DE8601071U1

DE8601071U1 - Druckaufnehmer für hydraulisch betriebene Vorrichtungen des untertägigen Bergbaus

Info

Publication number: DE8601071U1
Application number: DE19868601071
Authority: DE
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1986-01-17
Filing date: 1986-01-17
Publication date: 1989-01-26

Description

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08.01.1986 Me/Schu GW 8554

Patentanmeldung

der Firma

Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia GmbH, 4670 Lünen

Druckaufnehmer für hydraulisch betriebene Vorrichtungen des unter-

tägigen Bergbaus

Die Erfindung betrifft einen Druckaufnehmer für hydraulisch betriebene Vorrichtungen des untertägigen Bergbaus.

Derartige Druckaufnehmer für den untertägigen Bergbau sind bekannt und arbeiten in der Regel mechanisch bzw. hydraulisch/mechanisch. Eine Fernanzeige des Messwertes ist nur über Hydraulikleitungen möglich, was bei größeren Entfernungen und/oder einer größeren Anzahl von Druckaufnehmern problematisch ist.

Dem allgemeinen Stand der Technik sind auch bereits Druckaufnehmer entnehmbar, die mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen die Dehnung einer Membran als Folge des Druckes registrieren. Da diese Druckaufnehmer elektrisch arbeiten, ist die Fernanzeige der Meßwerte - auch über große Entfernungen - unproblematisch. Derartige Druckaufnehmer haben jedoch aufgrund der hohen Anforderungen an Betriebssicherheit und Schlagwetterschutz bisher keine Verwendung im untertägigen Bergbau gefunden.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckaufnehmer für hydraulisch betriebene Vorrichtungen des untertägigen Bergbaus zu schaffen, welcher sich durch eine unproblematische Fernanzeigemöglichkeit des Meßwertes auszeichnet und dennoch den Anforderungen des untertägigen Bergbaus gewachsen ist.

Der erfindungsgemäße Druckaufnehmer kennzeichnet sich durch folgende Merkmale:

- der Druckaufnehmer weist ein Gehäuse mit einer Metallmembran auf, welche das Gehäuse in zwei hermetisch voneinander getrennte Kammern unterteilt;

- auf der Metallmembran ist ein Dehnungsmeßstreifen angebracht;

- die dem Dehnungsmeßstreifen abgewandte Kammer ist mit einem Hydraulikanschluß versehen;

- die den Dehnungsmeßstreifen aufnehmende Kammer ist durch ein Bauteil verschließbar, welches eine Elektrosteckkupplung oder eine Kabeldurchführung aufweist;

- innerhalb der den Dehnungsmeßstreifen aufnehmenden Kammer ist ein Verstärker angeordnet, welcher die Meßwerte des Dehnungsmeßstreifens auf ca. 0 - 1 mA verstärkt;

- innerhalb der den Dehnungsmeßstreifen aufnehmenden Kammer ist ein Kabelüberwachungsbauteil angeordnet;

- die Speisespannung der aus Dehnungsmeßstreifen, Verstärker und Ka·· belüberwachungsbauteil bestehenden Elektronikeinheit beträgt ca. 12V bei einer Stromaufnahme von ca. 16 mA.

Durch die vorgenannten erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein Druckaufnehmer für hydraulisch betriebene Vorrichtungen des untertägigen Bergbaus geschaffen, welcher eine problemlose Fernanzeige des Meßwertes über elektrische Kabel zuläßt. Die Meßwerte des Druckaufnehmers sind aufgrund des integrierten Verstärkers direkt anzeigbar; die Funktion aufgrund des integrierten Kabelüberwachungsbauteils jederzeit problemlos kontrollierbar. Der Druckaufnehmer ist zudem aufgrund seiner elektrischen Werte eigensicher. Da die Elektronikeinheit hermetisch vom Hydraulikteil getrennt ist, sind durch Hydraulikflüssigkeit verursachte Kurzschlüsse ausgeschlossen.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Membran entweder einstüakiger Teil des Gehäuses sein, oder einen umlaufenden Kragen aufweisen, welcher mit dem den Hydraulikanschluß aufweisenden Teil des Gehäuses, vorzugsweise durch Plasmaschweißen, druckdicht verbunden ist. Obwohl die einstückige Fertigung von Gehäuse/Membran fertigungstechnisch problemlos zu bewerkstelligen ist, dürfte die zweiteilige Schweißkonstruktion bei Vorhandensein der entsprechenden Geräte preisgünstiger herzustellen sein.

Vorzugsweise ist der Hydraulikanschluß Teil einer bergbauüblichen Hydrauliksteckkupplung, wobei er von einem Hydraulikstecknippel oder einer Hydrauliksteckbuchse gebildet werden kann. Der erfindungsgemäße Druckaufnehmer ist somit problemlos an vorhandene untertägige Vorrichtungen anschließbar.

Auch das die Elektrosteckkupplung aufweisende Bauteil kann Teil einer, den Druckaufnehmer mit dem die Anschlußkabel umhüllenden Schutzschlauch verbindenden, Steckkupplung sein und als Stecknippel oder Steckbuchse ausgebildet werden. Hierdurch ist auch der elektrische Anschluß des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers problemlos zu bewerkstelligen. Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Druckaufnehmer auf einen Meßbereich von 0 - 500 bar ausgelegt und überdeckt somit den gesamten im untertägigen Bergbau üblichen Druckbereich.

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I Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen

f näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

\. Figur 1 einen erfindungsgemäßen Druckaufnehmer im Längsschnitt,

fS' Figur 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen DrUCk-I aufnehmers, teilweise im Längsschnitt,

&igr; Figur 3 den die Membran aufnehmenden Teil des Gehäuses gemäß

&iacgr; Figur 2 in geänderter Ausführungsform.

) Der in Figur 1 dargestellte Druckaufnehmer 1 weist ein Gehäuse 2 auf,

! welches durch eine einstückig angeformte Metallmembran 3 in zwei Kam-

Ii mern 4; 5 unterteilt ist. Die Kammer 5 weist einen Hydraulikanschluß

auf, welcher in diesem Ausführungsbeispiel von einer bergbauüblichen

f Hydrauliksteckbuchse 7 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Hy-

I draulikstecknippels gebildet wird. Die der Kammer 4 zugewandte Sei-

, te der Metallmembran 3 ist mit einem Dehnungsmeßstreifen 8 versehen,

fi welcher die druckabhängige Dehnung der Metallmembran 3 registriert.

_t| Weiter sind in der Kammer 4 ein Verstärker 9 und ein Kabelüberwachungs-

I bauteil 10 angeordnet. Verstärker 9 bzw. Kabelüberwachungsbauteil

10 sind über nur andeutungsweise dargestellte Kabel 11; 12 mit dem

&eeacgr; Dehnungsmeßstreifen 8 und einer Elektrosteckkupplung 13 verbunden. *^; Die Elektrosteckkupplung 13 weist Buchsen 14 auf, die mit einem

nicht dargestellten Elektrostecker korrepondieren. Die Elektro-steckf

$\ kupplungsauf nähme 15 ist mit einem Bauteil 16 gekuppelt, welches »■j

in das Gehäuse 2 einsetzbar ist und die Kammer 4 verschließt. Das

Bauteil 16 ist mittels einer Dichtung 17 dichtend in die abgestufte Bohrung 18 des Gehäuses 2 eingesetzt und in der Bohrung 18 durch I Madenschrauben 19 festgelegt. Das Bauteil 16 ist Teil einer Steckkupplung, welche den Druckaufnehmer 1 mit einem die Anschlußkabel umhüllenden - nicht dargestellten - Schutzschlauch verbindet und in diesem Ausführungsbeispiel als Stecknippel 20 ausgebildet ist.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckaufnehmers 1 ist die Membran 3 mit einem Kragen 21 versehen, welcher mit seiner dem Dehnungsmeßstreifen (8) abgewandten

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Stirnfläche 22 mit dem hier als Hydraulikstecknippel 23 ausgebildeten Teil der Hydrauliksteckkupplung druckdicht verschweißt ist. Um eine druckdichte Verbindung herzustellen ohne einen Verzug in die Membran 3 zu bekommen, bietet sich das Plasmaschweißverfahren an. Die aus Hydraulikstecknippel 23, Kragen 21 und Membran 3 bestehende Einheit ist mit dem Gehäuse 2 über eine Schraubverbindung 24 gekuppelt. Analog zur Ausführungsform gemäß Figur 1 sind auch hier innerhalb der Kammer 4 Verstärker 9 und Kabelüberwachungsbauteil 10 untergebracht. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Figur 1 ist bei dem hier beschriebenen Druckaufnehmer 1 auf eine Elektrosteckkupplung verzichtet und die Kammer 4 durch ein als Kabeldurchführung 25 ausgebildetes, lediglich schematisch dargestelltes Bauteil verschlossen worden.

Die in Figur 3 dargestellte, aus Membran 3, Dehnungsmeßstreifen &dgr;. Kragen 21 und Hydraulikstecknippel 23 bestehende Einheit entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Figur 2. Im Gegensatz hierzu ist jedoch die Stirnfläche 22 des Kragens 21 abgestuft ausgebildet und korrespondiert mit der ebenfalls abgestuft ausgebildeten Stirnseite 26 des Hydraulikstecknippels 23 in der Art, daß sich die beiden Bauteile gegenseitig zentrieren. Neben diesem Zentrierefekt vereinfachen die Abstufungen die optimale Verschweißung der beiden Bauteile.

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08.01.1986 Me/Schu GW 8554

Be zugsze ichenliste

1 Druckaufnehmer

2 Gehäuse

3 Meta11membran

4 Kammer (elektrisch)

5 Kammer !hydraulisch)

6 Hydraulikanschluß

7 Hydrauliksteckbuchse

8 Dehnungsmeßstreifen

9 Verstärker

10 Kabelüberwachungsbauteil

11 Kabel

12 Kabel

13 Elektrosteckkupplunq

14 Buchsen

15 Elektrosteckkupplungsaufnähme

16 Bauteil

17 Dichtung

18 Bohrung

19 Madenschrauben

20 Stecknippel

21 Kragen

22 Stirnfläche

23 Hydraulikstecknippel

24 Schraubverbindung

25 Kabeldurchführung

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Claims

t t · · a t · 08.01.1986 Me/Schu GW 8554 Ansprüche

1. Druckaufnehmer für hydraulisch betriebene Vorrichtungen des untertägigen Bergbaus, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- der Druckaufnehmer (1) weist ein Gehäuse (2) mit einer Metallmembran (3) auf, welche das Gehäuse (2) in zwei hermetisch voneinander getrennte Kammern (4; 5) unterteilt;

- auf der Metallmembran (3) ist ein Dehnungsmeßstreifen (8) angebracht;

- die dem Dehnungsmeßstreifen (8) abgewandte Kammer (5) ist mit einem Hydraulikanschluß (6) versehen;

- die den Dehnungsmeßstreifen (8) aufnehmende Kammer (4) ist durch ein Bauteil (16) verschließbar, welches eine Elektrosteckkupplung (13) oder eine Kabeldurchführung (25) aufweist;

- innerhalb der de. Dehnungsmeßstreifen (8) aufnehmenden Kammer (4) ist ein Verstärker (9) angeordnet, welcher die Meßwerte des Dehnungsmeßstreifens (8) auf ca. 0 - 1 mA verstärkt;

- innerhalb der den Dehnungsmeßstreifen (8) aufnehmenden Kammer (4) ist ein Kabelüberwachungsbauteil (10) angeordnet;

- die Speisespannung der aus Dehnungsmeßstreifen (8), Verstärker (9) und Kabelüberwachungsbauteil (10) bestehenden Elektronikeinheit beträgt ca. 12V bei einer Stromaufnahme von ca.

16 mA.

2. Druckaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmembran (3) einstückiger Teil des Gehäuses (2) ist.

3. Druckaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmembran (3) einen umlaufenden Kragen (21) aufweist, welcher mit dem den Hydraulikanschluß (6) aufweisenden Teil des Gehäuses (2), vorzugsweise durch Plasmaschweißen, druckdicht verbunden ist.

4. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikanschluß (6) Teil einer bergbauüblichen Hydrauliksteckkupplung ist und von einem Hydraulikstecknippel (23) oder einer HydraulikSteckbuchse (7) gebildet wird.

5. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Elektrosteckkupplung (13) aufweisende Bauteil (Elektrosteckkupplungsaufnähme 15) Teil einer, den Druckaufnehmer (1) mit dem die Anschlußkabel umhüllenden Schutzschlauch verbindenden, Steckkupplung ist und als Stecknippel (20) oder Steckbuchse ausgebildet ist.

6. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß er auf einen Meßbereich von 0 - 500 bar ausgelegt ist.

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