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Title:
DEVICE FOR DETECTING ALIGNMENT ERRORS OF A BELT CONVEYOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/115564
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device and a method for detecting alignment errors of a belt conveyor system (1) during operation. The belt conveyor system comprises sensors for recording state parameters of a belt (2) of the belt conveyor system (1) and transmits the detected parameters to a data processing device (13). The device comprises yaw-rate sensors (16) for detecting a rotational movement and the method detects yaw rates in a spatial direction, preferably in at least two spatial directions. The data are then supplied to a data processing device (13) in order to detect alignment errors of support rollers of the belt conveyor system (1).

Inventors:
ZIEGLER, Manfred (Elly-Heuss-Knapp-Weg 8, Erftstadt, 50374, DE)
BÄUMLER, Manfred (Oeffinger Str. 9/1, Fellbach, 70736, DE)
BÖKER, Uwe (Luikenweg 1, Korb, 71404, DE)
Application Number:
EP2018/084428
Publication Date:
June 20, 2019
Filing Date:
December 12, 2018
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (Sankt Pöltener Straße 43, Heidenheim, 89522, DE)
International Classes:
B65G15/62; B65G15/08; B65G15/64; B65G39/16; B65G43/00; B65G43/02
Domestic Patent References:
WO2017151447A12017-09-08
WO2017001203A12017-01-05
Foreign References:
JP2016060556A2016-04-25
US20090194390A12009-08-06
EP3171131A12017-05-24
JP2010189168A2010-09-02
JP2011042468A2011-03-03
DE102005021627A12006-11-16
US20170316683A12017-11-02
EP2099701A12009-09-16
US7673739B22010-03-09
DE102018101057A12018-08-02
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erkennung von Ausrichtfehlern einer Gurtförderanlage (1 ) im laufenden Betrieb umfassend Sensoren zur Aufnahme von Zustandsparametern eines Gurtes (2) der Gurtförderanlage (1 ) und Übertragung der erfassten Parametern zu einer Datenverarbeitungseinrichtung (13)

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung Drehratensensoren (16) zur Aufnahme einer Drehbewegung in einer Raumrichtung, vorzugsweise in mindestens zwei Raumrichtungen, umfasst, wobei die Daten einer Datenverarbeitungseinrichtung (13) zur Ermittlung von Ausrichtfehlern von Tragrollen des Gurtförderanlage (1 ) zugeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung den Drehratensensoren (16) zugeordnete Abstandssensoren (17) zur Erfassung von Tragrollen (6) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung eine stationär angeordnete Basisstation (14) mit einer Datenkommunikationseinheit (15) zum Auslesen oder Empfangen von Messdaten der eingesetzten Sensoren (16, 17) und zur Weiterverarbeitung der Messdaten und Steuerung des Messablaufs aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass der Drehratensensor (17) Bestandteil eines Sensor-Moduls (18) ist, wobei das Sensor-Modul(18) mindestens zwei miteinander verbundene Gehäusesegment (19) umfasst.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet, dass das Sensor-Modul (18) mit einer Befestigungsvorrichtung (27) zur Montage an einer Gurtkante (3) des Gurtes (2) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die Befestigungsvorrichtung (27) ein erstes in den Gurt einbringbares Befestigungselement (29) und ein mit dem Sensor-Modul (28) verbundenes Stiftelement umfasst, vorzugsweise ist jedes Gehäusesegmente mit mindestens zwei Stiftelementen (28) versehen.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass das Sensor-Modul (18) lösbar mit einer der Gurtkanten (3) eines Gurtes (2) eines Gurtförderers (1 ) verbindbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

das Sensor-Modul (18) in dem Gurt (2) anordbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass das Sensor-Modul (18) einen Abstandssensor (17) zur Erfassung des Abstandes des Gurtes (2) zur Tragrolle (6) aufweist, wobei der Abstandssensor (17) vorzugsweise mindestens eine Spule (57) aufweist.

10. Gurtförderer (1 ) mit einem endlosen Fördergurt (2) und der mittels einer Mehrzahl an Tragrollen (6) gelagert ist, wobei der Gurtförderer (1 ) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 versehen ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass beiden Gurtkanten (3) des Fördergurtes eine Mehrzahl an Drehratensensoren zugordnet sind.

11. Gurtförderer nach Anspruch 10 und 6

dadurch gekennzeichnet,

dass das eingesetzte Sensor-Modul (18) ein Gehäuse (19) aufweist, dessen Breite kleiner oder gleich der Dicke des Gurtes (33) ist, so dass im montierten Zustand an der Gurtkante (39) das Sensor-Modul (18) nicht über den Gurt (2) hinausragt.

12. Gurtförderer nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das mit dem Sensor-Modul (18) verbundene Stiftelement (28) in eine in dem Gurt ausgebildete Ausnehmung (34) eingreift, wobei vorzugsweise das Stiftelement (28) in ein in dem Gurt zweites Befestigungselement (29) eingreift.

13. Gurtförderer nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass das zweite Befestigungselement (29) in eine in dem Gurt (2) ausgebildete Vertikalbohrung (35) angeordnet ist.

14. Verwendung einer Befestigungsvorrichtung (27) mit einem Stiftelement (28) und mit einem zweiten Befestigungselement (28) zur lösbaren Befestigung von Sensorelementen (16, 17) an einem Fördergurt (2), wobei das Stiftelement (28) in eine in einem Fördergurt ausgebildeten oder ausbildbaren Ausnehmung (34) einbringbar ist und mit einem in einer Vertikalbohrung (35) vorsehbarem zweiten Befestigungselement (28) verbindbar ist.

15. Verfahren zur Erfassung von Ausrichtungsfehlern einer Gurtförderanlage (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 13 im laufenden Betrieb mit den folgenden Schritten:

• Erfassen der Drehraten der Gurtkante (3) im laufenden Betrieb durch eindeutig identifizierbare mit dem Gurt mitlaufende Sensormodule (18) in Abhängigkeit von der Zeit

• Auslesen der erfassten Drehratendaten durch die Basisstation (14) • Zuordnung der erfassten Drehraten oder der aus den Drehraten gewonnen Drehwinkeln in Förderrichtung und/oder quer zur Förderrichtung der jeweils einzelnen Gurtkante (3) zu den einzelnen Tragrollenstationen (8) oder den Tragrollen (6)

• Ausweisen der Tragrollenstationen (8), bei denen die Drehraten bzw. die Drehwinkel einen vorbestimmten maximal zulässigen Drehwinkel überschreiten oder unterschreiten und/oder

• Ausweisen der Tragrollenstationen (8), bei denen die Drehraten der rechten und der linken Seite des Fördergurtes (2) einen zeitlichen Versatz aufweisen und dieser Zeitversatz einen vorbestimmten zulässigen Zeitversatz überschreitet.

16. Verfahren nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet,

dass die von den Abstandssensoren (17) erfassten Tragrollenpositionen bei der Zuordnung der Drehwinkel/Drehraten (36) zu den einzelnen Tragrollenstationen (8) herangezogen werden.

Description:
Vorrichtung zur Erkennung von Ausrichtfehlern eines Gurtförderers

Die Erfindung betrifft einen Gurtförderer und eine Vorrichtung zur Erkennung von Ausrichtfehlern eines Gurtförderers.

Die korrekte Ausrichtung der Tragrollen zum Gurt ist Voraussetzung für den störungsfreien Betrieb und einen niedrigen Energiebedarf eines Gurtförderers. Eine schlechte Ausrichtung führt zu Gurtschieflauf mit Schäden am Gurt und den feststehenden Konstruktionsteilen, Abladen von Fördergut mit Materialrücklauf zur Hecktrommel, Verschmutzung der Anlage und daraus notwendig werdenden Folgearbeiten. Der Anstieg des Energiebedarfs kann z.B. durch ein Effizienzmonitoring, wie in der EP 2 099 701 A beschrieben, erkannt werden.

In WO2017001203 ist eine Weiterentwicklung von der EP 2 099 701 A dahingehend beschrieben, wie die Erhöhung des Energiebedarfs auf einzelne Bandabschnitte eingegrenzt werden kann.

Im Idealfall ist es üblich, Bandanlagen nach ihrem Erstaufbau mittels optischer Verfahren (z.B. Laser) oder GPS-basiert im Stillstand auszurichten. Daran schließt sich meist ein Probelauf mit verschiedenen Beladungen an und ggf. eine Feinjustierung, bis der Gurt bei allen Betriebszuständen möglichst wenig von der Mittellage in den Bandtraggerüsten abweicht. Häufig wird aber nur der Leerlauf beobachtet und danach feinjustiert. Dennoch kann es in der Folge zu ungünstigen Kombinationen von Beladungszuständen und Witterungsbedingungen kommen, die zu Gurtschieflauf führen.“

Bei stationären Bandanlagen kann es in der Folge durch äußere Gewalteinwirkung (z.B. Kollision mit den zur Reinigung eingesetzten Hilfsgeräten) oder Absenkungen des Untergrunds zu einer Verschlechterung des Ausrichtzustands kommen, die eine Nachjustierung erforderlich machen. Im Tagebau werden rückbare Bandanlagen eingesetzt, um dem Abbaufortschritt folgen zu können. Die Ausrichtung muss nach jeder Rückung vorgenommen werden. Außerdem sind diese rückbaren Anlagen aus einzelnen, auf Kufen stehenden Bandtraggerüsten aufgebaut, die durch Witterungseinflüsse (Unterspülung durch Regen) und den schlecht verfestigten Untergrund auch zwischen zwei Rückungen ihre Lage verändern und von Zeit zu Zeit eine Nachjustierung erforderlich machen. Bei Bandanlagen kommt es auch durch normalen Verschleiß zu einer Verschlechterung der Ausrichtung, insbesondere der vertikalen Ausrichtung. Dies ist besonders bei Anlagen mit Tragrollen- Girlanden der Fall, die in allen rückbaren und manchen stationären Anlagen eingesetzt werden.

Ein Anstieg des Energiebedarfs kann durch eine Fehlausrichtung des Gurtgerüsts bedingt sein. Weiterhin kann durch eine Fehlausrichtung ein Schieflauf des Gurtes bedingt sein. Durch einen Schieflauf können Schäden am Gurt und feststehenden Konstruktionsteilen, Abladen von Fördergut mit Materialrücklauf zur Hecktrommel, Verschmutzung der Anlage und den daraus notwendig werdenden Folgearbeiten bedingt sein.

Aus der US 7,673,739 ist es bekannt, einen Gurt eines Gurtförderers mit einem Sensorsystem, umfassend Sensoren, wie einem Drucksensor, Vibrationssensor und/oder Temperatursensor zu versehen, um einzelne defekte Tragrollen und deren Lager im laufenden Betreib erkennen zu können. Mittels drahtloser Datenübertragung werden die Messwerte übertragen. Drahtlos werden die Messdaten zu einem Kontroller übermittelt. Die Messwerte werden zur Erkennung von Fehlfunktionen ausgewertet. Dabei kann eine Energiebereitstellung für die im Gurt befindlichen Sensoren mittels wieder aufladbaren Systemen bereitgestellt werden. So kann die Vibration genutzt werden, um mittels Piezos elektrische Energie zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einfachen Erkennung von Ausrichtfehlern im laufenden Betrieb bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung von Ausrichtfehlern eines Traggerüstes bei Gurtförderern. Die Vorrichtung zeichnet sich durch Drehratensensoren aus. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einem Gurtförderer integriert sein, d.h. die Sensoren können in dem Gurt integriert sein. Weiterhin kann die Vorrichtung eine eigenständige Vorrichtung sein. Die Vorrichtung kann dann zweitweise an einer Gurtfördereinrichtung angebracht werden. Es kann auch vorgesehen sein, einen Gurtförderer nachträglich mit einer derartigen Vorrichtung zu versehen, um dann über Ausrichtfehler im laufenden Betrieb informiert werden zu können. Die Information über Ausrichtfehler im laufenden Betrieb hat den Vorteil, dass Stillstandzeiten des Gurtförderers reduziert werden können. Die erfassten Daten werden einer Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt. Die Verwendung von Drehraten hat sich als ein zuverlässiger Indikator für eine Fehlausrichtung erwiesen.

Vorzugsweise werden Drehratensensoren zur Aufnahme einer Drehbewegung in einer vorzugsweise in mindestens zwei Raumrichtungen vorgesehen. Aus den Drehraten bzw. den erfassten Drehwinkeln kann die Position von passierten Tragrollen abgeleitet werden. Vorzugsweise ist eine Filterung der Daten vor Ableitung der Drehraten/Drehwinkel vorgesehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung den Drehratensensoren zugeordnete Abstandssensoren zur Erfassung von Tragrollen aufweist. Dadurch kann nicht nur über den Abstand von zwei erfassten Tragrollen auf ein Nichtaufliegen einer dazwischenliegenden Tragrolle geschlossen werden, sondern zusätzlich kann durch den Abstandssensor eine passierte Tragrolle erkannt werden, wobei der räumliche Verlauf des Gurtes nicht durch die Tragrolle beeinflusst wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine stationär angeordnete Basisstation mit einer Datenkommunikationseinheit zum Auslesen oder Empfangen von Messdaten der eingesetzten Sensoren und zur Weiterverarbeitung der Messdaten und Steuerung des Messablaufs vorgesehen. Es kann vorgesehen sein, in der Basisstation einen Abgleich mit einem hinterlegten Profil oder hinterlegten zulässigen Drehwinkel/Drehraten durchzuführen. Dadurch ist es möglich, einen Datenaustausch zu einer Zentrale zu minimieren, indem nur bei einer erkannten Fehlausrichtung eine Weiterleitung der Daten bzw. der Erkenntnisse erfolgt.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Drehratensensor Bestandteil eines Sensor-Moduls ist, wobei das Sensormodul mindestens zwei miteinander verbundene Gehäusesegmente umfasst. Dadurch ist es möglich die einzelnen Gehäusesegmente kleiner zu dimensionieren, so dass der Lauf des Gurtes im Betrieb nicht beeinflusst wird. Die Verbindung zwischen den einzelnen Gehäusesegmenten kann drahtlos oder auch drahtgebunden sein. Es hat sich insbesondere ein Bus-System zur Verbindung der Gehäusesegmente als vorteilhaft herausgestellt. Die Verbindung zwischen den Gehäusesegmenten kann zum Energietransfer und/oder Datentransfer vorgesehen sein. Ein Gehäusesegment stellt ein für sich abgeschlossenes Gehäuse dar, wobei in einem Gehäusesegment nur ein Teil der Bestandteile des Sensormoduls angeordnet sind. Weitere mögliche Bestandteile eines Sensormoduls sind Datenspeicher, Energiespeicher und/oder Energiegewinnungssystem zur Speisung eines wieder aufladbaren Energiespeichers. Weiterhin kann in einem der Gehäusesegmente ein Basismodul zur Steuerung des Sensormoduls vorgesehen sein. Dadurch kann insbesondere die Messhäufigkeit und/oder Messgenauigkeit gesteuert werden. Umfasst das Sensormodul einen Abstandssensor oder eine andere Sensorik zur Erkennung einer Tragrolle in einem vorbestimmten Abstand, so kann dadurch eine Drehratenmessung getriggert werden. Die Drehratenmessung kann auf eine vorbestimmte Strecke und/oder Weg begrenzt werden. Dadurch können die Messdaten reduziert werden. Durch die Aufgliederung des Sensormoduls in kleinere, miteinander verbundene Gehäusesegmente, ist es möglich, die Gehäusesegmente mit einer Breite auszubilden, die kleiner ist als die Gurtdicke. Die übliche Gurtdicke liegt im Bereich von unter 10 bis über 40 mm. Es gibt auch Bandanlagen mit Gurten höherer Dicke.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Sensormodul mit einer Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Montage an der Gurtkante vorgesehen ist. Dadurch können einzelne Sensormodule auch nachträglich montiert und ausgetauscht werden. Dadurch ist es möglich auch nur einzelne Bestandteile des Sensormoduls bei einem Defekt auszutauschen. An der Gurtkante montierte Sensoren/ Sensormodule sind gut zugänglich.

In einer Ausführungsform ist eine Befestigungsvorrichtung vorgesehen mit einem ersten in den Gurt einbringbaren Befestigungselement und mit einem zweiten mit dem Sensor-Modul verbundenen Stiftelement. Vorzugsweise ist jedes Gehäusesegment mit mindestens zwei Stiftelementen versehen.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Sensormodul in dem Gurt integriert angeordnet. Das Sensormodul kann mit dem Gurt verklebt oder einvulkanisiert sein.

In einer Ausführungsform ist als Abstandssensor mindestens eine Spule umfassender Sensor vorgesehen. Dadurch kann der Abstand zu einer Tragrolle auf einfache Weise sensiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Gurtförderer mit einem endlosen Fördergurt mit einer Vorrichtung zum Erkennen von Ausrichtfehlern versehen. Der Fördergurt des Gurtförderers ist mit einer Mehrzahl an Tragrollen gelagert. Bevorzugt sind beide Gurtkanten des endlosen Fördergutes mit einer Mehrzahl an Drehratensensoren versehen bzw. sind diesen zugeordnet. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die den beiden Gurtkanten zugeordneten Sensoren versetzt zueinander angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass die Sensoren von einer stationären Basisstation zeitlich hintereinander ausgelesen werden können wenn die Basisstation passiert wird.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, an beiden Seiten des Gurtes auf gleicher Höhe jeweils ein Sensor-Modul vorzusehen. Dadurch kann der Einfluss einer stark schwankenden Beladung durch Vergleich der Messdaten von beiden Seiten eliminiert werden.

In einer Ausführungsform des Gurtförderers mit einem Sensor-Modul ist vorgesehen, dass das eingesetzte Sensor-Modul ein Gehäuse aufweist, dessen Breite kleiner oder gleich der Dicke des Gurtes ist und wobei das an der Gurtkante montierte Sensor-Modul nicht über den Gurt hinausragt. Das ist eine besonders bevorzugte Position, da die zu erwartenden Drehwinkel der Gurtkante besonders groß sind.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem Gurt Ausnehmungen zur Aufnahme von Befestigungselementen ausgebildet sind. Diese Ausnehmungen können in dem Gurt auch nachträglich eingebracht werden, z.B. durch Bohrung. Vorzugsweise weist der Gurt eine T-förmige Ausnehmung zur Befestigung eines Sensor-Moduls auf. Diese T-förmige Ausnehmung lässt sich durch eine Vertikalbohrung, in die eine Horizontalbohrung mündet, einfach auch nachträglich erzeugen.

Verfahren zur Erfassung von Ausrichtungsfehlern einer Gurtförderanlage nach Anspruch 10 im laufenden Betrieb mit den folgenden Schritten:

Erfassen der Drehraten der Gurtkante im laufenden Betrieb durch eindeutig identifizierbare Sensor-Module in Abhängigkeit von der zeit. Die Drehraten werden von einer ortsfesten Basisstation ausgelesen. Dabei kann eine Vorbearbeitung der Drehraten schon erfolgt sein. Die erfassten Drehraten oder Drehwinkel jeder Gurtkante in Förderrichtung und/oder quer zur Förderrichtung werden den einzelnen Tragrollenstationen zugeordnet. Anhand der Drehraten bzw. der Drehwinkel kann auf den Verlauf des Gurtes geschlossen werden.

Ausweisen von Tragrollenstationen, bei denen die Drehraten bzw. die Drehwinkel einen vorbestimmten maximal zulässigen Drehwinkel überschreiten oder unterschreiten.

Ausweisen der Tragrollenstationen, bei denen die Drehraten der rechten und der linken Seite einen zeitlichen Versatz aufweisen und dieser zeitliche Versatz einen vorbestimmten zulässigen Zeitversatz überschreitet.

Vorzugsweise ist in der Basisstation die zu der Förderstrecke gehörige Trajektorie hinterlegt. Es kann auch vorgesehen sein, bei der erstmaligen Inbetriebnahme die Trajektorie aufzunehmen. Unter Trajektorie ist der räumliche Verlauf der Förderstrecke zu verstehen.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, störanfällige Abschnitte der Förderstrecke mit einem Signalgeber zu versehen, wobei die Signale des Signalgebers von den am oder in dem Gurt vorgesehenen Vorrichtung zur Erkennung von Ausrichtfehlern mit aufgenommen wird. Dadurch ist eine direkte räumliche Zuordnung der aufgenommenen Signale zu dem Ort an der Förderstrecke möglich. Ein derartiger Signalgeber ist beispielsweise in der DE 20 2018101 057.3 beschrieben.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass von den Abstandssensoren erfasste Tragrollenpositionen bei der Zuordnung der Drehwinkel/Drehraten zu den einzelnen Tragrollenstationen herangezogen werden. Dadurch ist es möglich, auch eine unzureichende Lagerung bei einer Tragrollenstation zu erkennen. Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig-1 Gurtförderer

Fig.2 Schematische Darstellung von einer Fehlausrichtung in der Flöhe der Position einer Tragrolle

Fig. 3 Schematische Darstellung von einer Fehlausrichtung , Schrägstellung, einer Tragrollenstation

Fig. 4 Schematische Darstellung von einer Fehlausrichtung , Kippung,

einer Tragrollenstation

Fig. 5 Schematische Darstellung von einer Fehlausrichtung eines

Tragrollengerüstes mit vier Tragrollenstationen, Drehung

Fig. 6 Schematische Darstellung von einer Fehlausrichtung eines

Tragrollengerüstes, seitlicher Versatz,

Fig. 7 Drehraten und Abstandsdaten

Fig. 8 Sensor-Modul mit drei Sensorsegmenten

Fig. 9 Befestigungsvorrichtung für ein Sensormodul an der Gurtkante

Fig. 10 Sensormodul an der Gurtkante

In Figur 1 ist ein Gurtförderer 1 mit Obertum 4 und Untertum 5 gezeigt. Der Gurtförderer weist einen umlaufenden Gurt 2 auf. Der Gurt 2 ist auf Tragrollen 6 und Umlenkrollen 9 gelagert. Eine der Umlenkrollen 9 kann durch einen Antrieb angetrieben werden. Dabei weisen die Umlenkrollen einen Durchmesser 12 auf. Die Förderrichtung 11 ist durch einen Pfeil angezeigt. Nur exemplarisch sind zwei Sensor-Module 18 an der Gurtkante eingezeichnet. Vom Sensor-Modul aufgenommene bzw. generierte Daten werden beim Passieren einer stationär angeordneten Basisstation 14 zu dieser Basisstation 14 übertragen. In der dargestellten Ausführung ist eine drahtlose Datenübertragung vorgesehen. Die Daten können zu einer Zentrale 30 übertragen werden. In Figur 2 sind verschiedene Szenarien einer Fehlausrichtung von Tragrollen bezüglich ihrer Flöhenposition gezeigt. So ist in dem obersten Beispiel die mittlere Tragrolle zu hoch positioniert. In der mittleren Darstellung sind alle Tragrollen in optimaler Position und in der untersten Darstellung ist die mittlere Tragrolle zu niedrig positioniert. Die Signale für die die Drehraten quer zur Förderrichtung 31 und in Förderrichtung 11 entsprechend größer bei höher gelegener Tragrolle 6 und kleiner bei zu niedrig positionierter Tragrolle 6. Dies gilt an jeder Stelle des Gurtquerschnitts, also auch für die Gurtkante.

Vorteilhafterweise muss die Erfassung der Drehraten an beiden Gurtkanten erfolgen, und zwar nach Möglichkeit im gleichen Gurtquerschnitt, um den Einfluss unterschiedlich starker Beladung auszuschließen.

Zur optimalen Zuordnung der Daten in Förderrichtung zwischen linkem und rechtem Messsystem wird eine genaue Zeiterfassung der Messsignale durch Synchronisation der Messsignale auf den gleichen Querschnitt sichergestellt. Bei mittig laufendem Gurt und exakter Ausrichtung sind von beiden Messsystemen gleichgroße Signale zu erwarten. Ihre Schwankung von Tragrollenstation zu Tragrollenstation kann dann als Maß für die vertikale Abweichung der Ausrichtung genommen werden, siehe Figur 7.

Für den Fall, dass eine Tragrolle nicht mehr im Eingriff ist (also tiefer hängt als die Laufseite des Gurtes) kann mit Abstandssensoren die Höhenposition bestimmt werden. In Figur 3 ist eine Verdrehung einer Tragrollenstation 7 um eine Vertikalachse 32 gezeigt.

Wenn eine Tragrollenstation um die Vertikalachse 32 verdreht ist, so zeigt sich das besonders deutlich in einem Signalversatz der Nulldurchgänge des Abstandssignals der Abstandssensoren und durch einen Signalversetz der Maxima der Drehrate/Drehwinkel um die Quer- und Längsachse der Sensor- Module von der linken und der rechten Gurtkante. io

Ist eine Tragrollenstation um die Längsachse gedreht, Figur 4, so ergeben sich auf der einen Seite eine Anhebung und auf der anderen Seite eine Absenkung der Gurtkante mit entsprechenden Auswirkungen auf die Drehrate um die Querachse 32 und Längsachse 11. Die Längsachse entspricht einer Achse in Förderrichtung 1 1 .

Ist ein komplettes Tragrollengerüst 7, das mehrere Tragrollenstationen 8 oder Girlanden trägt, um die Hochachse gedreht, so ergibt sich dieser Signalversatz beim Übergang vom vorlaufenden zum gedrehten Tragrollengerüst 7 und gegensinnig dann wieder beim Übergang vom gedrehten zum nachfolgenden Gerüst 7, Figur 5.

Ist eine Tragrollenstation 8 oder - was bei rückbaren Bandanlagen häufig vorkommt - ein komplettes Bandtraggerüst quer aus der Bandachse verschoben, so ergeben sich beim Übergang von der davorliegenden und auf die nachfolgende Tragrollenstation charakteristische Drehraten: Im Vergleich der Drehraten von den beiden Seiten ergeben sich unsymmetrische Drehraten-Signale. Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel fallen die Drehraten von der rechten Gurtkante 33a in Förderrichtung 11 größer aus als die Drehraten von der linken Gurtkante 33b des Fördergurtes 2, Fig. 6.

In Figur 7 sind Drehratensignale von der rechten und der linken Gurtkante 33 gezeigt. In der Mitte sind die von einem Abstandssensor aufgenommenen Signale gezeigt.

Zur weiteren Verbesserung der Auflösung bzw. des Messbereichs (Nahbereich / Fernbereich) werden Abstandssensoren mit unterschiedlicher Empfindlichkeit eingesetzt. Damit kann der Abstand der Laufrollen bei Kontakt mit dem Gurt als auch bei tiefhängenden Laufrollen erfasst werden. Der Fernbereich kann auch genutzt werden, um eine Drehratenmessung auf einen vorbestimmten Bereich um die Tragrollen herum zu beschränken. Generell sind bei einer Fehlausrichtung benachbarte Laufrollen mit beteiligt. Eine Ausnahme stellt die Schiefstellung einer Girlande dar.

Die Fehlausrichtungen können sich also innerhalb eines Gerüstes 7 befinden oder sind über zwei oder mehr Gerüste 7 verteilt. Das bedeutet für die Auswertung, dass für eine Bewertung der möglichen Maßnahmen zuvor eine Bezugstrajektorie ermittelt werden muss, die als Zielkorridor für den korrigierten Gurtverlauf dient. Diese entspricht außerhalb der Heck- und Kopfstation mit den Umlenktrommeln 5 in etwa dem Geländeverlauf unter dem Förderweg. Der Geländeverlauf wird üblicherweise von den Markscheidern bereitgestellt.

Möchte man beim Ausrichten den Aufwand reduzieren, so ist es auch möglich, makroskopische Unebenheiten in Kauf zu nehmen und die Ausrichtung anhand einer streckenweise definierten Trajektorie vorzunehmen.

In den Figuren 8 bis 10 ist exemplarisch ein Sensor-Modul 18 gezeigt und dessen Befestigung an der Gurtkante. Bei dem dargestellten Sensor-Modul 18 umfasst das Sensor-Modul drei Gehäusesegmente 19. Jedes Gehäusesegment 19 ist für sich abgeschlossen. In einem der Gehäusesegmente ist ein Basismodul 24 umfassend eine Datenverarbeitungseinrichtung 13 und eine Datenkommunikation 15 untergebracht. Das Basismodul 24 ist für die Steuerung des Sensor-Moduls 18 vorgesehen. Dabei ist die Datenverarbeitungseinrichtung für die Steuerung des Erfassungsprozesses vorgesehen. Bei dem Erfassungsprozess wird die Ansteuerung der Sensoren16, 17, die Entgegennahme der Messdaten, das Abspeichern der Messdaten in m-Filesystemen in einem nicht flüchtigen Speicher, das Starten und Stoppen des Messprogramms, die Kommunikation mit den im System vorhandenen Sensoren 16, 17 und die Kommunikation mit der stationären Basisstation 14 gesteuert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die Energieversorgung in dem Basismodul 24 untergebracht. Für die Energieversorgung ist ein Energie-Gewinnungsmodul vorgesehen. Das Energie- Gewinnungsmodul nutzt beispielsweise das Temperaturgefälle oder die Vibration oder Induktionseffekte zur Gewinnung von elektrischer Energie aus. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Drehratensensor zur 3-achsigen Messung der Drehrate vorgesehen

In einem weiteren Gehäusesegment sind, wie bereits erwähnt, Drehratensensoren bzw. der Drehratensensor 16 untergebracht und ein letztes Gehäusesegment ist für einen Abstandssensor mit Spulen 57 vorgesehen.

Die Basisstation 14 ist zur Weiterverarbeitung der von den Sensormodulen erhaltenen Messdaten, einer Parametrierung und Steuerung des Messablaufs und Übertragung der Daten zu der Zentrale 30, auch als Daten-Center bezeichnet, vorgesehen.

Abhängig von dem zur Verfügung stehenden Bauraum, welcher durch die Gurtdicke 3, dem kleinsten vorkommenden Trommelradius 12 und dem seitlichen Abstand zu feststehenden Konstruktionsteilen begrenzt wird, sind diese modularisierten Aufgaben in einem oder mehreren Gehäusesegmenten 19 untergebracht. Die Aufteilung auf mehrere, wie Waggons in einem Zug hintereinander angeordneten Gehäusesegmenten 19 ermöglicht die flexible Erweiterung um weitere Funktionen. Zur effizienten Nutzung der mitgeführten Energie werden die benötigten Funktionen durch externe Parametrierung konfiguriert. Die Kopplung der in den Gehäusesegmenten untergebrachten Bestandteile miteinander erfolgt durch ein Bussystem 23, wobei die Busleitung 23 in einem flexiblen Schlauch geschützt verlegt ist (Figur 8)

Jedes Gehäusesegment 19 ist jeweils endseitig in Förderrichtung mit einer Befestigungsvorrichtung 27 versehen. Für eine leichte Zugänglichkeit wurde eine Befestigung des Sensor-Moduls an der Gurtkante 33 vorgesehen. Eine Beschädigung in diesem Bereich des Gurtes ist akzeptable, da sich die Flaupttraglast auf die Gurtmitte bezieht. Weiterhin gehen die Gehäusesegmente 19 bei normalem Betrieb, d.h. wenn es zu keinem Kontakt mit stehenden Konstruktionsteilen infolge übermäßigem Schieflauf kommt, nicht verloren. Ein An- und Abbau kann schnell erfolgen. Dadurch ist auch ein schneller Austausch eines Sensor-Moduls oder die Nachrüstung mit Sensor- Modulen möglich. Die technische Ausführung der verwendeten Befestigungsvorrichtung wird im Folgenden näher erläutert.

Die Verankerung an der Gurtkante erfolgt mit einer T-förmigen Befestigungsvorrichtung 27. Ein horizontal in den Gurt einzubringendes Stiftelement 28 ist mit dem jeweiligen Gehäusesegment 19 verbunden. Bei der in Figur 8 gezeigten Ausführung weist jedes Gehäusesegment 19 in Förderrichtung endseitig ein Stiftelement 28 auf.

Ein im Gurt vertikal eingebautes Verriegelungselement 29 entspricht dem Querstrich, siehe Figur 9 und 10. Das horizontal eingebaute Stiftelement 28 wird bei Demontage des Sensor-Moduls 18 zusammen mit diesen beim Ausbau aus dem Gurt entfernt.

Durch die geometrische Ausrichtung der Befestigungsvorrichtungen 27 in dem Gurt 2 wird eine steife Anbindung der Verankerungspunkte für die Sensor-Module 18 erreicht.

Die Vorbereitung der Gurtkante erfolgt vor Ort mittels Schablone und Bohrer. Der Bohrer besteht aus einem Einspannteil und einem Schaft mit Schneidkrone. Mit diesem Werkzeug und einem Akkuschrauber als Antrieb werden aus der Gurtkante Gummizylinder herausgeschnitten. Zuerst wird die Bohrung 35 für das Verriegelungselement 29 senkrecht durch oder in den Gurt 2 vorgenommen. Anschließend wird eine horizontale Bohrung 34, in die vorangegangene Bohrung 35 mündende Bohrung vorgenommen.

In Figur 10 ist gezeigt, dass die Breite 20 des Gehäusesegmentes 19 kleiner als die Gurtdicke ist. Die Länge 22 des Gehäusesegmentes 29 ist dargestellt wobei die kleinste Umlenkrolle der Gurtförderers maximal einen Durchmesser der x- fachen Länge des Gehäusesegmentes aufweist. Die Höhe des Gehäusesegmentes ist mit 21 bezeichnet.

Bezuqszeichenliste

1 Gurtförderer

2 Gurt

3 Gurtdicke

4 Obertum

5 Untertum

6 Tragrollen

7 Tragrollengerüst

8 Tragrollenstation

9 Umlenkrolle

10 Antrieb

11 Förderrichtung/ Längsachse

12 Durchmesser der Umlenkrolle

13 Datenverarbeitungseinrichtung

14 Basisstation

15 Datenkommunikationseinrichtung

16 Drehratensensor

17 Abstandssensor

18 Sensor-Modul

19 Gehäusesegment

20 Breite des Gehäusesegmentes

21 Höhe des Gehäusesegmentes

22 Länge des Gehäusesegmentes

23 Datenleitung/Bus

24 Basismodul = Steuerung im Sensormodul

25 Speicher

26 Energiespeicher

27 Befestigungsvorrichtung

28 Stiftelement/Post

29 Zweites Befestigungselement/BarA/erriegelungselement

30 Zentrale Quer zur Förderrichtung/„horizontal“ Vertikal zur Förderrichtung

Gurtkante

Ausnehmung im Gurt - horizontal Vertikalbohrung

Drehwinkel

Spule