DE3307020A1

DE3307020A1 - Anordnung zur messung von seilkraeften

Info

Publication number: DE3307020A1
Application number: DE19833307020
Authority: DE
Inventors: Tage Västerås Danielsson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1984-08-30

Description

Anordnung zur Messung von Seilkräften
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung von Seilkräften und zur Signalübertragung bei Schacht förderanlagen und Aufzügen.
Es ist - sowohl aus Sicherheits- wie aus Betriebsgründen -von großer Bedeutung, den Zustand von Seilen an Aufzügen und Schachtförderanlagen überwachen zu können. Auch die Überwachung der am Umfang der Treibscheibe vorhandenen Friktionsnuten an Spillwinden ist von großer Bedeutung.
Es gibt Anordnungen, mit denen man bei Stillstand den Zustand der Seile messen kann; es ist jedoch schwierig, eine solche Messung und überwachung an in Bewegung befindlichen Aufzügen und Schachtförderanlagen durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln,- mit der der Zustand der Seile von Aufzügen und Schachtförderanlagen auch gemessen und überprüft werden kann, während sich diese Hebezeuge in Bewegung befinden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen genannt.
Durch die Anordnung gemäß der Erfindung kann man eine fortlaufende, eventuell auch multiplexierte Überwachung des Seilzustandes von in Bewegung befindlichen Schachtförderanlagen und Aufzügen erreichen.
Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung gemäß der Erfindung bei einer Schachtförderanlage, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Gelenkvorrichtung für die Verbindung von Seil und Förderkorb, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für die elektrische Signalverarbeitungsanordnung bei einer Anordnung gemäß der Erfindung, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für die Anbringung von Kraftmeßgeräten an einem Gelenkteil der Gelenkvorrichtung gemäß Fig. 2, Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Anordnung gemäß der Erfindung bei einer Schachtförderanlage.
Figur 1 zeigt eine Schachtförderanlage , die aus einer eiltrommel oder einer Treibscheibe 4 besteht, über welche eine oder mehrere Seile laufen. Figur 1 zeigt eine Spillwinde, und es ist wichtig, auch den Zustand w Umfang der Treibscheibe 4 vorhandenen Friktionsnuten messen zu können. Zu der Schachtförderanlage gehören auch ein Förderkorb oder ein Fördergefäß (SKIP) 5, ein Gegengewicht 6 sowie Seile 7, 8. Anstelle des Gegengewichtes 6 kann auch ein zweiter Förderkorb oder ein zweites FördergefäR vorhanden sein. Es ist von großer Bedeutung, den Zustand der Seile 7, 8 und an der Spillwinde auch den Zustand der am Umfang der Treibscheibe angeordneten Friktionsnuten überwachen zu können.
Zwischen den Seilen und dem Förderkorb 5 bzw. dem Gegengewicht 6 wird je ein Seilkraftmeßgerät 1, 2 angebracht, und die Ausgangssignale dieser Kraftmeßgeräte werden verarbeitet und einer Kontrollanordnung 3 zugeführt, die für verschiedene Zwecke entsprechend der Erfindung verwendet werden kann.
Das Seilkraftmeßgerät kann beispielsweise ein Drahtdehnungsgeber sein, der beispielsweise in einem Gelenkteil gemäß Figur 4 angeordnet ist (siehe unten), oder ein magnetostriktiver Geber, ein Halbleiterdetektor o. dgl.
Die Gelenkvorrichtung zwischen den Kraftmeßgeräten und dem Förderkorb bzw. dem Gegengewicht kann gemäß Figur 2 ausgebildet sein. In Figur 2 ist die Anschlußstelle für den Förderkorb bzw. für das Gegengewicht durch den Pfeil F angedeutet, und in dem gezeigten Fall wird der Förderkorb bzw.
das Gegengewicht von vier Seilen getragen, in denen die Zugkräfte F1, F2, F3 und F4 herrschen. Zwischen den Seilen 9 und den Ausgleichsgelenken 20 bzw. 21 sind Gelenke mit Gelenkteilen 22 angeordnet, deren Konstruktion Figur 4 zeigt.
Die Gelenkvorrichtung ist so ausgebildet, daß sie den Einfluß einer Schieflast auf ein Minimum reduziert.
Figur 4 zeigt ein gegossenes oder geschmiedetes Gelenkteil 22, in dem ein Fenster oder eine Aussparung 23 mit einem zentralen Steg 24 vorhanden ist. Im Fenster sind am zentralen Steg mehrere Drahtdehnungsgeber (Dehnmeßstreifen) 25 paarweise angeordnet, deren Zahl zwei, vier, sechs, acht usw. betragen kann. Wie bereits erwähnt, sind auch andere f Geberarten verwendbar, und die Ausgangssignale dieser Geber 25 werden so zusammengesetzt, daß man ein Maß für die Zugkraft F 1 F F4 in dem zugehörigen Seil 9 erhält. Der Steg 24 kann an seinen Enden eventuell dicker sein, so daß sich die Dehnung in der Mitte des Steges konzentriert. Ein Bruch in dem zentralen Steg 24 stellt keine Gefährdung der Sicherheit für die Schachtförderanlage oder den Aufzug dar, da das Gelenkteil 22 mit seinen Teilen den Förderkorb bzw.
das Gegengewicht trägt.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild der Kontrollanordnung 3.
Sie besteht aus einem festen Teil 26 und einem beweglichen, dem Förderkorb bzw. Fördergefäß folgenden Teil 27, zwischen denen eine Funkverbindung, Ultraschallverbindung, optische Verbindung und/oder Induktionsübertragung, also eine drahtlose Verbindung, vorhanden ist. Um Energie zu sparen, wird normalerweise im beweglichen Teil nur der Empfängerteil 19a ständig mit Spannung versorgt, während der Senderteil 19b im beweglichen Teil der Kontrollanordnung eine Information durch ein Steuersignal benötigt, um durch Schließen eines Kontakts 18 ebenfalls mit Spannung versorgt zu werden. Um weitere Energie zu sparen, beispielsweise die der am beweglichen Teil vorhandenen Batterie, werden die Drahtdehnungsgeber 25 mit den größtmöglichen Widerstandswerten ausgeführt.
Der Förderkorb oder das Fördergefäß 5 ist an mehreren Seilen- 11 aufgehängt (Figur 3), und die Zugkraft in diesen Seilen wird gemäß obiger Beschreibung gemessen (1, 2). Die Meßsignale werden in Verstärkern 13 verstärkt, und bei 14 ist ein Meßglied angeordnet.
Die Ausgangssignale der Meßgeräte 1, 2, 25 werden einem Rechenglied oder einem Sianalverarbeitunslied 15 zugeführt.
in dem beispielsweise die Größe gebildet werden kann, wobei Fn die Seilkraft für das Seil n ist.Es kann auch die Größe Fmax - Fmin gebildet werden, also die größte Differenz zwischen zwei Seilkräften. Wenn der Wert der Größe E Fn oder Fmax - Fmin einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet, kann beispielsweise ein Notstoppsignal gegeben werden. Andere Signale, wie z.B. die Verteilung zwischen den Lasten, Höchst- oder Mindestiast, kann das Glied 15 ebenfalls ermitteln.
Das Ausgangssignal des Gliedes 15 wird evtl. einem Multiplexierglied 16, das über einen Kontakt 17 einschaltbar ist, zugeführt, welches der Reihe nach verschiedene für den Seilzustand repräsentative Signale an den Senderteil 19b zu geben vermag, der drahtlos Signale an den Empfängerteil 19c des ortsfesten Teils 26 überträgt, von dem die Signale über einen Kanalschalter 20a einem Digital-Analogwandler 21a zugeführt werden, der Ausgangssignale 29 liefer, Die Kontrollvorrichtung kann ganz oder teilweise am Förderkorb 5 und/oder am Gegengewicht 6 und/oder außerhalb derselben (im Kontrollraum oder in dessen Nähe) plaziert werden.
Angaben über die Aufzugposition und die Seilgewichte erhält man von dem Glied 28, und beim Ausrechnen im Glied 21 werden diese Werte berücksichtigt Von dem festen Teil 26 können Signale zu dem beweglichen Teil 27 (vom Senderteil 19d zum Empfängerteil 19a) gesandt werden, um in dem beweglichen Teil gewünschte Signale auszuwählen, den Empfängerteil 19 über den Kontakt 18 einzuschalten usw.
Die folgenden Anwendungsmöglichkeiten sind von besonderem Interesse: Bestimmung der Nettolast, die man aus i Fn erhält, und n Information über die Höhenlage (siehe Glied 28). Nettolast = E Fn minus Gewicht des leeren Förderkorbs minus Gewicht des unteren Teils des Seils Die Information kann als Maß für Überfüllung, Entleerung usw benutzt werden.
Kontrolle des Überschreitens der höchstzulässigen Schieflastverteilung zwischen den Seilen durch überwachung von dBeim Überschreiten des höchstzulässigen Grenzwertes wird ein Notstopp ausgelöst oder eine Information an das Bedienungspersonal ge- geben.
Angaben über die Lastverteilung, die man aus Pn erhält.
Diese können als Information für die Notwendigkeit von Wartungsmaßnahmen dienen.
Eines der Signale F1 kann Informationen über dynamische Vorgänge liefern, beispielsweise über Schwingungen im System, wobei diese Informationen beispielsweise in Regelanordnungen berücksichtigt und verwendet werden können.
Wenn eines der Signale Fn unter einen gewissen Wert sinkt, beispielsweise aufgrund eines Festfahrens, kann Alarm gegeben werden.
Wenn die Größe 9 Fn für beide Förderkörbe ermittelt wird, so können diese Werte dazu benutzt werden, den Antriebsmotor auf optimale Weise anzufahren. Es wird ein der Drehmomentenverteilung oder dem Gleichgewichtsfehler entsprechendes Antriebsmoment aufgebracht, bevor die Bremsen an der Treibscheibe oder der Trommel gelöst werden.
Vorstehend wurde eine doppeltgerichtete Kommunikation beschrieben, wobei der Senderteil am Förderkorb dazu gebracht werden kann, mit dem Senden aufgrund eines Kommandos vom Kontrollraum aus zu beginnen. Man kann jedoch die Batterie schonen und gleichzeitig eine doppeltgerichtete Kommunikation dadurch vermeiden, daß man den Kontakt des Förderkorbes oder den Grenzschalter an den Endlagen des Fördergefäßfensters dazu benutzt, eine Schließung - Unterbrechung innerhalb einer bestimmten, gewählten Zeit -herzustellen. Andernfalls wird der am Förderkorb oder am Fördergefäß plazierte Teil der Anordnung automatisch ausgeschaltet, wodurch die Batterie geschont wird. Die Einschaltung geschieht, wenn die genannten Schalter wieder betätigt werden, d.h. wenn der Aufzug oder Förderkorb erneut benutzt wird.
Wenn kein Personenförderkorb vorhanden ist, kann die Anordnung durch Drücken des Bestimmungsknopfes in Betrieb gesetzt werden.
Die Übertragung von Informationen vom Förderkorb 5 zum Kontrollraum 3 kann durch induktive Übertragung über das aus Stahl bestehenden Aufzugsseil (7) oder durch die Luft und Radiowellen geschehen. Die Dämpfung im Schacht ist für durch die Luft übertragene Radiowellen groß.
Um den Leistungsverbrauch ZU verringern und den Informationsinhalt zu erhöhen, kann ein übergang von einem induktiven System auf Radiotransmission geschehen. Um lange Übertragungsabstände zu überbrücken, wird das Seil 7 als Wellenleiter benutzt (siehe Figur 5). Ein Radiosender 30 am Förderkorb 5 sendet über eine Antenne 31 an das Seil 7, und mittels einer anderen Antenne 32 werden die Radiowellen vom Seil aufgefangen und dem Empfänger im ortsfesten Teil der Kontrollanordnung 3 zugeführt. Mit 33 ist in Figur 5 die Seiltrommel bezeichnet, die Radiowellen auf kapazitivem Wege mehr oder weniger ableitet und an der Reflektionen der Radiowellen erfolgen, die zu einer löschenden Uberlagerung führen. Um dies zu verhindern, kann beispielsweise auf zwei oder mehreren Wellenlängen gesendet werden oder die Frequenz des Senders abgetastet und breitbandig vom Empfänger der Controllanordnung 3 erfaßt werden. Das gleiche kann mit Hilfe von zwei oder mehreren Antennen 32, 34 erreicht werden, die längs des Seiles angeordnet sind. Vorzugsweise geeignete Frequenzen sind 10 bis 16 MHz.
Die vorstehend beschriebene Anordnung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 7 1. Anordnung zur Messung von Seilkräften und zur Signalübertagung bei Schachtförderanlagen und Aufzügen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Seil/den Seilen und dem Förderkorb oder Fördergefäß (5) und/oder dem Gegengewicht (6) Kraftmeßgeräte (1, 2) angeordnet sind, deren Ausgangssignale einer Kontrollanordnung (3) zugeführt werden, wobei verschiedene Signale zur überwachung der Last in den einzelnen Seilen (7, 8) auch bei in Bewegung befindlicher Förderanlage gewonnen werden, welche Signale an einen ortsfest montierten Teil (26) der Anordnung übertragen werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßgeräte in Gelenkteilen (22) zwischen Seil und Förderkorb (Fördergefäß) (5) bzw. Gegengewicht (6) angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gelenkteilen (22) Fenster oder Aussparungen (23) mit einem zentralen Steg vorhanden sind und daß vorzugsweise zwei, vier, sechs usw. Kraftmeßgeräte (25) paarweise auf jeder Seite des Stege (24) angeordnet sind.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgeräte (25) Drahtdehnungsgeber, magnetostriktive Geber, Halbleitergeber oder eine andere Art von Kraftgebern sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Steg (24) an den Enden derart dicker ist als in der Mitte, daß die Dehnung auf die Mitte des Steges konzentriert ist.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Seilkräfte Fn beschreibenden Ausgangssignale der einzelnen Meßgeräte in einem Signalverarbeitungsglied (15) summiert werden ,daß die größte Differenz zwischen den Ausgangssignalen (F - F . ) für zwei Seile, die Höchst- und Mindestlast max min (Fmax bzw. Fmin) und/oder die Verteilung zwischen den Lasten in der Vorrichtung ermittelt wird, wobei bei überschreitung eines bestimmten Wertes beispielsweise ein Notstoppsignal erzeugt wird.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Signale von dem ortsfesten Teil(26)der Kontrollanordnung zu dem beweglichen Teil (27) der Kontrollanordnung übertragbar sind, die eine bestimmte gewünschte Information auswählen.
8. Anordnung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Senderanordnung (19b) in dem beweglichen Teil (27) der Kontrollanordnung an eine Energiequelle (18), beispielsweise an eine Batterie, durch ein Einschaltsignal anschließbar ist und daß eine Empfängeranordnung (19a) in dem beweglichen Teil (27) permanent an die Energiequelle angeschlossen ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragung über den Kontakt oder Grenzschalter einer Aufzugsschaltung eingeschaltet wird.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragung durch Radiowellen in dem Frequenzbereich von 10 bis 60 MHz erfolgt, wobei das Seil als Wellenleiter dient.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Radioübertragung auf zwei oder mehreren Wellenlängen oder dadurch erfolgt, daß die Frequenz des Senders abgetastet und breitbandig erfaßt wird.