DE3804389A1 - Measuring device, especially for overload gear-boxes - Google Patents
Measuring device, especially for overload gear-boxesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Sicherung eines Getriebes, insbesondere eines im untertägigen Bergbau einge setzten Getriebes, vor Überlast, mit einer im Inneren einer Abtriebswelle angeordneten Meßeinrichtung sowie einer elek tronischen Steuereinrichtung, die im Überlastfall eine die Abtriebswelle vom Getriebeeingang trennende Kupplung lüftet.The invention relates to a device for securing a Gearbox, especially one used in underground mining set gearbox, from overload, with one inside one Output shaft arranged measuring device and an elec tronic control device, which in the event of an overload Clutch separating the output shaft from the transmission input is released.
Derartige, sogenannte Überlastsicherungen haben in verschie denen Formen Eingang in die Praxis gefunden.Such, so-called overload protection devices have various which forms have found their way into practice.
Durch die DE-OS 30 43 237 ist ein Getriebe mit Überlastsi cherung bekannt, bei dem zur Messung des jeweiligen Antriebs momentes bzw. des Lastzustandes der Hobelkette Dehnungsmeß streifen vorgesehen sind, deren elektrische Ausgangssignale zur Betätigung einer am Getriebe angeordneten Kupplung im Sinne einer Überlastsicherung herangezogen werden. Die Deh nungsmeßstreifen sind hier innerhalb des Getriebegehäuses auf der Getriebe-Ausgangswelle angeordnet. Bei Beschädigung der Dehnungsmeßstreifen oder beim Bruch einer Lötstelle und dgl. ist es erforderlich, das Getriebegehäuse zu öffnen und die gesamte Getriebe-Ausgangswelle auszubauen. Diese Repa raturarbeiten sind außerordentlich zeitraubend; sie lassen sich nur Übertage durchführen.DE-OS 30 43 237 is a gearbox with overload si cherung known in which to measure the respective drive moment or the load state of the planing chain strain gauge strips are provided, their electrical output signals for actuating a clutch arranged on the transmission Overload protection. The Deh Measurement strips are inside the gearbox arranged on the transmission output shaft. In the event of damage the strain gauge or if a solder joint breaks and The like. It is necessary to open the gear housing and remove the entire transmission output shaft. This repa repair work is extremely time consuming; let them only perform above ground.
Eine Verbesserung des vorgenannten Getriebes ist Gegenstand der DE-OS 34 25 638. Dieses Getriebe mit Überlastsicherung, insbesondere für den Antrieb von Kohlenhobeln und derglei chen, weist ein durch die Kraftübertragung im Getriebezug elastisch verformbares, auswechselbares Meßglied auf, wel ches eine Dehnungsmeßstreifenanordnung trägt. Das Meßglied ist mit einer elektronischen Steuervorrichtung verbunden, die im Überlastfall eine die Getriebe-Ausgangswelle vom Ge triebeeingang trennende Kupplung lüftet. Das Meßglied be steht aus einer Meßwelle, die im Inneren einer Getriebewel le, vorzugsweise der Getriebe-Ausgangswelle, angeordnet, mit dieser über eine drehfeste Verbindung lösbar verbunden und im gelösten Zustand endseitig aus der Getriebewelle heraus ziehbar ist. Die auf Torsion beanspruchte Meßwelle ist vor zugsweise zweiteilig ausgebildet, so daß nur der die Deh nungsmeßstreifenanordnung tragende Teil der Meßwelle bei Bedarf ausgewechselt werden muß.An improvement of the aforementioned transmission is the subject DE-OS 34 25 638. This transmission with overload protection, especially for driving coal planes and the like chen, has one by the power transmission in the gear train elastically deformable, replaceable measuring element on, wel ches carries a strain gauge assembly. The measuring element is connected to an electronic control device, which in the event of an overload, the gearbox output shaft from Ge drive input separating clutch releases. The measuring element be stands from a measuring shaft inside a gear shaft le, preferably the transmission output shaft, arranged with this is releasably connected via a non-rotatable connection and in the released state at the end out of the gear shaft is draggable. The measuring shaft stressed on torsion is in front preferably formed in two parts, so that only the Deh part of the measuring shaft Needs to be replaced.
Die Ausführungsform gemäß DE-OS 34 25 638 hat sich im Prinzip zwar bewährt, jedoch führen die starken Lastwechselreaktionen, insbesondere das abrupte Abbremsen der Getriebe-Ausgangswelle beim Blockieren des Kohlenhobels, zu einer hohen Beanspruchung der innerhalb der Welle angeordneten, mit der Welle beschleu nigten Bauteile der Meßeinrichtung.The embodiment according to DE-OS 34 25 638 has in principle proven, but the strong load change reactions lead to especially the abrupt braking of the transmission output shaft when blocking the coal plane, too high a load the arranged inside the shaft, with the shaft components of the measuring device.
Aus dem untertägigen Bergbau bzw. dem bergmännisch betriebenen Rohrvortrieb ist die Verwendung von optischen Sendern, z. B. Lasern, beim Auffahren von Tunneln oder dgl., bekannt.From underground mining or mining operations Pipe jacking is the use of optical transmitters, e.g. B. Lasering, when driving tunnels or the like, known.
Die DE-AS 17 59 760 betrifft beispielsweise eine Vorrichtung zum Führen einer bohrend arbeitenden Tunnel- Vortriebsmaschi ne auf einer vorgegebenen Bahn, bei der im Tunnel eine opti sche Vorrichtung, z. B. ein Laser, ortsfest angeordnet ist. DE-AS 17 59 760 relates, for example, to a device for guiding a drilling tunnel boring machine ne on a given path, in which an opti cal device, e.g. B. a laser, is arranged stationary.
Der ausgesandte Laserstrahl wird von einer auf der Vortriebs maschine angeordneten optischen Einrichtung, beispielsweise einem Spiegel, reflektiert und die reflektierten Lichtstrah len auf einem Empfänger sichtbar gemacht. Die Abweichung des reflektierten Lichtstrahls von einer vorgegebenen Sollmarke bildet das Maß für die Korrektur der Vortriebsrichtung der Tunnelmaschine. In spezieller Ausgestaltung der vorgenannten Einrichtung ist vorgesehen, als Empfänger ein photoelektri sches Empfangsteil zu verwenden und die Korrekturen automa tisch durchzuführen.The laser beam is emitted by one on the jacking machine arranged optical device, for example a mirror, reflected and the reflected beam of light len made visible on a receiver. The deviation of the reflected light beam from a predetermined target mark forms the measure for the correction of the direction of advance Tunnel machine. In a special embodiment of the aforementioned Device is provided as a photoelectric receiver cal receiving part and the corrections automa to perform table.
Durch die DE-OS 33 06 046 ist weiter eine Einrichtung zur Steuerung einer Rohrvorpreßeinrichtung bekannt. Diese Rohr vorpreßeinrichtung weist ein Lasergerät auf, das auf eine Zielscheibe gerichtet ist. Es handelt sich dabei um eine so genannte aktive Zielscheibe, d. h., die Zielscheibe ist in einzelne Rasterfelder unterteilt, wobei jedem Rasterfeld im Sinne einer Sensorfunktion eine Fotodiode oder dgl. zugeord net ist. Jedes Rasterfeld löst somit, wenn es vom Laserstrahl getroffen wird ein elektrisches Signal aus. Die Zielscheibe ist an eine elektronische Steuereinheit angeschlossen, die ihrerseits, wenn entsprechende Steuerimpulse von aus der Zielscheibenmitte entfernt liegenden Rasterfeldern vorlie gen, automatisch die Gegensteuerung des Steuerkopfes der Rohrvorpreßeinrichtung einleitet.DE-OS 33 06 046 is a device for Control of a pipe pre-pressing device known. This pipe Prepressing device has a laser device, which on a Target is aimed. It is one of those called active target, d. that is, the target is in divided individual grid fields, each grid field in Assigned to a sensor function a photodiode or the like is not. Every grid thus detaches when it is from the laser beam an electrical signal is hit. The target is connected to an electronic control unit that in turn, if corresponding control impulses from the Grid fields away from the center of the target gene, the counter-control of the control head of the Pipe pre-press initiates.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung zur Er fassung eines an einem Getriebe auftretenden Überlastmomentes zu schaffen, die einfach im Aufbau und unempfindlich gegen starke Lastwechselreaktionen, insbesondere abruptes Abstoppen der Abtriebswelle ist.Based on the aforementioned prior art, the Invention, the object of a measuring device for Er Detection of an overload torque occurring on a gearbox to create that simple in structure and insensitive to strong load change reactions, especially abrupt stopping the output shaft is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meß einrichtung einen optischen Sender, einen Reflexionsspiegel sowie einen photoelektrischen Empfänger aufweist. This object is achieved in that the measuring device an optical transmitter, a reflection mirror and has a photoelectric receiver.
Der optische Sender, vorzugsweise ein Laser, sowie der photo elektrische Empfänger sind innerhalb der Abtriebswelle in ei ner Konsole gelagert, die über Wälzlager abgestützt ist und nicht mit der Abtriebswelle umläuft. An der Abtriebswelle auf tretende Lastwechselreaktionen, insbesondere beim abrupten Ab bremsen der Abtriebswelle, wie sie im Blockierfall des Kohlen hobels auftreten, können sich somit nicht auf die relativ empfindlichen Bauteile der Meßeinrichtung auswirken.The optical transmitter, preferably a laser, and the photo electrical receivers are inside the output shaft in egg ner console, which is supported by roller bearings and does not rotate with the output shaft. On the output shaft occurring load change reactions, especially in the case of an abrupt ab brake the output shaft, as in the case of blockage of the coal hobels occur, can therefore not relate to the relative sensitive components of the measuring device.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Konsole in einer endseitigen Eindrehung der Abtriebswelle angeordnet und bezüglich dieser Welle über ein vorderes und ein hinteres Wälzlager abgestützt. Die hohle Abtriebswelle weist an ihrem der Konsole gegenüberliegenden Ende eine weitere Eindrehung auf, in der ein Reflexionsspiegel befestigt ist. Der Reflex ionsspiegel ist orthogonal zur Wellenachse ausgerichtet und wird als einziges Bauteil mit der Getriebewelle beschleunigt bzw. abgebremst.In an advantageous embodiment of the invention is the console arranged in an end turn of the output shaft and with respect to this wave via a front and a rear Rolling bearings supported. The hollow output shaft faces her the console opposite end another turn in which a reflection mirror is attached. The reflex ion mirror is aligned orthogonal to the shaft axis and is the only component accelerated by the gear shaft or slowed down.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind einem nachfolgend an hand der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ent nehmbar.Further details of the invention are set forth below hand of the drawings embodiment shown ent acceptable.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Getriebeausgangswelle mit erfindungsgemäßer Meß einrichtung im Normalbetrieb, Fig. 1 is a transmission output shaft with the inventive measuring device in normal operation,
Fig. 2 die Getriebeausgangswelle nach Fig. 1 beim Auftreten eines Überlastmomentes, Fig. 2, the transmission output shaft in FIG. 1 when an overload torque,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Meßeinrichtung nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab. Fig. 3 shows the measuring device according to the invention of FIG. 2 on an enlarged scale.
Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch eine in Lagern 10 abge stützte Abtriebswelle 6 eines (nicht näher dargestellten) Berg baugetriebes. Die Abtriebswelle 6 weist jeweils endseitig ein Krafteinleitungselement 11 bzw. 12 sowie Eindrehungen 15 bzw. 16 auf. Am Krafteinleitungselement 11 ist beispielsweise ein Ho belkettenrad festgelegt. In den Eindrehungen 15, 16 sind die Einzelkomponenten der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung 1 ange ordnet. Figs. 1 and 2 schematically show a abge in bearings 10 supported output shaft 6 of a (not shown in detail) Berg baugetriebes. The output shaft 6 has a force introduction element 11 or 12 and indentations 15 or 16 at the ends. At the force introduction element 11 , for example, a ho belettenrad is set. In the turns 15 , 16 , the individual components of the measuring device 1 according to the invention are arranged.
Die Meßeinrichtung 1 besteht im einzelnen aus einem optischen Sender 2, einem Reflexionsspiegel 3 sowie einem photoelektri schen Empfänger 4. Der optische Sender 2, vorzugsweise ein La ser 14, ist in einer Konsole 5 gelagert, die, über Wälzlager 17 abgestützt, in der Eindrehung 15 der Abtriebswelle 6 ange ordnet ist. Im Bereich des optischen Senders 2 ist ein pho toelektrischer Empfänger 4 vorgesehen, der eine Blende 18 für den Durchtritt eines Laserstrahls 7 aufweist. Der Laserstrahl 7 durchdringt die hohle Abtriebswelle 6 und trifft am gegen überliegenden Ende auf den in der Eindrehung 16 angeordneten Reflexionsspiegel 3. Der Reflexionsspiegel 3 ist orthogonal zur Wellenachse 13 ausgerichtet in einer Eindrehung 16 fest gelegt und läuft mit der Getriebe-Ausgangswelle 6 um. The measuring device 1 consists in detail of an optical transmitter 2 , a reflection mirror 3 and a photoelectric rule's 4th The optical transmitter 2 , preferably a laser 14 , is mounted in a bracket 5 , which, supported by roller bearings 17 , is arranged in the recess 15 of the output shaft 6 . In the area of the optical transmitter 2 , a photoelectric receiver 4 is provided, which has an aperture 18 for the passage of a laser beam 7 . The laser beam 7 penetrates the hollow output shaft 6 and strikes the reflection mirror 3 arranged in the recess 16 at the opposite end. The reflection mirror 3 is oriented orthogonally to the shaft axis 13 in a recess 16 and rotates with the transmission output shaft 6 .
Die Abtriebswelle 6 wird wie in Fig. 2 dargestellt während des Betriebes nicht nur auf Torsion, sondern aufgrund der Hobelkettenzugkraft, die über ein (nicht dargestelltes) Hobelkettenrad am Krafteinleitungselement 11 wirksam wird, auch auf Durchbiegung beansprucht.The output shaft 6 is, as shown in FIG. 2, not only subjected to torsion during operation, but also to deflection due to the planing chain tensile force, which acts on the force introduction element 11 via a planing chain wheel (not shown).
Im normalen Betriebszustand, d. h. solange kein Überlastmo ment vorliegt, biegt die Abtriebswelle 6 nur relativ leicht durch. Der vom Laser 14 abgegebene Laserstrahl 7 läuft in Richtung Wellenachse 13 durch die hohle Abtriebswelle 6 und trifft auf den endseitig fest in der Eindrehung 16 angeord neten Reflexionsspiegel 3. Der Reflexionsspiegel 3 ist or thogonal zur Wellenachse 13 angeordnet, so daß der Laser strahl 7 als Reflexionsstrahl 8 auf nahezu der gleichen Bahn zum photoelektrischen Empfänger 4 zurückläuft (s. Fig. 1).In the normal operating state, ie as long as there is no overload torque, the output shaft 6 bends only relatively easily. The output of the laser 14 laser beam 7 is running in the direction of the shaft axis 13 through the hollow output shaft 6 and is incident on the end fixed in the recess 16 angeord Neten reflection mirror. 3 The reflection mirror 3 is arranged or thogonal to the shaft axis 13 , so that the laser beam 7 runs back as a reflection beam 8 on almost the same path to the photoelectric receiver 4 (see FIG. 1).
Beim Auftreten eines Überlastmomentes (Fig. 2 und 3) wird die Abtriebswelle 6 verhältnismäßig stark durchgebogen. Die Durchbiegung hat zur Folge, daß der Laserstrahl 7 den or thogonal zur Wellenachse 13 angeordneten Reflexionsspiegel 3 unter einem Einfallswinkel α trifft und mit dem Ausfallswin kel β als abgelenkter Reflexionsstrahl 8 zum photoelektri schen Empfänger 4 zurückgeworfen wird.When an overload torque ( Fig. 2 and 3) occurs, the output shaft 6 is relatively strongly bent. The deflection has the result that the laser beam 7 or the orthogonal to the shaft axis 13 arranged reflection mirror 3 meets at an angle of incidence α and with the Ausfallswin angle β is reflected as a deflected reflection beam 8 to the photoelectric rule's 4 .
Der abgelenkte Reflexionsstrahl 8 aktiviert am photoelektri schen Empfänger 4 Sensorelemente (Fotodioden, Fotowiderstände, Fototransistoren oder dgl.) 9, die ihrerseits ein elektrisches Signal abgeben. Dieses elektrische Signal wird in einer (nicht dargestellten) elektronischen Steuereinheit verarbeitet, die in Abhängigkeit dieser Signale das Lüften der Lamellenkupplung initiiert. The deflected reflection beam 8 activates 4 sensor elements (photo diodes, photo resistors, photo transistors or the like) 9 on the photoelectric receiver's, which in turn emit an electrical signal. This electrical signal is processed in an electronic control unit (not shown) which initiates the release of the multi-plate clutch as a function of these signals.
BezugszeichenlisteReference symbol list
1 Meßeinrichtung
2 optischer Sender
3 Reflexionsspiegel
4 photoelektrischer Empfänger
5 Konsole
6 Abtriebswelle
7 Laserstrahl
8 Reflexionsstrahl
9 Fotozelle
10 Lager
11 Krafteinleitungselement
12 Krafteinleitungselement
13 Wellenachse
14 Laser
15 Eindrehung
16 Eindrehung
17 Wälzlager
18 Blende
α Einfallwinkel
β Reflexionswinkel 1 measuring device
2 optical transmitters
3 reflection mirrors
4 photoelectric receiver
5 console
6 output shaft
7 laser beam
8 reflection beam
9 photocell
10 bearings
11 force introduction element
12 force introduction element
13 shaft axis
14 lasers
15 screwing
16 screwing
17 rolling bearings
18 aperture
α angle of incidence
β angle of reflection
Claims (7)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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ID=6347285
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: WESTFALIA BECORIT INDUSTRIETECHNIK GMBH, 4670 LUEN |
|
| 8141 | Disposal/no request for examination |