ENS, Wolfgang (Keplerstr. 5, Linkenheim, 76351, DE)
GRIEB, Herbert (Maronenweg 4, Malsch, 76316, DE)
BELLM, Hubert (Nibelungenring 6, Stutensee, 76297, DE)
ENS, Wolfgang (Keplerstr. 5, Linkenheim, 76351, DE)
GRIEB, Herbert (Maronenweg 4, Malsch, 76316, DE)
Patentansprüche
1. Verfahren zur überwachung einer Einrichtung zur kontinuierlichen Förderung eines länglichen Guts, zum Beispiel eines Drahts, eines Seils, eines Gurts (4) oder eines Bands, wobei das längliche Gut mittels Rollen (2, 3) durch die Einrichtung geführt wird, wobei durch eine Tänzerrolle (5) die Zugspannung des länglichen Guts eingestellt wird, wobei die Auslenkung der Tänzerrolle (5) erfasst wird und wobei der Wert ei- ner charakteristischen Größe des sich einstellenden Verlaufs der Auslenkung der Tänzerrolle ermittelt, mit einem vorgegebenen Referenzwert der charakteristischen Größe verglichen und ein Warnhinweis durch ein Signal (14) angezeigt wird, wenn die Abweichung einen vorgegebenen Schwellwert über- steigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung durch einen Abstandssensor (7) erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tänzerrolle (5) zur Einstellung der Zugspannung durch eine Feder (6) gehalten wird und dass die Auslenkung durch Messen der Federkraft erfasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gleitende Mittelwert als eine charakteristische Größe des Verlaufs der Auslenkung der Tänzerrolle (5) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Größe die Frequenz von Schwingungen im Verlauf der Auslenkung der Tänzerrolle verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert bei der Inbetriebnahme der Fördereinrichtung ermittelt und abgespeichert wird.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur überwachung einer Einrichtung zur kontinuierlichen Förderung eines länglichen Guts, zum Beispiel eines Drahts, eines Seils, eines Gurts (4) oder eines Bands, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Tänzerrolle (5) zur Einstellung der Zugspannung des länglichen Guts, mit Mitteln zur Erfassung der Auslenkung der Tänzerrolle und mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung (8) zur Ermittelung des Werts einer charakteristischen Größe des sich einstellenden Verlaufs der Aus- lenkung der Tänzerrolle, zum Vergleich des ermittelten Werts mit einem vorgegebenen Referenzwert der charakteristischen Größe und zur Anzeige eines Warnhinweises durch ein Signal (14) , wenn die beim Vergleich ermittelte Abweichung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. |
Beschreibung
Verfahren zur überwachung einer Fördereinrichtung sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur überwachung einer Einrichtung zur kontinuierlichen Förderung eines länglichen Guts, zum Beispiel eines Drahts, eines Seils, eines Gurts oder eines Bands, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung.
In automatisierungstechnischen Anlagen werden unter anderem Produktionsmaschinen, Fördereinrichtungen und Verpackungsmaschinen eingesetzt. Dabei gibt es häufig die Aufgabe, längli- che Güter, zum Beispiel einen Draht, ein Seil, einen Gurt oder ein Band, innerhalb einer Maschine oder zwischen mehreren Maschinen zu transportieren. Beispielsweise bei Produktions- oder Druckmaschinen werden Gewebe-, Folien- oder Papierbänder über Rollen transportiert. Bei Verpackungsmaschi- nen sind Förderbänder ein grundlegendes Konstruktionselement. Wichtigstes Element eines Förderbandes ist der Fördergurt, ein endloses, auf Tragrollen oder Gleitbahnen umlaufendes Band, das als Trag- und gleichzeitig auch als Zugmittel dient. Es wird häufig über Reibschluss einer oder mehrerer Antriebsrollen angetrieben. Fördergurte werden häufig über so genannte Tänzerrollen gespannt, die mit ihrer Hubbewegung einen schwankenden Zug kompensieren. Bei Verpackungsmaschinen gibt es Stillstandszeiten, die zum Beispiel durch Verpackungsreste in der Maschine, Füllgut in einer Siegelnaht oder unvollständig gefüllte Verpackungen verursacht werden. Weitere Ursachen können mechanische Defekte, beispielsweise Einreißen eines Fördergurts, sein. Für eine möglichst hohe Produktivität einer Verpackungsmaschine wird ein möglichst großer Durchsatz bei geringem Ausschuss angestrebt. Unerwar- tete Stillstandszeiten reduzieren jedoch den Durchsatz und sollen daher weitgehend vermieden werden. Bisher wird das bereits erfolgte vollständige Reißen des Förderguts dadurch de- dektiert, dass die Tänzerrolle an einem mechanischen Anschlag fährt und dieses durch einen Endschalter erkannt wird. Danach
muss der Fördergurt neu durch die Maschine geführt werden, was mit einem hohen Aufwand und längeren Reparaturzeiten verbunden ist. Stillstandszeiten sind daher nicht immer vorhersehbar und werden im Kauf genommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur überwachung einer Fördereinrichtung zu schaffen, die es ermöglichen, eine frühzeitige Warnung für ein bevorstehendes Reißen eines zu fördernden länglichen Guts, zum Beispiel eines Fördergurts, bereits auszugeben, bevor die Fördereinrichtung stillsteht.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Verfahren der eingangs genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens, in Anspruch 7 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein gefördertes längliches Gut, zum Beispiel ein Fördergurt einer Verpackungsmaschine, bereits einige Zeit vor dem Reißen seine mechanischen Eigenschaften, beispielsweise seine Dehnung oder seine elastischen Eigenschaften verändert. Diese Veränderung kann durch Ermitteln und Auswerten der Auslenkung der Tänzer- rolle bewertet und in vorteilhafter Weise daraus eine Diagnoseaussage abgeleitet werden. Im Sinne einer prädiktiven Wartung wird es durch die Erfindung ermöglicht, einen fehlerhaften Zustand einer Fördereinrichtung bereits zu erkennen, bevor es zu einer signifikanten Störung oder zu einem Ausfall der Fördereinrichtung kommt. Ein ungeplanter Stillstand beispielsweise einer Verpackungsmaschine kann damit vermieden werden und Wartungen können beispielsweise in zyklischen Wartungsintervallen durchgeführt werden, in welchen eine Reparatur oder ein Austausch des Fördergurts ohne weitere Produk- tionsausfalle vorgenommen werden kann. Da kaum zusätzliche
Sensorik benötigt wird, ist das Verfahren auch bei bereits im Einsatz befindlichen Verpackungsmaschinen ohne größere mechanische Veränderungen nachrüstbar. Es genügt im Wesentlichen, ein Steuerungsprogramm einer elektronischen Steuerung der
Verpackungsmaschine um entsprechende Programitiroutinen zu ergänzen.
Als besonders einfache Möglichkeiten zur Erfassung der Aus- lenkung der Tänzerrolle kann diese durch einen Abstandsensor oder, wenn die Tänzerrolle zur Einstellung der Zugspannung durch eine Feder gehalten wird, durch Messen der Federkraft erfasst werden. Kurze Ausschläge bei der Auslenkung der Tänzerrolle führen in vorteilhafter Weise nicht sofort zu Feh- leranzeigen, wenn als charakteristische Größe des sich einstellenden Verlaufs der Auslenkung der Tänzerrolle ein gleitender Mittelwert aus den Messwerten der näheren Vergangenheit verwendet wird.
Alternativ oder ergänzend dazu kann die Frequenz von Schwingungen, insbesondere der Schwingungen mit maximaler Amplitude, anhand des Verlaufs der Auslenkung der Tänzerrolle ermittelt und als charakteristische Größe verwendet werden. Eine Veränderung der Dehnung führt beispielsweise bei einem Fördergurt zu einer Veränderung der Steifigkeit und damit zu einer Verschiebung der Frequenzen der Bewegungen der Tänzerrolle. Anhand dieser Größe kann somit ebenfalls eine Diagnoseaussage über den Zustand eines Fördergurts gewonnen werden.
Ein Vergleich mit einem exemplarspezifischen Referenzwert wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, wenn der Referenzwert bei der Inbetriebnahme der Fördereinrichtung und somit im Gutzustand ermittelt und abgespeichert wird. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Diagnoseaussage weiter verbessert werden.
Da die überwachung während des normalen Betriebs der Fördereinrichtung durchgeführt werden kann, erfolgt in vorteilhafter Weise keinerlei Störung des Produktivbetriebs durch den überwachungsvorgang.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine Fördereinrichtung mit einer Einrichtung zu ihrer überwachung.
Als Beispiel einer Fördereinrichtung ist in der Figur ein
Förderband 1 mit einem endlosen, auf zwei Tragrollen 2 und 3 umlaufenden Fördergurt 4, wie es beispielsweise in Verpackungsmaschinen Anwendung findet, dargestellt. Durch eine Tänzerrolle 5, auf welche mit einer Feder 6 eine Zugkraft ausge- übt wird, wird die Zugspannung des Fördergurts 4 eingestellt. Die Tänzerrolle 5 kompensiert mit ihren Hubbewegungen Längenänderungen des Fördergurts 4 und sorgt für eine gleich bleibende Spannung des Gurts 4. Die jeweilige Auslenkung der Tänzerrolle 5 wird mit einem Abstandssensor 7 ermittelt und an eine elektronische Auswerteeinrichtung 8 übergeben. Alternativ oder ergänzend dazu kann die mit der Feder 6 auf die Tänzerrolle 5 ausgeübte Zugkraft durch einen Kraftsensor 9 erfasst und an die elektronische Auswerteeinrichtung 8 gemeldet werden, wie es in der Figur durch einen mit durchbroche- nen Linien eingezeichneten Pfeil 10 dargestellt ist. Aufgrund der Elastizitätskonstante der Feder 6 verhält sich diese Kraft näherungsweise proportional zur Auslenkung der Tänzerrolle 5 und stellt somit ebenfalls einen die Auslenkung der Tänzerrolle 5 repräsentierenden Messwert dar. Unter ungünsti- gen Umständen oder aufgrund einer zu langen Betriebsdauer kann der Fördergurt 4 reißen. Diesem Reißen geht eine Dehnung des Fördergurts 4 voraus, die mit dem Abstandssensor 7 und/oder dem Kraftsensor 9 mit Hilfe der elektronischen Auswerteeinrichtung 8 erkannt und ausgewertet werden kann. Zur überwachung des Förderbands 1 wird in der elektronischen Auswerteeinheit 8 mittels eines Mikrocontrollers 11 ein Verlauf von Messwerten der Auslenkung der Tänzerrolle 5 in einem Speicher 12 abgelegt. Anhand dieses Verlaufs wird der gleitende Mittelwert berechnet und mit einem Referenzwert vergli- chen, der bei der Inbetriebnahme des Förderbands 1, das heißt im Neuzustand des Fördergurts 4, ermittelt und in einem Speicher 13 hinterlegt wurde. Wenn die Abweichung, das heißt die Differenz zwischen dem aktuellen gleitenden Mittelwert und dem hinterlegten Referenzwert, einen vorgegebenen Schwellwert
übersteigt, so deutet dies auf einen sich anbahnenden Fehler des Fördergurts 4 hin und es wird ein entsprechender Warnhinweis als Anzeigesignal 14 ausgegeben. Der Schwellwert ist zum einen so gewählt, dass die überwachungseinrichtung nicht zu empfindlich reagiert, und zum anderen, dass Fehler bereits vor ihrem Auftreten erkannt werden. Weiterhin kann aus der Tendenz aufeinander folgend ermittelter Werte des gleitenden Mittelwerts abgeleitet werden, ob bereits im Zeitraum bis zum nächsten Wartungszyklus mit einem Ausfall des Förderbands 1 zu rechnen ist oder nicht. Unvorhergesehene Stillstandszeiten können daher weitgehend vermieden und somit die Produktivität einer mit einer derartigen überwachungseinrichtung ausgestatteten Verpackungsmaschine erhöht werden.
Next Patent: METHOD FOR MONITORING A CONVEYOR DEVICE AND FACILITY FOR CARRYING OUT SAID METHOD