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"Verfahren und Anlage zur oerprUfung von Drahtseilen im.
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Berg- und Tunnelbau, insbesondere von Förderseilen" Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Uberprüfung von Drahtseilen im Berg- und Tunnelbau, insbesondere
von Förderseilen, bei dem das betreffende Seil bei einer vorgegebenen, verhältnismäßig
geringen und vorzugsweise unterhalb der betrieblichen Seilgeschwindigkeit in Augenschein
genommen und dabei u.a. auf Drahtbrüche kontrolliert wird. Außerdem betrifft die
Erfindung eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Zu den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu überprüfenden Drahtseilen
gehören hauptsächlich die Seile der Förderanlagen, welche in Haupt- und Blindschächten
des Untertagebergbaues aufliegen. Die verschiedenen Bergverordnungen schreiben insoweit
vor, da9Förder- und
Gegengewichtsseile in bestimmten Abständen überprüft
werden müssen. Die Überprüfung von Förderseilen in Tagesschächten mit Seilfahrtanlagen
muß täglich mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit erfolgen, die nicht mehr
als 4,0 m/s betrags; in Blindschächten mit Seilfahrtaiffagen liegt die Seilgeschwindigkeit
mit 0,5 m/s noch tiefer. Die Vorschriften sehen außerdem vor, daß unter bestimmten
Voraussetzungen die Seile von hochbeanspruchten Förderanlagen ohne Seilfahrtanlage
denselben aber prüfungen wie die vorerwnten Förderanlagen mit Seilfahrtanlage unterworfen
werden müssen. Bei manchen anderen, im Bergbau eingesetzten Seilen werden Uberprüfungen
zum Teil freiwillig durchgeführt, bzw.
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sind entsprechende Vorschriften zu erwarten. Dazu gehören vor allem
bestimmte Transportmittel wie die Einschienenhängebahnen.
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Die Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf die tägliche Überprüfung
der Seile, welche von der zumeist wöchentlich durchzufübrenden Prüfung zu unterscheiden
ist. Soweit die Vorschriften neben einer täglichen Uberprüfung auch eine Prüfung
in größeren Abschnitten vorsehen, kann die Erfindung hierauf angewandt werden, soweit
nicht die Seileinbände und andere Teile zu prüfen sind, für die äne Inaugenscheinnahme
allein nicht ausreichend ist.
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Die tfberprfung einer Seiles durch Inaugenscheinnahme kann nicht bei
beliebiger Seilgeschwindigkeit erfolgen. Denn bei hohen Seilgeschwindigkeiten entgehen
dem-Auge des Beobachters mehr oder weniger viele Fehlerstellen, die registriert
werden müssen.
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Diese Uberprüfungen erstrecken sich auf den äußeren Zustand des Seiles,
z.B. auf den Grad seiner Korrosion, vor allem aber auf außen sichtbare Drahtbrüche.
deren Zahl festgestellt werden soll. Soweit die Machart des Seiles bewirkt, daß
manche Drähte nicht sichtbar sind, kann sich die Uberprüfung auch auf eine Ausdünnung
bestimmter Teilabschnitte beziehen, welche einen Hinweis auf innere Drahtbrüche
liefert. Vom Ergebnis einer solchen Überprüfung hängt es ab, ob das vorhandene Seil
weiterbenutzt werden kann oder ein neues Seil aufgelegt werden muß. Obwohl derartige
Überprüfungen keinen Anspruch auf ausreichende Genauigkeit erheben, müssen sie doch
mit der erforderlichen Sorgfalt vorgenommen werden, weil sie das bisher einzige
Mittel darstellen, um entsprechenden Auflagen der Aufsichtsbehörden nachkommen zu
können.
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Es ist bekannt, die Überprüfung der entsprechend langsam laufenden
Seile durch Ableuchten und unmittelbares Beobachten während eines speziell für diese
aber prüfung veranstalteten Treibens vorzunehmen. Bei großen Schachtteufen - insbesondere
bei Mehrseilförderungen - ist der Personal- und/oder der Zeitaufwand für eine derartige
Überprüfung unverhältnismäßig hoch. So dauert z.B. die Überprüfung der Förderseile
einer Vierseilförderung mit Seilfahrteinrichtung in einem Schacht von 1.180 m Teufe
ca. 1 1/2 Stunden,
wenn sie nur von einer Person ausgeführt wird.
Der Zeitverlust fällt umso schwerer ins Gewicht, je leistungsfähiger die betreffende
Förderanlage ist und je höher deshalb ihr Ausnutzungsgrad gehalten werden muß.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Zeitaufwand
für eine ordnungsgemäße Überprüfung und gegebenenfalls auch Prüfung insbesondere
von Förderseilen zu senken und dadurch die Voraussetzungen für eine bessere Ausnutzung
der betreffenden Anlage zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe-bei dem eingangs bezeichneten
Verfahren dadurch gelöst, daß bei einer höheren, insbesondere der betrieblichen
Seilgeschwindigkeit aufeinanderfolgende Abschnitte des Seiles elektronisch abgebildet
und eine aus den Abbildungen bestehende Bildabfolge elektromagnetisch aufgezeichnet
wird, deren Bildfrequenz so gewählt ist, daß bei Wiedergabe der Bildabfolge ein
geschlossenes Bewegungsbild des Seiles entsteht, auf dem sich das Seil mit der für
die Inaugenscheinnahme vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt.
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Die elektronische Abbildung macht die aufgenommenen Bilder über den
Weg ihrer elektromagnetischen Aufzeichnung sofort verfügbar und vermeidet den Zeitverlust,
der mit der Entwicklung und Fixierung eines fotochemisch hergestellten Bildes verbunden
wäre; weiterhin führt die elektronische Abbildung einer bestimmten Seillänge zur
Lösung des Problemes, das
durch die hohe Fördergeschwindigkeit
und die dadurch bedingte Seillaufgeschwindigkeit im normalen Betrieb entsteht. Die
Seilgeschwindigkeiten erreichen bei modernen Schachtförderanlagen Größenordnungen
von 10 m/s. Bei der Wiedergabe sollte eine Bildgeschwindigkeit von ca. 16 Bildern/s
nicht unterschritten werden, weil sonst das vorgeführte Seilbild nicht ausreichend
kontinuierlich wirkt und dadurch unterdrückt oder vorgetäuscht werden können. Im
Itinblick auf die Verwendung handelsüblicher Ausrüstungen sollte die Bildgeschwindigkeit
bei der Wiedergabe 25 Bilder/s oder 50 Halbbilder/s entsprechend einer Netzfrequenz
von 50 Hz betragen.
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Die Herstellung eines elektronischen Bildes ermöglicht die Bildherstellung
im Millisekundenbereich.
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Dieses Bild wird erfindungsgemäß elektromagnetisch aufgezeichnet,
indem es mit Hilfe eines Elektronenstrahles von der Platte (Target), auf der es
entworfen worden ist, abgetastet und sofort gelöscht wird.
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Die elektrischen Signale des Elektronenstraiiles werden aufgezeichnet
und ermöglichen die spätere Wiedergabe der Bildabfolge. Diese Art der Aufzeichnung
hat den Vorteil, daß sie auch nach Herstellung des Bildes bzw. nach dem Erlöschen
des zum Bild führenden Lichtstrahles fortgesetzt und vollendet werden kann, weil
die Platte das Bild so lange festhält, bis es durch den Elektronenstrahl abgetastet-und
gelöscht worden ist. Man kann auf diese Weise den Zeitraum zwischen den Belichtungen
für die Aufzeichnung ausnutzen.
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Die Aufzeichnung einer Bildfolge so, daß bei der Wiedergabe der Aufzeichnung
ein geschlossenes Bewegungsbild des Seiles entsteht, auf dem sich das Seil mit der
für die Inaugenscheinnahme vorgegebenen Seilgeschwindigkeit bewegt, ermöglicht eine
Wiedergabe, die den Vorschriften der Bergverordnungentspricht. Sie ist allerdings
nicht für die Erfindung Voraussetzung. Die Inaugenscheinnahme und Kontrolle braucht
nämlich nicht anhand des geschlossenen Bewegungsbildes des Seiles erfolgen, sie
kann auch anhand stehender Bilder aufeinanderfolgender Seilabsehnitte vorgenommen
werden; in diesem Falle wird ein Schrittschaltwerk benötigt, das die Aufzeichnung
entsprechend schaltet.
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Vorzugsweise wird erfindungsgemäß bei einer Seilgeschwindigkeit von
20 m/s die Abbildung mit Hilfe eines Lichtblitzes von ca. 1/20.000 s aufgenommen.
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Die elektromagnetische Aufzeichnung erfolgt dann während des zeitlichen
Zwischenraumes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Lichtblitzen. Dabei ist es wichtig,
daß solche extrem kurzen Lichtblitze auch über die erforderliche Bieuchtungsstärke
verfügen.
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Außerdem ist erforderlich, daß, um beispielsweise das mit vorgenannter
Geschwindigkeit laufende Seil Meter für Meter abbilden zu können, die erforderliche
Zahl von 20 Lichtblitzen/s geliefert wird. Für eine derart extreme Beleuchtung wird
zweckmäßig ein Stroboskop eingesetzt. Hierbei treten in der Abbildung immer noch
Bildverzerrungen auf, die durch die vertikale Seilbewegung infolge des Treibens
bedingt sind. Diese Verschiebungen des Seilbildes sind aber tragbar, weil sie die
geforderte Genauigkeit der
Inaugenscheinnahme nicht beeinträchtigen.
Soweit durch seitliche und entsprechend schnell ablaufende horizontale Seilbewegungen
infolge Seilschwingungen oder Seilschlagens Terzerrungen auftreten, können diese
durch entsprechende Veränderungen der Blitzzahl oder -folge ausgeglichen werden.
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Anstelle der Verwendung eines Stroboskops in Verbindung mit einer
Kamera, die eine verschlußlose Kameraoptik hat, läßt sich aber auch eine stationäre
Lichtquelle ausreicheder Beleuchtungsstärke verwenden in Verbindung mit einer Kamera,
die eine Aufnahmeoptik mit Verschluß hat.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, bei Verwendung eines Stroboskops die
Anzahl der Lichtblitze oder aber bei Verwendung einer stationären Lichtquelle die
Anzahl der Verschlußbetätigungen der Kameraoptik der Geschwindigkeit des laufenden
Seiles vornehmlich in der Beschleunigungs- und Verzögerungsphase kontinuierlich
anzupassen. Je langsamer das aufzunehmende Seil verläuft, umso weniger Lichtblitze
oder aber Verschlußbetätigungen sind erforderlich. Eine solche Anpassung bringt
den Vorteil, daß jeder Seilabschnitt nur einmal abgebildet wird, d.h. die Anzahl
der Seilbilder wird insgesamt gesehen geringer, die Bilder haben zueinander nur
die gewollte und eingestellte Überlappung und die Zeit für den anschließenden Betrachtungsvorgang,
also für die eigentliche Überprüfung eines Seiles wird kürzer.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie die lnaugenscheinnahme
des
Seiles von der Herstellung des Seilabbildes räumlich und zeitlich trennt und daß
sie die Herstellung des Seilbildes bei der üblichen Fördergeschwindigkeit urid damit
während des Förderbetriebes ermöglicht. Dadurch entfällt die bislang unvermeidliche
Inanspruchnahme der betreffenden Förderanlage für die Seilüberprüfung und es wird
Zeit für eine bessere betriebliche Nutzung der Anlage gewonnen.
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Insbesondere führt die räumliche Trennung zu der Möglichkeit, die
Seilüberprüfung durch den Fördermaschinisten durchführen zu lassen, wenn es sich
um eine automatische Förderanlage handelt, bei der der Fördermaschinist nur Überwachungsarbeiten
wahrnimmt.
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Dabei ist es zweckmäßig, die in unmittelbarer Nähe der Seile angebrachten
Einrichtungen für die Herstellung des elektronischen Seilabbildes fernbedienbar
zu machen. Dadurch wird der Arbeitsaufwand wesentlich gesenkt. Der mit der Überprüfung
betraute Beobachter der Aufzeichnungen kann die Kontrollen auch besser als bisher
durchführen, denn er hat die Möglichkeit, jeden Seilabschnitt genau zu betrachten.
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Außerdem kann er die Wiedergaberichtung umkehren, um ein bereits betrachtetes
Seilstück nochmals darstellen zu können. Die Kontrollen können auch darum besser
als bisher durchgeführt werden, weil der Beobachter bei der Überprüfung nicht mehr
wie bisher den Witterungsverhältnissen und jahreszeitlich bedingten Schwankungen
von Temperatur und Tageslicht unterworfen ist.
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Die räumliche Trennung führt ferner dazu, daß die Seile mehrerer Förderanlagen
insbesondere aller Förderanlagen eines Unternehmens oder alle gleichartigen Förderanlagen
eines oder mehrerer Unternehmen zeitlich nacheinander von demselben Aufzeichnungsgerät
elektromagnetisch aufgezeichnet werden. Das führt zu einer Einsparung von Aufzeichnungsgeräten.
Die in unmittelbarer Nähe der Seile angebrachten Einrichtungen für die Herstellung
des elektronischen Seilabbil des,insbesondere die Kamera mit der erforderlichen
Beleuchtung sollen dann fernbedienbar seIn. Beispielsweise können beliebig viele
Aufnahmeeinrichtungen von einer Stelle aus fernbedient werden, wobei die elektromagnetischen
Aufzeichnungen der Seilbilder nacheinander mit nur einem Aufzeichnungsgerät auf
einem bestimmten oder beliebigen Band gespeichert werden.
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Die Fernbedienung der Aufnahmeeinrichtungen, die elektromagneitschen
Aufzeichnungen und die Wiedergabe der Seilabbilder auf dem Monitor, also die eigentliche
Seilüberprüfung können von einer Person ausgeführt werden.
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Man kann das erfindungsgemäße Verfahren so durchführen, daß eine Seite
des betreffenden Seiles unmittelbar abgebildet und die andere Seite des Seiles in
die Abbildung eiggespiegelt wird. Ferner ist es möglich, Rund- und Flachseile während
eines Treibens abzubilden und später in einer Bildabfolge alle Seiten von Flach-
und Rundseilen in Augenschein zu nehmen.
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Dieses Verfahren kann man auch bei fs;ehrseilförderungen anwenden,
indem man mehrere Seile gleichzeitig von einer oder zwei gegenüberliegenden Seiten
abbildet.
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Außerdem kann man mehrere Kameras einsetzen. Dazu dient eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens, gemäß der mehrere Abbi'Ldingen des gleichen Seilabschnittes
bzw. einander der Teure nach entsprechender Seilabschnitte zu einer Abbildung zusammengefügt
und aufgezeichnet werden. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für die z.Zt.
größten Förderanlagen, die bis zu sechs Oberseile und bis zu drei Unterseile verwenden.
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Es ist ferner zweckmäßg, wenn gemäß einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens die zu dem abgebildeten Seilabschnitt jeweils gehörende
Teufe der Anlage in die Abbildung eingeblendet wird.
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Dann ist es nämlich dem Beobachtenden möglich, anhand der Aufzeichnung
die betreffenden Seilabschnitte an der Förderanlage zu identifizieren.
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Wenn man entsprechend der eingangs gegebenen Erläuterung die Inaugenscheinnahme
nicht anhand des geschlossenen Bewegungsbildes des Seiles, sondern anhand von Einzeldarstellungen
durchführt, empfiehlt es sich, den jeweils abgebildeten Seilabschnitt so lang zu
wählen, daß mindestens eine Schlaglänge des Seiles erscheint und eine Uberlappung
an den Bildgrenzen eintritt, welche das Ende des vorher abgebildeten und den Anfang
des darauffolgend abgebildeten Seilabschnittes wiedergibt. Dadurch ist es nämlich
möglich, einen kontinuierlichen Überblick über das Seil zu erhalten.
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In der eichnung ist schematisch die an einem Hauptschacht mit einer
Dreiseilförderung zu installierende Anlage gemäß der Erfindung wiedergegeben.
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Die drei Oberseile sind mit 1, 2 und 3 bezeichnet.
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Den beiden außen liegenden Seilen 1 und 3 ist je ein Spiegel 4 bzw.
5 zugeordnet. Diese beiden Spiegel lenken die Strahlen 6 bzw. 7 der optischen Wiedergabe
der Seile 1 und 3 um, die deshalb bei 8 und 8' verlaufen und auf je einen weiteren
Spiegel 9 bzw. 10 gelangen. Die Spiegel 9 bzw. 10 werfen das Bild der Seile 1 bzw.
3 auf eine Kameroptik 13. Die Strahlen 12 der optischen Wiedergabe des Seiles 2
fallen ebenfalls in die Kameraoptik 13. Auf diese Weise werden die Abbildungen der
Seile 1 bis 3 räumlich zusammengedrückt.
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Deswegen kann die Kameraoptik 13 mit verhältnismäßig kleinem Bildwinkel
entsprechend große Wiedergaben der Abbildungen der Seile 1 bis 3 erfassen und in
der Kamera 14 aufzeichnen.
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Die weiteren Teile der Anlage brauchen nicht in unmittelbarer Nähe
der Seile 1 bis 3 vorhanden zu sein und sind daher in der Figur nicht dargestellt.
Es handelt sich um eine Verkabelung der Kamera 14 mit einem Recorder, der beispielsweise
im Steuerungsraum der Förderanlage oder in dessen Nähe aufgestellt ist. Außerdem
gehört dazu ein Monitor, mit dem sich entweder die Bildabfolge als geschlossenes
Eewegungsbild des Seiles wiedergeben läßt, oder es ist ein Schrittschaltwerk vorhanden,
das automatisch oder von Hand betätigt werden kann und Jeweils einen bestimmten
Seilabschnitt auf dem Monitor sichtbar macht.
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Beispielsweise kann die Optik 13 der Kamera 14 so eingerichtet sein,
daß sie ca. 1 m der Seile 1 bis 3 erfaßt.
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Entweder hat die Optik 13 einen Verschluß, oder es wird eiia Stroboskop
verwendet, das die erforderlichen Lichtblitze zur Herstellung der Abbildungen der
Seile 1 bis 3 liefert.
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Durch eine nicht dargestellte Vorrichtung kann die zu dem betreffenden
Seilabschnitt gehörende Teufe der Anlage in die Abbildung eingeblendet werden.
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Zweckmäßig wählt man im übrigen die abgebildeten Seilabschnitte so
lang, daß mindestens eine Schlaglänge des Seiles erscheint. Vorzugsweise beträgt
die abgebildete Länge 1 m.
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Patentansprüche