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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gussform sowie eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Gussform mit
einander gegenüber
angeordneten und relativ zueinander bewegbaren Formhälften.
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Gussformen
unterliegen in Abhängigkeit
von der Anzahl und Intensität
der an ihnen durchgeführten
Produktionszyklen einem Verschleiß. Wird eine Gussform besonders
stark beansprucht, kann es zu vorzeitigen Ausfällen an der Gussform kommen.
Es ist daher notwendig, die Gussform kontinuierlich zu überwachen,
um diese nötigenfalls
warten oder defekte Teile austauschen zu können.
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Je
häufiger
an einer Gussform Schuss- oder Druckgießvorgänge durchgeführt werden,
um so eher unterliegt sie einem Verschleiß. An bekannten Anlagen wurde
daher versucht, die an einer Gussform vorgenommene Anzahl von Schüssen mittels eines
mechanischen Schusszählers
zu erfassen, welcher mit Hilfe einer Rastmechanik eine Anzahl von
Hin- und Herbewegungen von Formhälften
der Gussform bestimmt. Die bekannten Schusszähler arbeiten sehr ungenau,
sind von außen
manipulierbar und unterliegen selbst einer starken mechanischen Abnutzung.
Des weiteren können
solche Schusszähler
lediglich eine Bewegung an der Gussform nicht aber die konkreten
Bedingungen während
der Bewegung erfassen. Man kann beispielsweise gar nicht feststellen,
ob die Formhälften
der Gussform lediglich gegeneinander bewegt wurden, ohne dass ein Druckgießvorgang
als solcher stattgefunden hat.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gussform
sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Gussform zur Verfügung zu
stellen, mit welchen ein genaues Erfassen von Produktionszyklen
der Gussform möglich
ist, um daraus Rückschlüsse auf
einen Verschleiß der Gussform
ziehen zu können.
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Die
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Überwachen einer Gussform mit
einander gegenüber angeordneten
und relativ zueinander bewegbaren Formhälften gelöst, bei welcher die Vorrichtung
einen an einer Formhälfte
der Gussform anbringbaren Geber und bei welcher die Vorrichtung
einen von dem Geber beeinflussbaren Empfänger aufweist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
besitzt den Vorteil, dass durch die Geber-Empfänger-Anordnung
direkt an der Gussform jede Relativbewegung der Formhälften zueinander
exakt erfasst werden kann. Aus der Anzahl der Relativbewegungen
der Formhälften
kann daraufhin auf die durchgeführte Schusszahl
bzw. auf die Anzahl der an der Gussform durchgeführten Produktionszyklen geschlossen
werden, woraus wiederum der aktuelle Zustand bzw. der Verschleiß der Gussform
ermittelt werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Variante der Erfindung ist der Geber an einer ersten
Formhälfte
der Gussform angebracht und der Empfänger ist an einer zweiten Formhälfte der
Gussform dem Geber gegenüber
angebracht. Bei einem Aufeinanderzubewegen und/oder einem Voneinanderwegbewegen
der Formhälften
der Gussform empfängt
der Empfänger
ein sich ändemdes
Signal des Gebers, was auf eine Relativbewegung der Formhälften der
Gussform zueinander und damit auf eine Öffnungs- bzw. Schließbewegung
der Formhälften
schließen
lässt.
Entsprechend einer anderen Variante der Erfindung sind der Geber
und der Empfänger
gemeinsam an einer Formhälfte
der Gussform vorgesehen. Auf diese Weise kann der Geber ein sich ändemdes
Signal an den Empfänger
geben, woraus auf eine Öffnungs- und/oder
Schließbewegung
der Formhälften
der Gussform geschlussfolgert werden kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung weist der Geber wenigstens einen Magneten und der Empfänger einen
Reedkontakt auf. Gelangt der Magnet bei einem Aufeinanderzubewegen
der Formhälften
der Gussform in die Nähe
des Reedkontaktes, wird dieser betätigt, wodurch die Anzahl der
Relativbewegungen der Formhälften
der Gussform genau erfasst werden können. Reedkontakte besitzen
zudem den Vorteil, dass sie nur einen sehr geringen Energieverbrauch
besitzen, so dass Geber-Empfänger-Strukturen
in Form eines Magnet-Reed-Kontaktes langzeitstabil mit nur geringem Stromverbrauch
arbeiten können.
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Entsprechend
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Empfänger Bestandteil
einer an der Gussform angebrachten Signalerfassungs- und -speichereinheit.
Auf diese Weise können direkt
an der Gussform die von dem Empfänger
erfassten Signale gespeichert werden.
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Es
ist ganz besonders von Vorteil, wenn die Signalerfassungs- und -speichereinheit
eine elektronische Zeiterfassung und/oder eine elektronische Temperaturerfassung
aufweist. Somit ist es möglich, neben
den Öffnungs-
und Schließbewegungen
auch die Zeit zu erfassen, bei welcher die Öffnungs- und Schließbewegungen
erfolgt sind, und/oder die Temperatur aufzunehmen, bei welcher die Öffnungs-
bzw. Schließbewegungen
der Gussform vorgenommen wurden. Hierdurch können die an der Gussform vorgenommenen
Schließvorgänge im Nachhinein
reproduziert werden. Da beispielsweise eine Gussform bei Kaltschüssen einem
wesentlich größeren Verschleiß unterliegt,
aber auch Temperaturbereiche oberhalb eines oberen Grenzwertes für die Gussform
kritisch sind, kann anhand der erfassten Werte geprüft werden,
ob die Gussform entsprechend der von einem Hersteller vorgegebenen
Vorgaben oder außerhalb dieser
Bereiche benutzt wurde, so dass beispielsweise geltend gemachte
Garantieansprüche
prüfbar sind.
Durch die parallele Zeiterfassung kann die Schusszahl pro Zeiteinheit
ermittelt werden, aber auch die Daten eines einzelnen Schusses können genau
einem Zeitpunkt zugeordnet werden. Somit ist es möglich, die
Historie der an der Gussform durchgeführten Gussvorgänge, aber
auch der Wartungsvorgänge
genau zu überwachen.
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Gemäß einem
Beispiel der Erfindung weist die Signalerfassungs- und -speichereinheit
eine Batterie auf. Hiermit ist die Signalerfassungs- und -speichereinheit
unabhängig
von einer äußeren Stromversorgung
und kann autark arbeiten.
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Gemäß einer
Variante der Erfindung ist die Batterie eine Lithium-Thionyl-Primärzelle.
Solche Batterien besitzen den Vorteil einer guten Temperaturbeständigkeit
und gewährleisten
eine langzeitstabile Stromversorgung für die Signalerfassungs- und -speichereinheit.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist die Signalerfassungs- und -speichereinheit verkapselt
und versiegelt. Dies hat den Vorteil, dass die Signalerfassungs-
und -speichereinheit nicht von außen manipuliert werden kann.
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Es
hat sich zudem als günstig
erwiesen, wenn die Signalerfassungs- und -speichereinheit eine Steuersoftware
zur Steuerung von Hardwarekomponenten der Signalerfassungs- und
-speichereinheit und zum Protokollieren von Messwerten aufweist.
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Somit
kann die Signalerfassungs- und -speichereinheit intern gesteuert
werden, und die erfassten Messwerte können schon in der Signalerfassungs-
und -speichereinheit an der Gussform protokolliert abgelegt werden.
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Vorteilhafterweise
weist die Signalerfassungs- und -speichereinheit eine serielle Schnittstelle auf,
die mit einer seriellen Schnittstelle eines Computers koppelbar
ist, wobei die serielle Schnittstelle im Inneren der Signalerfassungs-
und -speichereinheit vorgesehen ist und nur für eine autorisierte Person und/oder
mit Spezialwerkzeug zugänglich
ist. Mit dieser Vorrichtung können
dritte, nicht autorisierte Personen die von der Signalerfassungs-
und -speichereinheit erfassten Werte weder einsehen noch manipulieren.
Die erfassten und gespeicherten Messwerte können jedoch von einer autorisierten
Person mit Hilfe des Computers auf einfache Weise aus der Signalerfassungs-
und -speichereinheit ausgelesen werden, um gegebenenfalls für eine weitere
Analyse verfügbar
zu sein.
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Entsprechend
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist der Computer ein PC,
auf welchem eine Konfigurations- und Auswertesoftware für die Vorrichtung
zum Überwachen
der Gussform vorgesehen ist. Mit Hilfe der Konfigurations- und Auswertesoftware
kann die Signalerfassungs- und -speichereinheit konfiguriert werden,
wobei beispielsweise eine Zeit in der Signalerfassungs- und -speichereinheit
gesetzt oder ein Datenspeicher der Signalerfassungs- und -speichereinheit
gelöscht
oder aktualisiert werden kann. Mit Hilfe der Konfigurations- und Auswertesoftware
können
zudem die erfassten Werte so verarbeitet werden, dass die Historie
der Gussform genau nachvollzogen werden kann.
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Die
Aufgabe wird ferner durch eine Gussform mit einander gegenüber angeordneten
und relativ zueinander bewegbaren Formhälften gelöst, bei welcher an einer ersten
Formhälfte
der Gussform ein Geber vorgesehen ist und die Gussform einen von dem
Geber beeinflussbaren Empfänger
aufweist. Auf diese Weise kann eine sich sehr genau selbst überwachende
Gussform zur Verfügung
gestellt werden.
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Entsprechend
einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist der Geber an einer
ersten Formhälfte
der Gussform angebracht und der Empfänger ist an einer zweiten Formhälfte der
Gussform dem Geber gegenüber
angeordnet. In dieser Ausführungsvarian te
führt eine
Relativbewegung der bewegbaren Formhälften zueinander dazu, dass
der Empfänger ein
sich änderndes
Signal von dem Geber empfängt, woraus
er auf eine Öffnungs-
bzw. Schließbewegung der
Formhälften
schließen
kann.
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Entsprechend
einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante
der Gussform sind der Geber und der Empfänger gemeinsam an einer Formhälfte der
Gussform vorgesehen. Bei dieser Ausbildung können sich aufeinander zu oder
voneinander weg bewegende Formhälften
die von dem Geber ausgesandten Signale beeinflussen, woraus der
Empfänger
eine Öffnungs-
und/oder Schließbewegung
der Formhälften
der Gussform erkennen kann.
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Es
ist ganz besonders von Vorteil, wenn der Geber wenigstens einen
Magneten und der Empfänger
einen Reedkontakt aufweist. Wie oben ausgeführt, ist die Magnet-Reedkontakt-Struktur
sehr flexibel in der Anwendung und ermöglicht es, eine langzeitstabile
Geber-Empfänger-Struktur
zum Überwachen
der Produktionszyklen der Gussform bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch
zur Verfügung
zu stellen.
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Die
Gussform kann mit den oben erörterten Varianten
der Vorrichtung zum Überwachen
der Gussform ausgestattet sein.
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Die
Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Überwachen einer Gussform mit
einander gegenüber
angeordneten und relativ zueinander bewegbaren Formhälften gelöst, bei
welchem ein an einer Formhälfte
der Gussform vorgesehener Geber bei einer Öffnungs- und/oder Schließbewegung
wenigstens einer der Formhälften
der Gussform einen an der Gussform vorgesehenen Empfänger derart beeinflusst,
dass an dem Empfänger
eine Anzahl der Öffnungs-
und/oder Schließzyklen
der Formhälften der
Gussform erfasst wird.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann eine Gussform zuverlässig überwacht
werden, wobei die erfasste Anzahl der Öffnungs- und/oder Schließbewegungen
wenigstens einer der Formhälften
der Gussform Rückschlüsse auf
die an der Gussform durchgeführte
Anzahl von Produktionszyklen erlaubt. In Abhängigkeit von der Anzahl der
Produktionszyklen lässt
sich beispielsweise ermitteln, ob ein Defekt an der Guss form ein
Garantiefall ist oder auf eine zu starke Belastung der Gussform
durch den Nutzer zurückzuführen ist.
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Entsprechend
einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung wird ein an
der ersten Formhälfte
der Gussform vorgesehener Reedkontakt bei der Öffnungs- und/oder Schließbewegung wenigstens einer
der Formhälften
der Gussform durch den Einfluss eines Magnetfeldes wenigstens eines
an der Gussform vorgesehenen Magneten geschaltet. Mit dieser Form
der Vorrichtung kann jede Bewegung der Formhälften relativ zueinander exakt
erfasst werden, wobei ein Reedkontakt zudem den Vorteil eines sehr geringen
Stromverbrauches besitzt, so dass das Verfahren langzeitstabil bei
geringem Stromverbrauch ausgeführt
werden kann.
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Es
ist zudem sehr günstig,
wenn Hardwarekomponenten einer an der Gussform vorgesehenen Signalerfassungs-
und -speichereinheit mit einer in der Signalerfassungs- und -speichereinheit
vorgesehenen Steuersoftware gesteuert werden. Somit ist es möglich, dass
die Geber-Empfängerstruktur
direkt in der an der Gussform vorgesehenen Signalerfassungs- und
-speichereinheit untergebracht werden kann, in der Signalerfassungs-
und -speichereinheit die Signale erfasst werden können und
ohne zusätzliche
Steuerung von außen
die Signalerfassungs- und -speichereinheit zur Ausführung der
Messwerterfassung und -speicherung gesteuert werden kann.
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Vorzugsweise
wird die Anzahl der Öffnungs- und/oder
Schließzyklen
der Gussform jeweils für Temperaturen
unterhalb, innerhalb und oberhalb eines Solltemperaturbereiches
aufgezeichnet. Dies macht es möglich,
die Temperaturbedingungen, unter welchen die Produktionszyklen der
Gussform ausgeführt
wurden, genau zu erfassen, woraus Rückschlüsse darauf gezogen werden können, ob die
Gussform entsprechend der technischen Vorgaben genutzt oder überlastet
wurde. Davon ausgehend lässt
sich beispielsweise ermitteln, ob Gewährleistungs- oder Garantieansprüche eines
Nutzers berechtigt sind.
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Gemäß einer
besonders günstigen
Variante der Erfindung werden erfasste Werte in einer an der Gussform
vorgesehenen Signalerfassungs- und -speichereinheit gespeichert
und protokolliert. Somit können
die erfassten Werte über
längere
Zeit direkt an der Gussform im Speicher der Signalerfassungs- und
-speichereinheit festgehalten und in Abhängigkeit von eventuell weiter
erfassten Werte protokolliert werden.
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Werte passwortgeschützt gespeichert werden.
Somit ist es für
dritte, nicht autorisierte Personen nicht möglich, die gemessenen Werte
zu manipulieren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung werden die gespeicherten Werte mit einem Computer
bzw. einem PC ausgelesen, ausgewertet und/oder visualisiert. Mit
Hilfe einer autorisierten Person können somit die über längere Zeit
in der Signalerfassungs- und -speichereinheit gespeicherten und protokollierten
Werte ausgelesen und auf dem PC verarbeitet werden, wonach die an
der Gussform durchgeführten
Produktionszyklen genau nachvollziehbar sind und für einen
Bearbeiter dargestellt werden können.
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Es
ist zudem von Vorteil, wenn die Signalerfassungs- und -speichereinheit
mit einem Computer bzw. einem PC konfiguriert wird. Durch eine auf
dem PC integrierte Konfigurationssoftware kann beispielsweise ein
Speicher der Signalerfassungs- und -speichereinheit gelöscht oder
eine Steuersoftware der Signalerfassungs- und -speichereinheit aktualisiert werden.
Auch kann beispielsweise eine in der Signalerfassungs- und -speichereinheit
vorgesehene Uhr gestellt werden. Es ist auch möglich, dass ein in der Signalerfassungs-
und -speichereinheit integrierter Temperatursensor mittels der Konfigurationssoftware justiert
wird.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren der Zeichnung
beschrieben, wobei
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1 schematisch
eine mögliche
Ausführungsform
für die
Vorrichtung und die Gussform der vorliegenden Erfindung während des
Betriebs einer Gussform zeigt;
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2 schematisch
eine mögliche
Ausführungsform
einer Vorrichtung bzw. einer Gussform der vorliegenden Erfindung
während
eines Auslesens von Werten durch einen Computer zeigt;
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3 schematisch
ein weitere Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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4 schematisch
einen möglichen
Verfahrensablauf für
das erfindungsgemäße Verfahren zeigt.
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1 zeigt
schematisch eine mögliche
Ausführungsform
für eine
Vorrichtung zum Überwachen einer
Gussform 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Gussform 1 hat in dem gezeigten Beispiel
zwei einander gegenüber
angeordnete und relativ zueinander bewegbare Formhälften 3, 4.
Wie durch die Pfeile A, A' angedeutet,
sind die Formhälften 3, 4 zum Ausbilden
einer Form durch die Gussform 1 aufeinander zu bewegbar.
Nach einem Ausbilden einer Form werden die Formhälften 3, 4,
wie durch die Pfeile B, B' in 1 angedeutet,
voneinander weg bewegt.
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Die
Aufeinanderzu- bzw. Voneinanderwegbewegung der Formhälften 3, 4 ist
typisch für
einen an der Gussform 1 durchgeführten Produktionszyklus, in
welchem ein Formteil hergestellt wird. Eine Relativbewegung der
Formhälften 3, 4 zueinander
kann jedoch auch erfolgen, ohne dass ein Formteil hergestellt wird.
Beispielsweise können
Relativbewegungen der Formhälften 3, 4 bei
einem Warten oder einem Ausbau der Gussform 1 erfolgen.
Während
eines Normalbetriebs der Gussform 1 werden sich jedoch
die Formhälften 3, 4 relativ
zueinander typischerweise bei jedem Produktionszyklus bzw. jedem durchgeführten Schuss
an der Gussform 1 bewegen.
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Aus
diesem Grund ist es möglich,
aus der Anzahl der Relativbewegungen der Formhälften 3, 4 zueinander
auf die Anzahl der Produktionszyklen und damit auch die Anzahl der
an der Gussform 1 durchgeführten Schüsse Rückschlüsse zu ziehen.
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An
der in 1 rechts dargestellten Formhälfte 3 ist ein Geber
in Form eines Magneten 5 vorgesehen. An der in 1 links
dargestellten Formhälfte 4 der
Gussform 1 ist dem Magneten 5 gegenüber ein
Reedkontakt 6 vorgesehen.
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In
der in 1 dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung
ist der Magnet 5 ein Permanentmagnet. In anderen, nicht
gezeigten Ausführungsformen
der Erfindung kann anstelle des Permanentmagneten auch ein Elektromagnet
eingesetzt werden.
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Der
Einfachheit halber ist in der Beschreibung der Erfindung von einem
Magneten die Rede, wobei jedoch auch mehrere Magneten eingesetzt werden
können.
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Der
Reedkontakt 6 wird bei einem Aufeinanderzubewegen der Formhälften 3, 4 gemäß den Pfeilen
A, A' in 1 geschaltet.
Somit kann jede Relativbewegung der Formhälften 3, 4 durch
das Geber-Empfänger-Paar 5, 6 erfasst
werden. Wenn somit durch einen Anschnitt 9 der Gussform 1 ein Schuss
in die Schussform 1 eingebracht wird und sich daraufhin
die Formhälften 3, 4 schließen, wird durch
die Schließbewegung
der Formhälften 3, 4 der Schuss
bzw. der Produktionszyklus erfasst. Mit Hilfe der Geber-Empfänger-Struktur 5, 6 kann
somit ein Zykluszähler
bzw. ein Schusszähler
für die
Gussform 1 zur Verfügung
gestellt werden.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
dass der Empfänger 6 immer
dann ein Signal bzw. einen Messwert erfasst, wenn sich die Formhälften 3, 4 gemäß den Pfeilen
B, B', voneinander
weg bewegen, so dass bei jeder Öffnungsbewegung
der Formhälften 3, 4 der
jeweilige Produktionszyklus bzw. der durchgeführte Schuss erfasst wird.
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Der
Empfänger
bzw. der Reedkontakt 6 ist Bestandteil einer an der Gussform 1 angebrachten Signalerfassungs-
und -speichereinheit 10. Die Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 ist
in 1 lediglich zur Verdeutlichung relativ groß im Vergleich zu
der Gussform 1 dargestellt und kann im praktischen Einsatzfall
wesentlich kleiner in Relation zu der Gussform 1 ausgebildet
sein.
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Die
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 weist eine elektronische
Zeiterfassung 11 in Form einer elektronischen Uhr auf.
Die elektronische Zeiterfassung 11 arbeitet kontinuierlich
und wird durch eine in der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 vorgesehene
Batterie 13 mit Strom versorgt. Mittels der elektronischen
Zeiterfassung 11 kann jeder durch den Empfänger 6 ermittelte
Messwert 2 einem Zeitwert zugeordnet werden.
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Die
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 weist eine elektronische
Temperaturerfassung 12 in Form eines Temperatursensors
auf. Die elektronische Temperaturerfassung 12 wird ebenfalls
durch die Batterie 13 mit Strom versorgt. Mit Hilfe der
elektronischen Temperaturerfassung 12 kann jeder durch den
Empfänger 6 ermittelte Messwert
einer aktuellen Temperatur der Gussform 1 zugeordnet werden.
In dem gezeigten Beispiel wird immer dann eine Temperatur durch
die elektronische Temperaturerfassung 12 erfasst, wenn
durch den Empfänger
bzw. den Reedkontakt 6 ein Schaltvorgang bzw. eine Öffnungs-
oder Schließbewegung
der Formhälften 3, 4 der
Gussform 1 festgestellt wird. Die Temperatur wird hierbei
in einem Intervall kleiner einer Sekunde ermittelt. Auf diese Weise
kann der durch die Batterie 13 begrenzte Energievorrat
sparsam genutzt werden, da für
eine Temperaturmessung ein relativ hoher Energiebedarf erforderlich
ist.
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Die
Batterie 13 ist in dem in 1 gezeigten Beispiel
eine Lithium-Thionyl-Primärzelle.
Die Batterie 13 kann die in der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 enthaltenen
Hardware- und Softwarekomponenten, wie den Mikrocontroller der Signalerfassungs-
und -speichereinheit 10 etwa 2 Jahre lang mit Strom versorgen.
Es ist daher nicht notwenig, dass die Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 von
außen
mit Strom versorgt wird. Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Überwachen
der Gussform 1 mit der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 weitgehend
autark arbeiten.
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Wird
als Empfänger
ein Reedkontakt 6 verwendet, muss dieser selbst nicht mit
Strom versorgt werden, da der Reedkontakt 6 ein passives
Bauelement ist. Der Schaltzustand des Reedkontaktes 6 wird
durch den Mikrocontroller der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 überwacht.
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Die
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 ist mit Hilfe
einer speziellen Verkapselung 16 verkapselt und nach außen hin
versiegelt. Hierdurch kann eine nicht autorisierte Person keinen
Zugriff zu der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 bekommen,
ohne diese zu zerstören.
Hiermit kann ein Manipulieren der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 vermieden
werden.
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Die
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 weist eine Steuersoftware 14 zur
Steuerung von Hardwarekomponenten der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 und
einen Speicher 15 zum Protokollieren von Messwerten 2 des
Empfängers 6 auf.
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Die
Steuersoftware 14 implementiert drei Zielwerte, welche
ein Auftreten eines externen Ereignisses an der Gussform 1,
wie eines Schusses, widerspiegeln. Tritt ein solches Ereignis auf,
so wird mit Hilfe der Temperaturerfassung 12 eine aktuelle
Temperatur gemessen und mit einem konfigurierbaren Normbereich verglichen.
Je nachdem, ob die erfasste Temperatur unter, über oder in dem Normbereich liegt,
wird einer der drei Zähler
der Steuersoftware 14 erhöht.
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Nach
Ablauf eines Tages oder einer anderen geeigneten Zeiteinheit werden
die drei Zähler
in dem nichtflüchtigen
externen Speicher 15 gesichert. Um diese tage- oder zeitabschnittweise
Sicherung realisieren zu können,
wird mit Hilfe der Zeiterfassung 11 eine Echtzeituhr implementiert,
welche alle 2 Sekunden aktualisiert wird und aktuelle Stunde, Minute
und Sekunde sowie den aktuellen Tag zählt. Weiterhin werden mittels
der Temperaturerfassung 12 eine jeweils maximale und eine
jeweils minimale Temperatur, welche während eines Schusses über den
gesamten Betriebszeitraum aufgetreten sind, in dem Speicher 15 protokolliert.
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An
der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 ist ein Anschluss 20 für eine serielle
Schnittstelle 7 eines Computers oder PC's 8 vorgesehen. Der Anschluss 20 ist
nur von autorisierten Personen und/oder mit Spezialwerkzeug zugänglich.
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2 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
der Vorrichtung zum Überwachen
der Gussform 1 während
eines Auslesens von Daten aus der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 mit
einem Computer bzw. einem PC 8.
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Die
serielle Schnittstelle 7 des Computers bzw. PC's 8 ist
mit dem Anschluss bzw. der seriellen Schnittstelle 20 der
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 mittels eines
speziellen Interfacekabels 21 verbunden. Der PC 8 weist
eine Konfigurations- und Auswertesoftware 17 zum Konfigurieren
der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 und zum Auswerten
von in der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 gespeicherten
Messwerten 2 auf. Die Resultate der Konfiguration und Auswertung
der Werte der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10, welche
den Zykluszähler
der vorliegenden Erfindung umfasst, werden mit Hilfe von Windows-typischen Steuerelementen
auf dem PC 8 dargestellt. Mit Hilfe der Konfigurations-
und Auswertesoftware 17 kann sich ein Nutzer beispielsweise
mit einem Passwort bei der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 anmelden
und erfasste Laufzeitparameter der Gussform 1 wie zeit- und temperaturabhängig erfasste Öffnungs-
und/oder Schließzyklen
der Gussform 1 abfragen oder Initialwerte setzen.
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Zur
Auswertung der von dem Empfänger 6 erfassten
Zielwerte für
die Öffnungs- und/oder Schließzyklen
der Gussform 1 werden diese mit der Konfigurations- und
Auswertesoftware 17 in Tabellenform dargestellt und zugehörige Zeitabhängigkeiten
berechnet. In dem gezeigten Beispiel berechnet die Konfigurations-
und Auswertesoftware 17 die Anzahl der Produktionszyklen
der Gussform 1 an jedem Tag sowie die Summe der Produktionszyklen
der Gussform 1 über
einen gesamten Zeitraum. Die berechneten Werte können auf dem PC 8 über eine
Anzeige 18 dargestellt werden.
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Mit
Hilfe der Konfigurations- und Auswertesoftware 17 können von
der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 auch dynamische
Werte, wie eine aktuelle Zeit und/oder die aktuelle Temperatur der Gussform 1 abgefragt
werden, um beispielsweise die Funktionsfähigkeit der Signalerfassungs-
und -speichereinheit 10 überprüfen zu können.
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Soll
ein Software-Reset an der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 durchgeführt werden, so
wird ein entsprechendes Kommando sowie ein aktuelles Datum und eine
aktuelle Zeit von dem PC 8 an die Signalerfassungs- und
-speichereinheit 10 gesendet, wobei mit Hilfe der Konfigurations-
und Auswertesoftware 17 des PC's 8 intern ein Reset aller notwendigen
Werte bei der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 durchgeführt wird.
Tritt während eines
Auslesens oder Konfigurierens der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 ein
Fehler, wie ein Ausfall der Betriebsspannung oder ein Fehler bei
einem Zugriff auf einen Speicher 15 der Signalerfassungs-
und -speichereinheit 10 auf, so wird dies über die
Anzeige 18 des PC's
in der Windowsanwendung angezeigt. In dem Speicher 15 der
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 ist ein spezielles
Fehlerflag 22 vorgesehen, welches von der Konfigurations-
und Auswertesoftware 17 des PC's 8 abgefragt und ausgewertet
werden kann. Bei Durchführung
eines Software-Resets an der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 wird
das Fehlerflag 22 automatisch bereinigt.
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Bei
einer Konfiguration der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 können die
Temperaturgrenzen des Normbereiches sowie eine Startzeit und ein
Startdatum für
die Messwerterfassung gesetzt werden. Des weiteren kann eine Zeichenkette zur
Identifikation bestimmter Messabschnitte der Signalerfassungs- und
-speichereinheit 10 in dem festen Speicher 15 hinterlegt
werden. Durch ein Software-Reset kann ein jeweils neuer Messzyklus
oder Messabschnitt begonnen werden, wobei zu Beginn eines neuen
Messzyklus alle Zählwerte
in dem Speicher 15 auf Null gesetzt werden und der Zykluszähler bei
einem Tag Null beginnt.
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Der
PC 8 kann bei einem Auslesen von Werten 2 aus
der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 Zählwerte
seit einem letzen Software-Reset für jeden einzelnen Tag abfragen.
Anhand von Indizes der Zähler
sowie eines Resetdatums sind zugehörige Zeitstempel leicht berechenbar.
Um Zugriff über
die serielle Schnittstelle 7 bzw. das RS232-Protokoll zu erhalten,
muss sich ein Bediener des PC's 8 zunächst mit
einem Passwort bei der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 anmelden,
welches fest in der Steuersoftware 14 bzw. dem Speicher 15 des
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 hinterlegt ist.
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Die
von dem PC 8 ausgewerteten Messwerte 2 können in
einem Speicher 19 des PC's 8 gespeichert werden.
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3 zeigt
schematisch eine weitere Ausführungsvariante
der Erfindung anhand einer Gussform 1'. Die Gussform 1' entspricht
im wesentlichen der oben im Hinblick auf 1 und 2 beschriebenen
Gussform 1, wobei jedoch der Geber bzw. der Magnet 5 und
der Empfänger
bzw. der Reedkontakt 6 gemeinsam an einer Formhälfte 4 der
Gussform 1' vorgesehen
sind. Nähern
sich die Formhälften 3, 4 gemäß der Pfeile
A, A' einander an
oder bewegen sich die Formhälften 3, 4 gemäß der Pfeile
B, B' voneinander
weg, werden die Magnetfeldlinien des Magneten 5 so verändert, dass
durch den Reedkontakt 6 ein Schließen bzw. Öffnen der Gussform 1' erfasst werden
kann. Bezüglich
der weiteren Komponenten der Gussform 1' wird auf die obige Beschreibung
der Gussform 1 verwiesen.
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4 zeigt
schematisch einen möglichen Ablauf
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Überwachen
der beispielsweise in den 1 und 2 dargestellten
Guss form 1 mit den einander gegenüber angeordneten und relativ
zueinander bewegbaren Formhälften 3, 4.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
nutzt den Effekt, dass der an der ersten Formhälfte 3 der Gussform 1 vorgesehene
Geber bzw. der Magnet 5 bei einer Öffnungs- und/oder Schließbewegung wenigstens einer
der Formhälften 3, 4 der
Gussform 1 einen an der zweiten Formhälfte 4 der Gussform 1 vorgesehenen
und dem Magneten 5 gegenüber angeordneten Empfänger bzw.
Reedkontakt 6 derart beeinflusst, dass an dem Empfänger bzw.
Reedkontakt 6 die Anzahl der Öffnungs- und/oder Schließzyklen
der Formhälften 3, 4 der
Gussform 1 erfasst wird. Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein oder mehrere Magnet(en) 5 als Geber und ein Reedkontakt 6 als
Empfänger
verwendet, ändert
sich bei der Öffnungs-
und/oder Schließbewegung
wenigstens einer der Formhälften 3, 4 der
Gussform 1 der Einfluss des Magnetfeldes des oder der Magneten 5 auf
den Reedkontakt 6, so dass dieser geschaltet wird. Entsprechend
kann die in dem Verfahren genutzte Vorrichtung, welche Öffnungs- und/oder Schließzyklen bzw.
Produktionszyklen der Gussform 1 erfasst, als Zykluszähler bezeichnet
werden.
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Das
in der Steuersoftware 14 der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 gespeicherte
Programm des Zykluszählers
dient der Steuerung, Protokollierung und Auswertung der von den
Hardwarekomponenten 6, 11 und 12 der
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 erfassten Werten.
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Wird
die Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 mit einem
Schalter 23 eingeschaltet (Schritt 101), erfolgt
im Schritt 111 eine Initialisierung der in der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 erfassten
Komponenten. Daraufhin geht die Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 zunächst im Schritt 200 in
einen Schlafmodus über.
In dem Schlafmodus befindet sich die Steuersoftware 14 der Signalerfassungs-
und -speichereinheit 10 im Ruhezustand, wobei der Strombedarf
der Signalerfassungs- und
-speichereinheit 10 sinkt und somit die Lebensdauer der
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 erhöht wird.
Treten spezielle Ereignisse auf, so wird die Steuersoftware 14 der
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 automatisch in
einen Arbeitsmodus versetzt, wobei auftretende Ereignisse abgearbeitet
werden und die Steuersoftware 14 danach wieder in den Schlafmodus
versetzt wird.
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Die
Steuersoftware 14 korrespondiert ständig mit dem Speicher 15,
in welchem mehrere globale Datenobjekte geführt werden, welche während der Laufzeit
in der Ereignissteuerung manipuliert werden. Dabei handelt es sich
im wesentlichen um eine Zeichenkette zur Identifikation des Bausteins,
das Datum und die Zeit des letzten Software-Resets bzw. den Beginn
der Protokollierung, den aktuellen Tag seit dem letzten Software-Reset,
die aktuelle Zeit in Form von Stunden, Minuten und Sekunden innerhalb des
aktuellen Tages, den gültigen
Temperaturbereich für
die Durchführung
eines Schusses, die jeweils maximale und jeweils minimale gemessene
Temperatur während
eines Schusses, eine Tabelle mit drei Zielwerten, in welcher Schüsse unter, über und
innerhalb eines gültigen
Temperaturbereiches für
jeden vergangenen Tag seit dem letzten Software-Reset gelistet sind
und die drei Zielwerte der Schüsse
für den aktuellen
Tag.
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Während der
Laufzeit der Gussform 1 bzw. der Signalerfassungs- und
-speichereinheit 10 können
verschiedene Ereignisse auftreten, welche entsprechend von der Steuersoftware 14 abgearbeitet werden.
Bei einem Einschalten bzw. einer Erstinbetriebnahme der Signalerfassungs-
und -speichereinheit 10 werden entsprechend dem Schritt 111 den oben
genannten globalen Datenobjekten Standardwerte zugeordnet, die verschiedenen
Ereignisquellen werden initialisiert und eine Zeitzählung wird
gestartet.
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Tritt,
wie im Schritt 201 von 4 gezeigt, ein
Schussereignis auf, wird zunächst
im Schritt 211 eine aktuelle Temperatur gemessen. Anschließend wird
im Schritt 212 der Schuss einem der oben genannten drei
Temperaturbereiche zugeordnet und der entsprechende Zähler wird
im Schritt 213 erhöht. Auch
werden in dem Schritt 213 die minimal und maximal gemessene
Temperatur überprüft und gegebenenfalls
aktualisiert. Danach fällt
die Steuersoftware 14 wieder gemäß Schritt 200 in den
Schlafmodus.
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Wie
in Schritt 301 von 4 gezeigt,
tritt alle 16 Sekunden ein Zeitereignis auf, welches zur Implementierung
der Zeitnormale dient. Im Schritt 311 wird eine Zeitzählung eines
aktuellen Tages um 16 Sekunden erhöht. Wird im Schritt 312 ein
Ende eines aktuellen Tages erkannt, so werden die erfassten Zähl- bzw.
Messwerte des Empfängers 6 im
Schritt 313 einer globalen Tabelle hinzugefügt und entsprechend Schritt 314 für den neuen
Tag zurückgesetzt
und der Zähler
für die
Anzahl der vergangenen Tage erhöht. Da
sich die Tabelle mit den Zählwerten
in dem festen Speicher 15 befindet, gehen dabei maximal
die Werte eines Tages bei Ausfall einer Betriebsspannung verloren.
Wird im Schritt 312 kein neuer Tag erkannt, fällt die
Steuersoftware 14 wieder in den Schlafmodus 200.
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Schritt 401 in 4 entspricht
einem RS-232-Ereignis, welches auftritt, wenn eine PC-Anwendung über die
RS-232-Schnittstelle 7 mit der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 kommuniziert.
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Im
Schritt 411 wird zunächst
geprüft,
ob der Kommunikationspartner, wie der Nutzer des PC's 8, Zugriffsrechte
besitzt, das heißt,
ob er sich mit einem korrekten Passwort angemeldet hat. Danach werden im
Schritt 412 die empfangenen Daten mit Hilfe einer mitgelieferten
CRC16-Prüfsumme
auf Übertragungsfehler
geprüft.
Abschließend
wird im Schritt 413 noch eine Prüfung auf den korrekten Befehlsaufbau
der Daten durchgeführt.
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Tritt
bei einer der Prüfungen
ein Fehler auf, so wird eine Fehlerantwort generiert und an den
Nutzer des PC's 8 zurückgesendet.
Liefern die Prüfungen
keinen Fehler, so wird in Abhängigkeit
von dem von der Konfigurations- und Auswertesoftware 17 an die
Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 gesendeten Befehl
eine entsprechende Aktion in der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 gemäß Schritt 414 ausgelöst. Beispielsweise
können
in dem Schritt 414 globale Daten abgefragt oder gesetzt
werden. Es kann auch im Schritt 414 ein Software-Reset durchgeführt werden,
wobei alle Messdaten 2 in der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 neu
initialisiert werden und die Protokollierung der Messdaten 2 in
dem Speicher 15 bei einem aktuellen Datum und einer aktuellen
Zeit beginnt.
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Mit
Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung zum Überwachen einer Gussform 1,
der Gussform 1 und dem Verfahren zum Überwachen der Gussform 1 können die
einzelnen Produktionszyklen eines Werkzeuges über einen bestimmten Zeitraum erfasst
werden, wobei eine externe Energiezufuhr nicht erforderlich ist.
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Die
Vorrichtung zum Überwachen
der Gussform 1 kann als ein Zykluszähler beim Druckgießen Anwendung
finden. Weitere Anwendungen sind bei Spritzgießwerkzeugen sowie Schneid-
und Umformwerkzeugen möglich.
Als Produktionszyklus ist hierbei der Ablauf zwischen dem jeweiligen
Schließen der
Gussform 1 vor dem nächsten
Abguss definiert.
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Der
Zykluszähler
bzw. die Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 ist
hermetisch verschlossen und in seiner Ausführung den normalen, herrschenden
Umgebungsbedingungen beim Gießen
bzw. in einer speziellen Anwendung beim Druckgießen angepasst.
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Die
oben gezeigten Ausführungsformen
der Erfindung sind lediglich beispielhaft und können in anderen Anwendungsfällen auch
anders ausgebildet sein. Beispielsweise ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen
die Temperaturerfassung 12 in der Signalerfassungs- und
-speichereinheit 10 integriert. Die Temperaturerfassung 12 kann
jedoch überall
an bzw. in der Nähe
der Gussform 1 angeordnet sein, da die Temperatur an der
Gussform 1 während
eines Gussvorganges nahezu gleich bleibend an allen Stellen ist.
Die Werte der Temperaturerfassung 12 könnten beispielsweise über Funk
an die Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 übermittelt werden.
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Ebenso
ist es möglich,
die Zeiterfassung 11, welche in den oben gezeigten Beispielen
in der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 integriert
ist, außerhalb
der Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 vorzusehen
und ihre Werte über
Funk an die Signalerfassungs- und -speichereinheit 10 zu übermitteln.
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Obwohl
in den oben beschriebenen Beispielen eine Reedkontakt-Magnet-Anordnung
als Empfänger-Geber-Struktur
beispielhaft erwähnt
wurde, ist grundsätzlich
jede geeignete Geber-Empfänger-Struktur
für den
Anwendungsfall geeignet. Beispielsweise kämen auch andere Magnetschalteranordnungen
oder grundsätzlich
auch optische Anordnungen in Betracht.