BE1028799A1 - Gurtförderanlage und Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes der Gurtförderanlage - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gurtförderanlage sowie ein Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes der sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage. Das Verfahren umfasst dabei mit zumindest den folgenden Schritten: A) Aufteilen der Förderstrecke der Gurtförderanlage in „m“ anlagenspezifische Teilstrecken, B) Eingabe von konstanten Daten zumindest hinsichtlich der Transportlänge der Gurtförderanlage, der Länge der Teilstrecken und der Steigung oder dem Gefälle pro Teilstrecke in die Auswerteeinrichtung, C) kontinuierliche Erfassung variierender Daten zumindest hinsichtlich der momentanen Fördergurtgeschwindigkeit und der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmomentes, D) Bestimmung von Ermittlungsdaten umfassend zumindest eine momentane Materialstreckenmasse und eine teilstreckenspezifischen Gurtbeladung qm der gesamten Gurtförderanlage basierend auf dem gemessenen Materialmassenstrom am Messpunkt, E) Speicherung der vollständig erfassten variierenden Daten sowie der Ermittlungsdaten in der Auswerteeinrichtung nach jedem Durchlaufen eines definierten Fördergurtabschnittes des Fördergurtes, wobei jedes Durchlaufen mit fortlaufendem Index „j“ nummeriert ist, und F) Berechnen des beladungsabhängigen Laufreibungswiderstandes für jede Teilstrecke und der Leerlaufleistung der Gurtförderanlage durch die Auswerteeinrichtung mittels eines Gleichungssystems unter Verwendung der konstanten Daten, der variierenden Daten und der Ermittlungsdaten.

Description

Beschreibung Gurtförderanlage und Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufrei- bungswiderstandes der Gurtförderanlage Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gurtförderanlage, insbesondere für Schüttgüter auf- weisend einen Fördergurt und wenigstens einen Antrieb zum Antreiben des Fördergurtes so- wie wenigstens eine Tragrollenstation umfassend zumindest eine Tragrolle und ein am Messpunkt angeordnetes Messsystem zumindest aufweisend einen Geschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit, einen Antriebssensor zur Ermittlung der An- triebsleistung bzw. des Antriebsdrehmoments und einen Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialmassenstroms. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes der sich in Betrieb befindlichen Gurtförderan- lage.

STAND DER TECHNIK Gurtförderanlagen, welche über oder unter Tage zum Einsatz gelangen sind seit Jahrzehn- ten insbesondere im Bergbau und in der Industrie bekannt. Sie dienen vornehmlich zum Transport von Schüttgütern, wie beispielsweise Abraum, Erze, Brennstoffe und Baustoffe, auch über längere Distanzen hinweg. Gurtförderanlagen können folglich mehrere Kilometer lang sein und mehrere tausend Tonnen Schüttgut pro Stunde transportieren. Allgemein be- kannte Gurtförderanlagen bestehen aus einem Fördergurt, der als eine Endlosschleife im Bandgerüst mit einer Vielzahl an Tragrollenstationen und einem oder mehreren Antriebs- und Umlenktrommeln eingefädelt ist. Dieser Fördergurt wird durch eine oder mehreren An- triebstrommeln mit einem oder mehreren Fördergurtantrieben auf eine definierte Fördergut- geschwindigkeit in Bewegung versetzt und vorteilhaft mit dieser Fördergurtgeschwindigkeit durchgehend betrieben. Grundlegend sind auch Gurtförderanlagen bekannt, welche frequenzbezogene Antriebe auf- weisen. Derartige frequenzbezogene Antriebe erleichtern die Start- und Stoppvorgänge er- heblich. Gleichwohl erfolgt ein Betrieb dieser Gurtförderanlagen mit einer definierten kon- stanten Fördergurtgeschwindigkeit, um die notwenige Durchsatzfähigkeit zu gewährleisten, auch in Phasen einer reduzierten Fördermenge oder einer variablen Förderleistung. Es ist des Weiteren grundlegend bekannt, dass die Gurtbandförderanlage aus einer Vielzahl an Teilstrecken, wie Einmuldenbereichen, Ausmuldenbereichen, vertikalen Kurven, horizon-

talen Kurven, geraden Strecken, Steigungen, Abhängen usw. besteht.

Dies Teilstrecken wei- sen zudem oft unterschiedliche Tragrollenabstände auf und dementsprechend auch unter- schiedliche Laufrollwiderstände für den Fördergurt.

Die Laufrollwiderstände sind zudem in bekannter Weise auch abhängig von dem Beladungszustand und der Fördergurtgeschwin- digkeit, welche wiederum auch abhängig von der Gurtförderanlagenspezifikation und der Au-

Bentemperatur ist.

Eine relative streckenbezogene Bewertung der Laufrollwiderstände ist insbesondere aus Servicesicht und ferner auch aus Designsicht wünschenswert, aber nur kostspielig, beispiels-

weise durch eine Installation einer Vielzahl an Kraftsensoren im Fördergurt, umsetzbar.

So beschreibt beispielsweise die DE10 2015 212 267 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines streckenspezifischen Energieverbrauchs von Gurtförderern.

Der hierin beschriebene Gurtförderer weist neben den bekannten Sensoriken zur Ermittlung einer An- triebsleitung und der Beladung der Gurtförderanlage noch eine zusätzliche dritte Sensorik auf.

Diese dritte Sensorik dient dazu die Zugkräfte in den Verbindungsabschnitten zwischen Fördergurtteilstücken zu detektieren.

Der Fördergurt ist zudem als ein Stahlseilfördergurt ausgebildet, sodass die dritte Sensorik eine Spule oder mindestens einen Magnetfeldsensor zur Detektion einer Anhäufung von Stahl in den Verbindungsabschnitten umfasst.

Demzu- folge erfordert die beschriebene Vorrichtung sowie das beschriebene Verfahren nicht nur eine zusätzliche Sensorik, sondern auch eine spezifische Ausgestaltung des Fördergurtes und ist folglich kostenintensiver in der Herstellung und im Betrieb der Gurtförderanlage.

Ohne zusätzliche Sensorik für die Gurtzugkraft wird in der DE10 2007 002 015 A1 ein Ver- fahren zur Ermittlung des spezifischen Leistungsbedarfes einer in Betrieb befindlichen Gurt- bandförderanlage für Schüttgut bei nicht konstanter Beladung beschrieben.

Dafür wird ein beladungsabhängiger Bewegungswiderstand für jeden der n-Abschnitte gleicher Länge des Gurtbandförderers unter Zuhilfenahme eines geschätzten spezifischen Bewegungswider- standes und einer aktuellen Streckenbeladung, sowie eine abschnittsweise benötigte Hub- leistung (Steigungswiderstand) ermittelt.

Die Neben-, Sonder- und Beschleunigungsleistun- gen werde abgeschätzt und somit ein Gesamtleistungsbedarf der Gurtbandförderanlage be-

rechnet.

Durch einen Vergleich des berechneten Gesamtleistungsbedarfes mit einem ge- messenen elektrischen Leistungsbedarf wird ein spezifischer Bewegungswiderstand für die gesamte Fördergutanlage ermittelt.

Die Ermittlung des theoretischen Leistungsbedarfes für jeden einzelnen Abschnitt der Gurtförderanlage erfolgt demnach unter Zuhilfenahme von Schätzwerten für streckenspezifische Bewegungs-, Neben- und Sonderwiderstände, wobei bei dem anschieBenden Vergleich der theoretischen Werte mit den Messwerten der Gesamt-

antriebsleistung keine separate Bewertung der tatsächlichen lokalen Laufreibungswider- standsbeiwerte über die unterschiedlichen Abschnitte der Gurtförderanlage durchgeführt wird.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nach- teile bei einer Gurtförderanlage und einem Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezoge- nen Laufreibungswiderstandes der sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Gurtfôrderanlage und ein Verfahren zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise, das bedeutet ohne die Verwendung zusätzlicher Messmittel, Sensoren etc. eine Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes der sich in Betrieb be- findlichen Gurtförderanlage ermöglicht.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Gurtförderanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufrei- bungswiderstandes einer sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Gurtförderanlage beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäBen Verfahren und je- weils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. AuBerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren mit der erfindungsgemäBen Gurtförderanlage durchgeführt werden.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weit die Gurtförderanlage, welche insbesondere zum Transport von Schüttgütern dient einen Fördergurt und wenigstens einen Antrieb zum Antreiben des Fördergurtes sowie wenigstens eine Tragrollenstation umfassend zumindest eine Tragrolle, vorteilhaft drei Tragrollen und ein an einem Messpunkt angeordnetes Mess- system auf. Das Messsystem weist erfindungsgemäß zumindest einen Geschwindigkeits- sensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit, einen Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmoments und einen Materialstromsensor zur Er- mittlung des Materialmassenstroms auf. Die erfindungsgemäße Gurtfôrderanlage zeichnet sich dadurch aus, dass diese mindestens eine Auswerteeinrichtung zur Ermittlung eines stre- ckenbezogenen Laufreibungswiderstandes, insbesondere während des Betriebes der Gurtförderanlage aufweist. Dabei sind der Geschwindigkeitssensor, der Antriebssensor und der Materialstromsensor datenübertragungstechnisch mit der Auswerteeinrichtung verbun- den. Die Auswerteeinrichtung weist vorteilhaft eine Eingabeeinheit zur manuellen Eingabe von Daten durch beispielsweise einen Bediener ein. Die Dateneingabe kann dabei über eine Tastatur, ein Touchpanel, über Stimmeingabe usw. erfolgen. Auch ist es denkbar, dass die Auswerteeinrichtung eine Ausgabeeinheit, wie beispielsweise einen Bildschirm zur visuellen Ausgabe von Daten, Diagrammen etc., aufweist. Vorteilhaft weist die Auswerteeinrichtung auch eine Speichereinheit, beispielsweise als Ringspeicher ausgeführte Speichereinheit zu- mindest zur temporären Speicherung von Daten, insbesondere konstanten und variablen Da- ten und Werten und Ergebnissen etc. auf. Die Auswerteeinrichtung umfasst vorteilhaft zu- dem auch eine Recheneinheit zur Ermittlung zumindest der Werte des streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes, insbesondere der streckenbezogenen Laufreibungswiderstands- werte. Zum Empfangen von Daten, Werten etc. außerhalb der Eingabeeinheit, weist die Aus- werteeinrichtung vorteilhaft eine Empfangs- und Sendeeinheit auf. Über diese Empfangs- und Sendeeinheit können der Auswerteeinrichtung weitere Daten, auch kabellos via Blue- tooth, WLAN usw., übertragen werden. Vorteilhaft weist die Empfangs- und Sendeeinheit auch Schnittstellen zur Anbindung von Datenkabeln, wie beispielsweise AUX-Kabeln, HDMI Kabeln usw. auf, sodass auch andere Endgeräte oder USB-Datensticks mit der Auswerteein- richtung verbunden werden können. Über die Empfangs- und Sendeeinheit der Auswerteein- richtung ist es zudem denkbar Daten, Werte, Diagramme etc. an andere Endgeräte (kabel- gebunden oder Kabellos) zu senden. Auch der Geschwindigkeitssensor, der Antriebssensor und der Materialstromsensor senden deren ermittelte Daten und Werte vorteilhaft über eine kabellose Verbindung an die Auswerteeinrichtung und insbesondere an die Empfangs- und Sendeeinheit der Auswerteeinrichtung. Die übermittelten Daten werden dann vorteilhaft in der Speichereinheit gespeichert und der Recheneinheit übertragen. Es ist zudem denkbar, dass die Auswerteeinrichtung eine Vergleichseinheit zum Vergleich ermittelter IST-Da- ten/Werte mit hinterlegten SOLL-Daten/Werte aufweist.

Vorteilhaft kann bei der erfindungsgemäßen Gurtförderanlage ohne zusätzliche Sensoren, insbesondere ohne Kraftsensoren im Fördergurt eine streckenbezogene Bewertung der Laufrollwiderstände bzw. der Laufreibungswiderstände entlang der Förderstrecke während des Normalbetriebes der Gurtförderanlage durchgeführt werden, um lokale Abweichungen des Laufreibungswiderstandes von normalen bzw. zulässigen Werten festzustellen. Ohne zusätzliche Sensoren bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass lediglich die grundlegend bei Gurtförderanlagen zum Einsatz kommenden Sensoren, wie der Geschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit bzw. der Motordrehzahl, der Antriebssensor zur Er- mittlung der Antriebsleitung bzw. des Antriebsdrehmomentes und der Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialstromes. Die Ermittlung des streckenbezogenen Laufreibungswi- derstandes erfolgt dabei rein rechnerisch/mathematisch über die Verwendung eines linearen Gleichungssystems, wie nachfolgend noch detaillierter erläutert. Das Ergebnis des strecken- bezogenen Laufreibungswiderstandes wird dann beispielsweise vorteilhaft von einem Ser- 5 viceteam der Gurtförderanlage zur Vorbereitung von entsprechenden Instantsetzungsmaß- nahmen/Wartungsmaßnahmen verwendet, um in schneller und einfacher Weise den fehler- behafteten und wartungsbedürftigen Streckenabschnitt zu ermitteln. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Ergebnisse der Ermittlung des streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes eine relevante Grundlage für die Modifizierung der Gurtförderanlage insbesondere in Hinblick auf die Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit bieten.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Verfahren zur Ermittlung eines stre- ckenbezogenen Laufreibungswiderstandes einer sich in Betrieb befindlichen Gurtförderan- lage, wie zuvor beschrieben, zumindest die folgenden Schritten auf: A) Aufteilen der Förderstrecke der Gurtförderanlage in „m“ anlagenspezifischen Teilstre- cken, insbesondere mit unterschiedlicher oder auch gleicher Teilstreckenlänge, B) Eingabe von konstanten Daten zumindest hinsichtlich der Transportlänge der Gurtför- deranlage, der Länge der Teilstrecken, insbesondere auch der Anzahl der Teilstrecken, und der Steigung oder dem Gefälle pro Teilstrecke in die Auswerteeinrichtung, C) kontinuierliche Erfassung variierender Daten zumindest hinsichtlich der momentanen Fördergurtgeschwindigkeit, des Materialmassenstroms und der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmomentes, D) Bestimmung von Ermittlungsdaten umfassend eine momentane Materialstrecken- masse und eine teilstreckenspezifische Gurtbeladung der gesamten Gurtförderanlage basie- rend auf dem gemessenen Materialmassenstrom am Messpunkt, E) Speicherung der vollständig erfassten variierenden Daten sowie der Ermittlungsdaten in der Auswerteeinrichtung nach jedem Durchlaufen eines definierten Fördergurtabschnittes des Fördergurtes, wobei vorteilhaft jedes Durchlaufen mit fortlaufendem Index „j“ nummeriert ist, und F) Berechnen des beladungsabhängigen Laufreibungswiderstandes für jede Teilstrecke und der Leerlaufleistung der Gurtförderanlage durch die Auswerteeinrichtung mittels eines Gleichungssystems unter Verwendung der konstanten Daten, der variierenden Daten und der Ermittlungsdaten.

Gemäß Schritt A) wird die Förderstrecke zumindest in m>=2 Teilstrecken unterteilt. Dabei wird unter der Förderstrecke derjenige Abschnitt der Gurtförderanlage verstanden, welcher für den Transport des Gutes, insbesondere des Schüttgutes dient und von einem Aufnahme- bereich zum Aufnehmen des Schüttgutes zu einem Abwurfbereich zum Abwerfen des Schüttguten (beispielsweise an eine weitere Gurtförderanlage) verläuft.

Die Teilstrecken wer- den dabei je nach Gurtförderanlage festgelegt.

Genauer gesagt je nach Aufbau und Verlauf der Gurtförderanlage in Berücksichtigung der geraden Strecken, Kurvenstrecken usw. wird zumindest die Anzahl der Teilstrecken definiert.

Vorteilhaft wird auch für jede definierte Teils- trecke deren Streckenlänge/Teilstreckenlänge angegeben.

Demnach ist es denkbar, dass die Teilstrecken jeweils eine zueinander unterschiedliche Länge aufweisen können.

Es ist auch möglich, dass Teilstrecken zueinander gleiche Teilstreckenlängen aufweisen, insbe- sondere wenn es sich um im Wesentlich gleiche Teilstrecken, wie gerade Strecken usw. handelt.

Gemäß Schritt B) erfolgt die insbesondere manuelle Eingabe von konstanten und bekannten Daten in die Auswerteeinheit.

Als konstante Daten werden hierbei Daten verstanden, welche sich im Verlauf des Betriebes der Gurtförderanlage nicht ändern bzw. über einen definierten Zeitraum/Zeitabschnitt unveränderte/unveränderbare Werte aufweisen und speziell der be- treffenden Gurtförderanlage zuzuordnen sind.

Dabei handelt es sich beispielsweise um Da- ten hinsichtlich der Fördergurtlänge bzw. der Transportlänge der Gurtförderanlage, der An- zahl der Teilstrecken, wie in Schritt A) eingeteilt, und/oder um die Länge der einzelnen Teils- trecken, sowie um die Angabe von Steigungen und/oder Gefällen pro Teilstrecke.

Gemäß Schritt C) werden während des Betriebes der Gurtförderanlage kontinuierlich Daten, insbesondere variierende Daten über die vorhandenen Sensoren, wie den Geschwindigkeits- sensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit, den Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmoments und den Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialmassenstroms ermittelt bzw. erfasst und vorteilhaft der Auswerteeinrichtung übermittelt.

Diese variierenden Daten betreffen vornehmlich die gesamte Gurtförderanlage.

Um nun insbesondere eine teilstreckenspezifische Gurtbeladung qm bzw. einen teilstrecken- spezifischen Massenstrom zu ermitteln bzw. zu bestimmen, insbesondere zu berechnen, er- folgt im Schritt D) eine Berechnung von sogenannten Ermittlungsdaten.

Dies sind Daten, welche aus Berechnungen zwischen konstanten Daten und variierenden Daten erzeugt wer- den.

Bei diesen Ermittlungsdaten handelt es sich beispielsweise um eine momentane Materi- alstreckenmasse (M}4, ..., Mm) sowie einer teilstreckenspezifischen Gurtbeladung, welche vorteilhaft mittels einer Gurtbeladungsmatrix q ermittelt wird.

Die Ermittlungsdaten betreffen vornehmlich die gesamte Gurtförderanlage und basieren folglich zumindest auf dem gemes- senen Materialmassenstrom am Messpunkt, der Fördergurtgeschwindigkeit und der Stre-

ckenaufteilung. Die Gurtbeladungsmatrix q ist vorteilhaft als Rechenmodell in der Auswer- teeinrichtung hinterlegt. Diese Gurtbeladungsmatrix wird nachfolgend noch genauer erläu- tert. Die ermittelten bzw. berechneten Werte hinsichtlich der teilstreckenspezifischen Gurtbe- ladung qm werden nun ebenfalls als variierende Werte/Daten, insbesondere als Ermittlungs- daten, so wie auch alle anderen variierenden Daten, in der Auswerteeinrichtung, insbeson- dere in deren Speichereinheit, gemäß Schritt E) gespeichert. Die Werte der Materialschwer- kraftverteilung (q1, 92, ..., Im) je Förderstrecke lassen sich dabei als Produkt der Materialstre- ckenmassen (M4, …, Mm) und Erdbeschleunigung g bestimmen.

Gemäß Schritt F) erfolgt nun abschließend die Berechnung sowohl der beladungsabhängi- gen Laufreibungswiderstände f; für jede definierte Teilstrecke i=1, ..., m als auch der Leer- laufleistung der gesamten Gurtförderanlage Po unter Verwendung eines in der Auswerteein- richtung, insbesondere in der Speichereinheit gespeicherten Gleichungssystems, insbeson- dere linearen Gleichungssystems. Die Rechenleistung dazu übernimmt vorteilhaft die Re- cheneinheit der Auswerteeinrichtung.

Vorteilhaft wird folglich mit dem beschriebenen erfindungsgemäBen Verfahren für einen aktu- ellen oder auch späteren Zeitpunkt ein vollständiger Verlauf der Fördergurtbeladung entlang der Förderstrecke des Gurtförderbandes mit einer zuvor festgelegten Aufteilung der Förder- strecke in Teilstrecken basierend auf der Massenstrom- und Fördergurtgeschwindigkeit er- mittelt und als Datensatz zusammen mit der zeitlich zugeordneten Antriebsleitung bzw. An- triebsmoment oder Antriebskraft erfasst. Durch die Erfassung von mindestens m+1 Datensät- zen mit zueinander abweichender Fördergurtbeladung und einer anschlieBenden Auflösung der erfassten Daten durch das lineare Gleichungssystem lassen sich sowohl die örtlichen streckenspezifischen transportmassenbezogenen Laufreibunsgwiderstände fi, als auch eine beladungsunabhängige Leerlaufleistung Po der Gurtfôrderanlage ermitteln. Dabei werden vorteilhaft auch die Reibungsverluste im Gesamtantrieb der Gurtförderanlage berücksichtigt. Es ist zudem anzumerken, dass bei der Verwendung des linearen Gleichungssystems eine lineare Abhängigkeit des Laufreibungswiderstandes von der Transportmasse bzw. dem Mas- senstrom vorausgesetzt wird.

Es ist vorteilhaft denkbar, dass das Gleichungssystem zur Ermittlung des beladungsabhängi- gen Laufreibungswiderstandsvektors f für jede vollständige Gurtumdrehung erzeugt wird, wo- bei das Gleichungssystem die entsprechenden Daten hinsichtlich einer Gurtbeladungsmatrix gund eines Gesamtbewegungswiderstandskraftvektors AR wie folgt umfasst: qxf=AR

Durch eine mehrfache Überbestimmung des linearen Gleichungssystems, insbesondere bei einer gleichmäßigen Verteilung der ermittelten Datensätze über mindestens eine vollständige Schlaufenumdrehung des gesamten Fördergurtes der Gurtförderanlage wird eine deutliche Erhöhung der Ermittlungs-/Berechnungsgenauigkeit sowohl für die streckenbezogenen Lauf- reibungswiderstände „fi“ als auch für die beladungsunabhängige Leerlaufleistung „Po“ er- reicht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird als variierendes Datum für jeden Datensatz „j“ zusätzlich eine momentane Hubleistung „Pu,“ der insgesamt transportierten Materialstrom- masse der Gurtfôrderanlage als Summe der momentanen Hubleistungen (Pu) aller Teilstre- cken (i=1, …, m) ermittelt und in der Auswerteinrichtung gespeichert.

Wird bei der Erfassung der Antriebsleistung die fôrdergurtbeladungsspezifische Hubleistung der momentan geför- derten Materialmasse abgezogen oder nach der Ermittlung der streckenspezifischen trans- portmassenbezogenen Laufwiderstände die örtliche Steigung der Förderstrecke abgezogen, insbesondere berücksichtigt, ist das Ergebnis die von der Hubarbeit ,bereinigten“ Laufrei- bungswiderstände.

Diese „bereinigten“ Laufreibungswiderstände dienen bei einer zueinander vergleichbaren Tragrollenabstützung (Tragrollenabstände und Durchmesser, Kurven) und einer vergleichbaren Gurtzugkraft als ein Indiz für einen funktionsfähigen Zustand der Trag- rollen im jeweiligen Streckenbereich.

Mit „Pu,“ wird vorteilhaft im Rahmen der Erfindung die Hubleistung des Fördergutes auf der Teilstrecke Nr. ,i* zum Zeitpunkt „tj“ angegeben.

Des Weiteren wird im Rahmen der Erfindung mit „tj“ der Zeitpunkt beim Durchlaufen des Fördergurtes eines neuen Fördergurtabschnittes AL mit fortlaufender Nummer „j“ angegeben.

Insbesondere ist mit „AL“ im Rahmen der Erfin- dung die Fördergurtabschnittlänge beim Durchlaufen des Fördergurtes angegeben, um eine neue Erfassung der Messdaten für Gleichungssystem zu erzeugen.

Es ist des Weiteren möglich, dass als konstante Daten, insbesondere als konstant annehm- baren Daten zusätzlich die teilstreckenspezifische Gurt- und Tragrollenschwerkraft (qo,) pro Teilstreckenlänge (L: , …, Lm} in die Auswerteinrichtung (20) eingegeben werden., insbeson- dere manuell durch einen Bediener eingegeben werden.

Es ist jedoch auch denkbar, dass konstante Daten auf einem externen Speichermedium, wie beispielsweise einem Datenstick pro Gurtförderanlage erfasst sind und dieses externe Speichermedium dann mit der Auswer- teeinheit verbunden wird (LAN oder WLAN), sodass diese Daten dann automatisch oder teil- automatisch (plug and play) auf die Auswerteeinheit übertragen bzw. kopiert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Gurtbeladungsmatrix q als jeweilige stre- ckenspezifische Schwerkraftverteilung des Materialmassenstroms qi,, Insbesondere der Gurtbeladung, für jede Teilstrecke i =1,..,m und für jede Messung j=1,..,nk, und als Quotient des Antriebswirkungsgrades n und der Fördergurtgeschwindigkeit Vs, wie folgt ermittelt wird:

411 421 431 Ami "N/VB1 412 22 4932 … Im2 N/Ve2 9=| 413 423 33 m3 "/Vp3 ‚© dank d3,nk … qmnk n/ | Die fortlaufende Nummer der Teilstrecken wird mit ,i= 1, ..., m“ bezeichnet.

Die Summe der Teilstrecken „i“ ergibt folglich die Förderstrecke der Gurtförderanlage.

Des Weiteren wird im Rahmen der Erfindung mit „dij“ die Schwerkraft des Materialmassenstroms für die Strecke „i“ im Datensatz „j“ gekennzeichnet.

Dabei ist es denkbar, dass sich die jeweilige Schwerkraft des Materialmassenstroms qi; als Produkt der jeweiligen streckenspezifischen Masse (M+;, M»;,….Mm,) von Fördermaterial (Ma- terialmasse) und der Erdbeschleunigung g pro Messung j=1, 2, ..., nk während der letzten „n“ vollen Umläufe des Fördergurtes ergibt.

Mit ‚n“ wird im Rahmen der Erfindung vorteilhaft die Anzahl der letzten vollständigen Gur- tumläufe, die zur Bewertung der streckenbezogenen Laufwiderstände in dem Gleichungssys- tem benutzt werden sollen, angegeben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Gesamtbewegungswiderstandskraftvektor AR als Quotient der Differenz zwischen der momentanen Antriebsleistung P; - multipliziert mit dem Antriebswirkungsgrad 77 - und der momentanen Hubleistung PH,, sowie der Fördergurt- geschwindigkeit Vg,; wie folgt bestimmt wird: (P,n— Pu,1)/VB,1 AR = (P2n— Pu,2)/Va,2 (Pare = Pu,nk)/Va,nk Des Weiteren besteht der zu ermittelnde streckenbezogene Laufreibungswiderstandsvektor f aus für jede Teilstrecke L+, …, Lm beladungsunabhängigen Faktoren f1,…,fm und der mittle- ren Leerlaufleistung Po der gesamten Gurtförderanlage, insbesondere innerhalb der letzten n vollen Fördergurtumläufe:

A fa f =|… fm Pol Für die spezifische Erfassung der variierenden Daten, insbesondere Messdaten, wie bei- spielsweise dem Massenstrom, der Fôrdergurtgeschwindigkeit und/oder der Antriebsleistung bzw. des Antriebdrehmomentes ist eine zeitliche Korrektur der Signale und eine darauf ba- sierende korrekte Ableitung der Fördergurtbeladung entlang der Förderstrecke erforderlich. Diese Erfassung, Korrektur und Ableitung sind vorteilhaft durch die Auswerteeinrichtung, ins- besondere die Empfangs- und Sendeeinheit, die Recheneinheit und/oder die Vergleichsein- heit der Auswerteeinrichtung môglich. Mittels der Auswerteeinrichtung wird vorteilhaft eine zeitliche Abfolge der Datensätze vervollständigt und eine längsspezifische Aufteilung der Ge- samtbeladung der Fôrderstrecke bestimmt. Für die Erfassung der Vielzahl an Datensätzen sowie für die Ermittlung der streckenbezogenen (streckenspezifischen transportmassenbe- zogenen) Laufreibungswiderstände erfolgt vorteilhaft eine Zwischenspeicherung der vollstän- digen Datensätze in der Auswerteeinrichtung, insbesondere Speichereinheit der Auswer- teeinrichtung. Diese Speichereinheit ist vorteilhaft als Ringspeicher ausgebildet. Bei diesem Ringspeicher wird der älteste Datensatz kontinuierlich mit dem jüngsten (neuesten) Daten- satz überschrieben. Infolgedessen bleibt der Ringspeicher immer nur mit den aktuellen Infor- mationen (Daten/Datensätzen) über mindestens eine letzte vollständige Fördergurtumdre- hung (Loop) befüllt. Durch eine regelmäßige Abfrage der Speichereinheit, insbesondere des Ringspeichers mit anschließender Bildung der Gurtbeladungsmatrix q und der Auflösung des linearen Gleichungssystems werden die streckenbezogenen Laufreibungswiderstände fi, als auch der beladungsunabhängige Leerlaufleistung Po ermittelt. Diese ermittelten bzw. berech- neten Daten werden dann wiederum — vorteilhaft gemeinsam mit den dazugehörigen Be- triebsparametern der Gurtförderanlage — in der Auswerteeinrichtung, insbesondere in der Speichereinheit der Auswerteeinrichtung oder auch in einer separaten Langzeitspeicherein- heit der Auswerteeinrichtung gespeichert. Über die Ausgabeeinheit der Auswerteeinrichtung können diese Daten dann - je nach Bedarf — tabellarisch oder auch grafisch angezeigt wer- den. Es ist denkbar, dass in Hinblick auf eine optimierte Bewertung des aktuellen Zustandes der Laufrollen alle erfassten und/oder ermittelten Daten (konstante Daten und/oder variierende Daten) nach Datum, Durchsatz, Fördergurtgeschwindigkeit und Temperaturbereichen be- grenzbar und mit einer Regressionskurve überlagert darstellbar sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anzahl der vollständigen Datensätze „k“ für die Lösung des linearen Gleichungssystems mindestens den doppelte Wert von „m“ auf und werden folglich einer ganzzahligen Anzahl n der vollständigen Fördergurtumdrehung, insbesondere des vollständigen Fördergurtumlaufes entsprechend in der Auswerteeinrich- tung gespeichert. Es ist demnach vorteilhaft denkbar, dass die in der Auswerteeinrichtung gespeicherte Anzahl an Datensätzen an variierenden Daten mindestens der doppelten Anzahl an Teilstrecken der Fôrderstrecke für jede zu speichernde Fördergurtumdrehung entspricht, wobei der in der Auswerteeinrichtung gespeicherte zeitlich älteste Datensatz an variierenden Daten kontinu- ierlich von dem zeitlich jüngsten Datensatz an variierenden Daten überschrieben wird. Diese mehrmalige Bewertung durch das Auflösen eines mehrfach überbestimmten linearen Glei- chungssystems, aufgestellt auf der Basis der zeitlich gleichmäßig verteilten Messungen über die letzte vollständige Umdrehung des Fördergurtes der Gurtförderanlage (Loop) führt vor- teilhaft zur Erhöhung der Ermittlungsgenauigkeit der streckenbezogenen Laufreibungswider- stände. Vorteilhaft werden die letzten Messungen derart überlagert, dass Ausreißer , wie bei- spielsweise lokale Erhöhungen der Laufreibungswiderstände aufgrund von Tragrollenbe- schädigungen sicher identifiziert werden können.

Das bedeutet, dass vorteilhaft zur Dopplung oder Vervielfachung der Anzahl an Gleichungen im Gleichungssystem im Vergleich zu der im Gleichungssystem vorhandenen Anzahl an un- bekannten Daten die aktuell ermittelten variierenden Daten pro vollständiger Fördergurtum- drehung mit den variierenden Daten einer oder mehreren vorhergehenden vollständigen För- dergurtumdrehung/en überlagert werden. Es ist des Weiteren anzumerken, dass mit AL die Länge des Fördergurtes pro Messung an- gegeben wird. AL weist vorteilhaft eine Vielzahl an Teilstrecken L+, ..., Lm auf und kann auch als Fördergurtmessstrecke bezeichnet werden. Als Vielzahl sind hierbei im Sinne der Erfin- dung mindestens eine Teilstrecke, vorteilhaft zwei oder mehr Teilstrecken zu verstehen. La gibt die Gesamtlänge des Fördergurtes an. Mit „k“ wird eine ganzzahlige Anzahl an Förder- gurtmessstrecken pro vollständiger Fördergurtlänge Ls angegeben bzw. eine Anzahl der er- zeugten Datensätze bei einem vollständigen Fördergurtumlauf bzw. einer vollständigen För- dergurtumdrehung.

Lg =k*AL

Genauer gesagt, findet jede Messung vorteilhaft pro Fördergurtmessstrecke statt, wobei der Fördergurt eine Anzahl „k“ an Fördergurtmesstrecken aufweist. Es ist denkbar, dass die Ermittlung von streckenbezogenen Laufreibungswiderstandswerten basierend auf variablen Daten zumindest solange erfolgt, bis jeder der definierten Teilstre- cken während der letzten vollständigen Fördergurtumdrehung, insbesondere während des letzten vollständigen Fördergurtumlaufes, eine minimale Änderung des Materialmassenstro- mes (Beladungsänderung) von einem für diese Teilstrecke errechneten Mittelwert, insbeson- dere im Bereich über 5% der Nominalbeladung, zugeordnet wird. Das bedeutet, dass als re- levante Voraussetzung für eine korrekte Auflösung des linearen Gleichungssystems eine mi- nimale Änderung der Fördergurtbeladung des Materialmassenstroms Aq; min in jeder Teilstre- cke „I“ (entspricht den Spalten Nummer in der Gurtbeladungsmatrix q) zwischen den unter- schiedlichen Datensätzen „j“ (entspricht den Spalten in der Gurtbeladungsmatrix q) erforder- lich ist. Ändert sich der Materialmassenstrom für eine oder mehrere Teilstrecken „i“ nicht, beispielsweise aufgrund eines Leerlaufes, einer Vollbeladung oder auch einer ungünstigen Teilstreckenbeladung, wird die Messen bzw. Datenerfassung verlängert bzw. zeitlich ver- schoben, sodass jede Teilstrecke „I“ eine minimale Beladungsänderung (Ag; = Gi,max — Qimin) von beispielsweise 5% der Nominalbeladung erfährt.

Vorteilhaft wird mit „j“ im Rahmen der Erfindung die fortlaufende Nummer der Datensatzauf- zeichnung, welche nach einem Durchlaufen eines neuen Fördergurtabschnittes erfolgt, ge- kennzeichnet. Des Weiteren wird im Rahmen der Erfindung mit „qi,max“ die maximale und mit „Ai,min“ die minimale Schwerkraft der Materialmassenstrombelegung für die Strecke „i“ in der Gurtbeladungsmatrix ,q“ angegeben.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Addition der transportierten Massen- mengen einer definierten Anzahl an benachbarten Teilstrecken sowie eine Mittelung der ge- messenen Werte hinsichtlich der momentanen Antriebsleistung P; und der momentanen Fôr- dergurtgeschwindigkeit Va, um ein reduziertes Gleichungssystem zu erstellen. Bei der Addi- tion der transportierten Materialmasse der definierten Anzahl an Teilstrecken ist es denkbar zumindest zwei zueinander benachbarte Teilstrecken zu addieren, insbesondere paarweise die Teilstrecken, Beispielsweise L1+L2,..., Lm1 +Lm zu addieren.

Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu der Gurtförderanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.

Gemäß einem weiteren alternativen Verfahren ist es möglich die Fördergurtgeschwindigkeit der Gurtförderanlage zumindest zeitweise mit einer definierten Periodizität sinusförmig oder zick-zack-förmig oder rampenförmig zu ändern. Durch die folglich erzeugten Änderungen in der Fördergurtbelegung (Materialmassenstrom) wird eine erhöhte Ermittlungsgenauigkeit für die Bestimmung der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände mit gewünschter Anzahl und Aufteilung an Teilstrecken erreicht.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom- binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfin- dung zu verlassen.

Grafische Darstellungen zum erfindungsgemäßen Verfahren einer im Betrieb befindlichen erfindungsgemäßen Gurtförderanlage werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: Figur 1 eine Ausführungsform einer Aufteilung einer Förderstrecke einer erfindungs- gemäßen Gurtförderanlage, Figur 2 einen Ausführungsform einer grafischen Darstellung erfasster variabler Daten, und Figur 3 einen Ausführungsform einer grafischen Darstellung ermittelter/berechneter Daten pro Teilstrecke. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Fig. 1 bis 3 jeweils mit den- selben Bezugszeichen versehen. In der Figur 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gurtförderanlage 1 aufwei- send einen Fördergurt 10, wenigstens einen Antrieb 11 zum Antreiben des Fördergurtes 10 und wenigstens eine Tragrollenstation 12, vorteilhaft zwei oder mehr Tragrollenstationen 12, umfassend jeweils zumindest eine Tragrolle 13, sowie ein an einem Messpunkt 3 angeord- netes Messsystem S. Das Messsystem S umfasst vorteilhaft einen hier nicht gezeigten Ge- schwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit, einen hier nicht gezeig- ten Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebsleistung bzw. des Antriebsdrehmoments und einen hier nicht gezeigten Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialmassenstroms. Des Weiteren weist die Gurtförderanlage 1 mindestens eine Auswerteeinrichtung 20 zur Er- mittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes auf, wobei der Geschwindig- keitssensor, der Antriebssensor und der Materialstromsensor datenübertragungstechnisch

(mit gestrichelter Linie gezeigt) mit der Auswerteeinrichtung 20 verbunden sind.

In der in Fi- gur 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gurtförderanlage 1 ist eben- falls eine beispielhafte Aufteilung einer Förderstrecke 2 der Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Gurtförderanlage 1 gezeigt.

Die Förderstrecke 2 ist in m=18 Teilstrecken L; — Lis (L1,L2,..., Li, ..., Lm) eingeteilt.

Mit Qe ist die momentane (aktuelle) Fördermenge an Schüttgut am Eingabepunkt 4, also die Menge ans Schüttgut, welche momentan auf die Gurtförderanlage 1 eingebracht/aufgebracht wird, gezeigt.

Mit Qa ist die momentane (aktu- elle) Fördermenge an Schüttgut am Abwurfübergabepunkt 5, also die Menge an Schüttgut, welche momentan von der Gurtförderanlage an beispielsweise eine andere hier nicht ge-

zeigte Gurtförderanlage abgegeben wird, gezeigt.

Die Sensoren S, insbesondere der Ge- schwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit Vs, der Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebsleistung P bzw. des Antriebsdrehmoments oder der Antriebsdreh- zahl na und der Materialstromsensor zur Ermittlung des Materialmassenstroms Qs sind im Messpunkt 3 angeordnet.

Der Messpunkt 3 ist mit einem definierten Abstand Xs zum Einga-

bepunkt 4 entfernt ausgebildet.

Der ermittelte Materialmassenstrom Qs wird in Berücksichti- gung der Fördergurtgeschwindigkeit Vs und des Abstandes xs in eine Materialmassenstrom- belegung qx bzw. in die Materialstreckenmassen M; (Materialmasse pro Teilstrecke — M4, Ma, …, Mi..., Mm)) umgerechnet.

Mit „x“ ist gemäß der Figur 1 die Längskoordinate entlang der Gurtförderanlage 1 ausgehend von dem Eingabepunkt 4 und mit „xs“ der Abstand des Mas-

— senstromsensors entlang der Gurtförderanlage 1 zu verstehen.

Als Basis zur Bildung des li- nearen Gleichungssystems erfolgt eine streckenbezogene Aufteilung der gesamten Förder- strecke 2 in fest definierte Teilstrecken L; — Lm mit bekannten Streckenlängen, Steigungen, Gefällen, Kurven und Tragrollenbestückungen.

Für diese festgelegten Teilstrecken L; — Lm werden dann die dem Messzeitpunkt entsprechenden Materialmassenstrombelegungen M4 —

Mm sowie die entsprechende Fördergurtgeschwindigkeit Vs erfasst bzw. ermittelt.

Für min- destens „m+1“ vollständige Datensätze werden dann die Messdaten (variierenden Daten zur Materialmassenstrombelegung q« entlang der ganzen Förderstrecke 2, Antriebsleistung P und Fördergurtgeschwindigkeit Vg) erfasst und eine Gurtbeladungsmatrix q des linearen Gleichungssystems gebildet.

Die Laufreibungswiderstandskoeffizienten der einzelnen Teils-

trecken (f+, f2, fi, ..., fm) werden zusammenmit dem beladungsunabhängigen Leerlaufleis- tung Po aus mindestens „m+1“ linearen Gleichungen mit unterschiedlichen Beladungen M4, Mo, ..., Mi..., Mm der entsprechenden Teilstrecken L1 — Lm ermittelt.

Die in der Figur 1 ge- zeigte beispielhafte Einteilung der Förderstrecke in m=18 Teilstrecken L+; — Lis zeigt bei- spielsweise in der Teiltrecke Liz einen deutlich höheren Wert als in der Nachbarschaft dieser

Teiltrecke Li», wie aus dem Säulendiagramm hervorgeht.

Ein Säulendiagramm kann bei- spielsweise eine Ausgestaltung einer grafischen Darstellung der berechneten/ermittelten Er- gebnisse hinsichtlich der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände sein- Es sind jedoch auch andere Darstellungen, wie insbesondere in den Figuren 2 und 3 aufgezeigt, denkbar. Diese dargestellte Abweichung kann vom Service-Team der Gurtförderanlage 1 als ein Hin- weis darauf verstanden werden, dass insbesondere in diesem Bereich der Teiltrecke L422 eine Inspektion der Tragrollen erforderlich ist.

In der Figur 2 ist mittels der Visualisierung eines Liniendiagrammes die gemessene Antriebs- leistung P (in kW) der gesamten Gurtförderanlage im Verhältnis zum ermittelten totalen Lauf- reibungswiderstand TRR (in %) über die Zeit (in h) dargestellt. Der relative totale (gesamte) Laufreibungswiderstand TRR der gesamten Gurtförderanlage, ermittelt als Verhältnis der Laufwiderstandskrafterhöhung zur Schwerkraft der momentan transportierten Materialmasse, ist dabei mit einer gepunkteten Linie dargestellt. Mit Po ist die Leerlaufleistung der Gurtförder- anlage als gestrichelte Linie dargestellt. Mit Pu ist die Hubleistung der gesamten Gurtförder- anlage mit einer lang gestrichelten Linie dargestellt. Alle ermittelten Leistungen sind über die Zeit t abgetragen. Die Ermittlung der Leistungen hat innerhalb einer Stunde (60Minuten) er- folgt und sich widerholende Ausschläge verbunden mit zyklischen Beladungsänderung mit einer Periode von ca. 12 Minuten aufgezeigt. Die Gurtumlaufzeit beträgt dabei 7 Minuten. Dank der Auswertung der Daten über einen vollen Umlauf des Fördergurtes lässt sich in der Aufzeichnung sowie in den Ermittlungsdaten keine fördergurtbedingte Periodizität erkennen. Die Lehrlaufleistung und der gesamte Laufreibungswiderstand bleiben Über die gesamte Er- fassungszeit im Wesentlichen stabil und können für ein weiteres streckenspezifisches Auflö- sen benutzt werden. Figur 3 zeigt eine Visualisierung von ermittelten streckenbezogenen Laufreibungswider- standswerten f; Über eine in m=16 Teilstrecken L; — Lis unterteilte Förderstrecke 2 einer — Gurtfôrderanlage 1 (wie in der Figur 1 dargestellt). Mit der durchgezogenen Linie sind gra- phisch insgesamt 16 Ergebnisse der ermittelten streckenbezogenen Laufreibungswider- standswerten fi, insbesondere ein Ergebnis pro Teilstrecke L — L16 abgebildet (LRR, 16). Wird eine vollständige Auflösung des linearen Gleichungssystems unmöglich, erfolgt eine Reduktion der Anzahl an bzw. der Aufteilung von Teilstrecken L; — Lm derart, dass eine Bele- gung von zwei, drei, vier oder mehr benachbarten Teilstrecken L; — Lm miteinander addiert oder aufgeteilt wird. Die gemittelten Werte/Daten bezüglich der Fördergurtgeschwindigkeit Vs und der Antriebsleistung P werden dann für diese Abschnitte eingesetzt. Dies zeigt sich in den gestrichelten Linien LRR,8 und LRR,4. Hier wurden die ursprünglich 16 Teilstrecken L+; — Lis entweder zu insgesamt acht Teilstrecken (L; — Ls, LRR,8) derart reduziert, dass jeweils zwei zueinander benachbarte Teilstrecken zusammengefasst wurden. Oder die ursprünglich 16 Teilstrecken L; — Lie wurden zu insgesamt vier Teilstrecken (LRR, 4) derart reduziert, dass jeweils vier zueinander benachbarte Teilstrecken zu nun noch lediglich vier Teilstrecken

L; —L4 zusammengefasst wurden. Hierdurch wird eine gröbere Auflösung des Verlaufs des Laufreibungswiderstandes erhalten, welcher nachfolgend durch eine Überlagerung mit weite- ren (neuen) Daten von nachfolgenden oder vorherigen Messungen immer weiter präzisiert werden kann. Mit TRR (Strich-Punkt-Linie) ist der über alle Teilstrecken L+ — Lis gemittelte Wert angegeben.

Um eine vereinfachte Umrechnung des anfänglichen linearen Gleichungssystems mit „m“- Teilstrecken (in der Figur 3 mit 16 Teilstrecken) in ein zwei-, drei-, vier- oder sechsfach redu- ziertes lineares Gleichungssystem zu ermöglichen, wird die Anzahl „m“ der Teilstrecken als minimal oder mehrfach teilbare Zahl für die gewünschte reduzierte Anzahl festgesetzt, wie zum Beispiel m=12, 24, 36, 48, 60 usw. Dabei ist zu beachten, dass die Länge pro Teilstre- cke bei der Verwendung einer höchsten Auflösung an „m“ Teilstrecken die Abstandslänge zwischen den Tragrollen in der Gurtförderanlage nicht deutlich unterschreitet. Dies bedeutet, dass ein Verfahren zur Ermittlung von streckenbezogenen Laufreibungswiderständen, insbe- sondere Kennzahlen der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände mit einer Ermittlung der Fördergurtbelegung mit höchster Auflösung an „m“-Teilstrecken beginnen und nach je- dem Durchlauf des Fördergurtes ein neuer Datensatz mit einer aktuellen Belegung an „m“- Teilstrecken, der aktuellen Antriebsleistung P und der Fördergurtgeschwindigkeit VB im Zwi- schenspeicher gespeichert wird. Die letzten „k“-Datensätze der letzten vollständigen Förder- gurtumdrehung (Loop) der Gurtförderanlage werden zuerst zur Bildung des linearen Glei- chungssystems mit „m+1“ unbekannten verwendet. Da k>m+1, also mehr Datensätze vor- handen sind, als Unbekannte im Gleichungssystem, wird das überbestimmte Gleichungssys- tem mit einem Näherungsansatz gelöst, sodass alle „m“ unbekannten streckenbezogenen Laufreibungswiderstandskennzahlen (f, f2, ..., fi, fm) Sowie die unbekannte beladungsun- abhängige Leerlaufleistung der gesamten Fördergurtanlage Po ermittelt werden. Um die Aus- sagekraft der Laufreibungswiderstandskennzahlen (f+, f2, ..., fi, ..., fm) zu erhöhen, ist es denkbar die jeweiligen streckenbezogenen Laufreibunsgwiderstände nach Erhalt eines neuen Datensatzes neu zu bestimmen und über die zuletzt gespeicherte „nk“-Datensätze ei- nen Mittelwert für jeden streckenbezogenen Laufreibungswiderstand zu bilden. Mit „m“ wird insbesondere die gesamte ganzzahlige Anzahl der Teilstrecken an der Förderstrecke der Gurtförderanlage angegeben. Auch wenn die ermittelte Genauigkeit der Bestimmung der streckenbezogenen Laufrei- bungswiderstände nicht ausreichend ist, beispielsweise, weil die Streuung der ermittelten Werte/Daten über mehrere Fördergurtumdrehungen zu hoch ist, ist es vorteilhaft, die oben bereits beschriebene reduzierte Auflösung der Teilstrecken durchzuführen. Wie zuvor er- wähnt werden dabei zwei oder mehr nebeneinanderliegende Teilstrecken zusammengefasst,

wodurch sich vorteilhaft die Anzahl der unbekannten Variablen auf m/2+1, M/3+1, usw. so- wie auch die entsprechende Anzahl der Datensätze auf k/2, k/3, usw. reduziert.

Vorteilhaft führt eine Auflösung eines entsprechend reduzierten linearen Gleichungssystems zur genau- eren Bestimmung der Kennzahlen der streckenbezogenen Laufreibungswiderstände der be- schriebenen „vergrößerten“ (zusammengefassten) Teilstrecken.

Dies kann weiterhin vorteil- haft zur präzisen Bewertung der Änderungen der streckenbezogenen Laufreibungswider- stände über die Zeit, die Temperatur und/oder der Fördergurtbeladung (Materialmassen- strom) oder auch zur Bewertung des Zustandes der Tragrollen verwendet werden.

Bezugszeichenliste 1 Gurtförderanlage 2 Förderstrecke 3 Messpunkt 4 Eingabepunkt 5 Abwurfübergabepunkt Fördergurt 10 11 Antrieb 12 Tragrollenstation 13 Tragrolle 14 Messpunkt 20 Auswerteeinrichtung fi streckenspezifischer Laufreibungswiderstand/streckenbezogene Laufreibungs- widerstandskennzahl Li, …, Lm Länge der einzelnen Teilstrecken entlang der Gurtförderanlage LRR streckenbezogener Laufreibungswiderstand LRR,4 streckenbezogener Laufreibungswiderstand bei vier Teilstrecken LRR,8 streckenbezogener Laufreibungswiderstand bei acht Teilstrecken LRR,16 streckenbezogener Laufreibungswiderstandbei sechzehn Teilstrecken m Anzahl der Teilstrecken an der Gurtförderanlage M,‚ Mi -Mn Materialmassen je Teilstrecke Na Antriebsdrehzahl P Antriebsleistung PH Hubleistung Po Leerlaufleistung der gesamten Gurtfôrderanlage, die alle Antriebsleistungsver- — luste und das Produkt aller beladungsunabhängigen Laufwiderstände mit der Fördergurtge- schwindigkeit beinhaltet Qs Materialmassenstrom am Fördergurt im Messbereich des Massen- stromsensors Ox Materialmassenstrombelegung an der Längskoordinate x S Sensoren/Messsystem

TRR Relative totale Laufreibungswiderstand TRR der gesamten Gurtförderanlage, ermittelt als Verhältnis der Laufwiderstandskrafterhöhung zur Schwerkraft der momentan transportierten Materialmasse Ve Fördergurtgeschwindigkeit X Längskoordinate entlang der Gurtförderanlage von dem Eingabepunkt Xs Abstand des Massenstromsensors entlang der Gurtförderanlage AR Gesamtbewegungswiderstandskraftvektor

Claims (13)

Patentansprüche

1. Gurtförderanlage (1) aufweisend einen Fördergurt (10), wenigstens einen Antrieb (11) zum Antreiben des Fördergurtes (10) und wenigstens eine Tragrollenstation (12) um- fassend zumindest eine Tragrolle (13), sowie ein an einem Messpunkt angeordnetes Messsystem (S) zumindest aufweisend einen Geschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fördergurtgeschwindigkeit (Vg), einen Antriebssensor zur Ermittlung der Antriebs- leistung (P) bzw. des Antriebsdrehmoments und einen Materialstromsensor zur Ermitt- lung des Materialmassenstroms (Qs), dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtförderanlage (1) mindestens eine Auswerteeinrichtung (20) zur Ermittlung ei- nes streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes (fi) aufweist, wobei der Geschwin- digkeitssensor, der Antriebssensor und der Materialstromsensor datenübertragungs- technisch mit der Auswerteeinrichtung (20) verbunden sind.

2. Verfahren zur Ermittlung eines streckenbezogenen Laufreibungswiderstandes (f) einer sich in Betrieb befindlichen Gurtförderanlage (1) gemäß Anspruch 1, mit zumindest den folgenden Schritten: A) Aufteilen der Förderstrecke (2) der Gurtförderanlage (1) in „m“ anlagenspezifi- sche Teilstrecken (L«, ..., Lm), B) Eingabe von konstanten Daten zumindest hinsichtlich der Transportlänge der Gurtförderanlage (1), der Länge der Teilstrecken (L;, ..., Lm) und der Steigung oder dem Gefälle pro Teilstrecke (L;, ..., Lm) in die Auswerteeinrichtung (20), C) kontinuierliche Erfassung variierender Daten zumindest hinsichtlich der mo- mentanen Fördergurtgeschwindigkeit (Vs), des Materialmassenstroms (Qs) und der An- triebsleistung (P) bzw. des Antriebsdrehmomentes, D) Bestimmung von Ermittlungsdaten umfassend zumindest eine momentane Materialstreckenmasse (M, , ..., Mn) und eine teilstreckenspezifische Gurtbeladung (91, …, Im) der gesamten Gurtförderanlage (1) basierend auf dem gemessenen Mate- rialmassenstrom (Qs) am Messpunkt (3), E) Speicherung der vollständig erfassten variierenden Daten sowie der Ermitt- lungsdaten in der Auswerteeinrichtung (20) nach jedem Durchlaufen eines definierten

Fördergurtabschnittes (AL) des Fördergurtes (10), wobei jedes Durchlaufen mit fortlau- fendem Index „j“ nummeriert ist, und F) Berechnen des beladungsabhängigen Laufreibungswiderstandes (fj, fm,) für jede Teilstrecke (L; , ..., Lm) und der Leerlaufleistung (Po) der Gurtförderanlage (1) durch die Auswerteeinrichtung (20) mittels eines Gleichungssystems unter Verwen- dung der konstanten Daten, der variierenden Daten und der Ermittlungsdaten.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichungssystem zur Ermittlung des beladungsabhängigen streckenbezogenen Laufreibungswiderstandsvektors (f) für die letzten ,n“-vollständigen Gurtumläufe er- zeugt wird, wobei das Gleichungssystem die entsprechenden Daten hinsichtlich einer Gurtbeladungsmatrix (q) und eines Gesamtbewegungswiderstandskraftvektors (AR) wie folgt umfasst: qxf=AR

4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als variierendes Datum zusätzlich eine momentane Hubleistung (Pu) der gesamt transportierten Materialstrommasse der Gurtfôrderanlage (1) als Summe momenta- nen Hubleistungen (Pu) aller Teilstrecken (i=1,...,m) ermittelt und in der Auswertein- richtung (20) gespeichert wird.

5. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als konstante Daten zusätzlich die teilstreckenspezifische Gurt- und Tragrollen- schwerkraft (qo;) pro Teilstreckenlänge (L; , …, Lm) in die Auswerteinrichtung (20) ein- gegeben werden.

6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtbeladungsmatrix (q) als jeweilige streckenspezifische Schwerkraftverteilung des Materialmassenstroms q;;, insbesondere der Gurtbeladung (q:, ..., Im), für jede Teilstrecke (i =1,..,m) und für jede Messung (j=1,..,nk) und als Quotient des Antriebs- wirkungsgrades n und der Fördergurtgeschwindigkeit Vg; wie folgt ermittelt wird:

911 421 93,1 dm1 A 91,2 92,2 93,2 ... Im2 NV =| 413 423 433 9 Im3 n/ Ve dink dznk Ink — Gmnk NV ak

7. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtbewegungswiderstandskraftvektor (AR) als Quotient der Differenz zwi- schen der momentanen Antriebsleistung (P) multipliziert mit dem Antriebswirkungs- grad (n 77)), und der momentanen Hubleistung (Pu), sowie der Fördergurtgeschwindig- keit (Vg) wie folgt bestimmt wird: P‚n-P (P‚n H1/Vp 1 P,n-P AR = (Pan H2)/Vp2 u Pın-P ( nk ‚nld / Vonk

8. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zu ermittelnde streckenbezogene Laufreibungswiderstandsvektor (f) aus für jede Teilstrecke (Ly, …, Lm) beladungsunabhängigen Faktoren (f,, ...,fm) und der mittleren Leerlaufleistung (Po) der gesamten Gurtförderanlage (1) besteht: fi Í2 f=|- Fm P,

9. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vollständigen Datensätze ,k“ für die Lösung des linearen Gleichungs- systems mindestens den doppelte Wert von „m“ aufweisen und folglich einer ganzzahli- gen Anzahl „n“ der vollständigen Fördergurtumdrehungen entsprechend in der Auswer- teeinrichtung (20) gespeichert werden.

10. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Auswerteeinrichtung (20) gespeicherte Anzahl an Datensätzen an variieren- den Daten mindestens der doppelten Anzahl (>2m) an Teilstrecken (Ly,… , Lm) der Fôr- derstrecke (2) für jede zu speichernde Fördergurtumdrehung entspricht, wobei der in der Auswerteeinrichtung (20) gespeicherte zeitlich älteste Datensatz an variierenden Daten kontinuierlich von dem zeitlich Jüngsten Datensatz an variierenden Daten über- schrieben wird.

11. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dopplung oder Vervielfachung der Anzahl an Gleichungen im Gleichungssystem im Vergleich zu der im Gleichungssystem vorhandenen Anzahl an unbekannten Daten die aktuell ermittelten variierenden Daten pro vollständigem Fördergurtumlauf mit den vari- ierenden Daten einer oder mehreren vorhergehenden vollständigen Fördergurtumdre- hung/en überlagert werden.

12. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung von streckenbezogenen Laufreibungswiderständen(f;) basierend auf va- riablen Daten zumindest solange erfolgt, bis jeder der definierten Teilstrecken (L;,..., Ln) während des letzten vollständigen Fördergurtumdrehung eine minimale Änderung des Materialmassenstroms (Qs) von einem für diese Teilstrecke (L;,…, Lm) errechneten Mittelwert, insbesondere im Bereich über 5% der Nominalbeladung, zugeordnet wird.

13. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Addition der transportierten Massenmengen der definierten Anzahl an benachbar- ten Teilstrecken sowie eine Mittelung der gemessenen Werte hinsichtlich der momen- tanen Antriebsleistung (P) und der momentanen Fördergurtgeschwindigkeit (V;) erfolgt, um ein reduziertes Gleichungssystem zu erstellen.