DE202022104536U1 - Bandanlage mit Wägezellen - Google Patents

Abstract

Bandanlage,
mit einem umlaufend angetriebenen Förderband, das dazu bestimmt ist, Fördergut zu transportieren,
und mit einer Messstation, welche Wägezellen zur Erfassung des Gewichts des Förderbandes und des darauf befindlichen Förderguts aufweist,
wobei quer zur Bandlängsrichtung zwei Wägezellen nebeneinander angeordnet sind,
und mit einer Auswertungsschaltung zur Auswertung der von den Wägezellen gelieferten Messwerte,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswertungsschaltung in der Art ausgestaltet ist, dass die von den Wägezellen gelieferten Messwerte und / oder daraus berechnete Werte als Bandlaufdaten der nebeneinander angeordneten Wägezellen separat ausgewertet werden.

Description

• Die Neuerung betrifft eine Förderbandanlage, kurz als Bandanlage bezeichnet, mit Wägezellen.
• Aus der Praxis ist es bekannt, bei Förderbändern die Bandbelegung mittels Wägezellen zu erfassen, um daraus erstens die auf der Bandanlage transportierten Mengen des Förderguts erfassen zu können, und um zweitens beispielsweise eine Überlastung der Bandanlage aufgrund unzulässig hoher transportierter Lasten erkennen zu können.
• Aus der Praxis sind weiterhin unterschiedliche Maßnahmen bekannt, um einen Bandschieflauf zu erkennen. Der Schieflauf des Förderbandes kann zu vorzeitiger Abnutzung des Bandes, zu Schäden an der Struktur der Bandanlage oder zu Verlusten des zu transportierenden Förderguts führen, die ihrerseits wiederum je nach Material zu Gesundheits- oder Unfallgefahren führen können. Zur Erfassung des Bandlaufs und eines eventuellen Bandschieflaufs sind beispielsweise Schalter bekannt, die taktil oder berührungslos die Längskante des Bandes erfassen, oder es sind mittels Radar, insbesondere in Form von Lidar, berührungslose Sensoren bekannt, die zur Überwachung des Bandlaufs dienen. Durch eine frühzeitige Erkennung des Bandschieflaufs können Korrekturmaßnahmen entsprechend frühzeitig eingeleitet werden, wodurch hohe Kosten eingespart werden können.
• Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandanlage anzugeben, die mit geringem technischem und wirtschaftlichem Aufwand die Erfassung des Bandlaufs und eines eventuellen Bandschieflaufs ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird durch eine Bandanlage nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, dass die ohnehin nebeneinander angeordneten Wägezellen nicht gemeinsam ausgewertet werden, um lediglich das Gewicht des auf dem Förderband transportierten Förderguts zu erfassen, sondern dass die nebeneinander angeordneten Wägezellen automatisch separat ausgewertet werden, so dass Informationen über unterschiedliche oder gleiche Belastungen quer zur Längsrichtung des Förderbandes erhalten werden. Diese Auswertung kann beispielsweise mittels derselben Auswertungsschaltung durchgeführt werden, welche die Daten der Wägezellen auch zur Gewichtsermittlung automatisch auswertet und verarbeitet.
• Die von den Wägezellen übermittelten Messdaten können auch als Gewichtsdaten bezeichnet werden, da sie eine Aussage über das auf dem Band befindliche Gewicht des Förderguts ermöglichen. Im Rahmen des vorliegenden Vorschlags werden sowohl die von den Wägezellen gelieferten Mess- oder Gewichtsdaten, also Rohdaten, als auch daraus abgeleitete, berechnete Daten als Bandlaufdaten bezeichnet, da sie im Rahmen des vorliegenden Vorschlags insbesondere dazu dienen, eine Aussage über den Bandlauf zu ermöglichen, insbesondere über das Vorhanden- oder Nichtvorhandensein eines in der Entstehung begriffenen oder bereits eingetretenen Bandschieflaufs.
• Im Unterschied zu der sensorischen Überwachung des Bandlaufes, bei der ausschließlich die tatsächliche Bandposition erfasst wird, ermöglicht die Auswertung der Bandlaufdaten eine besonders frühzeitige Indikation, wenn ein Bandschieflauf möglicherweise noch nicht eingetreten ist, sondern sich erst ankündigt. Dementsprechend können besonders früh vorausschauende Wartungsmaßnahmen durchgeführt werden, insbesondere zu dafür geeigneten, weitgehend frei wählbaren Zeiten, die eine Unterbrechung des Produktivbetriebs der Bandanlage möglichst vermeiden oder so kurz wie möglich halten.
• Im einfachsten Fall sind zwei Wägezellen quer über die Breite des Förderbandes verteilt angeordnet, es können jedoch auch mehr als zwei Wägezellen quer über die Breite des Förderbandes verteilt angeordnet sein, um ein noch detaillierteres Belastungsprofil über die Breite des Förderbandes erstellen zu können. Nachfolgend werden stets die wenigstens erforderlichen zwei Wägezellen erwähnt, ohne dass dies einschränkend auf die Verwendung von lediglich zwei Wägezellen gemeint ist.
• Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Wägezellen in Bandlängsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, da in vielen Fällen nicht zu erwarten ist, dass sich die Verhältnisse des Förderbandes auf einer vergleichsweise kurzen Strecke plötzlich wesentlich ändern. Die wenigstens zwei Wägezellen können in einer anderen, als vorteilhaft erachteten Ausgestaltung jedoch auf einer ideellen Achse angeordnet sein, die quer zur Bandlängsrichtung verläuft, beispielsweise indem die Wägezellen im Bereich einer Rollenstation angeordnet sind. Dies vereinfacht aufgrund der räumlichen Nähe die Montage und die Kabelführung sowie eine eventuelle Überprüfung und / oder Wartung der Wägezellen, außerdem ist diese Anordnung für die Gewichtserfassung vorteilhaft, da die Situation des Förderguts auf dem Förderband präzise an einer scharf definierten Messstelle erfasst wird und Verlagerungen des Förderguts auf dem Förderband, wie sie aufgrund von Vibrationen nicht auszuschließen sind, keinen Einfluss auf die Bandlaufdaten haben können.
• Die Anordnung der Wägezellen kann beispielsweise im Bereich einer Rollenstation vorgesehen sein. Dabei können beispielsweise eine mittlere sowie zwei äußere, seitliche Rollen insgesamt annähernd U- oder V-förmig angeordnet sein, so dass das über diese Rollen laufende Förderband derart geführt ist, dass es einen rinnenartigen Querschnitt aufweist. Eine Rollenstation ist üblicherweise in einem eigenen Traggestell angeordnet, während die gesamte Bandanlage ein sogenanntes Bandgestell aufweist. Dort, wo das Traggestell der Rollenstation auf dem Bandgestell abgestützt ist, können die beiden Wägezellen montiert werden, so dass sich das Traggestell über die Wägezellen auf dem Bandgestell abstützt.
• Innerhalb einer Bandanlage kann nicht nur eine Messstation angeordnet sein, die Gewichtsdaten erfasst mit wenigstens zwei Wägezellen, welche über die Breite des Bandes verteilt angeordnet sind. Eine solche einzelne Messstation ist ausreichend, um die Masse des Förderguts zu erfassen. Insbesondere bei sehr langen Bandanlagen, die sich über mehrere 100 m und ggf. über mehrere Kilometer erstrecken können, kann jedoch eine zweite oder noch weitere Messstationen vorgesehen sein, um Aussagen über den Bandlauf treffen zu können. Je länger die Bandanlage ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass lokal begrenzte Einflüsse den Bandlauf beeinträchtigen können, z.B. lokale Absenkungen von Fundamenten des Bandgestells, die einen Bandschieflauf verursachen können, so dass dementsprechend Bandlaufdaten vorteilhaft von zwei oder mehr in Bandlängsrichtung hintereinander angeordneten Messstationen bereitgestellt werden können.
• Innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs sind ungleiche Belastungen quer zur Bandlängsachse unkritisch. Auch wenn lediglich bereichsweise im Förderband und dementsprechend über einen vergleichsweise kurzen Zeitraum ungleiche Belastungen rechts und links im Förderband auftreten, insbesondere wenn diese ungleichen Belastungen von Fall zu Fall sowohl auf der rechten als auch auf der linken Bahnseite auftreten, kann dies im Hinblick auf eine Wartung der Bandanlage ggf. toleriert werden. Wenn die Bandlaufdaten daher für die rechte und linke Seite des Förderbandendes ungleiche Werte aufweisen, führt dies nicht dazu, dass automatisch ein Warnsignal erzeugt und angezeigt wird, sofern die Ungleichheit innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs liegt. Beispielsweise kann die Differenz zwischen den Bandlaufdaten für die rechte und für die linke Seite des Förderbandendes als Prozentangabe der beiden Werte angegeben werden, so dass die Ungleichheit als Prozentwert angegeben wird.
• Dabei kann vorgesehen sein, dass unterschiedliche Toleranzbereiche berücksichtigt werden. Wenn kontinuierlich eine ungleiche, stets seitengleiche Belastung quer zur Bandlänge detektiert wird, bei welcher stets dieselbe Seite stärker belastet wird als stets dieselbe andere Seite, kann dies auch bereits bei Überschreitungen eines vorbestimmten, vergleichsweise geringen Toleranzbereichs in der Art automatisch ausgewertet werden, dass eine Wartung der Bandanlage sinnvoll erscheint. Dieser vergleichsweise geringe Toleranzbereich kann beispielsweise eine Ungleichheit der Messwerte von X% zweier nebeneinander angeordneter Wägezellen betragen. Wenn jedoch die Ungleichheit nicht kontinuierlich auftritt, sondern nur einmalig oder unregelmäßig oder intervallweise oder abwechselnd rechts und links, kann beispielsweise erst die Überschreitung eines vergleichsweise größeren Toleranzbereichs in der Form automatisch ausgewertet werden, dass sie eine Wartung der Bandanlage sinnvoll erscheinen lässt. Beispielsweise kann dies bei einer Ungleichheit der Messwerte von Y% zweier nebeneinander angeordneter Wägezellen betragen, wobei gilt: Y>X.
• Wenn eine ungleiche Belastung quer zur Bandlänge in sich stetig wiederholenden Intervallen detektiert wird, kann dies einen Hinweis darauf darstellen, dass nicht die Tragkonstruktion des Förderbandes, sondern bestimmte Abschnitte des Förderbandes fehlerhaft sind, so dass dies in der Art ausgewertet werden kann, dass eine Wartung der Bandanlage und insbesondere des Förderbandes selbst sinnvoll erscheint. Insbesondere wenn die Bandgeschwindigkeit des Förderbandes bekannt ist und die erwähnten Intervalle einem solchen zeitlichen Abstand entsprechen, der einen vollständigen Umlauf des Förderbandes darstellt, können die entsprechenden Stellen des Förderbandes präzise lokalisiert werden, die es zu untersuchen gilt.
• In vielen Fällen wird das Förderband kontinuierlich mit Fördergut beschickt, beispielsweise von einer vorgeschalteten Bandanlage, die das Fördergut symmetrisch über die Breite des Förderbandes verteilt. Es können jedoch auch Fälle auftreten, in denen das Förderband diskontinuierlich und / oder ungleichmäßig mit Fördergut beschickt wird, beispielsweise weil einseitige Anhaftungen in einem Aufgabetrichter zu einer einseitigen Verteilung des Förderguts auf dem Förderband oder zum ungleichmäßigen, intervallartigen Nachrutschen von Material führen, z.B. wenn aus einem vorgeschalteten Brecher ein unzulässig großes Materialstück in den Aufgabetrichter gelangt und einen Teilquerschnitt des Aufgabetrichters blockiert. Auch wenn, ggf. unter dem Einfluss von Feuchtigkeit, feinkörniges Material über einen längeren Zeitraum bereichsweise an der Wand des Aufgabetrichters „festgebacken“ ist, kann es zu einer ungleichmäßigen und / oder diskontinuierlichen Beschickung des Förderbandes kommen. Die daraus resultierenden ungleichen Belastungen des Förderbandes quer zur Bandlänge können aufgrund einer zeitlichen Erfassung der Bandlaufdaten bestimmten Beladevorgängen zugeordnet werden, so dass dementsprechend dem jeweils verantwortlichen Personal gegebenenfalls Hinweise gegeben werden können, wie das Förderband schonender und gleichmäßiger beladen und damit belastet werden kann, beispielsweise indem die dem Förderband vorgeschalteten Einrichtungen, wie der erwähnte Brecher, der Aufgabetrichter oder dergleichen entsprechend kontrolliert werden.
• Weiterhin kann eine zeitliche Zuordnung der ungleichen Belastungen einen Hinweis auf Störeinflüsse geben, die von anderen Anlagenkomponenten auf die Bandanlage einwirken, beispielsweise wenn andere Anlagenkomponenten ein- oder ausgeschaltet werden.
• Wenn die ungleichen Belastungen quer zur Längsachse des Förderbandes automatisch mittels einer entsprechenden Auswertungsschaltung festgestellt werden, der die Bandlaufdaten übermittelt werden, erfolgt eine ebenfalls automatische Auswertung dieser ungleichen Belastungen und eine Berechnung der Ungleichheit, beispielsweise in Form einer Berechnung des prozentualen Unterschiedes der beiden Messdaten zweier Wägezellen, oder in Form des prozentualen Unterschiedes daraus berechneter Daten. Anschließend wird automatisch ein Vergleich der ermittelten Ungleichheit der Bandlaufdaten mit dem einen oder den mehreren hinterlegten Toleranzwerten durchgeführt. Beispielsweise können die Bandlaufdaten über die Zeit integriert werden, so dass kleinere Ungleichheiten, die über längere Zeit auftreten, genauso zur Ausgabe eines Warnsignals führen wie größere, kurzfristig auftretende Ungleichheiten. Wenn der Unterschied der Bandlaufdaten innerhalb des zulässigen Toleranzmaßes liegt, wird für zeitlich nachfolgende Bandlaufdaten, die automatische Auswertung der ungleichen Belastungen sowie der automatische Vergleich mit dem einen oder den mehreren hinterlegten Toleranzwerten wiederholt. Genauso erfolgt eine Wiederholung dieser Schritte, wenn keine ungleiche Belastung quer zur Längsachse des Förderbandes automatisch festgestellt werden sollte.
• Wenn jedoch die Ungleichheit außerhalb des zulässigen Toleranzmaßes liegt, wird automatisch ein Warnsignal erzeugt und an einen Empfänger übermittelt. Das Warnsignal kann an eine Anzeige der Bandanlage übermittelt werden, die in diesem Fall den Empfänger darstellt, und mittels der Anzeige wird dann ein für Menschen wahrnehmbares Alarmsignal angezeigt.
• Die Anzeige des Alarmsignals kann in einer Ausgestaltung der Bandanlage unmittelbar an der Bandanlage selbst erfolgen, z. B. an einem Schaltschrank, einem Bedien-Display oder dergleichen. In einer anderen Ausgestaltung der Bandanlage kann das Warnsignal über eine größere Entfernung übertragen werden und das Alarmsignal kann in Entfernung von der Bandanlage angezeigt werden, z. B. in einem Maschinenleitstand oder dergleichen des Betreibers der Bandanlage.
• Weiterhin kann ergänzend dazu, oder auch alternativ zu der Anzeige des Alarmsignals, das Warnsignal zu einem Empfänger in einem externen Unternehmen übermittelt werden, z. B. zu einem Empfänger in einem Dienstleistungsunternehmen, welches die Wartungen der Bandanlage durchführt, so dass dort das Alarmsignal - oder ein zweites Alarmsignal - angezeigt wird.
• In einer Ausgestaltung der Bandanlage kann vorgesehen sein, das Warnsignal zu einem Empfänger weiterzuleiten und entweder kein Alarmsignal im Bereich der Bandanlage anzuzeigen oder das Alarmsignal im Bereich der Bandanlage zusätzlich zu der Weiterleitung anzuzeigen. Die Datenweiterleitung kann z. B. per Datenbus erfolgen, so dass das Warnsignal auch von anderen technischen Einrichtungen außerhalb der Bandanlage automatisch ausgewertet werden kann. Beispielsweise kann die Bandanlage Teil einer größeren Industrieanlage sein, z. B. einer Aufbereitungsanlage, wobei die Industrieanlage zusätzlich zu der Bandanlage weitere Anlagenteile wie Brecher, Aufgabetrichter oder dergleichen aufweist. Mittels des Datenbussystems können diese weiteren Anlagenteile beeinflusst werden, beispielsweise je nach Ausgestaltung des Warnsignals langsamer betrieben oder gänzlich gestoppt werden. Durch den langsameren Betrieb kann z. B. ein Bandschieflauf, der aus einer Überlastung der Bandanlage bei einseitiger Beladung resultiert, korrigiert werden. Durch einen gänzlichen Stop vorgeschalteter Einrichtungen können diese rechtzeitig abgeschaltet werden, so dass das Förderband, wenn es gewartet werden muss, möglichst leer ist und die Wartungsarbeiten nicht durch eine große Menge des Förderguts behindert werden. Die Datenweiterleitung - z. B. per Datenbus - kann zu einer zentralen Maschinensteuerung der Industrieanlage erfolgen, alternativ dazu oder auch ergänzend dazu kann sie direkt zu den weiteren Anlagenteilen der Industrieanlage erfolgen zugunsten möglichst kurzer Reaktionszeiten.
• Während das Warnsignal automatisch innerhalb der jeweiligen Anlagen und Steuerungen erzeugt und verarbeitet wird, z. B. als elektrische oder optische Impulse, die in elektrischen oder Glasfaserleitungen übertragen werden können, kann das Alarmsignal als vom Menschen wahrnehmbares Signal in Form alphanumerischer Zeichen ausgestaltet sein, also als ein für Menschen lesbarer Warnhinweis, beispielsweise in Form einer Aufforderung zur Durchführung einer Wartung. Oder das Alarmsignal kann in Form eines akustischen Warntons angezeigt werden. Optisch besonders auffällig und aus unterschiedlichen Richtungen sowie ggf. über große Entfernungen sichtbar kann das Alarmsignal als Lichtsignal angezeigt werden, z. B. in Form eines Blinklichts, Rundumlichts oder dergleichen.
• Die Bandlaufdaten können in einer Ausgestaltung der Bandanlage kontinuierlich aufgenommen und abgespeichert werden. Auf diese Weise kann auch zu einem späteren Zeitpunkt ggf. eine Entwicklung nachverfolgt werden, die bei einem aufgetretenen Schaden eine Analyse ermöglicht, wie es zu dem Schaden gekommen ist, so dass dementsprechend zukünftig anhand der zukünftigen Bandlaufdaten frühzeitig geeignete Maßnahmen getroffen werden können, um einen weiteren Schaden zu vermeiden.
• Insbesondere können die Bandlaufdaten abgespeichert werden. Dies kann entweder im Rahmen einer Cloud-Lösung dadurch erfolgen, dass die originalen Bandlaufdaten in dem Web-Portal gespeichert werden, oder es kann vorgesehen, dass die originalen Bandlaufdaten an anderer Stelle, beispielsweise lokal beim Betreiber der Bandanlage, gespeichert werden und eine Kopie Bandlaufdaten in dem Web-Portal abgespeichert wird, einerseits als Daten-Backup und andererseits, um die Bandlaufdaten über das Web-Portal mittels entsprechender Zugangsdaten weltweit einem bestimmten Personenkreis verfügbar zu machen, beispielsweise dem Betreiber der Bandanlage, dem Hersteller der Bandanlage, einem Serviceunternehmen oder dergleichen.

Claims (10)

1. Bandanlage, mit einem umlaufend angetriebenen Förderband, das dazu bestimmt ist, Fördergut zu transportieren, und mit einer Messstation, welche Wägezellen zur Erfassung des Gewichts des Förderbandes und des darauf befindlichen Förderguts aufweist, wobei quer zur Bandlängsrichtung zwei Wägezellen nebeneinander angeordnet sind, und mit einer Auswertungsschaltung zur Auswertung der von den Wägezellen gelieferten Messwerte, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsschaltung in der Art ausgestaltet ist, dass die von den Wägezellen gelieferten Messwerte und / oder daraus berechnete Werte als Bandlaufdaten der nebeneinander angeordneten Wägezellen separat ausgewertet werden.
2. Bandanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsschaltung mit einer optischen und / oder akustischen Anzeige verbunden ist und dass die Auswertungsschaltung in der Art ausgestaltet ist, dass abhängig vom Ergebnis der Auswertung ein Warnsignal automatisch erzeugt, zu der Anzeige übertragen und dort ein Alarmsignal angezeigt wird.
3. Bandanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige eine Leuchte aufweist.
4. Bandanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Messstationen in Bandlängsrichtung im Abstand hintereinander angeordnet sind.
5. Bandanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Datenbus, der dazu bestimmt ist, das Warnsignal zu weiteren, mit der Bandanlage verbundenen Anlagenteilen einer Industrieanlage zu übertragen.
6. Bandanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandanlage an einen externen, außerhalb der Bandanlage befindlichen Empfänger in der Art signalübertragungswirksam angeschlossen ist, dass das Warnsignal an einen Empfänger außerhalb der Bandanlage übertragbar ist.
7. Bandanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandanlage mittels eines Datenbusses an einen weiteren Anlagenteil angeschlossen ist, der zusätzlich zu der Bandanlage Teil einer Industrieanlage ist.
8. Bandanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen der Bandanlage zugeordneten Datenspeicher, der dazu bestimmt ist, die Bandlaufdaten zu speichern.
9. Bandanlage nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher der externe Empfänger ist und in einem Web-Portal gehostet ist.
10. Bandanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsschaltung in der Art ausgestaltet ist, dass bei Detektion einer kontinuierlich ungleichen, stets seitengleichen Belastung quer zur Bandlänge und bei Überschreitung eines vorbestimmten ersten Toleranzbereichs X ein Warnsignal angezeigt wird, und dass bei Detektion einer • einmalig, • unregelmäßig, • intervallweise, • oder abwechselnd rechts und links auftretenden Ungleichheit und bei Überschreitung eines zweiten Toleranzbereichs Y ein Warnsignal angezeigt wird, wobei der zweite Toleranzbereich Y größer ist als der Toleranzbereich X.