WO2014121790A1

WO2014121790A1 - Vorrichtung und verfahren zur feststellung eines betriebsgefährdenden zustandes eines bandförmigen lastträgers

Info

Publication number: WO2014121790A1
Application number: PCT/DE2014/100046
Authority: WO
Inventors: Rolf Gnauert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2015-08-08
Also published as: DE112014000728A5; DE202013100588U1

Abstract

Vorrichtung zur Feststellung eines betriebgefährdenden Zustands eines bandförmigen Lastträgers (1) mit in den Lastträger (1) eingebetteten Transpondern (2) wobei die im Transponder (2) enthaltenden Daten von einer außerhalb des bandförmigen Lastträgers (1) ortsfest angebrachten Empfangseinrichtung (6) über elektromagnetische Kopplung auslesbar sind, wobei aus dem Transponder (2) individuelle Informationen mittels der Empfangseinrichtung (6) auslesbar sind und wobei wenigstens ein in den Lastträger (1) eingebetteter elektrischer Leiter (3) über wenigstens einen Signaleingang mit dem Transponder (2) verbunden ist, und wobei die individuelle Informationen des Transponders (2) bestimmt sind durch das an dem wenigstens einen elektrischen Leiter (3) und an dem wenigstens einen Signaleingang anliegende elektrische Potential, wobei eine mit der Empfangseinrichtung (6) verbundene Auswerteeinrichtung (8) dafür vorgesehen ist, die individuelle Informationen hinsichtlich des Schaltzustandes an dem wenigstens einen Signaleingang auszuwerten.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Feststellung eines betriebsqefährdenden

Zustandes eines bandförmigen Lastträgers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustandes eines bandförmigen Lastträgers gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Verfahren zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustandes eines bandförmigen Lastträgers gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12.

Es zählt zum Stand der Technik, bandförmige Lastträger, insbesondere Fördergurte, zur Anzeige des Verschleißes in bestimmten Abständen mit Transpondern zu versehen. Die Transponder könnten in hitzebeständige Körper eingebettet werden. Gemäß der DE 196 12 521 C1 können Gurtförderanlagen mit umlaufenden Fördergurten, die durchaus mehrere Hundert Meter lang sein können, auf diese Weise überwacht werden. Die Transponder dienen zur Früherkennung von Längsrissen im Fördergurt bzw. eines übermäßigen Verschleißes der Tragschicht. Die Transponder können so angeordnet sein, dass sie bei Eintreten eines bestimmten Verschleißbetrages aus der Fördergurtdeckplatte bzw. der Karkasse herausfallen oder zerstört werden, was zu einem Signalausfall führt (DE 195 253 26.4). Der Verlust des Transponders ist wirtschaftlich von Nachteil. Zudem ist der Verschleiß in diesem Fall bereits sehr weit fortgeschritten.

In der US 6,715,602 B1 werden größere Leiterschleifen in das Gurtband eingebettet und mit Transpondern verbunden. Diese großen Leiterschleifen sind einerseits hinsichtlich des Materialaufwandes ungünstig. Andererseits ist eine Reparatur des Transponders bzw. der Austausch der Leiterschleife nach einer Beschädigung nur mit erheblichem Aufwand möglich. Es müssen großflächig Bereiche der Deckschicht des Gurtbandes herausgetrennt werden, um eine neue Signalschleife installieren zu können.

Zum Stand der Technik ist auch die EP 0716 992 A2 zu nennen, welche ein Verfahren zur Schlitzüberwachung unter Einsatz von Transponderchips offenbart. Die Transponderhips im Gurtband werden von einer ortsfesten Sende- und Empfangseinrichtung induktiv mit elektrischer Energie versorgt. Während der Energieversorgung überträgt, der Transponderchip über eine Datenträgerspule seine individuelle Kennung an eine Übertragerspule, die wiederum mit einer zur Erkennung eines Gurtrisses in den Gurt eingebetteten Leiterschleife in Verbindung steht. Die Leiterschleife dient umgekehrt zu Spannungsversorgung des Transponderchips. Wird die Leiterschleife zerstört, wird auch die Spannungsversorgung des Transponderchips unterbrochen. Die ortsfeste Leseinheit, die mit der Leiterspule im Gurtband induktiv gekoppelt ist, kann dann keine individuelle Kennung mehr auslesen. Der Nachteil hierbei ist, dass bei einer fehlenden Kennung nicht klar ist, ob die ortsfeste Leseinheit, der Transponder oder eine der zur Datenübertragung verwendeten Spulen defekt ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustande eines bandförmigen Lastträgers mit in den Lastträgern eingebetteten Transpondern aufzuzeigen, die mit geringem fertigungstechnischem Aufwand in dem bandförmigen Lastträger installierbar ist und bei Bedarf auch mit vergleichsweise geringem Aufwand ausgetauscht werden kann. Ferner soll ein Verfahren zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustande eines bandförmigen Lastträgers mit in den Lastträgern eingebetteten Transpondern aufgezeigt werden, bei welchem ein zuverlässiger Rückschluss auf eine Beschädigung des bandförmigen Lastträgers möglich ist.

Eine Vorrichtung, welche diese Aufgabe löst, ist Gegenstand des Patentanspruchs 1 .

Ein Verfahren, das diese Aufgabe löst, ist Gegenstand des Patentanspruchs 12.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustande eines bandförmigen Lastträgers, in der Regel eines Transportgurtes. Dieser Transportgurt besitzt wenigstens einen eingebetteten Transponder. Die Transponder bestehen aus einer elektronischen Schaltung, insbesondere in Form eines integrierten Schaltkreises und einer damit verbundenen Antenne, insbesondere in Form einer galvanisch verbundenen Spule. Die individuellen Informationen des Transponders können von einer außerhalb des bandförmigen Lastträgers ortsfest angebrachten Empfangseinrichtung mittels elektromagnetischer Kopplung ausgelesen werden.

Wenigstens ein in den Lastträger eingebetteter elektrischer Leiter ist über einen Signaleingang mit dem Transponder verbunden. Die individuellen Informationen des Transponders sind bestimmt durch das an dem wenigstens einen elektrischen Leiter und dem wenigstens einen Signaleingang anliegendem elektrische Potential. Eine mit der Empfangseinrichtung verbundene Auswerteeinrichtung ist dafür vorgesehen, die individuellen Informationen insbesondere hinsichtlich des Schaltzustandes am Signaleingang auszuwerten. Insbesondere ist ein elektrischer Leiter, der sich über einen zu überwachenden Teilbereich des Lastträgers erstreckt, mit seinem ersten Ende mit einem ersten Signaleingang und mit seinem zweiten Ende mit einem zweiten Signaleingang verbunden. Im Unterschied zur EP 0716 992 A2, bei welcher lediglich überprüft wird, ob ein Transpondersignal empfangen werden kann oder nicht, wird bei der Erfindung der Transponder in jedem Fall ausgelesen. Wenn der Transponder ausgelesen werden kann, bedeutet das, dass die Empfangseinrichtung in Ordnung ist und auch, dass die Auswerteeinrichtung funktioniert. Diese Schlussfolgerung lässt die in der EP 0 716 992 A3 beschriebene Anordnung bei fehlendem Transpondersignal nicht zu, denn die Ursache für das fehlende Transpondersignal kann auch ein andere Störung auf dem Übertragungsweg zur Auswerteeinheit sein. Daher ist die Betriebssicherheit mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung höher.

Ob eine Störung, d.h. ein Gurtriss im Bereich des an den Transponder angeschlossenen Leiters, vorliegt, kann anhand der Zustände an den Signaleingängen des Transponders bestimmt werden. Bei einem Leiter, der mit seinem ersten Ende an den ersten Signaleingang und mit seinem zweiten Ende an den zweiten Signaleingang angeschlossen ist, würde bei einer Unterbrechung des Leiters durch einen Riss eine Potentialdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signaleingang entstehen, die zu einer Veränderung der variablen Daten führt. Diese Veränderung der variablen Daten des Transponders zeigt den Riss im gurtförmigen Lastträger an.

Wenn alternativ zwei einzelne, nah nebeneinander verlaufende, aber galvanisch getrennte Leiter mit jeweils einem Signaleingang verbunden sind, würde ein Kurzschluss der Leiter ebenfalls zu einer Veränderung des Potentials an den Signaleingängen führen, so dass sich die variablen Daten verändern und aus der Veränderung auf eine Beschädigung des gurtförmigen Lastträgers geschlossen werden kann.

Unabhängig davon, ob die Veränderung der Potentialdifferenz auf einen Kurzschluss von Leitern oder eine Unterbrechung eines Leiters zurückzuführen ist, besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, das an den Leitern anliegende Potential aktiv durch eine Stromquelle zu beeinflussen.

Im Rahmen der Erfindung bedeutet "individuelle Information eines Transponders", dass der Transponder Fixcode-Daten zur unveränderlichen Kennung besitzt und zusätzlich variable Daten, die von dem Zustand an dem wenigstens einen Signaleingang abhängen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass insbesondere entfernt von dem Transponder eine Stromquelle an dem bandförmigen Lastträger angeordnet ist. Die Stromquelle ist nicht ortsfest, sondern bewegt sich zusammen mit dem bandförmigen Lastträger.

Die Stromquelle ist über einen elektrischen Leiter mit einem Signaleingang des Transponders verbunden. Diesem elektrischen Leiter kommt eine wichtige Bedeutung zu, denn die Entfernung zwischen dem Transponder und der Stromquelle, das heißt die Distanz, die zwischen diesen beiden Bauteilen überbrückt wird, also die Strecke, die von dem Leiter abgedeckt wird, ist der Bereich, der aktiv durch die erfindungsgemäße Vorrichtung überwacht wird. Die Überwachung erfolgt mittels einer mit der Empfangseinrichtung verbundenen Auswerteeinrichtung. Sie ist dafür vorgesehen, den Zustand des besagten Signaleingang des Transponders auszuwerten. Mit anderen Worten wird überprüft, ob der elektrische Leiter, der galvanisch mit dem Signaleingang verbunden ist, das von der Stromquelle ausgehende elektrische Signal an den Transponder überträgt. Der Transponder besitzt mindestens einen Signaleingang, so dass ein dem Signaleingang zugeordnetes Bit je nach Zustand des elektrischen Leiters bzw. der Stromquelle gesetzt ist. Dieser Zustand wird vom Transponder an die Empfangseinrichtung übermittelt und in der Auswerteeinrichtung ausgewertet. Wenn der Leiter beschädigt ist, wird das entsprechende Bit nicht gesetzt bzw. fehlt das Signal am Signaleingang, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass der elektrische Leiter beschädigt ist. Es werden daher die variablen Daten des Transponders ausgelesen zusätzlich zu einer unveränderlichen Kennung des Transponders, insgesamt also die individuellen Informationen des Transponders.

Bei dem elektrischen Leiter handelt es sich um das flächenmäßig größte Bauteil der am bandförmigen Lastträger angeordneten Komponente. Der Transponder und die Stromquelle sind vergleichsweise klein. Der Transponder besitzt eine Baugröße von ca. 2 bis 3 cm² einschließlich der dazugehörigen Antenne. Genauso verhält es sich mit der Stromquelle. Der elektrische Leiter ist ein- oder mehradrig. Ein besonderer Vorteil dieser kleinen Baugröße ist, dass der Transponder einschließlich des Leiters und der Stromquelle wenig Bauraum innerhalb des bandförmigen Lastträgers benötigen und aufgrund dieser Tatsache auch leicht ausgetauscht werden können. Anders als großflächige Induktionsspulen ist es bei der Erfindung bedeutend einfacher, nur den einen elektrischen Leiter auszutauschen. Der Leiter ist bevorzugt eine nicht in Schleifen verlegte Leitung, so dass er durch einen minimalen Eingriff an dem bandförmigen Lastträger entfernt werden kann. In gleicher weise können neue Transponder, Stromquellen und elektrische Leiter einfach, kostengünstig und rasch in den bandförmigen Lastträger eingebracht werden.

Eine ortsfeste Koppeleinheit dient dazu, Energie elektromagnetisch in die Stromquelle einzukoppeln. Die Stromquelle, die bei einer Ausführungsform der Erfindung entfernt vom Transponder angeordnet sein kann, wird bevorzugt von einer Spule gebildet, wobei eine ortsfeste Koppeleinheit dazu dient, elektrische Energie induktiv einzukoppeln. Die Stromquelle selber ist mithin nicht zwangsläufig dauerhaft dafür vorgesehen, Energie an den Signaleingang des Transponders zu leiten. Es ist ausreichend, wenn das elektrische Signal nur dann anliegt, wenn der Transponder ausgelesen wird. Hierzu ist es erforderlich, den Zeitpunkt der Einkopplung der elektrischen Energie in die Stromquelle mit dem Zeitpunkt des Auslesens der Empfangseinrichtung zu synchronisieren. Die Koppeleinheit sowie die Empfangseinheit sind mithin in Abstimmung auf die Positionen der Stromquelle bzw. des Transponders positioniert.

Prinzipiell ist es möglich, eine Stromquelle auch als Energiespeicher auszubilden. Denkbar ist, dass die elektromagnetisch eingekoppelte, elektrische Energie für einen bestimmten Zeitraum gespeichert wird, um das Zeitfenster zum Auslesen des Transponders zu vergrößern. Dies ist jedoch nur eine kurzfristige Speicherung. Alternativ kann eine Batterie als langfristige Stromquelle verwendet werden. Eine Batterie, wie zum Beispiel eine Knopfzelle, besitzt eine begrenzte Lebensdauer und wird zur Sicherstellung der Funktion von Zeit zu Zeit ausgetauscht. Denkbar ist auch die Verwendung von wiederaufladbaren Speichern, wie z.B. Akkumulatoren. Das Aufladen der Akkumulatoren kann induktiv erfolgen. Die Übertragung eines elektrischen Signals von der Stromquelle zum Transponder bedeutet eine Ladungsverschiebung. Das ist nur dann möglich, wenn ein Potentialgefälle besteht. Daher bildet der elektrische Leiter den ersten Teil eines Stromkreises zwischen dem Transponder und der Stromquelle. Der zweite Teil des Stromkreises kann durch den Werkstoff des bandförmigen Lastträgers selbst gebildet sein. Der Rückweg des Stromkreises ist in der Regel sehr hochohmig. Die Tragschicht eines bandförmigen Lastträgers mit einer Gummierung, die oftmals Grafit enthält, ermöglicht einen Rückfluss des elektrischen Stroms.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass nicht nur der erste Teil des Stromkreises zwischen dem Transponder und der Stromquelle von dem elektrischen Leiter gebildet wird, sondern dass auch der zweite Teil von einem elektrischen Leiter gebildet ist. Dieser zweite elektrische Leiter kann parallel zu dem ersten elektrischen Leiter verlaufen. Mit anderen Worten kann es sich um eine zweiadrige Verbindung zwischen dem Transponder und der Stromquelle handeln.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der zweite elektrische Leiter im Abstand zu dem ersten elektrischen Leiter angeordnet. Auf diese Weise kann ein noch größerer Bereich überwacht werden, beispielsweise auf der Oberseite und Unterseite des bandförmigen Lastträgers. Bevorzugt ist daher auch der erste elektrische Leiter in oder benachbart einer Tragschicht des bandförmigen Lastträgers angeordnet und der zweite elektrische Leiter in oder benachbart einer Laufschicht, die auf der der Tragschicht abgewandten Seite des bandförmigen Lastträgers angeordnet ist. Die beiden elektrischen Leiter bilden dabei keine Spule, deren Durchtrittsebene parallel zur Oberseite und Unterseite des Lastträgers liegt. Die beiden elektrischen Leiter liegen in einer Querschnittsebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Lastträgers. Es kommt bei der Erfindung auch nicht darauf an, dass die elektrischen Leiter, die lediglich zur Signalübertragung von der Stromquelle zum Transponder dienen, selbst eine Spule bilden. Die elektrischen Leiter haben lediglich die Funktion der Signalübertragung. Das Auslesen des Signals und die Signalbewertung erfolgen ausschließlich über den Transponder.

Aufgrund der Tatsache, dass der mindestens eine elektrische Leiter nicht selbst durch induktive Kopplung Signale nach außen übertragen muss, sondern nur zwischen der Stromquelle und dem Transponder, kann der Verlauf des elektrischen Leiters im Grunde beliebig gewählt werden. Er verläuft zumindest teilweise, vorzugsweise insgesamt, senkrecht zur Bewegungsrichtung des bandförmigen Lastträgers. Auf diese Weise kann nahezu die gesamte Breite des bandförmigen Lastträgers überwacht werden. Sollte der elektrische Leiter auf seinem Weg zwischen der Stromquelle und dem Transponder beschädigt werden, wird am Transponder kein Signal des elektrischen Leiters anliegen. Die Auswerteeinheit interpretiert die vom Transponder entsprechend übertragene Information so, dass der bandförmige Lastträger in diesem Bereich beschädigt ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine elektrische Leiter zumindest teilweise parallel zur Bewegungsrichtung des bandförmigen Lastträgers angeordnet. Er verläuft bevorzugt in einem parallelen Abstand von z.B. 5 bis 15 mm von den Längskanten des Lastträgers. Mit der Erfindung können daher auch den Längskanten nahe Bereiche des bandförmigen Lastträgers überwacht werden. Es ist nicht erforderlich, dass die Stromquelle bzw. der Transponder genauso an der Bandkante angeordnet ist. Diese Baugruppen können in einem etwas größeren Abstand von den Längskanten des Lastträgers angeordnet sein. Die eigentliche Überwachung soll durch den elektrischen Leiter erfolgen, der zu diesem Zweck nahe an die Längskanten des Lastträgers herangeführt wird.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die strukturellen Veränderungen des bandförmigen Lastträgers sehr gering sind. Die Transponder sollten möglichst klein bauen und auch der elektrische Leiter, der zur Übertragung von Signalen von und zum Transponder vorgesehen ist, sollte ebenfalls klein sein. Andererseits soll unter den rauen Arbeitsbedingungen beispielsweise eines Gurtbandes, das zum Transport von Schüttgütern verwendet wird, ein sicheres Auslesen des Transponders unter allen Umständen gewährleistet sein, um Folgeschäden an der Transportanlage zu vermeiden. Daher ist in erfindungsgemäßer Weiterbildung vorgesehen, dass die galvanisch mit dem integrierten Schaltkreis des Transponders verbundene Spule von einer Omega-förmigen Antenne umgeben ist. Diese Antenne ist elektromagnetisch mit dem Transponder verbunden. Der Kreisbogenabschnitt der Omega-förmigen Antenne umgreift den Transponder. Die Omega-förmige Antenne erleichtert das Auslesen des Transponders und trägt signifikant zur Verbesserung der Signalübertragung bei. Gleichzeitig kann die galvanisch mit dem elektronischen Schaltkreis verbundene Antenne, insbesondere in Form einer Spule sehr klein gestaltet sein, so dass der Transponder selbst einfach und kostengünstig herstellbar ist. Er besitzt eine Baugröße von nur wenigen Millimetern. Die Antenne kann hingegen etwas größer gestaltet sein. Sie kann beispielsweise von einem Federdraht gebildet sein. Der Draht kann eine Dicke von 0,3 bis 0,8 mm besitzen. Vorzugsweise besitzt er eine Dicke von 0,5 mm.

Die Datenübertragung zwischen dem Transponder und der Empfangseinrichtung erfolgt insbesondere im UHF-Bereich. Hierbei handelt es sich um Frequenzen von 0,3 bis 3 GHz, insbesondere 800 bis 1 .000 MHz. Dieser UHF-Bereich ermöglicht die Verwendung sehr kleiner Transponder. Dahingegen soll die induktive Einkupplung von Energie in die Stromquelle in einem vom UHF abweichenden Frequenzbereich erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Einkopplung von Energie in die Stromquelle im HF- Bereich bis 300 MHz, z. B. bei Frequenzen um 13,8 MHz. Wesentlich ist, dass sich die beiden Frequenzen zur Datenübertragung und zur induktiven Einkopplung von Energie nicht gegenseitig beeinflussen.

Die Erfindung sieht bei einer Ausführung mit Stromquelle vor, dass die Länge des elektrischen Leiters zwischen Transponder und Stromquelle den überwachten Bereich definiert. Die Stromquelle kann z.B. in der Nähe einer ersten Längskante des bandförmigen Lastträgers angeordnet sein und der Transponder in der Nähe der anderen Längskante. Verläuft der elektrische Leiter beispielsweise U-förmig, so dass der Transponder in der Laufschicht und die Stromquelle in der Tragschicht angeordnet sind, können Transponder und Stromquelle auch in derselben Längshälfte des bandförmigen Lastträgers angeordnet sein. Um Überlagerungen in maßgeblichen Frequenzbereichen zu vermeiden, werden unterschiedliche Frequenzen gewählt, die sich in mindestens einer Zehnerpotenz unterschieden.

Es ist allerdings auch möglich, dass Transponder und Stromquelle auf der gleichen Längskante angeordnet sind, bis dahingehend, dass Transponder und Stromquelle ein Bauteil bilden. Dadurch ist der räumliche Abstand zwischen diesen beiden Bauteilen geringer als die Länge des elektrischen Leiters. Dies führt zwangsläufig zu einer Annäherung der Empfangseinrichtung und der Koppeleinheit, bis dahingehend, dass die Koppeleinheit integraler Bestandteil der Empfangseinrichtung sein kann. Unabhängig davon, ob eine Stromquelle entfernt vom Transponder angeordnet ist oder der Abstand geringer ist als die Länge des elektrischen Leiters oder sogar mit dem Transponder eine Baueinheit bildet, kann der Verlauf und die Gestaltung der Leiter für alle drei Fälle identisch sein. Maßgeblich ist, dass bei einer Beschädigung des Leiters eine Potentialveränderung auftritt und dass der wenigstens eine Leiter einen hinreichenden großen zu überwachenden Bereich überspannt.

Die Erfindung betrifft einerseits die Vorrichtung an sich, die in einen bandförmigen Lastträger eingliederbar ist, bzw. in Kombination mit einer Empfangseinrichtung und einer Auswerteeinrichtung anwendbar ist, und andererseits einen bandförmigen Lastträger mit einer solchen Vorrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustande eines bandförmigen Lastträgers sieht unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung folgendes vor:

Aus dem Transponder werden unabhängig von dem Zustand des wenigstens einen an einen Signaleingang angeschlossenen elektrischen Leiters individuelle Informationen mittels der Empfangseinrichtung ausgelesen. Die variablen Daten des Transponders werden durch das an dem wenigstens einen elektrischen Leiter und dem Signaleingang anliegende elektrische Potential bestimmt. Die Auswerteeinrichtung wertet die individuellen Informationen hinsichtlich des Schaltzustandes an dem wenigstens einen Signaleingang aus.

In Abhängigkeit von einem bestimmten Schaltzustand der ausgelesenen variablen Daten erkennt die Auswerteinrichtung einen Störungszustand und generiert eine entsprechende Meldung.

Die Erfindung wird anhand von nachfolgenden Ausführungsbeispielen erläutert, die in den schematischen Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigt: eine Draufsicht auf einen Längenabschnitt eines bandförmigen Lastträgers mit integriertem Transponder, elektrischer Leiter und Stromquelle; Figur 2 den bandförmigen Lastträger der Figur 1 in einer Seitenansicht mit einer ortsfesten Vorrichtung zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustande;

Figur 3 eine erste Anordnung eines Transponders und einer Stromquelle;

Figur 4 eine zweite Ausführungsform einer Anordnung eines Transponders mit einer Stromquelle;

Figur 5 eine weitere Ausführungsform eines bandförmigen Lastträgers mit zwei unterschiedlich orientierten elektrischen Leitern zur Verbindung eines Transponders und einer Stromquelle;

Figur 6 einen Querschnitt durch den bandförmigen Lastträger der Figur 5 in Blickrichtung des Pfeils V;

Figur 7 einen weiteren Querschnitt durch einen bandförmigen Lastträger;

Figur 8 in schematischer Darstellung den Aufbau des Transponders mit Antenne;

Figur 9 in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform ohne

Stromquelle;

Figur 10 eine weitere Ausführungsform ohne Stromquelle;

Figur 1 1 die Anordnung eines Transponders und einer Stromquelle in einer weiteren Ausführungsform und

Figur 12 den bandförmigen Lastträger in einer Seitenansicht mit einer ortsfesten

Vorrichtung zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustande geeignet für eine Anordnung von Transponder und Stromquelle wie in Figur 1 1 .

Figur 1 zeigt einen bandförmigen Lastträger 1 in Form eines Gurtbandes. Von dem Gurtband 1 ist nur ein Teilbereich dargestellt. Die Zeichnungen sind keinesfalls maßstäblich und dienen lediglich zur Erläuterung der Funktion der wesentlichen Bauteile. Der bandförmige Lastträger 1 ist in Figur 2 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Figur 1 zeigt, dass in den bandförmigen Lastträger 1 mehrere Transponder 2 in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Die Transponder 2 sind über einen elektrischen Leiter 3 jeweils mit einer Stromquelle 4 verbunden. Die Bewegungsrichtung des bandförmigen Lastträgers 1 ist durch den Pfeil B eingezeichnet.

Figur 2 zeigt, oberhalb des bandförmigen Lastträgers 1 eine ortsfeste Koppeleinheit 5. Sie dient dazu, elektrische Energie in die als Spule ausgebildete Stromquelle 4 einzukoppeln. Über den elektrischen Leiter 3 gelangt dann ein elektrisches Signal zu dem Transponder 2. Der Transponder 2 wird über eine ortsfest angebrachte Empfangseinrichtung 6 über elektromagnetische Kopplung ausgelesen. Die Koppeleinheit 5 arbeitet mit einer anderen Frequenz als die Empfangseinrichtung 6. Die Koppeleinheit 5 zur Energieversorgung arbeitet insbesondere mit einer Frequenz von 13,8 MHz, während der Transponder im UHF-Bereich mit einer Frequenz von über 800 MHz arbeitet. Die Koppeleinheit 5 und die Empfangseinrichtung 6 beeinflussen sich daher nicht gegenseitig. An die Empfangseinrichtung ist eine Leseeinrichtung 7 angeschlossen, auf weiche eine Auswerteeinrichtung 8 folgt.

Figur 1 zeigt, dass die Verbindung zwischen dem Transponder 2 und der Stromquelle 4 durch einen oberflächlichen Riss 9 beschädigt ist. Der elektrische Leiter 3 wurde durchtrennt. Dadurch kann kein elektrisches Signal von der Energiequelle 4 zum Transponder gelangen. Die Empfangseinheit 6 kann zwar den Transponder 2 auslesen, jedoch ist ein bestimmtes Bit, das signalisiert, dass ein Signal über den elektrischen Leiter 3 anliegt, nicht gesetzt. Die Leseeinheit 7 erkennt dies. Die Auswerteeinrichtung 8 verarbeitet diese Information und prüft, ob weitere Schritte notwendig sind. Beispielsweise kann der bandförmige Lastträger 1 stillgelegt werden, um weitere Schäden zu vermeiden bzw. um den Schaden zu begutachten.

Wichtig in diesem Zusammenhang ist, dass das Signal von der Stromquelle 4 nur dann übertragen wird, wenn eine elektrische Energie synchron zum Lesevorgang eingekoppelt wird. Daher liegen die Empfangseinrichtung 6 und die Koppeleinheit 5 bezogen auf den Bandquerschnitt unmittelbar gegenüber. Aufgrund der beabstandeten Anordnung von Stromquelle 2 und Transponder 4 befinden sich die Empfangseinrichtung 6 und die Koppeleinheit 5 an unterschiedlichen Längskanten 10, 1 1 des bandförmigen Lastträgers.

Figur 3 zeigt in einer rein schematischen Darstellung den Transponder 2 und die Stromquelle 4, die wiederum über einen elektrischen Leiter 3 miteinander verbunden sind. Der elektrische Leiter 3 ist mit einem Signaleingang 12 des Transponders 2 verbunden. Der Transponder 2 besitzt darüber hinaus einen Rückkanal. Dieser zweite Anschluss 13 ist als Erdung ausgeführt, wobei die Ladungsverschiebung zwischen dem Transponder 2 und der Stromquelle 4 über den nicht näher dargestellten Werkstoff des bandförmigen Lastträgers 1 erfolgt. Mithin ist auch die Stromquelle 4 mit einem entsprechenden Anschluss 14 versehen.

Alternativ ist der elektrische Leiter 3 zweiadrig ausgeführt, wie es in Figur 4 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen die beiden Teile des elektrischen Leiters 3 parallel zueinander.

Figur 5 zeigt in der Draufsicht eine weitere Ausführungsform eines bandförmigen Lastträgers 1 , in welchem der Transponder 2 und über elektrische Leiter 3 mit dem Transponder 2 verbundene Stromquellen 4 angeordnet sind. Figur 5 zeigt, dass der elektrische Leiter 3 sehr nahe an einer Längskante 1 1 angeordnet sein kann, ohne dass die Transponder 2 bzw. die Stromquellen selbst in der Nähe der Längskante 1 1 angeordnet sein müssten. Diese können im sicheren Abstand von der Längskante 1 1 positioniert sein. Das heißt, dass bei Schädigungen der Längskante 1 1 zunächst der elektrische Leiter 3 beschädigt wird, um auf diese Weise den Verschleißzustand der Längskanten 1 1 zu detektieren.

Figur 5 zeigt darüber hinaus ein zweites Ausführungsbeispiel eines Transponders 2 in Kombination mit einem elektrischen Leiter 3, der quer (senkrecht) zur Bewegungsrichtung B des bandförmigen Lastträgers 1 angeordnet ist. Figur 6 zeigt die Anordnung im Querschnitt. Es ist zu erkennen, dass der bandförmige Lastträger 1 einen dreischichtigen Aufbau besitzt. In der Mitte befindet sich eine Gewebeschicht 15 zur Lastübertragung. Oberhalb der Gewebeschicht 15 befindet sich eine Tragschicht 16. Unterhalb der Gewebeschicht 15 befindet sich eine Laufschicht 17. Der Transponder 2 ist in die Tragschicht 16 eingebettet. Die Stromquelle 4 ist in die Laufschicht 17 eingebettet. Die Verbindung zwischen Transponder 2 und Stromquelle 4 erfolgt über den elektrischen Leiter 3, der bei diesem Ausführungsbeispiel parallel zur Gewebeschicht 15 zunächst in der Tragschicht 16 verläuft, im Abstand von der in der Bildebenen rechten Längsseite 17 die Gewebeschicht 15 in Richtung Laufschicht 17 durchsetzt und in U-förmigen Verlauf parallel zur Gewebeschicht 15 zurückgeführt wird bis zur Stromquelle 4. Der zweite Teil des Stromkreises wird durch einen zweiten elektrischen Leiter gebildet, der bei diesem Ausführungsbeispiel senkrecht durch die Gewebeschicht 15 geführt wird und die jeweils zweiten Eingänge des Transponders 2 bzw. der Stromquelle 4 verbindet. Mit dieser Variante der Erfindung ist es möglich, sowohl die Tragschicht 16 als auch die Laufschicht 17 zu überwachen.

Figur 7 zeigt eine alternative Variante, bei welcher Transponder 2 und Stromquelle 4 beide in der Tragschicht 16 liegen. Der erste elektrische Leiter verläuft U-förmig von dem Transponder 2 durch die Gewebeschicht 15 entlang der Laufschicht 17 und wieder zurück durch die Gewebeschicht 15 nach oben in die Tragschicht 16 und zur Stromquelle 4. Der zweite elektrische Leiter schafft die direkte Verbindung zwischen der Stromquelle 4 und dem Transponder 2 innerhalb der Tragschicht 16. Es wird ein geschlossener Stromkreis gebildet. Es werden sowohl die Tragschicht 16 als auch die Laufschicht 17 und in gewissem Umfang auch die Längskanten 1 1 des bandförmigen Lastträgers 1 überwacht.

Figur 8 zeigt den Aufbau des Transponders 2. Der Transponder 2 besitzt einen integrierten Schaltkreis 19 mit einer daran galvanisch angeschlossenen Spule 20 stellvertretend für jede andere geeignete elektronische Schaltung. Die Spule 20 ist im Abstand von einer Antenne 21 umgeben. Die Antenne 21 ist in diesem Ausführungsbeispiel Omega-förmig konfiguriert. Sie besitzt einen Kreisbogenabschnitt 22 und zwei seitlich vom Kreisbogenabschnitt 22 abzweigende Schenkel 23, 24. Im Mündungsbereich 25, d. h. in dem Bereich zwischen den Schenkeln 23, 24, befindet sich der integrierte Schaltkreis 19 des Transponders 2. An dem integrierten Schaltkreis 19 befinden sich auch der Signaleingang 12 zum Anschluss eines elektrischen Leiters bzw. der Anschluss 13, der mit einem zweiten Leiter verbunden sein kann. Figur 9 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Stromquelle. Bei dieser Variante ist an die beiden Signaleingänge 12 des Transponders 2 jeweils ein Leiter 3 angeschlossen, wobei die beiden Leiter 3 ähnlich wie in Figur 4 parallel zueinander verlaufen, aber galvanisch voneinander getrennt sind. Wenn sich die beiden Leiter 3 durch eine Beschädigung berühren, kommt es zu einer Potentialverschiebung zwischen den beiden Leitern 3. Diese Potentialverschiebung ist an den Signaleingängen 12 des Transponders 2 feststellbar. Die Veränderung des Eingangssignals bewirkt wiederum, dass die variablen Daten im Transponder 2 verändert werden, was beim Auslesen des Transponders 2 feststellbar und auswertbar ist.

Figur 10 zeigt eine Variante mit einem Leiter 3 in Form einer Schleife. Eine Unterbrechung des Leiters 3 durch einen Gurtriss führt zu einer Potentialverschiebung in dem Leiter 3 und zu einer Veränderung der variablen Daten des Transponders 2. Figur 1 1 zeigt die Anordnung eines Transponders 2 und einer Stromquelle 3 in einer weiteren Ausführungsform. Der Transponder 2 und die Stromquelle 3 sind dicht nebeneinander angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind sie gewissermaßen deckungsgleich. Im Kontext dieser Patentanmeldung bedeutet das, dass die Stromquelle 3 in den Transponder 2 integriert ist, da das Auslesen des Transponders und das elektromagnetische Einkoppeln für die Stromquelle 3 an derselben Stelle des bandförmigen Lastträgers 1 erfolgen. Die Stromquelle 3 kann über die gleiche Frequenz gespeist werden, mit der der Transponder 2 ausgelesen werden kann.

Figur 12 zeigt den bandförmigen Lastträger 1 in einer Seitenansicht mit einer ortsfesten Vorrichtung zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustande geeignet für eine Anordnung von Transponder 2 und Stromquelle 3 wie in Figur 1 1 . Im Unterschied zur Figur 2 ist die ortsfeste Koppeleinheit 5 in die Empfangseinrichtung integriert. Die Koppeleinheit 5 befindet sich daher auf derselben Seite des bandförmigen Lastträgers 1 wie die Empfangseinrichtung 6. Im Übrigen wird auf die Erläuterung zu Figur 2 verwiesen. Bezugszeichen:

1 - Lastträger

2 - Transponder

3- elektrischer Leiter

4- Stromquelle

5- Koppeleinheit

6- Empfangseinrichtung

7 - Leseeinheit

8- Auswerteeinrichtung

9- Riss in Längsseite

10- Längsseite

11 - Längsseite

12 - Signaleingang

13- Anschluss

14- Anschluss

15- Gewebeschicht

16- Tragschicht

17 - Lastschicht

18- elektrischer Leiter

19- integrierter Schaltkreis

20- Spule

21 - Antenne

22- Kreisbogenabschnitt

23- Schenkel

24- Schenkel

25- Mündungsbereich

Bewegungsrichtung

Claims

Patentansprüche

1 . Vorrichtung zur Feststellung eines betriebgefährdenden Zustande eines bandförmigen Lastträgers (1 ) mit in den Lastträger (1 ) eingebetteten Transpondern (2), bestehend aus einem integrierten Schaltkreis (19) und einer mit dem Schaltkreis (19) verbundenen Spule (20), wobei die im Transponder enthaltenden Daten von einer außerhalb des bandförmigen Lastträgers (1 ) ortsfest angebrachten Empfangseinrichtung (6) über induktive Kopplung auslesbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Transponder (2) individuelle Informationen mittels der Empfangseinrichtung (6) auslesbar sind und wobei wenigstens ein in den Lastträger (1 ) eingebetteter elektrischer Leiter (3) über wenigstens einen Signaleingang (12) mit dem Transponder (2) verbunden ist, und wobei die individuelle Informationen des Transponders (2) bestimmt sind durch das an dem wenigstens einen elektrischen Leiter (3) und an dem wenigstens einen Signaleingang (12) anliegende elektrische Potential, wobei eine mit der Empfangseinrichtung (6) verbundene Auswerteeinrichtung (8) dafür vorgesehen ist, die individuelle Informationen hinsichtlich des Schaltzustandes an dem wenigstens einen Signaleingang (12) auszuwerten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine elektrische Leiter (3) sich über einen zu überwachenden Teilbereich des Lastträgers (1 ) erstreckt und mit seinem ersten Ende mit dem ersten Signaleingang und mit seinem zweiten Ende mit dem zweiten Signaleingang (12) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromquelle (4) entfernt von dem Transponder (2) an dem bandförmigen Lastträger (1 ) angeordnet ist und über einen elektrischen Leiter (3) mit einem Signaleingang (12) des Transponders (2) verbunden ist, wobei eine mit der Empfangseinrichtung (6) verbundene Auswerteeinrichtung (8) dafür vorgesehen ist, den Zustand an dem besagten Signaleingang (12) des Transponders auszuwerten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (4) von einer Spule gebildet ist, wobei eine ortsfeste Koppeleinheit (5) dazu dient, elektrische Energie induktiv einzukoppeln.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (4) einen Energiespeicher umfasst.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des elektrischen Leiters (3) durch den Werkstoff des bandförmigen Lastträgers (1 ) selbst gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster elektrische Leiter (3) in oder benachbart einer Tragschicht (16) des bandförmigen Lastträgers (1 ) angeordnet ist und der zweite elektrische Leiter (18) in oder benachbart einer auf der der Tragschicht (16) abgewandten Seite des bandförmigen Lastträgers (1 ) angeordneten Laufschicht (17) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrischer Leiter (3, 18) zumindest teilweise in Bewegungsrichtung (B) des bandförmigen Lastträgers (1 ) in einem parallelen Abstand von 5 bis 15 mm von den Längskanten (10, 1 1 ) des Lastträgers (1 ) verläuft.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanisch mit dem integrierten Schaltkreis (19) des Transponders (2) verbunden Spule (20) von einer Omega-förmigen Antenne (22) umgeben ist, die kapazitiv mit der Spule (20) des Transponders (2) verbunden ist, wobei der Kreisbogenabschnitt (22) der Omega-förmigen Antenne (21 ) die Spule (20) mit Abstand umgreift und wobei der integrierte Schaltkreis (19) in einem Mündungsbereich (25) des Omega-förmigen Antenne (21 ) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Omega- förmige Antenne (21 ) von einem Federdraht gebildet ist.

1 1 . Bandförmiger Lastträger mit einer Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ansprüche.

12. Verfahren zur Feststellung eines betriebsgefährdenden Zustande eines bandförmigen Lastträgers (1 ) unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem aus dem Transponder (2) unabhängig von dem Zustand des wenigstens einen an einen Signaleingang (12) angeschlossenen elektrischen Leiters (3) individuelle Informationen des Transponders mittels der Empfangseinrichtung (6) ausgelesen werden und wobei die individuellen Informationen des Transponders (2) durch das an dem wenigstens einen elektrischen Leiter (3) und an dem wenigstens einen Signaleingang (12) anliegende elektrische Potential bestimmt wird, wobei die Auswerteeinrichtung (8) die variablen Daten hinsichtlich des Schaltzustandes an dem wenigstens einen Signaleingang (12) auswertet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einem bestimmten Informationsgehalt der ausgelesenen individuellen Informationen die Auswerteinrichtung einen Störungszustand erkennt und eine entsprechende Meldung generiert.