DE102009010983A1

DE102009010983A1 - Vorrichtung zum Erkennen einer Abnutzung eines Verschleißmaterials

Info

Publication number: DE102009010983A1
Application number: DE200910010983
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dipl.-Ing. Schulz
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-02

Abstract

Vorrichtung zum Erkennen einer Abnutzung eines Verschleißmaterials, das auf einem Träger angeordnet ist und dessen Materialdicke sich durch Verschleiß reduziert, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrisches und/oder magnetisches Bauelement in einem vorbestimmten Abstand von dem Träger in das Verschleißmaterial eingebracht und eine Detektoreinrichtung vorgesehen ist, die ein elektrisches und/oder magnetisches Antwortsignal des Bauelements empfangen kann und für den Fall, dass das Antwortsignal ausbleibt oder fehlerhaft ist, einen Warnhinweis generiert, der einen Verschleiß des Verschleißmaterials mindestens bis zu dem vorbestimmten Abstand anzeigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen einer Abnutzung eines Verschleißmaterials, das auf einem Träger angeordnet ist und dessen Materialdicke sich durch Verschleiß reduziert.
Die Erkennung eines Abnutzungsgrades an beweglichen Teilen ist in vielen Bereichen des Service und der Wartung solcher Verschleißteile relevant. Dies sei lediglich beispielhaft an einem Reifen für ein Flurförderzeug erläutert. Der Reifen besitzt eine Radnabe, auf der eine Bandage aus einem elastischen Material angeordnet ist. Während des Betriebs wird die Bandage abgenutzt und muss ab einem gewissen Abnutzungsgrad ausgetauscht werden, um einen sicheren Antrieb des Flurförderzeugs zu gewährleisten. Ebenso verhält es sich beispielsweise bei luftgefüllten Reifen, deren Mantel sich abnutzt. Gegenwärtig tritt dabei häufig die Situation auf, dass ein Monteur zuerst den Zustand des Reifens in Augenschein nimmt, um festzustellen, dass die Bandage abgenutzt ist. Sofern der Monteur nicht zufällig eine entsprechende Austauschbandage mit sich führt, ist es erforderlich, diese zu bestellen. Hierdurch entsteht ein unnötiger Aufwand, der Kosten verursacht. Ähnliche Probleme treten auch bei anderen Verschleißteilen, wie beispielsweise Rollen, Rädern und Laufbändern, auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Erkennen einer Abnutzung eines Verschleißteils bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln zuverlässig erkennen kann, ob ein Abnutzungsgrad einen Austausch des Verschleißmaterials notwendig macht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Erkennen einer Abnutzung eines Verschleißmaterials. Das Verschleißmaterial ist auf einem Träger angeordnet und seine Materialdicke reduziert sich durch den Verschleiß. Erfindungsgemäß ist mindestens ein elektrisches und/oder magnetisches Bauelement in einem vorbestimmten Abstand von dem Träger in das Verschleißmaterial eingebracht. Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Detektoreinrichtung auf, die eine elektrische und/oder magnetische Antwort des Bauelements empfangen kann und für den Fall, dass die Antwort ausbleibt oder fehlerhaft ist, einen Warnhinweis generiert, der eine Abnutzung des Verschleißmaterials mindestens bis zu einem vorbestimmten Abstand anzeigt. Die Detektoreinrichtung erkennt das Vorhandensein des Bauelements und generiert einen Warnhinweis für den Fall, dass keine Detektierung des Bauelements erfolgt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erkennt die Detektoreinrichtung anhand einer fehlerhaften Antwort oder anhand der ausbleibenden Antwort, dass das Verschleißmaterial bis zu dem vorbestimmten Abstand verbraucht ist. Der vorbestimmte Abstand vom Träger entspricht dabei einer für das Verschleißmaterial definierten Abnutzungsgrenze, die einen Austausch des Verschleißmaterials notwendig macht. Die Antwort des Bauelements kann bei der Erfindung verschiedene Ausgestaltungen besitzen. So ist es beispielsweise möglich, das Bauelement als passives Bauelement auszubilden, das eine von der Detektoreinrichtung ausgesendete Strahlung absorbieren kann, ohne selbst Strahlung auszusenden, wobei die Detektoreinrichtung dann das Bauelement anhand der absorbierten Strahlung als Antwort auf die ausgesendete Strahlung detektiert. Aufgrund des von der Detektoreinrichtung generierten Warnhinweises kann die in Augenscheinnahme des Verschleißmaterials durch einen Monteur entfallen und es ist bereits im Vorwege bekannt, dass das Verschleißmaterial bis zu seiner Abnutzungsgrenze abgenutzt worden ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verschleißmaterial die Bandage oder der Reifen bzw. der Reifenmantel eines Rades. Als Verschleißmaterial kann auch die Lauffläche einer Rolle oder die Lauffläche eines Laufbandes vorgesehen sein. Auch für eine Rolle und ein Laufband ist es für die Wartung und den Service hilfreich, zu erfahren, dass ein bestimmter Grad an Abnutzung erreicht wurde und die Rolle oder das Laufband auszutauschen ist. Als Verschleißmaterial ist bevorzugt ein Kunststoff vorgesehen, der durch Reibung abgetragen wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist als Bauelement ein RFID-Transponder und als Detektoreinrichtung ein RFID-Lesegerät vorgesehen. Der RFID-Transponder kann dabei als aktiver Transponder mit einer eigenen Energieversorgung oder als passiver Transponder, der seine Energie aus dem Signal des RFID-Lesegeräts bezieht, ausgebildet sein.
Alternativ ist es auch möglich, als Bauelement einen Schwingkreis mit einer Antenne und als Detektoreinrichtung einen darauf abgestimmten Detektor vorzusehen. Der Schwingkreis kann dabei durch einen Sender mit seiner Resonanzfrequenz angeregt werden. Senderseitig kann dann erkannt werden, ob der Schwingkreis vorhanden ist und ob dieser die Resonanzfrequenz aufgenommen hat.
Ebenfalls ist es möglich, als Bauelement einen Magneten, bevorzugt einen Permanentmagneten, und als Detektoreinrichtung einen Magnetfelddetektor vorzusehen. Der Magnetfelddetektor stellt dabei fest, ob der Magnet noch in dem Verschleißmaterial enthalten ist.
Ebenfalls ist es möglich, einen Wirbelstromerzeuger als Bauelement und als Detektoreinrichtung einen Frequenzengenerator mit einem Wirbelstromdetektor vorzusehen. Wirbelstromerzeuger können sehr flach ausgebildet sein, sodass sie sich problemlos in das Verschleißmaterial integrieren lassen, ohne dessen Funktion zu beeinflussen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist als Bauelement eine Induktionsschleife und als Detektoreinrichtung ein Detektor für einen induzierten Strom in der Induktionsschleife vorgesehen. Auch bei dieser Ausgestaltung kann der Detektor über einen in der Induktionsschleife induzierten Strom feststellen, ob die Induktionsschleife noch vorhanden ist oder ob diese bereits durch den Verschleiß verloren gegangen ist. Auch eine Beschädigung der Induktionsschleife kann erkannt werden, da sich hierdurch der induzierte Storm ändert oder kein Strom mehr induziert werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Bauelement derart in dem Verschleißmaterial angeordnet, dass bei einer Abnutzung des Verschleißmaterials über den vorbestimmten Abstand vom Träger hinaus das Bauelement verloren geht oder zerstört wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Vorrichtung zum Erkennen einer Abnutzung des Verschleißmaterials in einem Flurförderzeug eingesetzt. Dabei ist die Detektoreinrichtung bevorzugt an dem Flurförderzeug gehalten. Grundsätzlich ist es zwar möglich mit einer mobilen Detektoreinrichtung zu arbeiten, die bedarfsweise eingesetzt wird, jedoch ist bevorzugt die Detektoreinrichtung in das Flurförderzeug integriert, sodass ein von der Detektoreinrichtung generierter Warnhinweis an eine Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs oder an eine übergeordnete Rechnereinheit gesendet werden kann. Sowohl die Fahrzeugsteuerung als auch die übergeordnete Rechnereinheit können dann die Information, dass an dem entsprechenden Flurförderzeug ein Austausch oder eine Wartung des Verschleißmaterials notwendig ist, Weitermelden.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines Rades von der Seite mit einem integrierten Bauelement und
2 eine schematische Ansicht eines Rades von der Seite mit mehreren Bauelementen im Reifen.
1 zeigt ein Rad 10 in einer schematischen Ansicht von der Seite. Das Rad 10 besitzt eine Radnabe 12, auf der eine Bandage 14 sitzt. Für die Bandage 14 ist eine Abnutzungsgrenze 16 definiert. Die Abnutzungsgrenze 16 beschreibt die Dicke D des Materials, das auf der Radnabe zu verbleiben hat, um einen sicheren Betrieb des Rades zu gewährleisten. An der Abnutzungsgrenze 16 ist ein Bauelement 18 vorgesehen. Bei dem Bauelement 18 kann es sich beispielsweise um einen passiven Transponder handeln. Allgemein kann das Bauelement 18 beispielsweise durch ein Injektionsverfahren bei der Herstellung der Bandage in das Material eingebracht werden. Bei luftgefüllten Reifen (nicht dargestellt) kann das Bauelement in den Reifenmantel eingebracht werden. Über einen Bauelementdetektor 20, der in einem Abstand an dem Fahrzeug fest angeordnet ist, kann das Bauelement 18 ausgelesen werden. Auf diese Art und Weise kann festgestellt werden, dass das Bauelement noch vorhanden ist. Bei einer Abnutzung des Rades über die Abnutzungsgrenze 16 hinaus, geht das Bauelement verloren. Hierzu ist es wichtig, dass das Bauelement 18 nicht mit der Radnabe 12 verbunden ist, sondern nur von dem Material der Bandage gehalten ist.
Der Bauelementdetektor 20 kann kontinuierlich oder mit zeitlichen Abständen das Vorhandensein des Bauelements 18 prüfen. Fehlt das Bauelement 18 und wird dies durch den Detektor erkannt, so generiert der Bauelementdetektor ein Warnsignal, das an eine Fahrzeugsteuerung (nicht dargestellt) weitergeleitet wird. Die Fahrzeugsteuerung kann sowohl dem Fahrer anzeigen, dass die Abnutzungsgrenze für das Rad 10 erreicht ist. Ferner erkennt die Fahrzeugsteuerung automatisch die Information, dass das Rad 10 an dem entsprechenden Flurförderzeug seine Abnutzungsgrenze erreicht hat und kann diese an eine übergeordnete Einheit weiterleiten. Und hier kann dann vorgesehen werden, dass bei der nächsten Wartung durch einen Monteur direkt die entsprechende Bandage 14 an dem Rad oder das gesamte Rad 10 ausgetauscht wird. Der besondere Vorteil besteht darin, dass der Monteur bereits vor Besuch bei dem Kunden über den Verschleiß informiert ist, das Ersatzteil bereits mitbringen kann und so eine zweite Anfahrt vermieden wird.
2 zeigt eine alternative Ausgestaltung für ein Rad, bei dem vier Bauelemente 22, 24, 26 und 28 in der Bandage 30 eines Reifens vorgesehen sind. Die Detektoreinheit 32 kann unterscheiden von welchem Bauelement sie ein Signal empfängt, sodass der Bauelementdetektor 32 Warnsignale zu jedem einzelnen Bauelement erzeugen kann. Auf diese Art und Weise kann nachverfolgt werden, wie sich der Abnutzungsgrad in der Zeit entwickelt. So können Warnsignale mit unterschiedlicher Priorität erzeugt werden. Beispielsweise kann beim Verlust des Bauelements 26 ein allgemeiner Warnhinweis abgesetzt werden, während beim Verlust des Bauelements 28 ein dringender Warnhinweis von dem Bauelementdetektor 32 abgesetzt wird.

Claims

Vorrichtung zum Erkennen einer Abnutzung eines Verschleißmaterials, das auf einem Träger (12) angeordnet ist und dessen Materialdicke sich durch Verschleiß reduziert, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektrisches und/oder magnetisches Bauelement (18; 22, 24, 26, 28) in einem vorbestimmten Abstand (D) von dem Träger (12) in das Verschleißmaterial eingebracht und eine Detektoreinrichtung (20; 32) vorgesehen ist, die eine elektrische und/oder magnetische Antwort des Bauelements (18; 22, 24, 26, 28) detektieren kann und für den Fall, dass die Antwort ausbleibt oder fehlerhaft ist, einen Warnhinweis generiert, der einen Verschleiß des Verschleißmaterials mindestens bis zu dem vorbestimmten Abstand (D) anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißmaterial eine Bandage (14) oder einen Reifen eines Rades (10) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das Verschleißmaterial die Lauffläche einer Rolle oder eines Laufbandes bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauelement ein RFID-Transponder und als Detektoreinrichtung ein RFID-Lesegerät vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauelement ein Schwingkreis mit einer Antenne und als Detektoreinrichtung ein Resonanzdetektor vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauelement ein Magnet und als Detektoreinrichtung ein Magnetfelddetektor vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauelement ein Wirbelstromerzeuger und als Detektoreinrichtung ein Frequenzgenerator mit einem Wirbelstromdetektor vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauelement eine Induktionsschleife und als Detektoreinrichtung ein Detektor für einen induzierten Strom vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement bei einer Abnutzung des Verschleißmaterials über den vorbestimmten Abstand (D) vom Träger hinaus verloren geht oder zerstört wird.
Flurförderzeug mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (20; 32) an dem Flurförderzeug gehalten ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung den generierten Warnhinweis an eine Fahrzeugsteuerung und/oder an eine übergeordnete Rechnereinheit mit einer Wartungseinheit sendet.
Flurförderzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung den generierten Warnhinweis über eine Daten-Fernverbindung versendet.
Flurförderzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bauelemente (22, 24, 26, 28) vorgesehen sind, die den Grad an Verschleiß des Verschleißmaterials anzeigen.