneteinheit E entlang der beiden Meßketten A und B bewegt, werden die Reedkontakte R der beiden Meßketten in einer exakt festgelegten Reihenfolge durchgeschaltet. Aufgrund der Anordnung der Ringmagnete M und der Meßketten A und B ist sichergestellt, daß je Auflösungseinheit mindestens einer, höchstens jedoch zwei Reedkontakte R durchgeschaltet sind und sich somit definierte Änderungen der Meßspannungen Ua und Ub ergeben, aus denen wiederum ein eindeutig definiertes, wertediskretes Ausgangssignal Us generiert werden kann, dessen Größe proportional zur zurückgelegten Wegstrecke ist. Die Quantisierung der Meßsignale Ua, Ub und des Ausgangssignals Us, d. h. die Spannungsdifferenz ΔU zweier benachbarter Amplitudenwerte wird durch die Anzahl und die Größe der verwendeten Widerstände W sowie der anliegenden Referenzspannung Uref festgelegt.

Fig. 1 zeigt die Anordnung der Reedkontakte R der Meßschaltung. Der Abstand Δ zwischen den unmittelbar benachbarten Reedkontakten der beiden Meßketten A und B bestimmt das Auflösungsvermögen der Meßanordnung. In Fig. 1 befindet sich die Magneteinheit E in Grundposition, d. h. der mittlere Ringmagnet M schaltet den ersten Reedkontakt R der Meßkette B durch. Alle anderen Reedkontakte sind geöffnet. Demzufolge besitzt das Ausgangssignal Ub den Wert ΔU, während am Ausgang der Meßkette A keine Spannung anliegt (Ua = 0 V). Wird die Magneteinheit E um eine Auflösungseinheit Δ nach rechts verschoben, schaltet der rechte Magnetring M den zweiten Reedkontakt R der Meßkette B durch, was zur Folge hat, daß am zugehörigen Ausgang die Spannung Ub = 2 ΔU anliegt. Gleichzeitig schaltet der linke Magnetring M der Magneteinheit E den ersten Reedkontakt R der Meßkette A durch. Die Meßspannung am Ausgang der Meßkette A beträgt somit Ua = ΔU.

Tabelle 1 zeigt für die verschiedenen Positionen der Magneteinheit E die an den jeweiligen Ausgängen der Meßketten anliegenden Spannungen. Spalte 1 enthält die Nr. der betrachteten Meßeinheit, deren Länge gerade einer Auflösungseinheit entspricht. Es wurde willkürlich festgelegt, daß diese Nummer mit der Position des mittleren Magnetrings M der Magneteinheit E korrespondiert. In den Spalten 2 und 3 werden die an den Ausgängen der beiden Meßketten anliegenden Spannungen aufgeführt.

Die erste Zeile der Tabelle 1 beschreibt also den in Fig. 1 dargestellten Sachverhalt, während die zweite Zeile den oben beschriebenen Zusammenhang wiedergibt, nach dem die Magneteinheit E um eine Auflösungseinheit Δ nach rechts verschoben worden ist.

In der letzten Spalte der Tabelle 1 sind die resultierenden Werte für die Ausgangsspannung Us aufgeführt, wenn diese gemäß den Gleichungen (I), (II) und (III) aus den gemessenen Spannungen Ua und Ub generiert wird.



Ua = 0 ⇐ Us = 4 Ub - 3 ΔU (I)



Ub = 0 ⇐ Us = 4 Ua - 5 ΔU (II)



Us = 2 (Ua + Ub) - 4 ΔU (III)

Aus Tabelle 1 geht hervor, daß zwischen der Ausgangsspannung Ua und der gemessenen Wegstrecke ein eindeutiger Zusammenhang besteht.


Anspruch[de]
  1. 1. Wegmeßgeber mit Reedkontakten für die Zylinderwegmessung im Schreitausbau, der durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
    1. 1. Der Wegmeßgeber besitzt mindestens zwei Meßketten,
    2. 2. die Reedkohtakte einer Meßkette sind gegenüber den Reedkontakten der anderen Meßketten verschoben, und
    3. 3. die Magneteinheit besteht aus mindestens drei Ringmagneten, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Magneten so gewählt wird, daß bei der Bewegung der Magneteinheit entlang den Meßketten um eine Auflösungseinheit mindestens ein Reedkontakt durchgeschaltet wird.
  2. 2. Wegmeßgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß
    1. 1. der Wegmeßgeber zwei Meßketten besitzt,
    2. 2. die Reedkontakte der zweiten Meßkette mittig zwischen den Reedkontakten der ersten Meßkette angeordnet sind, und
    3. 3. die Magneteinheit aus genau drei Ringmagneten besteht, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Ringmagneten der dreifachen Auflösung des Wegmeßgebers entspricht.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com