Titel : Gewinnungsanlage insbesondere für den Bergbau und Verfahren zum Ansteuern der Gewinnungsanlage

Die Erfindung betrifft eine Gewinnungsanlage insbesondere für den Bergbau, mit einer ersten Antriebsstation und mit einer zweiten, vorzugsweise mittels einer Spanneinrichtung spannbaren Antriebsstation, mit in den Antriebsstationen gelagerten Kettenrädern, mit einer Kettenglieder aufweisenden und mittels der motorisch antreibbaren Kettenräder bewegbaren und/oder umlenkbaren Antriebskette, die zwischen den Kettenrädern in einem Obertrum und einem Untertrum verläuft, und wenigstens einer Sensoreinrichtung zur Erfassung zumindest eines Kettenzustandes der Antriebskette im Obertrum oder im Untertrum. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ansteuern einer Gewinnungsanlage insbesondere für den Bergbau, mit einer ersten Antriebsstation und mit einer zweiten, vorzugsweise mittels einer Spanneinrichtung spannbaren Antriebsstation, mit in den Antriebsstationen gelagerten Kettenrädern, mit einer Kettenglieder aufweisenden und mittels der motorisch angetriebenen Kettenräder bewegbaren Antriebskette, die zwischen den Kettenrädern in einem Obertrum und einem Untertrum verläuft, mit wenigstens einer Sensoreinrichtung zur Erfassung zumindest eines Kettenzustandes der Antriebskette im Obertrum oder im Untertrum, und mit einer Steuereinrichtung, der die Signale der Sensoreinrichtung zugeführt werden und mit welcher der Ausfahrzustand der Spanneinrichtung und/oder die Antriebe der Antriebsstationen ansteuerbar sind.

Für die Betriebsweise einer Gewinnungsanlage mit einer umlaufenden oder einer reversierend arbeitenden Antriebskette ist es von enormer Bedeutung, den Kettenzustand der Antriebskette und insbesondere die Kettenvorspannung mit geeigneten Maßnahmen abzuschätzen oder zu überprüfen. Grundsätzlich wurden hierzu bereits optische, elektrische, magnetische sowie mechanische Sensoreinrichtungen vorgeschla-

gen, welche Messwerte liefern sollen, aus denen der Kettenspannungs- zustand abgeleitet und aufgrund geeigneter Algorithmen Ansteuerparameter für die Spanneinrichtung oder aber auch für die Antriebsmotoren der Antriebseinrichtungen abgeleitet werden sollen.

In der DE 34 06 519 Al wird vorgeschlagen, eine magnetisch arbeitende Sensoreinrichtung einzusetzen, um bei spannbaren Antriebsstationen die Kettenspannung magnetisch zu erfassen. In der DE 34 06 519 wird hierzu ein Magnetfeld-Erzeuger vorgeschlagen, der in Kettenlaufrichtung jeweils dem aus der Antriebsstation auslaufenden Trum zugeordnet wird. Der zur Messung der Kettenspannung im Obertrum vorgesehene Magnetfeld-Erzeuger wird im Bodenblech angeordnet und der zur Messung der Kettenspannung im Untertrum vorgesehenen Magnetfeld- Erzeuger wird im Bodenblech der Antriebsstation oberhalb des Untertrums angeordnet, um eine Verstimmung des Magnetfeldes, die sich aufgrund einer Abstandsänderung zwischen der zu messenden Antriebskette und den Kettengliedern ergibt, zu erfassen. Neben der Hängekette soll auch der Abstand von Kratzern einer Fördererkette oder auch eine änderung der Kettengliedabstände in Kombination mit einer Hängekettenregelung verwirklicht werden. Das Messprinzip bei der DE 34 06 519 beruht darauf, ein gerichtetes Magnetfeld zu erzeugen, dass durch unterschiedlich tief in das Magnetfeld eintauchende Kettenglieder verstimmt wird, wobei die Verstimmung des abgetasteten Magnetfeldes messtechnisch ausgewertet werden soll. Da der magnetische Messgeber einschließlich der Messeinrichtung im Bodenblech des auslaufenden Trums angeordnet wird, tritt ein hoher Verschleiß auf, der nur geringe Standzeiten eines derartigen magnetischen Messsystems zulässt. Die technische Umsetzung des aus der DE 34 06 519 Al bekannten Systems zur Hängekettenerfassung sowie anderer Kettenzustände konnte daher nicht zur Serienreife weiterentwickelt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gewinnungsanlage sowie ein Verfahren zum Ansteuern einer Gewinnungsanlage zu schaffen, die eine sichere Erfassung des Kettenzustandes der Antriebskette mit einer berührungslos arbeitenden Sensoreinrichtung ermöglichen und bei hoher Systemsicherheit eine deutlich höhere Standzeit aufweisen.

Diese sowie weitere Aufgaben werden bei einer Gewinnungsanlage erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jede Sensoreinrichtung einen von einem Magnetfeld-Erzeuger gebildeten Geber und ein mit mehreren Magnetfelddetektoren versehenes Detektorfeld als Detektor aufweist, wobei Detektor und Geber seitlich eines Durchgangs für den abzutastenden Trum der Antriebskette ausgebildet bzw. positioniert sind. Ein systemtechnischer Vorteil bei der erfindungsgemäßen Gewinnungsanlage besteht darin, dass die Sensoreinrichtung nicht eine Verstimmung des Magnetfeldes wegen eines unterschiedlichen Abstandes der Kettenglieder zum Magnetfelderzeuger bzw. Detektor messtechnisch auswertet, sondern eine Lageänderung bzw. Höhenänderung des Mitnehmers oder Kettengliedes quer zur Laufrichtung der Antriebskette abtastet. Bei der erfindungsgemäßen Gewinnungsanlage wird das Magnetfeld in die Antriebskette eingeleitet und für jeden Magnetfelddetektor des Detektorfeldes wird ein Messsignal erfasst. ändert sich die Position eines Kettengliedes oder eines Mitnehmers innerhalb des Sensorfeldes gegenüber seiner Position beim vorherigen Durchgang oder relativ zu einer definierten Nulllage, kann hieraus abgeleitet werden, ob sich das Kettenglied bzw. der Mitnehmer im Bereich des Detektorfeldes weiter oben oder unten befindet. Wird zugleich auch ein Zeitsignal für jeden Mitnehmer oder jedes Kettenglied erfasst, so kann auch ein unterschiedlicher Abstand von Kettengliedern oder Mitnehmern zueinander detektiert werden, worüber weitere Kettenzustände wie z.B. Kettenverschleiß, Kettenverdrillung oder dgl . ermittelt werden können.

Der als Detektorfeld ausgebildete Detektor und der Geber für das Magnetfeld können an derselben Seite nebeneinander angeordnet werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind Detektor und Geber einander gegenüberliegend angeordnet, so dass mithin der Geber das Magnetfeld auf der einen Seite in die Kettenglieder oder Mitnehmer einleitet und die Magnetfelddetektoren des Detektorfeldes das von den Kettengliedern oder Mitnehmern übertragene Magnetfeld an der anderen Seite des Durchgangs abtasten. Um eine sichere Detektierung insbesondere von Hängeketten zu ermöglichen, ist besonders vorteilhaft, wenn sich das Detektorfeld mit mehreren Detektoren über die Höhe des Durchgangs erstreckt. Bei der insbesondere bevorzugten Aus-

gestaltung weist das Detektorfeld mehrere nebeneinander angeordnete Magnetfelddetektoren und mehrere übereinander angeordnete Magnetfelddetektoren auf, um in einem ausreichend großen Bereich das vom abzutastenden Kettenglied oder Mitnehmer quer zur Laufrichtung der Antriebskette übertragene bzw. weitergeleitete Magnetwechselfeld zu erfassen. Um den Rechenaufwand zu vereinfachen, können hierbei die Magnetfelddetektoren in Reihen und Spalten mit gleichbleibenden Abständen angeordnet sein. Aufgrund der zweidimensionalen Anordnung der Magnetfelddetektoren im Detektorfeld kann die Messung und Abtastung des übertragenen Magnetfeldes mit Magnetfelddetektoren erfolgen, die ggf. ausschließlich die horizontalen Anteile des übertragenen Magnetfeldes messen und erfassen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Detektorfeld und/oder der Erzeuger für das Magnetfeld in den Seitenwangen eines Maschinenrahmens oder den Seitenwänden eines Kettenradkastens der Antriebsstation angeordnet, insbesondere eingebaut sind. In den Seitenwangen oder Seitenwänden unterliegen weder der Detektor noch der Erzeuger für das Magnetfeld einem nennenswerten mechanischen Verschleiß, da selbst bei Hängekette oder Wartungsarbeiten die Kettenglieder oder Mitnehmer nicht in Kontakt mit dem Geber und Detektor kommen. In beiden Seitenwangen bzw. Seitenwänden besteht meist ausreichend Bauraum zur Verfügung, um ein Detektorfeld sowie einen Geber für das Magnetfeld zu integrieren. Um Wechselwirkungen mit der vom Maschinenrahmen gebildeten Umgebungskonstruktion zu verweiden, sind das Detektorfeld und/oder der Geber vorzugsweise in einem Gehäuse oder in einer Trägerkonstruktion aus nichtmagnetischem Werkstoff angeordnet. Der Werkstoff kann insbesondere aus Messing, Bronze, Kupfer, Aluminium, Titan, austenitischem Stahl oder Legierungen hiermit, aus Keramik oder aus Kunststoff bestehen. Der verwendete Werkstoff bzw. die verwendeten Werkstofflegierungen sollten sämtliche Anforderungen an den Explosionsschutz (Schlagwetterschutz, Gasexplosionsschutz) für den jeweiligen Einsatzzweck erfüllen.

Mit den Magnetfelderzeugern kann gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante ein statisches, zeitlich konstantes Magnetfeld erzeugt werden. Gemäß einer vorteilhaften alternativen Ausgestaltung

werden Magnetwechselfeld-Erzeuger als Geber eingesetzt, um ein dynamisches Magnetwechselfeld zu erzeugen. Durch die Verwendung von Magnetwechselfeld-Erzeugern als Geber für die magnetische Sensoreinrichtung wird zur Messung ein moduliertes Magnetfeld verwendet, welches verhindert, dass Fehlmessungen wegen unterschiedlicher magnetischer Vorzugsrichtungen der abzutastenden Kettenglieder oder Mitnehmer auftreten. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass Kettenglieder und in Antriebsketten von Förderern eingesetzte Mitnehmer (Kettenkratzer) bei Magnetisierung quer zur Laufrichtung der Antriebskette deutlich unterschiedliche magnetische Flussdichten sowie Verstärkungen des von dem magnetischen Erzeuger ausgestrahlten Magnetfeldes zeigen. Bei Verwendung von Magnetwechselfeld-Erzeugern wird die Abhängigkeit von der magnetischen Vorzugsrichtung des abzutastenden Kettengliedes oder Mitnehmers vermieden, da das Magnetwechselfeld mit den Detektoren im Detektorfeld abgetastet wird. Bei der insbesondere bevorzugten Ausgestaltung wird der Geber bzw. Magnetwechselfelderzeuger dabei von einem rotierbaren oder rotierenden Magneten gebildet. Die Rotationsgeschwindigkeit des Magneten kann wenigstens 100 U/min betragen und bis zu 1.000 U/min und mehr betragen. Weiter vorzugsweise kann der Magnet eine Magnetfeldstärke von wenigstens 0,5 T (Tesla) aufweisen. Bei dem rotierbaren oder rotierenden Magneten kann es sich insbesondere um einen Permanentmagneten handeln. Der Geber kann hierbei einen oder auch mehrere rotierbare bzw. rotierende Magneten erhalten, um auch bei niedriger Drehzahl eine hohe Wechselfrequenz des Magnetwechselfeldes zu erreichen. Die mehreren Dauermagneten können insbesondere in einem rotierbaren Träger aus nichtmagnetischem Material angeordnet werden. Um dem Explosionsschutz zu genügen, weist der Geber für das Magnetwechselfeld vorzugsweise einen hydraulischen Drehantrieb, insbesondere einen Hydraulikmotor mit Stromregelventil zur Drehzahlverstellung, auf. Das Hydraulikmedium kann aus der zentralen, untertägigen Hydraulikversorgung für die Ausbauschilde oder Rückeinrichtungen abgezweigt und im Druckniveau mittels einer Druckregelstufe auf einen zulässigen Druck für den Hydraulikmotor gemindert werden. Das An- und Abschalten kann dann über vorgesteuerte Mehrwegeventile erfolgen. Besonders vorteilhaft ist, wenn dem Drehantrieb für den Geber ein Drehwinkelsensor zugeordnet ist, um den aktuellen Drehwinkel des Mo-

dulators zu erfassen und an die Auswerte- und Steuereinheit zu liefern.

Bei einer weiteren Aus führungsVariante kann der Magnet oder können mehrere Magnete des Gebers eine Magnetanordnung bilden, deren Lage und/oder Ausrichtung relativ zum Magnetfeldsensor veränderbar ist, um ein insbesondere in der Magnetfeldstärke variables Magnetfeld zu erzeugen. Der Geber kann hierzu vorzugsweise eine Magnetanordnung mit mehreren konzentrisch um eine Mittelachse angeordneten Ringmagneten aufweisen, wobei die Ringanordnung mittels eines Stellantriebs um die Mittelachse verdrehbar ist. Besonders vorteilhaft ist dann, wenn die Magnetanordnung in unterschiedlichen Verdrehlagen mittels des Stellantriebs positionierbar ist. Dies kann beispielsweise durch einen selbsthemmenden Stellantrieb mit hoher Untersetzung erreicht werden, der insbesondere aus einem elektrischen Stellantrieb bestehen kann, der in der gewünschten Verdrehlage stromlos geschaltet wird.

Die Gewinnungsanlage kann als Förderer mit Mitnehmern in der Antriebskette ausgebildet sein und jede Antriebsstation weist dann ggf. nur eine Sensoreinrichtung auf, die dem Trum zugeordnet ist, der in Kettenlaufrichtung jeweils hinter dem Kettenrad aus der Antriebsstation ausläuft. Da bei Förderern antriebs- und regeltechnisch meist mit einem Hauptantrieb und einem Hilfsantrieb gearbeitet wird, würde dann eine Sensoreinrichtung im Untertrum des Hauptantriebs und eine zweite Sensoreinrichtung im Obertrum des Hilfsan- triebs angeordnet werden. Alternativ kann es sich um eine Gewinnungsanlage wie z.B. eine Hobelanlage mit einer reversierend bewegbaren Antriebskette handeln, wobei dann jede Antriebsstation zwei Sensoreinrichtungen aufweist, von denen in jeder Antriebsstation eine Sensoreinrichtung dem Obertrum und eine Sensoreinrichtung dem Untertrum zugeordnet ist oder zugeordnet wird. Bei reversierend bewegten Antriebsketten müssen die Antriebe der Antriebsstationen je nach Laufrichtung der Gewinnungsmaschine die Hauptarbeit leisten, so dass Hängekette in jeder Antriebsstation sowohl vor als auch hinter dem Kettenrad auftreten kann. Es kann jedoch auch bei Förderern jedem

Trum in der Antriebsstation eine Sensoreinrichtung zugeordnet werden.

Weiter vorzugsweise können dem Geber auf derselben Seite des Durchgangs Magnetfeldsensoren zur Erfassung des vom Geber erzeugten realen Magnetfeldes als Referenzgröße zugeordnet sein.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass jede Sensoreinrichtung ein statisches Magnetfeld oder ein dynamisches Magnetwechselfeld erzeugt, das mittels eines von mehreren Magnetfelddetektoren gebildeten Detektorfeldes abgetastet wird, wobei der abzutastende Trum der Antriebskette zwischen dem Magnetfeld-Erzeuger und dem Detektorfeld hindurchgeführt wird und aus einer Veränderung der Lage des im Detektorfeld erfass- ten Magnetfeldes oder Magnetwechselfeldes der Kettenzustand der Antriebskette ermittelt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn jeder Magnetfelddetektor des Detektorfeldes das vom Geber abgegebene und durch die Antriebskette, mithin von den Kettengliedern oder von den Mitnehmern übertragene Magnetfeld oder Magnetwechselfeld abtastet und aus der Position des oder der die maximale Magnetfeldstärke ermittelnden Magnetfelddetektors/en der Kettenzustand, insbesondere die Lage der Kettenglieder oder Mitnehmer, ermittelt wird. Besonders vorteilhaft ist, wenn in der Auswerte- und Steuereinheit die Kennzahlen wie z.B. die Drehzahlen von Antriebsmotoren der Antriebsstationen erfasst werden und in Abhängigkeit von dem ermittelten Kettenzustand eine Drehzahlregelung und/oder eine änderung des Spannungszustandes der Spanneinrichtung eingeleitet werden. Der mit der magnetischen Sensoreinrichtung ermittelte Kettenzustand kann jedoch auch ohne Drehzahlerfassung zur Ansteuerung der Spanneinrichtung herangezogen werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens mit einem ein dynamisches Magnetwechselfeld erzeugenden Geber kann mit dem Geber zugeordneten Magnetfeldsensoren das reale, vom Geber erzeugte Magnetwechselfeld erfasst und als Referenzwert der Auswerteeinheit zugeführt werden und/oder der Drehwinkel eines Drehantriebs für den Geber wird erfasst und als Referenzwert der Auswerte-

einheit zugeführt. Mit diesen Referenzwerten kann das gemessene Ergebnis zusätzlich auf Vorhandensein von Fehlmessungen überprüft werden.

Da ein einzelner Mitnehmer oder ein einzelnes Kettenglied, wie Messungen der Erfinder gezeigt haben, nicht nur unterschiedliche magnetische Vorzugsrichtungen aufweisen können, sondern selbst bei identischer Magnetisierung unterschiedliche Veränderungen des eingeleiteten Magnetfeldes oder Magnetwechselfeldes auftreten können, und da außerdem Wechselwirkungen zwischen benachbarten Mitnehmern oder Kettengliedern auftreten können, wird bei der insbesondere bevorzugten Ausgestaltung nach jedem Stillstand der Antriebskette ein Referenzoder Kalibrierdurchgang eingeleitet, in welchem für jedes Kettenglied oder für jeden Mitnehmer ein Referenzwert für die Grundmagnetisierung ermittelt wird, der im Betrieb mit dem aktuell mittels des Detektorfeldes detektierten Messwertes verglichen wird, um hieraus eine änderung des Kettenzustandes wie beispielsweise eine Lageänderung oder einen zunehmenden Verschleiß der einzelnen Kettenglieder oder Mitnehmer zu ermitteln.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von schematisch in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch vereinfacht eine Prinzipskizze einer als Förderer ausgeführten erfindungsgemäßen Gewinnungsanlage für den untertägigen Bergbau;

Fig. 2 stark schematisch vereinfacht einen Antriebsrahmen einer Antriebsstation für die Gewinnungsanlage aus Fig. 1 mit eingebauter Sensoreinrichtung;

Fig. 3 A-C schematisch stark vereinfacht in einem Systembild die Lageerkennung bei der erfindungsgemäßen magnetischen Sensoreinrichtung;

Fig. 4 in einem schematischen Schaubild ähnlich zu Fig. 1 eine als Hobelanlage ausgeführte Gewinnungsanlage mit erfindungsgemäßer Sensoreinrichtung;

Fig. 5 A-C die Erfassung unterschiedlicher Kettenlagen bei der Hobelanlage nach Fig. 4;

Fig. 6 schematisch stark vereinfacht in perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel für einen Magnetwechselfelderzeuger;

Fig. 7 schematisch stark vereinfacht in perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel für einen Magnetfelderzeuger mit variablem Magnetfeld, teilweise aufgebrochen; und

Fig. 8 den Magnetfelderzeuger aus Fig. 7 in Draufsicht.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Systemdarstellung eine insgesamt mit Bezugszeichen 10 bezeichnete Förderanlage für den untertägigen Bergbau. Die Förderanlage 10 umfasst in an sich bekannter Weise eine erste Antriebsstation 1 mit einem schematisch dargestellten Antriebsmotor 2 und einem Kettenrad 3 sowie am anderen Ende der Förderanlage 10 eine zweite Antriebsstation 4 mit wiederum einem Kettenrad 5 sowie zugehörigem Antriebsmotor 6. Die Antriebsmotoren 2 und 6 können grundsätzlich jede für den Einsatzzweck geeignete Ausgestaltung aufweisen und als Synchronmotoren, Frequenzumrichtermotoren od.dgl. ausgebildet sein und Getriebe, Regeleinrichtungen, überlastkupplungen und dgl . umfassen. Zwischen beiden Kettenrädern 3, 5 läuft eine endlose Kratzerkette 6 in der mit dem Pfeil F angedeuteten Förderrichtung um, wobei Material, welches mit geeigneten Gewinnungswerkzeugen in einem untertägigen Streb hereingewonnen wird, in einem Obertrum 6A mittels der in den Fig. 2 und 3A-C schematisch angedeuteten Mitnehmern 11 in Richtung auf die Antriebsstation 1, die hier den Hauptantrieb bildet, transportiert wird. Der Obertrum der an den Kettenrädern 3, 5 umlaufenden Antriebskette ist in Fig. 1 mit 6A und der Rücklauftrum oder Leerlauftrum der Antriebskette 6 mit

Bezugszeichen 6B bezeichnet. Bei einem untertätigen Förderer leistet derjenige Antrieb, auf den der Obertrum 6A zuläuft, die größere Antriebsleistung, weswegen vorrangig im Untertrum 6B hinter dem Kettenrad 3 der Antriebsstation 1, aber auch im Untertrum 6A hinter dem Kettenrad 5 der Antriebsstation 4 die Gefahr des Auftretens von Hängekette besteht. Um unterschiedliche Spannungs zustände der Antriebskette 6 auszugleichen ist bei der Förderanlage 10 dem Hilfsantrieb, mithin der Antriebsstation 4, eine hydraulische Spanneinrichtung 7 zugeordnet, mit welcher der Abstand zwischen den Kettenrädern 3, 5 der Antriebsstationen 1, 4 verändert werden kann. Das Aus- oder Einfahren der Spanneinrichtung 7 erfolgt in Abhängigkeit von einem mit der Linie 8 angedeuteten Steuersignal einer Hydrauliksteuerung 9.

Bei der Förderanlage 10 kommt, wie Fig. 3A-3C zeigen, eine als Doppelmittelkette ausgeführte Antriebskette 6 mit horizontalen Kettengliedern 12 und vertikalen Kettengliedern 13 zum Einsatz, an denen in bestimmten Abständen Mitnehmer (Kratzer) 11 befestigt sind. Um bei der Fördereranlage gemäß Fig. 1 das Auftreten von Hängekette an der Antriebskette 6 oder das Auftreten von Verschleiß an den Kettengliedern 12, 13 oder den Mitnehmer 11 erkennen zu können, ist beiden Antriebsstationen 1, 4 eine in Fig. 1 mit 20 angedeutete Sensoreinrichtung zugeordnet. Die Sensoreinrichtung 20 ist beim Hauptantrieb, mithin bei der Antriebsstation 1 in Fig. 1, dem Untertrum 6B in Kettenlaufrichtung im Auslauf hinter dem Kettenrad 3 und bei der den Hilfsantrieb bildenden Antriebsstation 4 in Kettenlaufrichtung F im Auslauf des Kettenrades 5 dem Obertrum 6A zugeordnet. Beide Sensoreinrichtungen 20 sind vorzugsweise identisch zueinander aufgebaut und umfassen einen Geber, der beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Magnetwechselfeld erzeugt und in den Fig. 2 und 3A-3C schematisch mit Bezugszeichen 21 bezeichnet ist, sowie ein Detektorfeld 22 mit einer Mehrzahl neben- und übereinander angeordneter Magnetfelddetektoren 23 als Detektor für das vom Geber 21 ausgesandte Magnetwechselfeld. Der Magnetwechselfeld-Geber 21 ist in einer der beiden Seitenwangen 14 an einer Seite eines Durchgangs 15 für die Mitnehmer 11 sowie die Kettenglieder 12, 13 angeordnet und das Detektorfeld 22 liegt dem Geber 21 in der anderen Seitenwange 15 gegenüber. Da Fig. 2 schematisch die einen Hauptantrieb bildende Antriebsstation 1

zeigt, sind hierbei der magnetische Geber 21 und das Detektorfeld 23 in die Seitenwangen 14, 15 im Bereich des Untertrums 6B der Antriebskette 6 eingebaut, und zwar in einer Position, in der die mit der Ausbuchtung 6' in Fig. 1 angedeutete Hängkette aufgrund einer änderung der Höhenlage der Mitnehmer 11 relativ zum tangentialen Auslauf aus dem Kettenrad 3 detektiert werden kann. Sowohl der Geber 12 als auch das Detektorfeld 22 können in einem Gehäuse aus nichtmagnetischem Material angeordnet sein. Es könnten jedoch auch die Seitenwangen zumindest partiell aus geeignetem, nichtmagnetischem Material bestehen. Der Magnetwechselfeld-Erzeuger 21 kann vorteilhafterweise aus einem Permanentmagneten oder, falls keine Anforderungen an Explosionsschutz zu erfüllen sind, aus einem Elektromagneten bestehen, der an einem vorzugsweise drehzahlgeregelten Motor angebaut ist und mit Rotationsgeschwindigkeiten von bis zu 1000 U/min rotiert wird, um ein moduliertes bzw. dynamisches Magnetfeld (Magnetwechselfeld) für die Detektion mit dem Detektorfeld 22 zu erzeugen. Bei dem Drehantrieb für den oder die Magneten kann es sich insbesondere um einen Hydraulikmotor (nicht gezeigt) handeln, der aufgrund der Durchströmung mit Hydraulikmedium in Rotation versetzt wird. Das Detektorfeld 22 wiederum umfasst eine Matrix mit einer geeigneten Anzahl über- und nebeneinander angeordneter Magnetfelddetektoren 23, damit mit jedem der einzelnen Magnetfelddetektoren 23 die mit dem Geber 21 auf der einen Seite in die Mitnehmer 11 eingeleitete Magnetisierung und vorübergehende Aufmagnetisierung abgetastet werden kann.

Die Fig. 3A, 3B und 3C verdeutlichen schematisch die Lage eines Mitnehmers 11 in drei unterschiedlichen Lagen relativ zum Detektorfeld 22. In der obersten Darstellung in Fig. 3 ist ein Mitnehmer 11 gezeigt, der den Durchgang 15 zwischen dem Magnetwechselfelderzeuger 21 und dem Detektorfeld 22 mit den matrixartig über- und nebeneinander angeordneten Magnetfelddetektoren 23 in mittlerer Lage, d.h. mit normaler Kettenspannung, passiert. Die einzelnen Detektoren 23 im Detektorfeld 22 detektieren unterschiedliche Magnetfeldstärken, aus welchen sich die angedeutete Mittellage errechnen lässt. Die sich aufgrund des vom Geber 21 ausgestrahlten Magnetwechselfeldes am Mitnehmer 11 einstellenden Magnetfelder sind zur Veranschaulichung als

Magnetfeldlinien schematisch angedeutet. In Fig. 3B ist aufgrund ü- berhöhter Kettenspannung der Mitnehmer 11 nach oben gewandert. Mit den Magnetfeldlinien ist angedeutet, dass das vom Magnetwechselfeld 21 erzeugte Magnetfeld im Mitnehmer 11 bei im Prinzip gleicher Magnetfeldstärke nach oben gewandert ist, weswegen höherliegende Magnetfelddetektoren 23 den maximalen Ausschlag der Feldstärke detek- tieren, während die tieferliegenden Magnetfelddetektoren 23 eine erheblich geringere Magnetfeldstärke detektieren. Da ein moduliertes Magnetwechselfeld in die Mitnehmer 11 eingeleitet wird, detektieren selbstverständlich auch die Magnetfelddetektoren 23 ein entsprechend der Drehfrequenz des magnetischen Wechselfeldes erzeugtes moduliertes Magnetfeld. Aufgrund der ausreichend hohen Drehfrequenz des Magnetwechselfeldes wird gleichwohl während des Durchlaufs des Mitnehmers 11 eine ausreichende Anzahl an Amplitudenwechseln des Magnetwechselfeldes detektiert, um die aktuelle Lage des Mitnehmers 11 sicher und frei von Magnetisierungseinflüssen der Mitnehmer 11 ermitteln zu können. Fig. 3C zeigt den Zustand vor oder beim Auftreten von Hängekette. Der Mitnehmer 11 befindet sich in einer Lage am unteren Ende des Detektorfeldes 22, weswegen die am tiefsten liegenden Magnetfelddetektoren 23 die maximalen Amplitudenwechsel des in den Mitnehmer 11 durch den Geber 21 eingeleiteten Magnetwechselfeldes detektieren. Die jeweilige Verschiebung des Magnetfeldes ist auch durch die unterschiedlichen Lagen der Magnetfeldlinien des Magnetfeldes am Geber 21 angedeutet.

Es wird nun wieder auf Fig. 1 Bezug genommen. Die mit dem Detektorfeld 22 ermittelten Signale für die einzelnen Magnetfelddetektoren 23 werden an eine übergeordnete Steuereinheit 50 geliefert. über die mit den Signalleitungen 25 in Fig. 1 angedeuteten Signalleitungen kann auch die aktuelle Drehzahl der Antriebsmotoren 2 bzw. 6 der Steuereinheit 50 zugeführt werden. Aus den über die Signalleitungen 25 zugeführten Messdaten des Detektorfeldes 22 sowie den aktuellen Drehzahlen der Antriebsmotoren 2, 6 kann die Auswerte- und Steuereinheit 50 Steuersignale generieren, die an die Hydrauliksteuerung 9 geliefert werden, um über die Signalleitung 8 ein Aus- oder Einfahren der hydraulischen Spanneinrichtung 7 zu bewirken und die Position des Kettenrades 5 am Hilfsantrieb 4 zum Wegspannen der Hängkette

oder zum Minimieren der Kettenspannung bei zu straff gespannter Antriebskette 6 zu ändern. Die Regel- und Auswerteeinheit 50 kann parallel hierzu auch Ansteuersignale für die Antriebsmotoren 2, 6 ausgeben, um dem Auftreten von Hängekette oder zu starker Kettenspannung durch änderung der jeweiligen Drehzahlen der Antriebsmotoren 2, 6 vorzubeugen.

Im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 sind zwei weitere Sensoreinrichtungen 30 angedeutet, über die ggf. weitere Kettenzustände sowohl in der Antriebsstation 1 als auch in der Antriebsstation 4 erfasst werden können. Im Hauptantrieb 1 ist die weitere Sensoreinrichtung 30 dem Obertrum 6A im Zulauf vor dem Kettenrad 3 und an der den Hilfs- antrieb bildenden Antriebsstation 4 ist die Sensoreinrichtung 30 dem auf das Kettenrad 5 zulaufenden Untertrum 6B angeordnet. Das Messprinzip der Sensoreinrichtung 30 im gezeigten Ausführungsbeispiel basiert wiederum auf der Einleitung eines modulierten Magnetfeldes (Magnetwechselfeldes) in die Mitnehmer und dem Abtasten des vom Mitnehmer beim Passieren des Magnetfeldes des Magnetwechselfeld- Erzeugers aufgenommenen modulierten Magnetfeldes mit einem Sensorfeld 32 mit mehreren Magnetfelddetektoren 33. Die Messsignale des Detektorfeldes 32 können der Auswerte- und Steuereinrichtung 50 wiederum über Signalleitungen 35 zugeführt werden.

Fig. 4 zeigt in einem schematischen Schaubild die Nutzung derselben Systemtechnik bei einer Hobelanlage 110 für den untertägigen Bergbau. Ein Gewinnungshobel 160 wird mittels eines im Prinzip endlosen Hobelkettenbandes 106, bestehend aus ineinanderfassenden vertikalen und horizontalen Kettengliedern (112, 113, Fig. 5) , reversierend von einer Antriebsstation 101 zur anderen Antriebsstation 104, oder umgekehrt, hin- oder herbewegt, wie dies mit dem Doppelpfeil R in Fig. 4 angedeutet ist. Die Antriebsstation 101 weist nicht gezeigte Antriebsmotoren sowie ein Kettenrad 103 für die Hobelkette 106 und die Antriebsstation 104 weist ein Kettenrad 105 sowie eine Spanneinrichtung 107 auf. Je nach Bewegungsrichtung des Hobels 160 bildet der eine der beiden Antriebe einen Hauptantrieb und der andere den jeweiligen Hilfsantrieb . Die Hobelkette 106 bildet wiederum einen O- bertrum 106A und einen Untertrum 106B, die je nach Laufrichtung R

des Hobels 116 den Zug- oder Rücklauftrum bilden. Da Hängekette und/oder zu starke Kettenspannung sowohl im Zulauf als auch im Auslauf eines jeden Kettenrades 103 je nach Laufrichtung R des Hobelkörpers 160 auftreten können, sind bei der Hobelanlage 110 vier i- dentische Sensoreinrichtungen 120 vorgesehen, die einerseits ein Detektorfeld 122 mit einer ausreichenden Anzahl von matrixartig angeordneten Magnetfelddetektoren 123 aufweisen und seitlich des Durchgangs für die Kette 106 angeordnet sind. Jedem Detektorfeld 122 ist jeweils ein in den Fig. 5A, 5B und 5C schematisch gezeigter Magnetwechselfeld-Erzeuger 121 zugeordnet, der dem Detektorfeld 122 gegenüberliegt und ebenfalls seitlich des Durchgangs 115 für das Antriebskettenband 106 angeordnet ist. Da bei der Hobelanlage 110 eine Veränderung des vorzugsweise in die horizontalen Kettenglieder 112 eingeleiteten Magnetwechselfeldes mit den Magnetfelddetektoren 123 im Detektorfeld 122 detektiert wird, ist der Abstand zwischen dem Erzeuger 121 und dem Detektorfeld 122 deutlich geringer als beim vorherigen Ausführungsbeispiel. Außerdem können der Erzeuger 121 und das Detektorfeld 122 alternativ zum Maschinenrahmen auch unmittelbar in Seitenwänden eines nicht dargestellten Hobelkastens, in welchem die Kettenräder 103 bzw. 105 gelagert sind, eingebaut sein, um in relativ geschützter Lage die Veränderung des modulierten Magnetfeldes zu detektieren. ähnlich wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel wird eine Verschiebung der Hobelkette 106 nach oben aufgrund einer Detektion der maximalen Amplitude des Magnetwechselfeldes mit höherliegenden Magnetfelddetektoren 123, wie in Fig. 5B angedeutet, beziehungsweise mit tiefer liegenden Magnetfelddetektoren 123, wie in Fig. 5C angedeutet, detektiert, je nach dem, ob sich aufgrund zu starker Kettenspannung die Kette nach oben oder bei Hängekette gegenüber einer Mittellage nach unten bewegt. Auch bei der Hobelanlage 110 ist eine Steuer- und Auswerteeinheit 150 vorgesehen, welcher zumindest sämtliche Messwerte der vier Detektorfelder 122 der Sensoreinrichtungen 120 zugeführt werden. Die Signal Zuführung kann entweder über die Signalleitungen 125, über einen Systembus oder kabellos über Funk stattfinden, wie dies mit dem Funksender 126 und dem Funkempfänger 127 in Fig. 4 angedeutet ist. Es versteht sich, dass der Funkempfänger 127 auch für die bidirektionale Datenübertragung ausgelegt sein kann.

Um mit den magnetischen Sensoreinrichtungen gegebenenfalls auch Kettenverschleiß oder Mitnehmerverschleiß zu detektieren, und um mit hoher Sicherheit Hängekette zu erfassen, kann nach jedem Stillstand der Gewinnungsanlage eine Referenz- oder Kalibrierfahrt durchgeführt werden, in welcher für jedes Kettenglied oder jedes horizontale Kettenglied bei einer Hobelanlage oder für jeden Mitnehmer bei einer Förderanlage ein Referenzwert ermittelt wird. Im günstigsten Fall ist hierbei der Auswerte- und Regeleinrichtung bekannt, wie viele horizontale Kettenglieder bzw. Mitnehmer im System eingebaut sind. Durch Speicherung eines Referenzwertes für jeden Mitnehmer bzw. jedes Kettenglied kann, da sich das individuelle Magnetfeld jedes Mitnehmers und jedes horizontalen Kettengliedes mit zunehmendem Verschleiß ändert, aus einem Vergleich der Referenzwerte mit Referenzwerten vorheriger Kalibrierfahrten oder, bei längerer Betriebszeit, einem Vergleich der aktuellen Werte mit den Referenzwerten aus einer änderung des übertragenen Magnetfeldes beim Passieren der Magnetwechselfeld-Geber der aktuelle Verschleiß ermittelt werden, um rechtzeitig ein Wartungsintervall einzuleiten, bevor ein Kettenab- riss oder dgl . auftritt. Die bei der Gewinnungsanlage verwendete Sensoreinrichtung ist daher nicht auf die Anwendung zur Hängekettenerfassung beschränkt.

Die Ausführungsbeispiele zeigen schematisch die Anordnung von Magnetwechselfelderzeuger und Detektorfeld. Im Detektorfeld können auch erheblich mehr als nur neun oder zwölf Magnetfelddetektoren angeordnet werden, z.B. 16 oder 27 Magnetfelddetektoren, um die Auflösung des Systems zu erhöhen. Der zur Erzeugung des modulierten Magnetfeldes verwendete Magnet kann ein leistungsstarker Dauermagnet (Super- magnet) beispielsweise aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) oder einem anderen geeigneten Material für Supermagneten mit ausreichend hoher Magnetfeldstärke von z.B. IT sein, der mit einer Frequenz von z.B. bis zu 1.000 U/min angetrieben wird, um ein wechselndes Magnetfeld mit einer ausreichenden Anzahl am Amplitudenwechseln beim Durchlaufen der Mitnehmer oder Kettenglieder zu erzeugen. Der Drehwinkel kann hierbei als Referenzwert erfasst werden. Dem Geber können ggf. auch auf derselben Seite des Durchgangs Magnetfeldsensoren zugeordnet

sein. Der mit dem Magnetwechsel feld in die Mitnehmer oder Kettenglieder eingeleitete Magnetisierungszustand unterscheidet sich deutlich vom Ausgangsmagnetisierungszustand der Mitnehmer oder Kettenglieder, so dass das dynamische, modulierte Magnetwechselfeld von der Ausgangsmagnetisierung des Mitnehmers beim Passieren eines Sensorfeldes sicher unterschieden werden kann. Das Sensorsystem sollte zumindest in zwei Richtungen, und vorzugsweise in allen drei Feldrichtungen messen und eine ausreichende Anzahl von Magnetfelddetektoren aufweisen.

Fig. 6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Magnetwechselfeld-Erzeuger 221 als Geber für eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung. Der Magnetwechselfelderzeuger 221 weist ein vorzugsweise kastenförmiges, in einer Aufnahmevertiefung in den Seitenwangen z.B. eines Maschinenrahmens einsetzbares Gehäuse 250 auf, in welchem eine Drehwelle 240 gelagert ist, an der mehrere, übereinander angeordnete Blockmagnete 241 drehfest befestigt sind. Die Anordnung der hier aus Blockmagneten 241 bestehenden Permanentmagneten erfolgt vorzugsweise jeweils mit übereinstimmender Ausrichtung der Magnetisierung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegen alle mit N gekennzeichneten Pole und alle mit S gekennzeichneten Pole der Blockmagnete 241 jeweils aufeinander ausgerichtet übereinander. Zum Antrieb der Drehwelle 240 und der mit dieser verbundenen Magneten 241 ist im Gehäuse ferner z.B. ein Hydraulikantrieb 242 angeordnet, der mit einem Getriebe 243 gekoppelt ist, auf dessen Ausgangswelle 244 ein Zahnrad 245 angeordnet ist, das mit einem wiederum drehfest mit der Drehwelle 240 verbundenen Zahnrad 246 kämmt. Der Hydraulikantrieb kann insbesondere aus einem Hydraulikmotor mit Stromregelventil (nicht gezeigt) zur Drehzahlverstellung bestehen. Bei einer Rotation der Drehwelle 240 entsteht über die gesamte Höhe des Magnetwechselfelderzeugers 221 ein dynamisches Magnetwechselfeld, welches in die Mitnehmer der Antriebskette eingeleitet und am gegenüberliegenden Ende der Mitnehmer mit der Sensoreinrichtung detektiert werden kann.

Die vorstehende Figurenbeschreibung erfolgte für eine Gewinnungsanlage mit einer Sensoreinrichtung, die einen Magnetwechselfelderzeuger als Geber für ein dynamisches Magnetfeld aufweist. Der Geber

könnte auch ein statisches Magnetfeld erzeugen, das mit einem Detektorfeld in einer Gewinnungsanlage, wie oben beschrieben, abgetastet wird. Die Fig. 7 und 8 zeigen für einen solchen Magnetfeld-Erzeuger 321, mit dem ein statisches, jedoch variables Magnetfeld erzeugt werden kann, beispielhaft ein Ausführungsbeispiel. Innerhalb eines kastenförmigen Gehäuses 350 sind an den Längsseiten, von denen im Betriebseinsatz eine der Maschinenwange und die andere dem Durchgang in der Antriebsstation zugekehrt liegt, jeweils Polplatten 351, 352 aus vorzugsweise weichmagnetischem, magnetisierbaren Eisenmaterial angeordnet, zwischen denen ein Magnetpaket 348 aus hier mehreren, übereinander angeordneten, diametral magnetisierten Ringmagneten 341 angeordnet ist. Die Ringmagnete 341 sind derart angeordnet, dass alle mit N bezeichneten Pole sowie die Pole S jeweils näherungsweise ausgerichtet übereinanderliegen. Sämtliche Ringmagneten 341 sind an einer Magnetwelle 340 befestigt, die mittels eines in Fig. 8 schematisch angedeuteten und z.B. über Zahnräder mit ihr gekoppelten Drehantriebs 342 in ihrer Ausrichtung relativ zu den Polplatten 351, 352 verdreht werden können, um je nach Relativlage des Magnetpaketes 348 zu den Polplatten 351, 351 unterschiedlich starke Magnetfelder in diese und insofern auch in die vorbeilaufenden Mitnehmer oder Kettenglieder einzuleiten. Das Drehen der Magnetwelle findet vorzugsweise nur bei einem Kalibrierungsdurchlauf statt, wohingegen die Magnetwelle im laufenden Betrieb über den abgeschalteten Drehantrieb und das wirksame Untersetzungsverhältnis festgesetzt ist. Mit dem Magnetfelderzeuger 321 als Geber der Sensoreinrichtung kann ein statisches, nicht moduliertes Magnetfeld erzeugt werden, welches von der einen Seite des Maschinenrahmens in die Mitnehmer eingeleitet und an der anderen Seite des Maschinenrahmens mit dem Detektorfeld abgetastet wird. Durch ändern der Ausrichtung des Magnetpaketes 348 relativ zum Durchgang bzw. zum Detektorfeld kann die Messung jeweils mit einem optimalen Magnetfeld vorgenommen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die schematisch gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Zumindest eine der Antriebsstationen könnte auch eine antriebslose Umkehrstationen sein, mit deren Kettenrad die Antriebskette nur umgelenkt wird.