Neigungsgeber für den Einsatz im Bergbau

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung eines

Neigungswinkels eines im untertägigen Bergbau, Tunnelbau oder Tiefbau einzusetzenden mobilen Gerätes.

Solche Neigungsgeber dienen zur Überwachung mobile Geräte, etwa von Ladern, Baggern oder Bohrwagen. Sie zeigen an, sobald ein vorgegebener Neigungswinkel solch eines mobilen Gerätes erreicht bzw. überschritten wird, um ein Umstürzen desselben insbesondere um dessen Längsachse zu verhindern. Besonderer Schutz gilt dabei freilich dem Personal, dessen körperliche

Gefährdung natürlich unter allen Umständen auszuschließen ist. Insbesondere ist zu verhindern, dass der Bediener sich selber aus dem Gerät auskippen kann. Gerade im untertägigen Berg- und im Tunnelbau bestehen darüber hinaus besondere Sicherheitsanforderungen wegen der dort herrschenden

Explosionsgefahren. Dort eingesetzte Neigungsgeber müssen die Kriterien schwere Entflammbarkeit, Antistatik, kein Einsatz von Aluminium etc. unbedingt erfüllen, was von den bisher unter Tage eingesetzten Geräten nur bedingt erreicht wird.

Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine für den Einsatz im untertägigen Bergbau, Tunnelbau oder Tiefbau geeignete Einrichtung zur Überwachung eines Neigungswinkels eines dort einzusetzenden mobilen Gerätes zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein Gehäuse, in dem ein Magnet in einer Kulisse einer Neigung des Gerätes folgend geführt ist, wobei zur Erfassung der Positionierung des Magneten in der Kulisse ein Magnetschalter dient. Ein Magnet ist dazu in einer Kulisse geführt, welche die jeweils relevante Neigung bzw. den relevanten Neigungswinkel des mobilen Gerätes abbildet. Die Einrichtung, vor allem die Kulisse ist so ausgebildet, dass der Magnet in der Kulisse stets der Neigung des mobilen Gerätes folgt. Überwacht wird die

Positionierung des Magneten in der Kulisse dabei über einen für den Einsatz unter Tage zugelassenen Magnetschalter, sodass die Einrichtung in Art eines Sensors anspricht, sobald der Magnet sich von dem Magnetschalter durch Verschiebung innerhalb der Kulisse so weit entfernt, dass ein vorgegebener Grenzwert einer Neigung des mobilen Gerätes erreicht bzw. überschritten ist. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass der erfindungsgemäße Sensor dank des

Zusammenspiels von Magnet und Magnetschalter ohne Versorgungsspannung mit potentialfreien Kontakten auskommt, so dass es für den Einsatz unter Tage hervorragend geeignet ist.

Konsequenz dieser Überwachung ist dann, dass der Magnetschalter bei Erreichen einer vorgegebenen kritischen Positionierung des Magneten in der Kulisse eine Notaus-Schaltung des mobilen Gerätes auslöst. Diese

Notausschaltung kann direkt erfolgen, das heißt der Magnetschalter löst die Schaltung. Oder dies geschieht auf indirektem Wege, indem der Magnetschalter ein weiteres Aggregat anspricht, welches dann die Not-Schaltung ausführt. Die jeweils kritische Positionierung kann dabei abhängig vom Typen des mobilen Gerätes durch Einstellung vorgegeben werden, so dass der Magnetschalter dann das entsprechende Signal auslöst, wenn der in der Kulisse geführte Magnet eine Positionierung zu weit von dem Magnetschalter entfernt eingenommen haben sollte.

Eine weitere Sicherheitseinrichtung sieht vor, dass die Notaus-Schaltung in Funktion bleibt, bis der Magnet wieder in eine Positionierung jenseits der kritischen zurückgekehrt ist. Befindet sich also die erfindungsgemäße Einrichtung bzw. das mobile Gerät, dem diese zugeordnet ist, im Notaus-Modus, ist

Voraussetzung dafür, dass die Einrichtung und/oder das mobile Gerät überhaupt wieder in Betrieb genommen werden können, dass der Magnet wieder in eine vorgegebene Mindestposition jenseits des kritischen Zustande zurückgekehrt ist.

Dies sieht dann so aus, dass die Notaus-Schaltung einen

Uberbrückungstaster umfasst, der zu betätigen ist, bis der Magnet wieder in eine Positionierung jenseits der kritischen zurückgekehrt ist. Der Uberbrückungstaster ist so lange zu betätigen, anderenfalls bleibt die Anlage im Notaus-Modus. Das Zusammenspiel zwischen dem in der Kulisse geführten Magneten und dem Magnetschalter muss also zunächst wieder eingependelt sein, bevor der erfindungsgemäße Sensor den Einsatz des mobilen Gerätes wieder ermöglicht.

Zweckmäßigerweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung in einem

Gehäuse untergebracht, welches aus zwei Teilen besteht. Das heißt die Kulisse und der als Stabmagnet ausgebildete Magnet sind einerseits und der

Magnetschalter andererseits unterschiedlichen Gehäuseteilen zugeordnet.

Während der erste Gehäuseteil also den Stabmagneten und die Kulisse umfasst, weist der zweite den Magnetschalter auf. Dabei liegen beide Gehäuseteile vollflächig aneinander an und sind vorzugsweise in den vier Ecken über geeignete Befestigungsmittel miteinander verbunden.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Anforderungen in Bezug auf derartige Neigungsgeber unter Tage besondere sind, was Entflammbarkeit, Antistatik oder die Wahl der Materialien betrifft. Insofern versteht es sich, dass es von besonderer Bedeutung ist, dass das Gehäuse aus einem nicht oder allenfalls schwach leitenden Material, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist. Gleich in zweifacher Hinsicht ist der erfindungsgemäße Neigungsgeber damit für den Einsatz in explosionsgefährdeten Gebieten sehr gut geeignet. Neben dem aus Kunststoff gefertigten Gehäuse erweist sich auch die Tatsache als vorteilhaft, dass der Sensor ohne Versorgungsspannung auskommt.

Was die Ausbildung der Kulisse betrifft, in welcher der Stabmagnet geführt ist, ist daran gedacht, dass die Kulisse eine Krümmung nach oben im Sinne eines langgestreckten U aufweist. Ausgehend von ihrem tiefsten Punkt, auf den auch der Magnetschalter in seiner Nullposition ausgerichtet ist, erstreckt sich die Kulisse zu beiden Seiten hin zunächst mit einer geringeren Krümmung, aus der sie dann in eine größere übergeht, bis die beidseitigen Endpunkte für den

Magneten in dieser Kulisse erreicht sind.

Dabei ist es in Zusammenhang mit den Anforderungen an die

erfindungsgemäße Einrichtung vorteilhaft, wenn die Endpunkte der Kulisse auf einen definierten Neigungswinkel des Gerätes abgestimmt sind. Die

erfindungsgemäße Einrichtung ist also so synchronisiert, dass der Magnet seine linke oder rechte Endposition einnimmt, wenn eine definierte, vorgegebene Maximalneigung des Laders, Baggers, Bohrwagens etc. erreicht ist, woraufhin es dann zu der beschriebenen Notaus-Schaltung kommt. Die nach oben bogenförmig ausgebildete Kulisse wurde bereits

angesprochen. In diesem Sinne ist es zweckmäßig, wenn der Magnetschalter im Bereich des tiefsten Punktes der Kulisse angeordnet ist, welcher der Nullposition für Magnet und Magnetschalter entspricht. Dass die Kulisse mit einem Dämpfungsmedium befüllbar ist, ist unter den

Einsatzbedingungen derartiger mobiler Geräte besonders vorteilhaft. Es gilt naturgemäß, Fehlalarme, d. h. einen Eingriff der Einrichtung in den Ablauf des mobilen Gerätes auszuschließen und eine Alarmsignalgebung nur dann zuzulassen, wenn tatsächlich auch ein entsprechender Ernstfall mit der

Gefährdung für Personal und Gerät eingetreten ist. Insofern verhindert das Dämpfungsmedium in der Kulisse z. B. ein Szenario, bei dem fälschlicherweise ein Alarm bei der Fahrt des mobilen Gerätes über Unebenheiten oder bei anderen ungefährlichen Beanspruchungen ausgelöst wird. Um ein Austritt des Mediums zu verhindern, empfiehlt es sich, dass die

Kulisse von einer Dichtung umgeben ist. Dabei handelt es sich um einen zumindest annähernd die Form eines Rechtecks aufweisenden Dichtring, der die Kulisse umgibt und ein Austreten des Dämpfungsmediums zwischen den beiden Gehäuseteilen wirksam verhindert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse mindestens eine zur Befüllung mit Dämpfungsmedium aufweisende Öffnung und/oder mindestens eine zum Austritt von Luft bei der Befüllung mit Dämpfungsmedium aufweisende Öffnung aufweist. Entsprechende Leitungen verbinden die Öffnungen mit der Kulisse beidseitig. Eine Öffnung ist dabei zu befüllen, bis Dämpfungsmedium an der anderen Öffnung wieder austritt. In diesem Sinne ist dann auch der Vorschlag zu verstehen, dass die Öffnungen mit

Verschlüssen ausgerüstet sind, um dann während des Einsatzes wirksam ein Austreten des Dämpfungsmediums zu verhindern.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein

Neigungsgeber bzw. Sensor zur Überwachung eines Neigungswinkels eines im untertägigen Bergbau, Tunnelbau oder Tiefbau einzusetzenden mobilen Gerätes geschaffen ist, der neben einem enormen Plus an Sicherheit die strengen

Anforderungen für den Einsatz solcher Geräte unter Tage erfüllt. In dem Gehäuse der erfindungsgemäßen Einrichtung ist einerseits ein in einer Kulisse geführter Magnet vorgesehen, welcher in einem Dämpfungsmedium der Neigung des mobilen Gerätes folgend geführt ist, das heißt der Magnet bildet letztlich eine kritische Neigung des mobilen Gerätes ab. Ein zweiter Gehäuseteil dient zur Aufnahme eines Magnetschalters, welcher die Position des Magneten in der Kulisse überwacht und bei Erreichen einer kritischen Positionierung des Magneten in der Kulisse ein entsprechendes Signal auslöst, so dass es unmittelbar zu einer Notaus-Schaltung des mobilen Gerätes kommt. Im Anschluss lässt sich dieses auch nur unter der Voraussetzung reaktivieren, dass der Magnet in der Kulisse wieder eine unkritische Position bei einem entsprechend kleinen Neigungswinkel des mobilen Gerätes eingenommen hat.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen eine erfindungsgemäße Einrichtung, teilweise im Schnitt:

Figur 1 in frontaler Ansicht,

Figur 2 in Draufsicht,

Figur 3 in Seitenansicht und

Figur 4 in einer Explosionsdarstellung.

So zeigt Figur 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung 1 mit seinem Gehäuse 5 mit Blick auf den vorderen Gehäuseteil 6, welcher mit dem hinteren Gehäuseteil über vier Befestigungsmittel 22, 23, 24, 25 verbunden ist. Erkennbar ist die Kulisse 3, in welcher der Magnet 2 sich gerade am tiefsten Punkt 8 befindet. Von dort aus erstreckt sich die Kulisse 3 mit einer nach oben gekrümmten Form bis zu den beiden Endpunkten 1 1 und 12, welche mit einer maximalen Neigung des mobilen Gerätes korrespondieren. Der Magnetschalter 4 ist in dem vorderen Gehäuseteil 6 so positioniert, dass er in der Nullposition des Magneten 2 am tiefsten Punkt 8 der Kulisse 3 mit dem Magneten 2 fluchtet. Wird dann über den Magnetschalter 4 festgestellt, dass die Auslenkung des Magneten 2 zu groß ist, entfernt sich also der Magnet 2 vom Magnetschalter 4 und nähert sich der Magnet 2 einer der beiden Endpositionen 1 1 , 12 in der Kulisse 3, wird ein entsprechender Alarm über den Magnetschalter 4 ausgelöst, ggf. nach einem vorherigen Warnsignal.

Umgeben ist die Kulisse 3 von einem Dichtring 13, um das Dämpfungsmedium, in welchem sich der Magnet 2 bewegt, entsprechend abzuschirmen. Im Bereich der beiden Endpunkte 1 1 und 12 befinden sich Leitungen 16, 17, die zu

Öffnungen 14, 15 führen, die über die Verschlüsse 18, 19 zu schließen sind. Diese Öffnungen 14, 15 dienen zum Befüllen der Kulisse 3 mit Dämpfungsmedium.

Figur 2 zeigt in einer Ansicht von oben die beiden Teile 6 und 7 des Gehäuses 5, verbunden über die vier Befestigungsmittel, von denen hier die beiden mit den Bezugszeichen 22 und 25 versehenen zu erkennen sind. Der Magnetschalter 4 ist über eine Kopfplatte 20 und ein Gewinde 26 in dem vorderen Gehäuseteil 6 platziert und liegt in der in den Figuren 1 - 4 dargestellten

Nullstellung in einer Achse 21 mit dem in der Kulisse 3 geführten Magneten 2. Veranschaulicht wird dies zusätzlich in Figur 3 mit den beiden erkennbaren Befestigungsmitteln 22 und 23 und den beiden in der Grundposition in einer gemeinsamen Achse 21 liegenden zentralen Aggregaten Magnet 2 und

Magnetschalter 4, fixiert über die Kopfplatte 20 bzw. das Gewinde 20 in dem vorderen Teil 6 des Gehäuses, während sich der Magnet 2 samt der Kulisse 3 im hinteren Teil 7 des Gehäuses befindet.

Illustriert ist dann schließlich in Figur 4 das Zusammenspiel der beiden Gehäuseteile 6, 7. Der hintere Gehäuseteil 7 verfügt über die Kulisse 3, in welcher der mit dem Bezugszeichen 2 versehene Magnet geführt ist. Überwacht wird dessen Positionierung in der Kulisse 3 über den Magnetschalter 4, welcher dem vorderen Gehäuseteil 6 zugeordnet ist. Zur Verbindung der beiden

Gehäuseteil 6, 7 dienen die Befestigungsmittel 22, 23, 24 und 25. Erkennbar sind außerdem die Verschlüsse 18, 19 zum Befüllten des hinteren Gehäuseteils 7 mit Dämpfungsmedium.