EP2678259B1 - Seillastmesselement mit funkübertragung der messwerte - Google Patents

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EP2678259B1
EP2678259B1 EP12710166.5A EP12710166A EP2678259B1 EP 2678259 B1 EP2678259 B1 EP 2678259B1 EP 12710166 A EP12710166 A EP 12710166A EP 2678259 B1 EP2678259 B1 EP 2678259B1
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    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for determining the rope forces of a multi-cable conveyor system and evaluating the rope loads with correction specifications.
  • Conveyors are essential systems for each mine in the world, with the help of which these conveyors can transport persons and material to the respective destinations in the mine, which can easily be several thousand meters deep, e.g. the case in the South African gold mines.
  • the conventional construction of a conveyor system is such that a conveyor (e.g., bucket, skip or counterweight) is attached to the ends of the upper ropes. With the movement of the upper rope through the traction sheave, the conveyor is moved through the shaft. Depending on the particular depth of the conveying means, ie the length of the upper ropes in the shaft, different rope forces of the upper ropes can occur with each other. These differences must be compensated to ensure a uniform load capacity and thus a uniform load of the upper ropes.
  • a conveyor e.g., bucket, skip or counterweight
  • rope loads can be measured by conventional rope load gauges at the attachment points of the top rope to the conveyor and / or the load carrier, such as resistance gauges or other suitable means which provide an electrical signal corresponding to the respective rope load.
  • the measured values of the rope load measuring elements are usually recorded manually, carried by hand to the surface of the mine and entered there in a data processing system, which is connected in doubt with an evaluation system.
  • document DE 3307020 A1 discloses an arrangement for measuring rope forces, in which force gauges are arranged between a conveyor and ropes and the condition of friction grooves are monitored.
  • a method of measuring rope loads in conveyors comprising the steps of providing rope load sensing elements in interconnections above the conveyor associated with at least one wireless transmitter, providing at least one wireless load level sensor at the mine surface level provided with an output interface, measuring the rope loads on the conveyor by means of the rope load measuring elements to determine rope loads, and wireless transmission of the rope load values from the transmitter to the receiver for rope load measurements.
  • a method as described here provides the necessary security in the transmission of rope load readings from the conveyor to the surface of the well, with both human errors and mechanical errors of transmission substantially eliminated.
  • the rope load readings are transmitted from the wireless receiver for rope load readings via the output interface directly to an evaluation system to ensure that the rope load readings are fed into the system without avoidable delay.
  • a plurality of independent rope load sensing elements are provided to measure and transmit between the wireless transmitter and rope load readings receiver a corresponding plurality of independent rope load values.
  • a rope load measuring element per upper cable is provided.
  • radio transmission which may be radio relaying or WLAN.
  • relay stations for the data to be transmitted which record the transmitted signal on the one hand, possibly amplify it and, on the other hand, deliver it again.
  • a transmission module can be provided on the conveyor, which comprises at least one transmission antenna for the wireless transmissions of the rope load measurements to the surface, and to which the one or more independent load measuring elements are connected.
  • the transmitter module may also include an interface, possibly in the form of an additional near-field antenna, a USB interface, a Bluetooth interface or an infrared interface, to be able to provide the measured cable loads to a receiver located within the conveyor is, as in the case of a laptop computer, a handheld or the like.
  • a device for measuring cable loads of conveyor systems comprising at least one cable load measuring element for installation on a conveyor, at least one wireless transmitter for elevator rope load readings for installation on the conveyor, for connection to the rope load measuring elements or the; and at least one wireless load reading sensor for installation at the surface of the mine shaft, provided with an output interface for connection to an evaluation system, which device may have all those characteristics as already described in connection with the method.
  • FIG. 1 is a conveyor shaft 2 of a mine to recognize, in which a conveyor 4 can move up and down.
  • the conveyor 4 is attached to a plurality of upper ropes (not shown) that the conveyor can lower into the shaft, or can pull to the surface or the upper end of the shaft.
  • a rope load measuring element 6 is provided per upper cable (not shown) with which the respective cable load can be measured as a single, independent value for each measuring element. The determination of the rope loads via an intermediate harness in which the rope load measuring element is housed.
  • the rope load measuring elements 6 are connected to a transmission module 8, wherein each rope load measuring element 6 has a separate and dedicated connection with the transmission module 8.
  • the transmission module 8 is connected to an antenna 10 on the conveying means, which can transmit the read-out values of the rope load measuring elements 6 by radio to a corresponding antenna 14 to a receiver 12 which is located at the upper end of the shaft.
  • the transmission module has six channels, so that with a number of more than six upper ropes and therefore correspondingly many rope load measuring elements, a correspondingly larger number of transmission modules 8 must be provided.
  • the rope load measurements are again transmitted by radio to an additional receiver 16 connected to an evaluation system 18 for calculating the differences in rope loads and displaying the rope length correction values and / or the rope grooves of a cable carrier.
  • the receiver 16 can also receive the measured values from more than one transmission module 8. So that the receiver 16 more than the six
  • Each transmission module 6 sends an identifier before transmitting the six measured values, so that the receiver can assign the transmitted measured values to the respective transmitter module 6.
  • the transmission of the respectively six measured values then takes place sequentially, ie one transmission module after the other.
  • FIG. 1 it can be seen that another receiver 20 can be arranged within the conveying means 4 for receiving the rope load measured values which are supplied to the transmission module 8 by the rope load measuring elements 6.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Seilkräfte einer Mehrseilförderanlage und dem Auswerten der Seillasten mit Korrekturvorgaben.
  • Förderanlagen sind wesentliche Systeme für jedes Bergwerk dieser Welt, mit deren Hilfe dieser Förderanlagen Personen und Material zu den jeweiligen Bestimmungsorten im Bergwerk transportiert werden können, die ohne Weiteres mehrere tausend Meter tief sein können, wie z.B. der Fall in den südafrikanischen Goldminen.
  • Der herkömmliche Aufbau einer Förderanlage ist derart, dass an den Enden der Oberseile ein Fördermittel (z.B. Förderkorb, Skip oder Gegengewicht) befestigt ist. Mit der Bewegung des Oberseils durch die Treibscheibe, wird das Fördermittel durch den Schacht bewegt. Abhängig von der jeweiligen Teufe des Fördermittels, also Länge der Oberseile im Schacht, kann es zu unterschiedlichen Seilkräften der Oberseile untereinander kommen. Diese Unterschiede müssen ausgeglichen werden, um eine gleichmäßige Tragkraft und damit eine gleichmäßige Beanspruchung der Oberseile zu gewährleisten.
  • Seillasten als solche können durch herkömmliche Seillastmesselemente an den Befestigungspunkten des Oberseils am Fördermittel und/oder dem Lastträger gemessen werden, wie zum Beispiel Widerstandsmessstreifen oder andere geeignete Mittel, die ein elektrisches Signal abgeben, das der jeweiligen Seillast entspricht.
  • Bei Förderanlagen in Bergwerken werden die gemessenen Werte der Seillastmesselemente im Regelfall manuell aufgezeichnet, per Hand an die Oberfläche des Bergwerkes getragen und dort in ein Datenverarbeitungssystem eingegeben, das im Zweifel mit einem Auswertesystem verbunden ist.
  • Das manuelle Auslesen von Seillastwerten und die manuelle Übertragung vom Fördermittel, wo die Seillasten gemessen werden, auf das Auswertesystem, wo die Werte in das System eingepflegt werden, ist nicht nur mühsam sondern auch fehleranfällig, was bei der vorgesehenen Anwendung in Bergwerken desaströs sein kann.
  • Um dieses Problem zu lösen, sind Datenübertragungssysteme vorgeschlagen worden, bei denen Seillastwerte, wie an dem Fördermittel gemessen, auf eine Sinusschwingung aufmoduliert worden sind, die über das Oberseil übertragen wurde und an der Oberfläche des Schachtes vom Oberseil abgegriffen wurden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass derartige Systeme extrem unzuverlässig sind und nicht die gewünschten Ergebnisse bezüglich der Übertragungssicherheit liefern konnten.
  • Dokument DE 3307020 A1 offenbart eine Anordnung zur Messung von Seilkräften, bei der Kraftmessgeräte zwischen einem Fördermittel und Seilen angeordnet sind und der Zustand von Friktionsnuten überwacht werden.
  • Dokument US 2006/0086573 A1 offenbart ein Aufzugsystem, bei dem Daten zur Steuerung des Systems (z.B. Aufzugwunsch, dessen Priorität, Position der Kabine) zwischen Bedienterminals auf den einzelnen Stockwerken und / oder dem Gegengewicht bzw. der Kabine drahtlos übertragen werden.
  • Dementsprechend besteht nach wie vor ein großer Bedarf an einer Lösung, die es ermöglicht, die an dem Fördermittel gemessenen Seillasten zuverlässig den Schacht hinauf zur Oberfläche und zu einem Auswertesystem zu übermitteln.
  • Um diesen Bedarf zu befriedigen wird ein Verfahren zur Messung von Seillasten in Förderanlagen offenbart, mit den Schritten des zur Verfügung Stellens von Seillastmesselementen in Zwischengeschirren oberhalb des Fördermittels, verbunden mit zumindest einem kabellosen Sender, Vorsehen zumindest eines kabellosen Empfängers für Seillastmesswerte auf der Ebene der Bergwerksoberfläche, versehen mit einer Ausgabeschnittstelle, Messen der Seillasten auf dem Fördermittel mittels der Seillastmesselemente, um Seillasten zu ermitteln, und kabelloses Übertragen der Seillastwerte vom Sender auf den Empfänger für Seillastmesswerte. Ein Verfahren wie hier beschrieben bietet die notwendige Sicherheit bei der Übertragung von Seillastmesswerten vom Fördermittel zur Oberfläche des Schachtes, wobei sowohl menschliche Fehler als auch mechanische Fehler der Übertragung im Wesentlichen eliminiert sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Seillastmesswerte von dem kabellosen Empfänger für Seillastmesswerte über die Ausgabeschnittstelle direkt an ein Auswertesystem übertragen, um sicherzustellen, dass die Seillastmesswerte ohne vermeidbare Verzögerung in das System eingespeist werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrzahl von unabhängigen Seillastmesselementen vorgesehen, um eine entsprechende Mehrzahl von unabhängigen Seillastwerten zu messen und zwischen dem kabellosen Sender und Empfänger für Seillastmesswerte zu übertragen. Besonders bevorzugt ist dabei ein Seillastmesselement pro Oberseil vorgesehen.
  • Während eine kabellose Übertragung der Daten durch den Schacht aufwärts mit Hilfe von Laserstrahlen oder anderen vergleichbaren Einrichtungen denkbar ist, ist die bevorzugte Art und Weise der kabellosen Übertragung die Übertragung per Funk, wobei es sich dabei um Richtfunkübertragungen oder WLAN handeln kann. Bei großen Teufen ist dabei auch das Vorsehen von Relaisstationen für die zu übertragenden Daten denkbar, die das gesendete Signal einerseits aufnehmen, eventuell verstärken und andererseits wieder abgeben.
  • Darüber hinaus kann auf dem Fördermittel ein Sendemodul vorgesehen sein, welches zumindest eine Übertragungsantenne für die kabellose Übertragungen der Seillastmesswerte zur Oberfläche umfasst, und mit dem das oder die voneinander unabhängigen Seillastmesselemente verbunden sind. Das Sendemodul kann darüber hinaus auch eine Schnittstelle umfassen, möglicherweise in Form einer zusätzlichen Nahbereichsantenne, einer USB-Schnittstelle, einer Bluetooth-Schnittstelle oder einer Infrarot-Schnittstelle, um die gemessenen Seillastwerte auch einem Empfänger zur Verfügung stellen zu können, der innerhalb des Fördermittels angeordnet ist, wie im Falle eines Laptopcomputers, eines Handhelds oder ähnlichem.
  • Darüber hinaus ist vorgesehen eine Vorrichtung zur Messung von Seillasten von Förderanlagen, umfassend zumindest ein Seillastmesselement zur Installation an einem Fördermittel, zumindest einen kabellosen Sender für Aufzugseillastmesswerte zur Installation an dem Fördermittel, zur Verbindung mit dem oder den Seillastmesselementen; und zumindest einen kabellosen Empfänger für Seillastmesswerte zur Installation an der Oberfläche des Bergwerkschachtes, versehen mit einer Ausgabeschnittstelle zur Verbindung mit einem Auswertesystem, wobei diese Vorrichtung all diejenigen Eigenschaften aufweisen kann, wie sie schon in Verbindung mit dem Verfahren beschrieben worden sind.
  • Weitere Elemente, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen entnehmen, wobei diese Beschreibung und die Zeichnungen lediglich illustrierend sind und in keiner Weise einschränkend verstanden werden soll.
  • In Figur 1 ist ein Förderschacht 2 eines Bergwerkes zu erkennen, in dem sich ein Fördermittel 4 auf und ab bewegen kann. Das Fördermittel 4 ist an mehreren Oberseilen (nicht gezeigt) befestigt, dass das Fördermittel in den Schacht absenken kann, oder zur Oberfläche beziehungsweise dem oberen Ende des Schachtes ziehen kann.
  • An der Oberseite des Fördermittels 4 ist pro Oberseil (nicht gezeigt) ein Seillastmesselement 6 vorgesehen, mit denen die jeweilige Seillast als einzelner, unabhängiger Wert für jedes Messelement gemessen werden kann. Die Ermittlung der Seillasten erfolgt über ein Zwischengeschirr in dem das Seillastmesselement untergebracht ist.
  • Die Seillastmesselemente 6 sind verbunden mit einem Sendemodul 8, wobei jedes Seillastmesselement 6 eine separate und dedizierte Verbindung mit dem Sendemodul 8 hat. Das Sendemodul 8 ist verbunden mit einer Antenne 10 auf dem Fördermittel, welche die ausgelesenen Werte der Seillastmesselemente 6 per Funk an eine entsprechende Antenne 14 an einen Empfänger 12 übertragen kann, der sich am oberen Ende des Schachtes befindet. Das Sendemodul hat sechs Kanäle, so dass bei einer Anzahl von mehr als sechs Oberseilen und damit entsprechend vielen Seillastmesselementen eine entsprechend größere Anzahl von Sendemodulen 8 vorgesehen sein muss.
  • In der in der Figur gezeigten Ausführungsform werden die Seillastmesswerte, wie durch den Empfänger 12 empfangen, wiederum per Funk an einen zusätzlichen Empfänger 16 übertragen, der mit einem Auswertesystem 18 verbunden ist, zur Berechnung der Unterschiede in den Seillasten und Darstellung der Korrekturwerte für die Seillänge und/oder der Seilrillen eines Seilträgers. Der Empfänger 16 kann dabei auch die Messwerte von mehr als einem Sendemodul 8 empfangen. Damit der Empfänger 16 mehr als die sechs Kanäle eines Sendemoduls 8 verarbeiten kann sendet jedes Sendemodul 6 vor der Übertragung der sechs Messwerte eine Kennung, so dass der Empfänger die übertragenen Messwerte dem jeweiligen Sendemodul 6 zuordnen kann. Bei mehreren Sendemodulen 6 erfolgt die Übertragung der jeweils sechs Messwerte dann sequentiell, d.h. ein Sendemodul nach dem anderen.
  • Was der Figur 1 schließlich noch zu entnehmen ist, ist dass ein weiterer Empfänger 20 innerhalb des Fördermittels 4 angeordnet sein kann, zum Empfangen der Seillastmesswerte, die dem Sendemodul 8 von den Seillastmesselementen 6 zugeführt werden.

Claims (16)

  1. Verfahren zur Messung von Seillasten an Oberseilen in einem Förderschacht (2) umfassend die Schritte:
    Vorsehen von Seillastmesselementen (6) auf dem Fördermittel (4);
    Vorsehen zumindest eines kabellosen Senders (8, 10) für Seillastmesswerte im Fördermittel (4), verbunden mit den Seillastmesselementen (6);
    Vorsehen zumindest eines kabellosen Empfängers (12, 14) für Seillastmesswerte auf der Ebene der Oberfläche des Förderschachtes, versehen mit einer Ausgabeschnittstelle;
    Messen der Seillasten auf dem Fördermittel (4) mittels der Seillastmesselemente (6) zur Ermittlung von Seillastwerten;
    Übertragung der Seillastwerte kabellos zwischen dem Sender (8) und dem Empfänger (12) für Seillastmesswerte, wobei Relaisstationen für die zu übertragenden Daten vorgesehen sind, die das gesendete Signal aufnehmen, verstärken und wieder abgeben, um große Teufen zu überbrücken.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend den Schritt der Übertragung der Seillastwerte von dem kabellosen Empfänger (12) für Seillastmesswerte über die Ausgabeschnittstelle an ein Auswertesystem (18).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Mehrzahl von unabhängigen Seillastmesselementen (6) auf dem Fördermittel (4) vorgesehen sind und eine entsprechende Mehrzahl von separaten und unabhängigen Seillastwerten gemessen und übertragen werden zwischen dem Sender (8) und dem Empfänger (12) für Seillastmesswerte.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei pro Oberseil ein unabhängiges Seillastmesselement (6) auf dem Fördermittel (4) vorgesehen ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die kabellose Übertragung eine Funkübertragung ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Sendemodul (8) vorgesehen ist auf dem Fördermittel (4) umfassend zumindest eine Übertragungsantenne (10) und mit dem die jeweiligen Seillastmesselemente (6) verbunden sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Funkübertragung eine Richtfunkübertragung oder WLAN ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seillastmesselemente (6) in einem Zwischengeschirr integriert sind.
  9. Vorrichtung zur Messung von Seillasten in einem Förderschacht (2) umfassend:
    zumindest ein kabelloser Sender (8, 10) für Seillastmesswerte zur Installation an einem Fördermittel (4) verbindbar mit zumindest einem Seillastmesselement (6);
    zumindest ein kabelloser Empfänger (12, 14) für Seillastmesswerte zur Installation auf der Oberflächenebene des Bergwerkschachtes;
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung Relaisstationen für die zu übertragenden Daten, die das gesendete Signal aufnehmen, verstärken und wieder abgeben, um große Teufen zu überbrücken umfasst und das zumindest eine Seillastmesselement (6) an dem Fördermittel (4) installiert ist und wobei der kabelloser Empfänger (12, 14) versehen ist mit einer Ausgangsschnittstelle zur Verbindung mit einem Auswertesystem (18).
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei pro Oberseil ein unabhängiges Seillastmesselement (6) vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der kabellose Sender (8, 10) ein Funksender ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei ein Sendemodul (8) zur Installation auf dem Fördermittel (4) vorgesehen ist, umfassend zumindest eine Übertragungsantenne (10) und mit dem die voneinander unabhängigen Seillastmesselemente (6) verbunden werden können.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Funksender und - empfänger Richtfunksender und -empfänger sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Funksender und - empfänger ein WLAN-Sender und -Empfänger sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Funksender und - empfänger ein Bluetooth-Sender und -Empfänger sind.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Seillastmesselemente (6) in einem Zwischengeschirr integriert sind.
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