特別是用於採礦的開採設備和控制開採設備的方法

2023-10-30 10:13:57 1

專利名稱：特別是用於採礦的開採設備和控制開採設備的方法
技術領域：
本發明涉及一種特別是用於採礦的開採設備，包括第一驅動站和優選藉助張緊
裝置能張緊的第二驅動站；支承在各驅動站中的鏈輪；具有多個鏈節的且能藉助可馬達驅
動的鏈輪運動的和/或轉向的傳動鏈，該傳動鏈在各鏈輪之間在一上分支和一下分支中延
伸；以及至少一個傳感器裝置用於採集傳動鏈在上分支或在下分支中的至少一個鏈狀態。
本發明還涉及一種用於控制特別是用於採礦的開採設備的方法，包括第一驅動站和優選
藉助張緊裝置能張緊的第二驅動站；支承在各驅動站中的鏈輪；具有多個鏈節的且能藉助
可馬達驅動的鏈輪運動的傳動鏈，該傳動鏈在各鏈輪之間在一上分支和一下分支中延伸； 至少一個傳感器裝置用於採集傳動鏈在上分支或在下分支中的至少一個鏈狀態；以及控制
裝置，將傳感器裝置的信號輸入給該控制裝置並且利用該控制裝置能控制張緊裝置的伸出 狀態和/或各驅動站的驅動。
背景技術：
對於具有環繞的或可逆工作的傳動鏈的開採設備的運行方式很重要的是，以適合
的措施估計或檢驗傳動鏈的鏈狀態和特別是鏈預緊。為此基本上已建議光、電、磁和機械式
傳感器裝置，這些傳感器裝置應提供測量值，由該測量值應導出鏈張緊狀態並且根據適合
的算法應導出用於張緊裝置或也用於驅動裝置的驅動馬達的控制參數。 在DE 34 06 519 Al中建議，使用磁式工作的傳感器裝置，以便在能張緊的驅動站
中以磁的方式採集鏈張力。在DE 34 06 519中為此建議一種磁場發生器，該磁場發生器沿
鏈運行方向相應配設於從驅動站駛出的分支。設置用於測量上分支中的鏈張力的磁場發生
器設置在底板中，而設置用於測量下分支中的鏈張力的磁場發生器在驅動站的底板中設置
在下分支的上方，以便採集磁場的失調，該失調由於在待測量的傳動鏈與各鏈節之間的距
離變化而產生。除了吊鏈(HSngekette )夕卜，還應該與吊鏈調節裝置相組合地實現輸送
鏈的各刮板的間距或也各鏈節間距的改變。在DE 34 06 519中的測量原理基於，產生一定 向的磁場，其由於不同深地進入磁場的各鏈節而失調，其中應在測量技術上評價探測的磁 場的失調。由於磁式測量發送器包括測量裝置在內設置在駛出的分支的底板中，所以產生 高的磨損，該磨損只允許這種磁式測量系統的小的壽命。由DE 34 06 519 Al已知的系統 用於吊鏈採集和其他的鏈狀態的技術轉化因此並不能進一步開發達到成批生產的水平。

發明內容
本發明的目的是，提供一種開採設備和一種控制開採設備的方法，它能利用無接 觸式工作的傳感器裝置實現可靠地採集傳動鏈的鏈狀態並且在系統可靠性高的情況下具 有顯著較高的壽命。 該目的以及其他的目的在一種開採設備中按照本發明這樣實現，即每個傳感器裝 置具有一個由磁場發生器構成的發送器(Geber)和一個設有多個磁場檢測器的、作為檢測 器的檢測器場，其中檢測器和發送器構成或定位在一用於傳動鏈的待探測的分支的通道的側向。在按照本發明的開採設備中的、系統技術的優點在於，傳感器裝置在測量技術上不評 價磁場由於各鏈節到磁場發生器或檢測器的不同距離而引起的失調，而是探測攜動件或鏈 節橫向於傳動鏈的運行方向的位置變化或高度變化。在按照本發明的開採設備中，將磁場 導入傳動鏈中並且對於檢測器場的每個磁場檢測器採集一個測量信號。如果一鏈節或一攜 動件在傳感器場內的位置相對於其在以前通行時的位置或相對一確定的零位置改變，則由 此可以導出，鏈節或攜動件在檢測器場的區域內是進一步處在上面還是下面。如果同時對 於每個攜動件或每個鏈節也採集一個時間信號，則也可以檢測各鏈節或各攜動件相互間的 不同的距離，由此可以得出其他的鏈狀態例如鏈磨損、鏈扭轉等。 構成為檢測器場的檢測器和用於磁場的發送器可以在同一側並排設置。在一優選 的實施形式中，檢測器和發送器相互對置地設置，從而因此發送器將磁場在其中一側導入 各鏈節或攜動件中，而檢測器場的磁場檢測器在通道的另一側探測由各鏈節或各攜動件傳 遞的磁場。為了能夠可靠地檢測特別是吊鏈，特別有利的是，包括多個檢測器的檢測器場在 通道的高度上延伸。在該特別優選的實施形式中，檢測器場具有多個並排設置的磁場檢測 器和多個重疊設置的磁場檢測器，以便在足夠大的區域內採集由待探測的鏈節或攜動件橫 向於傳動鏈的運行方向傳遞的或繼續傳導的交變磁場。為了簡化計算消耗，在這裡各磁場 檢測器可以成行和成列地以保持不變的距離設置。由於各磁場檢測器在檢測器場中的二維 布置，可以用磁場檢測器對傳遞的磁場進行測量和探測，這些磁場檢測器必要時只測量和 採集傳遞的磁場的水平分量。 特別有利的是，檢測器場和/或磁場發生器設置在機架的各側板中或驅動站的鏈 輪箱的各側壁中、特別是裝入機架的各側板中或驅動站的鏈輪箱的各側壁中。在側板或側 壁中，檢測器和用於磁場的發生器均不遭受值得一提的機械磨損，因為即使在吊鏈或維修 工作中各鏈節或攜動件也不與發送器和檢測器接觸。在兩側板或兩側壁中通常提供足夠的 結構空間，以便集成一檢測器場和一用於磁場的發送器。為了避免與由機架構成的周圍結 構的相互作用，檢測器場和/或發送器優選設置在殼體中或在由非磁性材料構成的支承結 構中。該材料特別是可以包括黃銅、青銅、銅、鋁、鈦、奧氏體鋼或它們的合金、陶瓷或塑料。 採用的材料或採用的材料合金對於相應的使用目的應該滿足對防爆炸(防礦井瓦斯爆炸、 防氣體爆炸)的全部要求。 按照一根據本發明的實施方案，利用磁場發生器可以產生靜態的、時間上恆定的 磁場。按照另一有利的實施形式，使用交變磁場發生器作為發送器，以產生動態的交變磁 場。通過使用交變磁場發生器作為用於磁式傳感器裝置的發送器，將一調製的磁場用於測 量，該調製的磁場防止由於待探測的各鏈節或攜動件的不同的磁的優先方向產生錯誤測 量。本申請人的研究已表明，各鏈節和在輸送機的傳動鏈中使用的攜動件(鏈式刮板)在
橫向於傳動鏈的運行方向磁化時顯示出明顯不同的磁通量密度和由磁發生器發射的磁場 的加強。在使用交變磁場發生器時，避免與待探測的鏈節或攜動件的磁的優先方向的依賴 性，因為用檢測器場中的各檢測器探測交變磁場。在該特別優選的實施形式中，發送器或交 變磁場發生器在此由能旋轉的或旋轉的磁鐵構成。磁鐵的旋轉速度可以至少為100r/min， 並且可以高達1000r/min和更高。此外，磁鐵優選可以具有至少0. 5T(特斯拉)的磁場強 度。能旋轉的或旋轉的磁鐵可以特別是永久磁鐵。在這裡，發送器可以獲得一個或多個能 旋轉的或旋轉的磁鐵，以便在低轉速時實現交變磁場的高的交變頻率。多個所述永久磁鐵可以特別是設置在一能旋轉的由非磁性材料構成的支架中。為了足以防爆，用於交變磁場 的發送器優選具有液壓式轉動驅動裝置、特別是包括用於轉速調節的流量調節閥的液壓馬 達。液壓介質可以由中心的、井下的用於掩護支架或移動裝置的液壓供應裝置分出並且在 壓力水平方面藉助壓力調節級降低到對於液壓馬達允許的壓力。然後可以經由受先導控制 的多路閥進行接通和斷開。特別有利的是，用於發送器的轉動驅動裝置配設有轉角傳感器， 以便採集調製器的當前轉角並且將該轉角提供給評價和控制單元。 在另一實施方案中，發送器的所述一個磁鐵或多個磁鐵可以構成一個磁鐵結構， 該磁鐵結構的位置和/或定向相對於磁場傳感器能改變，以便產生特別是磁場強度可變的 磁場。發送器可以為此優選具有一包括多個同心地繞中軸線設置的環形磁鐵的磁鐵結構， 其中該環形結構藉助調節驅動裝置能繞中軸線旋轉。特別有利的則是，磁鐵結構能藉助調 節驅動裝置定位於不同的旋轉位置中。這可以例如通過一具有高減速比的自鎖的調節驅動 裝置來實現，該調節驅動裝置特別是可以由電調節驅動裝置構成，該電調節驅動裝置在所 希望的旋轉位置中被斷電。 開採設備可以構成為包括在傳動鏈中的多個攜動件的輸送機，並且每個驅動站必 要時便可以僅具有一個傳感器裝置，該傳感器裝置配設於在鏈運行方向上相應地在鏈輪後 面從驅動站駛出的分支。因為在輸送機中在驅動和調節技術上通常以一個主驅動裝置和一 個輔助驅動裝置工作，所以便將一個傳感器裝置設置在主驅動裝置的下分支中和將一第二 傳感裝置設置在輔助驅動裝置的上分支中。或者，可以涉及一種包括能逆轉運動的傳動鏈 的開採設備例如刨煤設備，在此每個驅動站具有兩個傳感器裝置，在每個驅動站中其中一 個傳感器裝置配設於上分支，一個傳感器配設於下分支。在能逆轉運動的傳動鏈中，各驅動 站的驅動裝置必須按照採礦機的運行方向提供主要工作，從而吊鏈在每個驅動站中既可出 現在鏈輪前面又可出現在鏈輪後面。但在輸送機中也可以為每個分支在驅動站中配設一個 傳感器裝置。 此外，優選可以為發送器在通道的同一側配設多個磁場傳感器，用於採集由發送 器產生的實際的磁場作為基準參數。 上述目的在按照本發明的方法中這樣實現，即每個傳感器裝置產生一靜態的磁場 或一動態的交變磁場，其藉助一由多個磁場檢測器構成的檢測器場探測，其中傳動鏈的待 探測的分支在磁場發生器與檢測器場之間引導通過，並且由在檢測器場中採集的磁場或交 變磁場的位置變化得出傳動鏈的鏈狀態。 在按照本發明的方法中特別有利的是，檢測器場的每個磁場檢測器探測由發送器 發出的並通過傳動鏈、因此由各鏈節或由各攜動件傳遞的磁場或交變磁場，並且由得出最 大磁場強度的一個或多個所述磁場檢測器的位置得出鏈狀態、特別是各鏈節或攜動件的位 置。特別有利的是，在評價和控制單元中採集驅動站的驅動馬達的特性數值、例如轉速，並 且根據得出的鏈狀態開始轉速調節和/或改變張緊裝置的張緊狀態。但利用磁式傳感器裝 置得出的鏈狀態也可以沒有轉速採集地用於控制張緊裝置。按照該方法的、利用產生動態 交變磁場的發送器的另一實施形式，可以利用配設於發送器的各磁場傳感器採集實際的由 發送器產生的交變磁場，並且將該交變磁場作為基準值輸入給評價單元，和/或採集用於 發送器的轉動驅動裝置的轉角並將該轉角作為基準值輸入給評價單元。利用這些基準值可 以附加地對測量的結果進行檢驗找出錯誤測量的存在。
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因為一單個的攜動件或一單個的鏈節，如發明人的測量已表明的那樣，不僅可能 具有不同的磁的優先方向，而且即使在相同的磁化時也可能出現導入的磁場或交變磁場的 不同的變化，並且還因為可能出現在相鄰的攜動件或鏈節之間的相互作用，所以在特別優 選的實施形式中在傳動鏈每次停止之後開始進行一次基準或校準行程，在該基準或校準行 程中為每個鏈節或為每個攜動件得出一個用於基本磁化的基準值，將該基準值在運行中與 當前藉助檢測器場檢測的測量值進行比較，以便由此得出鏈狀態的變化例如各個鏈節或攜 動件的位置變化或增大的磨損。


由對示意地示於附圖中的各實施例的以下描述得出本發明的其他的優點和實施 形式。其中 圖1示意簡化地示出一構造成輸送機的按照本發明的用於井下的採礦的開採設 備的原理圖； 圖2大大示意簡化地示出一用於圖1的開採設備的驅動站的驅動裝置框架，包括 裝入的傳感器裝置； 圖3A-C大大示意簡化地以系統圖示出在按照本發明的磁式傳感器裝置中的位置 識別； 圖4以類似於圖1的示意圖示出一構造成刨煤設備的開採設備，包括按照本發明 的傳感器裝置； 圖5A-C示出在按圖4的刨煤設備中不同的鏈位置的採集； 圖6大大示意簡化地以透視圖示出一交變磁場發生器的實施例； 圖7大大示意簡化地、部分斷開地以透視圖示出一用於具有可變磁場的磁場發生
器的實施例；以及 圖8示出圖7的磁場發生器的俯視圖。
具體實施例方式
圖1以示意的系統圖示出一總體用附圖標記IO標出的用於井下採礦的輸送設備。 輸送設備10以本身已知的方式包括一第一驅動站1以及在輸送設備10的另一端上包括一 第二驅動站4，其中第一驅動站具有一示意示出的驅動馬達2和一鏈輪3，第二驅動站也具 有一鏈輪5和所屬的驅動馬達6。驅動馬達2和6基本上可以具有各種適用於使用目的的 實施形式，構成為同步馬達、變頻馬達等並且包括傳動裝置、調節裝置、過載離合器等。在兩 個鏈輪3、5之間， 一連續的刮板鏈6沿用箭頭F示出的輸送方向環繞運行，其中將利用適合 的開採工具在井下工作面中回採的材料在一上分支6A中藉助在圖2和3A-C中示意示出的 各攜動件11朝驅動站1的方向輸送，該驅動站在這裡構成主驅動裝置。在鏈輪3、5上環繞 運行的傳動鏈的上分支在圖1中用6A標出，而傳動鏈6的回程分支或空載分支用附圖標記 6B標出。在井下的輸送機中，上分支6A朝向其運行的這個驅動裝置提供較大的驅動功率， 因此主要在下分支6B中在驅動站1的鏈輪3後面、但也在下分支6A中在驅動站4的鏈輪 5後面存在出現吊鏈的危險。為了補償傳動鏈6的不同的張緊狀態，在輸送設備10中輔助 驅動裝置、因而驅動站4配設有液壓式張緊裝置7，利用該張緊裝置可以改變驅動站1、4的鏈輪3、5之間的距離。根據液壓控制裝置9的用線8示出的控制信號實現張緊裝置7的伸 出或伸進。 在輸送設備10中，如圖3A-3C所示，使用一構造成雙中鏈(Do卯elmittelkette) 的傳動鏈6，它包括多個水平的鏈節12和垂直的鏈節13，在這些鏈節上以確定的間距固定 有多個攜動件(刮板)ll。為了在按圖1的輸送設備中可以識別在傳動鏈6上吊鏈的出現 或在鏈節12、13或攜動件11上磨損的出現，兩個驅動站1、4配設有在圖1中用20示出的 傳感器裝置。該傳感器裝置20在主驅動裝置中、因而在圖1中的驅動站1中沿鏈運行方向 在鏈輪3後面的駛出部中配設於下分支6B，並且在構成輔助驅動裝置的驅動站4中沿鏈運 行方向F在鏈輪5的駛出部中配設於上分支6A。兩個傳感器裝置20優選構造成彼此相同 的並且包括一發送器以及一檢測器場22，其中該發送器在描述的實施例中產生交變磁場並 在圖2和3A-3C中示意地用附圖標記21標出，所述檢測器場具有多個彼此並排和重疊設置 的磁場檢測器23作為檢測器用於由發送器21發出的交變磁場。交變磁場發送器21在一 用於攜動件11和鏈節12、13的通道15的一側設置在兩個側板中的一個側板14中，而檢測 器場22與發送器21相對地位於另一側板15中。圖2示意示出構成一主驅動裝置的驅動 站l，在這裡磁發送器21和檢測器場23在傳動鏈6的下分支6B的區域內裝入側板14、15 中，更確切地說在這樣一個位置，在該位置中可以檢測由於攜動件11相對於從鏈輪3的切 向駛出部的高度位置的變化引起的用弧形6'在圖l中示出的吊鏈。不僅發送器12而且 檢測器場22可以設置在一由非磁性材料構成的殼體中。但各側板也可以至少部分地由適 合的非磁性材料構成。交變磁場發生器21可以有利地由永久磁鐵構成，或者，如果無需滿 足對防爆的要求，則由電磁鐵構成，它添置在一優選轉速被調節的馬達上並且使其以高達 1000r/min的旋轉速度旋轉，以便為用檢測器場22的檢測產生調製的或動態的磁場(交變 磁場)。用於一個或多個所述磁鐵的轉動驅動裝置可以特別是液壓馬達(未示出)，該液壓 馬達由於液壓介質的通流而旋轉。檢測器場22又包括一具有適當數目的重疊和並排設置 的磁場檢測器23的矩陣，以便利用各個磁場檢測器23中的每個可以探測利用發送器21在 一側導入攜動件11中的磁化和暫時的充磁。 圖3A、3B和3C以三個不同的相對於檢測器場22的位置示意說明一個攜動件11 的位置。在圖3的最上面的視圖中示出一個攜動件11，該攜動件在中間位置、即以正常的 鏈張力通過在交變磁場發生器21與具有矩陣式重疊和並排設置的多個磁場檢測器23的檢 測器場22之間的通道15。檢測器場22中的各個檢測器23檢測不同的磁場強度，由這些磁 場強度可以算出示出的中間位置。由於由發送器21發射的交變磁場而在攜動件11上出現 的磁場為了說明作為磁力線示意示出。在圖3B中，由於提高的鏈張力攜動件11向上移動。 利用磁力線表明，由交變磁場21在攜動件11中產生的磁場在原則上相同的磁場強度時向 上移動，因此較高的磁場檢測器23檢測磁場強度的最大的擺幅，而較低的磁場檢測器23檢 測顯著較小的磁場強度。因為將一調製的交變磁場導入攜動件ll中，所以當然各磁場檢測 器23也檢測根據交變磁場的旋轉頻率產生的調製的磁場。由於交變磁場的足夠高的旋轉 頻率，在攜動件11行進通過的過程中仍然檢測交變磁場的足夠數量的振幅交變，以便可以 可靠地並且不受攜動件11的磁化影響地得出攜動件11的當前位置。圖3C示出在出現吊 鏈之前或過程中的狀態。攜動件11處於一在檢測器場22的下端上的位置，因此最低的各 磁場檢測器23檢測通過發送器21導入攜動件11中的交變磁場的最大的振幅交變。也通
8過在發送器21上的磁場的磁力線的不同位置示出磁場的相應的移動。
現在再次參照圖1。將利用檢測器場22對於各個磁場檢測器23得出的信號提供 給上一級的控制單元50。經由利用信號線25在圖1中示出的信號線也可以將驅動馬達2 或6的當前轉速輸入給控制單元50。由經由各信號線25輸入的檢測器場22的測量數據和 驅動馬達2、6的當前轉速，評價和控制單元50可以產生控制信號，將該控制信號提供給液 壓控制裝置9，以便經由信號線8引起液壓式張緊裝置7的伸出或伸進並且在過緊地張緊傳 動鏈6時改變輔助驅動裝置4上的鏈輪5的位置以便放鬆吊鏈或使鏈張力最小。控制和評 價單元50為此也可以並行地為驅動馬達2、6輸出控制信號，以便通過改變驅動馬達2、6的 相應轉速預防出現吊鏈或過強的鏈張力。 在圖1的實施例中，示出兩個另外的傳感器裝置30，經由這兩個傳感器裝置必要 時可以採集在驅動站1以及在驅動站4中的另外的鏈狀態。在主驅動裝置1中，其中一個 另外的傳感器裝置30在鏈輪3前面的進入部中配設於上分支6A，而在構成輔助驅動裝置的 驅動站4上，傳感器裝置30配設於朝鏈輪5運行的下分支6B。傳感器裝置30的測量原理 在所示的實施例中也基於將一調製的磁場(交變磁場)導入攜動件中以及利用包括多個磁 場檢測器33的傳感器場32探測由攜動件在通過交變磁場發生器的磁場時接收的調製的磁 場。可以將檢測器場32的測量信號也經由各信號線35輸入給評價和控制裝置50。
圖4在示意的圖中示出同一系統技術在用於井下採礦的刨煤設備110中的應用。 開採刨刀160藉助於原則上連續的刮刀鏈帶106逆轉地從一驅動站101向另一驅動站104 或者相反地來回運動，如這用雙箭頭R在圖4中所示，所述刮刀鏈帶包括多個交錯嵌接的垂 直的和水平的鏈節(112， 113，圖5)。驅動站101具有未示出的驅動馬達和一用於刨刀鏈 106的鏈輪103，而驅動站104具有一鏈輪105和一張緊裝置107。按照刨刀160的運動方 向，兩個驅動裝置中的一個構成主驅動裝置，而另一個構成相應的輔助驅動裝置。刨刀鏈 106又構成一個上分支106A和一個下分支106B，它們按照刨刀116的運行方向R構成牽引 分支或回程分支。因為不僅在每一個鏈輪103的進入部而且在其駛出部中按照刨刀體160 的運行方向R可能出現吊鏈和/或過強的鏈張力，所以在刨煤設備110中設有四個相同的 傳感器裝置120，這四個傳感器裝置一方面具有包括足夠數量的矩陣式設置的磁場檢測器 123的檢測器場122，並且設置在用於鏈106的通道的側向。每個檢測器場122分別配設有 一個在圖5A、5B和5C中示意示出的交變磁場發生器121，該交變磁場發生器對置於檢測器 場122並且同樣設置在用於傳動鏈節106的通道115的側向。因為在刨煤設備110中用檢 測器場122中的各磁場檢測器123檢測優選導入水平的鏈節112中的交變磁場的變化，所 以在發生器121與檢測器場122之間的距離明顯小於之前的實施例。此外，代替於機架，發 生器121和檢測器場122也可以直接裝入未示出的、鏈輪103或105支承在其中的刨刀箱 的各側壁中，以便在相對受保護的位置中檢測調製的磁場的變化。類似於在之前的實施例 中，刨刀鏈106向上的移動基於交變磁場的最大振幅的檢測用較高的各磁場檢測器123來 檢測，如圖5B中所示，或用較低的各磁場檢測器123來檢測，如圖5C中所示，這視鏈由於過 強的鏈張力而向上運動還是在吊鏈情況下相對於中間位置向下運動而定。在刨煤設備110 中也設有一控制和評價單元150，至少傳感器裝置120的所述四個檢測器場122的全部測量 值輸入給該控制和評價單元。信號輸入可以或者經由各信號線125、經由一系統總線或者無 電纜地經由無線電進行，如這用無電線發射器126和無電線接收器127在圖4中所示。當然，無電線接收器127也可以設計用於雙向的數據傳輸。 為了用磁式傳感器裝置必要時也檢測鏈磨損或攜動件磨損，和為了以高的可靠性 採集吊鏈，在開採設備的每次停止之後可以進行一次基準或校準行駛，在該基準或校準行 駛中對於一刨煤設備為每個鏈節或每個水平的鏈節或者對於一輸送設備中為每個攜動件 得出一個基準值。在最有利的情況下，在這裡對於評價和調節裝置已知的是，多少水平的鏈 節或攜動件裝在系統中。因為每個攜動件和每個水平的鏈節的單獨的磁場隨著增大的磨損 而改變，所以通過為每個攜動件或每個鏈節存儲一個基準值，可以由這些基準值與之前校 準行駛的基準值的比較、或者在運行時間較長時由當前值與基準值的比較從在通過交變磁 場發送器時傳遞的磁場的變化得出當前的磨損，以便在出現鏈折斷等之前及時引入維修間 歇。因此在開採設備中使用的傳感器裝置並不限於用於採集吊鏈。 各實施例示意示出交變磁場發生器和檢測器場的布置。在檢測器場中還可以設置 顯著多於僅9個或12個磁場檢測器，例如16個或27個磁場檢測器，以便提高系統的分辨 率。用於產生調製的磁場的磁鐵可以是功率大的永久磁鐵(超強磁鐵)，它例如由釹鐵硼 (NdFeB)或其他適合於超強磁鐵的材料製成並具有例如1T的足夠高的磁場強度，它以例如 高達1000r/min的頻率被驅動，以便在各攜動件或各鏈節行進通過時產生具有足夠數量的 振幅交變的交變磁場。轉角在這裡可以採集作為基準值。發送器必要時也可以在通道的同 一側上配設多個磁場傳感器。利用交變磁場導入各攜動件或鏈節中的磁化狀態明顯不同於 攜動件或鏈節的初始磁化狀態，從而可以在通過傳感器場時可靠地區分動態的調製的交變 磁場與攜動件的初始磁化。傳感器系統應至少在兩個方向、並且優選在全部三個場方向上 測量並且具有足夠數量的磁場檢測器。 圖6示意示出一交變磁場發生器221作為發送器用於一按照本發明的傳感器裝置 的實施例。交變磁場發生器221具有一優選箱形的、能嵌入例如機架的側板中的一容納凹 槽內的殼體250，在該殼體中支承一轉軸240，在該轉軸上抗旋轉地固定多個彼此疊置的塊 狀磁鐵241。優選分別以一致的磁化定向布置在這裡由多個塊狀磁場241構成的永久磁鐵。 在所示的實施例中，塊狀磁鐵241的全部用N標出的磁極和全部用S標出的磁極分別相向 定向地彼此疊置。為了驅動轉軸240和與該轉軸連接的各磁鐵241，在殼體中還設置例如液 壓驅動裝置242，該液壓驅動裝置與傳動裝置243相耦聯，在該傳動裝置的輸出軸244上設 置一齒輪245，該齒輪與也抗旋轉地與轉軸240連接的齒輪246相嚙合。液壓驅動裝置可以 特別是由具有用於轉速調節的流量調節閥(未示出)的液壓馬達構成。在轉軸240旋轉時， 在交變磁場發生器221的整個高度上形成一動態的交變磁場，可以將該交變磁場導入傳動 鏈的各攜動件中並且在攜動件的對置的端部上可以用傳感器裝置檢測該交變磁場。
以上附圖描述對於包括傳感器裝置的開採設備完成，該傳感器裝置具有交變磁場 發生器作為發送器用於動態的磁場。發送器也可以產生靜態的磁場，該靜態的磁場用在開 採設備中的檢測器場探測，如上所述。圖7和8對於這樣的磁場發生器321示例性示出一 實施例，利用該磁場發生器可以產生一靜態的、但可變的磁場。在一箱形的殼體350內，在 各縱向側上分別設置有由優選軟磁的、能磁化的鐵材料構成的極板351、352，在所述極板之 間設置有一由這裡多個彼此疊置的徑向磁化的環形磁鐵341構成的磁鐵組件348，在投入 運行時所述縱向側中的一個面向機器側板，而另一個面向驅動站中的通道。各環形磁鐵341 這樣設置，即，用N標出的全部磁極和磁極S分別接近定向地疊置。全部的環形磁鐵341固
10定在一磁鐵軸340上，該磁鐵軸藉助一在圖8中示意示出的並且例如經由各齒輪與它耦聯 的轉動驅動裝置342在其定向中可以相對於極板351、352旋轉，以便按照磁鐵組件348相 對於極板351、351的相對位置將不同強度的磁場導入其中並就此而言也導入行進經過的 攜動件或鏈節中。磁鐵軸優選只在校準運行時旋轉，而磁鐵軸在持續的操作中經由切斷的 轉動驅動裝置和有效的降速比固定。利用磁場發生器321作為傳感器裝置的發送器可以產 生一靜態的、不調製的磁場，該磁場由機架的一側導入各攜動件中並且在機架的另一側用 檢測器場探測。通過改變磁鐵組件348相對於通道或相對於檢測器場的定向，可以總是以 最佳的磁場進行測量。 本發明並不限於示意示出的各實施例。所述驅動站中的至少一個也可以是一無驅 動的反向站，利用其鏈輪只使傳動鏈轉向。
權利要求
特別是用於採礦的開採設備，包括第一驅動站和優選藉助張緊裝置能張緊的第二驅動站；支承在各驅動站(1、4，101、104)中的鏈輪(2、5，102、105)；具有多個鏈節的且能藉助各鏈輪運動的傳動鏈(6，106)，該傳動鏈在各鏈輪之間在一上分支和一下分支中延伸；以及至少一個磁式傳感器裝置用於採集傳動鏈在上分支中或在下分支中的至少一個鏈狀態；其特徵在於，每個傳感器裝置(20、30，120)具有一個由磁場發生器(21，121)構成的發送器和一個設有多個磁場檢測器(23，123)的、作為檢測器的檢測器場(22，122)，其中檢測器和發送器設置在一用於傳動鏈(6，106)的待探測的分支的通道(15，115)的側向。
2. 按照權利要求l所述的開採設備，其特徵在於，檢測器(22、122)和發送器(21,121)相互對置，其中優選檢測器場(22,122)在通道(15,115)的高度上延伸。
3. 按照權利要求1或2所述的開採設備，其特徵在於，檢測器場(22,122)具有多個並排設置的磁場檢測器(23)和多個重疊設置的磁場檢測器(23)。
4. 按照權利要求1至3之一項所述的開採設備，其特徵在於，檢測器場(22)設置在機架的側板(15)中或驅動站的鏈輪箱的側壁中，特別是裝入機架的側板(15)中或驅動站的鏈輪箱的側壁中。
5. 按照權利要求1至4之一項所述的開採設備，其特徵在於，磁場發生器(21)設置在機架的側板(14)中或驅動站的鏈輪箱的側壁中，特別是裝入機架的側板(14)中或驅動站的鏈輪箱的側壁中。
6. 按照權利要求4或5所述的開採設備，其特徵在於，檢測器場和/或發送器設置在殼體中，該殼體由非磁性材料如特別是黃銅、青銅、銅、鋁、鈦、奧氏體鋼或其合金、陶瓷或塑料製成。
7. 按照權利要求1至6之一項所述的開採設備，其特徵在於，發送器由一交變磁場發生器(221)構成，並且優選由能旋轉的或旋轉的磁鐵(240)構成。
8. 按照權利要求7所述的開採設備，其特徵在於，發送器(221)具有液壓式轉動驅動裝置(243)，特別是包括用於轉速調節的流量調節閥的液壓馬達。
9. 按照權利要求7或8所述的開採設備，其特徵在於，構成發送器的旋轉磁鐵具有至少0. 5T的磁場強度。
10. 按照權利要求1至6之一項所述的開採設備，其特徵在於，發送器是靜態的磁場發生器。
11. 按照權利要求1至9之一項所述的開採設備，其特徵在於，在發送器中的產生磁場或交變磁場的磁鐵是永久磁鐵、特別是超強磁鐵。
12. 按照權利要求1至11之一項所述的開採設備，其特徵在於，發送器的磁鐵構成一個磁鐵結構，該磁鐵結構的位置和/或定向相對於磁場傳感器能改變。
13. 按照權利要求1至6或10至12之一項所述的開採設備，其特徵在於，發送器具有一包括多個同心地繞中軸線設置的環形磁鐵的磁鐵結構，其中環形結構藉助調節驅動裝置能繞中軸線旋轉並且優選能藉助調節驅動裝置定位於不同的旋轉位置中。
14. 按照權利要求1至13之一項所述的開採設備，其特徵在於，開採設備構成為包括在傳動鏈(6)中的多個攜動件(11)的輸送機(IO)，並且每個驅動站具有至少一個傳感器裝置，該傳感器裝置在鏈運行方向上相應地配設於在鏈輪後面的分支。
15. 按照權利要求1至13之一項所述的開採設備，其特徵在於，開採設備(110)設有能逆轉運動的傳動鏈(106)，並且每個驅動站(101U04)具有兩個傳感器裝置(120)，其中在 每個驅動站中一個傳感器裝置(120)配設於上分支，一個傳感器裝置(120)配設於下分支。
16. 按照權利要求1至15之一項所述的開採設備，其特徵在於，發送器在通道的同一側 配設多個磁場傳感器，用於採集由發送器產生的實際的磁場作為基準參數。
17. 用於控制特別是用於採礦的開採設備的方法，包括第一驅動站(1，4)和優選藉助 張緊裝置能張緊的第二驅動站(4);支承在各驅動站中的鏈輪(3、5);具有多個鏈節的且能藉助各鏈輪運動的傳動鏈(6)，該傳動鏈在各鏈輪之間在一上分支和一下分支中延伸；至少一個磁式傳感器裝置用於採集傳動鏈在上分支中或在下分支中的至少一個鏈狀態；以及 評價和控制裝置(50， 150)，將磁式傳感器裝置的信號輸入給該評價和控制裝置，並且利用 該評價和控制裝置能控制張緊裝置(7,107)的伸出狀態或各驅動站的驅動；其特徵在於， 每個傳感器裝置(120)產生一磁場，藉助檢測器場(22,122)的多個磁場檢測器(23,123) 探測該磁場，其中傳動鏈的待探測的分支在磁場發生器與檢測器場(22,122)之間引導通 過，並且由在檢測器場中採集的磁場的位置變化得出傳動鏈的鏈狀態。
18. 按照權利要求17所述的方法，其特徵在於，檢測器場的每個磁場檢測器(23)探測 由發送器發出的並通過傳動鏈傳遞的磁場，並且由得出最大磁場強度的一個或多個所述磁 場檢測器的位置得出鏈狀態。
19. 按照權利要求17或18所述的方法，其特徵在於，發送器產生交變磁場，其中優選利 用配設於發送器的磁場傳感器採集實際的、由發送器產生的交變磁場，並且並將該交變磁 場作為基準值輸入給評價單元，和/或採集用於發送器的轉動驅動裝置的轉角並且將該轉 角作為基準值輸入給評價單元。
20. 按照權利要求17或18所述的方法，其特徵在於，發送器具有多個環形磁鐵，所述 環形磁鐵同心於中軸線設置並且構成一個環形結構，為了產生可變的磁場使該環形結構旋 轉。
21. 按照權利要求17至20之一項所述的方法，其特徵在於，在評價和控制單元中採集 各驅動站的驅動馬達的特徵數值、特別是轉速，並且根據得出的鏈狀態開始轉速調節。
22. 按照權利要求17至21之一項所述的方法，其特徵在於，在傳動鏈的每次停止之後 進行一次校準行程，在該校準行程中為每個鏈節或為每個攜動件得出一個用於基本磁化的 基準值，將該基準值在運行中與當前的藉助檢測器場檢測的值進行比較。
23. 按照權利要求17至22之一項所述的方法，其特徵在於，通過無線電在傳感器裝置 與評價和控制單元之間傳輸信號。
24. 按照權利要求17至23之一項所述的方法，其特徵在於，開採設備按照權利要求1 至16之一項所述地構成。
全文摘要
本發明涉及一種開採設備，特別用於採礦，包括兩個驅動站(1、4)和一個在所述驅動站的鏈輪(3、5)之間環繞運行的傳動鏈(6)。為了能夠檢測在輸送設備(10)中的輸送鏈的或在刨煤設備中刨刀鏈的吊鏈或鏈磨損，設有多個磁式傳感器裝置(20)用於採集傳動鏈的至少一個鏈狀態，其中每個傳感器裝置(20)具有一個由靜態的或動態的磁場發生器構成的發送器和一個設有多個磁場檢測器(23)的、作為檢測器的檢測器場(22)，它們設置在一用於傳動鏈(6)的待探測的分支的通道的側向。本發明還涉及一種用於控制開採設備以避免吊鏈的方法。
文檔編號E21F13/06GK101772619SQ200880024636
公開日2010年7月7日 申請日期2008年9月8日 優先權日2007年9月11日
發明者G·默滕, J·維爾茨, K-H·許雷爾, M·博伊姆勒, U·伯克爾 申請人:布西魯斯歐洲有限公司