DE3813614C2 - Überwachungsvorrrichtung für Fördergurte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für Förder­ gurte mit in gegenseitigen Abständen in den Fördergurt eingebau­ ten Überwachungselementen für die Erfassung von Fördergurtbeschä­ digungen, vorzugsweise Längsschlitzungen, wobei eine Stelle des Fördergurtes so ausgebildet wird, daß sie als Definitionspunkt für den zu überwachenden Fördergurt gilt.

Es sind Überwachungsvorrichtungen bekannt, die zur Verhinderung größerer Schäden in Abständen von 30 bis 100 Metern Überwach­ ungselemente, die in den Fördergurt eingebettet sind, bei dem Betrieb des Fördergurtes an besonders gefährdeten Stellen, zum Beispiel an der Auf- oder Abwurfstelle, auf ihre Unversehrtheit überwachen. Die Unversehrtheit dieser Überwachungselemente läßt Rückschlüsse auf die Unversehrtheit des Fördergurtes zu.

Es haben sich Überwachungselemente als betriebssicher herausge­ bildet, die von einer induktiven oder kapazitiven Signalübertra­ gung mit Hilfe dieser Überwachungselemente zwischen zwei oder mehreren Sendern und zugehörigen Empfängern Gebrauch machen. Für eine Überwachung des Fördergurtes auf zum Beispiel Längsschlitz­ schaden ist es daher notwendig, die in mehr oder weniger regelmä­ ßigen Abständen eingebauten Überwachungselemente bei ihrem Vor­ beilauf an den für die Signalübertragung angeordneten ortsfesten Geräten hinsichtlich ihrer ordnungsgemäßen Signalübertragung zu überwachen. Es liegt auf der Hand, daß der Abstand zwischen den Überwachungselementen aus Sicherheitsgründen nicht zu groß ge­ wählt werden sollte, da bei einem Ausfall eines Überwachungsele­ mentes durch natürlichen Verschleiß die dann nicht überwachten Abschnitte bis zur Reparatur des ausgefallenen Überwachungsele­ mentes mindestens den doppelten Wert annehmen können.

Es hat in der Vergangenheit nicht an Vorschlägen gefehlt, die Existenz eines Überwachungs­ elementes den ortsfesten Überwachungsgeräten zu melden, um daraus Rückschlüsse auf den Zustand des Fördergurtes zu ziehen.

So offenbart die DE-PS 12 54 530, daß mit Hilfe eines Zeitrelais, das immer wieder neu von einem Überwachungselement angestoßen wird, bevor es abfällt, der regelmäßige Abstand der Überwachungselemente überwacht wird. Ist jedoch ein Überwachungselement ausgefallen, so läuft das Zeitrelais ab und setzt den zu überwachenden Fördergurt still.

Eine weitere Überwachungsvorrichtung für Fördergurte wird in der DE-PS 12 33 323 vorgeschlagen. Dabei werden jedem Überwachungselement zwei im Fördergurt eingebettete Permanentmagnete zugeordnet, die dafür sorgen, daß die Überwachungsvorrichtung im Bereich der Überwachungselemente eingeschaltet wird und die Unversehrtheit des Überwachungselementes überprüft.

Die DE-PS 12 33 324 verwendet mehrere am gleichen Ort des Fördergurtes untergebrachte Überwachungselemente in der Annahme, daß bei einem auftretenden Fördergurtschaden wenigstens eines der Elemente unbeschädigt bleibt und die Überwachungsvorrichtung den Fördergurt stillsetzt.

Die Überwachungsvorrichtung nach DE-PS 17 81 049 verwendet ebenso wie die DE-PS 12 33 323 zwei Magnete für jedes Überwachungselement, wobei die Polarisation dieser Magnete so ausgebildet ist, daß diese von den aufmagnetisierten Stahlseilen im Fördergurt nicht nachgebildet werden kann.

Eine andere Überwachungsvorrichtung beschreibt die DE-OS 17 81 133, bei der in Laufrichtung des Fördergurtes vor jedem Überwachungselement zwei Magnete im Fördergurt dafür sorgen, daß eine ortsfest angeordnete Empfangsspule hiervon beeinflusst wird und ein verzögertes Stillsetzsignal an die Überwachungsvorrichtung leitet. Ein neben der ortsfesten Empfangsspule angeordneter Magnet beeinflusst das Überwachungselement in der Weise, daß bei Unzerstörtheit dieses Elementes das eingeleitete verzögerte Stillsetzsignal wieder aufhebt. Allen vorgenannten Überwachungseinrichtungen gemeinsam ist der Aufwand, zusätzlich zu jedem Überwachungselement ein Meldeelement für die Aktivierung der Überwachungsanlage einbauen zu müssen. Verzichtet man darauf, so muss eine Zeitüberwachungsanlage das mehr oder weniger regelmäßige Eintreffen jedes des im Fördergurt untergebrachten Überwachungselementes überwachen. Im Störungsfall eines oder gar mehrerer Überwachungselemente kommt die Zeitüberwachung aus dem Zeittakt oder sie muss auf die größte Zeit zwischen gestörten Überwachungselementen eingestellt werden. Damit wird die mögliche Zerstörungsgefahr des zu überwachenden Fördergurtes unzulässig vergrößert.

Im Oberbegriff einer weiteren technischen Lehre DE-PS 31 11 219 C2 wird eine Einrichtung zur Sicherung von Bandförderanlagen gegen Längsschlitzung durch verklemmte Gegenstände vorgeschlagen, die den Vergleich charakteristischer kontinuierlicher Werte mit vorher aufgenommenen charakteristischen Werte durchführt.

Charakteristische Werte nach Patentanspruch 1 sind solche für die Bewegung (Geschwindig­ keit) sowie die Belastung des Antriebs (Motorstrom) des Fördergurtes. Die Gewinnung der charak­ teristischen Werte geschieht in einer störungsfreien Zeit, die naturgemäß nur einmal, oder in größeren Abständen ermittelt werden müssen. Die so ermittelten charakteristischen Werte werden in einem Vergleichsgerät gespeichert und mit den augenblicklichen Werten verglichen und bei einer vorgege­ benen Abweichung übersteigenden Abweichung wird ein Abschaltbefehl an den oder die Antriebsmotoren gegeben.

Erfindungsgemäß beruht die Überwachung gegen Längsschlitzungen auf der Erkenntnis, daß verklemmte, in den Fördergurt eindringende Gegenstände eine örtlich begrenzte Verminderung der Geschwindigkeit und einen Anstieg des Motorstroms zur Folge haben. Die übersteigende Abweichung von dem charakteristischen Wert der störungsfreien Zeit soll eine Fördergurtbeschädigung bereits in der Entstehungsphase erkennen.

Das Verfahren zum Vergleich von z. B. Stromwerten von Antriebsmotoren, das zum Schutze der Motoren beim Überschreiten eingestellter charakteristischer Werte einen Abschaltbefehl an den oder die Antriebsmotoren gibt, ist ein bekanntes Verfahren zur Überwachung von Motoren. Der Nachteil der Lehre nach DE 31 11 219 C2 zur Grenzwertbildung und Abschaltung infolge beginnender oder vollzogener Längsschlitzung besteht vor allem darin, daß sich die charakteristischen Werte außerhalb des Normalzustandes nicht einer bestimmten Überwachungsaufgabe zuordnen lassen. Es zeigt sich nämlich, daß sich betriebliche Zustände, z. B. bei wechselndem Beladungszustand oder verändertem Laufverhalten durch klimatische oder betriebliche Änderungen (Rücken der Anlage), wenn überhaupt, nicht von den Zustandswerten bei auftretenden oder bestehenden Längsschlitzen in charakteristischer Weise unterscheiden. Die so erläuterte technische Lehre versagt völlig bei der Ein- und Abschaltphase der Antriebsmotoren. Im ersten Fall liegt die Stromaufnahme weit über dem charakteristischen Normalzustand, während im zweiten Fall kein Stromkriterium gewonnen werden kann, sodaß die Sicherung von Bandförderanlagen gegen Längsschlitzung durch verklemmte Gegenstände auch in diesen Fällen nicht gegeben ist.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Aufwand einer betriebs­ sicheren Überwachungsvorrichtung zu verringern und die Betriebssicherheit zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird nur einmal an einer beliebigen Stelle im Verlaufe des zu überwachen­ den Fördergurtes ein Meldeelement für die Überwachungsvorrichtung untergebracht. Damit ist die Überwachungsanlage imstande, ein Signalabbild aller ordnungsgemäß arbeitenden Überwachungs­ elemente in einer Speichereinrichtung eines Rechners hinsichtlich ihrer Signalgröße und ihres zeitlichen Abstandes zum Meldeelement abzulegen. Dieses kann, je nach Be­ triebsweise des zu überwachenden Fördergurtes, mehrmal am Tag oder weniger oft geschehen. Bei den nachfolgenden Umläufen des Fördergurtes werden die jeweils eintreffenden Signalabbilder mit den in der Speichereinrichtung vorhandenen Abbildern verglichen. Bei Abweichungen davon können Signale zum Melden oder Stillsetzen erzeugt werden. Die in den Fördergurt eingebrachten Überwachungs­ elemente brauchen nicht im regelmäßigen Abstand angeordnet zu sein, sondern können in beliebiger Folge die Überwachungsvor­ richtung passieren. Das hat den Vorteil, daß bei Störungen eines oder mehrerer Überwachungselemente die Überwachungsabstände sich zwischen den intakten Überwachungselementen nicht zu ändern brau­ chen, im Gegensatz zu einer Zeitüberwachung. Bei der vorgeschla­ genen Überwachungseinrichtung kann mittels Bedienung des die Speichereinrichtung verwaltenden Rechners jedes beliebige Über­ wachungselement zu jeder Zeit aus der Überwachungsfunktion her­ ausgenommen werden. Das hat den weiteren Vorteil, daß ein begin­ nender Schaden an einem Überwachungselement, sobald er zu einer Störung des Förderflusses in mehr oder weniger Häufigkeit bei­ trägt, in kurzer Zeit unwirksam gemacht werden kann.

Es ist leicht einzusehen, daß mit Hilfe einer bekannten Speicher­ verwaltung Anlaufvorgänge mit nicht konstanter Antriebsgeschwin­ digkeit oder betrieblich wechselnde Geschwindigkeiten wie Schleichfahrt und Normalgeschwindigkeit durch Eingabe der jewei­ ligen Information in den Rechner berücksichtigt werden können, um eine ständige Fördergurtüberwachung zu gewährleisten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Speichereinrichtung so ausgelegt sein, daß die analogen Signalgrößen, die die Überwachungselemente liefern kön­ nen, nach entsprechender Aufbereitung für die Abspeicherung in der Speichereinrichtung, bei jedem beliebigen Fördergurtumlauf gegen sich selbst und gegen andere verglichen werden. Dadurch ist es möglich, beginnende Signalabschwächungen, z. B. durch Material­ ermüdungen, frühzeitig zu erkennen und entsprechende Maßnahmen rechtzeitig einzuleiten.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Fig. 1 dargestellt und näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Überwachungsvorrichtung mit dem zu überwachenden Gurtabschnitt in Draufsicht.

Der in Fig. 1 als Abschnitt dargestellte Fördergurt 1 läuft in bekannter Weise endlos geschlossen um mindestens zwei Gurttrom­ meln in Richtung A herum. In ihm sind bekannte Überwachungsele­ mente 2 eingebettet. Das dargestellte Beispiel verwendet Über­ wachungselemente, die sich mit gutem Erfolg in die Praxis einge­ führt haben und nach der in der DE-PS 15 81 062 offenbarten Vor­ richtung arbeitet. Daher stellt 3 einen Hochfrequenzsender und 4 den dazugehörigen Hochfrequenzempfänger dar, der immer dann ein Signal empfängt, wenn das als Leitungsschleife ausgebildete Überwachungselement 2 mit dem Fördergurt an 3 und 4 vorbeiläuft.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll auf die Notwendigkeit der regelmäßigen Abstände der Überwachungselemente 2 verzichtet wer­ den. Gleichzeitig soll auch auf die Zuordnung von Meldeelementen zu jedem einzelnen Überwachungselement verzichtet werden. Erfin­ dungsgemäß soll ein Meldeelement, das als 5 oder 2a dargestellt ist so wenig wie möglich vorkommen, vorzugsweise nur einmal je Überwachungsvorrichtung. Die Ausgestaltung des Meldeelementes kann beispielsweise nach der DE-PS 17 81 049 durchgeführt werden und in Fig. 1 mit 5 bezeichnet werden. Dieses Meldeelement wirkt beim Vorbeilauf, da es auch im Fördergurt eingebettet ist, auf die Spule 6 ein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird nicht nur auf den regelmäßigen Abstand der Überwachungselemente 2 sondern auch auf den Einbau von Meldeelementen 5 verzichtet. Es wird vorzugs­ weise ein einmaliger, sich von den anderen gegenseitigen Abstän­ den der Überwachungselemente 2 unterscheidender Abstand von zwei Überwachungselementen vorgesehen. In der Fig. 1 ist dieses Mel­ deelement mit 2a bezeichnet. Es wirkt ebenso wie die Überwach­ ungselemente 2 zwischen Sender 3 und Empfänger 4, und erfüllt in diesem Falle eine doppelte Funktion. Die erste Funktion ist die der Überwachung, während die zweite einen Definitionspunkt bil­ det. Es ist selbstverständlich möglich, daß dieser prädestinierte Abstand zwischen Überwachungselement 2 und 2a nicht nur einmal vorgesehen wird. Trotzdem entfällt die Notwendigkeit, dies bei jedem Überwachungselement durchführen zu müssen. Das selbe gilt selbstverständlich auch für das Meldeelement 5 in Verbindung mit den Überwachungselementen 2.

Die Arbeitsweise der so geschaffenen Überwachungsvorrichtung für Fördergurte läuft wie folgt ab:

Unter der Annahme, daß zu irgend einem Zeitpunkt der Fördergurt 1 in Laufrichtung A in Bewegung gesetzt wird und beispielsweise ein Meldeelement 5 sowie Überwachungselemente 2 im Fördergurt untergebracht sind, wird beim Vorbeilaufen von 5 die zugehörige Spule 6 ansprechen und dieses dem Rechner 7 in bekannter Weise mitteilen. Diese Information wird nunmehr dazu benutzt, alle vom Empfänger 4 durch das Vorbeilaufen der Überwachungselemente 2 empfangenen Signale mittels Steuereinrichtung 8 dem Speicher 9 zuzuführen. Diese Signale können beliebig in bekannter Weise aufbereitet sein und alle Informationen, wie Abstand der Überwa­ chungselemente untereinander und/oder Größe des Meßwertes jedes einzelnen Überwachungselementes, enthalten. Rechner 7, Steuerein­ richtung 8 und Speicher 9 sind bekannte Baugruppen, die mittels festgelegtem Programmablauf untereinander kommunizieren und nicht Gegenstand der Patentanmeldung sind. Der Ausdruck Rechner steht im Übrigen für alle Baugruppen, die in der Lage sind, den erfin­ dungsgemäßen Ablauf der Überwachungsvorrichtung zu gewährleisten.

In der Erfindungsausgestaltung unter Weglassung des Meldeelemen­ tes 5 wird statt dessen ein wie ein Überwachungselement 2 ausge­ führtes Element 2a im definierten Abstand zu einem Überwachungs­ element 2 angeordnet, wobei darauf geachtet werden sollte, daß dieser Abstand möglichst nur einmal je überwachtem Fördergurt auftritt. Damit wird der Rechner 7 in die Lage versetzt, nach einem einmaligen Umlauf des zu überwachenden Fördergurtes ein Abbild aller relevanten Signalparameter im Speicher 9 abzulegen.

In beiden vorgenannten Ausführungsbeispielen werden die Signale der Überwachungselemente 2 bei jedem Umlauf des Fördergurtes in einem elektronischen Speicher 9 abgelegt und mit sich selber bei jedem Folgeumlauf mit Hilfe des Rechners 9 verglichen, der bei Änderungen der verglichenen Signalparameter ein Melde- oder Ab­ schaltsignal erzeugt.

Damit ist eine Überwachungsvorrichtung geschaffen, die mit be­ währten Überwachungselementen aufgebaut werden kann und mit deren Hilfe Überwachungselemente so verwaltet werden können, daß die einzubauenden Abstände der Überwachungselemente 2 fast beliebig angeordnet sein können. Bei natürlichem Ausfall, z. B. nach Ver­ schleiß, kann dieses ausgefallene Überwachungselement 2 aus der weiteren Überwachungsfunktion durch Einflussnahme auf den Rechner herausgenommen werden.

Es ist selbstredent möglich, das Meldeelement 2a in die Überwach­ ungsaufgabe so einzubeziehen, daß es wie ein Überwachungselement 2 wirkt. Ferner ist es möglich, auf ein Meldeelement 2a bzw. 5 ganz zu verzichten, wenn sich beim Ablegen der Signalparameter im Speicher 9 charakteristische Muster abbilden lassen, die sich bei jedem Umlauf des zu überwachenden Fördergurtes wiederholen. Jede auftretende Veränderung kann dann unmittelbar zur Abgabe eines Melde- oder Stillsetzsignals herangezogen werden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Überwachung von Fördergurten gegen Längsschlitzung, bei dem in den Fördergurt in Abständen eingebettete, über die ganze Breite des Fördergurtes reichende Quereinlagen zur Detektierung von auftretenden Schäden beim Vorbeiführen an mindestens einer ortsfesten Überwachungsvorrichtung, bei deren Passieren im nur unzerstörten Zustand ein Signal ausgelöst und einer Überwachungsvorrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Überwachungselemente (2) in beliebigem Abstand in den Fördergurt (1) eingebettet sind, wobei mindestens ein oder mehrere unterschiedliche Abstände zu den übrigen Überwachungselementen (2) vorgesehen werden, deren Signalparameter mit Hilfe eines Rechners (7) und Steuereinrichtung (8) in einem elektronischen Speicher (9) abgelegt werden und bei jedem Umlauf des Fördergurtes (1) mit sich selber verglichen und so ausgewertet werden, daß bei auftretenden Abweichungen ein Melde- oder Abschaltsignal gebildet wird.

2. Verfahren zur Überwachung von Fördergurten gegen Längsschlitzung, bei dem in den Fördergurt in Abständen eingebettete, über die ganze Breite des Fördergurtes reichende Quereinlagen zur Detektierung von auftretenden Schäden beim Vorbeiführen an mindestens einer ortsfesten Überwachungsvorrichtung, bei deren Passieren im nur unzerstörten Zustand ein Signal ausgelöst wird und in Verbindung mit einem der Quereinlage zugeordneten zweiten Signal aus einer Meldeeinrichtung, wie einer Anordnung aus Permanentmagneten als Meldeelemente im Fördergurt und entsprechenden Empfängern im ortsfesten Teil, einer Überwachungsvorrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß weniger als die Zahl der Überwachungselemente (2) als Meldeele­ mente (5), vorzugsweise nur eines, in den Fördergurt (1) eingebettet wird (werden), wobei die Signalparameter der Überwachungselemente (2) mit Hilfe eines Rechners (7) und Steuerein­ richtung (8) in einem elektronischen Speicher (9) abgelegt werden und bei jedem Umlauf des Fördergurtes (1) mit sich selber verglichen und so ausgewertet werden, daß bei auftretenden Abweichungen ein Melde- oder Abschaltsignal gebildet wird.