DE102016000387A1

DE102016000387A1 - Verfahren zum Regeln der Arbeitsweise einer Abstreifvorrichtung an einem Förderband

Info

Publication number: DE102016000387A1
Application number: DE102016000387.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Schulte Strathaus
Original assignee: F E SCHULTE STRATHAUS KG
Current assignee: Schulte Strathaus GmbH and Co KG
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2017-06-22
Also published as: HK1256588A1; CN108698766B; US10351351B2; WO2017108150A1; US20190002207A1; EP3393944A1; ZA201804151B; CN108698766A; AU2016378084B2; AU2016378084A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln der Arbeitsweise einer Abstreifvorrichtung an einem Förderband einer Förderbandanlage für Fördergut, wobei das Förderband von einem Laufantrieb endlos umlaufend angetrieben wird und in einem oben liegenden Förderabschnitt in Förderrichtung und einem darunter liegenden Rücklaufabschnitt in der Förderrichtung entgegengesetzten Rücklaufrichtung läuft, wobei zum Abstreifen von am Förderband anhaftendem Fördergut im in Förderrichtung vorne befindlichen Übergangsbereich vom Förderabschnitt zum Rücklaufabschnitt und/oder im dortigen Anfangsbereich des Rücklaufabschnittes mindestens ein Abstreifsegment der Abstreifvorrichtung mit seinem Abstreifrand von einem Anstellantrieb an das Förderband angestellt wird, wobei zumindest die Anstellkraft, mit der der Anstellantrieb das mindestens eine Abstreifsegment an das Förderband anstellt, als Regelgröße von einer elektronischen Steuerung nach Maßgabe des von mindestens einem Sensor ermittelten Wertes mindestens einer Führungsgröße geregelt wird. Dieses ist dadurch optimiert, dass als eine Führungsgröße das Ausgangssignal eines als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführten optischen Sensors herangezogen wird, der den Zustand des Förderbandes in einem begrenzten Überwachungsbereich oder den Zustand des mindestens einen Abstreifsegmentes optisch erfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Arbeitsweise einer Abstreifvorrichtung an einem Förderband einer Förderbandanlage für Fördergut, wobei das Förderband von einem Laufantrieb endlos umlaufend angetrieben wird und in einem oben liegenden Förderabschnitt in Förderrichtung und einem darunter liegenden Rücklaufabschnitt in der Förderrichtung entgegengesetzten Rücklaufrichtung läuft, wobei zum Abstreifen von am Förderband anhaftendem Fördergut im in Förderrichtung vorne befindlichen Übergangsbereich vom Förderabschnitt zum Rücklaufabschnitt und/oder im dortigen Anfangsbereich des Rücklaufabschnittes mindestens ein Abstreifsegment der Abstreifvorrichtung mit seinem Abstreifrand von einem Anstellantrieb an das Förderband angestellt wird, wobei zumindest die Anstellkraft, mit der der Anstellantrieb das mindestens eine Abstreifsegment an das Förderband anstellt, als Regelgröße von einer elektronischen Steuerung nach Maßgabe des von mindestens einem Sensor ermittelten Wertes mindestens einer Führungsgröße geregelt wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Förderbandanlage mit einem Förderband, das mit einem oben liegenden Förderabschnitt und einem darunter liegenden Rücklaufabschnitt endlos umlaufend angeordnet ist, einem mit dem Förderband antriebstechnisch verbundenen Laufantrieb, mit dem das Förderband im Förderabschnitt in Förderrichtung und im Rücklaufabschnitt in der Förderrichtung entgegengesetzter Rücklaufrichtung endlos umlaufend antreibbar ist, einer Abstreifvorrichtung zum Abstreifen von am Förderband anhaftendem Fördergut, die mindestens ein Abstreifsegment aufweist, das mit einem Abstreifrand an das Förderband anstellbar ist, wobei mittels der Abstreifvorrichtung am Förderband anhaftendes Fördergut im in Förderrichtung vorne befindlichen Übergangsbereich vom Förderabschnitt zum Rücklaufabschnitt und/oder im dortigen Anfangsbereich des Rücklaufabschnittes vom Förderband abstreifbar ist, einem Anstellantrieb für das mindestens eine Abstreifsegment, mit dem das Abstreifsegment mit seinem Abstreifrand an das Förderband anstellbar ist, und einer elektronischen Steuerung, wobei zumindest die Anstellkraft, mit der das mindestens eine Abstreifsegment mittels des Anstellantriebs an das Förderband anstellbar ist, als Regelgröße von der elektronischen Steuerung nach Maßgabe des von mindestens einem Sensor ermittelten Wertes mindestens einer Führungsgröße regelbar ist.
Förderbandanlagen verwenden ein sich bewegendes, regelmäßig endlos umlaufendes Förderband zum Transportieren von Fördergut, insbesondere von Sand, Kies, Kohle und anderen Schüttgütern von einem Ort zu einem anderen Ort. Das Förderband wird regelmäßig von einem Laufantrieb endlos umlaufend angetrieben, und zwar in einem oben liegenden Förderabschnitt in Förderrichtung und in einem darunter liegenden Rücklaufabschnitt in der Förderrichtung entgegengesetzter Rücklaufrichtung. Im Übergangsbereich vom Förderabschnitt zum Rücklaufabschnitt läuft das Förderband über eine Umlenkwalze. Wenn das Fördergut von dem Förderband am Ende des Förderabschnittes im Übergangsbereich vom Förderband herabfällt, bleibt manchmal ein Rest des Fördergutes an dem Förderband haften. Mittels einer Abstreifvorrichtung wird das am Förderband anhaftende restliche Fördergut abgestreift.
Normalerweise befindet sich eine erste Abstreifvorrichtung unmittelbar an der Umlenkwalze im unteren Teil des Übergangsbereiches vom Förderabschnitt zum Rücklaufabschnitt des Förderbandes. Eine solche Abstreifvorrichtung wird häufig als Primärabstreifer bezeichnet. Am unten liegenden Rücklaufabschnitt des Förderbandes befindet sich häufig eine zweite Abstreifvorrichtung, die häufig als Sekundärabstreifer bezeichnet wird.
Das Abstreifen des am Förderband anhaftenden Fördergutes wird mittels eines Abstreifsegmentes erreicht, das mit seinem Abstreifrand von einem Anstellantrieb an das Förderband angestellt wird. Meistens hat eine Abstreifvorrichtung mehrere über die Breite des Förderbandes gesehen nebeneinander, manchmal auch versetzt zueinander angeordnete Abstreifsegmente. Diese sind häufig an einer drehbaren und/oder linear verstellbaren Tragwelle befestigt, die sich quer zum Förderband erstreckt. Die Tragwelle wird von einem Anstellantrieb angetrieben und so werden dann die Abstreifsegmente auf der Tragwelle gemeinsam an das Förderband angestellt. Hierzu wird unter anderem auf die DE 20 2014 007 229 U1 , die US 4,189,046 A , die DE 20 2009 004 182 U1 und die DE 600 13 937 T2 verwiesen.
Es gibt auch ausgefeiltere Konstruktionen, bei denen jedes einzelne Abstreifsegment einer Abstreifvorrichtung durch einen eigenen Anstellantrieb an das Förderband angestellt wird.
Während des Betriebes verschleißen die Abstreifsegmente von den Abstreifrändern ausgehend, da sie sich mit dem umlaufenden Förderband dauernd in schleifendem Eingriff befinden.
Bei dem Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht ( DE 60 2004 005 771 T2 ), wird die Arbeitsweise der Abstreifvorrichtung am Förderband der Förderbandanlage für Fördergut geregelt, und zwar dadurch, dass die Anstellkraft, mit der der Anstellantrieb das mindestens eine Abstreifsegment an das Förderband anstellt, als Regelgröße von einer elektronischen Steuerung nach Maßgabe des von mindestens einem Sensor ermittelten Wertes mindestens einer Führungsgröße geregelt wird. Beim dortigen Verfahren sind mehrere Sensoren vorgesehen, die mehrere Führungsgrößen erfassen, nämlich an jedem Abstreifsegment ein Blattverschleiß-Sensor, ein Belastungs-Sensor und ein Temperatur-Sensor. Alle Sensoren sind in das Abstreifsegment selbst integriert und liefern ihre Ausgangswerte an die elektronische Steuerung, die auf den so ermittelten Werten der verschiedenen Führungsgrößen basierend als Regelgrößen den Anstellwinkel des Abstreifsegmentes und die Anstellkraft des Abstreifsegmentes regeln, um letztlich die Systemleistung der gesamten Abstreifvorrichtung zu regeln.
Bei Förderbandanlagen der in Rede stehenden Art wird der Abstreifprozess von einer Vielzahl von Parametern beeinflusst:

– Die Art des Fördergutes (nass, feucht, klebrig, feinkörnig, grobkörnig, abrasiv, etc.).
– Die Qualität und der Zustand des Förderbandes (neu, verschlissen, hart, weich, etc.).
– Qualität und/oder Zustand der Verbindungen des Förderbandes (geklebt, vulkanisiert, mechanisch verbunden, beschädigt; gerade Ausführung, schräge Ausführung, etc.).
– Material des Förderbandes (Gummi, Kunststoff, beschichtet, unbeschichtet, etc.).
– Material des Abstreifsegmentes und evtl., bei gesonderter Ausgestaltung, seines Abstreifrandes (Kunststoff, Gummi, Metall).
– Positionierung des Abstreifsegmentes relativ zum Förderband (Primärabstreifer, Sekundärabstreifer).
– Qualität und Ausführung der Förderbandanlage insgesamt (stabil/instabil, Länge des Förderbandes, Laufgeschwindigkeit des Förderbandes, Breite und Dicke des Förderbandes, Spannung des Förderbandes, Ausführung der Unterbauten und Führungen des Förderbandes, Platzverhältnisse für die Abstreifvorrichtung).

Bei diesen vielen Prozessparametern, die Einfluss auf den Betrieb einer Förderbandanlage haben, muss weiter Berücksichtigung finden, dass Förderbandanlagen der in Rede stehenden Art bis zu mehreren Kilometern lang sein können und dass auch die Breite der Förderbänder mit bis zu 3 bis 4 m beachtlich sein kann.
Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht ( DE 60 2004 005 771 T2 ), werden als Führungsgrößen ausschließlich Parameter der Abstreifsegmente selbst herangezogen und elektrisch bzw. elektromechanisch erfasst (Dehnungsmessstreifen, Temperatursensoren, Verschleißelemente). Die damit mögliche Regelung der Arbeitsweise der Abstreifvorrichtung an einem Förderband einer Förderbandanlage erfasst damit nur einen kleinen Teil der für das Verfahren insgesamt relevanten Prozessparameter.
Der Lehre liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Regeln der Arbeitsweise einer Abstreifvorrichtung an einem Förderband einer Förderbandanlage für Fördergut anzugeben, bei dem durch eine umfassendere Erfassung von Führungsgrößen ein verbesserter Abstreifprozess am Förderband erreicht wird. Entsprechend soll auch eine diesbezüglich verbesserte Förderbandanlage angegeben werden.
Das zuvor aufgezeigte Problem ist bei dem oben angesprochenen Verfahren dadurch gelöst, dass als eine Führungsgröße das Ausgangssignal eines als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführten optischen Sensors herangezogen wird, der den Zustand des Förderbandes in einem begrenzten Überwachungsbereich oder den Zustand des mindestens einen Abstreifsegmentes optisch erfasst, und/oder dass als eine Führungsgröße das Ausgangssignal mindestens eines als Mikrofon und/oder elektronischer Schallwandler ausgeführten akustischen Sensors herangezogen wird, der das von der laufenden Förderbandanlage verursachte Geräusch, insbesondere in einem begrenzten Überwachungsbereich, erfasst.
Erfindungsgemäß wird primär ein optisches Datenerfassungssystem realisiert. Wesentlich für die Erfindung ist, dass als eine Führungsgröße das Ausgangssignal eines als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführten optischen Sensors herangezogen wird. Ein solcher Sensor kann als Digitalkamera ausgeführt sein oder auf Basis anderer elektronischer Bildverarbeitungstechniken arbeiten.
Wesentlich ist, dass der optische Sensor den Zustand des Förderbandes in einem begrenzten Überwachungsbereich optisch erfasst. Ist nur ein einziger optischer Sensor vorgesehen, so kann als Alternative dieser optischer Sensor den Zustand des mindestens einen Abstreifsegmentes optisch erfassen.
Eine funktionierende Förderbandanlage hat ein typisches akustisches Frequenzspektrum. Dieses Spektrum spiegelt unter anderem die Vibrationen der Förderbandanlage insgesamt wieder. Sobald sich die Förderbandanlage nicht mehr in ihrem normalen Betrieb befindet, beispielsweise weil die Abstreifsegmente bereits zu stark verschlissen worden sind, ändert sich das Frequenzspektrum des von der laufenden Förderbandanlage verursachten Geräusches. Von dieser Erkenntnis ausgehend ist eine alternative Lösungsmöglichkeit gemäß der Erfindung die Nutzung des Ausgangssignals mindestens eines als Mikrofon und/oder elektronischer Schallwandler ausgeführten akustischen Sensors als eine Führungsgröße.
Die erfindungsgemäß als Alternativen eingesetzten oder gemeinsam verwendeten Führungsgrößen (optisch, akustisch) können natürlich durch weitere Führungsgrößen wie sie beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt sind, ergänzt werden, wenn dies technisch zweckmäßig ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in weiter verbesserter Weise mit mehreren optisch basierten Führungsgrößen zu realisieren. Dabei ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass zur Bereitstellung mehrerer Führungsgrößen von jeweils einem als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführten Sensor optisch erfasst werden:

– der Zustand des Förderbandes in einem Bereich des Förderabschnittes, vorzugsweise nahe dem Übergangsbereich, und/oder
– der Zustand des Förderbandes in einem Bereich des Rücklaufabschnittes, vorzugsweise nahe dem Übergangsbereich, und/oder
– der Zustand des mindestens einen Abstreifsegmentes.

Erfindungsgemäß wird ein echtzeitfähiges optisches Überwachungssystem zur Betriebs- und Verschleißkontrolle der Abstreifsegmente der Abstreifvorrichtung realisiert. Dabei wird im bevorzugten Fall ein breiterer Ansatz gewählt mit einem optischen System, mit dem durch verschiedene optische Sensoren sowohl die Beladung des Förderbandes als auch die Abstreifsegmente der Abstreifvorrichtung als auch in Laufrichtung hinter der Abstreifvorrichtung das Reinigungsergebnis am Förderband überwacht wird.
Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann man für das erfindungsgemäße Verfahren zum Zwecke der optischen Erfassung des Zustandes des mindestens einen Abstreifsegmentes vorsehen, dass das mindestens eine Abstreifsegment mit mindestens einer optisch erkennbaren Verschleißmarke versehen ist, die vom zugeordneten optischen Sensor erfasst wird. Beim optischen Erfassen der Verschleißmarke des Abstreifsegmentes kann von der elektronischen Steuerung ein entsprechendes Warnsignal zum Zwecke der Aufmerksammachung der Leitwarte ausgelöst werden, so dass Wartungsmaßnahmen ergriffen werden können.
Im vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren empfiehlt es sich ferner, dass das Ausgangssignal mindestens eines als Mikrofon und/oder elektronischer Schallwandler ausgeführten akustischen Sensors zusätzlich zum Signal eines optischen Sensors herangezogen wird. Die Integration eines akustischen Sensors in das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Verschleißerscheinungen am Förderband und/oder an den Abstreifsegmenten frühzeitig festzustellen.
Bei dem insoweit komplettierten Verfahren wird sowohl mit Hilfe von optischen Sensoren als auch mit Hilfe von mindestens einem akustischen Sensor gearbeitet. Die Kombination der so ermittelten Messwerte zu verschiedenen Führungsgrößen verbessert die Regelungscharakteristik des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bislang ist als Regelgröße für das erfindungsgemäße Verfahren nur die von dem Anstellantrieb des mindestens einen Abstreifsegmentes erzeugte Anstellkraft am Förderband angesprochen worden. Darüber hinaus sind bzgl. des Abstreifsegmentes auch dessen Anstellwinkel bzgl. des Förderbandes und der radiale Abstand der Lagerstelle des Abstreifsegmentes vom Förderband mögliche Regelgrößen. Für die Optimierung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens empfiehlt es sich, dass als eine weitere Regelgröße die Geschwindigkeit des Laufantriebs des Förderbandes nach Maßgabe der Führungsgröße oder der Führungsgrößen geregelt wird. Auf die Weise kann man das Verfahren insgesamt hinsichtlich der Arbeitsweise der Abstreifvorrichtung weiter optimieren, beispielsweise bei relativ stark verschlissenen Abstreifsegmenten, die man aber derzeit noch nicht auswechseln möchte, die Förderbandanlage langsamer laufen lassen.
Für die Ermittlung der für die erfindungsgemäße Regelung erforderlichen Daten kann es sich empfehlen, dass die Regelung mittels der elektronischen Steuerung auf Basis eines Soll-Ist-Vergleiches mit gespeicherten Sollwerten erfolgt.
Ganz besonders bevorzugt ist es, den Soll-Ist-Vergleich so durchzuführen, dass mittels der elektronischen Steuerung zunächst bestimmte typische Verfahrenszustände des Förderbandes und/oder des mindestens einen Abstreifsegmentes erfasst und gespeichert werden und dass die Regelung mit der elektronischen Steuerung auf der Grundlage eines Vergleiches des ermittelten Ist-Zustands mit mindestens einem gespeicherten typischen Verfahrenszustand – Soll-Zustand – erfolgt.
Die elektronische Steuerung wird mit einer Software betrieben, die teilweise als Simulationssoftware arbeitet und verschiedene Berechnungsmethoden implementiert, beispielsweise auf Basis der Finite-Elemente-Systematik. Im zuvor am Schluss erläuterten besonders bevorzugten Verfahren wird die elektronische Steuerung zunächst in einem Lernmodus betrieben, in dem dann die Daten für den späteren Soll-Ist-Vergleich ermittelt werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann weiter dadurch optimiert werden, dass bei mehreren Abstreifsegmenten jedes einzelne Abstreifsegment mittels eines eigenen Anstellantriebs individuell an das Förderband angestellt wird.
Gegenstand der Erfindung ist nicht nur ein Verfahren zum Regeln der Arbeitsweise einer Abstreifvorrichtung, wie es zuvor beschrieben worden ist, sondern auch eine Förderbandanlage mit einer solchen Regelung. Das zuvor aufgezeigte Problem ist insoweit bei einer Förderbandanlage, die eingangs angesprochen worden ist, dadurch gelöst, dass der Sensor als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführt ist und mit ihm ein bestimmter räumlicher Überwachungsbereich optisch erfassbar ist und dass der optische Sensor an der Förderbandanlage so angeordnet ist, dass im Überwachungsbereich ein Abschnitt des Förderbandes oder mindestens ein Abschnitt des mindestens einen Abstreifsegmentes liegt, und/oder dass zur Erfassung einer weiteren Führungsgröße für die elektronische Steuerung ein als Mikrofon und/oder als elektronischer Schallwandler ausgeführter akustischer Sensor an der Förderbandanlage, insbesondere nahe dem Übergangsbereich vom Förderabschnitt zum Rücklaufabschnitt des Förderbandes, vorgesehen und an die elektronische Steuerung angeschlossen ist, wobei mit dem akustischen Sensor das von der laufenden Förderbandanlage verursachte Geräusch erfassbar ist.
Ein wesentliches Lösungskriterium für die Förderbandanlage ist, dass der Sensor optisch als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführt und mit ihm ein bestimmter räumlicher Überwachungsbereich optisch erfassbar ist, und dass der optische Sensor an der Förderbandanlage so angeordnet ist, dass im Überwachungsbereich ein Abschnitt des Förderbandes oder mindestens ein Abschnitt des mindestens einen Abstreifsegmentes liegt.
Ein alternatives Lösungskriterium für die Förderbandanlage ist ein akustischer Sensor.
Besonders bevorzugt ist es auch bei der Förderbandanlage, wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit einer Kombination von optischem Sensor und akustischem Sensor zu arbeiten.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Förderbandanlage sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche. Diese werden gemeinsam mit dem ersten, unabhängigen Vorrichtungsanspruch nachfolgend in Verbindung mit der Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen weiter erläutert. Dabei werden auch Varianten, Alternativen und Vorteile der einzelnen Varianten diskutiert.
Im Folgenden wird die Erfindung also anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 in einer Seitenansicht einen Teil einer Förderbandanlage für Fördergut mit zwei daran befindlichen Abstreifvorrichtungen,
2 in perspektivischer Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Förderbandanlage, vereinfacht und schematisch, und
3 das Ausführungsbeispiel aus 2, mit einem akustischen Sonsor komplettiert.
Zum Verfahren zum Regeln der Arbeitsweise einer Abstreifvorrichtung an einem Förderband einer Förderbandanlage für Fördergut finden sich im allgemeinen Teil der Beschreibung alle erforderlichen Ausführungen. Auf diese Ausführungen darf verwiesen werden.
Vorliegend wird nun das Beispiel einer Förderbandanlage gemäß der Erfindung erläutert.
1 zeigt zunächst in schematischer Darstellung das in Förderrichtung vordere Ende einer Förderbandanlage für Fördergut.
1 zeigt das Ende einer Förderbandanlage mit einem Förderband 1, das mit einem oben liegenden Förderabschnitt 2 und einem darunter liegenden Rücklaufabschnitt 3 endlos umlaufend angeordnet ist. Das Förderband 1 läuft im Übergangsbereich vom Förderabschnitt 2 zum Rücklaufabschnitt 3 um eine Umlenkwalze 4.
Mit dem Förderband 1 ist antriebstechnisch verbunden ein Laufantrieb 5, der in 1 lediglich gestrichelt angedeutet ist. Im hier dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Laufantrieb 5 mit der insoweit auch als Antriebswalze dienenden Umlenkwalze 4 antriebstechnisch verbunden, so dass durch Drehen der Umlenkwalze 4 das Förderband 1 bewegt wird. Das ist aber nur ein Beispiel für die Anordnung eines Laufantriebs 5. Grundsätzlich kann der Laufantrieb 5 natürlich an der Förderbandanlage an verschiedenen Stellen am Förderband 1 angreifen, um dieses in Förderrichtung anzutreiben.
Auf dem Förderband 1, und zwar oben auf dessen Förderabschnitt 2 ist in 1 darauf befindliches Fördergut 6 angedeutet. In der Beschreibungseinleitung ist bereits darauf hingewiesen worden, dass Förderbandanlagen der in Rede stehenden Art normalerweise zum Transport von Schüttgut dienen, beispielsweise also von Sand, Kies, Kohle, Erz, etc.
In 1 ist dargestellt, wie das Fördergut 6 durch Umlenken des Förderbandes 1 vom Förderabschnitt 2 vom Rücklaufabschnitt 3 vom Förderband 1 abgeworfen wird und dann, gelenkt von einem Leitblech 7 in einen Auffangbehälter oder an eine andere passende Stelle geleitet wird. Wie in 1 rechts angedeutet ist, bleibt vom Fördergut 6 manchmal noch der eine oder andere Rest an dem Förderband 1 haften. Insoweit dient eine Abstreifvorrichtung 8 zum Abstreifen von am Förderband 1 anhaftendem Fördergut 6. Die Abstreifvorrichtung 8 weist mindestens ein Abstreifsegment 9 auf, das mit einem Abstreifrand 10 an das Förderband 1 anstellbar ist. Der Abstreifrand 10 des Abstreifsegmentes 9 der Abstreifvorrichtung 8 liegt also mehr oder weniger deutlich am Förderband 1 an, so dass Fördergut 6, das noch am Förderband 1 anhaftet, auf den Abstreifrand 10 des Abstreifsegmentes 9 trifft und, obwohl es einigermaßen fest am Förderband 1 anhaftet, dann vom Förderband 1 abgestreift wird.
In 1 sieht man rechts die bereits erwähnte Abstreifvorrichtung 8, bei der es sich hier um einen Primärabstreifer handelt, der im in Förderrichtung vorne befindlichen Übergangsbereich vom Förderabschnitt 2 zum Rücklaufabschnitt 3 am Förderband angreift (Primärabstreifer oder Kopfabstreifer). Die Abstreifvorrichtung 8 hat hier eine Tragwelle 11 für das mindestens eine Abstreifsegment 10. Das entspricht dem eingangs erläuterten Stand der Technik der DE 20 2014 007 229 U1 .
1 zeigt eine weitere Abstreifvorrichtung 8' mit Abstreifsegment 9', dessen Abstreifrand 10 und Tragwelle 11'. Diese weitere Abstreifvorrichtung 8' greift im Anfangsbereich des Rücklaufabschnittes 3 am Förderband 1 an, es handelt sich um einen Sekundärabstreifer (Untergurtabstreifer). Mit diesem werden feine Reste des Fördergutes 6, die auch nach Wirkung der Abstreifvorrichtung 8 noch am Förderband 1 anhaften, vom Förderband 1 gelöst, bevor das Förderband 1 mit seinem Rücklaufabschnitt 3 den Rückweg zur am anderen Ende der Förderbandanlage befindlichen weiteren Umlenkwalze antritt.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 1 in Seitenansicht dargestellten Endes einer Förderbandanlage. Man erkennt, dass zu der Abstreifvorrichtung 8 hier mehrere Abstreifsegmente 9 gehören, die nebeneinander über die Breite des Förderbandes 1 verteilt angeordnet sind. Die Abstreifvorrichtung 8 sitzt mit ihren Abstreifsegmenten 9 rechts unten im Übergangsbereich vom Förderbandabschnitt 2 zum Rücklaufabschnitt 3 des Förderbandes 1.
Nahe der Umlenkwalze 4 für das Förderband 1 sieht man links und rechts jeweils eine Tragkonstruktion 12 für die dortige Tragwelle 11 der Abstreifvorrichtung 8. Die Tragwelle 11 hat im hier dargestellten Ausführungsbeispiel Sechskantform. Auf der Tragwelle 11 sind hier insgesamt vier Abstreifsegmente 9 angeordnet. Im Einzelnen darf zum Stand der Technik hierzu auf die eingangs erläuterten Zitate verwiesen werden.
2 lässt ferner erkennen, dass für das mindestens eine Abstreifsegment 9 der Abstreifvorrichtung 8, hier also die insgesamt vier Abstreifsegmente 9, ein Anstellantrieb 13 vorgesehen ist, mit dem das Abstreifsegment 9 mit seinem Abstreifrand 10 an das Förderband 1 anstellbar ist. Beispiele für Anstellantriebe 13 sind ebenfalls im eingangs erläuterten Stand der Technik beschrieben. Das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Anstellantriebs 13 ergibt sich im Wesentlichen aus der DE 20 2014 007 229 U1 , ohne dass dies einschränkend zu verstehen ist.
In 2 ist ferner eingezeichnet eine elektronische Steuerung 14. Die elektronische Steuerung 14 dient dazu, zumindest die Anstellkraft, mit der das mindestens eine Abstreifsegment 9 mittels des Anstellantriebs 13 an das Förderband 1 anstellbar ist, als Regelgröße nach Maßgabe des von mindestens einem Sensor ermittelten Wertes mindestens einer Führungsgröße zu regeln.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt vier Abstreifsegmente 9 auf einer gemeinsamen Tragwelle 11 der Abstreifvorrichtung 8, so dass die vier Abstreifsegmente 9 durch Verstellen der Tragwelle 11 mittels des Anstellantriebs 3 gemeinsam und in gleicher Weise an das Förderband 1 anstellbar sind.
Nicht dargestellt ist eine besonders bevorzugte Konstruktion, die individuell anstellbare Abstreifsegmente 9 zeigt, bei der also mehrere Abstreifsegmente 9 vorgesehen sind und jedem einzelnen Abstreifsegment 9 ein eigener Anstellantrieb 13 zugeordnet ist, so dass jedes Abstreifsegment 9 mittels seines Anstellantriebes 13 individuell an das Förderband 1 anstellbar ist. Mit individuell anstellbaren Abstreifsegmenten 9 kann man besonders gut auf den individuellen Verschleißzustand des jeweiligen Abstreifsegmentes 9 eingehen.
In allen Fällen, also sowohl bei den gemeinsam angetriebenen Abstreifsegmenten 9, als auch bei individuell angetriebenen Abstreifsegmenten 9, lassen sich die Abstreifsegmente 9 bei Auftreten einer Störung am Förderband 1 vom Förderband 1 abklappen.
Die zuvor gegebene abstrakte Beschreibung konkretisiert sich anhand von 2 dergestalt, dass der Sensor 15, 15', 15'' als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführt ist. Mit diesem Sensor 15, 15', 15'' ist ein bestimmter räumlicher Überwachungsbereich optisch erfassbar. Der optische Sensor 15, 15', 15'' ist an der Förderbandanlage so angeordnet, dass im Überwachungsbereich ein Abschnitt des Förderbandes 1 oder mindestens ein Abschnitt des mindestens einen Abstreifsegmentes 9 liegt.
2 zeigt also, wie in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße optische Datenerfassungssystem realisiert ist. Der optische Sensor 15, 15', 15'' kann als Digitalkamera ausgeführt sein, wie hier dargestellt, oder auf Basis anderer wirksamer elektronischer Bildverarbeitungstechniken arbeiten. Es wird also anders als im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, nicht unmittelbar durch Sensoren an bzw. in den Abstreifsegmenten 9 eine Erfassung von Führungsgrößen durchgeführt, sondern es wird mit einer berührungslosen optischen Überwachung gearbeitet.
Das dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel hat insgesamt drei optische Sensoren 15, 15', 15''.
Ein erster optischer Sensor 15 ist so angeordnet, dass mit ihm der Zustand des Förderbandes 1 in einem Bereich des Förderabschnittes 2 nahe dem Übergangsbereich erfasst wird. Dieser optische Sensor 15 erfasst zum einen die Beladung des Förderabschnittes 2 des Förderbandes 1 mit Fördergut 6, zum anderen bestimmte Schwingungen des Förderbandes 1, die sich im Förderabschnitt 2 im Betrieb ausbilden.
Ferner ist vorgesehen ein zweiter optischer Sensor 15'. Mit diesem wird der Zustand des Förderbandes 1 in einem Bereich des Rücklaufabschnittes 3, hier nahe dem Übergangsbereich, erfasst. Damit wird erfasst, wie viel Reste an Fördergut 6 trotz der Arbeit der Abstreifvorrichtung 8 oder der Abstreifvorrichtungen 8, 8' noch am Förderband 1 im Rücklaufabschnitt 3 anhaften. Letztlich wird hier festgestellt, wie wirkungsvoll die Abstreifvorrichtung 8 bzw. die Abstreifvorrichtungen 8, 8' arbeiten. Außerdem kann auch hier ein Schwingungsbild des Förderbandes 1 im Rücklaufabschnitt 3 optisch erfasst werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel beobachtet der dritte optische Sensor 15'' die Abstreifsegmente 9 der Abstreifvorrichtung 8 und erfasst den Zustand mindestens eines Abschnittes mindestens eines der Abstreifsegmente 9, am besten aller nebeneinander angeordneter Abstreifsegmente 9.
Die zuvor aufgeführten Sensoren 15, 15', 15'' können kumulativ, wie in 2 dargestellt, vorgesehen sein, man kann aber auch je nach Ausführung der Förderbandanlage nur einen der Sensoren oder zwei der Sensoren einsetzen. Natürlich ist es auch möglich, zusätzlich zu den dargestellten drei optischen Sensoren noch weitere optische Sensoren an anderen Stellen der Förderbandanlage einzusetzen, wenn man noch weitere Führungsgrößen oder anderweitige Messwerte optisch erfassen möchte.
Für den dritten Sensor 15'' des dargestellten Ausführungsbeispiels, der die Abstreifsegmente 9 der Abstreifvorrichtung 8 beobachtet, ist es besonders interessant, wenn vorgesehen ist, dass das mindestens eine Abstreifsegment 9 mit mindestens einer optisch erkennbaren Verschleißmarke versehen ist, die vom zugeordneten optischen Sensor 15'' erfassbar ist. Hier kann es sich um bestimmte Formen, Einlagen, Farben, etc. an den Abstreifsegmenten 9 handeln, durch die signalisiert wird, dass die Abstreifsegmente 9 bis zu einem eine alsbaldige Wartung erfordernden Maß verschlissen sind. In diesem Fall kann dann beispielsweise ein Signal an eine Leitwarte gegeben werden, dass eine Wartung der Förderbandanlage ansteht.
3 zeigt das Ausführungsbeispiel der Förderbandanlage aus 2 mit einer Ergänzung. Die Bezugszeichen in 3 entsprechen den Bezugszeichen in 2. Zusätzlich ist hier vorgesehen, dass zur Erfassung einer weiteren Führungsgröße für die elektronische Steuerung 14 ein als Mikrofon und/oder als elektronischer Schallwandler ausgeführter akustischer Sensor 16 an der Förderbandanlage, insbesondere nahe dem Übergangsbereich vom Förderabschnitt 2 zum Rücklaufabschnitt 3 des Förderbandes 1, vorgesehen und an die elektronische Steuerung 14 angeschlossen ist. Der akustische Sensor 16 ist hier als eine Reihe von mehreren Mikrofonen angedeutet, die ihre Signale, ggf. entsprechend aufbereitet, an die elektronische Steuerung 14 übermitteln.
Nach bevorzugter und hier realisierter Lehre ist vorgesehen, dass mit dem akustischen Sensor 16 das Frequenzspektrum des von der laufenden Förderbandanlage verursachten Geräusches erfassbar und von der elektronischen Steuerung 14 auswertbar ist.
Im allgemeinen Teil der Beschreibung ist im Zusammenhang mit der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführlich erläutert worden, für welche Parameter der akustische Sensor 16 zweckmäßig ist. Auf die dortigen Erläuterungen darf verwiesen werden.
Wie im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits angesprochen worden ist, liegt im Rahmen der Erfindung auch die Nutzung lediglich mindestens eines akustischen Sensors 16.
Im Rahmen der Lehre der Erfindung liegt auch die Verwendung mindestens eines optischen Sensors 15 und/oder eines akustischen Sensors 16 in Verbindung mit anderen, aus dem Stand der Technik bereits bekannten Sensoren, um eine größere Anzahl von Führungsgrößen zu erfassen.
3 zeigt im Übrigen eine weitere Besonderheit bei dem insoweit modifizierten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, als der Laufantrieb 5 des Förderbandes 1 an die elektronische Steuerung 14 angeschlossen ist. Mittels der elektronischen Steuerung 14 ist die Geschwindigkeit des Laufantriebes 5 des Förderbandes 1 nach Maßgabe der Signale des mindestens einen Sensors 15 regelbar. In 3 ist der Laufantrieb 5 nicht zu erkennen, nämlich durch die Umlenkwalze 4 und das auf ihr umlaufende Förderband 1 verdeckt. Die gestrichelte Linie zum Laufantrieb 5 ist aber eingezeichnet.
Insgesamt ist die elektronische Steuerung 15 zweckmäßigerweise so ausgestaltet, dass sie einen Datenspeicher aufweist, in dem Sollwerte für Messwerte des mindestens einen Sensors, hier also im dargestellten Ausführungsbeispiel der optischen Sensoren 15, 15', 15'' und des akustischen Sensors 16, speicherbar sind.
Ein solcher Datenspeicher lässt sich besonders zweckmäßig dadurch nutzen, dass im mindestens einen Datenspeicher der elektronischen Steuerung 14 zunächst bestimmte typische Verfahrenszustände des Förderbandes 1 und/oder des mindestens einen Abstreifsegmentes 9 erfassbar und speicherbar sind und wobei zur Regelung des Betriebs der Förderbandanlage mittels der elektronischen Steuerung 14 ein Vergleich des ermittelten Ist-Zustandes mit mindestens einem gespeicherten typischen Verfahrenszustand der Förderbandanlage (Soll-Zustand) durchführbar ist. Auch insoweit wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung mit der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. Dort sind auch Details des Anlernprozesses und der bevorzugten Algorithmen angegeben.
Für die elektronische Steuerung 14 kann es von Bedeutung sein, dass man hier eine Kommunikationsfunktion integriert, die zur Aufgabe hat, Gefährdungspotentiale vor Ort oder an einer Leitwarte zu visualisieren. Dazu sind entsprechende Grenzwerte und passende Algorithmen zur Identifizierung von gefährlichen oder riskanten Betriebszuständen der Förderbandanlage erforderlich. In passenden Zeitabständen sollten auch Informationen zum Verschleißzustand des Förderbandes 1, zum Verschleißzustand der Abstreifsegmente 9 der Abstreifvorrichtung 8 oder Abstreifvorrichtungen 8, 8' etc. übertragen werden.
Bezugszeichenliste

1: Förderband
2: Förderabschnitt
3: Rücklaufabschnitt
4: Umlenkwalze
5: Laufantrieb
6: Fördergut
7: Leitblech
8: Abstreifvorrichtung
9: Abstreifsegment
10: Abstreifrand
11: Tragwelle
12: Tragkonstruktion
13: Anstellantrieb
14: elektronische Steuerung
15: Sensor
16: akustischer Sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202014007229 U1 [0005, 0044, 0048]
US 4189046 A [0005]
DE 202009004182 U1 [0005]
DE 60013937 T2 [0005]
DE 602004005771 T2 [0008, 0011]

Claims

Verfahren zum Regeln der Arbeitsweise einer Abstreifvorrichtung an einem Förderband einer Förderbandanlage für Fördergut, wobei das Förderband von einem Laufantrieb endlos umlaufend angetrieben wird und in einem oben liegenden Förderabschnitt in Förderrichtung und einem darunter liegenden Rücklaufabschnitt in der Förderrichtung entgegengesetzten Rücklaufrichtung läuft, wobei zum Abstreifen von am Förderband anhaftendem Fördergut im in Förderrichtung vorne befindlichen Übergangsbereich vom Förderabschnitt zum Rücklaufabschnitt und/oder im dortigen Anfangsbereich des Rücklaufabschnittes mindestens ein Abstreifsegment der Abstreifvorrichtung mit seinem Abstreifrand von einem Anstellantrieb an das Förderband angestellt wird, wobei zumindest die Anstellkraft, mit der der Anstellantrieb das mindestens eine Abstreifsegment an das Förderband anstellt, als Regelgröße von einer elektronischen Steuerung nach Maßgabe des von mindestens einem Sensor ermittelten Wertes mindestens einer Führungsgröße geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als eine Führungsgröße das Ausgangssignal eines als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführten optischen Sensors herangezogen wird, der den Zustand des Förderbandes in einem begrenzten Überwachungsbereich oder den Zustand des mindestens einen Abstreifsegmentes optisch erfasst, und/oder dass als eine Führungsgröße das Ausgangssignal mindestens eines als Mikrofon und/oder elektronischer Schallwandler ausgeführten akustischen Sensors herangezogen wird, der das von der laufenden Förderbandanlage verursachte Geräusch, insbesondere in einem begrenzten Überwachungsbereich, erfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung mehrerer Führungsgrößen von jeweils einem als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführten Sensor optisch erfasst werden: – der Zustand des Förderbandes in einem Bereich des Förderabschnittes vorzugsweise nahe dem Übergangsbereich, und/oder – der Zustand des Förderbandes in einem Bereich des Rücklaufabschnittes, vorzugsweise nahe dem Übergangsbereich, und/oder – der Zustand des mindestens einen Abstreifsegmentes.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstreifsegment mit mindestens einer optisch erkennbaren Verschleißmarke versehen ist, die vom zugeordneten optischen Sensor erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem akustischen Sensor das Frequenzspektrum des von der laufenden Förderbandanlage verursachten Geräusches erfasst und von der elektronischen Steuerung ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als eine weitere Regelgröße die Geschwindigkeit des Laufantriebs des Förderbandes nach Maßgabe der Führungsgröße oder der Führungsgrößen geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung mittels der elektronischen Steuerung auf Basis eines Soll-Ist-Vergleiches mit gespeicherten Sollwerten erfolgt, wobei, vorzugsweise, mittels der elektronischen Steuerung zunächst bestimmte typische Verfahrenszustände des Förderbandes und/oder des mindestens einen Abstreifsegmentes erfasst und gespeichert werden und dass die Regelung mit der elektronischen Steuerung auf der Grundlage eines Vergleiches des ermittelten Ist-Zustands mit mindestens einem gespeicherten typischen Verfahrenszustand erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Abstreifsegmenten jedes einzelne Abstreifsegment mittels eines eigenen Anstellantriebs individuell an das Förderband angestellt wird.
Förderbandanlage mit einem Förderband (1), das mit einem oben liegenden Förderabschnitt (2) und einem darunter liegenden Rücklaufabschnitt (3) endlos umlaufend angeordnet ist, einem mit dem Förderband (1) antriebstechnisch verbundenen Laufantrieb (5), mit dem das Förderband (1) im Förderabschnitt (2) in Förderrichtung und im Rücklaufabschnitt (3) in der Förderrichtung entgegengesetzter Rücklaufrichtung endlos umlaufend antreibbar ist, einer Abstreifvorrichtung (8) zum Abstreifen von am Förderband (1) anhaftendem Fördergut (6), die mindestens ein Abstreifsegment (9) aufweist, das mit einem Abstreifrand (10) an das Förderband (1) anstellbar ist, wobei mittels der Abstreifvorrichtung (8) am Förderband (1) anhaftendes Fördergut (6) im in Förderrichtung vorne befindlichen Übergangsbereich vom Förderabschnitt (2) zum Rücklaufabschnitt (3) und/oder im dortigen Anfangsbereich des Rücklaufabschnittes (3) vom Förderband (1) abstreifbar ist, einem Anstellantrieb (13) für das mindestens eine Abstreifsegment (9), mit dem das Abstreifsegment (9) mit seinem Abstreifrand (10) an das Förderband (1) anstellbar ist, und einer elektronischen Steuerung (14), wobei zumindest die Anstellkraft, mit der das mindestens eine Abstreifsegment (9) mittels des Anstellantriebs (13) an das Förderband (1) anstellbar ist, als Regelgröße von der elektronischen Steuerung (14) nach Maßgabe des von mindestens einem Sensor ermittelten Wertes mindestens einer Führungsgröße regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15) als bildverarbeitendes elektronisches System ausgeführt ist und mit ihm ein bestimmter räumlicher Überwachungsbereich optisch erfassbar ist und dass der optische Sensor (15) an der Förderbandanlage so angeordnet ist, dass im Überwachungsbereich ein Abschnitt des Förderbandes (1) oder mindestens ein Abschnitt des mindestens einen Abstreifsegmentes (9) liegt, und/oder dass zur Erfassung einer weiteren Führungsgröße für die elektronische Steuerung (14) ein als Mikrofon und/oder als elektronischer Schallwandler ausgeführter akustischer Sensor (16) an der Förderbandanlage, insbesondere nahe dem Übergangsbereich vom Förderabschnitt (2) zum Rücklaufabschnitt (3) des Förderbandes (1), vorgesehen und an die elektronische Steuerung (14) angeschlossen ist, wobei mit dem akustischen Sensor (16) das von der laufenden Förderbandanlage verursachte Geräusch erfassbar ist.
Förderbandanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere optische Sensoren (15) vorgesehen sind, nämlich – ein optischer Sensor (15), mit dem der Zustand des Förderbandes (1) in einem Bereich des Förderabschnittes (2), vorzugsweise nahe dem Übergangsbereich, erfassbar ist, und/oder – ein optischer Sensor (15), mit dem der Zustand des Förderbandes (1) in einem Bereich des Rücklaufabschnittes (3), vorzugsweise nahe dem Übergangsbereich, erfassbar ist und/oder – ein optischer Sensor (15), mit dem der Zustand mindestens eines Abschnittes des mindestens einen Abstreifsegmentes (9) erfassbar ist.
Förderbandanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Abstreifsegment (9) mit mindestens einer optisch erkennbaren Verschleißmarke versehen ist, die vom zugeordneten optischen Sensor (15) erfassbar ist.
Förderbandanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem akustischen Sensor (16) das Frequenzspektrum des von der laufenden Förderbandanlage verursachten Geräusches erfassbar und von der elektronischen Steuerung (14) auswertbar ist.
Förderbandanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufantrieb (5) des Förderbandes (1) an die elektronische Steuerung (14) angeschlossen ist und dass mittels der elektronischen Steuerung (14) die Geschwindigkeit des Laufantriebes (5) des Förderbandes (1) nach Maßgabe der Signale des mindestens einen Sensors (15) regelbar ist.
Förderbandanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abstreifsegmente (9) vorgesehen sind und dass jedem einzelnen Abstreifsegment (9) ein eigener Anstellantrieb (13) zugeordnet ist, so dass jedes Abstreifsegment (9) mittels seines Anstellantriebes (13) individuell an das Förderband (1) anstellbar ist.
Förderbandanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung (14) mindestens einen Datenspeicher aufweist, in dem Sollwerte für Messwerte des mindestens einen Sensors (15) speicherbar sind, wobei, vorzugsweise, im mindestens einen Datenspeicher der elektronischen Steuerung (14) zunächst bestimmte typische Verfahrenszustände des Förderbandes (1) und/oder des mindestens einen Abstreifsegmentes (9) erfassbar und speicherbar sind und wobei zur Regelung des Betriebs der Förderbandanlage mittels der elektronischen Steuerung (14) ein Vergleich des ermittelten Ist-Zustandes mit mindestens einem gespeicherten typischen Verfahrenszustand der Förderbandanlage (Soll-Zustand) durchführbar ist.