DE19525326C1 - Verfahren und Anordnung zur Überwachung eines Fördergurtes - Google Patents

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.