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Anordnung zum automatischen Überwachen endlos um-
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laufender Zugträger, insbesondere von Fördervorrichtungen richtungen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum automatischen Überwachen endlos umlaufender
Zugträger, insbesondere von Fördervorrichtungen, d.h. also zur Ermittlung von während
des Betriebes auftretenden Mängeln durch Bruch bzw. Riß oder übermäßigen Verschleiß
eines oder mehrerer Zugträger, insbesondere der Ketten eines Kettenbecherwerkes.
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Wenn vor- oder nachstehend von Zugträgern die Rede ist,
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sind hier insbesondere die Zugträger von Fördervorrichtungen und hierbei wieder
insbesondere die Ketten von Kettenbecherwerken gemeint. Darüber hinaus beinhaltet
dieser Begriff aber nicht nur die Zugträger anderer Fördervorrichtungen, wie beispielsweise
Gurte, insbesondere Stahlseilgurte von Förderbandanlagen, sondern auch beispielsweise
umlaufende Gurte, Riemen etc., die beispielsweise zur Kraftübertragung bei anderen
Vorrichtungen eingesetzt sind.
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Kommt es beim Betrieb von Vorrichtungen mit umlaufenden Zugträgern
zu unzulässigen Veränderungen der Zugträger durch Bruch oder übermäßigen Verschleiß,
so kann dieses nicht nur zu erheblichen Störungen des Betriebes, sondern auch zu
ganz beachtlichen Beschädigungen der betreffenden Vorrichtung führen.
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Dieses kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn bei einer als
Kettenbecherwerk ausgestalteten Fördervorrichtung mit zwei die Zugträger bildenden,
parallel zueinander angeordneten, endlosen Ketten, an denen die Becher jeweils mit
gegenseitigem Abstand befestigt sind, eine Kette reißt, und der Antrieb der Fördervorrichtung
nicht unverzüglich abgeschaltet wird, so daß die nicht gerissene Kette versucht,
die nunmehr an ihrem Ende nicht mehr gehaltenen, lose hängenden Becher weiterzufördern,
was letztlich dazu führt, daß der gerissene Kettenstrang noch um die Umlenktrommel
herumgeführt wird, wodurch es zu weiteren Beschädigungen kommen kann.
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Weiterhin besteht in der Praxis z.B. ein erhebliches Interesse an
der Erkennung von Brüchen der Seile in Stahlseilfördergurten, entsprechend aufgebauten
Riemen o.dgl., um möglichst rechtzeitig zu verhindern, daß es zu gegebener Zeit
zu einem völligen Gurt- bzw. Riemenriß o.dgl. mit den entsprechenden
Auswirkungen
kommt.
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Auch ist man in der Praxis sehr daran interessiert, eine übermäßige
Längung von Zugträgern zu erkennen, und zwar insbesondere eine bleibende Längung
aufgrund eines übermäßigen Verschleißes der beispielsweise aus Ketten bestehenden
Zugträger, da aus derartigen Abnutzungserscheinungen die erforderlichen Konsequenzen
gezogen werden müssen, wenn man die mit aufgrund eines übermäßigen Verschleißes
letztlich einhergehenden Brüche, Risse etc.
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möglichst vermeiden will.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine
Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mittels welcher das selbsttätige
Erkennen von Zugträgerschäden sicherzustellen und automatisch dafür zu sorgen ist,
daß die entsprechende Vorrichtung unverzüglich stillgesetzt wird, um die anderenfalls
entstehenden Beschädigungen möglichst zu vermeiden oder zumindest gering zu halten.
Dabei soll die erfindungsgemäße Anordnung darüber hinaus einfach aufgebaut sein
und die Möglichkeit eröffnen, das erstrebte Ziel möglichst unter Vermeidung komplizierter
elektronischer Schaltungen o.dgl. unter Verwendung handelsüblicher, preiswerter
Bauteile, wie normalen Schützen, zu realisieren, ohne daß diese in übermäßiger Weise
beansprucht werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß benachbart zu einem zu überwachenden Zugträger wenigstens ein Geber angeordnet
ist, der ein dem Zustand bzw.
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den Eigenschaften des jeweils unmittelbar benachbarten Zugträgerabschnittes
entsprechendes, elektrisches Signal erzeugt und mit einer Steuerungseinrichtung
für den Fördererantrieb verbunden ist, mittels welcher der Fördererantrieb beim
Auftreten
einer vorgebbaren Abweichung des Geber-Istwert-Signals
von einem Sollwert selbsttätig abzuschalten ist.
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Wenn vor- oder nachstehend davon die Rede ist, daß die Geber jeweils
benachbart zu einem zu überwachenden Zugträger angeordnet sein sollen, so ist hiermit
nicht in jedem Fall der unmittelbare Zugträger selbst gemeint, sondern die Anordnung
kann ggf. auch so getroffen sein, daß die Geber jeweils benachbart zu Bauelementen
angeordnet sind, die mit dem betreffenden Zugträger verbunden sind und demgemäß
im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung gleichsam einen Teil des Zugträgers darstellen,
wie dieses beispielsweise bei den Bechern eines Kettenbecherwerkes der Fall ist.
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Handelt es sich bei zu überwachenden Zugträgern um Glieder-Zugträger
wie beispielsweise Ketten o.dgl., also in Zugträgerlängsrichtung nicht homogene
Gebilde gleicher Teilung, deren Elemente sich periodisch wiederholen, so ist bevorzugt
vorgesehen, daß zwei Geber vorhanden sind, die derart angeordnet sind, daß im normalen
Betriebszustand jeweils mindestens ein Geber ein elektrisches Signal erzeugt, während
der andere Geber gerade kein Signal erzeugt, so daß bei einer derartigen Anordnung
die Steuerungseinrichtung im Normalfall ständig mit einem Signal beaufschlagt wird
und es nicht zu einem Abschalten des Antriebes der betreffenden Vorrichtung kommt.
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Wird dagegen die kontinuierliche Signalabgabe zur Steuerungseinrichtung
im Schadensfalle unterbrochen - also beispielsweise bei einem Riß oder Bruch eines
überwachten Zugträgers und bei einem übermäßigen Verschleiß -, so führt das Ausbleiben
des von der Steuerungseinrichtung im Normalfall ständig empfangenen Signals unverzüglich
zum Abschalten des Antriebes der betreffenden Vorrichtung.
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Bei einer derartigen Ausgestaltung können zur Überwachung eines Zugträgers,
beispielsweise einer Kette eines Kettenbecherwerkes, bevorzugt in Längsrichtung
des betreffenden Zugträgers hintereinander zwei Geber angeordnet sein, deren gegenseitiger
Abstand dem ein- oder mehrfachen der Zugträgerteilung - bei einem Kettenbecherwerk
also der Kettenteilung -ist.
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Sind bei einer solchen Ausgestaltung die beiden Geber zur Steuerungseinrichtung
parallel geschaltet, und erhält die Steuerungseinrichtung mithin im Normalfall stets
von dem einen oder dem anderen Geber ein Signal, so können als Schaltelemente einfache
und preiswerte Schütze verwendet werden, da diese während des normalen Betriebes
nicht entsprechend der Zugträgerteilung ständig schalten müssen (gegen eine große
Schalthäufigkeit sind Schaltelemente wie Schütze bekanntlich verhältnismäßig empfindlich),
sondern nur bei einer auf einem Mangel des Zugträgers beruhenden Betriebsstörung
tätig werden.
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Bei einer Vorrichtung mit mehreren Zugträgerh, also beispielsweise
einem Kettenbecherwerk mit zwei Ketten, kann die Anordnung jedoch auch so getroffen
sein, daß der eine von zwei Gebern benachbart zu dem einen Zugträger und der andere
Geber benachbart zu dem anderen Zugträger angeordnet ist, wenn auch bei einer derartigen
Ausgestaltung die Anordnung so getroffen ist, daß jeweils einer der beiden Geber
im normalen Betriebszustand ein elektrisches Signal erzeugt.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung können bei einer solchen Vorrichtung
mit zwei zu überwachenden Zugträgern die Geber zwar auch so angeordnet sein, daß
jeweils beide Geber gleichzeitig ein Signal erzeugen und in einem anschließenden
Zeitintervall beide Geber gleichzeitig kein Signal erzeugen, wobei die
Steuerungseinrichtung
dann so ausgebildet ist, daß bei der im normalen Betriebszustand vorhandenen Signalfolge
kein Abschalten des Antriebes erfolgt und dieser nur dann ausgeschaltet wird, wenn
sich die Signalfolge im Störungsfall ändert.
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Eine solche Ausgestaltung läßt sich beispielsweise dadurch realisieren,
daß die beiden Geber einander gegenüberliegend jeweils an einem geometrisch gleich
ausgebildeten Abschnitt beispielsweise zweier Zugträger einer Vorrichtung angeordnet
sind, oder beim Beispiel eines Kettenbecherwerkes auf den Durchgang der mit den
Ketten verbundenen Becher ansprechen.
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Eine solche Ausgestaltung führt jedoch zwangsläufig zu einer großen
Schalthäufigkeit und ist darüber hinaus geschwindigkeitsabhängig, was bei der weiter
oben beschriebenen Ausgestaltung nicht der Fall ist. Eine Geschwindigkeitsabhängigkeit
hat aber zur Folge, daß die Steuerungseinrichtung, in welcher bei einer solchen
Ausgestaltung die Ist-Signalfolge mit einer vorgegebenen Soll-Signalfolge verglichen
wird, die Geschwindigkeit der Zugträger berücksichtigen muß, da es anderenfalls
bei wachsender oder fallender Fördergeschwindigkeit zu einem Abschalten der Vorrichtung
käme, obwohl keine Zugträgermängel aufgetreten sind.
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Als Geber können bei der erfindungsgemäßen Anordnung bevorzugt bedämpfbare
Näherungsinitiatoren verwendet werden, die beispielsweise als induktive Geber bei
einer zu überwachenden Gliederkette auf ein Kettenglied ansprechen, während sie
von dem nachfolgenden Kettenglied nicht bedämpft werden etc., doch können ersichtlich
auch andere Geber für die erfindungsgemäße Anordnung Verwendung finden, nämlich
beispielsweise Lichtschranken.
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Gemäß einer anderen Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung können
bei einem eine Vielzahl paralleler Zugträger aufweisendem Zugmittel, wie dieses
beispielsweise bei einem Stahlseilfördergurt der Fall ist, über die Breite des Zugmittels
verteilt mehrere jeweils einem Zugträger zugeordnete Geber angeordnet sein, wobei
die Geber dann nicht wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zur Steuerungseinrichtung
parallel, sondern in Reihe geschaltet sind, so daß auf diese Weise sicherzustellen
ist, daß die Steuerungseinrichtung den Antrieb der betreffenden Vorrichtung ausschaltet,
wenn auch nur von einem der Geber kein Signal mehr erzeugt wird und er demgemäß
den die Steuerungseinrichtung enthaltenden Schaltkreis unterbricht.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den
Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen schematisch dargestellten
Ausschnitt eines als Kette ausgebildeten Zugträgers eines Kettenbecherwerkes mit
zwei als Näherungsinitiatoren ausgebildeten, in Längsrichtung der Kette hintereinander
angeordneten Gebern; Fig. 2 einen elektrischen Schaltplan zu der Ausgestaltung gemäß
Fig. 1; Fig. 3 einen Schaltplan für die Überwachung beider Ketten eines Kettenbecherwerkes
mit einer Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2; Fig. 4 eine Variante der Anordnung gemäß
den Fig. 1 bis 3 an einem schematisch dargestellten Ausschnitt eines Kettenbecherwerkes
an der Auflaufstelle der Ketten auf eine Umlenktrommel, wobei für beide
Ketten
insgesamt nur zwei einander gegenüberliegend angeordnete Geber vorgesehen sind;
Fig. 5 einen Schaltplan für die Anordnung gemäß Fig. 4; und Fig. 6 einen schematisch
dargestellten Querschnitt eines Stahlseilfördergurtes, dessen als Zugträger wirksame
Stahlseile durch mehrere über die Breite des Fördergurtes verteilt angeordnete Geber
überwacht werden.
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Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Abschnitt einer Kette 1 eines im
übrigen nicht dargestellten Kettenbecherwerkes mit zwei mit Abstand zueinander angeordneten,
parallelen Ketten, an denen in Fig. 1 nicht dargestellte Becher angeordnet sind,
und die mithin die Zugträger des Kettenbecherwerkes darstellen.
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Benachbart zu der Kette 1 sind in deren Längsrichtung zwei als Näherungsinitiatoren
ausgebildete Geber 2 und 3 angeordnet, deren gegenseitiger Abstand a gleich der
Kettenteilung t ist. Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, ist der quer zur Kette 1 gemessene
Abstand s der Geber 2 und 3 von der Kette 1 so gewählt, daß die Kette 1 an den Gebern
2, 3 vorbeilaufen kann, ohne diese zu berühren. Andererseits ist der Abstand so
klein, daß die Geber jeweils auf ein Kettenglied 4 ansprechen, wenn dieses an ihnen
vorbeiläuft, während sie von einem rechtwinklig dazu verlaufenden Kettenglied 6
nicht bedämpft werden.
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Dieses hat mithin zur Folge, daß aufgrund des gewählten gegenseitigen
Abstandes a, der statt der einfachen Kettenteilung ersichtlich auch einer mehrfachen
Kettenteilung gewählt werden könnte, stets ein Geber (bei dem Zustand gemäß Fig.
1 also der Geber 2) von der Kette bedämpft wird, während der andere Geber (bei der
Darstellung gemäß Fig. 1 also Geber 3) gerade nicht bedämpft ist.
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Bewegt sich die Kette 1 in Richtung des Pfeiles 7, so wird kurz nach
dem Zustand gemäß Fig. 1 mithin der Geber 3 von dem Kettenglied 4' bedämpft, während
der Geber 2 beim Vorbeilauf des Kettengliedes 6' nicht bedämpft wird etc.
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Fig. 2 zeigt einen Schaltplan zu der Anordnung gemäß Fig.
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1. Es ist erkennbar, daß die beiden Geber 2 und 3 parallel zueinander
geschaltet sind, so daß das elektronische Bauteil 8 im normalen Betriebszustand
- entweder von dem Geber 2 oder dem Geber 3 - stets ein Signal erhält, so daß das
Schütz 9 und das mit einem Zeitrelais versehene Schütz 11 unbetätigt bleiben.
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Bleibt im Falle eines Risses der Kette 1 oder aufgrund übermäßigen
Verschleißes der Kette 1 dagegen von den Gebern 2, 3 ein elektrisches Signal über
ein am Zeitrelais des Bauteils 11 einstellbaren Wert aus, so führt dieses dann unverzüglich
zum Abschalten des Becherwerksantriebes.
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Fig. 3 zeigt die entsprechende Schaltung für das gesamte Kettenbecherwerk,
also für beide Ketten, wobei mithin für die andere Kette in einer Fig. 1 entsprechenden
Anordnung zwei weitere Geber 2' und 3' vorgesehen sind, für welche analog der Schaltung
gemäß Fig. 2 ein weiteres Schütz 9' vorhanden ist.
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Kommt es an der den Gebern 2, 3 oder den Gebern 2', 3' zugeordneten
Kette zu einer Störung und spricht demgemäß das entsprechende Schütz 9 bzw. 9' an,
so wird über das mit einem Zeitrelais versehene Schütz 11' der Becherwerksschalter
bei 12 betätigt und der Antrieb des Becherwerkes abgeschaltet, wobei zugleich der
mit einem Schütz 13 zusammenwirkende Schalter 14 geschaltet und eine Hupe 16 betätigt
wird. Die Störungsquittierung kann später mit dem
Schalter bei
17 erfolgen.
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Fig. 4 zeigt schematisch einen Abschnitt eines Becherwerkes, und zwar
zwei Abschnitte der beiden Ketten 1 und 1', an denen ein Becher 18 befestigt ist.
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Die beiden Geber 2 und 3 sind einander gegenüberliegend angeordnet
und werden jeweils beim Durchgang eines Bechers 18 bedämpft, während sie nicht bedämpft
werden, wenn sich zwischen ihnen kein Becher 18 befindet.
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Fig. 5 zeigt den zugehörigen Schaltplan, wobei die beiden Geber 2
und 3 jeweils mit einem Schütz 9 parallel zueinander geschaltet sind.
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Weiterhin ist auch bei dieser Ausgestaltung ein mit einem Zeitrelais
versehenes Schütz 11 vorhanden.
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Andere sich bei dieser Ausgestaltung beispielsweise bei einem Kettenriß
die Signalfolge gegenüber dem normalen Betriebszustand, da die Becher 18 bei einem
Kettenriß nicht mehr rechtwinklig zu den Ketten 1, 1' verlaufen und demgemäß die
Signalfolge verändern, so kommt es auch hier unverzüglich zu einem Abschalten des
Becherwerksantriebes. Dabei können gewisse Toleranzen der Signalfolge an dem Zeitrelais
des Bauteils 11 eingestellt werden, um zu vermeiden, daß es bei einem betriebsbedingten
geringen Schief lauf der Becher 18 bereits zu einem Abschalten kommt.
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Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch einen Stahlseilfördergurt 19,
dessen Zugträger aus Stahlseilen 21 besteht, die im wesentlichen von Gummi 22 ummantelt
sind.
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Über die Breite B des Gurtes 19 sind mehrere Geber 2 angeordnet,
wobei
bei dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel jedem zweiten Stahlseil 21
ein Geber 2 zugeordnet ist.
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Im normalen Betriebszustand werden die in Reihe zur Steuerungseinrichtung
geschalteten Geber 2 mithin ständig von den ihnen jeweils zugeordneten Stahlseilen
21 bedämpft.
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Kommt es aber zu einem Riß eines von einem Geber 2 überwachten Stahlseils
21, so hat dieses zur Folge, daß das von dem betreffenden Geber 2 im Normalfall
ständig abgegebene Signal ausbleibt, und daß die Steuerungseinrichtung in einem
solchen Fall bewirkt, daß der Fördererantrieb unverzüglich abgeschaltet wird. Auf
diese Weise ist es möglich, größeren Schaden zu verhindern, der sich einstellen
würde, wenn es nach dem Bruch weiterer Stahlseile 21 zu einem völligen Gurtriß kommen
würde.