DE29815248U1

DE29815248U1 - Arrangement for data transmission from the inside of a metallic encapsulated mechanical continuous conveyor with rotating traction means by means of an HF transmitter which is moved with the traction means

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Publication number: DE29815248U1
Application number: DE29815248U
Authority: DE
Original assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Current assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2008-08-27

Description

BeschreibungDescription

Anordnung zur Datenübertragung aus dem Inneren eines metallisch gekapselten mechanischen Stetigförderers mit umlaufendem Zugmittel mittels eines mit dem Zugmittel mitbewegten HF-Senders Arrangement for data transmission from the interior of a metallically encapsulated mechanical continuous conveyor with rotating traction means by means of an RF transmitter moving with the traction means

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Datenübertragung aus dem Inneren eines metallisch gekapselten mechanischen Stetigförderers mit umlaufendem Zugmittel mittels eines mit dem Zugmittel mitbewegten HF-Senders.The invention relates to an arrangement for data transmission from the interior of a metallically encapsulated mechanical continuous conveyor with a rotating traction means by means of an RF transmitter that moves with the traction means.

Die Überwachung der Zugkraft an Ketten, die als Zugmittel von Fördergeräten dienen, ist während des gesamten Fördervorgangs von größter Bedeutung für die Havariesteuerung (Kettenverklemmung, Kettenriß, Überlastsicherung). In der Forschung, Entwicklung, Projektierung und Betrieb ermöglicht erst eine Messung der Zugkraft während des gesamten Fördervorgangs und entlang des gesamten Förderweges Grundlagen für die optimierte Berechnung derartiger Geräte. Insofern besteht seit Jahrzehnten ein Bedarf an einfachen Lösungen, um in metallisch gekapselten Fördergeräten mit beliebiger Linienführung die Zugkraft während des Betriebes zu überwachen und in Echtzeit anzuzeigen oder für Steueraufgaben nutzen zu können. In metallisch gekapselten Fördergeräten mit beliebiger Linienführung ist eine derartige Überwachungsmöglichkeit, die eine Übertragung der Meßwerte aus dem Inneren der metallischen Kapselung nach außen voraussetzt, derzeit nicht bekannt.Monitoring the tensile force on chains that serve as traction devices for conveyors is of the utmost importance for emergency control (chain jamming, chain breakage, overload protection) during the entire conveyor process. In research, development, project planning and operation, only measuring the tensile force during the entire conveyor process and along the entire conveyor path enables the basis for the optimized calculation of such devices. In this respect, there has been a need for decades for simple solutions to monitor the tensile force during operation in metal-encapsulated conveyors with any line layout and to be able to display it in real time or use it for control tasks. In metal-encapsulated conveyors with any line layout, such a monitoring option, which requires the measurement values to be transmitted from the inside of the metal enclosure to the outside, is currently not known.

Für die Datenübertragung mittels HF-Signalen innerhalb eines abgeschirmten Bereiches, z. B. einem Tunnel, einem Bohrloch oder Förderschacht sind verschiedene Lösungen bekannt. Es ist auch bekannt, Meßwerte wie Gurt-, Seil- oder Kettenzugkräfte einer Fördereinrichtung während des Betriebs zu erfassen und telemetrisch zu übertragen.Various solutions are known for transmitting data using HF signals within a shielded area, e.g. a tunnel, a borehole or a conveyor shaft. It is also known to record measured values such as belt, rope or chain tensile forces of a conveyor system during operation and to transmit them telemetrically.

Zur Gewährleistung des Funkverkehrs in einem abgeschirmten Innenraum, z. B. einem Tunnel, ist es gemäß DE3018471 Al bekannt, in dem abgeschirmten Innenraum eine Hochfrequenzkoppelleitung vorzusehen, die als Koaxialleitung mit geschlitztem Außenleiter ausgebildet ist und deren Strahlungsvolumen den übertragungsbestimmenden Bewegungsraum der Funkstellen erfaßt.To ensure radio communication in a shielded interior space, e.g. a tunnel, it is known from DE3018471 A1 to provide a high-frequency coupling line in the shielded interior space, which is designed as a coaxial line with a slotted outer conductor and whose radiation volume covers the movement space of the radio stations that determines the transmission.

Der Einbau einer Hochfrequenzkoppelleitung ist jedoch nicht in allen Fällen erwünscht, zulässig oder möglich. Eine solche Lösung scheidet regelmäßig z. B. innerhalb von UmhausungHowever, the installation of a high-frequency coupling line is not always desirable, permissible or possible. Such a solution is usually not possible, for example, within enclosures

aus, die dem Transport abrasiver oder heißer Medien dienen oder in denen Fördermittel mit mechanischem Kontakt entlang der Wandung bewegt werden.which are used to transport abrasive or hot media or in which conveying media are moved along the wall with mechanical contact.

Die DE 3307020 Al beschreibt eine Anordnung zur Messung von Seilkräften und zur Übertragung der Meßwerte für in Betrieb befindliche Aufzüge und Schachtförderanlagen. Die Anordnung weist Kraftmeßgeräte auf, die zwischen dem Seil und dem Fördergefäß angeordnet sind. Die Meßwertübertragung erfolgt hier mittels induktiver Übertragung durch das aus Stahl bestehende Aufzugsseil oder mittels Radiowellen durch die Luft. Um lange Übertragungsabstände zu überbrücken, wird das Aufzugsseil als Wellenleiter benutzt. Diese Lösung ist jedoch auf die Meßwertübertragung zwischen zwei Punkten eines langgestreckten, geradlinigen Hohlraumes beschränkt, wobei diese Punkte durch ein leitfähiges Seil verbunden sind und die Radiowellenausbreitung zwischen den beiden Punkten nicht durch insbesondere metallische Einbauten behindert wird.DE 3307020 A1 describes an arrangement for measuring rope forces and for transmitting the measured values for elevators and shaft conveyor systems in operation. The arrangement has force measuring devices that are arranged between the rope and the conveyor vessel. The measured value is transmitted here by means of inductive transmission through the steel elevator rope or by means of radio waves through the air. In order to bridge long transmission distances, the elevator rope is used as a waveguide. This solution is, however, limited to the measured value transmission between two points in an elongated, straight cavity, whereby these points are connected by a conductive rope and the radio wave propagation between the two points is not hindered by metallic fittings in particular.

Auch die DE 3610203 Al betrifft eine Anordnung zur Feststellung der Seilspannung bei Aufzügen mittels einer zwischen Förderseil und Förderkorb angeordneten Kraftmeßdose, deren Meßwerte über einen HF-Sender an einen entfernten Empfänger ausgestrahlt werden. Obwohl bei dieser Lösung das Förderseil keine Funktion bei der Meßwertübertragung besitzt, liegt jedoch auch hier Beschränkung auf eine Meßwertübertragung in einem langgestreckten, geradlinigen Hohlraum vor, in dem die Radiowellenausbreitung nicht durch Einbauten behindert wird.DE 3610203 A1 also relates to an arrangement for determining the rope tension in elevators using a load cell arranged between the conveyor rope and the elevator cage, the measured values of which are transmitted to a remote receiver via an RF transmitter. Although in this solution the conveyor rope has no function in the transmission of measured values, it is also limited to the transmission of measured values in an elongated, straight cavity in which the radio wave propagation is not hindered by built-in components.

Es ist auch eine Meßeinrichtung zum Messen des Kettenzuges von umlaufenden Förderketten bekannt (DE3040480 Al), die z. B. in einem Hängeförderer einsetzbar ist. Diese Meßeinrichtung besteht aus einem in den Kraftfluß der Förderkette eingebauten Meßkettenglied, das die Form der übrigen Kettenglieder besitzt und auf seinen Seitenstegen Dehnmeßstreifen aufweist. Die Meßwerte werden mittels eines mit der Förderkette mitlaufenden Telemetriesenders zu einem stationären Empfänger weitergeleitet, so daß über den gesamten Kettenumlauf die Kettenbelastung abgelesen werden kann. Mangels anderweitiger Angaben ist jedoch auch bei dieser Lösung eine Voraussetzung für die Meßwertübertragung, daß die Funksicht zwischen Telemetriesender zum -empfänger nicht durch Krümmungen, Bögen oder Einbauten der Förderstrecke gestört ist.A measuring device for measuring the chain tension of rotating conveyor chains is also known (DE3040480 Al), which can be used in an overhead conveyor, for example. This measuring device consists of a measuring chain link built into the power flow of the conveyor chain, which has the shape of the other chain links and has strain gauges on its side webs. The measured values are transmitted to a stationary receiver by means of a telemetry transmitter that runs along with the conveyor chain, so that the chain load can be read over the entire chain circuit. In the absence of any other information, however, a prerequisite for the transmission of measured values with this solution is that the radio line of sight between the telemetry transmitter and the receiver is not disrupted by bends, curves or installations in the conveyor line.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung zum Messen der Zugkraft in einem Fördergurt bekannt (DE 3423043 Al), bei der zwischen den an den Gurtenden angeordneten Verbindungsteilen ein Zugkraft-Meßfühler angeordnet ist, dessen Meßwerte mittels eines Funksenders zu einemFurthermore, a device for measuring the tensile force in a conveyor belt is known (DE 3423043 Al), in which a tensile force sensor is arranged between the connecting parts arranged at the belt ends, the measured values of which are transmitted by means of a radio transmitter to a

stationären Funkempfänger übertragen wird. Die Antenne des Funkempfängers erstreckt sich entlang des Gurtförderers oder wenigstens über einen Teil seiner Länge, um für jede Position des mit dem Fördergurt mitbewegten Funksenders eine einwandfreie Meßwertübertragung zu gewährleisten. Der Einbau einer langgestreckten Antenne scheidet jedoch regelmäßig z. B. innerhalb von metallischen Umhausungen aus.stationary radio receiver. The antenna of the radio receiver extends along the belt conveyor or at least over part of its length in order to ensure perfect transmission of measured values for every position of the radio transmitter moving with the conveyor belt. However, the installation of an elongated antenna is generally not possible, e.g. inside metal enclosures.

Aufgrund der vorbekannten Lösungen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Anordnung zu schaffen, welche die Übertragung von Daten wie Meßwerten u. dgl. mittels HF-Signalen aus dem Inneren eines metallisch gekapselten mechanischen Stetigförderers mit umlaufendem Zugmittel ermöglicht.Based on the previously known solutions, the object of the present invention is to create an arrangement which enables the transmission of data such as measured values and the like by means of HF signals from the interior of a metal-encapsulated mechanical continuous conveyor with a rotating traction device.

Die anzustrebende Lösung darf infolge von z. B. Krümmungen oder Umlenkungen der metallischen Kapselung oder von Einbauten bzw. Baugruppen des Förderers keine direkte Sichtverbindung zwischen den innnerhalb der Umhausung befindlichen Sende- und Empfangsantennen für die Datenübertragung voraussetzen. Als Mindestanforderung soll es die vorliegende Erfindung ermöglichen, Zugkraft-Meßwerte, die an einem innerhalb der Kapselung umlaufenden Zugmittel des mechanischen Stetigförderers erfaßt wurden, insbesondere eines mit einer Kapselung versehenen Rohrketten- bzw. Stauscheibenförderers mit einer Kette als umlaufendes Zugmittel, an eine außerhalb des Förderes angeordnete Empfangsanlage zu übertragen.The solution to be sought must not require a direct line of sight between the transmitting and receiving antennas located inside the enclosure for data transmission, for example due to curvatures or deflections of the metallic casing or of installations or assemblies of the conveyor. As a minimum requirement, the present invention should make it possible to transmit tensile force measurements recorded on a traction device of the mechanical continuous conveyor rotating inside the casing, in particular a tube chain or baffle plate conveyor provided with an enclosure with a chain as the rotating traction device, to a receiving system located outside the conveyor.

Infolge der Biegungen und/oder Einbauten der metallisch gekapselten Förderstrecke sind nach dem Stand der Technik Reflexionen und Abschirmungen der HF-Signale zu erwarten, wodurch diese Aufgabe an sich nur mittels Verlegung einer Koppelleitung, einer Induktionsschleife bzw. einer langgestreckten Antenne lösbar ist. Derartige Lösungen erfordern jedoch einen erheblichen Verlegeaufwand, um Beschädigungen dieser Baugruppen während des Förderbetriebes auszuschließen. So müßten z. B. Nuten in die Innenwand des Förderers eingefräßt, darin die Koppelleitung verlegt und anschließend mit einer HF-transparenten Abdeckung versehen werden.Due to the bends and/or fittings in the metal-encapsulated conveyor line, reflections and shielding of the HF signals are to be expected according to the state of the art, which means that this task can only be solved by laying a coupling line, an induction loop or an elongated antenna. However, such solutions require a considerable amount of installation work to prevent damage to these components during conveyor operation. For example, grooves would have to be milled into the inner wall of the conveyor, the coupling line laid in them and then covered with an HF-transparent cover.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst wird. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Surprisingly, it was found that this object is achieved with the features specified in claim 1. Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.

Im folgenden ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausfiihrungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail using preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigenShow

Fig. 1 verschiedene Linienführungen eines Stauscheibenfbrderers als beispielhafteFig. 1 different line layouts of a baffle plate conveyor as an example

Einsatzfälle der Erfindung,
Fig. 2 die Lage der telemetrischen Sendeeinrichtung und mögliche alternative InstallationenApplications of the invention,
Fig. 2 the location of the telemetric transmitter and possible alternative installations

der Empfangsantenne in einem metallischen Rohrsystem, Fig. 3 einen Rohrabschnitt mit einer Sendeeinrichtung, die an einer umlaufenden Kette angeordnet ist.the receiving antenna in a metallic pipe system, Fig. 3 a pipe section with a transmitting device arranged on a circulating chain.

Die Erfindung kann beispielsweise ihren Einsatz in Stauscheibenförderern mit verschiedenartigen Linienführungen finden, wie sie in Fig.l dargestellt sind.The invention can, for example, be used in baffle plate conveyors with various line guides, as shown in Fig.l.

Fig. 2 zeigt die Lage der telemetrischen Sendeeinrichtung 1 und mögliche alternative Installationen der Empfangsantenne 2 im metallischen Rohrsystem 6 eines Stauscheibenfbrderers. Konstruktiv mögliche Installationsorte der Empfangsantenne sind die Umlenkstation der Kette 5 und die Antriebsstation 7 des Förderers, Rohrflansche und Rohrsegmente. Die Empfangsanlage 3 ist über ein Kabel mit der Empfangsantenne verbunden. In Fig.3 ist ein Rohrabschnitt mit der umlaufende Kette mit Sendeeinrichtung 1 und radial angebrachter Sendeantenne 4 dargestellt. Die mögliche Anbringung der Empfangsantenne 2 ist hier als radialer Einbau in einem Rohrflansch zwischen zwei Rohrsegmenten dargestellt. Fig. 2 shows the position of the telemetric transmitter 1 and possible alternative installations of the receiver antenna 2 in the metal pipe system 6 of a baffle plate conveyor. Structurally possible installation locations for the receiver antenna are the deflection station of the chain 5 and the drive station 7 of the conveyor, pipe flanges and pipe segments. The receiver system 3 is connected to the receiver antenna via a cable. Fig. 3 shows a pipe section with the circulating chain with transmitter 1 and radially mounted transmitter antenna 4. The possible installation of the receiver antenna 2 is shown here as a radial installation in a pipe flange between two pipe segments.

Claims

Protection claims

1. Arrangement for data transmission from the interior of a metal-encapsulated mechanical continuous conveyor with a rotating traction device by means of an HF transmitter that moves with the traction device, with at least one miniaturized HF transmitter (1) for sending the data and at least one HF receiving system (3) arranged outside the encapsulation, which is connected to an antenna (2) arranged in a fixed position within the encapsulation by means of an antenna feed line leading out of the housing, wherein the line of sight between the HF transmitter (1) and the antenna (2) is interrupted at least temporarily.

2. Arrangement for data transmission according to claim 1, characterized in that the location of the receiving antenna (2) is selected without ensuring a permanent line of sight between the RF transmitter and the antenna.

3. Arrangement for data transmission according to claim 1 or 2, characterized in that at least one sensor and the HF transmitter (1), which detect and transmit the status data of the conveyor to be transmitted, are arranged on the traction means designed as a revolving chain.

4. Arrangement for data transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the antenna (2) of the HF receiving system (3) is designed as a leaky coaxial cable, is terminated with a defined resistance to ground and has an output plug for connection to a receiver cable from the outside.

5. Arrangement for data transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna (2) of the HF receiving system (3) is arranged in the area of the deflection points (5) of the traction means or within construction-related gaps such as pipe sockets and the like.

6. Arrangement for data transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the battery-powered RF transmitter (1) operates in the frequency range for general use with low power and the transmitting antenna (4) is adapted in its dimensions to the transmitting frequency.