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Dokumentenidentifikation DE4003151C1 12.09.1991
Titel Stellzylinder, insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe
Anmelder Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co KG, 4630 Bochum, DE
Erfinder Sebastian, Lothar, Dipl.-Ing., 4630 Bochum, DE;
Berger, Karl-Heinz, Dipl.-Ing. (FH), 4352 Herten, DE;
Amling, Friedel, 4650 Gelsenkirchen, DE;
Hecken, Gerhard, 4630 Bochum, DE
Vertreter Andrejewski, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Honke, M., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Masch, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Albrecht, R., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 4300 Essen
DE-Anmeldedatum 03.02.1990
DE-Aktenzeichen 4003151
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.09.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.09.1991
IPC-Hauptklasse E21D 23/08
IPC-Nebenklasse F15B 15/28   G01B 7/02   
Zusammenfassung Stellzylinder, insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe, mit Zylinder, Kolben mit Kolbenstange und Stellweg-Meßvorrichtung. Die Stellweg-Meßvorrichtung weist eine Spindel mit vorgegebener Steigung und ein Drehpotentiometer mit vorgegebenem Drehweg auf. Das Drehpotentiometer ist über eine Rutschkupplung an die Spindel angeschlossen. Die Spindel ist unter Zwischenschaltung einer Spindelmutter nach Maßgabe der Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben drehend angetrieben. Zwischen der Spindel und dem Drehpotentiometer ist ein Reibrad-Übersetzungsgetriebe angeordnet, mit dem die Steigung der Spindel an den Drehweg des Drehpotentiometers angepaßt ist. Das Reibrad-Übersetzungsgetriebe ist zugleich als Rutschkupplung ausgebildet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Stellzylinder, insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe, mit Zylinder, Kolben mit Kolbenstange und Stellweg-Meßvorrichtung, wobei die Stellweg-Meßvorrichtung eine Spindel mit vorgegebener Steigung und ein im Kopfbauteil des Zylinders angeordnetes Drehpotentiometer mit vorgegebenem Drehweg aufweist sowie zwischen der Spindel und dem Drehpotentiometer ein zugleich als Rutschkupplung ausgebildetes Reibrad-Übersetzungsgetriebe angeordnet ist, mit dem die Steigung der Spindel an dem Drehweg des Drehpotentiometers angepaßt ist. Spindel und Spindelmutter einerseits, das Drehpotentiometer andererseits sind so abgestimmt, daß die Widerstandsänderung in dem Drehpotentiometer dem Stellweg entspricht. Die Widerstandsänderung wird meßtechnisch ausgewertet sowie für Steuerungsvorgänge eingesetzt und/oder zur Anzeige gebracht.

Bei einem bekannten Stellzylinder dieser Gattung (DE-GM 84 28 947) ist das auch als Rutschkupplung dienende Reibrad-Übersetzungsgetriebe fest eingebaut. Es besitzt einen weich elastischen Kupplungsring, der das Verhalten als Rutschkupplung bewirkt. Die Rutschkupplung wird eingestellt, um, bezogen auf die Null-Lage des Kolbens bzw. des Zylinders, den Null-Punkt des Drehpotentiometers einzustellen. Es erfolgt gleichsam eine eigene Betätigung der Rutschkupplung von Hand. Nachteilig ist, daß der weich elastische Kupplungsring alterungsempfindlich ist und insbesondere nach unkontrollierter Alterung auch unkontrolliert rutschen kann. Das verändert die Null-Lage und die Genauigkeit der Anzeige. Im übrigen werden in bergbaulichen Untertagebetrieben Stellzylinder mit unterschiedlichem Stellhub benötigt. Normiert man das Drehpotentiometer mit der Rutschkupplung und den zugeordneten Bauteilen, so verlangt eine Adaption an einen Stellzylinder mit unterschiedlichem Stellhub Spindeln und Spindelmuttern unterschiedlicher Steigung und insoweit aufwendige Sonderfertigung bzw. Lagerung. Man behilft sich in der Praxis, kostenreduzierend, dadurch, daß man Spindeln einsetzt, die aus einem Stahlstab quadratischen Querschnittes bestehen und die zur Einrichtung einer unterschiedlichen Steigung unterschiedlich verdrillt sind. Solche Spindeln sind nicht sehr genau. Insoweit müssen erhebliche Genauigkeitsbeeinträchtigungen in Kauf genommen werden, so daß die bekannnten Maßnahmen den Anforderungen der modernen Meß- und Steuerungstechnik nicht genügen. Deswegen ist auch schon vorgeschlagen worden, auf DE-PS 35 44 992, das Drehpotentiometer und zugeordnete Bauteile auswechselbar anzuordnen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stellzylinder der eingangs beschriebenen Gattung so weiter auszubilden, daß auch langzeitig eine sehr genaue Erfassung des Stellweges über das Drehpotentiometer sichergestellt ist und das Drehpotentiometer mit seinen zugeordneten Bauteilen auf einfache Weise für Stellzylinder mit unterschiedlichem Stellhub eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Reibrad-Übersetzungsgetriebe in dem Kopfbauteil des Zylinders angeordnet ist, daß das Drehpotentiometer in einer Schwinge befestigt ist, die um eine zur Spindelachse parallele Achse verstellbar ist, und daß die Schwinge von einer Andrückfeder belastet ist. Vorzugsweise besteht das Reibrad-Übersetzungsgetriebe aus einem Reibrad-Ritzel und einem Hohlrad mit Innenreibfläche, wobei das Reibrad-Ritzel an die Spindel und das Hohlrad an das Drehpotentiometer angeschlossen ist. Das erlaubt es, bei einem Hohlrad mit vorgegebenem Innendurchmesser mit unterschiedlichen Reibrad-Ritzeln zu arbeiten, solange nur das Reibrad-Ritzel in das Hohlrad paßt. Folglich ist das Kopfbauteil für Stellzylinder mit unterschiedlichem Stellhub einsetzbar, wobei zur Adaption des Drehpotentiometers an den Stellhub lediglich das mit der spindelverbundene Reibrad-Ritzel auszutauschen ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stellzylinder, ausschnittsweise,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 2, vereinfacht.

Der in den Figuren ausschnittsweise dargestellte Stellzylinder ist insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe bestimmt. Dargestellt wurde der Kopfbereich eines solchen Stellzylinders, der erfindungsgemäß besonders eingerichtet ist.

Zum grundsätzlichen Aufbau des Stellzylinders gehören der Zylinder 1, der Kolben 2 mit seiner Kolbenstange 3 und eine Stellweg-Meßvorrichtung 4. Die Stellweg-Meßvorrichtung 4 weist eine Spindel 5 mit vorgegebener Steigung und ein Drehpotentiometer 6 mit vorgegebenem Stellweg auf. Es kann sich beispielsweise um ein Drehpotentiometer 6 handeln, welches so eingerichtet ist, daß es über die Länge des Stellhubes insgesamt 10 Umdrehungen macht. Das Drehpotentiometer 6 ist über eine Rutschkupplung 7 an die Spindel angeschlossen. Die Spindel 5 ist unter Zwischenschaltung einer Spindelmutter 8 nach Maßgabe der Relativbewegung zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben 2 drehend angetrieben.

Zwischen der Spindel 5 und dem Drehpotentiometer 6 ist ein Reibrad-Übersetzungsgetriebe 9 angeordnet. Mit diesem ist die Steigung der Spindel 5 an den Drehweg des Drehpotentiometers 6 angepaßt. Das Reibrad-Übersetzungsgetriebe 9 ist zugleich als Rutschkupplung 7 ausgebildet, damit die eingangs beschriebene Nullpunkt-Justierung durchgeführt werden kann. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung befindet sich das Drehpotentiometer 6 in einem besonderen Kopfbauteil 10, welches auf den Zylinder 1 aufgesetzt ist. Das Reibrad-Übersetzungsgetriebe 9 ist ebenfalls in dem Kopfbauteil 10 untergebracht.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß das Reibrad-Übersetzungsgetriebe 9 aus einem Reibrad-Ritzel 11 und einem Hohlrad 12 mit Innenreibfläche besteht. Das Reibrad-Ritzel 11 ist an die Spindel 5 angeschlossen, das Hohlrad 12 steht mit dem Drehpotentiometer 6 in Verbindung. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, daß das Drehpotentiometer 6 in einer Schwinge 13 befestigt ist, die um eine zur Spindelachse parallele Achse 14 verstellbar ist. Die Schwinge 13 ist von einer Andrückfeder 15 belastet, die einen ausreichenden Reibungsschluß zwischen dem Reibrad-Ritzel 11 und der Reibfläche des Hohlrades 12 herstellt.

Betrachtet man die kinematischen Zusammenhänge des Reibrad- Übersetzungsgetriebes 9, so erkennt man, daß das Kopfbauteil 10 in normierter Ausführung für Stellzylinder mit unterschiedlichem Stellhub einsetzbar ist, wobei zur Adaptation des Drehpotentiometers 6 an den Stellhub lediglich das mit der Spindel 5 verbundene Reibrad-Ritzel 11 auszutauschen ist, während die Anpassung von Reibrad-Ritzel 11 und Hohlrad 12 über die Schwinge 13 erfolgt. Zugleich ist auf diese Weise und über die Andrückfeder 15 die Funktion als Rutschkupplung 7 sichergestellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Stellzylinder, insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe, - mit

    Zylinder,

    Kolben mit Kolbenstange und

    Stellweg-Meßvorrichtung,

    wobei die Stellweg-Meßvorrichtung eine Spindel mit vorgegebener Steigung und ein im Kopfbauteil des Zylinders angeordnetes Drehpotentiometer mit vorgegebenem Drehweg aufweist sowie zwischen der Spindel und dem Drehpotentiometer ein zugleich als Rutschkupplung ausgebildetes Reibrad-Übersetzungsgetriebe angeordnet ist, mit dem die Steigung der Spindel an den Drehweg des Drehpotentiometers angepaßt ist, und wobei die Spindel unter Zwischenschaltung einer Spindelmutter nach Maßgabe der Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben drehend angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibrad-Übersetzungsgetriebe (9) in dem Kopfbauteil (10) des Zylinders (1) angeordnet ist, und daß das Drehpotentiometer (6) in einer Schwinge (13) befestigt ist, die um eine zur Spindelachse parallele Achse (14) verstellbar ist und daß die Schwinge (13) von einer anderen Feder (15) belastet ist.
  2. 2. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibrad-Übersetzungsgetriebe (9) aus einem Reibrad-Ritzel (11) und einem Hohlrad (12) mit Innenreibfläche besteht und daß das Reibrad-Ritzel (11) an die Spindel (5), das Hohlrad (12) an das Drehpotentiometer (6) angeschlossen ist.
  3. 3. Stellzylinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfbauteil (10) für Stellzylinder mit unterschiedlichem Stellhub einsetzbar und zur Adaptation des Drehpotentiometers (6) an den Stellhub das mit der Spindel (5) verbundene Reibrad-Ritzel (11) austauschbar ist.






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