DE102005024665B4

DE102005024665B4 - Verfahren und Messanordnung zur Überwachung des Zustandes eines Schleifsteins eines Holzschleifers

Info

Publication number: DE102005024665B4
Application number: DE102005024665.6A
Authority: DE
Inventors: Olli Tuovinen; Risto Karojärvi; Juhani Valli
Original assignee: Valmet Technologies Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: US20050276305A1; FI20045199A; FI118863B; DE102005024665A1; US7564363B2; FI20045199A0

Abstract

Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Schleifsteins (4) eines Holzschleifers (1), dadurch gekennzeichnet, dassein Temperaturprofil (T) für die Schleiffläche (19) des Schleifsteins (19) über die ganze axiale Länge des Schleifsteins (4) bestimmt wird,eine zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) aufgrund des besagten Temperaturprofils (T) bestimmt wird,die die besagte Temperaturangabe repräsentierende Größe (GST) mit einer dieser Temperaturangabe (GST) entsprechenden Referenzgröße (GST) verglichen wird und,falls sich die besagte die Temperaturangabe repräsentierende Größe (GST) auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße (GST) unterscheidet, der mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängende Status zumindest an einem Teil der Schleiffläche (19) als unnormal identifiziert wird.

Description

HINTERGRUND DER EFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Schleifsteins eines Holzschleifers.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Messanordnung zur Überwachung des Zustandes eines Schleifsteins eines Holzschleifers.
In Holzschleifern werden Fasern aus Holz entfernt, indem Holzmaterial wie Klötze, Hackspäne usw. gegen die Oberfläche eines in seiner Längsrichtung rotierenden Schleifsteins gepresst wird, während Wasser auf die Schleiffläche des Schleifsteins gespritzt wird, wobei sich die Fasern infolge der Schleifwirkung des Schleifsteins und der erweichenden Wirkung von Wasser von den Klötzen lösen und mit dem Wasser eine Faserstoffsuspension bilden. Das Schleifvermögen und die Schleifeigenschaften des Schleifsteins hängen von dem Oberflächenmuster und der Grobheit des Schleifsteins ab. Das Schleifvermögen und die Schleifeigenschaften des Schleifsteins ändern sich während des Schleifens, wenn sich die Schleiffläche des Schleifsteins abnutzt. Wenn sich die Oberfläche des Schleifsteins abnutzt, ändern sich die Eigenschaften der sich während des Schleifens bildenden Fasern und somit die Eigenschaften der Faserstoffsuspension, weshalb die Verfügbarkeit des Faserstoffs z.B. in Papierproduktion und weiterhin die Eigenschaften des produzierten Papiers variieren.
Ein Grund für die Abnutzung der Schleiffläche des Schleifsteins sind lokale Temperaturunterschiede auf der Schleiffläche des Schleifsteins, die die Abnutzung der Schleiffläche des Schleifsteins verstärken, indem sie die Schleiffläche durch lokale Wärmeausdehnungen brechen und somit die Gebrauchsdauer der Schleifsteinoberfläche vermindern. Dieses Problem stellt sich bei allen Schleifsteinen ein, aber seine Wirkung prägt sich insbesondere bei solchen Schleifsteinen aus, die eine Schleiffläche aus Keramik oder einer Keramikmischung aufweisen. Lokale Temperaturunterschiede können zum Beispiel durch eine lokale Abstumpfung des Schleifsteins während normalen Schleifens oder eine mangelhafte Kühlung der Oberfläche des Schleifsteins verursacht werden. Dies kann seinerseits beispielsweise darauf zurückzuführen sein, dass der Schleifstein auf natürliche Weise stumpf wird, Wasser auf die Schleiffläche des Schleifsteins spritzende Strahldüsen verstopfen, ein fremdes Objekt auf die Schleiffläche gerät oder dass die sog. Vertikalkammer des Schleifers benutzt wird, in der Holz endweise geschliffen wird.
Gattungsgemäße Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Schleifsteins eines Holzschleifers sind aus US 4 438 598 A und US 5 125 188 A bekannt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für die Überwachung des Zustandes eines Schleifsteins zustande zu bringen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturprofil für die Schleiffläche des Schleifsteins über die ganze axiale Länge des Schleifsteins bestimmt wird, eine zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche des Schleifsteins repräsentierende Größe aufgrund des besagten Temperaturprofils bestimmt wird, die die besagte Temperaturangabe repräsentierende Größe mit einer dieser Temperaturangabe entsprechenden Referenzgröße verglichen wird, und, falls sich die besagte die Temperaturangabe repräsentierende Größe auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße unterscheidet, der mit dem Zustand des Schleifsteins zusammenhängende Status zumindest an einem Teil der Schleiffläche als unnormal identifiziert wird.
Die erfindungsgemäße Messanordnung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung Mittel zur Bestimmung eines Temperaturprofils für die Schleiffläche des Schleifsteins über die ganze axiale Länge des Schleifsteins, Mittel zur Bestimmung einer zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche des Schleifsteins repräsentierende Größe aufgrund des besagten Temperaturprofils, Mittel zum Vergleichen der die besagte Temperaturangabe repräsentierenden Größe mit der dieser Temperaturangabe entsprechenden Referenzgröße und Mittel zur Identifizierung des mit dem Zustand des Schleifsteins zusammenhängenden Status zumindest an einem Teil der Schleiffläche als unnormal, falls sich die die Temperaturangabe der Schleiffläche repräsentierende Größe auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße unterscheidet, aufweist.
Die wesentliche Idee der Erfindung ist, dass ein Temperaturprofil für die Schleiffläche über die ganze Länge des Schleifsteins bestimmt wird und eine zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche des Schleifsteins repräsentierende Größe aufgrund des besagten Temperaturprofils bestimmt wird. Gemäß der wesentlichen Idee wird weiterhin die die besagte Temperaturangabe repräsentierende Größe mit einer dieser Temperaturangabe entsprechenden Referenzgröße verglichen und falls sich die die besagte Temperaturangabe repräsentierende Größe auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße unterscheidet, wird der mit dem Zustand des Schleifsteins zusammenhängende Status zumindest an einem Teil der Schleiffläche als unnormal identifiziert. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der besagte mit dem Zustand des Schleifsteins zusammenhängende Status die Temperatur der Schleiffläche des Schleifsteins. Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird das Temperaturprofil für die Schleiffläche des Schleifsteins von in Verbindung mit einer den Schlitz zwischen der Schleiffläche des Schleifsteins und einer Schleifkammer schließenden Fingerplatte angeordneten Kontaktelementen und in Verbindung mit den besagten Kontaktelementen angeordneten Temperaturfühlern bestimmt, wobei die Kontaktelemente angeordnet sind, die Temperatur des aus dem besagten Schlitz fließenden Wassers und/oder der Faserstoffsuspension zu messen, die die Temperatur der Schleiffläche des Schleifsteins repräsentiert.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass das Beschädigungsrisiko der Schleiffläche des Schleifsteins und des ganzen Schleifsteins und auch des Schleifers vermindert und die Gebrauchsdauer des Schleifsteins wesentlich verlängert werden kann. Indem die Temperatur der Schleiffläche mit in Verbindung mit der Krallplatte angeordneten Messmitteln gemessen wird, kann die Messanordnung der Lösung auf ziemlich einfache Weise verwirklicht werden.
Figurenliste
Die Erfindung wird ausführlicher in den beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen

1 einen schematischen Vertikalschnitt eines Holzschleifers,
2 schematisch eine erfindungsgemäße Lösung von oben des Schleifsteins des Holzschleifers in Teilausschnitt,
3 schematisch einen Schnitt der Lösung gemäß 2 von der Seite,
4 schematisch einige an der Schleiffläche des Schleifsteins des Holzschleifers gemessene Temperaturprofile, und
5 schematisch den Schleifstein von oben.

In den Figuren ist die Erfindung der Klarheit halber vereinfacht. Die ähnlichen Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt eines Holzschleifers 1, bei dem die vorgestellte Lösung angewandt werden kann. Der Holzschleifer 1 gemäß 1 ist ein zwei Kammern aufweisender kolbenbetätigter Holzschleifer 1, der einen Rahmen 2, der schematisch kastenförmig dargestellt ist, und einen am Rahmen 2 drehbar gelagerten, mit einer Achse 3 zu drehenden Schleifstein 4 aufweist. Eine die Fasern aus Holz 7 schleifende Schleiffläche 19 (2) des Schleifsteins 4 kann aus sehr vielen verschiedenen Materialien hergestellt werden, aber heutzutage wird die Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 typischerweise aus Schleifsegmenten 20 hergestellt, die aus Keramik oder einer Keramikmischung usw. bestehen. Auf den gegenüberliegenden Seiten des Schleifsteins 4 gibt es zwei Schleifkammer 5, die Holz 7 enthalten, das gegen den Schleifstein 4 mittels Presskolben 6 und mit ihnen verbundener Schuhe 6' auf an sich bekannte Weise gepresst wird. Über jedem oder an der Seite jeder Schleifkammer 5 ist eine der Klarheit halber nicht gezeigte Vorschubtasche für einen der Schleifkammer 5 zuzuführenden Holzeinsatz angeordnet. Wenn Wasser während des Schleifens durch Waschdüsen 29 auf an sich bekannte Weise gespritzt wird, bilden die aus dem Holz 7 gelösten Holzfasern und Wasser einen Faserstoffbrei 8. Es sind mehrere Waschdüsen 29 sowohl in Längsrichtung als auch in Kreisrichtung des Schleifsteins 4 vorhanden. Durch die Waschdüsen 29 werden Waschwasserstrahlen produziert, die auch Kühlwasserstrahlen genannt werden können. Der Faserstoffbrei 8 wird in einem Becken 9 unter dem Schleifstein 4 gesammelt, aus dem der Faserstoffbrei 8 weiter durch ein Abflussrohr 10 der Weiterbehandlung zugeführt wird.
1 zeigt auch vier auf den Rahmen des Holzschleifers 1 gestützte Fingerplatten 11, die genauer in 2 und 3 dargestellt worden sind. 2 zeigt eine Ansicht von oben des Schleifsteins 4 des Holzschleifers 1 und einen Schnitt der Fingerplatte 11, und 3 zeigt einen Schnitt der Fingerplatte 11 von einem Ende gesehen. Die Fingerplatten 11 werden durch Stützbalken 18 auf den Rahmen 2 des Schleifers 1 an dem oberen und unteren Rand der Schleifkammer 5 gestützt und sie dienen zur Schließung des Schlitzes zwischen dem oberen und unteren Rand der Schleifkammer 5 und der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 so, dass die Splitter und Holzspäne nicht mit der Faserstoffsuspension von der Schleifzone in den Becken 9 gebracht werden. Die Fingerplatte 11 weist einen leistenartigen Rahmen 12 auf, der sich über die ganze Länge des Schleifsteins 4 erstreckt und der einen dem Schleifstein 4 zugewandten Halterand 13 aufweist. Am Halterand 13 der Fingerplatte 11 gemäß 3 gibt es zwei Vertiefungen 14 in Längsrichtung, die sich zwischen heraustretenden längslaufenden Halterippen 15 befinden. Die Fingerplatte 11 wird in die unmittelbare Nähe der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 gestellt, z.B. auf eine Entfernung von ungefähr 1 mm von der Schleiffläche 19, so dass das Wasser und die Faserstoffsuspension zwischen die Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 und die Fingerplatte 11 passieren können. Die Halterippen 15 sind derart abgestuft, dass sie sich fast bis zur Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 erstrecken, wenn die Fingerplatte 11 an den Stützbalken 18 montiert ist. Der Rahmen 12 der Fingerplatte 11 weist eine längslaufende Befestigungsfläche 16 und eine zur Befestigungsfläche 16 senkrechte Stützfläche 17 auf, um die Fingerplatte 11 am Befestigungsbalken 18 derart zu befestigen, dass die Fingerplatte auf den Stützbalken 18 aus zwei Richtungen gestützt wird. Der Stützbalken 18 wird seinerseits am Rahmen 2 des Schleifers 1 vorteilhaft bewegbar befestigt, so dass die Fingerplatte 11, während sich der Schleifstein 4 und die Fingerplatte 11 abnutzen, von Zeit zu Zeit möglichst nah an die Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 eingestellt werden kann. Die Fingerplatte 11 wird am Stützbalken 18 typischerweise mit einer Verbolzung befestigt, die der Klarheit halber nicht in den Figuren gezeigt wird.
2 und 3 zeigen eine Anordnung zur Überwachung des Zustandes des Schleifsteins, die auf der Messung eines Temperaturprofils für die Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 basiert. In der Lösung gemäß 2 und 3 sind in Verbindung mit dem Rahmen 12 der Fingerplatte 11 mehrere wärmeleitende Kontaktelemente 21 zur Bestimmung der Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 angeordnet. Eine von jedem Kontaktelement 21 vermittelte Temperaturangabe T_i, worin i = 1 ... n und n die Anzahl Kontaktelemente 21 in der Fingerplatte 11 ist, wird zur Bildung eines den Kurven A, B und C der 4 ähnlichen Temperaturprofils T_prof der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 verwendet. Je mehr Kontaktelemente 21 an der Fingerplatte 11 in der Richtung der Achse 3 des Schleifsteins 4 angeordnet sind, desto genauer kann das Temperaturprofil der Schleiffläche 19 gemessen werden. Zur Messung der Temperatur der Schleiffläche 19 wird das Kontaktelement 21 in die unmittelbare Nähe der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4, z.B. ungefähr 1 mm weg von der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4, gestellt, wobei das Kontaktelement 21 in der Praxis die Temperatur des in den oder aus dem zwischen der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 und der Fingerplatte 11 befindlichen Schlitz fließenden Wassers/der Faserstoffsuspension misst, die in fast direkter Beziehung zur Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 steht. Somit erreicht das Kontaktelement 21 wesentlich dieselbe Temperatur, die die Schleiffläche des Schleifsteins 4 an diesem Kontaktelement 21 hat, obwohl das Kontaktelement 21 nicht mit dem eigentlichen Schleifstein sondern mit dem aus dem Schlitz zwischen dem Schleifstein 4 und der Fingerplatte 11 fließenden Stoff in Kontakt kommt. Wichtig für das Herstellungsmaterial des Kontaktelements 21 ist es somit, dass das Kontaktelement 21 aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellt ist, wobei die Temperaturänderungen der Schleiffläche 19 schnell gemessen werden können. Weiterhin ist es wichtig für das Herstellungsmaterial des Kontaktelements 21, dass sich das Material des Kontaktelements 21 leichter als das Material der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 abnutzt, weil sich auch das Kontaktelement 21 während der Verwendung der Fingerplatte 11 abnutzen muss, um den richtigen Betrieb sicherzustellen. Das Kontaktelement 21 kann somit z.B. aus Kupfer hergestellt werden.
In der Lösung gemäß 2 und 3 sind die Kontaktelemente 21 in Verbindung mit dem Rahmen 12 der Fingerplatte 11 durch Bolzen 22 oder andere Befestigungsmittel wie Schrauben, eine am Rahmen 12 der Fingerplatte 11 zu befestigende Stützleiste 23 sowie zwei Isolierelemente 24a und 24b befestigt, so dass sich das erste Isolierelement 24a zwischen der Stützleiste 23 und dem Kontaktelement 21 und das zweite Isolierelement 24b zwischen dem Kontaktelement 21 und dem Rahmen 12 der Fingerplatte 11 befindet. Die Isolierelemente, die an sich nicht notwendig sind, dienen zur Verhinderung von Wärmeleitung zwischen dem Kontaktelement 21 und der Fingerplatte 11 oder der Stützleiste 23, so dass die Temperatur des Kontaktelements 21 möglichst gut die Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 repräsentiert. Weiterhin sind die Isolierelemente 24a und 24b angeordnet, die Bolzen 22 zu umgeben und die Wärmeleitung zwischen dem Kontaktelement 21 und den Bolzen 22 zu verhindern. Die Stützleiste 23, die Isolierelemente 24a und 24b und die Kontaktelemente 21 können im Voraus zu einer einheitlichen Konstruktion gebildet werden, die mit den Bolzen 22 am Rahmen 12 der Fingerplatte 11 befestigt wird, oder diese Konstruktion kann aus den besagten separaten Teilen zusammengestellt werden, wenn sie in Verbindung mit dem Rahmen 12 der Fingerplatte 11 montiert wird.
Weiterhin umfasst die in 2 und 3 gezeigte Lösung in Verbindung mit den besagten Kontaktelementen 21 angeordnete Temperaturfühler 25, wie z.B. Thermoelemente, die die Temperatur jedes Kontaktelements 21 messen. Demnach messen die Temperaturfühler 25 die Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 an den Kontaktelementen 21 indirekt anhand der Kontaktelemente 21. In der Ausführungsform gemäß 2 und 3 sind die Temperaturfühler 25 innerhalb des hohlen Stützbalkens 18 und ferner in Verbindung mit dem Kontaktelement 21 durch eine Öffnung 26 im Stützbalken 18 angeordnet. Die vom Temperaturfühler 25 gemessene Temperaturangabe wird durch Messleitungen 27 weiter einer Datenverarbeitungseinheit 28 zugeführt, die zum Beispiel in Verbindung mit einer Steuereinheit des Holzschleifers in unmittelbarer Nähe des Holzschleifers oder in einem gesonderten Kontrollraum angeordnet werden kann. Die Kombination aus dem Temperaturfühler 25 und dem Kontaktelement 21 kann auch durch nur einen Temperaturfühler ersetzt werden, falls das Kontaktelement des Fühlers angeordnet werden kann, die Temperatur der Schleiffläche 19 zu messen.
Das Temperaturprofil T_prof für die Schleiffläche des Schleifsteins 4 wurde oben anhand der Kontaktelemente 21 und der Temperaturfühler 25 bestimmt. Es gibt auch andere Prozeduren für die Bestimmung eines Temperaturprofils T_prof. Das Temperaturprofil kann beispielsweise mit der Infrarot- oder Lasermesstechnologie bestimmt werden. Da diese Prozeduren jedoch an sich bekannt sind, werden sie hier nicht genauer erläutert.
In der Datenverarbeitungseinheit 28 wird aufgrund der von den Temperaturfühlern 25 gemessenen Temperaturangaben T_i ein die Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 repräsentierendes Temperaturprofil T_prof wie in 4 gebildet. Aufgrund des besagten Temperaturprofils T_prof wird/werden ferner eine oder mehrere die Temperaturangabe der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 repräsentierende Größen bestimmt, die mit einer in der Datenverarbeitungseinheit 28 vorbestimmten, die betreffende Temperaturangabe entsprechenden Referenzgröße GST_REF verglichen wird. Falls sich die besagte die Temperaturangabe GST repräsentierende Größe auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße GST_REF unterscheidet, wird festgestellt, dass sich die Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 zumindest an einem Teil der Schleiffläche von ihrer normalen Temperatur unterscheidet. Infolgedessen kann z.B. ein Alarmsignal ALARM gesetzt werden, die unnormale oder sich von der normalen Temperatur abweichende Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 zumindest an einem Teil in Längsrichtung des Schleifsteins 4 zu indizieren. Das besagte Alarmsignal ALARM kann nur eine visuelle Wahrnehmung zur Folge haben, z.B. das Aufleuchten einer Signallampe im Kontrollraum, oder es kann ein Alarmsignal in Form eines akustischen Signals produzieren oder es kann eine Kombination aus einem visuellen und akustischen Signal sein. Aufgrund des Alarmsignals kann der Benutzer des Schleifers 1 gegebenenfalls den Schleifer 1 sogar außer Betrieb setzen. Falls erwünscht, kann das Alarmsignal ALARM auch automatisch den Schleifer 1 ausschalten. Anstatt des oder neben dem Alarmsignal kann die zu hohe Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 und somit das Temperaturprofil der Schleiffläche 19 geändert werden, indem der mit dem Zustand des Schleifsteins zusammenhängende Status normalisiert wird.
Die oben erwähnten Berechnung und Vergleich voraussetzenden Maßnahmen werden in der Datenverarbeitungseinheit 28 ausgeführt, die z.B. eine auf einem Mikroprozessor oder Signalprozessor basierende Datenverarbeitungsanlage sein kann, die mit einer erforderlichen Berechnungs- und Speicherkapazität versehen ist, um die erforderlichen, beispielsweise mit Software durchzuführenden Berechnungs- und Vergleichsmaßnahmen auszuführen und während der Berechnung zu benötigende Zwischen- und Endergebnisse sowie andere Daten, wie z.B. eine oder mehrere Referenzgrößen GST_REF, zu speichern.
2 weist nur eine Datenverarbeitungseinheit 28 auf, die angeordnet ist, die zumindest eine Temperaturangabe der Schleichfläche 19 des Schleichsteins 4 repräsentierende Größe GST aufgrund des besagten Temperaturprofils T_prof zu bestimmen, die die besagte Temperaturangabe repräsentierende Größe mit der dieser Temperaturangabe entsprechenden Referenzgröße GST_REF zu vergleichen und der mit dem Zustand des Schleifsteins 4 zusammenhängende Status zumindest an einem Teil der Schleiffläche 19 als unnormal zu identifizieren, falls sich die die Temperaturangabe der Schleichfläche 19 repräsentierende Größe GST auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße GST_REF unterscheidet. Es ist jedoch durchaus möglich, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleichfläche 19 des Schleichsteins 4 repräsentierende Größe GST angeordnet ist, von einem separaten Wandler, einem Verstärker, einer Rechnungseinheit oder einem Computer aufgrund des besagten Temperaturprofils T_prof zu bestimmen und dass die die besagte Temperaturangabe repräsentierende Größe GST angeordnet ist, von einem eigenen separaten Verstärker, einer Rechnungseinheit oder einem Computer mit der dieser Temperaturangabe entsprechenden Referenzgröße GST_REF zu vergleichen und dass der mit dem Zustand des Schleifsteins 4 zusammenhängende Status angeordnet ist, von einer separaten Rechnungseinheit oder einem Computer zumindest an einem Teil der Schleichfläche 4 als unnormal identifiziert zu werden, falls sich die die Temperaturangabe der Schleichfläche 19 repräsentierende Größe GST auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße GST_REF unterscheidet.
4 zeigt ein von den an der Fingerplatte 11 angeordneten Kontaktelementen 21 gemessenes Temperaturprofil der Schleiffläche 19 des Schleichsteins 4 schematisch, worin die Vertikalachse die Temperatur in Celsiusgraden repräsentiert und die Horizontalachse die laufende Nummer des Temperaturmessfühlers repräsentiert, die einer bestimmten Längsposition des Schleifsteins 4 entspricht und wobei die Fühler sich jeder an einer Waschdüse mit der entsprechenden Nummer befinden. Das Profil A zeigt das Temperaturprofil der Schleiffläche 19, das mit einem Schleifer in Pilot-Maßstab während normalen Schleifens, d.h. des Referenzzustandes, gemessen ist, wenn die Schleifleistung 400 kW beträgt. Das Profil B zeigt eine Situation, in der die Waschdüsen mit laufenden Nummern 8 und 9 verstopft sind, was nach dem Profil B einen deutlichen Anstieg der Temperatur der Schleiffläche 19 an den Düsen 7, 8, 9 und 10 zu verursachen scheint. Das Profil C zeigt eine Situation während eines Kammeraustauschs, wenn die Waschdüsen 8 und 9 verstopft sind. Im Profil C ist auch ein deutlicher Anstieg der Temperatur der Schleiffläche 19 an den Düsen 7, 8, 9 und 10 zu sehen.
Nachdem der mit dem Zustand des Schleifsteins 4 zusammenhängende Status aufgrund der Temperaturmessung als unnormal festgestellt ist und ein Grund dafür auf oben erwähnte Weise geschlossen ist, kann der Status normalisiert werden, indem dieser Grund beseitigt wird. Wenn die Waschdüse verstopft ist, wird diese Waschdüse gereinigt oder ersetzt. Das Problem kann auch durch das fehlerhafte Richten der Waschdüse verursacht werden, wobei die Waschdüse wiedergerichtet wird.
Die Abweichung der Temperatur eines Teils der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 von dem normalen Niveau kann auf mehrere verschiedene Weisen festgestellt werden. Am einfachsten wird die vom jeden einzelnen Fühler 25 gemessene Temperatur T_i mit einem festen, der höchsten zulässigen Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 entsprechenden Grenzwert verglichen, und falls die von zumindest einem Fühler 25 gemessene Temperatur den besagten Grenzwert überschreitet, wird die unnormale Temperatur der Schleiffläche 19 identifiziert. Demnach entspricht die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 repräsentierende Größe GST der von einem einzelnen Fühler 25 gemessenen Temperatur T_i und die Referenzgröße GST_REF entspricht dem besagten festen Grenzwert.
Wenn man kleinere Temperaturunterschiede feststellen will, kann die Lösung derart ausgeführt werden, dass die von jedem einzelnen Fühler 25 gemessene Temperatur T_i mit dem Durchschnittswert der von den Fühlern 25 gemessenen Temperaturen verglichen wird, wobei die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 repräsentierende Größe GST der von einem einzelnen Fühler 25 gemessenen Temperatur T_i entspricht und die Referenzgröße GST_REF dem besagten Durchschnittswert der von den Fühlern 25 gemessenen Temperaturen entspricht. In diesem Falle wird die Referenzgröße GST_REF während derselben Messung in der Datenverarbeitungseinheit 28 bestimmt. Falls sich die Messung des einzelnen Temperaturfühlers 25 um eine vorbestimmte Menge GST_LIMIT vom Durchschnittswert der von den Fühlern 25 gemessenen Temperaturen unterscheidet, wird die unnormale Temperatur der Schleiffläche 19 zumindest an einem Teil der Schleiffläche 19 identifiziert.
Da das Niveau des Temperaturprofils weiter von der Schleifleistung abhängt, während die Grundform des Profils unabhängig von der Schleifleistung wesentlich gleich bleibt, können die unnormalen Abweichungen der Temperatur der Schleiffläche 19 bemerkt werden, wenn die Form des gemessenen Temperaturprofils mit der Grundform des in einer normalen Schleifsituation bestimmten Temperaturprofils verglichen wird. Somit entspricht die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 repräsentierende Größe GST der Form des gemessenen Temperaturprofils und die Referenzgröße GST_REF entspricht der Form des in einer normalen Schleifsituation bestimmten Temperaturprofils, und der Unterschied zwischen ihnen kann zum Beispiel als Summe der Quadratwurzeln der Differenz der von den einzelnen Fühlern 25 gemessenen Temperaturwerte und der von denselben Fühlern in einer normalen Schleifsituation gemessenen Temperaturwerte definiert werden. Wenn diese Summe den bestimmten, eine vorbestimmte Menge GST_LIMIT repräsentierenden Grenzwert überschreitet, wird identifiziert, dass sich zumindest ein Teil der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 von der normalen Temperatur abweicht. In diesem Falle kann bestimmt werden, dass die Form des Temperaturprofils der Fläche zwischen dem aus den gemessenen Temperaturwerten gebildeten in 4 gezeigten Temperaturprofil und der einer Temperatur von 0 Grad entsprechenden Gerade entspricht.
Die Lösung kann auch derart verwirklicht werden, dass die von jedem einzelnen Fühler 25 gemessene Temperatur T_i mit den von den neben diesem Fühler liegenden Fühlern 25 gemessenen Temperaturwerten verglichen wird und falls sich diese Messung zum Beispiel um eine vorbestimmte Prozentzahl von der Messung eines der beiden benachbarten Fühler unterscheidet, wird identifiziert, dass sich die Temperatur der Schleiffläche 19 des Schleifsteins 4 zumindest an diesem Teil der Schleiffläche 19 von der normalen Temperatur abweicht.
Die Lösung kann auch derart verwirklicht werden, dass die Differenz des höchsten und niedrigsten Werts der das Temperaturprofil bildenden Temperaturen verglichen wird. Falls die Differenz der Temperaturwerte zunimmt, indiziert es die Temperaturänderung der Schleifsteinoberfläche an einer Stelle des gemessenen Temperaturprofils im Gegensatz zum Grundprofil einer normalen Situation. Die Lösung kann auch derart verwirklicht werden, dass eine die Abweichung der das Temperaturprofil bildenden Temperaturwerte repräsentierende Größe, die z.B. Standardabweichung, Variationskoeffizient oder Schrägung sein kann, verglichen wird. Falls die die Abweichung repräsentierende Größe zunimmt, indiziert es die Temperaturänderung der Schleifsteinoberfläche an einer Stelle des gemessenen Temperaturprofils im Gegensatz zum Grundprofil einer normalen Situation. Bei diesen beiden Lösungen muss die Temperatur der Schleifsteinoberfläche zumindest an zwei Stellen der Schleifsteinoberfläche gemessen werden.
Das Verfahren der Lösung zur Überwachung des Zustandes des Schleifsteins kann das Beschädigungsrisiko von Schleifsteinen wesentlich vermindern und die Gebrauchsdauer des Schleifsteins beträchtlich verlängern werden. Durch die Lösung kann die heutzutage typische Gebrauchsdauer von drei Jahren bei Schleifsteinen 4 um zirka 20% verlängert werden. Da die Temperaturschwankungen zwischen verschiedenen Teilen der Schleiffläche nicht immer nur auf den Stein einwirken, sondern bei Beschädigungen des Segments der Schleiffläche oft auch Fingerplatten, Einspritzrohre sowie Messer und Keilriemen von Holzdrahtbrechern zerbrochen werden, deren Reparatur am schlimmsten mehrere Tage dauernde außerplanmäßige Produktionsunterbrechungen zur Folge haben kann, können mit der vorliegenden Lösung auch auf den ganzen Zellstoffherstellungsprozess gerichtete potentielle Störungen verhindert werden.
5 zeigt den Schleifstein 4 schematisch von oben. 5 zeigt auch Waschdüsen 29 und Schärfdüsen 30. Mit den Schärfdüsen 30 werden Wasserschärfstrahlen produziert. Durch einen Schärfstrahl wird die Oberfläche des Schleifsteins 4 auf an sich bekannte Weise geschärft. Die Schärfdüsen 30 werden in Richtung der Achse des Schleifsteins gemäß den in 5 dargestellten Pfeilen oszilliert. Falls zwei Schärfdüsen 30 vorhanden sind, halten sie beide ihre eigene Seite des Schleifsteins 4 scharf und sauber.
Falls eine Änderung im Temperaturprofil stattfindet und die eine Seite des Steins heißer wird, kann festgestellt werden, dass ein Unterschied im Betrieb der Schärfdüsen 30 besteht. Der Unterschied kann beispielsweise darauf zurückzuführen sein, dass die eine Schärfdüse 30 verstopft oder falsch gerichtet ist oder dass es ein Leck im Wasserschärfsystem in Verbindung mit der einen Schärfdüse 30 oder im Rohrsystem gibt. In solchem Fall wird nach der durch die Temperaturmessung festgestellten Entdeckung des Problems die Schärfdüse 30 gereinigt oder ausgetauscht oder wiedergerichtet, oder das Leck im Wasserschärfsystem wird repariert.
Falls bei der Messung des Temperaturprofils eine Stelle gefunden wird, wo die Temperatur der Schleifsteinoberfläche gestiegen ist, kann dies auch auf einen stumpfen Teil des Steins zurückzuführen sein. Falls die Schärfdüse 30 mit einer Positionierungsfunktion versehen ist und gesteuert werden kann, eine bestimmte Stelle des Schleifsteins 4 zu behandeln, kann diese abgestumpfte Stelle des Schleifsteins geschärft werden. Dabei vermindert sich die Leistungsaufnahme an dieser Stelle und auch die Temperatur an dieser Stelle sinkt, d.h. der mit dem Zustand des Schleifsteins zusammenhängende Status normalisiert sich.
Der Anstieg der Temperatur auf der Oberfläche des Schleifsteins 4 kann auch durch eine Brandspur auf der Schleifsteinoberfläche verursacht werden. In diesem Fall ist die den mit dem Zustand des Schleifsteins zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur natürlich die mechanische Entfernung der Brandspur z.B. durch Drehung der Schleiffläche des Schleifsteins 4.
Die Zeichnungen und die dazugehörige Beschreibung dienen lediglich zur Veranschaulichung der Idee der Erfindung. Die Einzelheiten der Erfindung können im Rahmen der Patentansprüche variieren. In den Figuren und in der Beschreibung sind das Verfahren und die Messanordnung gemäß der Lösung in Verbindung mit einem kolbenbetätigten Holzschleifer vorgestellt aber die vorgestellte Lösung kann auch bei Schleifern eines anderen Typs, wie z.B. bei Holzschleifern mit einer Kettenvorschubstruktur, angewandt werden. Obwohl eine Situation, in der die Temperatur der Schleiffläche 19 an einigen Teilen höher als die normale Temperatur ist, im Beispiel als unnormal definiert wird, kann die Lösung natürlich in Situationen ausgenutzt werden, in denen die Temperatur einer Stelle der Schleiffläche 19 unter die normale Temperatur gesunken ist. Eine solche Situation kann sich ergeben, wenn beispielsweise eine Stelle des Schleifsteins schärfer als der restliche Teil des Schleifsteins ist.

Claims

Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Schleifsteins (4) eines Holzschleifers (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturprofil (T_prof) für die Schleiffläche (19) des Schleifsteins (19) über die ganze axiale Länge des Schleifsteins (4) bestimmt wird, eine zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) aufgrund des besagten Temperaturprofils (T_prof) bestimmt wird, die die besagte Temperaturangabe repräsentierende Größe (GST) mit einer dieser Temperaturangabe (GST) entsprechenden Referenzgröße (GST_REF) verglichen wird und, falls sich die besagte die Temperaturangabe repräsentierende Größe (GST) auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße (GST_REF) unterscheidet, der mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängende Status zumindest an einem Teil der Schleiffläche (19) als unnormal identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängende Status die Temperatur der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturprofil (T_prof) für die Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) bestimmt wird, indem die Temperatur des zwischen die Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) und eine in unmittelbarer Nähe der Schleiffläche (19) angeordnete Fingerplatte (11) fließenden Wassers und/oder der Faserstoffsuspension gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) die von einem einzelnen Temperaturfühler (25) gemessene Temperatur (T_i) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) und die dieser Temperaturangabe entsprechende Referenzgröße (GST_REF) ein vorbestimmter fester, der höchsten zulässigen Temperatur der Schleiffläche (19) entsprechender Grenzwert ist wobei, falls die von einem einzelnen Temperaturfühler (25) gemessene Temperatur (T_i) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) den besagten Grenzwert überschreitet, ein Alarmsignal (ALARM) gesetzt wird und/oder eine den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur gestartet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) die von einem einzelnen Temperaturfühler (25) gemessene Temperatur (T_i) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) ist und die dieser Temperaturangabe entsprechende Referenzgröße (GST_REF) der Durchschnittswert der von den besagten Temperaturfühlern (25) gemessenen Temperaturen ist, wobei, falls die von einem einzelnen Temperaturfühler (25) gemessene Temperatur (T_i) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) den besagten Durchschnittswert um eine vorbestimmte Menge (GST_LIMIT) überschreitet, ein Alarmsignal (ALARM) gesetzt wird und/oder eine den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur gestartet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) die Form des gemessenen Temperaturprofils (T_prof) ist und die Referenzgröße (GST_REF) die Form des in einer normalen Schleifsituation bestimmten Temperaturprofils (T_Prof) ist, wobei, falls sich die Form des gemessenen Temperaturprofils (T_prof) von der Form des in einer normalen Schleifsituation bestimmten Temperaturprofils (T_prof) um eine vorbestimmte Menge (GST_LIMIT) unterscheidet, ein Alarmsignal (ALARM) gesetzt wird und/oder eine den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur gestartet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur Wasserschärfung einer abgestumpften Stelle des Schleifsteins (4) und/oder Reinigung, Ersetzung oder Richten zumindest einer Waschdüse (29) und/oder Reinigung, Ersetzung oder Richten einer Schärfdüse (30) und/oder Reparieren eines Lecks im Wasserschärfsystem und/oder mechanisches Entfernen einer Brandspur auf der Schleiffläche des Schleifsteins (4) z.B. durch Drehung der Schleiffläche des Schleifsteins (4) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) die Differenz des höchsten und niedrigsten Werts des Temperaturprofils (T_prof) oder eine die Abweichung des Temperaturprofils (T_prof) repräsentierende Größe ist.
Messanordnung zur Überwachung des Zustandes eines Schleifsteins (4) eines Holzschleifers (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung Mittel zur Bestimmung eines Temperaturprofils (T_prof) für die Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) über die ganze axiale Länge des Schleifsteins (4), Mittel zur Bestimmung einer zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) aufgrund des besagten Temperaturprofils (T_prof), Mittel zum Vergleichen der die besagte Temperaturangabe repräsentierenden Größe (GST) mit der dieser Temperaturangabe entsprechenden Referenzgröße (GST_REF) und Mittel zur Identifizierung des mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status zumindest an einem Teil der Schleiffläche (19) als unnormal, falls sich die die Temperaturangabe der Schleiffläche (19) repräsentierende Größe (GST) auf vorbestimmte Weise von der besagten Referenzgröße (GST_REF) unterscheidet, aufweist.
Messanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängende Status die Temperatur der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) ist.
Messanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung in Verbindung mit einer in unmittelbarer Nähe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) befindlichen Fingerplatte (11) angeordnete Kontaktelemente (21) zur Bestimmung des Temperaturprofils (T_prof) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) und in Verbindung mit den Kontaktelementen (21) angeordnete Temperaturfühler (25) aufweist, so dass die Temperaturfühler (21) angeordnet sind, die Temperatur der Kontaktelemente (21) zu messen, wobei die Kontaktelemente (21) angeordnet sind, die Temperatur des zwischen die Schleiffläche (19) und die Fingerplatte (11) fließenden Wassers und/oder der Faserstoffsuspension zu erreichen, wobei die Temperatur die Temperatur der Schleiffläche (19) repräsentiert.
Messanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (11) von der Fingerplatte (11) anhand von Isolierelementen (24a, 24b) getrennt sind, was die Wärmeleitung zwischen der Fingerplatte (11) und den Kontaktelementen (21) verhindert.
Messanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) die von einem einzelnen Temperaturfühler (25) gemessene Temperatur (T_i) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) ist und die dieser Temperaturangabe entsprechende Referenzgröße (GST_REF) ein vorbestimmter fester, der höchsten zulässigen Temperatur der Schleiffläche (19) entsprechender Grenzwert ist, wobei, falls die von einem einzelnen Temperaturfühler (25) gemessene Temperatur (T_i) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) den besagten Grenzwert überschreitet, ein Alarmsignal (ALARM) angeordnet ist, gesetzt zu werden und/oder eine den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur angeordnet ist, gestartet zu werden.
Messanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) die von einem einzelnen Temperaturfühler (25) gemessene Temperatur (T_i) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) ist und die dieser Temperaturangabe entsprechende Referenzgröße (GST_REF) der Durchschnittswert der von den besagten Temperaturfühlern (25) gemessenen Temperaturen ist, wobei, falls die von einem einzelnen Temperaturfühler (25) gemessene Temperatur (T_i) der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) den besagten Durchschnittswert um eine vorbestimmte Menge (GST_LIMIT) überschreitet, ein Alarmsignal (ALARM) angeordnet ist, gesetzt zu werden und/oder eine den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur angeordnet ist, gestartet zu werden.
Messanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) die Form des gemessenen Temperaturprofils (T_prof) ist und die Referenzgröße (GST_REF) die Form des in einer normalen Schleifsituation bestimmten Temperaturprofils (T_Prof) ist, wobei, falls sich die Form des gemessenen Temperaturprofils (T_prof) von der Form des in einer normalen Schleifsituation bestimmten Temperaturprofils (T_Prof) um eine vorbestimmte Menge (GST_LIMIT) unterscheidet, ein Alarmsignal (ALARM) angeordnet ist, gesetzt zu werden und/oder eine den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur angeordnet ist, gestartet zu werden.
Messanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Temperaturangabe der Schleiffläche (19) des Schleifsteins (4) repräsentierende Größe (GST) die Differenz des höchsten und niedrigsten Werts des Temperaturprofils (T_prof) oder eine die Abweichung des Temperaturprofils (T_prof) repräsentierende Größe ist, wobei, falls die Differenz des höchsten und niedrigsten Werts des Temperaturprofils (T_prof) oder die die Abweichung des Temperaturprofils repräsentierende Größe zunimmt, ein Alarmsignal (ALARM) gesetzt wird und/oder eine den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur gestartet wird.
Messanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die den mit dem Zustand des Schleifsteins (4) zusammenhängenden Status normalisierende Prozedur Wasserschärfung einer abgestumpften Stelle des Schleifsteins (4) und/oder Reinigung, Ersetzung oder Richten zumindest einer Waschdüse (29) und/oder Reinigung, Ersetzung oder Richten einer Schärfdüse (30) und/oder Reparieren eines Lecks im Wasserschärfsystem und/oder mechanisches Entfernen einer Brandspur auf der Schleiffläche des Schleifsteins (4) z.B. durch Drehung der Schleiffläche des Schleifsteins (4) ist.