DE2818004C2

DE2818004C2 - Verfahren zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2818004C2
Application number: DE2818004A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 5628 Heiligenhaus Ruchatz
Original assignee: Funke and Huster Elektrizitaets GmbH
Current assignee: FHF Funke and Huster Fernsig GmbH
Priority date: 1978-04-25
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB2019700B; GB2019700A; FR2424672A1; BE874015A; DE2818004B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt, d. h. zwischen einem über Tage vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät und einem in einem Förderkorb vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät, wobei sowohl das über Tage vorgesehene Sende- und Empfangsgerät als auch das in dem Förderkorb vorgesehene Sende- und Empfangsgerät induktiv an das Förderseil angekoppelt sind — wobei also die beiden Sende- und Empfangsgeräte über jeweils einen Koppeltransformator und das Förderseil miteinander »verbunden« sind.

Verfahren zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt werden schon seit mehreren Jahrzehnten und in verschiedener Form angewendet (siehe z. B. die Literaturstelle »SIEMENS-ZEITSCHRIFT«, 32. Jahrgang, August 1958, Heft 8, S. 575 bis 578). Dabei soll (hier wie in der vorgenannten Literaturstelle) unter »Nachrichtenübertragung« sowohl die »Sprachübertragung« als auch die

»Signalübertragung« verstanden werden.

Im einzelnen kann man zumindest vier verschiedene Verfahren zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt unterscheiden, nämlich

a) drahtgebundene Nachrichtenübertragung über besondere Leitungen,

b) drahtgebundene Nachrichtenübertragung über das Förderseil,

c) drahtlose Nachrichtenübertragung mit Hilfe sogenannter Wellenleiter und

d) drahtlose Nachrichtenübertragung, die an sogenannte Wellenleiter od. dgL nicht gebunden ist

Die — z. B. bei Aufzügen angewendete — drahtgebundene Nachrichtenübertragung über besondere Leitungen, nämlich über sogenannte Schleppkabel, ist normalerweise für die Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt wenig geeignet Der Anwendung dieser Form der Nachrichtenübertragung stehen einerseits die hohen Fairgeschwindigkeiten der Förderkörbe, andererseits die großen Schachtteufen entgegen.

Die drahtgebundene Nachrichtenübertragung über das Förderseil hat sich an sich bereits in der Praxis bewährt. Dabei sind zwei vom elektrotechnischen Prinzip her unterschiedliche Varianten zu unterscheiden. Bei der ersten Variante wird z. B. von dem über Tage vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät die zu übertragende Nachricht in die Primärwicklung des entsprechenden Koppeltransformators eingespeist und auf die Sekundärwicklung, d. h. auf das in sich geschlossene Förderseil »übertragen«. Die »Auskopplung« der übertragenen Nachricht erfolgt dadurch, daß

J5 der Eingang des in dem Förderkorb vorgesehenen Sende- und Empfangsgerätes gleichsam in das Förderseil »eingeschleift« wird. Dazu ist es erforderlich, zwischen dem Förderseil und dem Förderkorb eine Isolierung zu verwirklichen. Bei der zweiten Variante wird wiederum z. B. von dem über Tage vorgesehenen Sende- utid Empfangsgerät die zu übertragende Nachricht in die Primärwicklung des entsprechenden Koppeltransformators eingespeist und auf dessen Sekundärwicklung, d.h. auf das in sich geschlossene Förderseil »übertragen«. Das in sich geschlossene Förderseil stellt nun nicht nur für den Koppeltransformator, der dem über Tage vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät zugeordnet ist, die Sekundärwicklung dar, vielmehr wirkt das in sich geschlossene Förderseil auch als Primärwicklung für den Koppeltransformator, der dem im Förderkorb vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät zugeordnet ist. Bei dieser Variante erfolgt also die »Auskopplung« der übertragenen Nachricht durch den Koppeltransformator, der dem im Förderkorb vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät zugeordnet ist. Mit anderen Worten sind bei dieser Variante der drahtgebundenen Nachrichtenübertragung über das Förderseil, wie bereits eingangs ausgeführt, die beiden Sende- und Empfangsgeräte über jeweils einen Koppeltransformator und das Förderseil miteinander »verbunden«.

Die drahtlose Nachrichtenübertragung mit Hilfe sogenannter Wellenleiter ist gleichsam eine »drahtlose Nachrichtenübertragung über besondere Leitungen«,

t>5 nämlich über die Wellenleiter. Dabei dienen die Wellenleiter, die besonders verlegt und unterhalten v, erden müssen, der Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen im Schacht.

Die zuvor erläuterten Formen der Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt sind nicht frei von Nachteilen — was teilweise bereits dargelegt worden ist Gemeinsam ist diesen Former, der Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb, daß besondere »Übertragungswege« geschaffen werden müssen Das ist bei der drahtgebundenen Nachrichtenübertragung über besondere Leitungen einerseits, bei der drahtlosen Nachrichtenübertragung mit Hilfe sogenannter Wellenleiter andererseits unmittelbar erkennbar und zuvor auch bereits im einzelnen ausgeführt worden. Das gilt aber auch für die drahtgebundene Nachrichtenübertragung über das Förderseil, und zwar jedenfalls dann, wenn das Förderseil nicht von Hause in sich geschlossen ist, also nicht aus einem Oberseil und einem Unterseil besteht Dann muß nämlich das fehlende Unterseil durch ein im Schacht zu spannendes Hilfsseil nachgebildet werden.

Wegen der zuvor aufgezeigten Problematik bei der drahtgebundenen Nachrichtenübertragung üHer besondere Leitungen, bei der drahtgebundenen Nachrichtenübertragung über das Förderseil und bei der drahtlosen Nachrichtenübertragung mit Hilfe sogenannter Wellenleiter ist eine weitere Form der Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt eingeführt worden, nämlich die drahtlose Nachrichtenübertragung, die an sogenannte Wellenleiter od. dgl. nicht gebunden ist und auch als »echte« drahtlose Nachrichtenübertragung bezeichnet werden kann. Diese Form der Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt ist jedoch auch nicht problemlos. Tatsächlich hat sicsi nämlich gezeigt, daß diese Form der Nachrichtenübertragung nicht hinreichend betriebssicher ist, jedenfalls dann nicht, wenn nicht ganz erhebliche Sendeleistungen zur Verfugung gestellt werden. Das ist unter anderem wohl darauf zurückzuführen, daß die Schächte, z. B. durch feuchte Zonen, unterschiedliche Mengen der eingebrachten Sendeleistung absorbieren.

Der Erfindung iiegt nun die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt so auszugestalten und weiterzubilden, daß einerseits besondere Übertragungswege nicht mehr geschaffen werden müssen, daß andererseits eine hohe Betriebssicherheit bei relativ geringer Sendeleistung gewährleistet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenübertragung mit einer derart hohen Übertragungsfrequenz erfolgt, daß der durch das (einerseits geerdete und andererseits galvanisch an den Förderkorb angeschlossene) Förderseil und durch die Erdkapazität des Förderkorbes gebildete Übertragungskreis für eine Übertragungsfrequenz von ca. 30 bis 100 kHz hinreichend niederohniig ist — wobei »hinreichend niederohmig« zum Ausdruck bringen soll, daß bei vorgegebener Sendeleistung das jeweils dem Empfang dienende Sende- und Empfangsgerät dem Übertragungskreis eine hinreichend große Teilleistung entnehmen kann.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, d. h. bei der weiter oben erläuterten zweiten Variante der drahtgebundenen Nachrichtenübertragung über das Förderseil, ist es für notwendig erachtet worden, das Förderseil in sich zu schließen, d. h. dann, wenn das Förderseil nicht aus einem Oberseil und einen Unterseil Man hat gleichsam einen galvanisch geschlossenen Übertragungskreis zur »Verbindung« der beiden Koppeltransformatoren für erforderlich gehalten. Erfindungsgemäß ist demgegenüber erkannt worden, daß zwar für die »Verbindung« der beiden Koppeliransformatoren ein hinreichend niederohmig_er Übertragungskreis erforderlich ist, daß dieser Ubertragungskreis jedoch auch durch die Erdkapazität des Förderkorbes geschlossen werden kann, wenn nämlich eine hinrei-

chand hohe Übertragungsfrequenz gewählt wird

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden solL

Die zuvor gegebenen Erläuterungen zur Lehre der Erfindung versetzen den Fachmann durchschnittlichen Könnens ohne weiteres in die Lage, unter Berücksichtigung der jeweiligen Verhältnisse, insbesondere des Schachtquerschnittes und der Schachtteufe sowie der Förderkorbgröße, die Übertragungsfrequenz so zu bestimmen, daß der durch das Förderseil und durch die Erdkapazität des Förderkorbes gebildete Übertragungskreis hinreichend niederohmig ist Im allgemeinen wird die Berücksichtigung der jeweiligen Verhältnisse dazu führen, daß die Nachrichtenübertragung mit einer Übertragungsfrequenz von ca. 30 bis 100 kHz erfolgt. Man kann also Nachrichtenübertragungssysteme zur Nachrichtenübertragung von über Jage zu einem

Förderkorb und umgekehrt für eine Übertragungsfrequenz von ca. 30 bis 100 kHz auslegen, ohne im Einzelfall die örtlichen Verhältnisse, insbesondere den Schachtquerschnitt und die Schachtteufe sowie die Förderkorbgröße, berücksichtigen zu müssen.

J5 Da es heute technisch nicht besonders aufwendig ist, ein Nachrichtenübertragungssystem zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt zu installieren, dessen Übertragungsfrequenz erst »an Ort und Stelle« eingestellt wird, geht eine weitere Lehre der Erfindung mit besonderer Bedeutung dahin, die Nachrichtenübertragung mit einer Übertragungsfrequenz vorzunehmen, bei der die Leitungsinduktivität des Förderseiles und die Erdkapazität des Förderkorbes einen Reihenresonanzkreis bilden. (Ein Reihenresonanzkreis, d.h. ein mit seiner Resonanzfrequenz betriebener Reihenschwingkreis, ist bekanntlicii besonders niederohmig.)

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem

so Förderkorb und umgekehrt gehört zu dem Nachrichtenübertragungssystem, wie im Stand der Technik, das Förderseil. Das Förderseil und der Schacht stellen nun eine Koaxialleitung dar, die an ihrem Ende, d.h. am Förderkorb, nicht mit ihrem Wellenwiderstand, sondern mit der Erdkapazität des Förderkorbes abgeschlossen ist. Daraus resultiert grundsätzlich die Gefahr des Auftretens stehender Wellen und damit auch die Gefahr, daß dort, wo der dem Förderkorb zugeordnete Koppeltransformator wirksam wird, ein Stromminimum

ho vorliegt. Um dieses Problem zu eleminieren, erfolgt nach einer weiteren Lehre der Erfindung die Nachrichtenübertragung mit einer Übertragungsfrequenz, die wesentlich kleiner ist als die Lichtgeschwindigkeit, dividiert durch die doppelte Schac'ntteufe. Würde die

(ν» Nachrichtenübertragung mit einer Übertragungsfrequenz erfolgen, die gleich der Lichtgeschwindigkeit, dividiert durch die doppelte Schachtteufe ist, so würden im ungünstigsten Fall Stromminima wirksam. Dadurch,

daß nun die Nachrichtenübertragung mit einer Übertragungsfrequenz erfolgt, die wesentlich kleiner ist als die Lichtgeschwindigkeit, dividiert durch die doppelte Schachtteufe, können sich innerhalb des Schachtes Stromminima nicht ausbilden.

Zu Nachrichtenübertragungssystemen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt gehören ein über über Tage vorgesehenes Sende- und Empfangsgerät, ein in dem Förderkorb vorgesehenes Sende- und Empfangsgerät, ein Koppeltransformator, der dem über Tage vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät zugeordnet ist, und ein Koppeltransformator, der dem in dem Förderkorb vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät zugeordnet ist, sowie — funktionell — das über die Seilscheibe geerdete Förderseil, der Förderkorb und die Erdkapazität des Förderkorbes. Da erfindungsgemäß die Nachrichtenübertragung mit einer relativ hohen Übertragungsfrequenz erfolgt, geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, bei dem Nachrichtenübertragungssystem für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Koppeltransformatoren zu verwenden, deren Kern aus einem ferromagnetischen Material besteht, das bei der Übertragungsfrequenz eine hohe Permeabilität und geringe Verluste aufweist. Im einzelnen kann dazu der Kern der Koppeltransformatoren aus Ferrit oder aus Eisenpulver geringer Korngröße bestehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Kern der Koppeltransformatoren aus extrem dünnen, zu einem Ring gewickelten Band aufzubauen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Skizze nochmals erläutert:

Es geht um die Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb 1 und umgekehrt. Der Förderkorb 1 ist in einem Schacht 2 verfahrbar, und zwar mit Hilfe eines über eine Seilscheibe 3 geführten Förderseiles 4. (Über die Seilscheibe 3 ist das Förderseil 4 geerdet.) Zu dem der Nachrichtenübertragung von über Tage zu dem Förderkorb 1 dienenden Nachrichtenübertragungssystem gehören ein über Tage vorgesehenes Sende- und Empfangsgerät 5, ein in dem Förderkorb 1 vorgesehenes Sende- und Empfangsgerät 6, ein Koppeltransformator 7, der dem über Tage vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät 5 zugeordnet ist, und ein Koppeltransformalor 8, der dem in dem Förderkorb 1 vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät 6 zugeordnet ist. Die Koppeitransformatoren 7 und 8 bestehen jeweils aus einer Wicklung 9 bzw. 10 und aus einem Kern 11 bzw. 12. Außerdem gehört zu den Koppeltransformatoren 7 und 8 funktionell noch das Förderseil 4, und zwar jeweils als zweite Wicklung.

Funktionell gehört zu dem in Rede stehenden Nachrichtenübertragungssystem neben dem Förderseil 4 noch der Förderkorb 1 und die — in der Figur gestrichelt angedeutete — Erdkapazität 13 des Förderkorbes 1.

Erfindungsgemäß erfolgt nun die Nachrichtenübertragung von Ober Tage zu dem Förderkorb 1 und umgekehrt mit einer derart hohen Übertragungsfrequenz, daß der durch das (einerseits geerdete und andernfalls galvanisch an den Förderkorb 1 angeschlossene) Förderseil 3 und durch die Erdkapazität 13 des Förderkorbes 1 gebildete Übertragungskreis hinreichend niederohmig ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Nachrichtenübertragung von über Tage zu einem Förderkorb und umgekehrt, d. h. zwischen einem über Tage vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät und einem in einem Förderkorb vorgesehenen Sende- und Empfangsgerät, wobei sowohl das über Tage vorgesehene Sende- und Empfangsgerät als auch das in dem Förderkorb vorgesehene Sende- und Empfangsgerät induktiv an das Förderseil angekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenübertragung mit einer derart hohen Übertragungsfrequenz erfolgt, daß der durch das (einerseits geerdete und andererseits galvanisch an den Förderkorb angeschlossene) Förderseil und durch die Erdkapazität des Förderkorbes gebildete Übertragungskreis für eine Übertragungsfrequenz von ca. 30 bis 100 kHz hinreichend niederohmig ist.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenübertragung mit einer Übertragungsfrequenz erfolgt, bei der die Leitungsinduktivität des Förderseiles und die Erdkapazität des Förderkorbes einen Reihenresonanzkreis bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenübertragung mit einer Übertragungsfrequenz erfolgt, die wesentlich kleiner ist als die Lichtgeschwindigkeit, dividiert durch die doppelte Schachtteufe.

4. Nachrichtenübertragungsanordnung für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sende- und Empfangsgeräte jeweils über einen Koppeltransformator an das Förderseil angekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11, 12) der Koppeltransformatoren (7, 8) aus einem ferromagnetischen Material besteht, das bei Übertragungsfrequenz eine hohe Permeabilität und geringe Verluste aufweist.

5. Nachrichtenübertragungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (11, 12) der Koppeltransformatoren (7,8) aus Ferrit oder aus Eisenpulver geringer Korngröße besteht.