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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranlage, vorzugsweise eine Transportbandanlage, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Sensoreinheit zur Verwendung in einer derartigen Sensoranlage gemäß dem Patentanspruch 13.
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Zum Transport von insbesondere losen Gütern wie zum Beispiel Schüttgütern, zum Beispiel Gesteine, Erze, Getreide, Zement und dergleichen, können Transportbänder verwendet werden, welche auch als Förderbänder bezeichnet werden können. Transportbänder sind in ihrer Laufrichtung, welche ihrer Längsrichtung entspricht, endlos geschlossen. Transportbänder bestehen üblicherweise im Wesentlichen aus einem elastomeren Material wie zum Beispiel aus vulkanisiertem Gummi, in welches wenigstens entlang ihrer Laufrichtung ein Zugträgermaterial eingebettet ist. Das Zugträgermaterial kann zum Beispiel ein textiles Gewebe sein, welches bei kleineren und kürzeren Transportbändern zur Förderung von vergleichsweise leichten Gütern verwendet werden kann. Zum Transport vergleichsweise schwerer Güter wie zum Beispiel Gesteine, Erze, Zement und dergleichen sind jedoch metallische Zugträger wie zum Beispiel parallel zueinander verlaufende Stahlseile erforderlich, um die entsprechenden Zugkräfte in der Laufrichtung aufnehmen und übertragen zu können.
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Derartige Transportbänder werden in Transportbandanlagen, welche auch als Förderbandanlagen bezeichnet werden können, verwendet. Das endlos geschlossene Transportband läuft dabei an den beiden Enden der Transportbandanlage jeweils um eine Umlenkrolle herum. In seinem Verlauf dazwischen wird das Transportband wenigstens im Bereich des Obertrums von unten durch eine Vielzahl von Stützrollen gestützt. Zur Muldung des Transportbands zumindest im Bereich des Obertrums können dabei quer zur Laufrichtung des Transportbands zum Beispiel drei Stützrollen verwendet werden, von denen die mittlere Stützrolle horizontal ausgerichtet und die beiden seitlichen Stützrollen jeweils leicht schräg nach oben außen ausgerichtet sein kann. Die Umlenkrollen und bzw. oder weitere Rollen im Verlauf des Transportbands können als Antriebsrollen ausgebildet sein, um das Transportband in der Laufrichtung anzutreiben und zu bewegen.
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Derartige Transportbänder unterliegen bei der Benutzung starken Beanspruchungen. So kann es durch den Kontakt des Förderguts mit der Oberseite des Transportbands, insbesondere bei rauen oder scharfkantigen Schüttgütern wie zum Beispiel Gesteine oder Erze zu einem Abrieb des Gummimaterials kommen. Insbesondere das Aufschlagen des Förderguts an der Aufgabestelle auf die Oberseite des Transportbands kann einen derartigen Abrieb sowie Beschädigungen der Gummierung dort bewirken.
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Aufgrund des Abriebs der Oberseite eines Transportbands, bewirkt durch die Wechselwirkung mit dem Transportgut, kann es erforderlich sein, im Laufe der Benutzung eines Transportbands die Dicke der verbleibenden Gummierung oberhalb der Stahlseile zu überprüfen. Erreicht nämlich der Abrieb die Stahlseile, d.h. werden die Stahlseile nach außen hin von der Gummierung freigelegt, so können die Stahlseile durch das Transportgut beschädigt werden. Auch kann Feuchtigkeit die Stahlseile erreichen und dort zu Korrosion führen. Ferner kann die generelle Tragflächenkraft durch den Abrieb der Deckplattendicke abnehmen, was zum Durchschlagen des Materials durch das Transportband führen kann.
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In jedem Fall können die Stahlseile beschädigt und dadurch in ihrer Zugkraft reduziert werden. Dies kann schließlich zu einem Reißen des Transportbands während der Benutzung führen, wodurch es zu einem Stillstand der gesamten Transportbandanlage kommen kann. Hierdurch können erhebliche Kosten durch den Stillstand der Transportbandanlage sowie durch den Verlust von Transportgut ebenso entstehen wie es zu Belastungen der Umwelt sowie zu Gefährdung von Personen im Umfeld der Transportbandanlage kommen kann.
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Neben der optischen Inspektion der Oberseite des Transportbands durch Personen ist es bekannt, die Dicke der verbleibenden Gummierung der Oberseite eines Transportbands mittels Lasern zu bestimmen. Hierzu werden wenigstens an einer Stelle im Verlauf des Transportbands an der Transportbandanlage mehrere Laser über die Breite des Transportbands angeordnet und auf die Oberseite des Transportbands gerichtet. Dies erfolgt üblicherweise im Bereich des Untertrums, um Messfehler aufgrund des Transportguts zu vermeiden.
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Nachteilig hierbei ist, dass die Laserbestimmung der Dicke der Gummierung der Oberseite des Transportbands eine Oberflächenmessung darstellt, welche den Einflüssen der relativen Bewegungen und bzw. oder Erschütterungen des Transportbands während des Betriebs unterliegt. Mit anderen Worten kann die reale Bewegung des Transportbands aufgrund von relativen Bewegungen und bzw. Erschütterungen relativ zur Laserquelle von dem geradlinigen Verlauf einer idealen Bewegung abweichen. So sind die Laserquellen feststehend an der Transportbandanlage angeordnet und in Richtung auf die Oberseite des Transportbands ausgerichtet. Auf diese Art und Weise kann lediglich der Abstand zu dem vorbeilaufenden Transportband bestimmt werden. Gleichzeitig kann ein vorbestimmter Abstand zwischen der Laserquelle und dem vorbeilaufenden Transportband bei einer idealen Bewegung des Transportbands vorgegeben werden. Abweichungen zwischen dem messtechnisch bestimmten Abstand von Laserquelle und Oberseite des Transportbands und dem vorbestimmten entsprechenden Abstand bei idealer Bewegung können dabei als Abrieb der Oberseite des Transportbands gewertet und bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes als ein unzulässig hoher Abrieb der Oberseite des Transportbands erkannt werden.
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Weicht die reale Bewegung des Transportbands jedoch hinsichtlich des Abstands zur Laserquelle von der idealen Bewegung des Transportbands ab und führt die reale Bewegung des Transportbands insbesondere zu einem größeren Abstand der Oberseite des Transportbands zur Laserquelle, so kann dies fälschlicherweise als ein unzulässig hoher Abrieb der Oberseite des Transportbands gewertet werden. Dies kann zum Beispiel zu einem zu frühen Austausch des Transportbands führen, welches fälschlicherweise als unzulässig stark abgerieben bzw. verschlissen angesehen wurde. Dies kann zu entsprechenden unnötigen Kosten hinsichtlich eines neuen Transportbands sowie dessen Austausch führen.
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Wird andererseits die Schwelle zum Erkennen eines unzulässig hohen Abriebs derart groß gewählt, dass die realen Bewegungen und bzw. oder Schwankungen des Transportbands in einem gewissen Maße toleriert werden können, so kann ggfs. ein unzulässig hoher Abtrieb zu spät oder gar nicht erkannt werden. Dies kann zu den zuvor beschriebenen Folgen eines Reißens und Ausfalls des Transportbands führen.
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Vergleichbare Nachteile können auch bei anderen endlos geschlossenen Elastomerprodukten als Transportbändern wie zum Beispiel bei Antriebsriemen oder Reifen auftreten.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensoranlage und insbesondere eine Transportbandanlage der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass die Bestimmung der absoluten Dicke der Gummierung der Zugträger verbessert werden kann. Insbesondere soll dies möglichst unabhängig von relativen Bewegungen und bzw. oder Erschütterungen des Elastomerprodukts bzw. des Transportbands während des Betriebs erfolgen können. Insbesondere soll dies möglichst genau, einfach, kostengünstig, kompakt, energiesparend und bzw. oder langlebig erfolgen können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Möglichkeiten geschaffen werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoranlage, vorzugsweise durch eine Transportbandanlage, mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 sowie durch eine Sensoreinheit mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensoranlage, vorzugsweise eine Transportbandanlage, mit einem endlos geschlossenen Elastomerprodukt, vorzugsweise mit einem endlos geschlossenen Transportband, mit einer Mehrzahl von Zugträgern, welche in einen Elastomerproduktkörper, vorzugsweise in einem Transportbandkörper, entlang einer Längsrichtung eingebettet sind, und mit wenigstens einem Lasersensor, welcher ausgebildet ist, einen Abstand zu einer Außenseite des Elastomerprodukts zu bestimmen. Ein derartiges Elastomerprodukt kann insbesondere ein Transportband aber auch zum Beispiel ein Riemen oder ein Reifen sein. Im Falle eines Transportbands kann die Außenseite auch als Oberseite bezeichnet werden.
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Die erfindungsgemäße Sensoranlage ist gekennzeichnet durch wenigstens einen Radarsensor, welcher ausgebildet ist, einen Abstand zu wenigstens einem Zugträger durch die Außenseite des Elastomerprodukts hindurch zu bestimmen, wobei die Sensoranlage ausgebildet ist, eine Dicke des Elastomerproduktkörpers zwischen der Außenseite und dem Zugträger durch Differenzbildung zwischen dem mittels des Lasersensors erfassten Abstand und dem mittels des Radarsensors erfassten Abstand zu bestimmen. Mit anderen Worten kann erfindungsgemäß die Dicke der Gummierung eines Elastomerprodukts dadurch bestimmt werden, dass zum einen, wie bisher bei Transportbändern bekannt, mittels eines Lasersensors ein Abstand zu der Außenseite des Elastomerprodukts und zum anderen, erfindungsgemäß zusätzlich, mittels eines Radarsensors ein Abstand zu den Zugträgern selbst innerhalb des Elastomerproduktkörpers separat bestimmt werden. Aus der Differenzbildung dieser beiden bestimmten Abstände kann die Dicke der Gummierung des Elastomerprodukts zwischen Zugträger und Außenseite bestimmt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Differenzbildung der beiden Abstände relative Bewegungen und bzw. oder Erschütterungen des Elastomerprodukts wie insbesondere bei einem Transportband bei der realen Bewegung auf die Bestimmung der Dicke der Gummierung keinen Einfluss mehr haben können. Vielmehr werden die beiden Abstände zeitgleich oder zeitnah für dieselbe Stelle des Elastomerprodukts bestimmt, sodass es auf die absolute Position der Außenseite des Elastomerprodukts gegenüber dem Lasersensor und auf die absolute Position der Zugträger gegenüber dem Radarsensor nicht ankommt. Vielmehr ergibt sich aus der Differenzbildung der beiden bestimmten Abstände die Dicke der Gummierung.
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Auf diese Art und Weise kann erfindungsgemäß eine Bestimmung der absoluten Dicke der Gummierung wenigstens eines Zugträgers, d. h. der Dicke des Elastomerproduktkörpers zwischen dessen Außenseite und dem Zugträger, genauer als bisher bekannt und insbesondere unabhängig von relativen Bewegungen und bzw. oder Erschütterungen des Elastomerprodukts während des Betriebes erfolgen. Hierzu den bereits bekannten Lasersensor um einen Radarsensor zu ergänzen, kann den Aufwand und bzw. oder die Kosten gering halten. Insbesondere können Lasersensor und Radarsensor gemeinsam bzw. räumlich nahe beieinander kompakt angeordnet und bzw. oder gemeinsam als Sensoreinheit montiert werden.
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Vorteilhaft ist auch, dass aufgrund der Resultate der Bestimmung der absoluten Dicke der Gummierung Rückschlüsse auf eine mögliche Falschausrichtung bzw. nicht optimale Ausrichtung des Elastomerprodukts und insbesondere des Transportbands gezogen werden können. Beispielsweise kann aus einer asymmetrischen Dickenmessung auf einen möglichen Schieflauf des Elastomerprodukts und insbesondere des Transportbands geschlossen werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Zugträger als Stahlseile ausgebildet. Stahlseile sind zum einen geeignet, auch große Kräfte als Zugträger zu übertragen. Ferner können Stahlseile Radarwellen sehr gut reflektieren. Insbesondere Letzteres kann die Umsetzung der zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile begünstigen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Elastomerproduktkörper als Gummikörper ausgebildet. Der Gummikörper kann die erforderliche Elastizität aufweisen, welche ein Elastomerproduktkörper zum Beispiel als Transportbandkörper insbesondere zum Umlaufen der Umlenkrollen erfordert. Ferner werden Radarwellen von einem elastomeren Material wie zum Beispiel von vulkanisiertem Gummi kaum bis gar nicht reflektiert, sodass der Elastomerproduktkörper von den Radarwellen des Radarsensors möglichst vollständig durchdrungen werden kann und die Radarwellen den Zugträger, insbesondere als Stahlseil, erreichen können, um dort reflektiert zu werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Sensoranlage eine Transportbandanlage und das Elastomerprodukt ist ein Transportband, wobei der Lasersensor und der Radarsensor auf das Untertrum des Transportbands oder auf eine Umlenkrolle der Transportbandanlage ausgerichtet sind. Unter einem Untertrum wird bei Transportbandanlagen der Abschnitt des Transportbands verstanden, welcher frei von dem Transportgut mit seiner Oberseite in der Höhe nach unten ausgerichtet unterhalb der Transportbandanlage von der Abgabestelle zur Aufgabestelle verläuft. Entsprechend wird der Abschnitt des Transportbands, welcher mit dem Transportgut beladen mit seiner Oberseite in der Höhe nach oben ausgerichtet oberhalb der Transportbandanlage von der Aufgabestelle zur Abgabestelle verläuft, als Obertrum bezeichnet. Die wenigstens zwei Umlenkrollen der Transportbandanlage sind zwischen Obertrum und Untertrum angeordnet und dienen der Umlenkung des Transportbands.
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Den Lasersensor und den Radarsensor entsprechend auf das Untertrum des Transportbands bzw. auf eine Umlenkrolle der Transportbandanlage vor der Beladung des Transportguts an der Aufgabestelle und nach der Abgabe des Transportguts an der Abladestelle auszurichten ist dahingehend vorteilhaft, dass die Abstandsmessungen nicht von dem Transportgut beeinträchtigt werden können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der Lasersensor und der Radarsensor in oder an einem gemeinsamen Sensorgehäuse feststehend zueinander angeordnet. Auf diese Art und Weise können der Lasersensor und der Radarsensor definiert und feststehend zueinander positioniert werden, sodass der jeweilige Abstand stets relativ zu einem gemeinsamen Ausgangspunkt erfolgt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Sensoranlage eine Steuerungseinheit auf, welche signalübertragend mit dem Lasersensor und mit dem Radarsensor verbunden und ausgebildet ist, die Dicke des Elastomerproduktkörpers aus den erfassten Abständen bestimmen. Mittels einer derartigen Steuerungseinheit können die zuvor beschriebenen elektronischen Funktionen umgesetzt werden. Die Steuerungseinheit kann dabei zusammen mit dem Lasersensor und dem Radarsensor eine gemeinsame Komponente bilden, welche einteilig an der Sensoranlage montiert und angeordnet werden kann. Alternativ kann die Steuerungseinheit auch ein Bestandteil der Sensoranlage wie zum Beispiel dessen Steuerungseinheit sein, welche wenigstens signalübertragend mit dem Lasersensor und dem Radarsensor verbunden sein kann. Dies kann jeweils Möglichkeiten bieten, die zuvor beschriebenen elektronischen Funktionen an der Sensoranlage umzusetzen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, die bestimmte Dicke des Elastomerproduktkörpers mit einer vorbestimmten Dicke zu vergleichen. Die vorbestimmte Dicke kann ein Mindestwert der Gummierung zwischen Zugträger und Außenseite des Elastomerprodukts sein, dessen Unterschreiten hinsichtlich des Verschleißes bzw. des Abriebs der Außenseite des Elastomerprodukts als beachtenswert oder sogar als kritisch anzusehen sein kann. Auf diese Art und Weise kann seitens der Steuerungseinheit selbsttätig die bestimmte Dicke der Gummierung des Elastomerproduktkörpers zwischen dessen Außenseite und Zugträger mit diesem Mindestwert verglichen werden. In Reaktion auf das Ergebnis des Vergleichens kann seitens der Steuerungseinheit und bzw. oder eines Benutzers reagiert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet, bei Unterschreiten der vorbestimmten Dicke durch die bestimmte Dicke des Elastomerproduktkörpers eine Information auszugeben und bzw. oder eine Reaktion auszulösen. In Reaktion auf das Ergebnis des zuvor beschriebenen Vergleichens kann auf diese Art und Weise seitens der Steuerungseinheit selbsttätig eine Information an ein weiteres elektronisches Gerät und bzw. oder an einen Benutzer ausgegeben werden, um auf das Unterschreiten hinzuweisen. Dies kann das weitere elektronische Gerät und bzw. oder den Benutzer zu einer Reaktion veranlassen, welche zum Beispiel das Anhalten der Sensoranlage und bzw. oder die Planung einer Wartung oder einer Erneuerung des Elastomerprodukts sein kann. Eine derartige Reaktion kann auch seitens der Steuerungseinheit selbst direkt ausgelöst werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der Lasersensor, der Radarsensor und die Steuerungseinheit in oder an einem gemeinsamen Sensorgehäuse feststehend zueinander angeordnet. Auf diese Art und Weise können der Lasersensor, der Radarsensor und die Steuerungseinheit als in sich geschlossene elektronische Komponente ausgebildet, montiert und verwendet werden. Dies kann die Umsetzung und die Verwendung der vorliegenden Erfindung vereinfachen und begünstigen. Insbesondere kann dies den Aufwand einer Nachrüstung der Erfindung bei einer bestehenden Sensoranlage geringhalten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der Lasersensor und der Radarsensor entlang der Längsrichtung hintereinander derart angeordnet, so dass die Abstände zu derselben Stelle der Außenseite des Elastomerprodukts gleichzeitig oder nacheinander erfasst werden können. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass von dem Lasersensor und dem Radarsensor die Abstände zu derselben Stelle der Außenseite des Elastomerprodukts erfasst und hieraus die Dicke der Gummierung an dieser Stelle bestimmt werden kann. Durch eine räumlich nahe Anordnung und gegebenenfalls eine geringfügig winkeligen Ausrichtung von Lasersensor und Radarsensor auf dieselbe Stelle der Oberseite des Elastomerprodukts können beide Abstände gleichzeitig erfasst werden.
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Werden Lasersensor und Radarsensor hinsichtlich der Aussendungsrichtung des Lasersignals und des Radarsignals parallel angeordnet, so kann dieselbe Stelle der Außenseite des Elastomerprodukts lediglich zeitlich versetzt jeweils einzeln erfasst werden. In diesem Fall können beide Abstände dadurch derselben Stelle der Außenseite des Elastomerprodukts zugeordnet werden, indem der Abstand des Lasersensors und des Radarsensors entlang der Längsrichtung, d. h. in der Laufrichtung des Elastomerprodukts, als feststehend bekannt und unter Berücksichtigung der aktuellen Laufgeschwindigkeit des Elastomerprodukts die zeitliche Differenz zwischen den beiden erfassten Abständen berücksichtigt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der Lasersensor und der Radarsensor senkrecht zur Längsrichtung derart nebeneinander angeordnet, so dass die Abstände zu derselben Stelle der Außenseite des Elastomerprodukts gleichzeitig erfasst werden können. In diesem Fall können der Lasersensor und der Radarsensor räumlich nahe beieinander jedoch seitlich versetzt angeordnet werden, sodass über eine zumindest geringfügig winkelige Ausrichtung von Lasersignal und Radarsignal dieselbe Stelle der Außenseite des Elastomerprodukts gleichzeitig erfasst werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind eine Mehrzahl von Lasersensoren und Radarsensoren senkrecht zur Längsrichtung derart nebeneinander angeordnet, so dass die Abstände zumindest im mittleren Bereich des Elastomerprodukts, vorzugsweise über die gesamte Breite des Elastomerprodukts, erfasst werden können. Auf diese Art und Weise können die zuvor beschriebenen Funktionen zumindest über den mittleren Bereich des Elastomerprodukts und vorzugsweise über dessen gesamte Breite angewendet werden. Die Paare von Lasersensoren und Radarsensoren können hierzu entlang der Längsrichtung verteilt und vorzugsweise in der Längsrichtung möglichst nahe beieinander angeordnet werden. Letzteres kann eine kompakte Anordnung begünstigen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Sensoreinheit zur Verwendung in einer Sensoranlage, vorzugsweise bei einer Transportbandanlage, wie zuvor beschrieben. Auf diese Art und Weise kann eine Sensoreinheit mit wenigstens Lasersensor und Radarsensor, vorzugsweise ferner mit einer Steuerungseinheit, zur Verfügung gestellt werden, welche als kompaktes Bauteil einzeln oder mehrfach an einer Sensoranlage und insbesondere an einer Transportbandanlage angeordnet werden kann. Dies kann die Umsetzung der zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile ermöglichen.
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Mit anderen Worten liegt der vorliegenden Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass heutzutage Radardetektoren verfügbar sind, welche eine Auflösung im Mikrometerbereich besitzen können. Radarsignale in Form von Radarwellen können insbesondere von Stahl stark reflektiert werden, gleichzeitig jedoch nicht vom Gummi, sodass das Gummi eines Elastomerprodukts wie insbesondere eines Transportbands aber auch eines Antriebsriemens, eines Reifens und dergleichen von den Radarsignalen vollständig durchdrungen werden und von dessen Stahlseilen als Zugträger möglichst deutlich reflektiert werden kann.
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Die Kombination aus Radardetektion mit der bereits bekannten Laserdetektion kann eine absolute Bestimmung der verbleibenden Gummierungsdicke an einem durch den Betrieb abgeriebenen Transportband ermöglichen. Die Differenzbildung des Abstands des Detektionssystems, bestehend aus Lasersensor und Radarsensor, zu einem Stahlseil des Transportbands mittels der Radarmessung und des Abstands des Detektionssystem zur Oberseite des Transportbands mittels der Lasermessung kann den absoluten Abstand zwischen Stahlseil und Oberseite des Transportbands ergeben. Das Detektionssystem lässt sich insbesondere unterhalb des Transportbands am Untertrum auf dem Rückweg oder vor der Materialaufgabestelle am Obertrum platzieren, um Störungen der Messung durch das Transportgut zu vermeiden.
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Somit kann erfindungsgemäß eine absolute Bestimmung eines Abstands bzw. einer Teildicke der Gummierung des Transportbands zwischen dessen Oberseite und dessen Zugträger unabhängig von relativen Bewegungen, Schwingungen und bzw. oder Erschütterungen des Transportbands im realen Betrieb ermöglicht werden. Da sowohl das Radarsignal als auch das Lasersignal mit Lichtgeschwindigkeit ausgesendet und reflektiert werden, können niederfrequente Bewegungen, Schwingungen und bzw. oder Erschütterungen des Transportbands keinen relevanten Einfluss auf die beiden Abstandsmessungen haben.
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Mehrere Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
- 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Transportbandanlage gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels; und
- 2 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Transportbandanlage gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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Die Beschreibung der o.g. Figuren erfolgt in kartesischen Koordinaten mit einer Längsrichtung X, einer zur Längsrichtung X senkrecht ausgerichteten Querrichtung Y sowie einer sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung Y senkrecht ausgerichteten vertikalen Richtung Z. Die Längsrichtung X kann auch als Laufrichtung X, die Querrichtung Y auch als Breite Y und die vertikale Richtung Z auch als Höhe Z bezeichnet werden.
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1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Transportbandanlage 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels.
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Die erfindungsgemäße Transportbandanlage 1 als Beispiel einer erfindungsgemäßen Sensoranlage 1 umfasst neben den stationär angeordneten Anlagenelementen wie zum Beispiel Umlenkrollen, Stützrollen und Antriebsrollen (nicht dargestellt) auch ein Transportband 10 als Beispiel eines Elastomerprodukts 10, welches endlos geschlossen von den Rollen geführt und angetrieben wird. Das Transportband 10 weist einen Transportbandkörper 11 als Elastomerproduktkörper 11 auf, welcher als Gummikörper 11 ausgebildet ist und auch als Gummierung 11 bezeichnet werden kann. Innerhalb des Gummikörpers 11 ist eine Vielzahl von Zugträgern 12 in der Längsrichtung X endlos geschlossen und in der Querrichtung Y parallel zueinander verlaufend eingebettet. Die Zugträger 12 sind als Stahlseile 12 ausgebildet und können auch als Stahlkorde 12 bezeichnet werden. Das Transportband 10 kann im Verlauf des Obertrums 1a der Transportbandanlage 1 auf seiner Oberseite 13 als Außenseite 13 ein Transportgut 2 wie zum Beispiel ein Schüttgut 2 aufnehmen. Das Untertrum 1b der Transportbandanlage 1 bildet den Rückweg des Transportbands 10 und ist frei von dem Schüttgut 2.
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Im Bereich des Untertrums 1b ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wenigstens eine Sensoreinheit 14 angeordnet und auf die in der Höhe Z nach unten zeigende Oberseite 13 des Transportbands 10 hin ausgerichtet. Die Sensoreinheit 14 weist einen Lasersensor 16 und einen Radarsensor 17 auf, welche gemeinsam mit einer Steuerungseinheit 18 fest zueinander positioniert innerhalb eines Sensorgehäuses 15 angeordnet sind. Das Sensorgehäuse 15 ist feststehend an der Transportbandanlage 1 angeordnet (nicht dargestellt). Der Lasersensor 16 ist ausgebildet und ausgerichtet, ein Lasersignal A in Form eines Laserstrahls A auf die ihm zugewandte Oberseite 13 des Transportbands 10 hin auszusenden und eine Reflexion des Laserstrahls A zu detektieren. Ebenso ist der Radarsensor 17 ausgebildet und ausgerichtet, ein Radarsignal B in Form von Radarwellen B auf die ihm zugewandte Oberseite 13 des Transportbands 10 hin auszusenden und eine Reflektionen der Radarwellen B zu detektieren.
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Aus dem ausgesendeten und reflektierten Laserstrahl A kann von dem Lasersensor 16 ein Abstand zu der Oberseite 13 des Transportbands 10 bestimmt werden. Ebenso kann von dem Radarsensor 17 aus den ausgesendeten und reflektierten Radarwellen B ein Abstand zu den Stahlseilen 12 bestimmt werden, welche innerhalb des Gummikörpers 11 angeordnet sind. Nun kann seitens der Steuerungseinheit 18 aus den beiden bestimmten Abständen eine Differenz gebildet werden, welche der Dicke bzw. Stärke des Gummikörpers 11 bzw. der Gummierung 11 des Transportbands 10 an dieser Stelle zwischen der Oberseite 13 des Transportbands 10 und den Stahlseilen 12 des Transportbands 10 entspricht. Aufgrund der hohen Ausbreitungsgeschwindigkeiten sowohl des Laserstrahls A als auch der Radarwellen B kann diese Bestimmung der Dicke der Gummierung 11 unabhängig von relativen Bewegungen sowie Erschütterungen des Transportbands 10 erfolgen.
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Der Lasersensor 16 und der Radarsensor 17 sind dabei entlang der Längsrichtung X zueinander beabstandet und sowohl der Laserstrahl A als auch die Radarwellen B sind direkt senkrecht zur Oberseite 13 des Transportbands 10 ausgerichtet. Da sowohl der feste Abstand zwischen dem Lasersensor 16 und dem Radarsensor 17 entlang der Längsrichtung X als auch die Laufgeschwindigkeit des Transportbands 10, zum Beispiel seitens einer Steuerungseinheit der Transportbandanlage 1, bekannt sind, können der Abstand mittels des Lasersensors 16 und der Abstand mittels des Radarsensors 17 entlang der Längsrichtung X räumlich versetzt erfasst und anschließend unter Berücksichtigung der Laufgeschwindigkeit des Transportbands 10 auf dieselbe Stelle der Oberseite 13 des Transportbands 10 umgerechnet werden.
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Transportbandanlage 1 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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In diesem Fall sind der Lasersensor 16 und der Radarsensor 17 senkrecht zur Längsrichtung X, d. h. in der Querrichtung Y, seitlich versetzt zueinander angeordnet und jeweils auf dasselbe Stahlseil 12 hin ausgerichtet. Entsprechend können die Abstände des Lasersensors 16 und des Radarsensors 17 zeitgleich für dieselbe Stelle der Oberseite 13 des Transportbands 10 erfasst werden. Die Bestimmung der Dicke der Gummierung 11 des Transportbands 10 kann wie zuvor beschrieben erfolgen.
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Bei beiden betrachteten Ausführungsbeispielen können mehrere Sensoreinheiten 14 verwendet und in der Querrichtung Y derart angeordnet werden, dass direkt parallel zueinander oder gegebenenfalls in der Längsrichtung X versetzt alle Stahlseile 12 des Transportbands 10 auf die Dicke ihrer Gummierung 11 wie zuvor beschrieben untersucht werden können.
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In jedem Fall kann die Steuerungseinheit 18 die bestimmte Dicke bzw. Stärke der Gummierung 11 der Oberseite 13 des Transportbands 10 mit einem vorbestimmten Referenzwert, Grenzwert bzw. Schwellenwert vergleichen, welcher einer Mindestdicke bzw. Mindeststärke der Gummierung 11 entspricht. In Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichens kann seitens der Steuerungseinheit 18 auf eine zulässige Dicke bzw. Stärke der Gummierung 11 geschlossen werden, sodass der Betrieb der Transportbandanlage 1 fortgesetzt werden kann.
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Wird jedoch die vorbestimmte Dicke bzw. Stärke der Gummierung 11 der Oberseite 13 des Transportbands 10 an wenigstens einer Stelle oder gegebenenfalls an einer vorbestimmten Anzahl von Stellen der Oberseite 13 des Transportbands 10 von der bestimmten Dicke bzw. Stärke der Gummierung 11 unterschritten, so kann hierdurch eine unzulässig geringe Dicke bzw. Stärker der Gummierung 11 selbststätig von der Steuerungseinheit 18 erkannt werden. Dies kann zu verschiedenen Reaktionen der Steuerungseinheit 18 führen.
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Beispielsweise kann eine akustische, optische und bzw. oder haptische Rückmeldung an einen Benutzer zum Beispiel mittels Monitor, Mikrofon und bzw. oder Warnleuchte der Transportbandanlage 1 erfolgen. Auch kann eine derartige Rückmeldung an einen Benutzer akustisch, optisch und bzw. oder haptisch über ein mobiles Endgerät wie zum Beispiel ein Smartphone des Benutzers erfolgen.
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Zusätzlich oder alternativ kann seitens der Steuerungseinheit 18 ein Anhalten der Transportbandanlage 1 veranlasst werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine weitere Inspektion zum Beispiel durch einen Benutzer und bzw. oder die Durchführung oder Planung einer Wartung und bzw. oder einer Instandsetzung des Transportbands 10 von der Steuerungseinheit 18 veranlasst werden. Zusätzlich oder alternativ können derartige oder vergleichbare Maßnahmen auch von einer Steuerungseinheit der Transportbandanlage 1 (nicht dargestellt), insbesondere veranlasst durch eine Information der Steuerungseinheit 18 der Sensoreinheit 14, veranlasst werden.
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Durch Informationen der Transportbandanlage kann ggfs. die Stelle, an welcher die vorbestimmte Dicke bzw. Stärke der Gummierung 11 der Oberseite 13 des Transportbands 10 unterschritten wurde, bestimmt und zum Beispiel einem Benutzer als Positionsangabe mitgeteilt werden. Auch kann eine derartige Positionsangabe für die Durchführung oder Planung der zuvor beschriebenen Maßnahmen verwendet werden.
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In jedem Fall kann die erfindungsgemäße Bestimmung der Dicke bzw. Stärke der Gummierung 11 der Oberseite 13 des Transportbands 10 mittels der Kombination von Lasersensor 16 und Radarsensor 17 verlässlicher als bisher bekannt und insbesondere unabhängig von relativen Bewegungen, Schwingungen und bzw. oder Erschütterungen des Transportbands 10 während seines Betriebs erfolgen. Auch kann auf diese Art und Weise eine vergleichsweise hochauflösende Bestimmung der Dicke bzw. Stärke der Gummierung 11 erfolgen. Wie zuvor beschrieben kann hieraus, zum Beispiel seitens der Steuerungseinheit 18 der Sensoreinheit 14 selbst, eine Schlussfolgerung hinsichtlich eines zulässigen oder unzulässigen Abriebs der Gummierung 11 der Oberseite 13 des Transportbands 10 erfolgen, welche zum Beispiel zu einem sofortigen Stillstand der Transportbandanlage 1 aber auch zu einer geplanten zeitnahen Inspektion und Wartung des Transportbands 10 führen kann.
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Auf diese Art und Weise kann die Verfügbarkeit der Transportbandanlage 1 mit technisch vergleichsweise geringem Aufwand und sehr hoher technischer Genauigkeit und Verlässlichkeit automatisiert sichergestellt bzw. gesteigert werden. Die entsprechenden Sensoreinheiten 14 können dabei vergleichsweise kostengünstig und bzw. oder kompakt ausgebildet und angeordnet werden. Insbesondere kann die verwendete Technik eine vergleichsweise hohe Lebensdauer aufweisen und bzw. oder, insbesondere bei entsprechender Ausbildung des Sensorgehäuses 15, eine hohe Robustheit gegenüber den äußeren Einflüssen im Bereich von Transportbandanlage 1 zum Transport von Schüttgut 2 aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Lasersignal; Laserstrahl
- B
- Radarsignal; Radarwellen
- X
- Längsrichtung; Laufrichtung
- Y
- Querrichtung; Breite
- Z
- vertikale Richtung; Höhe
- 1
- Sensoranlage; Transportbandanlage
- 1a
- Obertrum der Transportbandanlage 1
- 1 b
- Untertrum der Transportbandanlage 1
- 10
- Elastomerprodukt; Transportband
- 11
- Elastomerproduktkörper; Transportbandkörper; Gummikörper; Gummierung
- 12
- Zugträger; Stahlseile; Stahlkorde
- 13
- Außenseite bzw. Oberseite des Elastomerprodukts 10
- 14
- Sensoreinheit
- 15
- Sensorgehäuse
- 16
- Lasersensor
- 17
- Radarsensor
- 18
- Steuerungseinheit
- 2
- Transportgut; Schüttgut
