DE102009003618A1

DE102009003618A1 - Anordnung zur Überwachung eines Transmissionsbandes, ein Messverfahren und ein Verfahren zur Anbringung der Anordnung

Info

Publication number: DE102009003618A1
Application number: DE102009003618A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Bäumler; Uwe BÖKER
Original assignee: RWE Power AG
Current assignee: RWE Power AG
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-09-16

Abstract

Es wird eine Anordnung, ein Messverfahren und ein Herstellungsverfahren zur Überwachung eines Transmissionsbandes hinsichtlich einiger dynamischer und statischer Größen vorgeschlagen, mit Detektoren im Bereich des Transmissionsbandes, mit denen physikalische Größen auswertbar sind, die vom an den Detektoren vorbeilaufenden Transmissionsband beeinflussbar sind. Die Anordnung besteht einerseits aus einer Mehrzahl von im Transmissionsband im wesentlichen quer zur Laufrichtung in einer Mehrzahl von Reihen angebrachten lichtführenden Elementen (4; 10) und andererseits sind den lichtführenden Elementen (4; 10) gegenüberliegend ortsfest angebrachte Lichtquellen (5) und Lichtdektoren (7) angeordnet, mit denen eine Lichtumlenkung oder Lichtdurchführung der vorbeilaufenden lichtführenden Elemente (4; 10) erfassbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung eines Transmissionsbandes, beispielsweise eines Förderbandes, hinsichtlich einiger dynamischer und statischer Größen des Transmissionsbandes, ein hierfür anwendbares Messverfahren und ein Verfahren zur Anbringung der Anordnung insbesondere am Transmissionsband, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Beispielsweise ist aus der DE 199 21 224 A1 ein Verfahren bekannt, dass zur Überwachung eines endlos umlaufenden Fördergurts mit einem Stahlseilzugträger geeignet ist. Hierbei sind im Gurtverlauf abtastende Metalldetektoren vorhanden, mit denen fortlaufend ein von dem Fördergurt erzeugtes Messsignal über dessen gesamte Länge erfasst wird. Es wird weiterhin in einem ersten Verfahrensschritt über die gesamte Länge des Fördergurts ein Referenzsignal erzeugt, das als gurtspezifisches Signal gespeichert wird; dann erfolgt die Überwachung des Fördergurts durch einen fortlaufenden Vergleich des Referenzsignals mit dem im Betrieb erfassten Messsignal der Metalldetektoren.
Hierbei wird somit zuerst durch die Erzeugung eines Referenzsignals über die gesamte Länge des Fördergurtes ein gurtspezifisches Induktionsmuster gewonnen und gespeichert, aus welchem die Ortslage, der Signalpegel sowie die Signalform der sich in dem Fördergurt befindlichen tragenden Elemente, d. h. der Stahlseilzugträger, bestimmbar sind. Aufgrund eines Soll-Ist-Vergleich zwi schen dem Referenzsignal mit dem fortlaufend erfassten Messsignal können somit Schädigungen der Stahlseilzugträger erkannt werden und Maßnahmen zur Stilllegung und/oder zu Instandhaltung der Förderanlage mit dem Fördergurt durchgeführt werden.
Aus der DE 10 2006 006 468 A1 ist darüber hinaus auch bekannt, dass zur Überwachung und/oder zerstörungsfreien Prüfung eines solchen Transmissionsbandes mindestens ein magnetisierbarer Zugträger im Transmissionsband vorhanden ist, wobei dann eine ein- oder mehrachsige Erfassung des von dem Zugträger gestörten magnetischen Feldes durchgeführt wird. Dies erfolgt zum Beispiel durch mindestens einen Magnetfeldsensor oder eine Anordnung mehrerer Magnetfeldsensoren im Bereich des Transmissionsbandes und einer anschließenden Datenverarbeitung, um Anomalien des erfassten Magnetfeldes auszuwerten. Auch aus diesen eventuell erfassten Anomalien kann dann auf Schädigungen des Transmissionsbandes geschlossen werden und es können Maßnahmen zur Stilllegung und/oder zu Instandhaltung der Förderanlage mit dem Fördergurt als Transmissionsband durchgeführt werden.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung geht von einer Anordnung zur Überwachung eines Transmissionsbandes hinsichtlich dynamischer und statischer Größen aus, mit Detektoren im Bereich des Transmissionsbandes, mit denen physikalische Größen auswertbar sind, die vom an den Detektoren vorbeilaufenden Transmissionsband beeinflussbar sind. Gemäß der Erfindung wird in vorteilhafter Weise die Aufgabe gelöst, eine einfache zerstörungsfreie Analyse des Zustandes des Transmissionsbandes im Betrieb zu gewährleisten. Hierzu besteht die erfindungsgemäße Anordnung einerseits aus einer Mehrzahl von im Transmissionsband im wesentlichen quer zur Laufrichtung in einer Mehrzahl von Reihen angebrachten lichtführenden Elementen und anderseits sind den lichtführenden Elementen gegenüberliegend ortsfest angebrachte Lichtquellen und Lichtdetektoren angeordnet, mit denen eine Lichtdurchführung oder Lichtumlenkung mit den vorbeilaufenden lichtführenden Elemente erfassbar ist.
Bei einer bevorzugten Anwendung ist das Transmissionsband ein umlaufendes Förderband für Fördergut, zum Beispiel Schüttgüter, dass aus einem flexiblen Material mit einer Mehrzahl von in Laufrichtung eingefassten Seilzugträgern besteht und die Reihen von mindestens zwei im wesentlichen quer zur Laufrichtung angebrachten lichtführenden Elementen sind jeweils in vorgegebenen Abständen in Laufrichtung angeordnet.
Anderseits ist es aber auch in vorteilhafter Weise möglich, dass das Transmissionsband ein Treibriemen ist, zum Beispiel ein Keil- oder Zahnriemen zur Übertragung von Drehbewegungen, auch hier vorzugsweise mit einer Mehrzahl von in Laufrichtung eingefassten Seilzugträgern.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die lichtführenden Elemente Durchgangslöcher, die quer zur Laufrichtung durch das Transmissionsband geführt sind. Eine Lichtquelle ist dabei auf der einen Seite und ein Lichtdetektor ist auf der gegenüberliegenden Seite des Transmissionsbandes angebracht, sodass beim Vorbeilaufen des lichtführenden Elementes jeweils eine Lichtdurchführung detektierbar ist.
Nach einer zweiten Ausführungsform sind die lichtführenden Elemente Lichtumlenkeinheiten, die einseitig in das Transmissionsband eingebracht sind, wobei die Lichtquelle und der Lichtdetektor auf der Seite des Transmissionsbandes mit der Lichtumlenkeinheit derart angebracht sind, dass auch hier beim Vorbeilaufen des lichtführenden Elementes eine Lichtrückführung detektierbar ist.
Die zuvor beschriebenen lichtführenden Elemente können dabei auf einfache Weise derart in das Transmissionsband eingebracht werden, dass beispielsweise ein Lichtleiter oder andere lichtdurchführende oder lichtumlenkende Elemente mittel eines Werkzeugs in das Transmissionsband einführbar sind, wobei das Werkzeug zunächst als Dorn das flexible Material des Transmissionsbandes verdrängt und dann die lichtdurch- oder rückführende Elemente eingeführt werden können. Nach der Beseitigung des Werkzeugs ist dieses Element dann jeweils fest in das Material eingepresst.
Wenn zum Beispiel Lichtleiter als lichtdurchführende Elemente in das Transmissionsband eingebracht werden sollen, so kann als Werkzeug ein hohler Dorn auf einfache Weise verwendet werden, der durch das Material gestoßen wird und dann wird durch die innere Kanüle des hohlen Dorns der Lichtleiter eingezogen, sodass auch hier nach dem Herausziehen des Werkzeugs der Lichtleiter fest im Material eingepresst verbleibt.
Mit einem erfindungsgemäßen Messverfahren kann die zuvor beschrieben Anordnung vor allem dazu vorteilhaft verwendet werden, die Zeitpunkte des Auftretens der jeweils in einer Reihe von Lichtdetektoren und/oder von nachfolgenden Reihen detektierten Signale auszuwerten und daraus insbesondere eine Überprüfung von Quer- und Längsdehnungen im Transmissionsband vorzunehmen. Es ist aber auch einfach möglich, die Geschwindigkeit oder abschnittsweise Durchlaufzeiten des Transmissionsbandes zu ermitteln.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der Erfindung auf einfache Weise eine Auswertung von vielen dynamischen und statischen Größen des Transmissionsbandes durchführbar ist, wodurch insbesondere durch die Möglichkeit, Längs- oder Querdehnungen im Material des Transmissionsbandes zu erfassen, auch geometrisch begrenzte Anomalien im Transmissionsband erkannt werden können, die auf eine Schädigung oder Überlastung des Transmissionsbandes hinweisen.
Wenn beispielsweise einer der eingefassten Seilzugträger im Transmissionsband reißt, so ergibt sich im Bereich dieses Seilzugträgers eine andere Längs- und/oder Querdehnung, da das umgebende Material flexibel ist; in der Regel ist es eine Gummimischung. Diese quer zur Laufrichtung unterschiedlichen Längsdehnungen führen dann eventuell auch zu einer veränderten Querdehnung, die durch eine Versatz der lichtführenden Elemente detektierbar ist. Vor allem wird bei den in einer Reihe angeordneten Lichtdetektoren, der im Bereich des beschädigten Seilzugträgers befindliche Lichtdetektor durch seine Längsverschiebung nicht mehr zum gleichen Zeitpunkt, wie die in der Reihe benachbarten Detektoren ansprechen.
Hieraus kann dann auf eine Beschädigung des Transmissionsbandes eventuell vor einem Totalsaufall, d. h. einem Reißen des gesamten Transmissionsbandes geschlossen werden.
Zeichnung
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem lichtdurchführenden Element zur Detektion von physikalischen Größen an einem Transmissionsband und
2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem lichtumlenkenden Element zur Detektion von physikalischen Größen an einem Transmissionsband.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In 1 ist ein Förderband 1 als Transmissionsband in einer Schnittdarstellung gezeigt, dass beispielsweise zur Förderung von hier nicht gezeigten Schüttgütern in einer Laufrichtung 2 geeignet ist. Bei der hier gezeigten schematischen Zeichnung ist auf die Darstellung der gesamten Förderanlage mit Umlenkrollen und Antrieben verzichtetet worden, da die Erfindung sich auf eine Detektion von physikalischen Größen an dem Förderband 1 bezieht.
Das Förderband 1 besteht aus einem flexiblen Material, zum Beispiel einer Gummimischung, und weist in der Regel eine Mehrzahl von in Laufrichtung 2 eingefassten Seilzugträgern 3 auf, die die mechanische Stabilität des Förderbandes 1 gewährleisten und in der Regel in Laufrichtung 2 mit erheblichen Kräften beaufschlagbar sein müssen. In der Regel sind diese Seilzugträgern 3 aus geflochtenen Stahlseilen hergestellt, sie können bei der erfindungsgemäßen Anwendung aber auch aus anderen nichtmagnetischen Materialien bestehen.
Bei einem Riss von einem der Seilzugträger 3, meist im Bereich der Nahtstelle des wie das Förderband 1 umlaufenden Seilzugträgers 3, kann sich eventuell die Zugkraft noch auf die anderen Seilzugträger 3 verteilen, jedoch erfährt das Förderband 1 im Bereich des gerissenen Seilzugträgers 3 eine geometrisch begrenzte Änderung der Längs- und/oder Querdehnung.
Gemäß der Erfindung ist eine Reihe von quer zur Laufrichtung 2 angebrachten Durchgangslöcher 4 als lichtführende Elemente vorhanden, die zum Beispiel mit Lichtleitern von einer Oberfläche zur anderen ausgefüllt sind, um eine Verstopfung der Durchgangslöcher 4 zu verhindern und eine plane Oberfläche auf dem Förderband 1 zu gewährleisten.
In der 1 ist ferner eine Lichtquelle 5 vorhanden (wobei Licht im gesamten auswertbaren Spektrum benutzt werden kann), die schematisch nur für das linke Durchgangsloch gezeigt ist und die einen Lichtstrahl 6 durch das Durchgangsloch 4 als lichtdurchführendes Element hindurch zu einem Lichtdetektor 7 sendet, wenn sich das Förderband 1 in der richtigen Position befindet.
Wenn nun alle Zeitpunkte der Detektion der jeweils in einer Reihe liegenden Lichtdetektoren 7 identisch sind, so läuft das Förderband 1 in korrekter Weise. Bei einem verzögerten oder verfrühtem Auftreten eines der Signale der in Reihe liegenden Lichtdetektoren 7 kann jedoch auf eine Quer- und/oder Längsdehnungen des Förderbandes 1 geschlossen werden, die in der Regel auf eine Beschädigung eines der Seilzugträger 3 hinweist.
Nach einem zweiten in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die lichtführenden Elemente hier Lichtumlenkeinheiten 10, die einseitig in das Förderband 1 eingebracht sind, sodass hier die Lichtquelle 5 und der Lichtdetektor 7 auf dieser Seite des Förderbandes 1 angebracht sind. Auch hier können beim Vorbeilaufen der Lichtumlenkeinheiten 10 die Zeitpunkte der Detektion eines entsprechend umgelenkten Lichtstrahles 11 wie zuvor beschreiben, entsprechend ausgewertet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19921224 A1 [0002]
- DE 102006006468 A1 [0004]

Claims

Anordnung zur Überwachung eines Transmissionsbandes hinsichtlich dynamischer und statischer Größen, mit Detektoren im Bereich des Transmissionsbandes, mit denen physikalische Größen auswertbar sind, die vom an den Detektoren vorbeilaufenden Transmissionsband beeinflussbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung einerseits aus einer Mehrzahl von im Transmissionsband im wesentlichen quer zur Laufrichtung in einer Mehrzahl von Reihen angebrachten lichtführenden Elementen (4; 10) besteht und anderseits den lichtführenden Elementen (4; 10) gegenüberliegend ortsfest angebrachte Lichtquellen (5) und Lichtdetektoren (7) angeordnet sind, mit denen eine Lichtumlenkung oder Lichtdurchführung der vorbeilaufenden lichtführenden Elemente (4; 10) erfassbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Transmissionsband ein umlaufendes Förderband (1) für Fördergut ist, dass aus einem flexiblen Material mit einer Mehrzahl von in Laufrichtung eingefassten Seilzugträgern (3) besteht und dass mehrere Reihen von mindestens zwei im wesentlichen quer zur Laufrichtung (2) angebrachten lichtführenden Elementen (4; 10) jeweils in vorgegebenen Abständen in Laufrichtung (2) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Transmissionsband ein Treibriemen ist, vorzugsweise mit einer Mehrzahl von in Laufrichtung eingefassten Seilzugträgern und dass die Reihen von mindestens zwei im wesentlichen quer zur Laufrichtung angebrachten lichtführenden Elementen jeweils in vorgegebenen Abständen in Laufrichtung angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtführenden Elemente Durchgangslöcher (4) sind, die quer zur Laufrichtung (2) durch das Transmissionsband geführt sind und jeweils die Lichtquelle (5) auf der einen Seite und der Lichtdetektor (7) auf der gegenüberliegenden Seite des Transmissionsbandes angebracht sind, wobei beim Vorbeilaufen des jeweiligen Durchgangslochs (4) eine Lichtdurchführung detektierbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtführenden Elemente Lichtumlenkeinheiten (10) sind, die einseitig in das Transmissionsband eingebracht sind, wobei die Lichtquelle (5) und der Lichtdetektor (7) auf der Seite des Transmissionsbandes mit der Lichtumlenkeinheit (10) angebracht sind, wobei beim Vorbeilaufen der Lichtumlenkeinheit (10) eine Lichtrückführung detektierbar ist.
Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im lichtführenden Element ein Lichtleiter angeordnet ist.
Messverfahren unter Benutzung der Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitpunkte des Auftretens der jeweils in einer Reihe von Lichtdetektoren (7) und/oder von nachfolgenden Reihen detektierten Signale ausgewertete werden und daraus insbesondere eine Überprüfung von Quer- und Längsdehnungen im Transmissionsband vorgenommen wird.
Messverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Geschwindigkeit oder abschnittsweise Durchlaufzeiten des Transmissionsbandes ermittelt werden.
Verfahren zur Anbringung von lichtleitenden Elementen in das Transmissionsband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtleiter oder andere lichtdurchführenden oder lichtumlenkenden Elemente (4; 10) mittel eines Werkzeugs in das Trans missionsband einführbar sind, wobei das Werkzeug als Dorn das flexible Material des Transmissionsbandes verdrängt und dann die lichtdurch- oder umlenkenden Elemente (4; 10) eingeführt werden, sodass nach der Beseitigung des Werkzeugs dieses Element (4; 10) jeweils fest in das Material eingepresst ist.
Verfahren nach Anspruch 9 zur Anbringung von Lichtleitern nach Anspruch 6 als lichtdurchführendes Element, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkzeug ein hohler Dorn durch das Material gestoßen wird und dann durch die innere Kanüle des hohlen Dorns der Lichtleiter eingezogen wird, sodass nach dem Herausziehen des Werkzeugs der Lichtleiter fest im Material eingepresst verbleibt.