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Die
Erfindung betrifft einen endlos umlaufenden Fördergurt
für einen Gurtbandförderer zum kontinuierlichen
Schüttguttransport aus einem gummielastischem Material
mit in diesen eingebetteten, sich in Gurtumlaufrichtung erstreckenden
Zugträgern in Form von Stahlseilen oder textilen Festigkeitsträgern.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Schlitzschutzsystem an einem Gurtbandförderer
mit einem endlos umlaufenden, gummielastischen Förderband.
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Die
Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Erkennung
und Erfassung von Längsschlitzen in Fördergurten.
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Gurtbandförderanlagen
mit Fördergurten aus gummielastischem Material finden häufig
als Massengutförderer in Bergbaubetrieben Anwendung, beispielsweise
in Tagebaubetrieben. Die zu transportierenden Massen werden auf
einem endlos umlaufenden Gurtband gefördert. An mindestens
einer der Kehren des Gurtbandes wird kraftschlüssig die
erforderliche Zugkraft eingeleitet. Zwischen den Kehren bzw. Umkehrstationen
ist der Gurt über Tragrollen abgestützt.
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Störungen
an Gurtbändern sind teilweise auf defekte Tragrollen oder
schlecht ausgerichtete Traggerüste zurückzuführen.
Weitere Störungen an Gurtbandförderanlagen entstehen
durch Gewaltschäden am Fördergurt. Diese treten
häufig im Bereich von Materialaufgaben oder Materialübergaben
auf und werden durch Steine oder Fremdkörper verursacht, die
mit verhältnismäßig großer Wucht
auf den Gurtbandförderer auftreffen. Je nach Aufschlagenergie können
diese Fremdkörper den Fördergurt durchdringen
und sich an stehenden Teilen der Gurtbandförderanlage derart
verkeilen, dass Längsrisse im Fördergurt auftreten.
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Übliche
Fördergurte bestehen aus mehreren miteinander vulkanisierten
Gummilagen, die in der Regel eine Tragschicht und eine Laufschicht
sowie eine Zugträgerschicht umfassen. In die Zugträgerschicht
sind in Längsrichtung bzw. in Gurtzugrichtung Zugträger
in Form von Stahlseilen eingebettet. Scharfkantige Steine oder herabfallende
metallene Gegenstände können den Fördergurt
zwischen den Stahlseilen durchdringen. Wenn diese sich verkeilen bzw.
verhaken, kann der Gurt sich in Längsrichtung aufschlitzen.
Bei Gurtfördergeschwindigkeiten von beispielsweise 10 oder
12 m/s ist leicht vorstellbar, dass bei Schlitzung des Fördergurtes
bis zum Stillstand desselben verhältnismäßig
große Schäden an der Gurtbandanlage auftreten.
Im schlimmsten Fall läuft der Fördergurt einmal
ganz um und ist auf seiner gesamten Länge geschlitzt. Der
Gurt ist dann unbrauchbar und muss komplett erneuert werden.
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Auch
einzelne Ausrisse von Zugseilen aus dem Gurt können derartige
Gewaltschäden verursachen.
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Häufig
treten Gewaltschäden an Fördergurten unmittelbar
hinter einer Materialaufgabe auf. Bekannte Schlitzschutzüberwachungen
verwenden daher beispielsweise unter dem Gurtband gespannte Drähte
oder Seile, die bei Seilausrissen oder anderen Schäden
in der Tragschicht des Fördergurtes mechanisch betätigt
werden und eine Abschaltung des Antriebs der Gurtbandförderanlage
bewirken. Diese Schlitzschutzüberwachungen funktionieren
allerdings nur, wenn entweder der in den Fördergurt eingedrungene
Gegenstand oder ein Zugträger oder Teile des Gurtmaterials
aus der Ebene des Fördergurtes heraustreten. Dies ist nicht
bei allen Schäden der Fall, sodass eine solche Schlitzschutzmaßnahme unter
Umständen wirkungslos sein kann oder zu spät eine
Abschaltung der Gurtbandförderanlage bewirkt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fördergurt
bereitzustellen, der eine einfache Erkennung von Gewaltschäden
ermöglicht.
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Darüber
hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein möglichst
einfaches und effektives Schlitzschutzsystem bereitzustellen.
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Schließlich
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Erkennung
und Erfassung von Längsschlitzen in Fördergurten
bereitzustellen, welches die zuvor beschriebenen Nachteile vermeidet.
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Die
Aufgabe wird zunächst gelöst durch einen endlos
umlaufenden Fördergurt für einen Gurtbandförderer
zum kontinuierlichen Schüttguttransport aus gummielastischem
Material mit in diesen eingebetteten, sich in Gurtumlaufrichtung
erstreckenden Zugträgern in Form von Stahlseilen oder textilen Festigkeitsträgern,
der sich dadurch auszeichnet, dass mehrere sich wenigstens teilweise
quer zur Gurtumlaufrichtung erstreckende, mit einem vorgegebenen
Abstand zueinander angeordnete Stahllitzen, Stahlseile oder Stahldrähte
als Schlitzschutzmarkierungen in den Fördergurt eingebettet
sind. Nach einem wesentlichen Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen,
dass in bestimmten Abständen in Gurtumlaufrichtung des
Fördergurtes redundante Zerstörungskörper
bzw. Litzenmuster angeordnet sind. Werden alle Litzen eines Musters
zerstört, erfolgt eine Abschaltung der Gurtbandförderanlage oder
des betreffenden Abschnitts.
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Solche
Schlitzschutzmarkierungen ermöglichen in vorteilhafter
Art und Weise eine Schlitzschutzerkennung mittels Magnetfeldmessung,
in der Art, wie dies beispielsweise in der
DE 10 2006 006 468 beschrieben
ist, auf welche hier vollinhaltlich auch zum Zwecke der Offenbarung
Bezug genommen wird.
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Besonders
zweckmäßig ist es, wenn die Schlitzschutzmarkierungen
eine geringere Stärke als die Zugträger aufweisen,
so dass im Falle einer Längsschlitzung des Fördergurtes
sichergestellt ist, dass die Schlitzschutzmarkierungen durchtrennt
werden. Eine solche Durchtrennung erzeugt eine magnetische Anomalie,
die von einer Magnetsensoranordnung oder einem einzigen Magnetsensor
erfassbar ist. Besitzt der Gurt mehrere in gleichmäßigen Abständen
voneinander angeordnete Schlitzschutzmarkierungen, beispielsweise
in Abständen von 50 m, so kann bei entsprechender Signalauswertung kurz
nach der Aufgabestelle in der Gurtbandförderanlage dies
erkannt werden und die Anlage entsprechend stillgesetzt werden.
Die maximale Schlitzlänge betrüge dann beispielsweise
nur 50 m zzgl. dem benötigten Anhalteweg.
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Zweckmäßigerweise
sind die Schlitzschutzmarkierungen in den Fördergurt einvulkanisiert.
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Als
Schlitzschutzmarkierungen können beispielsweise mehrere
mit Abstand zueinander angeordnete Stahlgeflecht-Elemente vorgesehen
sein. Ebenso gut können allerdings einzelne, sich quer
zur Gurtumlaufrichtung erstreckende Stahllitzen oder Stahldrähte
vorgesehen sein, die sich nicht notwendigerweise über die
gesamte Breite des Gurtbandes erstrecken müssen. Üblicherweise
treten Durchschläge im Bereich der Muldung des Gurtbandes
auf.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin gelöst
durch ein Schlitzschutzsystem an einem Gurtbandförderer
mit einem endlos umlaufenden, elastischen Förderband, umfassend mehrere
in das Förderband eingebettete, sich wenigstens teilweise
quer zur Gurtumlaufrichtung erstreckende magnetisierbare Schlitzschutzmarkierungen,
vorzugsweise als Stahlseile, Stahldrähte, Stahllitzen oder
Stahlgeflecht und wenigstens eine Messanordnung an dem Gurtbandförderer
mit wenigstens einem Magnetfeldsensor.
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Besonders
geeignet für die Zwecke der Erfindung ist eine Messanordnung,
die mehrere vorzugsweise mehrachsige Magnetfeldsensoren umfasst, die
mit Abstand zu dem Fördergurt so angeordnet sind, dass
das von dem Schlitzschutzmarkierungen gestörte magnetische
Feld als Messsignal erfassbar ist.
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Üblicherweise
entstehen Magnetfeldstörungen in Form von an den Enden
der Seile auftretenden Streufeldern. Wird ein quer zur Gurtlaufrichtung
im Fördergurt eingebettetes Seil mittig durchtrennt, so sind
im Bereich der Durchtrennung des Seils oder der Litze magnetische
Streufelder detektierbar. Auf diese Art und Weise lassen sich Längsschlitze
bereits in der Entstehungsphase zuverlässig erkennen.
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Zweckmäßigerweise
sind mehrere Schlitzschutzmarkierungen mit gleichem vorgegebenen
Abstand in den Fördergurt eingebettet.
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Das
Schlitzschutzsystem nach der Erfindung umfasst zweckmäßigerweise
wenigstens eine Datenerfassungs- und auswerteeinrichtung, die dann
in Abhängigkeit von der Qualität des Messsignals
eine Abschaltung der Gurtbandförderanlage bewirken kann.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird schließlich
gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung und Erfassung
von Längsschlitzen in Fördergurten mit wenigstens
einem, vorzugsweise mit mehreren magnetisierbaren, sich quer zur
Gurtzugrichtung erstreckenden Schlitzschutzmarkierungen, wobei eine
ein- oder mehrachsige Messung des von den Schlitzschutzmarkierungen
gestörten magnetischen Feldes durchgeführt wird,
in dem wenigstens ein Magnetfeldsensor oder eine Anordnung von Magnetfeldsensoren
den umlaufenden Fördergurt abtastet und die Messsignale
auf Anomalien des erfassten Magnetfelds ausgewertet werden und wobei
in Abhängigkeit der Qualität des Messsignals eine
Abschaltung des Fördergurtes erfolgt. Bei einer vorteilhaften
Variante des Verfahrens ist vorgesehen, eine Abschaltung des Fördergurtes
erst dann vorzunehmen, wenn mehrere oder alle Litzen der jeweils
zu einem Muster angeordneten Litzen bzw. Zerstörungskörper
durchtrennt sind, da so auf die Ausbildung eines Längsrisses
geschlossen werden kann.
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Zweckmäßigerweise
erfolgt die Messung ohne Aufmagnetisierung der Schlitzschutzmarkierungen,
d. h. ohne Fremdmarkierung. Die Messung kann dabei in einem Empfindlichkeitsbereich
vorgenommen werden, der bereits die Erfassung magnetischer Störungen
des natürlichen Erdmagnetfeldes ermöglicht.
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Die
Messung kann beispielsweise in einem Messbereich von bis zu 200 μT,
vorzugsweise von bis zu 100 μT durchgeführt werden.
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Ein
solches Messverfahren ist beispielsweise ebenso in der
DE 10 2006 006 468 beschrieben.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische, stark vereinfachte Abbildung eines Gurtbandförderers
mit einem Schlitzschutzsystem gemäß der Erfindung,
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2 einen
Teil der im Obertrum des Gurtbandförderers montierten Messanordnung
des Schlitzschutzsystems,
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3 eine
Darstellung einer zur stationären Anbringung an einem Gurtbandförderer
vorgesehen Messanordnung,
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4 eine
Unteransicht des Obertrums des Gurtbandförderers mit einer
Messanordnung,
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5 eine
perspektivische Ansicht der in 4 dargestellten
Messanordnung an dem Gurtbandförderer,
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6 eine
schematische Ansicht eines Abschnitts eines Fördergurts
gemäß der Erfindung nach einem ersten Ausführungsbeispiel
und
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7 eine
schematische Darstellung eines Abschnitts eines Fördergurtes
nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Es
wird zunächst Bezug genommen auf 1, die einen
Gurtbandförderer 1 mit einem Schlitzschutzsystem
gemäß der Erfindung darstellt. Ein solcher Gurtbandförderer 1 umfasst
einen endlos umlaufenden Fördergurt 2 aus gummielastischem Material
mit in diesen eingebetteten Stahlseilen als Zugträger.
Typischerweise findet ein solcher Gurtbandförderer 1 Anwendung
zum Schüttguttransport in Steine- und Erdenbetrieben sowie
in Kohletagebauen. Die beispielsweise in Bandanlagen in Braunkohletagebauen
häufig eingesetzten Fördergurte 2 bestehen
aus Gummi und besitzen etwa eine Breite von 2800 mm. In das Gummi
sind Stahlseile mit einem Durchmesser von etwa 9 mm bei einer Teilung von
15 mm einvulkanisiert. Ein Gurt der Breite 2800 mm kann 165 Stahl seile
enthalten. Als Gerätebänder werden häufig
Gurte mit einer Breite von 3200 mm verwendet. Diese Stahlseile erstrecken
sich üblicherweise ausschließlich in Gurtzugrichtung,
um ihrer Funktion als Zugträger gerecht zu werden. Die
Lebensdauer des Gurtes beträgt durchschnittlich etwa 6
bis 7 Jahre. Lebensdauerbestimmend sind die Beschädigungen
des Gurtes durch aufprallendes Material an der Übergabestelle,
Anlaufen des Gurts an Konstruktionsteilen in Folge von Schieflauf, Überdehnung
der Stahlseile aufgrund von Anbackungen auf den Trommeln sowie Reibverschleiß an
den Längsabdichtungen.
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Insbesondere
aufprallende Fremdkörper im Fördergurtstrom, wie
beispielsweise Steine, Schienen, Brechstangen oder dergleichen können
den Fördergurt durchdringen, sich verhaken und infolgedessen
den Fördergurt in Längsrichtung aufschlitzen.
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Der
in 1 dargestellte Gurtbandförderer umfasst
den endlos umlaufenden Fördergurt 2 aus Gummi
mit in diesen einvulkanisierten Stahlseilen, eine Antriebstrommel 3 und
ein oder mehrere Umlenktrommeln 4, zwischen denen der Fördergurt
gespannt ist. Der Fördergurt 2 bildet einen Obertrum 5 (Lastrum)
und einen Untertrum 6 (Leertrum), wobei der Fördergurt 2 sowohl
im Obertrum als auch im Untertrum durch Tragrollen 7 gehalten
wird. Die Tragrollen 7 sind an einem nicht dargestellten
Gerüst aufgehängt. Mit 8 ist eine Aufgabeschurre
bezeichnet, über die das Schüttgut auf den Fördergurt 2 aufgegeben wird.
Im Obertrum 5 ist die Muldung des Fördergurtes 2 naturgemäß größer
als im Untertrum 6. Darüber hinaus ist auch der
Abstand der Tragrollen 7 zueinander zumindest im Bereich
der Schurre 8 kürzer als im Untertrum 6.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel läuft der
Fördergurt 2 im Uhrzeigersinn um. In Richtung
des Gurtumlaufes hinter der Schurre 8 ist im Obertrum 5 oberhalb
des Fördergurtes 2 eine Messanordnung 9 angeordnet,
die Teil der erfindungsgemäßen Schlitzschutzeinrichtung
ist.
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Unmittelbar
hinter der Schurre 8 ist die Wahrscheinlichkeit eines Schadenereignisses
z. B. in Form von Eindringlingen in den Fördergurt 2 am höchsten.
Es ist deswegen sinnvoll, eine Messanordnung 9 unmittelbar
hinter der Schurre 8 im Obertrum 5 des Gurtbandförderers
vorzusehen.
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Die
Messanordnung 9 umfasst eine Anzahl von nebeneinander positionierten
und zueinander fixierten Magnetfeldsensoren 10, die bei
der beschriebenen Anordnung als Förstersonden ausgebildet sind.
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Eine
weitere Messanordnung 9 ist im Untertrum 6 in
Umlaufrichtung des Fördergurtes 2 hinter der Antriebstrommel 3 angeordnet.
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Wie
insbesondere der 2 zu entnehmen ist, ist bei
dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen,
dass die Magnetfeldsensoren 10 zu einem Sensorpaket zusammengefasst
sind. Das Sensorpaket umfasst eine vorgegebene Anzahl von den im
gleichem Abstand nebeneinander angeordneten Magnetfeldsensoren.
Das Sensorpaket kann beispielsweise in dem in 2 dargestellten
röhrenförmigen Führungskanal 12 unterhalb
des Fördergurtes geschützt vor Schmutz und Witterungseinflüssen
angeordnet sein. Die Sensorpakete 11 können sich über
die gesamte Breite des Fördergurtes 2 oder nur über
Teilabschnitte desselben erstrecken. Für die erfindungsgemäße
Schlitzschutzüberwachung ist eine Platzierung der Messanordnung 9 in
dem gemuldeten Bereich des Fördergurtes sinnvoll, da dort
statistisch die Schadenhäufigkeit am höchsten
ist.
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Das
Sensorpaket 11 und jeder einzelne Magnetfeldsensor 10 innerhalb
des Sensorpakets 11 sind an eine Datenerfassungs- und Auswerteeinrichtung 13 angeschlossen,
die in den Figuren nur schematisch dargestellt ist. Dies kann im
einfachsten Fall ein PC mit einer entsprechenden Anzahl von analogen
Signaleingängen sein.
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Bei
dem in den 4 und 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Sensorpakete 11 unterschiedlicher
Größe nach Art einer Girlande unterhalb des Fördergurtes 2 im
Obertrum 5 des Gurtbandförderers aufgehängt,
wobei zur Erzielung eines gleichmäßigen Abstandes
der Magnetfeldsensoren 10 zu dem Fördergurt 2 die
Sensorpakete 11 mittels Führungsrollen 14 gegen
den Fördergurt 2 gehalten werden. Auf diese Art
und Weise ist eine präzise Abtastung des Fördergurtes 2 über
dessen gesamte Breite bis zu den Rändern möglich. Durch
die besondere Anordnung der Sensorpakete 11 kann selbst
bei starker Muldung des Förderbandes ein gleichmäßiger
Abstand zu demselben eingehalten werden.
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Die
Magnetfeldsensoren 10, die, wie vorstehend erwähnt
wurde, als Förstersonden ausgebildet sind, können
Störungen des natürlichen Erdmagnetfeldes, beispielsweise
magnetische Streufelder, die an Seil- und Litzenenden von magnetisierbaren
Zugträgern oder dergleichen erzeugt werden, erfassen. Die
Erfindung macht sich den Effekt zunutze, dass üblicherweise
an den Enden eines Drahtseiles magnetische Streufelder erzeugt werden.
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Die 6 und 7 zeigen
jeweils einen Fördergurt 2 gemäß der
Erfindung, der mit magnetisierbaren Schlitzschutzmarkierungen 15 ausgestattet
ist.
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Der
Fördergurt 2, wie er beispielsweise in den 6 und 7 dargestellt
ist, umfasst mehrere Lagen gummielastischen Materials mit in diesen
eingebetteten Stahlseilzugträgern 16, die sich
in Längsrichtung bzw. in Zugkraftrichtung des Fördergurtes 2 erstrecken.
Die Stahlseilzugträger 16 können beispielsweise
einen Durchmesser von etwa 9 bis 10 mm aufweisen. Diese sind in
den Fördergurt 2 einvulkanisiert. Quer dazu erstrecken
sich in regelmäßigen Abständen in dem
Fördergurt 2, beispielsweise in Abständen
von 50 m, als Schlitzschutzmarkierungen Stahllitzen 17,
die beispielsweise einen Durchmesser von etwa 1 mm aufweisen können.
Der Durchmesser der Stahllitzen 17 ist so bemessen, dass
diese bei Eindringen eines Fremdkörper in den Fördergurt 2 in Folge
des sich ausbildenden Längsrisses zerstört werden.
Eine nicht zerstörte Stahllitze erzeugt jeweils an ihren
Enden ein magnetisches Streufeld, welches von der Messanordnung
erfassbar ist. Im Falle einer Durchtrennung der Stahllitze 17 wir
ein magnetisches Streufeld im Bereich der Trennstelle erzeugt, welches
ebenfalls als magnetisches Streufeld von einem der Magnetfeldsensoren
erfassbar ist.
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Passieren
nun mehrere defekte Stahllitzen die hinter der Aufgabeschurre 8 angeordnete
Messanordnung 9, so führt dies zur sofortigen
Abschaltung des Gurtbandförderers 1. Bei einem
Abstand von etwa 50 m zwischen den einzelnen Schlitzschutzmarkierungen
würde der Gurt dann nur auf einer Länge von 50
m zzgl. dem erforderlichen Bremsweg einreißen.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind
als Schlitzschutzmarkierungen 15 jeweils Stahlgeflechte 18 in
regelmäßigen Abständen voneinander in
Längsrichtung des Fördergurtes 2 in diesen
einvulkanisiert. Diese Stahlgeflechte können beispielsweise
abwechselnd im Bereich der Muldung des Fördergurtes 2,
d. h. etwa mittig und abwechselnd randseitig angeordnet sein, sodass
mit verhältnismäßig geringem Materialeinsatz
ein hoher Abdeckungsgrad erzielt wird.
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- 1
- Gurtbandförderer
- 2
- Fördergurt
- 3
- Antriebstrommel
- 4
- Umlenktrommel
- 5
- Obertrum
- 6
- Untertrum
- 7
- Tragrollen
- 8
- Schurre
- 9
- Messanordnung
- 10
- Magnetfeldsensoren
- 11
- Sensorpakete
- 12
- Führungskanal
- 13
- Datenerfassungs-
und Auswerteeinrichtung
- 14
- Führungsrollen
- 15
- Schlitzschutzmarkierungen
- 16
- Stahlseilzugträger
- 17
- Stahllitzen
- 18
- Stahlgeflechte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006006468 [0013, 0025]