DE102021109792A1

DE102021109792A1 - Fahrschiene und Fahrwerk für Tragrollendiagnosesystem an Förderern

Info

Publication number: DE102021109792A1
Application number: DE102021109792.4A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kahrger; Jan Nowak; Boris Freier; Mario Dilefeld
Original assignee: MAN Takraf Fordertechnik GmbH
Current assignee: Takraf GmbH
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2021-10-28
Anticipated expiration: 2041-04-20
Also published as: DE102021109792B4; US11697557B2; PE20220315A1; CL2021001022A1; US20210331872A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Tragrollendiagnosesysteme an Förderern umfassend ein Schienensystem als Fahrweg für geeignete Fahrwerke sowie das Fahrwerk, wobei das Schienensystem aus einem geschlossenen Profil oder Rohr gebildet wird. Das erfindungsgemäße Schienensystem umfasst mindestens einen mehrteiligen Fahrweghalter, der am Bandgerüst angeordnet wird, mindestens einen Fixierstab und mindestens eine Fahrschiene, wobei der Fixierstab bevorzugt in den Fahrweghalter gesteckt und zusätzlich länger als dieser ist, wobei dieser geeignet ist, an mindestens einem Ende, mittels stecken die Fahrschiene aufzunehmen, so dass ein Fahrweg ohne Querschnittsunterschied entsteht. Das erfindungsgemäße Fahrwerk weist mindestens ein zwei Rollen-System als Führungs- und Antriebssystem auf, sowie mindestens ein Chassis das beide Rollen-Systeme aufnimmt und verbindet, Anschlussmöglichkeiten für Sensorik-Träger und/oder das Energie-Steuerungsmodul aufweist. Das Führungssystem ist derart ausgestaltet, dass es die Geometrie des Fahrweges derart umschließt, dass es die kinematischen Freiheitsgrade auf einen begrenzt und wenn notwendig, die Halterung des Fahrweges ausspart. Somit ist ausschließlich eine Bewegung (vor/zurück) entlang des Fahrweges vorgesehen. Das Antriebssystem ist dazu ausgebildet, das Chassis und alle angeschlossenen Systeme gegenüber dem Fahrweg zu bewegen.

Description

Die Erfindung betrifft Tragrollendiagnosesysteme an Förderern, wobei diese ein Teil des Traggerüstes bei Neulieferungen oder Nachrüstungen bei Bestandsanlagen sein können, wobei der Fokus auf einem separaten System am Förderer liegt und die Eignung für rauen Alltagsbetrieb, sowie Demontierbarkeit bei Wartungsarbeiten am Förderer als grundlegende Aufgabe verstanden werden.
Förderer, wie Förderbänder, Fließbänder, Transportbänder oder Bandförderer und Gurtförderer, sind meist stationäre Förderanlagen, die zum technischen Fachbereich der Stetigförderer gehören.
Förder- und Transportaufgaben im Bergbau, in der Industrie sowie auf Langstrecken, über oder unter Tage, werden seit Jahrzehnten von Gurtförderern abgewickelt. Diese Gurtförderer sind zuverlässige Transportsysteme, die ökonomisch, sehr produktiv und umweltfreundlich auf Grund ihres geringen Energiebedarfs arbeiten.
Die Diagnosesysteme, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, befassen sich mit Verfahren, welche die drehenden Teile der Fördersysteme (Antriebe, Trommeln, Tragrollen) kontrollieren und auswerten oder den Gurt und seine Verbindungsstellen überwachen.
Aktuelle selbstfahrende Tragrollenwartungs- und Diagnosesysteme verfahren auf am Boden verlegten Schienen oder auf der Bandwange, die Teil des existierenden Bandgerüstes ist. Zudem kann eine separate Fahrschiene bei der Installation des Förderers vorgesehen oder bei bereits existierenden Förderern nachgerüstet werden.
Systeme, die auf am Boden verlegten Schienen verfahren, wie in der EP2828183B1 beschrieben, besitzen eine relativ hohe Eigenmasse, da sie den Förderer mit einem Portal umschließen müssen. Die Installation der Fahrschienen stellt einen zusätzlichen Aufwand dar. Ein Verfahren des Diagnosesystems auf der Bandwange ist nur dann möglich, wenn dies bereits bei der Konstruktion des Förderers berücksichtigt wurde und eine durchgehende Fahrbahn geschaffen wurde. Als leichtes und kostengünstiges System bleibt die Installation einer separaten Fahrschiene.
Am Markt verfügbare Systeme zeigen hier Schwächen bezüglich der einfachen Demontierbarkeit bei Wartungsarbeiten am Förderer und bezüglich der Steifigkeit, die erforderlich ist um einen störungsfreien Betrieb des Diagnosesystems zu sichern.
Im Wesentlichen bestehen diese Systeme aus einem Fahrzeug, dass verschiedene Sensorsysteme aufnehmen kann und einer Fahrschiene, die sich entlang des Förderers oder entlang des zu überwachenden Bereiches erstreckt. Als Fahrschiene sind Profile, wie beispielsweise T-, L-, üblich. Entlang des Überwachungsbereiches werden Segmente zu einem durchgehenden Fahrstrang miteinander verschweißt oder verschraubt.
Das Fahrzeug selbst kann eine kompakte Einheit sein oder ähnlich einem Zugsystem aus einer Antriebseinheit und angekoppelten Sensoreinheiten bestehen.
Die Sensorik umfasst dabei beispielsweise optische, thermische, akustische, magnetische, mechanische, kapazitive, piezoelektrische, resistive und induktive Sensoren. Wenn der Fahrweganstieg zu groß wird (etwa ab 10° entspricht 0,175rad) können Zahnstangen zur Unterstützung an diesen Stellen angeordnet sein, weiterhin ist es möglich, weitere Antriebseinheiten anzubringen. Die Profile können beidseitig am Fördersystem angeordnet werden, um die Überwachung aller Tragrollen abzusichern. Gegen Entgleisen soll das Fahrzeug(system) Mechanismen, wie Rollenführungen, besitzen, die das verhindern sollen. Das Fahrzeug(system) kann bei Bedarf mit einem „Dach“ ausgerüstet sein, welches Schutz vor Transportmaterial bieten soll. Verfährt das Fahrzeug(-system) batteriebetrieben, so sind zum Laden der Batterien/Akkumulatoren und Übermitteln der Daten an der Strecke „Docking-Stationen“ vorgesehen.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass bei Wartungsarbeiten am Förderer die Demontage der Fahrschiene aufwendig ist. Wenn die Arbeiten seitlich am Förderer ausgeführt werden, muss die Schiene an dieser Stelle entfernt werden, um eine bessere Erreichbarkeit der zu wartenden Komponenten zu erreichen und um Verformungen der Schiene bei den Wartungsarbeiten auszuschließen. Abhängig von der Länge der Schienensegmente sind zahlreiche Schrauben zur Demontage zu lösen. Bei der Montage besteht ein hoher Aufwand zur Ausrichtung des Schienenstranges.
Fahrschienen aus Profilen nach dem Stand der Technik haben zudem den Nachteil, dass sie eine geringe Steifigkeit besitzen. Um die Durchbiegung der Schiene zu reduzieren, sind die Abstände zwischen den Befestigungspunkten am Förderer klein. Äußere Einflüsse, wie beispielsweise Wind sind bei der Schienenstrangdimensionierung zu beachten.
In der EP 3 543 179 A1 ist ein Verfahren beansprucht, dass auf einer Schiene aus T-Profil basiert und ein dafür angepasstes Fahrzeug vorstellt. Das vorgestellte System beschreibt mindestens zwei Fahrwerkspaare die auf dieser Schiene fahren, die Ausführungsbeispiele legen ein Fahrzeug mit 3 Fahrwerkspaaren nahe, die auf dem Steg und Gurt des Profils gegenüber angeordnet sind. Das beschriebene Fahrwerk mit dem Schienensystem weist jedoch mehrere konstruktiv bedingte Schwächen auf. Die Schiene und deren Übergänge erzeugen Erschütterungen beim Überfahren, woraus eine zusätzliche Belastung für Fahrzeug und die Schiene resultiert. Das Profil selbst weist in der Praxis eine geringe Steifigkeit auf, so dass es durch die Fahrwerke zu Deformationen kommt, die ihrerseits das Aufnehmen von reproduzierbaren Daten, wegen schwankender Abstände zum Messobjekt erschweren. Das Fahrzeug und seine Komponenten weisen einen Schwerpunkt über der Schiene auf, dies führt bei Kurvenfahrt oder Unstetigkeit in der Schiene zu hohen Belastungen des Fahrwerkes Bei der Überfahrt eines Schienenstoßes ergibt sich eine Unstetigkeit, infolge von Schweißnaht oder Stoßspalt, die das Messsystem erschüttern und möglicherweise beschädigen, das Fahrwerk erfährt zusätzlichen Verschleiß und das Profil wird durch die konstruktiv notwendige Nähe zum Förderer leicht verformt. Die Anforderung, das Schienensystem für lokalen Wartungs- und Reparaturarbeiten am Förderer einfach zu entfernen und mit geringem Aufwand wieder zu montieren und auszurichten ist beim beschriebenen Verfahren nicht erfüllt.
Es lässt sich zusammenfassen, dass diese Punkte nachteilig auf einen störungsfreien dauerhaften Betreib des Diagnosesystems wirken und deren Wartung und Wiederinbetriebnahme erschweren.
Weiterhin nachteilig am Stand der Technik ist der hohe konstruktive Aufwand, ein Entgleisen des Fahrwerkes des Diagnosesystems an der Profil-Geometrie (L-Profil) auszuschließen. Die dazu bekannten Systeme werden durch die Schwerkraft und ein „Von Oben“-Einsetzen in die Profil-Geometrie am Entgleisen gehindert. Eine einachsige Kraftschluss-Entgleisungssicherung, ohne Ergänzen durch Formschluss oder mehrachsigen Kraftschluss, bietet in Folge von äußeren Störungen des Systems wie Wind oder Streckenfehler keine ausreichende Betriebssicherheit. Dies führt zu erheblichem Aufwand und Vertrauensverlust des Anwenders, weil das System entweder regelmäßig wieder entstört werden muss oder nicht einwandfrei arbeitet und deshalb falsche Ergebnisse liefert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und die Dauerfestigkeit, Wartbarkeit, Montage und Demontage des Schienensystems und des Fahrzeuges zu erleichtern. Dazu ist ein Fahrweg vorzuschlagen, der diese Nachteile überwindet, dabei soll der Fahrweg eine hohe Steifigkeit besitzen; Verformung durch Umwelteinflüsse oder durch das Überfahren mit Fahrzeug sollen gering sein. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Fahrwerk vorzuschlagen, welches unter anderem auf dem vorgeschlagenen Schienensystem fahren kann. Der sichere Fahrbetrieb, geringer Verschleiß und das Verhindern von Entgleisungen unter allen Betriebsbedingungen bilden den Schwerpunkt der Erfindung. Weiterhin soll das Fahrwerk auf bestehenden Konstruktionen zur Anwendung kommen und durch die eigene Geometrie diese für neue Diagnoseanwendungen als Fahrweg nutzbar machen, wie beispielsweise Leitplanken an Straßen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Zusammenspiel von Fahrweg und Fahrwerk für störungsfreie Messfahrten zu optimieren.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Schienensystem als Fahrweg für geeignete Fahrwerke vorgeschlagen, wobei dieses aus einem geschlossenen Profil oder Rohr gebildet wird. Umfassend mindestens einen mehrteiligen Fahrweghalter, der am Bandgerüst angeordnet wird. Weiterhin weist dieses Schienensystem mindestens einen Fixierstab und mindestens eine Fahrschiene auf, wobei der Fixierstab bevorzugt in den Fahrweghalter gesteckt und zusätzlich länger als dieser ist, wobei dieser geeignet ist, an mindestens einem Ende, mittels stecken die Fahrschiene aufzunehmen, so dass ein Fahrweg ohne Querschnittsunterschied entsteht.
Der Fahrweghalter wird mindestens aus einer Schelle, einem Steg und einem Fahrschienensupport bzw. Schienensupport, gebildet. Dabei sind der Steg mit der Schelle und dem Schienensupport nicht lösbar verbunden. Der Schienensupport weist ein Langloch auf, durch welches ein Befestigungsmittel geführt wird, dass wiederum fest mit dem eingesteckten Fixierstab verbunden ist. Das Langloch ist in seiner Länge dazu so gewählt, ein Verschieben des Fixierstabes im Schienensupport zu ermöglichen, so dass diese mindestens eine ebene Kante ausbilden.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das geschlossene Profil des Schienensystems derart gestaltet, dass dieses entweder rund ist oder n-Ecken aufweist., wobei n mindestens 2 bedeutet und die Ecken mathematisch als Unstetigkeit zwischen den Verbindungslinien, wobei diese Polynome n-ter Ordnung sein können, definierbar sind, wobei das Profil durch die neutrale Faser beschrieben ist. Die Fahrschiene besitzt somit eine hohe Steifigkeit. Verformungen durch Umwelteinflüsse oder durch das Überfahren mit dem Fahrzeug sind gering.
In Ausführungsformen der Erfindung wird jede Fahrschiene jeweils rechts und links durch mehrteilige Fahrweghalter mit dem Bandgerüst verbunden. Dieser mehrteilige Fahrweghalter besteht aus einer Schelle, die mit mindestens einer Seite eben an dem Profil des Bandgerüstes positionierbar ist.
Bevorzugt greift die Schelle um das Profil des Bandgerüstes derart um, dass ein Positionieren an diesem ausschließlich in vertikaler Richtung erfolgen kann.
In Ausführungsformen der Erfindung ist die Schelle mit Öffnungen, bevorzugt Bohrungen versehen, die ein befestigen mit lösbaren Befestigungsmitteln ermöglichen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Ausführungsformen weist die Schelle zwei Bohrungen auf.
In Ausführungsformen der Erfindung ist die Schelle des Fahrweghalters ein abgekanteter Flachstahl.
Ein weiteres Bauteil des mehrteiligen Fahrweghalters ist der Steg, der die Schelle mit dem Schienensupport verbindet.
In Ausführungsformen der Erfindung ist der Steg des mehrteiligen Fahrweghalters ein Vierkantprofil.
In Ausführungsformen der Erfindung ist der Schienensupport ein Vierkantprofil, bevorzugt das gleiche Profil wie die Fahrschiene, so dass ein durchgehender Fahrweg entsteht
In Ausführungsformen der Erfindung ist der Schienensupport des Fahrweghalters derart orientiert, dass der obere und der untere Punkt des Schienensupports von je einer Ecke des Profils gebildet wird. Die obere und die untere Ecke der Fahrschiene und des Schienensupports bilden so den Bereich, auf dem das Fahrzeug verfährt.
In Ausführungsformen der Erfindung besitzt der Schienensupport durch die Verwendung eines geschlossenen Profils die Möglichkeit, im Profilinnenraum ein gleichgeformtes Profil geringfügig kleinerer Abmessungen - den Fixierstab - verschiebbar aufzunehmen.
In Ausführungsformen der Erfindung ist der Fixierstab im Innerraum des Schienensupports verschiebbar. Ein Langloch im Schienensupport und ein am Fixierstab befestigter Verstellhebel beschränkt den Verschiebeweg zu beiden Seiten. Der Fixierstab kann einseitig oder beidseitig in Fahrrichtung aus dem Schienensupport herausragen. Bei montierter Fahrschiene greift der Fixierstab beidseitig in die eingesetzten Fahrschienen und ist durch eine Schraube gegen Verschieben gesichert.
Für Montagearbeiten wird der Fixierstab in eine der Extrempositionen verschoben, die durch das Langloch im Support und die Gewindebohrung im Fixierstab bei eingesetztem Verstellhebel definiert sind. Der Fixierstab überragt den Support in beiden Extrempositionen nur einseitig. Die Fahrschiene kann jetzt entnommen werden.
In Ausführungsformen der Erfindung ist der mehrteilige Fahrweghalter beidseitig am Förderer anordbar ausgebildet. Dadurch ist es möglich, auf beiden Seiten ein Diagnosesystem nahe an der Betrachtungsposition vorbeifahren zu lassen.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das geschlossene Profil des Schienensystems aus mindestens zwei Profil-Geometrien variabel kombinierbar, so dass sich damit zusammengesetzte Geometrien ergeben. Diese Geometrien können beispielsweise aus Rohr und U-Profil, L-Profil und U-Profil gebildet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrwerk vorgeschlagen, welches geeignet ist, auf dem erfindungsgemäßen Schienensystem zu fahren. Dieses weist dazu mindestens ein zweiteiliges System auf, welches entsprechend seiner Ausgestaltung in Führungs- und Antriebssystem, auch als Führungs- und Antriebsrollensystem, benannt wird. Weiterhin umfasst das Fahrwerk mindestens ein Chassis, dass die Systeme aufnimmt und verbindet, Anschlussmöglichkeiten für Sensorik-Träger und/oder das Energie-Steuerungsmodul aufweist. Das Führungssystem ist derart ausgestaltet, dass es die Geometrie des Fahrweges derart umschließt, dass es die kinematischen Freiheitsgrade auf einen begrenzt und die Halterung des Fahrweges ausspart. Dies wird bevorzugt durch die Anordnung von Führungselementen, wie beispielsweise Rolle, Rad oder Gleitelement, auf mindestens zwei unterschiedlich orientierten Flächen eines Fahrwegs erreicht. Wobei die Achsen der Anschlüsse des Führungssystems in einer Ebene liegen und die Achsen der Anschlüsse des Antriebssystems in einer weiteren Ebene liegen, die von der des Führungssystems verschieden ist. Somit ist ausschließlich eine Bewegung (vor/zurück) entlang des Fahrweges/Fahrschiene vorgesehen. Das Antriebssystem ist dazu ausgebildet, das Chassis und alle angeschlossenen Systeme gegenüber dem Fahrweg zu bewegen. Das Chassis weist dafür Anschlüsse auf, die geeignet sind Sensorik-Träger und/oder Energie-Steuermodul(e) aufzunehmen und derart um einen Fahrweg/Fahrschiene am Chassis zu positionieren, dass der Gesamtschwerpunkt des Tragrollendiagnosesystems zentriert unter dem Fahrweg und dessen geometrischer Mittelachse liegt
Der Gesamtschwerpunkt des Fahrzeuges sollte keinen oder nur einen geringen horizontalen Versatz zur Fahrschiene haben. Eine Schwerpunktlage des Fahrzeuges oberhalb der Schiene ist dabei nicht nötig und auch nicht günstig. Wie 7 zeigt, kann durch die gezielte Anordnung von schweren Komponenten, beispielsweise von Energie-Steuermodule(n), der Fahrzeugschwerpunkt unter den Fahrweg gelegt werden. Dies stabilisiert das Fahrsystem.
Die Chassis-Anschlüsse sind für alle anschließbaren Systeme, derart positioniert, dass der Gesamtschwerpunkt zentriert unter dem Fahrweg liegt, um eine nahezu symmetrische Belastung des Führungssystems und des Fahrweges zu ermöglichen.
Diese Ausführungsform beeinflusst die Fahrt des Fahrsystems hinsichtlich Erschütterungen infolge von unsymmetrischem Schwerpunkt und reduziert die Wartung durch geringeren Verschleiß. Weiterhin geht die Belastung des Fahrweges zurück, was dessen Lebensdauer begünstigt.
Die Anschlussmöglichkeiten für Sensorik-Träger sind in unterschiedlichen Ausführungsformen vorgesehen, wie auskragend über dem Inspektionsobjekt, beispielsweise mit einem Gerüst, das über einen Förderer reicht, um das Förderband zu inspizieren. Weiterhin sind Anschlussmöglichkeiten nach unten gerichtet, also unter dem Chassis vorsehbar, genauso sind vor und hinter, als auch eng am Chassis Sensorik-Träger anordbar. Das bzw. die Energie-Steuerungsmodul(e) sind daran orientiert bevorzugt unterhalb des Fahrwegs und des Chassis anzuordnen, damit lässt sich der Gesamtschwerpunkt optimal, wie vorweg beschrieben, positionieren.
Diese Lösung ermöglicht gegenüber dem Stand der Technik die Reduktion von Führungselementen bei gleichzeitig Einschränkung der Freiheitsgrade und bessere Wartbarkeit des Fahrwerkes. Die getrennte Anordnung von Führungs- und Antriebssystem ermöglicht einen einfachen und robusten Aufbau mit der Möglichkeit, die beide Systeme in ihrer jeweiligen Ausführung zu variieren bzw. mehrere zu kombinieren. Das Führungssystem ist derart gestaltet, dass die einzelnen Elemente entlang der Längsachse symmetrisch angeordnet sind, um das Schienensystem herum beabstandet in der Längsachse, also versetzt, sind. Damit lassen sich Elemente im Führungssystem einsparen, die Freiheitsgrade bleiben durch die Längsverbindung über das Chassis eingeschränkt.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist die Längsachse als diese zu verstehen in der sich das Fahrwerk auf dem Schienensystem erstreckt bzw. in Fahrrichtung. Die Querachse ist im rechten Winkel zur Längsachse in derselben Ebene orientiert und die Höhenachse steht senkrecht zu dieser Ebene und den darin befindlichen Achsen.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Chassis mit Gelenken versehen, die enge Radien für die Kurvenfahrt oder abrupte steile Anstiege ermöglichen ohne das Führungssystem gegen den Fahrweg zu verspannen.
Diese Ausführungsform ermöglicht so die Anordnung von beispielsweise einem Gelenk zwischen zwei Führungselementebenen, dafür können die Gelenke einen Ausgleich bzw. zueinander gerichtetes Neigen in der Höhenachse, der Querachse und minimal in der Längsachse ermöglichen. Damit sind entweder größere Gefälle/Neigungen von Fahrwegen befahrbar, engere Kurvenfahrten oder eine Dämpfung von Beschleunigungen möglich. Eine Kombination von mehreren Gelenken/Ausgleichselementen ist ebenso realisierbar.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Chassis derart gestaltet, dass es den Fahrweg fast vollständig umschließt, um ein Verfahren über die mehrteiligen Fahrweghalter zu ermöglichen.
Das Fahrwerk ist vorgesehen eine Schiene/Schienensystem zu umgreifen und nicht in dieses hineinzuragen. Damit liegen die Kraftvektoren/Moment-Bezugspunkte des Fahrwerkes im selben Abstand zu einem Mittelpunkt, dies sorgt für geringe Belastung und Verschleiß.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Führungssystem mit bevorzugt paarweise angeordneten Rollen versehen, die an mindestens zwei gegenüberliegenden Positionen des Fahrweges angeordnet sind.
In Ausführungsformen der Erfindung sind die Rollen des Führungssystems so angeordnet, dass diese auf mindestens vier Punkten oder Linien des Fahrweges aufliegen Zweckmäßig sind die Rollen symmetrisch auf dem Fahrweg anzuordnen und verlaufen nicht in derselben Ebene. wobei diese Rollenpaare symmetrisch in gleichem Abstand/Radius zum Schienenmittelpunkt bzw. der Fahrweg-Mittelachse, bevorzugt auf einem Kreis um Schienenmittelpunkt bzw. der Fahrweg-Mittelachse angeordnet sind.
Diese Gestaltung ermöglicht beim Einsatz von wenigen Komponenten eine stabile Fahrlage, durch die Vierpunkt- oder Linienauflage ist bevorzugt auf dem erfindungsgemäßen Schienensystem oder einem Vergleichbaren ein Entgleisen ausgeschlossen. Zudem erfolgt die Kraftwirkung symmetrisch auf die Schiene und innerhalb des Fahrzeuges. Damit werden der Verschleiß und Lebensdauer, sowie die Messfahrt positiv beeinflusst.
In Ausführungsformen der Erfindung sind die Rollen des Führungssystems variabel im Durchmesser, bevorzugt sind die Durchmesser so gewählt, dass die Überfahrt von Schienenstößen keine Erschütterung hervorruft. Damit ist das Messsystem unbeeinflusst von diesen.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Antriebssystem bevorzugt aus Rollen gebildet und jede der Rollen ist derart gestaltet eine duale Linienberührung, Doppellinienberührung, Zweilinienkontakt auf dem Fahrweg auszuführen.
Diese Gestaltung bietet den Vorteil, dass die Kraft je Rolle bzw. Rad infolge von mehr Kontaktfläche besser übertragen wird, dies ist förderlich für eine gleichmäßige und ruhige Fahrt, was wiederum die Sensordaten verbessert, weil die Messfehler reduziert werden. Diese Gestaltung eignet sich insbesondere für die Bedingungen in Tagebau und Massenguttransport, da die hier wirkenden Kräfte beim Transport von Erz, Kohle und dergleichen, Erschütterungen hervorrufen und Vibrationen in den Fahrweg leiten, diese wirken sich bei den bisher bekannten Systemen nachteilig auf die Dauerfestigkeit, Fahrstabilität und die Messungen aus.
In Ausführungsformen der Erfindung weist das Antriebssystem mindestens eine Antriebseinheit, wie beispielsweise nabenangetriebene Räder oder Zahnräder, auf.
Diese Antriebseinheiten lassen sich innerhalb des Antriebssystems kombinieren, um beispielsweise bestimmte Schienenabschnitte zu befahren, obwohl die eigentliche primäre Antriebseinheit dafür nicht vorgesehen ist.
In Ausführungsformen der Erfindung sind die Rollen des Führungssystems mit Beschichtungen und/oder speziellen Oberflächenstrukturen versehen, die den Reibkoeffizienten verändert. Damit sind beispielsweise Geländegefälle ohne zusätzliche Antriebssysteme oder Kurvenfahrten mit Überhöhung möglich, wobei des Fahrsystems spur treu bleibt.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Antriebssystem so weit oben auf dem Fahrweg durch die Position im Chassis zu positionieren, dass es durch die Schwerkraft in Eingriff gehalten wird.
Durch diese Anordnung über und auf dem Fahrweg und die Schwerkraft, um das Antriebssystem in Eingriff zu halten, wird das Material geschont. Bei Störungen auf dem Fahrweg kann das Antriebssystem nicht beschädigt werden, sondern wird aus dem Kontakt gehoben. Durch das Anheben erfolgt kurzzeitig kein Antrieb, aber durch die Trägheit des Systems überfährt es die Störung und geht danach durch die Schwerkraft wieder in Eingriff und treibt wieder an. Dieses Anheben erfolgt ebenso bei Gefälleübergängen im Fahrweg, damit reduziert man die Belastung und Fehlerquellen.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Antriebssystem mit einem elastischen Mechanismus ergänzt, so dass der Antrieb kurzzeitig infolge von Unstetigkeit im Fahrweg dennoch in Kontakt bleibt oder nicht beschädigt wird.
Der elastische Mechanismus wirkt wie ein Dämpfer oder/und eine Feder und verhindert ein Schwingen des Antriebsystems auf dem Fahrweg infolge von Unstetigkeiten. Weiterhin kann er eine dauerhafte Rückstellkraft bewirken, die bei Zahnradantrieb das Antriebssystem im Eingriff halten, so dass eine Abnutzung infolge von dauerhaft falscher Eingriffsnormalen verhindert ist.
In Ausführungsformen der Erfindung ist eine Kombination von Führungs- oder Antriebsystem mit dem jeweils anderen möglich.
Diese Variante ist eine Art Sonderform oder Hybrid, der für Fahrwegsgeometrien zum Einsatz kommt, die eine bauliche Kollision der Systeme hervorrufen. In diesen Fällen kann das Führungssystem Antriebsaufgaben übernehmen oder das Antriebssystem Führungsaufgaben. Beispielsweise bei Dreiecksgeometrien bei der auf der/den Ecke/n ein umgreifendes Rad mit Spurkranz zum Einsatz kommt, das unteranderem auf der einen oberen Ecke fährt, wäre ein zusätzliches Antriebssystem durch Platzmangel nicht realisierbar.
In Ausführungsformen der Erfindung sind an nahezu jeder Position des Chassis Aufnahmen für die Sensorik vorsehbar.
Je nach Anforderungen an die Sensorik kann beispielsweise ein ausladender Arm derart angebracht sein, dass damit von oben auf das Band eines Förderers geschaut werden kann, oder nach unten um den freien Gurt auf Schadstellen kontrollieren zu können. Es ist auch denkbar, vorn und hinten am Chassis identische Sensoren anzubringen, um damit ein redundantes Messsystem mit Fehlerkorrektur vorzusehen. Die Chassis Aufnahmen sind damit grundsätzlich an die Einsatzerfordernisse anpassbar und nicht auf eine obere Position begrenzt.
In Ausführungsformen der Erfindung sind die Aufnahme-Positionen der Sensorik am Chassis derart angeordnet, dass die Sensoren die Rollen und/oder Gurt und/oder Lager erfassen. Beispielsweise können bei Gurtförderern die Aufnahme-Positionen für die Sensorik am Chassis so gewählt sein, dass die Sensorik von oben auf den Gurt, von der Seite auf die Rollen und deren Lager und von unten auf Antriebe oder Gurte ausgerichtet werden kann. Bevorzugt erfolgt die Anordnung der Sensoren derart, dass diese einen definierten/günstigen Winkeln zum Betrachtungsobjekt aufweisen.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Energie-Steuerungsmodul bevorzugt unter dem Fahrweg am Chassis angeordnet. Diese Position ermöglicht einen besseren Ausgleich für den Gesamtschwerpunkt, wenn die Sensorik nach oben und oder seitlich weit auskragt. Auf Grund der höheren Eigenmasse dieses Modules ist es für die Fahreigenschaften begünstigend, wenn dieses tief angeordnet ist.
Die bevorzugt tiefe Position wirkt sich ebenso positiv auf die Fahreigenschaften aus, weil die nach unten gerichtete Massenträgheit des Fahrzeuges ein Springen in Folge von Unstetigkeiten oder Störungen reduziert und damit die Fahrstabilität erhöht.
In Ausführungsformen der Erfindung ist das Energie-Steuermodul auch teilbar vorzusehen, um im baulich begrenzten Einsatzfall die Eigenmasse und oder die Bauraumnutzung gleichmäßig um den Fahrweg zu gestalten.
Bei längeren Chassis mit ausladenden Messsystemen oder mehrfach gekoppelte Chassis bietet sich diese Aufteilung an, weil die Massen verteilt werden können und das System im Ganzen eine nahezu konstante und niedrigere Belastung auf den Fahrweg bringt. Damit können dann Fahrwege die für große und schwere Fahrsysteme ungeeignet erscheinen, durch die lineare Verteilung und Punktlastreduktion als geeignet bewertet werden.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und zugehöriger Figuren eingehender erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrweghalters, als Basis in einer räumlichen Ansicht, in
2 eine schematische Darstellung eines Fahrweghalters, als Basis mit vormontierten Elementen in einer räumlichen Ansicht, in
3 eine schematische Darstellung eines Fahrweghalters, mit Fixierstab in einer Endposition in einer räumlichen Ansicht, in
4 eine schematische Darstellung eines Fahrweghalters, mit zwei Fahrschienen in einer räumlichen Ansicht, in
5 eine schematische Darstellung eines Fahrweghalters, Fahrschiene und Fahrwerk separat in Schnittdarstellung in Fahrwegrichtung, in
6 eine schematische Darstellung eines Fahrweghalters, Fahrschiene und eingegleisten Fahrwerk in Schnittdarstellung in Fahrwegrichtung, in
7 eine schematische Darstellung eines Fahrweghalters mit Fahrwerk an Förderer in Schnittdarstellung in Fahrwegrichtung, in
8 eine schematische Darstellung eines Fahrwerkes mit angeschlossenen Systemen in Seiten- und Schnittdarstellung in Fahrwegrichtung und in
9 eine schematische Darstellung eines Fahrwerkes auf einem Schienensystem mit Fahrweghaltern in einer räumlichen Ansicht, in
10 eine schematische Darstellung eines Fahrwerk und dessen Kontakte zum Schienensystem mit Fahrweghalterausschnitt in einer Schnitt-Ansicht.

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird in der 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fahrweghalters (1) in einer räumlichen Ansicht dargestellt. Diese zeigt eine mögliche Gestaltung eines Fahrweghalters mit seinen Basiselementen. Dabei setzt sich hier der Fahrweghalter (1) aus der Schelle (10), dem Steg (11), dem Schienensupport (13), sowie daran vorgesehene Langlöcher (15), nebst Bewegungsfixierung des Fixierstabes (14) zusammen. Die hier dargestellte Konstruktion wird mittels Öffnung (12) und hier dargestellten Schrauben montierbar an Förderern. Die Schelle (10) ist als abgekanteter Flachstahl ausgeführt um den Förderer zu umgreifen, der Steg (11) ist als Vierkantstahl ausgeführt, sowie der Fahrwegsupport (13).
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 2 eine räumliche Ansicht umfassend montierten Fahrweghalters (1) dargestellt. Diese zeigt eine mögliche Ausführung des Fahrweghalters (1) bestehend aus abgekanteter Schelle (10) mit zwei Öffnungen (12), hier mit stilisierten Sechskantschraubenkopf, zur Befestigung an einem Förderer. Weiterhin sind der Steg (11) und der Schienensupport (13) gezeigt. Im Schienensupport (13) sind ein Langloch (15) mit Verstellhebel (16) und eine Bewegungsfixierung (14) zu erkennen, zusätzlich ist der Fixierstab (17) im Schienensupport (13) eingebracht. Dieser weißt dieselbe Geometrie jedoch mit kleineren Abmaßen auf, um in diesem beweglich entlang des Langlochs zu sein. In diesem Beispiel ist der Fixierstab (17) nahe seiner mittigen Position zu sehen. In dieser Position fixiert er die Fahrschienen. Eine Eigenbewegung des Fixierstabes verhindert die Bewegungsfixierung (14) und der Verstellhebel (16) in Kombination mit dem Langloch (15) begrenzen den Verstellbereich des Fixierstabes (17) gegenüber dem Schienensupport (13).
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 3 eine räumliche Ansicht eines Fahrweghalters (1) dargestellt. Diese zeigt den Fixierstab (17) in einer Endposition des Verstellhebels (16) innerhalb des Langlochs (15) und mit gelöster Bewegungsfixierung (14). Diese Stellung ist für die Montage bzw. die Demontage des Schienensystems zu wählen, hier ist zu erkennen, dass die linke Seite des Fahrweghalters die Fahrschiene fixiert, während die rechte Seite des Fahrweghalters lose ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 4 eine räumliche Ansicht eines Fahrweghalters (1) mit zwei Fahrschienen (2) dargestellt. Diese Darstellung ist als Explosionsdarstellung gewählt, diese soll zeigen, dass der Schienensupport des Fahrweghalters den selben Querschnitt wie die der Fahrschienen (2) aufweisen, für eine störungsfreie Überfahrt von geeigneten Diagnosesystemen. Weiterhin ist eine mittige Stellung des Fixierstabes zu erkennen, so dass die Schienensysteme bündig am Schienensupport anliegen und von diesem in ihrer Position gehalten werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 5 eine Schnittdarstellung in Fahrwegrichtung dargestellt, diese zeigt einen an einen Förderer (1000) angeschlossenen Fahrweghalter (1) mit Fahrschiene (2), sowie parallel separat ein Fahrwerk (3). Das Fahrwerk (3) ist eine Detailansicht, die die Anordnung der Rollen gegenüber der Fahrweggeometrie zeigen soll. Die hier dargestellten Führungsrollen sind paarweise oben und unten auf der Fahrschiene (2) angeordnet und fahren auf je einer Fläche des Schienensystems. Weiterhin ist eine Öffnung links im Fahrwerk (3) zu sehen, diese dient der Überfahrt der Fahrweghalter (1) und deren Stege.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 6 eine Schnittdarstellung des Fahrweghalters (1), der Fahrschiene (2), ein Ausschnitt des Förderers (1000) und des Fahrwerkes (3) dargestellt. In dieser Darstellung ist das Fahrwerk (3) eingegleist auf der Fahrschiene (2) des Schienensystems, dadurch wird deutlich in welchen Bereichen des Schienensystems die Rollen laufen und das die Fahrwerksgeometrie die Unstetigkeiten im Bereich der Fahrweghalter überfährt ohne ein Entgleisen zu begünstigen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 7 eine Schnittdarstellung in Fahrwegrichtung dargestellt. Diese zeigt einen Förderer (1000) an den ein Fahrweghalter (1) mit Fahrschiene (2) des Schienensystems und darauf fahrend ein Fahrwerk (3) mit möglichen Diagnosesystemen. Diese Ansicht soll zeigen, wo bevorzugt am Förderer die Fahrwege montiert sind. Weiterhin ist zu erkennen, dass die Diagnosesysteme auf Grund der Fahrwerksgeometrie und des Fahrweges den Förderer in seiner gesamten Bauhöhe diagnostizieren können ohne die Gefahr des Entgleisens.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 8 ein Fahrwerk (3) in zwei Ansichten dargestellt, Als Basis aller Elemente dient das Chassis (30) an dieses sind Führungssysteme (32) und Antriebssysteme (31) angeschlossen. Hier sind diese als Rollen ausgeführt, die beispielsweise mit Nabenmotoren versehen sind. Weiterhin ist unterhalb der Rolensysteme (31, 32) das Energie-Steuermodul (33) angeordnet, dieses stellt die Energieversorgung über Akkumaltoren sicher und verarbeitet die Steuerungsbefehle, die als Routine oder über Funk zur Verfügung stehen kann. Weiterhin ist die Sensorik mit den Aufnahmepositionen (34) zu erkennen, diese hier gezeigten Positionen ermöglichen die Kontrolle von Tragrollen und deren Lager in mehreren Ebenen (Ober- und Untergurt) und der Blick von oben auf den Gurt oder das zu transportierende Gut. Dafür ist hier ein Art Teleskoprahmen oberhalb der Rollensysteme (31, 32) angeschlossen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 9 in einer räumlichen Ansicht das Zusammenspiel aller Komponenten dargestellt. Dazu sind zwei Fahrweghalter (1), eine Fahrschiene (2) dazwischen und auf diesem ein Fahrwerk (3) mit verschiedenen Systemen, wie Sensoren, Rollen, Trägern und Energie-Steuerungsmodul. Diese sieht man mit Blick von einem nicht dargestellten Förderer, als von schräg hinten. Dadurch ist Öffnung im Chassis des Fahrwerks sichtbar, die das Überfahren der Fahrweghalter ermöglicht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der 10 in einer geschnittenen Ansicht ein Fahrwerksauschnitt dargestellt. Dieser zeigt einen Steg (11), einen Schienensupport (13) und die daran angeschlossenen Komponenten mit Blick in einer Fahrtrichtung. Auf dem Schienensupport (13) ist ein Fahrwerksausschnitt durch eine Rolle des Rollensystems (31) gezeigt. Diese weißt zwei schraffierte Bereiche auf, anhand derer die duale Linienberührung, die Doppellinienberührung bzw. der Zweilinienkontakt veranschaulicht ist. Die Geometrie der Rollen ist so gewählt, dass diese die Ecken des Schienensupportes (13) überfährt, ohne mit dieser in Kontakt zu kommen. Dies bringt unter anderem den Vorteil mit sich, dass die Rolle mehr Kontakt-/Eingriffsfläche besitzt und damit die Kraftübertragung verbessert was zu einem gleichmäßigen Fahrverhalten führt. Diese seitliche Führungs-/Antriebsfläche stabilisiert das Antriebssystem auf der Schiene, so dass dieses immer mindestens einen Kontakt aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrweghalter, mehrteilig
2: Fahrschiene, Schienensystem
3: Fahrwerk
10: Schelle
11: Steg
12: Öffnung, Befestigungselement Schelle
13: Fahr-/Schienensupport
14: Öffnung, Bewegungsfixierung Fixierstab
15: Langloch
16: Verstellhebel
17: Fixierstab
30: Chassis
31: Antriebsrollensystem, Antriebssystem
310: duale Linienberührung, Doppellinienberührung, Zweilinienkontakt
32: Führungsrollensystem, Führungssystem
33: Energie-Steuermodul
34: Sensorik, Aufnahmepositionen
1000: Förderer

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

EP 2828183 B1 [0006]
EP 3543179 A1 [0013]

Claims

Tragrollendiagnosesystem an Förderern (1000) umfassend: - zumindest eine Fahrschiene (2), welche als geschlossenes Profil ausgebildet ist, - zumindest einen mehrteiligen Fahrweghalter (1), welcher ausgebildet ist, die Fahrschiene (2) am Bandgerüst des Förderers (1000) anzuordnen, wobei der Fahrweghalter (1) einen Fahrschienensupport (13) umfasst, welcher als geschlossenes Profil ausgebildet ist, - zumindest einen Fixierstab (17), welcher im Inneren des Fahrschienensupport (13) beweglich angeordnet ist, wobei der Fixierstab (17) als geschlossenes Profil ausgebildet ist und derart ausgebildet ist, zumindest an einem Ende die Fahrschiene (2) aufzunehmen.
Tragrollendiagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrweghalter (1) eine Schelle (10) zur Anordnung am Bandgerüstes des Förderers (1000) aufweist.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schelle (10) das Bandgerüst derart umgreift, dass ein Positionieren am Bandgerüst in vertikaler Richtung erfolgt.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienensupport (13) des Fahrweghalters (1) eine Öffnung (14) zur Positionsfixierung des Fixierstabes (17) aufweist.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass der Schienensupport (13) des Fahrweghalters (1) ein Langloch (15) aufweist, dass derart ausgebildet ist, dass durch dieses ein Befestigungsmittel mit dem Fixierstab (17) fest verbunden ist, so dass der Fixierstab (17) verliersicher innerhalb des Schienensupports (13) bewegbar ist, wobei der Fixierstab (17) mindestens eine ebene Kante ausbildet.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Profil des Schienensystems derart gestaltet ist, dass dieses n-Ecken aufweist, wobei n mindestens 2 ist und die Ecken mathematisch als Unstetigkeit zwischen den Verbindungslinien, wobei dieses Polynome n-ter Ordnung sein können, definiert sind, wobei das Profil durch die neutrale Faser beschrieben ist.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienensupport (13) des Fahrweghalters (1) derart orientiert ist, dass der obere und der untere Punkt des Schienensupports (13) von je einer Ecke des Profils gebildet wird.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienensupport (13) des Fahrweghalters (1) eine Öffnung (14) aufweist, welche geeignet ist, eine Positionsfixierung des Fixierstabes (17) gegenüber dem Schienensupport (13) zu ermöglichen und somit ein unbeabsichtigtes Verschieben des Fixierstabes (17) auszuschließen.
Tragrollendiagnosesystem an Fahrwegen, mittels eines Fahrwerkes (3) umfassend: - zumindest ein Zwei-Rollen-System, wobei diese Systeme als Führungs- und Antriebssystem (32, 31) ausgebildet sind, - zumindest ein Chassis (30), wobei dies beide Rollensysteme aufnimmt und verbindet, wobei das Chassis (30) Anschlüsse aufweist, die geeignet sind Sensorik-Träger (34) und/oder Energie-Steuermodul(e) (33) aufzunehmen und derart um einen Fahrweg am Chassis (30) zu positionieren, dass der Gesamtschwerpunkt des Tragrollendiagnosesystems zentriert unter dem Fahrweg und dessen geometrischer Mittelachse liegt.
Tragrollendiagnosesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmöglichkeiten für Sensorik-Träger (34) auskragend über dem Inspektionsobjekt, sowie nach unten gerichtet, vor und hinter, als auch eng am Chassis (30) anordbar sind, wobei Energie-Steuerungsmodul(e) (33) daran orientiert bevorzugt unterhalb des Fahrwegs und des Chassis (30) anzuordnen sind.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungssystem (32) derart gestaltet ist, die Geometrie des Fahrweges zu umschließen, um die kinematischen Freiheitsgrade auf einen zu begrenzen, wobei, wenn notwendig die Halterung des Fahrweges ausgespart ist.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (31) dazu ausgebildet ist, das Chassis (30) und alle angeschlossenen Systeme gegenüber dem Fahrweg zu bewegen.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (31) bevorzugt aus Rollen gebildet ist und jede der Rollen derart gestaltet ist eine duale Linienberührung, Doppellinienberührung, Zweilinienkontakt (310) auf dem Fahrweg auszuführen.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungssystem (32) bevorzugt paarweise angeordnete Rollen aufweist, wobei diese an mindestens zwei gegenüberliegenden Positionen des Fahrweges angeordnet sind, wobei diese Rollenpaare symmetrisch in gleichem Abstand/Radius zum Schienenmittelpunkt bzw. der Fahrweg-Mittelachse, bevorzugt auf einem Kreis um Schienenmittelpunkt bzw. der Fahrweg-Mittelachse angeordnet sind.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen des Führungssystems (32) symmetrisch auf dem Fahrweg angeordnet sind und nicht in der derselben Ebene verlaufen, wobei diese auf mindestens vier Punkten oder Linien des Fahrweges aufliegen.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (31) so weit oben auf dem Fahrweg durch die Position im Chassis (30) zu positioniert ist, dass es durch die Schwerkraft im Eingriff gehalten wird.
Tragrollendiagnosesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme-Positionen der Sensorik (34) am Chassis (30) derart angeordnet sind, dass die Sensoren Rollen und/oder Gurt und/oder Lager erfassen.