DE4111358A1 - Vorrichtung zur ueberwachung des ueber rollen gefuehrten endlosgurts eines bandfoerderers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des über Rollen geführten Endlosgurts eines Bandförderers.

Bandförderer dieser Art sind seit langer Zeit bekannt. Der Endlosgurt wird über eine Reihe von Rollen geführt, wobei mindestens eine der jeweils am Umkehrpunkt angeordneten Rollen von einem Motor angetrieben wird. Der Obergurt wird von in einem gewissen Abstand angeordneten Rollen mit einer leicht konkaven Querschnittswölbung geführt. Der zurücklau­ fende Untergurt wird ebenfalls an einigen Stellen abgestützt.

Nun kommt es in bestimmten Bereichen zu erheblichen Ver­ schleißerscheinungen der Endlosgurte. Als Beispiel sei der untertägige Bergbau erwähnt. Dort werden über Bandförderer abgebaute Kohle, Abraummaterial und auch Werkzeuge, Aus­ rüstungsgegenstände und dergleichen befördert.

Insbesondere beim ungewollten Transportieren von großen Stahlträgern und dergleichen ist der Gurt sehr stark be­ lastet, die scharfen Kanten der Stahlträger können auch Einschnitte und Risse des Gurts hervorrufen.

Beschädigte Gurte stellen aber insoweit eine Quelle für mögliche abträgliche Folgeerscheinungen dar, als Material durch Risse im Obergurt auf das gegenläufige Untergurt fal­ len kann, so daß es zu Stauungen an den Rollen kommt, wo­ durch weitere Beschädigungen hervorgerufen werden und mög­ licherweise der Förderer vollständig ausfällt. Ferner bildet es im untertägigen Bereich eine erhebliche Gefahrenquelle im Hinblick auf Brände, wenn es zu einer Reibung des Gurts mit insbesondere Rieselkohle (Feinkohle) kommt.

Im Betrieb des Bandförderers soll der Endlosgurt innerhalb eines vorbestimmten Sollbereichs laufen, welcher die maximal zulässigen seitlichen Auslenkungen des Endlosgurts definiert. Bei Beschädigungen an den Führungselementen des Bandförderers oder bei Beschädigungen des Bands erfolgt ein Schieflauf, mit der Folge, daß möglicherweise gravierendere Beschädigun­ gen des Förderers entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung des über Rollen geführten Endlosgurts eines Bandförderers anzugeben, mit der ein fehlerhafter Gurt des Bandförderers und/oder ein Fehllauf des Gurts festgestellt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine an einer Beobachtungs­ stelle nahe der Bewegungsbahn des Gurts angeordnete Erfas­ sungseinrichtung, die die Lage zumindest eines Gurtrands in Querrichtung erfaßt.

Es hat sich gezeigt, daß ein Großteil der möglichen Beschä­ digungen des Gurts zu einem seitlichen Auslaufen des Gurts aus seiner Sollage führt. Dieses seitliche Auslaufen kann verschiedene Ursachen haben, von denen die meisten eine unbedingt zu behebende Störung darstellen. Mit Hilfe der Erfassungseinrichtung läßt sich ein fehlerhafter Lauf des Gurtbands und mithin ein Fehler des Bandförderers feststel­ len, so daß anhand eines von der Erfassungseinrichtung abge­ gebenen Signals signalisiert wird, daß eine Überprüfung und ggf. eine Reparatur des Bandförderers notwendig ist.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an der oder in der Nähe von der Beobach­ tungsstelle eine Gurtstauchvorrichtung angeordnet ist, die die Gurtränder in Bezug auf die Gurtmitte neigt. Wie oben erwähnt, sind die Führungs- und Lagerrollen des Obergurts etwas geneigt, so daß der Obergurt eine Art Mulde bildet, indem er im Querschnitt etwas konkav durchgebogen ist. Durch die erwähnte Gurtstauchvorrichtung wird diese Durchbiegung übertrieben verstärkt. An der gestauchten oder zusammenge­ drückten Stelle des Obergurts wird nun von der Erfassungs­ einrichtung festgestellt, ob ein Gurtrand oder ob beide Gurtränder aus einer Sollage sehr stark abweichen. Falls dies nicht der Fall ist, läuft das Band korrekt und ist höchstwahrscheinlich intakt. Wenn sich jedoch eine Abwei­ chung von der Sollage ergibt, so hat dies mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit die Ursache in einem Längsriß; denn auf­ grund des Längsrisses bewirkt die Stauchung in Querrichtung, daß im Bereich des Risses die dem Riß benachbarten Bereiche des Gurts einander etwas überlappen. Dadurch wird die Gesamt­ breite des Obergurts an der Beobachtungsstelle schmaler. Dieses Schmalerwerden wird von der Erfassungseinrichtung als Riß des Obergurts interpretiert. Ein von der Erfassungsein­ richtung erzeugtes Fehlersignal signalisiert, daß eine In­ spektion des Bandförderers notwendig ist.

Die oben erläuterte Überwachung des Gurtrands an einer Seite oder an beiden Seiten geschieht z. B. mit Hilfe einer Licht­ schrankenanordnung, die an einem Gurtrand oder an beiden Gurträndern angeordnet ist. Derartige Lichtschrankenanord­ nungen sind bekannt und bestehen beispielsweise aus einer Reihe von in Querrichtung zum Band angeordneten Lichtquel­ len, z. B. Dioden, und diesen gegenüberliegend angeordneten Lichtempfangselementen, so daß der Gurtrand zwischen den Lichtquellen und den Lichtempfangselementen durchläuft.

In einer demgegenüber besonders bevorzugten Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Erfassungseinrichtung einen bezüglich des Endlosgurts außen angeordneten Bildwandler aufweist, der die Lage und Breite des Gurts erfaßt. Dieser Bildwandler könnte theoretisch auch zwischen Obergurt und Untergurt, also innen bezüglich des Endlosgurts angeordnet sein, die Anordnung außerhalb des Endlosgurts hält den Bild­ wandler jedoch für eine einwandfreie Funktionstüchtigkeit sauber. Dieser Bildwandler ist z. B. eine für Überwachungs­ zwecke auch anderweitig eingesetzte Fernsehkamera. Die Fern­ sehkamera nimmt laufend oder in gewissen Zeitintervallen Bilder von einer Beobachtungsstelle des Obergurts auf und führt sie einer Bildauswertung zu.

Befindet sich der Bandförderer in einem hellen Arbeitsbe­ reich, so brauchen keine zusätzlichen Maßnahmen vorgesehen zu werden, um den Gurt gegenüber der Umgebung mit ausrei­ chendem Kontrast hervorzuheben. Speziell im untertägigen Bergbau jedoch, also bei ungünstigen Lichtverhältnissen, sieht die Erfindung vor, daß der Erfassungseinrichtung eine Lichtquelle zugeordnet ist, die sich vorzugsweise im Inneren des Endlosgurts befindet. Diese Lichtquelle bestrahlt gleich­ sam die Unterseite des Obergurts und bietet der Erfassungs­ einrichtung einen ausreichenden Kontrast, so daß die Erfas­ sungseinrichtung beide Gurtränder erfassen kann.

Außerdem wird durch die Lichtquelle unterhalb des Obergurts die Möglichkeit eröffnet, Risse im Gurt direkt zu erkennen; denn die Lichtquelle läßt Licht durch die zumindest stellen­ weise und zeitweise öffnenden Risse auf die Erfassungsein­ richtung durch. Somit steht also eine auf verschiedenen Prinzipien beruhende Erfassung von Beschädigungen des Ober­ gurts des Bandförderers zur Verfügung, nämlich die Erfassung der Gurtränder, durch die mögliche, auf Risse zurückführende Überlappungen des Gurts erkannt werden, und eine direkte Erkennung durch durch Risse hindurchscheinendes Licht.

Um ein sicheres Erkennen möglicher Risse zu gewährleisten, besteht die Lichtquelle vorzugsweise aus stabförmigen Leuch­ ten, welche die gesamte Gurtbreite auf der Unterseite des Gurts überspannen. Speziell mit derartigen Leuchten lassen sich nicht nur Längsrisse des Gurts, sondern auch Löcher, Querrisse und schräg verlaufende Risse mit Sicherheit er­ fassen. Ferner läßt sich mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen feststellen, ob der Endlosgurt korrekt läuft. Falls der Gurt seitlich auswandert, kann das Band auch automatisch durch ein Signal von der Erfassungseinrichtung stillgesetzt wer­ den, so daß eine Überprüfung des Bands durchgeführt werden muß.

Eine eine besondere Zuverlässigkeit und Bedienungsfreund­ lichkeit gewährleistende Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Erfassungseinrichtung eine elektronische Aus­ werteschaltung aufweist, die aus den von der Erfassungsein­ richtung gelieferten Signalen mindestens eines der folgenden Fehlersignale generiert:

• a) Die Ist-Gurtbreite hat sich gegenüber einer vorgege­ benen Soll-Gurtbreite verringert;
• b) an mindestens einer Stelle des Gurts zwischen den Gurt­ rändern scheint Licht durch; und
• c) der Gurt wandert einseitig aus.

Mit den oben angegebenen Kriterien lassen sich praktisch sämtliche möglichen Funktionsfehler bei einem Bandförderer erfassen.

Eine besonders sichere Fehlererkennung ist möglich, wenn an den Bildwandler eine Speicher- und Vergleicherschaltung angeschlossen ist, durch die zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommene Bilder miteinander verglichen werden. In der Speichereinrichtung wird z. B. ein Soll-Bild aufgenommen, wenn der Bandförderer neu in Betrieb genommen wird. Mit diesem Bild werden dann später aufgenommene Bilder ver­ glichen. Derartige Bildvergleiche sind mit kommerziell ver­ fügbaren Kamera- und Bildauswertegeräten möglich. Eine Ab­ weichung von miteinander verglichenen Bildern liegt dann vor, wenn beispielsweise Licht durch einen offenen Riß des Obergurts auf die Kamera fällt oder wenn einer oder beide Seitenbereiche des Gurts ihre frühere Lage verlassen und eine neue Lage einnehmen. Die in der Speichereinrichtung gespeicherten Referenzbilder können in gewissen Zeitabstän­ den erneuert werden, um allgemeinen Verschleißerscheinungen z. B. an den Rändern des Gurts Rechnung zu tragen. Risse oder andere Fehler des Bands oder des Bandlaufs lassen sich durch eine signifikante Änderung des jeweils jüngsten aufgenomme­ nen Bilds gegenüber einem gespeicherten Bild erkennen.

Selbstverständlich kann man auch jeweils eine separate Ein­ richtung zum Überwachen der Ränder des Obergurts einerseits und zur Feststellung von Rissen im Mittelbereich des Bands andererseits vorsehen.

Wie erwähnt, findet die Erfindung speziell Anwendung im untertägigen Bergbau. Selbstverständlich ist die Erfindung aber auch anwendbar bei in praktisch beliebigen Bereichen eingesetzten Bandförderern.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht eines Bandförderers mit einer Vorrichtung zum Überwachen des Obergurts des Bandförderers, und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Beobach­ tungsstelle eines Obergurts eines Bandförderers.

Bandförderer sind in verschiedenen Ausführungen allgemein bekannt, so daß der hier in Einzelheiten beschriebene Band­ förderer nicht mit sämtlichen Merkmalen dargestellt und beschrieben wird.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch lediglich den Obergurt 1 eines Bandförderers. Der Obergurt 1 wird auf Rollen 2a, 2b und 2c geführt und bewegt sich in die Zeichnungsebene hinein. Die mittlere Rolle 2b ist horizontal angeordnet, die beiden äußeren Rollen 2a und 2c bilden zu der mittleren Rolle 2b jeweils etwa einen Winkel von 45°, bezogen auf die Horizontale.

Die in Fig. 1 dargestellte Neigung der Ränder des Obergurts 1, bedingt durch die relativ starke Schrägstellung der äuße­ ren Rollen 2a und 2c, ist sehr stark ausgeprägt verglichen mit der allgemein üblichen Neigung der Gurtränder des Ober­ gurts. Die sehr starke Neigung aufgrund der Schrägstellung der äußeren Rollen 2a und 2c bewirkt effektiv eine Stauchung des Obergurts 1 in Querrichtung, d. h., der Obergurt 1 wird zu seiner Längsmitte hin zusammengedrückt (siehe auch Bezugs­ zeichen 8).

In Bewegungsrichtung des Obergurts 1 versetzt befinden sich ebenfalls unterhalb des Obergurts 1 drei Leuchtstoffröhren 4a, 4b und 4c, die über einen gemeinsamen Kabelanschluß 3 an eine Spannungsquelle angeschlossen sind und einen ge­ wissen Längenabschnitt (Stauchbereich STB) des Obergurts von unten her über die gesamte Breite des Gurts ausleuchten.

Oberhalb des Obergurts 1 befindet sich an einer Stelle, die etwa dem Mittelpunkt eines Kreises durch den Obergurt 1 entspricht, eine Fernsehkamera 5, die zusammen mit einer daran angeschlossenen Speicher- und Verarbeitungsschaltung 6 eine Auswerteeinrichtung bildet. Das Gesichtsfeld der Fern­ sehkamera 5 entspricht etwa der Breite des Obergurts 1 im Bereich der Rollen 2a, 2b und 2c.

In Fig. 2 ist der Bereich, in welchem sich die Rollen und die Leuchtstoffröhren befinden, hier als Beobachtungsstelle bezeichnet, in Draufsicht dargestellt. Im Stauchbereich STB der in Fig. 2 dargestellten Beobachtungsstelle wird auf­ grund der erwähnten Stauchung des Obergurts 1 in Querrich­ tung der Gurt im Grundriß schmaler. Die normale Gurtbreite an der gestauchten Stelle ist in Fig. 2 mit B bezeichnet. Die Sollage des rechten Rands ist in Fig. 2 rechts mit X bezeichnet. Normalerweise läuft der Gurt so, daß der rech­ te Rand in der Mitte des Sollbereichs X durchläuft. Ein entsprechender Sollbereich X′ ist auf der linken Seite des Gurts in Fig. 2 dargestellt.

Die Fernsehkamera nimmt in bestimmten zeitlichen Abständen Bilder von der Beobachtungsstelle gemäß Fig. 2 auf, jedoch lediglich in einem schmalen Längsabschnitt des Gurts. Die an die Fernsehkamera 5 angeschlossene Speicher- und Ver­ gleicherschaltung vergleicht die aufgenommenen Bilddaten mit einem vorab gespeicherten Referenzbild. In dem Referenzbild läuft der Gurt exakt so, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Ist beispielsweise die Führung des Gurts nicht korrekt ein­ gestellt, oder ist der Gurt beschädigt, so wird der Gurt seitlich etwas ausgelenkt, was in Fig. 1 durch die Bezugs­ zeichen 7 angedeutet ist. Bei einem Vergleich eines in die­ sem Zustand aufgenommenen Bilds des Obergurts 1 mit dem gespeicherten Referenzbild ergibt sich eine signifikante Abweichung, und diese signifikante Abweichung löst ein Alarm- oder Fehlersignal aus, was dem Bedienungspersonal signalisiert, daß das Band überprüft werden muß. Es kann auch eine automatische Förderer-Abschaltung erfolgen.

Aufgrund der unterhalb des Obergurts 1 angeordneten Leucht­ stoffröhren 4a, 4b und 4c erscheint das Bild für die Fern­ sehkamera 5 mit ausreichendem Kontrast. Der Bereich des Obergurts ist dunkel, der Randbereich ist sehr hell. In Fig. 2 erkennt man oben und unten die Verbreiterung des Gurts vor und hinter der Beobachtungsstelle.

Wenn nun in dem Gurt aufgrund einer Beschädigung ein Längs­ riß 8 vorhanden ist, so ist dieser Riß möglicherweise an einigen Stellen nicht erkennbar, weil die beiden Rißflächen bei 8c stumpf aneinander liegen (Fig. 2).

Im Bereich der Beobachtungsstelle jedoch, wo der Obergurt 1 in Querrichtung gestaucht wird, wird ein Druck im mitt­ leren Bereich des Obergurts 1 erzeugt, und zwar in Querrich­ tung. Dieser Druck hat zur Folge, daß sich die dem Riß be­ nachbarten Bereiche des Gurts überlappen. Diese Überlappung ist in Fig. 2 mit Δ bezeichnet. Demgemäß verringert sich die Soll-Breite B des Gurts aufgrund der Überlappung im Rißbereich auf B-Δ.

Wenn nach der Beobachtungsstelle der Obergurt 1 wieder flacher wird, öffnet sich möglicherweise der Riß, was oben in Fig. 2 durch das Bezugszeichen 8a angedeutet ist. Ein solcher offener Riß kann auch im Bereich der Beobachtungs­ stelle entstehen. Dies hängt u. a. von der Länge des Risses, von der Dicke und der Beschaffenheit des Gurts und von wei­ teren Faktoren ab. Wenn ein offener Riß, wie er bei 8a in Fig. 2 dargestellt ist, im Bereich der Beobachtungsstelle erscheint, wird ein solcher Riß ebenfalls von der Fernseh­ kamera 5 und der daran angeschlossenen Speicher- und Ver­ arbeitungsschaltung 6 erfaßt.

Im dargestellten Beispiel wird aber aufgrund des Überlap­ pungsbereichs 8b von der Fernsehkamera 5 festgestellt, daß der Gurt zumindest an einer Seite aus seiner Sollage auswan­ dert, wie links in Fig. 2 bei Y angedeutet ist. Diese Ab­ weichung von der Sollage, die auch an beiden Rändern des Obergurts 1 stattfinden kann, wird von der Auswerteeinrich­ tung 5, 6 festgestellt, und dementsprechend wird ein Fehler- oder Alarmsignal erzeugt.

Unten in Fig. 2 ist bei 8c der geschlossene Rißbereich 8c dargestellt, der ohne die Stauchung des Bands möglicherweise nicht feststellbar wäre.

In der Zeichnung nicht dargestellt ist eine alternativ oder zusätzlich vorhandene Lichtschrankenanordnung an einem oder an beiden Randbereichen, z. B. links und rechts oben in Fig. 2. Derartige Lichtschrankenanordnungen könnten die Abweichung eines oder beider Gurtränder von einem Sollbereich signa­ lisieren.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Überwachung des über Rollen geführten Endlosgurts eines Bandförderers, gekennzeich­ net durch eine an einer Beobachtungsstelle nahe der Bewegungsbahn des Gurts (1) angeordnete Erfassungseinrich­ tung (4a-4c; 5, 6), die die Lage zumindest eines Gurtrands in Querrichtung erfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der oder in der Nähe von der Beob­ achtungsstelle eine Gurtstauchvorrichtung (2a, 2b, 2c) ange­ ordnet ist, die die Gurtränder in Bezug auf die Gurtmitte neigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung eine Lichtschrankenanordnung aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung einen bezüglich des Endlosgurts außen angeordneten Bildwand­ ler (5) aufweist, der Lage und Breite des Gurts (1) erfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Erfas­ sungseinrichtung (5, 6) eine Lichtquelle (4a-4c) zugeordnet ist, die sich vorzugsweise unterhalb des Endlosgurts be­ findet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtquelle aus einer oder mehre­ ren, vorzugsweise stabförmigen Leuchten (4a-4c) besteht, die die gesamte Gurtbreite überspannen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Erfas­ sungseinrichtung eine elektronische Auswerteschaltung (5, 6) aufweist, die aus den von der Erfassungseinrichtung gelie­ ferten Signalen mindestens eines der folgenden Fehlersignale generiert:

• a) die Ist-Gurtbreite hat sich gegenüber einer vorgege­ benen Soll-Gurtbreite verringert;
• b) an mindestens einer Stelle des Gurts (1) zwischen den Gurträndern scheint Licht durch; und
• c) der Gurt (1) wandert einseitig aus.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß an den Bild­ wandler (5) eine Speicher- und Vergleicherschaltung (6) angeschlossen ist, durch die zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommene Bilder miteinander verglichen werden.