DE19539980A1 - Überwachungsvorrichtung für Schäden an Fördergurten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für Schäden an Fördergurten unter Verwendung von quer zur Förderrichtung in den Fördergurt eingebauten elektrisch leitfähigen Überwachungselemen­ ten und unter Verwendung bekannter Identifikationssysteme, die neben der Kennungsgabe, zusätzliche Aufgaben der Überwachung der Überwachungselemente übernehmen.

Für die Überwachung wichtiger Fördergurte zum Transport grobstückigen Gutes, z. B. Erz, Kohle oder Metallschrott, werden vorwiegend elektrisch leitfähige Überwachungselemente in Form von Kurzschluß­ ringen aus einem oder mehreren Drahtseilen mit einer oder mehreren Windungen jeweils in Abständen, die regelmäßig oder unregelmäßig sein können, im zu überwachenden Fördergurt untergebracht. Durch induktive Kopplung zwischen diesen Überwachungselementen und ortsfest untergebrachten Spulen, die in der Regel jeweils Bestandteile der auf eine gemeinsame Frequenz abgestimmten Hochfrequenz­ schwingkreise sind, werden immer dann Signale von einem Senderschwingkreis zu einem Empfänger­ schwingkreis übertragen, wenn sich mit der Transportbewegung die im Fördergurt untergebrachten Kurz­ schlußringe an den Spulen vorbeibewegen (DE-P 17 81 049).

Eine andere Überwachungsvorrichtung ist bekannt, die an Stelle von Kurzschlußringen, elektrisch leitfä­ hige Quereinlagen verwendet, die ebenfalls beim Vorbeiführen zwischen Senderschwingkreis und Emp­ fängerschwingkreis über jeweils kapazitive Kopplungen ein Hochfrequenzsignal übertragen (DE-P 23 14 056).

Darüberhinaus gibt es Abwandlungen zur Abfrage der jeweiligen Überwachungselemente. So ist eine Überwachungseinrichtung bekannt (DE-P 24 04 769), bei der sich in jedem Überwachungselement ein Hochfrequenzempfänger und ein von dessen Empfangsenergie gespeister Sender befindet, der sein Signal auf einen ortsfest außerhalb des Fördergurtes befindlichen Empfänger überträgt. Das Überwa­ chungselement wird durch einen galvanischen Stromkreis zwischen Hochfrequenzempfänger, einem Gleichrichter und dem Sender gebildet und trennt letzteren beim Auftreten eines Schadens von der Energieversorgung ab. Damit entfällt eine Signalgabe auf einen ortsfesten Empfänger. Mit der Unter­ bringung des Senders im Fördergurt soll starkes Schwanken der Signalübertragung verhindert werden, wie es bei ortsfesten Sender-, Empfängeranordnungen auftreten könnte.

Eine weitere Überwachungseinrichtung für Förderbänder (DE-P 18 10 387) ist bekannt, die jeweils die als Überwachungselement vorgesehene Leiterschleife zum Kurzschließen eines im Fördergurt unterge­ brachten Hochfrequenzschwingkreises vorsieht und erst dann den Kurzschluß aufhebt, wenn das Über­ wachungselement zerstört wird. Dann erst wird der Hochfrequenzschwingkreis wirksam und kann in Wechselwirkung zu einem ortsfesten Oszillator treten, da dieser dann infolge Energieentzugs gedämpft wird.

Allen vorgenannten Vorrichtungen haftet der Nachteil an, daß für die zyklische Überwachungsfunktion regelmäßige Abstände der Überwachungselemente im Fördergurt vorzusehen sind, da es nur damit möglich ist, innerhalb eines zyklischen Zeitfensters ein durch inneren oder äußeren Schaden ausge­ fallenes Überwachungselement zu vermuten, wenn keine Signalübertragung stattfindet. Nach erfolgter Detektion eines aufgetretenen Schadens und anschließender Weiterführung des Förderbetriebs bis zur Reparatur des ausgefallenen Überwachungselements muß das Überwachungszeitfenster auf die doppel­ te Abstandszeit der Überwachungselemente eingestellt werden. Abgesehen davon, daß es bei der Zu­ sammenstellung eines z. B. mehrere Kilometer langen Fördergurtes aus mehreren Fördergurtabschnitten äußerst schwierig ist dafür zu sorgen, daß im endgültig zusammengestellten Fördergurt sich die Über­ wachungselemente in regelmäßigen Abständen befinden, so ist es betrieblich unbefriedigend, daß sich die Möglichkeit einer doppelt so langen Fördergurtschlitzlänge bis zur Reparatur eines einzigen ausge­ fallenen Überwachungselements ergibt.

Es sind Vorschläge gemacht worden um diese Nachteile zu vermeiden. Dazu werden den jeweiligen Überwachungselementen zusätzliche Einrichtungen, wie magnetische Schaltkreise (DE-P 17 81 049) oder sogenannte Nebenschleifen (DE-P 19 42 127) oder Vorschleifen (DE-P 17 81 150) zugeordnet, die gesondert erfaßt werden müssen. Nachteilig ist der zusätzliche Aufwand für ein weiteres Meldeelement und die Notwendigkeit, nach der Zerstörung des Überwachungselements bis zur Reparatur auch das zugehörige Meldeelement unwirksam zu machen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurden Vorschläge gemacht, um mit einem Zentralüberwachungs­ gerät, das neben einem Rechner einen entsprechend dimensionierten Speicher enthält, in dem alle detektierten Überwachungselemente so abspeichert werden, so daß weitere Umläufe jeweils synchron mit dem Speicherinhalt verglichen werden können (US-P 4 228 513). Da bei diesem Verfahren durch Störsignale der synchrone Ablauf gestört werden kann und nur durch manuellen Eingriff wieder ein syn­ chroner Betriebszustand herbeigeführt werden kann, sorgt in einem anderen Vorschlag (DE-P 38 13 614) ein definierter Referenzpunkt für automatische Synchronisation und durch Abspeicherung der analogen Signalparameter für die Unterscheidung übertragener Signale von Störsignalen. Der Aufwand hierfür ist jedoch beträchtlich und es ist erst nach einem vollständigen Umlauf des Fördergurtes ein Signalabbild vorhanden, bevor die Überwachungsanlage ihre eigentliche Sicherheitsfunktion übernehmen kann. Ferner muß für einen nicht kontinuierlich durchlaufenden Betrieb dafür gesorgt werden, daß in den Betriebsruhezeiten die Information des Speichers auch beim Abschalten der Versorgungsspannung, z. B bei Reparaturen, erhalten bleibt.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, alle vorgenannten Nachteile zu vermeiden und den Aufwand einer betriebssicheren Überwachungsvorrichtung zu verringern und die Betriebssicher­ heit gleichzeitig zu verbessern.

Erfindungsgemäß werden bekannte Überwachungselemente und bekannte Identifikationssysteme jeweils verwendet und jedes für sich so modifiziert und beide so zusammengeschaltet, daß die daraus entste­ hende neue Überwachungsvorrichtung in der Lage ist, die vorgenannte Aufgabe zu erfüllen.

Identifikationssysteme sind bekannt, bei denen es einen oder mehrere Codeträger und eine Leseelektro­ nik gibt (Lit.: E.W.Schmidt, Datenträger induktiv gekoppelt, Elektronik 15/1995, Franzis-Verlag GmbH, Poing). Bestandteil der Kommunikationseinrichtung zwischen dem Codeträger und der Leseelektronik bilden jeweils gekoppelte Spulen, die jeweils Bestandteil eines Schwingkreises sind und durch Zu- bzw. Wegschalten eines Kondensators im Codeträger Informationen übertragen können. Der Nachteil der bekannten Identifikationssysteme in Bezug auf Überwachungseinrichtungen für Schäden an Fördergur­ ten ist der, daß diese bestimmungsgemäß nur Informationen innerhalb ihres Systems austauschen. Davon abweichende, ggfls. zusätzliche Überwachungsfunktionen, sind nicht vorgesehen. Ziel der Erfin­ dung ist es daher, eine neue Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, die zum Zwecke der Überwa­ chung von Fördergurten erforderlichen Informationen unmittelbar von jedem Überwachungselement auf ortsfest untergebrachte Leseelektroniken zu übertragen. Erfindungsgemäß werden die Codeträger der Identifizierungssysteme neben ihrer ursprünglichen Aufgabe, die Übertragung z. B. der jeweiligen Num­ mer des Überwachungselements um die Aufgabe der Zustandsmeldung der Überwachungselemente erweitert. Zu diesem Zweck wird ein leitfähiges Überwachungselement in Form eines U-förmigen Draht­ seils quer über die Breite eines Fördergurtes in diesen eingebettet und so mit dem Codeträger des Identi­ fizierungssystems verbunden, daß eine Wirkung eintritt, wenn dieses Überwachungselement seinen elektrischen Wert signifikant ändert, z. B. durch Zerstörung infolge Beschädigung des Fördergurtes in seinem Unterbringungsbereich. Diese Wirkung kann einmal unmittelbar durch Beeinflussung des Schwingkreises des Codeträgers durch das Überwachungselement oder mittelbar durch Beeinflussung des Speicherinhalts des Codeträgers erfolgen. Im ersten Fall wird die Frequenz des Schwingkreises, im zweiten Fall der Informationsinhalt des Codeträgers geändert.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Fig. 1 . . . 6 dargestellt und nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Überwachungsvorrichtung 3 mit einem zu überwachenden Fördergurtabschnitt 1 in Draufsicht. Das unmodifizierte Identifikationssystem 2 wird mit seinem Schwing­ kreis, bestehend aus der Empfangsspule Le und den Kondensatoren C1 und C2 über einen zusätzlichen Kondensator C3 und dem Überwachungselement 3, bestehend beispielsweise aus einem schmalen U-förmig geformten Drahtseil, daß im zu überwachenden Fördergurt 1 eingebettet ist, so zusammenge­ schaltet, daß sich im unzerstörten Zustand des Überwachungselements 3 eine gegenüber dem unmodi­ fizierten Identifikationssystem 2 niedrigere Frequenz einstellt. Damit wird erreicht, daß neben der eigent­ lichen Aufgabe der Identifikationsmeldung (z. B. der jeweils betreffenden Nummer des Überwachungs­ elements), auch gleichzeitig durch den Anteil des durch C3 und 3 fließenden Schwingkreisstroms, das Überwachungselement 3 auf Zerstörung überwacht wird. In Fig. 2 sind die verschiedenen unterscheid­ baren Frequenzen beispielhaft dargestellt. Im Normalzustand, wenn das Überwachungselement 3 unzer­ stört ist, wird sich die Informationsübertragung zwischen dem mit dem Fördergurt bewegten Datenträger des Identifikationssystems 2 und dem ortsfesten Lesegerät 4 als Frequenzsprungverfahren (frequency­ shift-keying) zwischen den Frequenzen f1 und f2 einstellen, da die Logik 6 des Datenträgers des Identifi­ kationssystems 2 den Kondensator C2 je nach Informationsgehalt im Datentakt zu- oder abschaltet. Sobald jedoch durch Zerstörung des Überwachungselements 3 der Kondensator C3 nicht mehr wirksam sein kann, stellen sich die Frequenzsprünge zwischen den Frequenzen f2 und f3 ein. Damit kann die Nummer und der Zustand des Überwachungselements 3 vom ortsfesten Lesegerät 4 festgestellt werden. Der Aufwand für die Überwachung des Zustands des Überwachungselements 3 ist besonders dann gering, wenn die Kapazität von C3 gleich der von C2 gewählt wird, denn dann ist gegenüber dem unmo­ difizierten Datenträger des Identifikationssystems 2 nur eine zusätzliche Frequenz f1 vom Lesegerät 4 auszuwerten.

In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, dargestellt in Fig. 3, kann auch dieser gerin­ ge Zusatzaufwand vermindert werden, wenn der Datenträger des Identifikationssystems 2 durch Entfer­ nen des Kondensators C1 mit den beiden verbliebenen Kondensatoren C2 und C3 in üblicher Weise die Nummer des Überwachungselements 3 meldet und bei Ausfall des Überwachungselements 3 und damit des Kondensators C3 nur noch eine Frequenz, die ursprünglich durch C2+C3 bestimmt wurde, zu überwachen ist, da sie fehlt, wenn das Überwachungselement 3 zerstört ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, Fig. 4, sieht vor, daß der Datenträger des Identifikations­ systems 2 so modifiziert wird, daß aus der internen Energieversorgung 5 ein Überwachungsstrom abgezweigt wird, mit dem die Unversehrtheit des Überwachungselements 3 gemessen und diese Information in den Code-Speicher der Logik 6 eingetragen wird, der Bestandteil des Datenträgers des Identifikationssystems 2 ist und vom ortsfesten Lesegerät 4 ausgelesen wird.

In Fig. 5 wird eine Erfindungsausgestaltung dargestellt unter Verwendung eines herkömmlichen Daten­ trägers eines Identifikationssystems 2 innerhalb eines Überwachungselements 7, ausgebildet als Kurz­ schlußring in bekannter Herstellungsart (z. B. DE-P 40 13 764), bei dem das Lesegerät 4 den Datenträger des Identifikationssystems 2 anregt, seine Rückmeldefrequenz in das Lesegerät 4, als auch in einen zusätzlichen ortsfesten Schwingkreisempfänger 8 über das Überwachungselement 7 zu übertragen. Wahlweise kann der Schwingkreisempfänger 8 so ausgelegt sein, daß er nur die Anregefrequenz des Lesegeräts 4, die ebenfalls vom Überwachungselement 7 im unzerstörten Zustand übertragen wird, empfängt.

Die Fig. 6 zeigt die Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Identifikationssignal des im bewegten Fördergurt untergebrachten Datenträger des Identifikationssystems 2 vom ortsfesten Lesegerät 4 empfangen und in bekannter Weise ausgewertet wird. Das dazu benötigte Lesegerät 4 wird erfindungs­ gemäß zusätzlich noch dazu benutzt, seine Sendeenergie in das Überwachungselement 7, ausgebildet als Kurzschlußring im Fördergurt 1, zu induzieren und seinerseits in einen ortsfesten Schwingkreis­ empfänger 8 zu induzieren. Damit erfüllt die Identifikationseinrichtung, bestehend aus dem Datenträger des Identifikationssystems 2 und Lesegerät 4 sowohl seine Aufgabe als Leseeinrichtung für die jewei­ lige Nummer des Überwachungselements 7 als auch die Überprüfung auf Unversehrtheit des Überwa­ chungselements 7 durch den Übertragungsweg vom Lesegerät 4 über das Überwachungselement 7 zum Schwingkreisempfänger 8. Diese Informationen werden einer hier nicht näher beschriebenen Überwa­ chungseinrichtung zugeführt und zum Zwecke der Überwachung in bekannter Weise ausgewertet.

Claims (3)

1. Überwachungsvorrichtung für Schäden an Fördergurten unter Verwendung von quer zur Förder­ richtung in den Fördergurt eingebauten U-förmigen elektrisch leitfähigen Überwachungselementen und unter Verwendung von Identifikationssystemen, bestehend aus Datenträgern, die jedem Überwa­ chungselement zugeordnet werden und ortsfesten Leseelektronikeinrichtungen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem elektrischen Schwingkreis des Datenträgers des Identifikationssystems (2) über das elektrisch leitfähige Überwachungselement (3) ein frequenzabhängiges Bauelement (C3) dauer­ haft so zugeschaltet wird, daß es Bestandteil des frequenzbestimmenden Schwingkreises (Le, C1, C2) wird, der dann, wenn das Überwachungselement (3) zerstört wird, seine Frequenz verändert und damit ein Kriterium für eine Überwachungselektronik bildet, um den Fördergurt (1) stillzusetzen und gleichzeitig die Nummer des ausgefallenen Überwachungselements meldet.

2. Überwachungsvorrichtung für Schäden an Fördergurten unter Verwendung von quer zur Förder­ richtung in den Fördergurt eingebauten U-förmigen elektrisch leitfähigen Überwachungselementen und unter Verwendung von Identifikationssystemen, bestehend aus Datenträgern, die jedem Überwa­ chungselement zugeordnet werden und ortsfesten Leseelektronikeinrichtungen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Energieversorgung (5) des Datenträgers des Identifikationssystems (2) dazu benutzt wird, um einen Strom (1) durch das Überwachungselement (3) zu leiten, der die Unversehrt­ heit prüft und jeden Wert desselben dem Code-Speicher der Logik (6) des Datenträgers des Identifi­ kationssystems (2) und damit der ortsfesten Leseelektronikeinrichtung (4) des Identifikationssystems zuführt, zum Zwecke der weiteren Betriebsentscheidung.

3. Überwachungsvorrichtung für Schäden an Fördergurten unter Verwendung von quer zur Förder­ richtung in den Fördergurt eingebauten elektrisch leitfähigen Überwachungselementen in Form von Kurzschlußringen und unter Verwendung von Identifikationssystemen, bestehend aus Datenträgern, die jedem Überwachungselement zugeordnet werden und ortsfesten Leseelektronikeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Leseelektronikeinrichtung (4) für das Identifikationssys­ tem gleichzeitig oder nacheinander seine Sendeenergie sowohl in den Schwingkreis (Le, C1, C2) des im Fördergurt (1) untergebrachten Datenträgers des Identifikationssystems (2) induziert als auch in das als Kurzschlußring ausgebildete Überwachungselement (7), das mit einem mit dem Kurzschluß­ ring gekoppelten, auf die Sendefrequenz oder Rückmeldefrequenz so abgestimmten Schwingkreis­ empfänger (8) dergestalt zusammenarbeitet, daß beim Ausbleiben der betreffenden zu übertragen­ den Sendeenergie am Schwingkreisempfänger (8) oder in einer nachgeschalteten Einheit ein Kriteri­ um zum Stillsetzen des Fördergurtes gebildet wird.