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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Gurtlaufs eines Wendelfördersystems, bei dem ein endloser, kurvengängiger Fördergurt von einem Trommeleinlauf zu einem Trommelauslauf schraubenförmig um wenigstens eine motorisch angetriebene Trommel geführt wird, der Fördergurt über die Trommel und wenigstens eine weitere die Geschwindigkeit des Fördergurtes bestimmende Gurtantriebseinheit angetrieben wird, die Trommel eine höhere Winkelgeschwindigkeit als der um diese geführte Fördergurt aufweist, die gegenüber dem Fördergurt höhere Geschwindigkeit der Trommel zu einem vorbestimmten Trommelvorlauf gegenüber dem Fördergurt führt und die Trommel den Fördergurt gleitreibend antreibt. Weiter betrifft die Erfindung auch ein solches Wendelfördersystem.
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Der Gurtlauf eines Wendelfördersystems wird durch eine Vielzahl an Parametern beeinflusst, die entsprechend eingestellt werden müssen, um einen dauerhaften Betrieb des Wendelfördersystems zu ermöglichen. Zwei wesentliche Hauptkriterien für einen optimalen Gurtlauf sind die Gleichförmigkeit des Gurtlaufs und eine nicht zu starke Zugkraft im Fördergurt. Für eine korrekte Einstellung dieser Hauptkriterien ist der Trommelvorlauf von wesentlicher Bedeutung, wobei der Trommelvorlauf bewirkt, dass der Fördergurt gleitreibend mit Schlupf von der Trommel angetrieben wird. Die Gurtantriebseinheit gibt die Geschwindigkeit bei der Fortbewegung des Fördergurtes um die Trommel herum vor und wirkt gegebenenfalls in dem Fördergurt aufbauenden Spannungen, wie beispielsweise zu großen Zugkräften oder ungleichmäßigen Zugkräften, entgegen. Die Fördergurte können Längen zwischen 100 m und 600 m, manchmal sogar 2000 m, aufweisen.
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Ein solches Wendelfördersystem ist unter anderem aus der US 2016 / 0 046 447 A1 oder der US 2016 / 0 000 095 A1 bekannt, bei denen jeweils eine Steuerung von Trommel- und Gurtantriebseinheit vorgesehen ist. Gemäß der US 2016 / 0 046 447 A1 ist hierzu beispielsweise eine motorbetriebene Aufwickelwelle und ein auf der Welle montiertes Kettenrad vorgesehen, die einen Riemen spannen. Die Spannung des Riemens erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Trommel, wobei ein Aufwickelmotor entweder in einem geschlossenen Regelkreis betrieben wird oder in einem offenen Regelkreis mit konstanter Geschwindigkeit, sobald der Aufwickelmotor blockiert ist.
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Ein nicht optimal eingestellter Trommelvorlauf kann während des Betriebes einer entsprechenden Anlage unter anderem zu einem Rucken des Fördergurtes und damit einem ungleichmäßigen Gurtlauf, einem Hochklappen des Fördergurtes oder auch einem Reißen des Fördergurtes führen.
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Da sich die erstmalig vorgenommenen Einstellungen und Parameter entsprechender Wendelfördersysteme aufgrund von unter anderem Verschmutzungen mit zunehmender Laufzeit des Wendelfördersystems ändern beziehungsweise ändern können, insbesondere Reibwerte, müssen entsprechende Einstellungen regelmäßig vorgenommen und kontrolliert werden. Hierzu werden Fachkenntnisse benötigt, die seitens eines Betreibers des Wendelfördersystems häufig nicht bereitgestellt werden können, so dass Fachfirmen beziehungsweise die Anlagenbauer für entsprechende Wartungen oder Einstellungen des Wendelfördersystems beauftragt werden müssen. Häufig erfordern die Komplexität eines solchen Wendelfördersystems und die Vielschichtigkeit möglicher Ursachen dabei, dass entsprechende Arbeiten kostenintensiv vor Ort durchgeführt werden müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Einstellung und Wartung eines Wendelfördersystems zu vereinfachen und die Kosten für entsprechende Arbeiten zu reduzieren.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt verfahrensmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorrichtungsmäßig erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils nachgeordneten Ansprüchen angegeben.
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Das Verfahren zur Steuerung eines Gurtlaufs eines Wendelfördersystems, bei dem ein endloser, kurvengängiger Fördergurt von einem Trommeleinlauf zu einem Trommelauslauf schraubenförmig um wenigstens eine motorisch angetriebene Trommel geführt wird, der Fördergurt über die Trommel und wenigstens eine weitere die Geschwindigkeit des Fördergurtes bestimmende Gurtantriebseinheit angetrieben wird, die Trommel eine höhere Winkelgeschwindigkeit als der um diese geführte Fördergurt aufweist, die gegenüber dem Fördergurt höhere Geschwindigkeit der Trommel zu einem vorbestimmten Trommelvorlauf gegenüber dem Fördergurt führt, und die Trommel den Fördergurt gleitreibend antreibt, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Geschwindigkeit des Fördergurtes am Trommeleinlauf erfasst wird, und dass in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fördergurtes eine Steuerung des Trommelvorlaufs erfolgt.Die Erfassung oder Geschwindigkeit des Fördergurtes erfolgt am Trommeleinlauf, da der Fördergurt am Trommeleinlauf gewöhnlich am unruhigsten läuft und ruckartige Bewegungen des Fördergurtes am Trommeleinlauf am deutlichsten erfassbar sind.
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Die ermittelten Werte zur Geschwindigkeit des Fördergurtes werden dann herangezogen, um den Trommelvorlauf zu regeln und gegebenenfalls nachzustellen, bis ein ordnungsgemäßer Gurtlauf des Wendelfördersystems gewährleistet ist. Hierzu können die ermittelten Werte zur Geschwindigkeit des Fördergurtes am Trommeleinlauf in weiterer Ausgestaltung mit wenigstens einem Sollwert abgeglichen werden. Dieser Sollwert kann dabei entweder ein bestimmter Wert, insbesondere eine bestimmte Geschwindigkeit, sein oder auch einen zwischen zwei Grenzwerten, insbesondere zwischen zwei bestimmten Geschwindigkeiten, liegenden Bereich definieren. Sobald dieser Sollwert der Geschwindigkeit des Fördergurtes nicht eingehalten wird, das heißt, entweder überschritten oder unterschritten wird, ist der Trommelvorlauf entsprechend neu einzustellen beziehungsweise nachzuregeln.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Geschwindigkeit des Fördergurtes am Trommeleinlauf über die Winkelgeschwindigkeit einer den Fördergurt führenden Einlaufwelle erfasst. Da sich die Einlaufwelle und das Förderband an der Einlaufwelle immer mit gleicher Geschwindigkeit bewegen, insbesondere ineinandergreifend mit gleicher Geschwindigkeit bewegen, können über die momentane Winkelgeschwindigkeit der Einlaufwelle auch Schwankungen der Drehgeschwindigkeit und damit der Geschwindigkeit des Fördergurtes erfasst werden. An der Einlaufwelle wird dazu deren momentane Position auf eine bestimmte Anzahl Winkelminuten genau ermittelt. Die Anzahl Winkelminuten muss dabei wenigstens so groß sein, dass ruckartige Bewegungen des Fördergurtes sicher erfassbar sind. Jedes Rucken des Fördergurtes zeichnet sich dabei durch eine kurzzeitig verringerte Drehgeschwindigkeit der Einlaufwelle beziehungsweise ein kurzzeitiges Stehenbleiben der Einlaufwelle aus.
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Auf einfache Weise wird der Trommelvorlauf über die Winkelgeschwindigkeit der Trommel geregelt. Bei ruckartigen Bewegungen des Fördergurtes kann dies beispielsweise heißen, dass die Winkelgeschwindigkeit der Trommel verringert werden muss. Bei einem besonders schwergängigen Fördergurt kann dies beispielsweise heißen, dass die Winkelgeschwindigkeit der Trommel erhöht werden muss.
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Eine Anpassung der Winkelgeschwindigkeit der Trommel erfolgt dabei vorteilhafterweise schrittweise, bis durch einen entsprechenden Trommelvorlauf eine ausreichend gleichförmige Geschwindigkeit des Fördergurtes erreicht ist. Definiert ist diese gleichförmige Geschwindigkeit wiederum über den Sollwert beziehungsweise durch einen mit dem Sollwert festgelegten Bereich, insbesondere Geschwindigkeitsbereich. Zwischen den einzelnen Schritten der Anpassung der Geschwindigkeit des Fördergurtes oder zeitgleich mit der Anpassung der Geschwindigkeit des Fördergurtes werden an der Einlaufwelle weiter Werte aufgenommen und ausgewertet. Dies erfolgt so oft, bis ein gewünschtes Ergebnis gemessen wird, das heißt, die Werte in einem bestimmten Bereich liegen.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Steuerung des Trommelvorlaufs selbsttätig erfolgt und anhand vorangegangener Messwerte schrittweise optimiert wird, insbesondere laufend nachgestellt wird. Eine solche automatische Steuerung ermöglicht einen geringeren Personal- und Zeitaufwand, so dass gegenüber einer nicht selbsttätigen, manuellen Regelung für einen Betreiber des Wendelfördersystems Kosten reduziert sind.
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Neben einer Anpassung der Dreh- beziehungsweise Winkelgeschwindigkeit der Trommel können auch andere Parameter und Einstellungen des Wendelfördersystems angepasst werden, insbesondere kann die Geschwindigkeit des Fördergurtes an der Gurtantriebseinheit verändert werden, um einen ruckfreien, gleichförmigen Gurtlauf sicherzustellen. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, um eine bestimmte Laufzeit des Fördergurtes zwischen Trommeleinlauf und Trommelauslauf zu gewährleisten. Auch ist es möglich verschiedene Parameter gleichzeitig zu verändern, um den Gurtlauf zu optimieren.
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Zusätzlich zu einem ruckfreien, gleichförmigen Gurtlauf, welcher besonders deutlich am Trommeleinlauf, das heißt, mit größtem Abstand zu der Gurtantriebseinheit erfassbar ist, kann die Erfassung weiterer Daten des Wendelfördersystems zu einem optimierten Gurtlauf beitragen. Ein weiterer entscheidender Parameter für einen optimierten Gurtlauf ist, dass der Fördergurt nicht zu stark gespannt sein darf, somit mit niedriger Zugkraft um die Trommel laufen soll. Dies kann nur durch einen hinreichend großen Vorlauf der Trommel erreicht werden, für dessen Bestimmung die Winkelgeschwindigkeiten der Trommel und des unmittelbar an der Trommel geführten Fördergurtes bekannt sein müssen.
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In weiterer Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass auch die Winkelgeschwindigkeit der Trommel erfasst wird, insbesondere optisch erfasst wird. Zur Erfassung der Geschwindigkeit der Trommel wird dabei vorteilhafterweise eine vollständige Trommelumdrehung gemessen, um ein möglichst genaues Messergebnis zu erhalten.
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Die Geschwindigkeit des Fördergurtes wird vorteilhafterweise anhand von dessen Laufzeit zwischen wenigstens zwei festverbauten Sensoren erfasst. Der Fördergurt kann dazu mit einer Markierung versehen sein, wobei die Zeit, die die Markierung von dem einen Sensor zu dem anderen Sensor benötigt, ermittelt wird. Die gemessenen Daten können dann dazu verwendet werden, die Geschwindigkeit des Fördergurtes in einem bestimmten Abschnitt zu bestimmen.
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Zusätzlich oder anstatt die Winkelgeschwindigkeiten der Trommel und des unmittelbar an der Trommel geführten Fördergurtes zu berechnen, kann auch die Zugkraft direkt am Fördergurt ermittelt werden. Über die ermittelte Zugkraft des Fördergurtes kann dann wiederum eine Einstellung des Trommelvorlaufs durch Veränderung der Winkelgeschwindigkeit des Fördergurtes selbst oder der Trommel erfolgen.
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Die an dem Fördergurt anliegende Zugkraft kann zudem auch die Steuerung des Trommelvorlaufs begrenzen, um einem Reißen des Fördergurtes entgegen zu wirken. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt daher bei Erreichen einer bestimmten Zugkraft kein Nachregeln der Trommelgeschwindigkeit, insbesondere kein Absenken der Trommelgeschwindigkeit. Infolge dieser systemischen Begrenzung, muss dann ein möglicherweise weiterbestehendes Rucken hingenommen werden.
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Weitere für einen optimierten Gurtlauf heranzuziehende Parameter können an der Gurtantriebseinheit und an der Trommel ermittelte Drehmomente sein, welche vorteilhafterweise über die Lastaufnahme des jeweiligen Antriebs erfasst werden. Die Drehmomente der Gurtantriebseinheit und der Trommel können dann, ebenso wie die Messung der Zugkraft, zur Regelung des Gurtlaufs herangezogen werden, um einem Reißen oder Hochklappen des Fördergurtes aufgrund zu hoher Drehmomente und/oder einer Überlastung des jeweiligen Antriebs entgegenzuwirken.
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Ergänzend kann zudem die Position einer Fördergutspanneinheit des Fördergurtes erfasst werden. Die Fördergurtspanneinheit weist wenigstens eine verstellbare Spannwelle auf, deren Position in der Fördergurtspanneinheit Aufschluss über die auf dem Fördergurt lastende Spannung gibt.
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Weiter umfasst die Erfindung auch ein Wendelfördersystem mit einem endlosen, kurvengängigen Fördergurt und wenigstens einer motorisch angetriebenen Trommel, um die herum der Fördergurt zwischen einem Trommeleinlauf und einem Trommelauslauf schraubenförmig angeordnet ist, wobei der Fördergurt zwischen dem Trommeleinlauf und dem Trommelauslauf an der Trommel gehalten ist, dem Fördergurt einerseits wenigstens eine die Geschwindigkeit des Fördergurtes bestimmende Gurtantriebseinheit zugeordnet ist und andererseits die motorisch angetriebene Trommel gleitreibend an dem Fördergurt angreift, wobei die Gurtantriebseinheit und die Trommel unabhängig voneinander steuerbar sind. Dieses Wendelfördersystem zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass dem Fördergurt am Trommeleinlauf wenigstens eine Geschwindigkeitserfassungseinheit zugeordnet ist, dass der Trommel eine Steuereinheit zugeordnet ist, und dass die Steuereinheit dafür vorgesehen und ausgelegt ist, die Trommel in Abhängigkeit von einer mit der Geschwindigkeitserfassungseinheit erfassten Geschwindigkeit des Fördergurtes zu steuern.
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Die Anordnung der Geschwindigkeitserfassungseinheit am Trommeleinlauf ermöglicht auch das Erfassen von kleinsten, ruckartigen Abweichungen des Gurtlaufs von einem vorbestimmten Sollwert beziehungsweise einem durch Grenzwerte bestimmten Sollwertbereich, da die ruckartigen Abweichungen vor allem in den ersten vier bis fünf Windungen des Fördergurtes um die Trommel verstärkt auftreten. Dieses verstärkte Rucken in den ersten vier bis fünf Windungen des Fördergurtes um die Trommel ist vor allem darin begründet, dass diese in Förderrichtung den größten Abstand, das heißt, die längste Förderstrecke, zur Gurtantriebseinheit aufweisen und zwischen der Trommel und dem Fördergurt auftretende Reibkräfte somit am Trommeleinlauf ihre größte Wirkung entfalten.
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In der Steuereinheit werden die erfassten Daten bezüglich des Gurtlaufs, insbesondere alle Daten die für eine Optimierung des Gurtlaufs erforderlich sind, zusammengeführt und ausgewertet. Anhand der in der Steuereinheit ausgewerteten Daten erfolgt dann eine Regelung des Wendelfördersystems, das heißt, insbesondere des Trommelvorlaufs, wobei bevorzugt die Drehgeschwindigkeit der Trommel angepasst wird. die Steuereinheit der Trommel ist dann vorteilhafterweise auch eine Steuereinheit des gesamten Wendelfördersystems.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist dem Trommeleinlauf wenigstens eine den Fördergurt führende Einlaufwelle zugeordnet, die als Geschwindigkeitserfassungseinheit einen Drehgeber aufweist, der über die Einlaufwelle mit dem Fördergurt in Eingriff steht.
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Um eine absolute Gleichförmigkeit, das heißt, eine gleiche Winkelgeschwindigkeit, zwischen der Einlaufwelle und dem um die Einlaufwelle geführten Fördergurt sicherzustellen, ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass die Einlaufwelle Führungsmittel aufweist, die mit dem Fördergurt, insbesondere mit Ausnehmungen des Fördergurtes, in Eingriff stehen. Zwischen dem Fördergurt und der Einlaufwelle besteht somit eine in Drehrichtung feste Verbindung, wobei die Einlaufwelle von dem Fördergurt mitgenommen wird und die Einlaufwelle keinen eigenen Antrieb aufweist. Mit dem Drehgeber wird somit ausschließlich die Geschwindigkeit des Fördergurtes an der Einlaufwelle bzw. dem Trommeleinlauf erfasst. Mögliche Führungsmittel können unter anderem Zahnkränze, Zinken, Nocken oder dergleichen an der Einlaufwelle sein.
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Der Drehgeber ist dabei vorteilhafterweise drehsteif angeordnet und hochauflösend, um durch das Rucken bedingte, kurzzeitige Verlangsamungen oder Stillstände des Fördergurtes auch für nur wenige Zehntelsekunden zu erfassen. Der Drehgeber ist dazu in eine bestimmte Anzahl Schritte pro Umdrehung unterteilt, so dass eine momentane Drehposition des Fördergurtes auf eine bestimmte Anzahl Winkelminuten genau anzeigbar ist. Beispielhaft sei hier der Drehgeber IFM ROP252 genannt.
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Um den Gurtlauf in seiner Gesamtheit optimieren zu können, muss neben möglichen ruckartigen Bewegungen des Fördergurtes am Trommeleinlauf auch dessen Verhalten in Windungen um die Trommel herum ermittelt werden, insbesondere möglichst vollständig ermittelt werden. Hierfür ist sowohl die Winkelgeschwindigkeit der Trommel als auch die Winkelgeschwindigkeit des in Windungen um die Trommel herumgeführten Fördergurtes zu erfassen, um aus der Differenz der Geschwindigkeiten den Trommelvorlauf als wichtigen Parameter zu bestimmen.
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Nach einer Weiterbildung des Wendelfördersystems ist der Trommel daher wenigstens eine Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit zugeordnet. Diese kann gemäß einer einfachen Konstruktion durch einen induktiven oder optischen Sensor gebildet sein. Dieser optische Sensor kann im Trommelinneren, insbesondere nahe der Drehachse der Trommel, angeordnet sein und eine in Richtung Trommelumfang weisende Erfassungsrichtung aufweisen, insbesondere eine radial zur Drehachse der Trommel zum Trommelumfang hin ausgerichtete Erfassungsrichtung aufweisen. Alternativ ist auch eine Anordnung des Sensors außerhalb der Trommel möglich, wobei die Erfassungsrichtung dann umgekehrt ist. Am Trommelumfang kann dann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Unregelmäßigkeit ausgebildet sein, die zu einer veränderten Reflektion eines von dem Sensor ausgesendeten Signals führt. Je nach Anzahl und Anordnung der Unregelmäßigkeit beziehungsweise Unregelmäßigkeiten am Trommelumfang kann so eine vollständige Umdrehung der Trommel erfasst werden. Eine solche Unregelmäßigkeit kann beispielsweise wenigstens eine Metallfahne in Kombination mit einem induktiven Sensor oder wenigstens eine Ein- oder Ausbuchtung am Trommelumfang in Kombination mit einem optischen Sensor sein.
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Um die Geschwindigkeit des schraubenförmig um die Trommel geführten Fördergurtes zu erfassen, ist diesem nach einer Weiterbildung eine Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit zugeordnet, die wenigstens zwei Sensoren und wenigstens eine Markierung am Fördergurt aufweist. Die Messung der Winkelgeschwindigkeit erfolgt dann einfach, indem die Laufzeit erfasst wird, die die Markierung am Fördergurt zwischen den in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordneten Sensoren benötigt.
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Eine besonders präzise Messung der Geschwindigkeit ergibt sich dabei, wenn genau die Zeit ermittelt wird, die der Fördergurt für eine Windung um die Trommel herum benötigt. In einer bevorzugten Anordnung sind die Sensoren daher genau übereinander angeordnet. Um insbesondere in Kombination mit der Geschwindigkeitserfassungseinheit am Trommeleinlauf mit möglichst wenigen Sensoren aussagekräftige Messergebnisse zu erhalten, sind die Sensoren der Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit des Fördergurtes vorteilhafterweise entlang des Förderweges um die Trommel herum mittigen Windungen des Fördergurtes zugeordnet. Insbesondere kann jedoch auch jeder Windung ein Sensor zugeordnet sein oder Sensorpaare können in bestimmten Abständen an zueinander benachbarten Windungen angeordnet sein.
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Ähnlich wie bei der Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit der Trommel kann die Erfassung der Geschwindigkeit des Fördergurtes bevorzugt induktiv oder optisch erfolgen.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung ist der Fördergurt aus Kunststoff gefertigt und weist als Markierung wenigstens ein Metallteil auf, das eine wesentlich andere Induktivität als der restliche Fördergurt hat. Die Sensoren sind dann dementsprechend induktive Sensoren, welche unterhalb oder oberhalb des Fördergurtes angeordnet sind und auf eine Umlaufbahn des als Markierung vorgesehenen Metallteils des Fördergurtes gerichtet sind.
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Gemäß einer zweiten, alternativen Ausgestaltung weist der Fördergurt wenigstens eine geometrisch erfassbare Markierung auf und kann sowohl aus Kunststoff als auch aus Metall gefertigt sein. Mögliche geometrisch erfassbare Markierungen sind beispielsweise eine Nase, eine Einbuchtung oder eine Ausbuchtung. Geeigneter Sensor kann hier eine Gabellichtschranke sein. Um ein genaueres Messergebnis zu erhalten, kann auch eine größere Anzahl Markierungen vorgesehen sein, welche dann in regelmäßigen Abständen zueinander in oder an dem Fördergurt angeordnet sind.
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Weiter kann dem Fördergurt auch eine Zugkraftmesseinrichtung zugeordnet sein oder in den Fördergurt eine Zugkraftmesseinrichtung integriert sein, welche in Abhängigkeit von deren Position jeweils die Zugkraft in einem bestimmten Abschnitt des Fördergurtes ermittelt und an die Steuereinheit des Wendelfördersystems weiterleitet.
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Wie die Zugkraftmesseinrichtung kann zur Beurteilung des Gurtlaufs weiter eine Spannwellenpositionserfassung vorgesehen sein. Diese ist dann in weiterer Ausgestaltung einer Fördergurtspanneinheit des Fördergurtes zugeordnet und erfasst den in Abhängigkeit von Zugkraft und Gurtlauf nötigen Längenausgleich des Fördergurtes als einen weiteren Parameter, der zusätzlich zur Beurteilung des Gurtlaufs herangezogen werden kann.
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Die Weiterleitung aller erfasster Daten erfolgt bevorzugt zu der Steuereinheit des Wendelfördersystems, wo dann ein Abgleich mit den hinterlegten Sollwerten sowie eine Auswertung der Daten erfolgt. Auf Basis der Auswertung erfolgt dann eine Steuerung, insbesondere eine automatische Steuerung, des Wendelfördersystems, wobei an die entsprechenden Antriebe nötige Befehle geleitet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben können, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Wendelfördersystems;
- 2: eine Detailansicht eines Trommeleinlaufs des Wendelfördersystems gemäß 1;
- 3: eine Detailansicht eines Trommelabschnitts des Wendelfördersystems gemäß 1;
- 4: eine Detailansicht eines ersten Sensors aus 3;
- 5: eine Detailansicht eines zweiten Sensors aus 3,
- 6: eine schematische Darstellung des zweiten Sensors gemäß 5 in einer Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit ; und
- 7: grafische Darstellungen der Gleichförmigkeit des Gurtlaufs.
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In 1 ist ein Wendelfördersystem mit einem endlosen, kurvengängigen Fördergurt 1 dargestellt. Dieser Fördergurt 1 ist jeweils schraubenförmig um eine erste Trommel 2 und eine zweite Trommel 3 gewickelt. Die Trommeln 2, 3 sind jeweils in einem Gestell 4, 4' aufgenommen und die Gestelle 4, 4' nebeneinander angeordnet. Weiter weisen die Trommeln 2, 3 jeweils eine vertikale Drehachse 2a, 3a auf und sind an der vertikalen Drehachse 2a, 3a motorisch antreibbar. An deren äußerem Trommelumfang 2b, 3b weisen die beiden Trommeln 2, 3 jeweils Gurthalterungen auf, auf denen der Fördergurt 1 gleitreibend aufliegt. Sowohl der ersten Trommel 2 als auch der zweiten Trommel 3 ist jeweils ein Trommeleinlauf 5, 5' und ein Trommelauslauf 6, 6' zugeordnet, wobei der Fördergurt 1 jeweils vom Trommeleinlauf 5, 5' zum Trommelauslauf 6, 6' geführt ist. An der ersten Trommel 2 ist der Trommeleinlauf 5 einem unteren Ende der Trommel 2 zugeordnet und der Trommelauslauf 6 einem oberen Ende der Trommel 2 zugeordnet. Der Fördergurt 1 ist zwischen dem Trommeleinlauf 5 und dem Trommelauslauf 6 der ersten Trommel 2 somit in aufsteigenden Windungen geführt. An der zweiten Trommel 3 sind Trommeleinlauf 5' und Trommelauslauf 6' vertauscht, so dass der Fördergurt 1 an der zweiten Trommel 3 in absteigenden Windungen geführt ist.
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An dem Trommelauslauf 6' greift weiterhin eine die Geschwindigkeit des Fördergurtes 1 bestimmende Gurtantriebseinheit 7 an dem Fördergurt 1 an.
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Zwischen dem Trommelauslauf 6' und dem Trommeleinlauf 5 ist der Fördergurt 1 zudem über eine Fördergurtspanneinheit 8 geführt, welche eine Spannwelle 9 und eine der Spannwelle 9 zugeordnete Spannwellenpositionserfassung 10 umfasst. In der Fördergurtspanneinheit 8 ist der Fördergurt 1 zu der Spannwelle 9 hinführend und von der Spannwelle 9 wegführend jeweils platzsparend vertikal geführt, so dass ein Längenausgleich durch eine Höhenverschiebung der Spannwelle 9 erfolgen kann. Die Höhenverschiebung erfolgt bevorzugt passiv.
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Dem Trommeleinlauf 5 ist weiter eine Einlaufwelle 11 zugeordnet, welche im Detail aus 2 ersichtlich ist. In 2 sind, wie in den übrigen 3 bis 5, gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen.
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An der Einlaufwelle 11 wird der Fördergurt 1 umgelenkt. Dabei stehen der Fördergurt 1 und die Einlaufwelle 11 in Eingriff miteinander. Die Einlaufwelle 11 weist dazu Führungsmittel 12 auf, die in den an der Einlaufwelle 11 vorbeigeführten Fördergurt 1 einhaken. Der Fördergurt 1 und die Einlaufwelle 11 weisen somit immer die gleiche Drehgeschwindigkeit auf. Diese Drehgeschwindigkeit der Einlaufwelle 11 und des Fördergurts 1 kann von einem Drehgeber 13, der endseitig an der Einlaufwelle 11 angeordnet ist, erfasst werden.
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3 zeigt einen Abschnitt der Trommel 2, aus dem weitere Einrichtungen zur Erfassung des Gurtlaufs entnehmbar sind. Diese Einrichtungen sind jeweils im Detail auch in 4 bzw. 5 dargestellt.
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Die erste Einrichtung ist eine Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit 14 zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit der Trommel 2. Die Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit 14 weist einen optischen Sensor 15 auf, der an einer radialen Strebe 16 des Gestells 4 angeordnet ist. Dieser Sensor 15 wirkt mit einer Metallfahne 17 zusammen, die an der Trommel 2 angeordnet ist und entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Trommel 2 an dem Sensor 15 vorbeigeführt wird. Anhand der Zeit, die die eine positive Signalflanke darstellende Metallfahne 17 für einen vollständigen Umlauf benötigt, kann dann die Winkelgeschwindigkeit der Trommel 2 bestimmt werden, da die Umlaufbahn der Metallfahne bekannt ist.
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Die zweite Einrichtung zur Erfassung des Gurtlaufs ist eine Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit 18 zur Erfassung der Geschwindigkeit des um die Trommel 2 geführten Abschnitts des Fördergurts 1. Von der Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit 18 ist ein induktiver Sensor 19 zu erkennen, der unterhalb des Fördergurtes 1 angeordnet ist und auf den Fördergurt 1 gerichtet ist. Diesem Sensor 19 ist wenigstens eine metallische Markierung 20 in dem Fördergurt 1 zugeordnet, wobei der Sensor 19 und die Markierung 20 auf einer gemeinsamen Umlaufbahn des Fördergurtes 1 angeordnet sind.
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Aus der schematischen Darstellung gemäß 6, die den gesamten Aufbau einer Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit 18 zur Erfassung der Geschwindigkeit des Fördergurtes 1 zeigt, ist ersichtlich, dass zusätzlich zu dem Sensor 19 ein weiterer, baugleicher Sensor 19' vorgesehen ist. Der Sensor 19' ist auf der gleichen Umlaufbahn wie der Sensor 19 und die Markierung 20 angeordnet, so dass die Zeit erfasst werden kann, die eine der Markierungen 20, 20' benötigt, um von dem Sensor 19 zu dem Sensor 19' zu gelangen. Die Sensoren 19, 19' sind dabei übereinander angeordnet, so dass genau die Zeit erfasst wird, die der Fördergurt 1 für eine Windung benötigt. Über die Zeit beziehungsweise Laufzeit kann dann auf gleiche Weise wie bei der Winkelgeschwindigkeitsmesseinheit 15 die Geschwindigkeit des Fördergurtes 1 bestimmt werden.
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Entsprechende Winkelgeschwindigkeitsmesseinheiten 15, 18 sind auch der zweiten Trommel 3 zugeordnet. Weiter können jeder Trommel 2, 3 zusätzlich noch weitere Winkelgeschwindigkeitsmesseinheiten 15, 18 zugeordnet sein, so dass eine Trommel 2, 3 mehrere Winkelgeschwindigkeitsmesseinheiten 15, 18 aufweist.
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Anhand 7 soll beispielhaft dargestellt werden, wie mittels des Drehgebers 13 eine optimale Einstellung des Gurtlaufs hinsichtlich Gleichförmigkeit und einem verminderten Rucken erfolgt. In den einzelnen Grafiken 7a bis 7c ist jeweils auf der y-Achse die Geschwindigkeit des Fördergurtes 1 über die Zeit auf der x-Achse dargestellt. Ein Rucken des Fördergurtes zeichnet sich dabei durch eine Abnahme der Geschwindigkeit des Fördergurtes 1 aus. In 7a sind von dem Drehgeber 13 längere Phasen mit einer Geschwindigkeit gleich 0 aufgenommen worden, welche ein starkes Rucken und einen sehr ungleichmäßigen Gurtlauf zeigen. Der Gurtlauf muss dementsprechend angepasst werden. Dies erfolgt schrittweise, um eine möglichst genaue Annäherung an einen optimalen Gurtlauf sicherzustellen. Die Anpassung erfolgt in dem gezeigten Beispiel, indem die Drehgeschwindigkeit der Trommeln 2, 3 geringfügig erniedrigt und nach Absenkung der Drehgeschwindigkeit der Trommeln 2, 3 eine erneute Messung der Geschwindigkeit des Fördergurtes 1 über den Drehgeber 13 durchgeführt wird. Diese Messung ist in 7b dargestellt, wobei die Phasen, in denen der Fördergurt 1 still steht, gegenüber der 7a deutlich verkürzt sind. Aufgrunddessen, dass die Trommeln 2, 3 jeweils nur gleitreibend an dem Fördergurt 1 angreifen und die Bewegung des Fördergurtes 1 somit unterstützen, verändert sich die mittlere Geschwindigkeit des Fördergurtes in 7b nicht gegenüber 7a.
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Zwischen der Grafik gemäß 7b und der Grafik gemäß 7c wurde nochmals die Drehgeschwindigkeit der Trommeln 2, 3 abgesenkt. Als Ergebnis sind die Phasen mit geringer Geschwindigkeit nochmals verkürzt, so dass der Fördergurt 1 nur noch ein geringfügiges Rucken aufweist.
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Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
