DE19525326C1 - Verfahren und Anordnung zur Überwachung eines Fördergurtes - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur induktiven
Überwachung eines Fördergurtes mit in Abständen zueinander
eingelegten Transpondern aus integrierten
Schaltkreisen und mit mindestens einer außerhalb
des Fördergurtes ortsfest angeordneten Sende- und Empfangs
einrichtung, wobei die Transponder ihre Spannungsversorgung durch
induktive Kopplung an eine als Primärspule wirkende, erregte
Wicklung der außerhalb des Fördergurtes ortsfest angebrachten
Sende- und Empfangseinrichtung erhalten, wobei jeweils eine
Datenträgerspule als Sekundärspule der Spannungs- bzw.
Stromversorgung des jeweiligen Transponders wirkt und von dem
während der Spannungsversorgung ein Dauersignal mit
individueller Kennung in umgekehrter Richtung an die
Wicklung der ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen
übertragen wird, das von einer elektronischen Auswerte
einheit verarbeitet wird.
Gurtförderanlagen mit endlos umlaufenden Fördergurten, die
hunderte von Metern lang sein können, stellen einen
beträchtlichen Wert dar. Um überraschende größere Ausfälle
zu vermeiden, gilt es, eine zuverlässige Überwachung
sicherzustellen.
Bisherige Überwachungsverfahren beschäftigen sich
schwerpunktmäßig mit der Warnung vor Längsrissen. So z. B.
die Überwachungsverfahren aus DE 12 33 324, DE 17 81 133,
DE 12 74 499 und DE 12 76 546.
Aus der DE-OS 24 04 769 ist eine Überwachungsanordnung
bekannt, die einen zusätzlichen, im Fördergurt befindlichen
Empfänger zusammen mit einem Gleichrichter aufweist. Dadurch
wird der im Fördergurt eingebettete Sender mit Strom
versorgt. Die Einbringung dieser weiteren Bauelemente in den
Fördergurt ist sehr aufwendig und durch die notwendigen
Kontaktstellen störanfällig. Eine sichere Stromversorgung
ist im rauhen Betrieb des Fördergurtes nicht möglich. Die
vielen Kontaktstellen von Sender, Empfänger und Gleich
richter zur Schleife und zum elektrischen Stromkreis sind
auch stets Sollbruchstellen. Die zweite Ausführungsform in
der DE-OS 24 04 769 mit einer Schaltung als offenen
Stromkreis hat sich nicht bewährt, da eine zuverlässige und
dauerhafte Verbindung der beiden im Schadensfall sich
kurzschließen sollenden Leitern zur Aktivierung des in dem
Fördergurt befindlichen Senders durch eine zufällige
Beschädigung in der Regel nicht zustandekommt.
Darüber hinaus gibt es Vorkehrungen zur Überwachung des
Verschleißes, d. h. der Abnutzung von Fördergurten.
So beschreibt z. B. die DE 40 21 064 einen Fördergurt mit
einer eingearbeiteten Schicht aus gefärbtem Material.
Ein Fördergurt besteht üblicherweise aus einem Kern aus
Stahlseilen oder aus textilem Verstärkungsgewebe, der
sogenannten Karkasse, die ein- oder beidseitig mit einer
Außenschicht aus elastomerem Werkstoff beschichtet ist. Nach
der DE 40 21 064 ist nun zwischen der Karkasse und der
Außenschicht eine dünne Zwischenschicht vorgesehen, deren
Farbe von der Farbe des Materials zur Imprägnierung der
Karkasse und von der Farbe der Überzugsschicht abweicht.
Dabei kann man visuell erkennen, wenn die Außenschicht
abgenutzt und die Karkasse erreicht ist. Somit stellt die
Schicht aus gefärbtem Material eine optische Abnutzungs
anzeige für das Band dar.
Da sich die Farbschicht unter der Deckschicht befindet, kann
eine Abnutzung erst dann festgestellt werden, wenn die
Deckschicht (an dieser Stelle) völlig abgetragen ist. Für
die optisch-visuelle Feststellung der Abnutzung ist sowohl
(Tages)-Licht als auch ein Beobachter erforderlich. Für eine
gewissenhafte Prüfung der Abnutzung ist das unbeladene,
möglichst von Schmutz und Staub befreite Förderband
vorzugsweise stellzusetzen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, sogenannte Transponder
in Fördergurten einzusetzen und dazu zu verwenden, den
Zustand der Fördergurtdeckschichten zu identifizieren bzw.
zu überwachen.
Transponder sind batterielose Sender, mit denen mit einem
Empfangsteil und einem Sendeteil ausgestattete Abfrage
geräte Nachrichten übertragen werden können. In den
Transpondern sind die Nachrichten durch feste Programmierung
gespeichert. Auf einen im Abfragegerät erzeugten Abfrage
befehl wird als Antwort auf den HF-Abfrageimpuls mit vor
gegebener Trägerfrequenz und vorgegebener Trägerdauer der
Transponder seine individuelle Kennung als Antwort zurück
senden, wobei er den Abfrageimpuls auch zur Erzeugung einer
Versorgungsspannung ausnutzt. Üblicherweise weisen die
Transponder integrierte Schaltkreise auf, die entsprechend
programmierbar sind.
In dem genannten Vorschlag wurden derartige Transponder
zusammen mit an sich bekannten Leiterschleifen von üblichen
Schlitzüberwachungen kombiniert. Werden die Leiterschleifen
durch eine Abnutzung oder einen Gurtschlitz zerstört, wird
der Transponder eine Signalabweichung oder einen Signal
ausfall anzeigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit
Transpondern ausgestatteten Fördergurt derart
auszugestalten, daß ein Verschleiß von Fördergurt
deckschichten direkt über eine Transponderanordnung
detektiert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Transponder mit ihrer Datenträgerspule in der verschleiß
abhängigen Deckschicht und/oder Karkasse derart angeordnet
werden, daß sie bei Eintreten eines bestimmten
Verschleißbetrages zerstört werden oder herausfallen und
daß der im Falle ihrer durch Verschleiß der Fördergurtdeck
platte bzw. Karkasse entstandenen Zerstörung des
Transponders auftretende Signalausfall von der Auswerte
einheit registriert und für Steuerungszwecke ausgewertet
wird.
Bei einem Fördergurt werden in dessen Deckplatte bzw.
zwischen seiner Deckplatte und seiner Karkasse oder auch in
der Karkasse in einer bestimmten Tiefe bzw. in verschiedenen
Tiefen mindestens ein Transponder geringer Dicke eingesetzt.
Bei fortgeschrittenem Verschleißzustand fällt der
Transponder aus und damit ist ein entsprechendes Signal
nicht mehr empfangbar. Daraus kann die Auswerteeinheit einen
Rückschluß auf den Verschleißzustand des Fördergurtes
ziehen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens wird im
Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Zer
störung oder des Verlustes mindestens eines Transponders ein
Alarmsignal erzeugt wird und/oder eine Abschaltung des
Fördergurtes erfolgt und/oder eine graphische Darstellung
der Position des ausgefallenen Transponders bzw. der ausge
fallenen Transponder vorgenommen wird. Dem Betreiber der Förder
gurtanlage wird auf einfache Weise ohne Verlassen seines
Steuerstandes der Verschleißzustand des Fördergurtes kennt
lich gemacht, wobei die mögliche Abschaltung des
Fördergurtes eine Automatisierungsmöglichkeit der Förder
gurtanlage darstellt.
Die Erfindung betrifft auch eine Überwachungs- und
Warnanordnung eines Fördergurtes zur Durchführung des
Verfahrens nach dem vorhergehenden Patentanspruch 1 mit in
den Fördergurt in Abständen eingebetteten Transpondern
und mit mindestens einer außerhalb des Fördergurtes
ortsfest angeordneten Sende- und Empfangseinrichtung, wobei
für die Spannungsversorgung der Sender eine als primäre
Induktionsspule wirkende erregte Wicklung der außerhalb des
Gurtes ortsfest angebrachten Sende- und Empfangseinrichtung
vorgesehen ist, wobei die Transponder jeweils an eine
Datenträgerspule angeschlossen sind,
wobei die Datenträgerspule als Sekundärspule der
ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtung dient und von denen während der
Spannungsversorgung Dauersignale mit ihren jeweils
individuellen Kennungen in umgekehrter Richtung über die
jeweilige Datenträgerspule induktiv an die Wicklung einer
der ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen übertragbar
sind.
Eine derartige Überwachungs- und Warnanordnung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Transponder mit Datenträger und
Datenträgerspule in dem Fördergurt derart angeordnet sind,
daß sie bei Eintreten eines bestimmten Verschleißbetrages
zerstörbar sind oder herausfallen, und daß die Transponder
im Falle ihrer durch Verschleiß der Fördergurtdeckplatte
bzw. Karkasse entstandenen Zerstörung nicht mehr sendebereit
sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind
gemäß Patentanspruch 4 mehrere Transponder in einer
bestimmten Tiefe oder in verschiedenen Tiefen in die Fördergurt
deckplatte bzw. zwischen Fördergurtdeckplatte und Karkasse und/oder in
die Karkasse eingesetzt. In weiterer vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 5 sind die
Sender in neben- oder hintereinander gruppierten Einheiten
angeordnet.
Auf diese Weise wird bei einer der jeweiligen Implantations
tiefe entsprechenden Abnutzung des Fördergurtes der
entsprechende Transponder zerstört, so daß ein totaler
Sendeausfall feststellbar ist. Wählt man nicht zu große
Abstufungen bezüglich der Höhenabstände der Transponder
zu der Oberfläche des Fördergurtes, so läßt sich der
Abnutzungsgrad hinreichend genau eingrenzen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
ergeben sich aus den folgenden Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren ist derart
konzipiert, daß der Transponder im Falle des auf ihn abge
stimmten Verschleißes nicht mehr sendebereit ist. Mittels
der Erfindung ist auch der Verschleißgrad anhand des Sende
ausfalls an der fraglichen Stelle durch Ausbleiben des ent
sprechenden individuellen Codes des zerstörten oder heraus
gefallenen Transponders feststellbar. Die Kennungen der
einzelnen Transponder werden durch einen Lerndurchlauf des
Fördergurtes durch die Überwachungseinrichtung oder durch
andere Methoden einmal in einer Überwachungseinheit bzw.
Auswerteeinheit registriert. Dadurch kann ein ständiger
Vergleich mit dem in der Auswerteeinheit elektronisch
hinterlegten Muster der Transponderkennungen und der Ist-
Situation erfolgen.
Da die Transponderchips nebst Datenträgerspulen aus einem
temperaturresistenten Aufbau ausgewählt werden, können sie
bereits während des Herstellungsprozesses der Fördergurte in
diese einvulkanisiert werden. Ebenso können fertige Förder
gurte nachträglich mit den erfindungsgemäßen Überwachungs
anordnungen ausgerüstet werden, ohne befürchten zu müssen,
die Transponderchips durch einen nachträglichen Vulkanisier
vorgang zu zerstören.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend zwei Ausführungs
beispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 im Längsschnitt einen Ausschnitt aus einem
Fördergurt mit erfindungsgemäß angeordneten
Transpondern,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines
Fördergurtes, und zwar
Fig. 2a eine Variante A und
Fig. 2b eine Variante B,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Transponder mit seiner
Datenträgerspule,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines Fördergurtes
mit einer zugeordneten ortsfesten Sende- und
Empfangseinrichtung.
Wesentliche Bestandteile der erfindungsgemäßen Anordnung zur
Überwachung von Fördergurten 2 zwecks Erfassung des
Verschleißes der oberen Fördergurtdeckplatte 4 und der
Karkasse 6 sind in Abständen voneinander in die Förder
gurte 2 eingelegte Datenträgerspulen 8, an die jeweils ein
passiver Transponder als Sender 10 angeschlossen ist.
Die Sender 10 sind Transponderchips mit integrierten
miniaturisierten Datencodeträgern, denen jeweils eine
individuelle Kennung einprogrammiert ist. Diese Kennung wird
während des Sendevorgangs mit ausgestrahlt. Dadurch ist es
während des normalen, d. h. fehlerfreien Betriebes der
Fördergurtanlage möglich, anhand der jeweiligen
abgestrahlten Kennung das Vorhandensein des jeweiligen
Senders 10 festzustellen.
Die aus Datenträgerspule 8 und Transponderchip 10
bestehenden Einheiten sind in ein temperaturbeständiges
Kunststofflaminat 12, das die Größe einer Münze oder einer
Scheckkarte haben kann, eingeschweißt.
Die Transponder 10 sind jeweils mit einer individuellen
Kennung programmiert. Diese Kennung wird bei der Herstellung
der Transponder 10 fest "eingebrannt".
Bei Betrieb des Fördergurtes 2 sendet mindestens eine
ortsfeste Sende- und Empfangseinrichtung 20 (Fig. 4)
permanent ein Signal im Rundfunkfrequenzbereich aus. Die
Transponder 10 und Datenträgerspulen 8 durchqueren den
Sendebereich dieser ortsfesten Einrichtung 20. Dabei wirken
die Datenträgerspulen 8 bezüglich der Wicklung 22 der
ortsfesten Einrichtung 20 als Sekundärspulen, die von der
ortsfesten Einrichtung 20 Energie aufnehmen und damit den
Rundfunkfrequenz-Transponder 10 speisen. Die Anzahl der
Windungen der Datenträgerspule 8 und der Wicklung 22 der
Sende- und Empfangseinrichtung 20 sind so gewählt und
zueinander ins Verhältnis gesetzt, daß eine optimale
Anpassung an die Eingangsimpedanz des Senders 10
gewährleistet ist.
Die Reichweite der ortsfesten Sende- und Empfangs
einrichtung 20 ist wiederum so gewählt, daß eine induktive
Stromversorgung der in dem Fördergurt 2 mitbewegten
Sender 10 nur dann erfolgt, wenn sich die Datenträgerspule 8
in unmittelbarer Nähe über oder unter der Sende- und
Empfangseinrichtung 20 befindet. Befindet sich nämlich eine
Datenträgerspule 8 im "induktiven" Sichtfenster direkt
oberhalb der ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtung 20,
so wird von der ortsfesten Wicklung 22 ein Sekundärstrom in
der Datenträgerspule 8 induziert, der den daran
angeschlossenen Sender 10 mit Energie versorgt.
Wird der Transponder 10 mit Energie versorgt, so gibt er
seinerseits ein Signal mit der ihm eigenen, zuvor
individuell programmierten Kennung in umgekehrter Richtung
über die Datenträgerspule 8 an die ortsfeste Sende- und
Empfangseinrichtung 20 ab. Dabei wird das Datensignal dem
Energiefluß aufmoduliert. Als Frequenz hat sich 130 KHZ als
vorteilhaft erwiesen. Aber auch andere Frequenzen sind
denkbar. Von der ortsfesten Sende- und Empfangs
einrichtung 20 wird ein dem Datensignal entsprechendes
Signal einer elektronischen Auswerteeinheit 26 zugeführt,
die dieses Signal mit einem hinterlegten, gespeicherten
Signalschema vergleicht.
In Fig. 2a werden Transponder in Gurtlängsrichtung in
Abständen hintereinander angeordnet dargestellt. Diese
Längserkennung ist dann von Vorteil, wenn aneinandergefügte
Gurtabschnitte verschiedener Herstellprozesse detektiert
werden sollen.
In Fig. 2b wird eine Gruppe von Transpondern 10 auf einer
Linie quer zur Längsrichtung des Fördergurtes dargestellt.
Dadurch wird die jeweilige Verschleißzone in Querrichtung
des Fördergurtes erfaßbar.
Zusätzlich zu diesen beiden möglichen gruppenweisen
Anordnungen der Transponder 10 können die Transponder in
unterschiedlichen Höhen in der Deckschicht 4 und/oder
Karkasse 6 des Fördergurtes 2 angeordnet werden (Fig. 1).
Dabei können beispielsweise drei Transponder 10 (Fig. 2a) in
Gurtlängsrichtung in unterschiedlichen Höhen (Fig. 1)
angeordnet werden. Dadurch ist der zunehmende Verschleiß des
Fördergurtes 2 detektierbar.
Zur Bestimmung des Verschleißes insbesondere des Abnutzungs
grads der tragseitigen Deckschicht 4 sind die Transponder in
neben- oder hintereinander gruppierte Einheiten in der
Verschleißzone 24 des Fördergurtes 2 verteilt. Dabei sind
die einzelnen Sender 10 dieser Gruppen in unterschiedlichen
Tiefen a1, a2, a3 unter der Oberfläche 28 der tragseitigen
Deckschicht 4 einvulkanisiert.
Wird nun die tragseitige Deckschicht 4 des Fördergurtes 2
abgenutzt, so wird je nach Stärke des Abnutzungsgrades der
dem Abnutzungsgrad entsprechende Transponder 10 zerstört
oder er fällt heraus. Dieses hat Signalausfall zur Folge.
Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, sind die Sender 10
zur Überwachung des Gurtes 2 in etwa gleichen Abständen
über die gesamte Länge des Fördergurtes 2 verteilt.
Die ortsfeste Sende- und Empfangseinrichtung 20 befindet
sich unter dem rücklaufenden Untertrum. Der Signalausgang
der Sende- und Empfangseinrichtung 20 ist mit einem
Signaleingang einer elektronischen Auswerteeinheit 26
verbunden.
Claims (5)
1. Verfahren zur induktiven Überwachung eines Förder
gurtes (2) mit in Abständen zueinander in die Deck
schicht und/oder Karkasse eingelegten
Transpondern (10) aus integrierten Schaltkreisen
und mit mindestens einer außerhalb des Fördergurtes (2)
ortsfest angeordneten Sende- und Empfangs
einrichtung (20), wobei die Transponder (10) ihre
Spannungsversorgung durch induktive Kopplung an eine
als Primärspule wirkende, erregte Wicklung (22) der
außerhalb des Fördergurtes (2) ortsfest angebrachten Sende-
und Empfangseinrichtung(en) (20) erhalten, wobei
jeweils eine Datenträgerspule (8) als Sekundärspule der
Spannungs- bzw. Stromversorgung des jeweiligen Transponders
(10) wirkt, von dem während der
Spannungsversorgung ein Dauersignal mit individueller
Kennung in umgekehrter Richtung an die Wicklung (22)
der ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtungen (20)
übertragen wird, das von einer elektronischen Auswerte
einheit verarbeitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transponder (10) mit der Datenträgerspule in
dem Fördergurt (2) derart angeordnet werden, daß sie bei
Eintreten eines bestimmten Verschleißbetrages zerstört
werden oder herausfallen, und daß der im Falle ihrer
durch Verschleiß der Fördergurtdeckplatte (4) bzw.
Karkasse (6) entstandenen Zerstörung oder Entfernung
auftretende Signalausfall von der Auswerteeinheit
registriert und für Steuerungszwecke der Förderanlage
ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im Falle der Zerstörung oder des
Verlustes mindestens eines Transponders (10) ein
Alarmsignal erzeugt wird und/oder eine Abschaltung des
Fördergurtes (2) erfolgt und/oder eine graphische
Darstellung der Position des ausgefallenen Transponders bzw.
der ausgefallenen Transponder (10) vorgenommen wird.
3. Überwachungs- und Warnanordnung für einen Fördergurt
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit in
den Fördergurt in Abständen eingebetteten Transpondern
und mit mindestens einer außerhalb des Fördergurtes
ortsfest angeordneten Sende- und Empfangseinrichtung,
wobei für die Spannungsversorgung der Transponder eine als
primäre Induktionsspule wirkende erregte Wicklung der
außerhalb des Fördergurtes ortsfest angebrachten Sende- und
Empfangseinrichtung vorgesehen ist, wobei die Transponder
jeweils an eine Datenträgerspule angeschlossen sind,
wobei die Datenträger
spule (8) als Sekundärspule der ortsfesten Sende- und Empfangsein
richtung (20) dient und von denen während der
Spannungsversorgung Dauersignale mit ihren jeweils
individuellen Kennungen in umgekehrter Richtung über
die jeweilige Datenträgerspule (8) induktiv an die
Wicklung einer der ortsfesten Sende- und Empfangsein
richtungen (20) übertragbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Transponder (10) mit
Datenträger und Datenträgerspule (8) in dem
Fördergurt (2) derart angeordnet sind, daß sie bei
Eintreten eines bestimmten Verschleißbetrages
zerstörbar sind oder herausfallen,
und daß die Transponder (10) im Falle ihrer durch Ver
schleiß der Fördergurtdeckplatte (4) bzw. Karkasse (6)
entstandenen Zerstörung nicht mehr sendebereit sind.
4. Überwachungs- und Warnanordnung nach Patentanspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Transponder (10) in
einer bestimmten Tiefe oder in verschiedenen Tiefen in
die Fördergurtdeckplatte (4) bzw. zwischen Fördergurtdeckplatte (4) und
Karkasse (6) und/oder in die Karkasse (6) eingesetzt
sind.
5. Überwachungs- und Warnanordnung nach Patentanspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Transponder (10) in
neben- oder hintereinander gruppierten Einheiten
angeordnet sind.
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