-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Sensoreinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
-
Im Stand der Technik sind Linearwegsensoren bekannt, die eine Positionsinformation ausgeben. Sie benötigen zur Positionsermittlung immer einen sogenannten Positionsgeber, welcher sich typischerweise wenige Millimeter über dem Linearwegsensor befindet. Er ist an ein bewegliches Teil -dessen Bewegung gemessen werden soll- gekoppelt. Erst beide Produkte -Linearwegsensor und Positionsgeber- ergeben ein voll funktionsfähiges Messsystem. Es gibt im Wesentlichen zwei Grundformen von Positionsgebern.
-
Bei der ersten Grundform wird der Positionsgeber freischwebend mit einem typischen Abstand von bis zu 4mm bei magnetostriktiven, magnetischen oder induktiven Messsystemen oberhalb des Linearwegsensors geführt. Hierbei muss das angekoppelte bewegte Bauteil, dessen Strecke gemessen werden soll, präzise geführt werden, um Messwertschwankungen durch unterschiedliche Abstände zum Linearwegsensor auszuschließen. Ein solcher Linearsensor ist beispielsweise durch die
DE 10 2016 207 880 A1 offenbart. Diese beschreibt eine Sensoranordnung zur berührungslosen Wegerfassung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Relativposition. Zum Einsatz gelangt ein Target, welches einen entlang eines Messweges verlaufenden Messwertgeber mit mindestens einer elektrischen leitfähigen Messspur aufweist und einen Wirbelstromsensor mit einem Messwertaufnehmer, welcher mindestens zwei Detektionsspulen umfasst, wobei der Messwertaufnehmer beabstandet zum Messwertgeber und relativ beweglich entlang der mindestens einen elektrisch leitfähigen Messspur angeordnet ist und diese zumindest teilweise überdeckt, wobei mindestens eine der Detektionsspulen als Messspule wirkt, deren Messsignal eine Auswerte- und Steuereinheit zur Wegbestimmung auswertet.
-
Freischwebende Positionsgeber müssen präzise geführt werden. Dies ist konstruktiv aufwändig und wirtschaftlich nachteilig.
-
Eine zweite Grundform besteht häufig in einem durch den Linearwegsensor geführten Positionsgeber. Der Positionsgeber ist hierzu derart ausgelegt, dass er in einer Führungsschiene des jeweiligen Linearwegsensors immer einen definierten Abstand zum Positionssensor einnimmt. Hierbei werden über ein Kugelgelenk am Positionsgeber nachteilige Querbewegungen des linear bewegten Bauteils in einfacher Weise abgefangen und größere Toleranzen bezüglich der Führung des zu messenden Bauteils können hingenommen werden.
-
Eine solche Anordnung offenbart beispielsweise die
DE 10 2010 053 217 A1 , wobei ein Hall-basierter Linearwegsensor vorgeschlagen wird. Die Sensoranordnung ist ausgebildet, um die Position eines linear bewegbaren Elementes zu erfassen. Sie weist hierzu einen Magneten sowie ein, die Position des Magneten erfassendes Sensorelement auf. Eine alternative Ausführungsform dieser Grundform ist aus der
DE 10 2018 100516 A1 bekannt, die ein Messgerät auf Basis eines im Inneren befindlichen Linearwegsensors zur Positionsbestimmung offenbart, dessen Gehäuse einen Kompensationsabschnitt für thermische Längendehnung des Linearwegsensors aufweist.
-
Diese zweite Grundform ist allerdings insofern nachteilig, weil ein Verschleiß des Positionsgebers durch Reibung innerhalb des Führungselementes entsteht. Dieser Verschleiß verursacht eine über die Zeit zunehmend höhere Bewegungstoleranz innerhalb des Führungselementes und führt somit zu schlechteren Messergebnissen wegen ungenauer Führung, bis hin zum Ausfall des Positionsgebers.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Linearwegsensor vorzuschlagen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sensoreinheit nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Betrieb einer Sensoreinheit nach den Merkmalen des Anspruches 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen, zugehörigen Unteransprüchen angegeben.
-
Die erfindungsgemäße Sensoreinheit, umfasst einen Linearwegsensor und mindestens einen Positionsgeber, wobei der Positionsgeber auf dem Linearwegsensor mittels eines Führungselementes linear geführt ist, und wobei die Sensoreinheit eine Stromquelle umfasst oder hiermit verbindbar ist und weiterhin ausgebildet ist und/oder entsprechende Bauteile umfasst, um Sensordaten des Linearwegsensors zu speichern und/oder an eine Steuer- und Auswerteeinheit zu übermitteln. Hierbei umfasst die Sensoreinheit eine Verschleißerfassungseinheit, mittels welcher direkt oder mittelbar eine den Verschleiß anzeigende elektrische und/oder physikalische Messgröße als Messwert erfassbar ist.
-
Es ist bekannt, dass die Festlegung von Laufzeitintervallen von Linearwegsensor und Positionsgeber gemäß definierter Primärdaten erfolgt, die eine Verschließ- und/oder Wartungsgrenze festlegen. Derartige Primärdaten sind insbesondere die Lauftrecke, die Betriebsdauer, die Anzahl der Richtungswechsel, etc., wobei die Primärdaten beispielsweise als kumulative und/oder mittlere Absolutwerte erfasst und mit gespeicherten SOLL-Werten abgeglichen werden, um die Fortführung des Betriebes zu steuern. Insbesondere die Anzahl der Richtungswechsel sind relevant für den Verschleiß, weil bei jedem Richtungswechsel kurzzeitig höhere Kräfte in mehrere Richtungen auf den Positionsgeber wirken, als dies bei einer einfachen linearen Bewegung der Fall ist.
-
Somit soll unter Primärdaten als Messwerte erfasste Messgrößen der Primärfunktion der Laufwegerfassung verstanden werden, aus denen nur mittelbar und/oder aufgrund von Erfahrungen Rückschlüsse auf mögliche Verschleißereignisse oder einen Verschleißzustand am Positionsgeber und/oder einem Führungselement möglich sind. Anders ausgedrückt sind Primärdaten aus Messwerten abgeleitet, die aus der Grundfunktion des Linearwegsensors ohne weitere Sensoren oder konstruktive Anpassungen ableitbar sind.
-
Die Verschleißerfassungseinheit erfasst elektrische und/oder physikalische Messgrößen als Sekundärdaten, insbesondere mittels mindestens eines zusätzlichen Sensorelementes und/oder einer baulichen Veränderung der Sensoreinheit, die unmittelbar die Erfassung und/oder Bewertung eines Verschleißereignisses und/oder eines Verschleißzustandes am Linearwegsensor und/oder dem Positionsgeber ermöglichen. Beispiele hierfür sind eine Veränderung der Oberflächenstruktur, Veränderungen der Geometrien (Toleranzen), etc. Alternativ oder zusätzlich können Sekundärdaten sonstige als Messwerte erfasste Messgrößen betreffen, die keine Primärdaten sind, wie beispielsweise die Temperatur, Vibration, Feuchtigkeit, Staubkonzentration etc.
-
Die Auswerte- und Steuereinheit kann ganz oder teilweise in dem Linearwegsensor integriert sein, wobei es vorteilhaft sein kann, dass ein Teil der Auswerte- und Steuereinheit außerhalb des Linearwegsensors angeordnet ist und/oder der im Linearwegsensor integrierte Teil der Auswerte- und Steuereinheit mit einem externen Teil einer Auswerte- und Steuereinheit datenleitend verbunden ist.
-
Die Sensoreinheit dient insbesondere der Erfassung und dem Betrieb einer Vorrichtung, eines Aggregates und/oder eines Aktors, dessen Laufweg und/oder Laufwegänderung mittels der Sensoreinheit erfasst wird, wobei bedarfsweise Steuerungsdaten für den Betrieb der Vorrichtung, des Aggregates und/oder des Aktors hieraus abgeleitet werden. Die Sensoreinheit kann insbesondere an einem Linearantrieb, wie beispielsweise einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder angekoppelt sein, dessen Antrieblänge erfasst wird und unter Nutzung dieser Weglängendaten eine Steuer- und Regelung vorgenommen werden kann.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Sensoreinheit kann darin bestehen, dass die Verschleißerfassungseinheit
- - mindestens ein Sensorelement umfasst, das an dem Linearwegsensor oder an dem Positionsgeber angeordnet ist und/oder
- - mindestens teilweise aus dem Positionsgeber und mindestens einem Abschnitt des Linearwegsensors gebildet ist, wobei der Positionsgeber ausgebildet ist, im Zusammenwirken mit dem Linearwegsensor ein mit fortschreitendem Verschleiß veränderliches Signal zu senden, insb. eine mit fortschreitendem Verschleiß veränderliche Frequenz zu senden.
-
Weiterhin umfasst die Verschleißerfassungseinheit mindestens eine Auswerteeinheit für die Auswertung der verschleißrelevanten Daten, insbesondere der Sekundärdaten. Die Auswerteeinheit kann ein Teil einer Steuer- und Auswerteeinheit sein. Eine weitere vorteilhaft Ausführungsform der Sensoreinheit kann darin bestehen, dass das mindestens eine Sensorelement beispielsweise ein Neigungssensor, ein Vibrationssensor, ein Beschleunigungssensor, ein Temperatursensor, ein Aerosol-/Staubsensor, Laserscanner oder ein optischer Sensor ist.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist beispielsweise der Linearwegsensor auf mindestens einem Kraftmesssensor gelagert, der die in Laufrichtung wirkende Kräfte erfassen kann, wobei bei einer zweiten Lagerstelle vorgesehen sein kann, dass diese eine Verformung in Laufrichtung zulässt, um die Kraftmessung nicht zu behindern. Alternativ kann der Linearwegsensor auf zwei Kraftmesssensoren gelagert sein und so die durch den Positionsgeber eingeleiteten Kräfte insbesondere in Laufrichtung zu erfassen. In analoger Weise kann der Positionsgeber ein Kopplungselement aufweisen, welches an einem Kraftmesssensor gelagert ist oder ein solches umfasst. Wird nun der Positionsgeber über eine an dem Kopplungselement befestigtem Verbindungselement bewegt, wird von dem Kraftmesssensor in der Halterung und/oder am Positionsgeber die benötigte Kraft erfasst und an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt. Diese benötigte Antriebskraft, insbesondere deren Veränderung über die Betriebszeit, ist allein oder in der Zusammenschau mit beispielsweise der Beschleunigung des Positionsgebers und gegebenenfalls weiteren Primär- und/oder Sekundärdaten ein Maß für den Verschleiß. Der Einsatz von Kraftmesssensoren ist weiterhin vorteilhaft, weil hierüber auch von der Vorrichtung in die Sensoreinheit eingetragene Vibrationen und Schwingungen erfassbar sind. Diese Messwerte können von der benötigten Antriebskraft in Laufrichtung getrennt und gesondert ausgewertet werden, um den Effekt bei der Bewertung des Verschleißes zu beachten.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass der Linearwegsensor mind. zwei Thermosensoren aufweist, wovon einer im Laufbereich des Positionsgebers angeordnet ist, also insb. im direkten thermisch-leitenden Kontakt zur Führungsschiene. Der weitere Thermosensor ist in einem Bereich angebracht, der im bestimmungsgemäßen Betrieb vom Positionsgeber nicht oder nur sehr selten überfahren wird. Durch die beiden Thermosensoren kann somit der Anteil der Erwärmung des Führungselementes durch die Bewegung des Positionsgebers (Betriebserwärmung) separiert werden, indem der Temperaturanteil ohne Einfluss durch den Positionsgeber für den Erfassungsabschnitt von der Betriebserwärmung subtrahiert wird. Vorteilhafterweise wird diese Ausführungsform bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten von über 1000mm/s und/oder einer zu erwartenden Umgebungstemperatur von über 25°C vorgesehen.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass der Positionsgeber in einem Inspektionsabschnitt verfahren wird, der ein Streckenabschnitt auf dem Erfassungsabschnitt sein kann. Dies kann eine regelmäßige Ruheposition des Positionsgebers sein, wenn die verbundene Vorrichtung abgestellt wird und somit auch der Betrieb der Sensoreinheit beendet werden soll. In der Ruheposition kann eine Referenzschwingung und/oder ein Referenzschwingungsmuster über einen Schwingungsemitter in den Linearwegsensor eingeleitet werden und über einen Vibrationssensor die Resonanzschwingung erfasst werden. Bei einer immer identischen Referenzschwingung und/oder einem immer identischen Referenzschwingungsmuster kann die Veränderung der Resonanzschwingung des Linearwegsensors und des Positionsgebers ausgewertet werden.
-
Wenn in oder an dem Positionsgeber ein elektronisches Bauteil, insbesondere ein Sensor angeordnet ist, besteht eine vorteilhafte Ausführungsform darin, diesen über eine induktive Stromquelle mit elektrischer Spannung zu versorgen. Alternativ oder zusätzlich kann jede sonstige geeignete Stromversorgung vorgesehen werden.
-
Bei der vorteilhaften Variante, bei der mindestens ein Abschnitt des Linearwegsensors als Sensorstrecke zur Erfassung von Verschleiß ausgebildet ist, weist der Linearwegsensor einen charakteristischen Wegnehmer auf, der mindestens ein charakteristisches Weggeberelement des Positionsgebers erfassen kann, welches mit fortschreitendem Verschleiß veränderlich ist. Dies kann bspw. darin besehen, dass die Querabweisung zur Hauptlaufrichtung des Positionsgebers vom Wegnehmer des Linearwegsensors erfassbar ist, weil ein fortschreitender Verschleiß beispielsweise mit einer sich vergrößernden Toleranz und damit mit häufigeren und/oder größeren Abweichungen einher geht.
-
Die Abweichung kann auch in einem geringfügigen Verkanten oder Kippen des Positionsgebers bestehen, wobei der Wegnehmer des Linearwegsensors in mindestens einem Streckenabschnitt ausgebildet ist, um eine mit dem Verkanten oder Kippen des Positionsgebers einhergehende Messwertänderung, wie beispielsweise eine Frequenz- oder Schwingungsänderung zu erfassen.
-
Beispielsweise kann eine vorteilhafte Ausführungsform darin bestehen, dass das Signalverhalten eines magnetostriktiven Sensors ausgewertet wird. Dies erfolgt beispielsweise durch den Vergleich der Charakteristik, hier insbesondere der Höhe und der Form des Antwortsignals des Sensors auf ein Startsignal.
-
Das Antwortsignal gibt aufgrund seiner Laufzeit eine Aussage zu der primären Längenmessung, für die der Sensor vorgesehen ist. Zeitgleich ist eine Aussage über die Signalstärke (Signalhöhe) und Signalqualität (Form) möglich, die erfindungsgemäß ausgewertet werden können, da aus der Änderung der Signalcharakteristik (Signalhöhe und/oder Signalform) eine Abweichung erfassbar und auswertbar ist, insbesondere eine über die Zeit fortschreitende Abweichung. Zur Auswertung kann vorteilhafterweise eine Auswerteeinheit genutzt werden, die auf Prozessen des Maschinenlernens (ML), eines Fuzzy-Netzwerkes und/oder einer künstlichen Intelligenz (KI) arbeitet, wobei vorteilhafterweise weitere Messwerte/- daten gemeinsam mit den vorgenannten Antwortsignalen und/oder deren Abweichungen ausgewertet werden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Sensoreinheit kann darin bestehen, dass der Linearwegsensor mindestens einen Inspektionsabschnitt und/oder einen Identifikationsabschnitt aufweist. Hierbei können der Inspektionsabschnitt und/oder Identifikationsabschnitt insbesondere im Streckenbereich des Montageabschnittes liegen und/oder direkt hieran angrenzen.
-
Der Montageabschnitt ist dabei ein Abschnitt, in dem auch innere elektronische Bauteile des Linearwegsensors angeordnet sind, wie beispielsweise eine Sensorplatine. Dies ist üblicherweise ein Längenabschnitt des Linearwegsensors, in dem keine Laufwegerfassung stattfindet bzw. stattfinden darf, da in diesem Bereich zu vielen Störeinflüsse durch die inneren Bauteile vorhanden sind. Somit wird der Positionsgeber im Montageabschnitt nur bei der Montage, Austausch und/oder bei einer Wartung dorthin verschoben. In dem Erfassungsabschnitt verfährt im bestimmungsgemäßen Betrieb der Sensoreinheit der Positionsgeber regelmäßig.
-
Der Inspektionsabschnitt ist ein Längenabschnitt des Linearwegsensors, in dem ein Positionsgeber positioniert und gezielt hinsichtlich Verschleißes elektrisch oder physikalisch vermessen werden kann. Somit kann bspw. in dem Inspektionsabschnitt ein Untersuchungsfenster im Führungselement vorgesehen sein, über welches eine optische Kontrolle oder eine Kontrolle mittels eines 3D-Lasers zur Oberflächenerfassung angeordnet ist. Solch ein Untersuchungsfenster ist idealerweise im Streckenbereich des Montageabschnitts angeordnet. Ein Inspektionsabschnitt kann alternativ oder zusätzlich auch in einem Streckenbereich des Erfassungsabschnitts angeordnet sein, in dem sich die regelmäßige Ruhelage des Positionsgebers befindet. Befindet sich der Positionsgeber in Ruhe und ist bzw. die verbundene Vorrichtung abgeschaltet, so dass keine Steuersignale von der Sensoreinheit gefordert werden, kann in dem Inspektionsabschnitt eine regelmäßige, reproduzierbare Resonanz- oder Schwingungsanalyse erfolgen. Der anregende Schwingungsemitter und ein geeigneter Empfänger können außerhalb des Erfassungsabschnittes angeordnet sein, beispielsweise im Bereich des Wartungsabschnittes und/oder auf einer Sensorplatine.
-
Diese Ausführungsform kann dahingehend weiter verbessert werden, dass im Identifikationsabschnitt eine Identifikationseinheit angeordnet ist, mit der ein am oder im Positionsgeber angeordnetes Identifikationselement erfassbar ist.
-
Dies kann derart ausgeführt sein, dass die Identifikationseinheit ein RFID-Lesekopf, eine andere NFC-Einheit, ein Code-Scanner oder ein sonstiger Sensor ist, der ein analoges, unitäres Signal im oder am Positionsgeber erfassen kann, wie einen RFID-TAG, einen QR- oder Barcode, eine Zahl, ein Muster, eine Lichtreflexion, eine Resonanzfrequenz oder ein sonstiges, unitäres Signal. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob der Positionsgeber beispielsweise bezüglich seiner Bauart, Funktionsumfang, Lieferant, Einbaulage etc. definierten Vorgaben entspricht und/oder die Daten zum eingesetzten Positionsgeber erfasst und gespeichert werden.
-
Insgesamt kann es von Vorteil sein, wenn ein Signalgeber umfasst ist. Dieser Signalgeber ist ausgebildet, mindestens eine optische und/oder akustische Signalabgabe abzugeben, dass von einem Betreiber der Sensoreinheit erfassbar ist. Dieser Signalgeber kann in jeder bekannten Bauform vorgesehen werden, wie beispielsweise ein Leuchtmittel, bzw. ein oder mehrere LED, ein Schallemitter, eine Anzeigentafel und/oder ein Monitor (HMI).
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Sensoreinheit kann darin bestehen, dass die Sensoreinheit ein Eingabeelement umfasst, welches ausgebildet ist, die Sensoreinheit mindestens teilweise zurückzusetzen. Wird ein neuer Positionsgeber in dem mindestens einen Führungselement des Linearwegsensors eingesetzt, ist es vorteilhaft, wenn die meisten Primärdaten und/oder Sekundärdaten gelöscht werden und/oder mindestens teilweise archiviert werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, gewisse Grundwerte als Extrakt aus den bisherigen Primär- und Sekundärdaten für den Betrieb eines neuen Positionsgebers zu übertragen, um diese Erfahrungen aus der Betriebshistorie für den neuen Positionsgeber zu nutzen.
-
Als Eingabeelement kann ein lokaler Kontaktschalter dienen oder eine Eingabevorrichtung oder -option an der Steuerung, insbesondere an einem Monitor, wie einem HMI. Dieser Monitor kann auch Teil eines mobilen Endgerätes sein. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Einbau eines neuen Positionsgebers manuell von dem Betreiber quittiert wird.
-
Von der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer Sensoreinheit umfasst, wobei ein Linearwegsensor und mindestens ein am Linearwegsensor geführter Positionsgeber umfasst ist und die Sensoreinheit mit einer Steuer- und Auswerteeinheit datenleitend verbunden ist oder diese mindestens teilweise umfasst, um Sensordaten des Linearwegsensors zu speichern und/oder mittels der Steuer- und Auswerteeinheit auszuwerten. Hierbei erfolgt mittels einer Verschleißerfassungseinheit aufgrund von physikalischen und/oder elektrischen Messwerten eine Erfassung des Verschleißes zwischen dem Positionsgeber und dem Linearwegsensor beim Betrieb der Sensoreinheit und mindestens ein Teil der Messwerte, die von der Verschleißerfassungseinheit erfasst werden, werden in der Steuer- und Auswerteeinheit hinsichtlich ihres Einflusses auf den Verschleiß des Linearwegesensors und/oder des Positionsgebers ausgewertet.
-
Alle Vorteile und Aspekte, die zu der Sensoreinheit genannt wurden, gelten identisch oder in analoger Weise auch für das Verfahren und umgekehrt.
-
Bei einem verbesserten Verfahren kann vorgesehen werden, dass eine Einlernfunktion (Teach-in) vorgesehen ist.
-
Bei einem verbesserten Verfahren kann ein Vorteil darin bestehen, dass aus
- - Primärdaten der Sensoreinheit und/oder
- - Sekundärdaten der Verschleißerfassungseinheit
ein Verschleißwert ermittelt oder bestimmt wird, insbesondere der Nutzungsumfang und/oder Nutzungsart der Sensoreinheit bestimmt wird.
-
Die Sensordaten können die Betriebsdaten für die Grundfunktion des Linearwertsensors sein, die insbesondere von Weggeber und Wegnehmer ermittelt werden, die auch als Primärdaten bezeichnet werden können, wie nachstehend ausgeführt. Weiterhin können Sekundärdaten einen Teil der Sensordaten darstellen.
-
Die Auswertung und Nutzung von Primär- und Sekundärdaten mittels Prozessoren und (mikro-)elektronischer Bauteile in einer Steuer- und Auswerteeinheit wird vorliegend nicht näher ausgeführt und ist bedarfsweise vorzunehmen. Insbesondere können Primär- und Sekundärdaten auf Untereinheiten der Steuer- und Auswerteeinheit verteilt ausgewertet und/oder genutzt werden. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn eine Untereinheit der Steuer- und Auswerteeinheit Teil einer zentralen Steuerung ist, insbesondere Teil einer zentralen Steuerung der Vorrichtung, für deren Steuerung die Sensoreinheit verwendet wird.
-
Ein besonderer Vorteil kann darin bestehen, wenn mindestens in einer Untereinheit die Auswertung von Primär- und/oder Sekundärdaten mittels eines Prozessors und einer Software erfolgt, die Algorithmen und/oder Logiken einer Künstlichen Intelligenz und/oder von neuronalen Netzwerken nutzt.
-
Bei einem weiter verbesserten Verfahren kann ein Vorteil darin bestehen, dass mindestens teilweise aus Tertiärdaten ein Verschleißwert ermittelt oder bestimmt wird, insbesondere der Nutzungsumfang und/oder Nutzungsart der Sensoreinheit bestimmt wird, wobei die Tertiärdaten manuell an die Sensoreinheit übermittelte Daten sind.
-
Diese Tertiärdaten können über einen einfachen, ggf. mehrfachen Tastendruck erfolgen, der für den Hinweis „besonderer Verschleiß“ besteht. Weiterhin können die Tertiärdaten auch skalierte oder quantifizierte manuelle Eingabedaten sein, die von einem Betreiber und auf Basis dessen Beobachtung und/oder Erfahrung ermittelt und manuell der Auswerte- und Steuereinheit übermittelt werden.
-
Bei einem weiter verbesserten Verfahren kann ein Vorteil darin bestehen, dass beim Betrieb der Sensoreinheit die Erfassung des Verschleißes als definierter Erfassungsschritt (Einlernphase; Teach-in Phase) erfolgt:
- - für eine definierte Erfassungsdauer,
- - in Abhängigkeit von einer Betriebsweise der Sensoreinheit und/oder
- - in Abhängigkeit von einem Sondermesswert, der von mindestens einem Sensorelement erfasst wurde.
-
In dem Erfassungsschritt (Einlernphase) können insbesondere Tertiärdaten oder Tertiärwerte eingespeist werden. Weiterhin besteht ein Vorteil darin, auch Erfassungspausen mit keinem oder sehr geringem Verschleiß zu bestimmen, die Verschleißfreiheit definieren, um eine möglichst lange Nutzungsdauer des Sensorelementes zu ermöglichen. Erfassungspausen können beispielsweise sein: eine Langsamfahrt bei hoher Luftfeuchtigkeit und mittleren Temperaturen über 10°C und unter 30°C.
-
Nach der Eingabe von Tertiärdaten werden diese im Wesentlichen wie Sekundärdaten oder eine Unterart der Sekundärdaten ausgewertet und verwendet, so dass vorliegend unter Sekundärdaten auch manuell eingegebene Tertiärdaten verstanden werden sollen.
-
Normalerweise wird eine maximale Laufleistung des Positionsgebers definiert und in der Steuer- und Auswerteeinheit gespeichert. Bei Annäherung an die definierte maximale Laufleistung wird eine erste Meldung (Verschleißanzeige) ausgelöst, dass der Positionsgeber sich der definierten Verschleißgrenze nähert. Sobald diese Verschleißgrenze erreicht ist, wird eine Verschleißwarnung ausgegeben. Die erste Meldung kann dazu genutzt werden, Folgemaßnahmen, wie eine Ersatzteilbestellung oder eine Wartung zu veranlassen. Nach Tausch des Abnehmers wird die Verschleißanzeige zurückgesetzt.
-
Das Einlernen der Auswerte- und Steuereinheit hinsichtlich verschleißrelevanter Bedingungen kann manuell über die Eingabe von Tertiärdaten oder automatisch erfolgen, indem Primär- und insb. Sekundärdaten erfasst werden.
-
Bei der manuellen Eingabe über eine User-Schnittstelle eines Monitors oder ein Schaltelement, kann der Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt werden, dass verschleißerhöhende Bedingungen vorliegen oder vorlagen (Tertiärdaten). Die Verschleißanzeige und die Zeit bis zur Erreichung der Verschleißgrenze wird geeignet angepasst. Insbesondere kann die Steuer- und Auswerteeinheit den von der Verschleißerfassungseinheit und/oder den sonstigen Sensoren erfassten Messwerte als ein Verschleißmuster speichern und bei zukünftigen Verschleißbewertungen als relevantes Verschleißmuster automatisch beachten. Beispielsweise kann der Vibrationsverlauf einer definierten Zeitperiode vor der manuellen Eingabe als Verschleißmuster gespeichert und mit aktuell auftretenden Vibrationsmustern/-verläufen verglichen werden.
-
Verschleißerhöhende Bedingungen können auch automatisch erkannt werden, wie die Vibration (Stärke, Dauer, Amplitude) des Linearwegsensor, die von beispielsweise einem internen Vibrationssensor erfasst wird oder die Temperatur, die von beispielsweise einem internen Thermosensor erfasst wird. Abhängig von beispielsweise den Absolutwerten, der Betriebsdauer bei mittleren oder maximalen Messwerten wird mit entsprechenden Vorgaben verglichen und Zeit bis zum Erreichen der Verschleißgrenze und/oder dem Versand eines Verschleißhinweises wird entsprechend angepasst.
-
Bei einem weiter verbesserten Verfahren kann ein Vorteil darin bestehen, dass außerhalb des Betriebes der Sensoreinheit
- - der Positionsgeber relativ zu dem Linearwegsensor bewegt wird,
- - mindestens eine verschleißrelevante Messgröße als Messwert erfasst wird,
- - dieser Messwert der Steuer- und Auswerteeinheit als Prüfwert gesendet und ausgewertet wird.
-
Hierzu wird insbesondere ein Kopplungselement des Positionsgebers von dem zur Vorrichtung führenden Verbindungselement gelöst, so dass der Positionsgeber frei verschoben werden kann. Der Positionsgeber kann direkt oder über das Kopplungselement mit einem externen Sensor verbunden werden, der das Laufverhalten des Positionsgebers erfasst. Diese Erfassung kann insbesondere eine Kraftmessung entlang des Erfassungsabschnitts in Laufrichtung sein. In Abhängigkeit von der Nutzungshäufigkeit auf einzelnen Streckenabschnitten des Erfassungsabschnittes und dem dortigen Verschleiß, werden unterschiedliche, charakteristische Messwerte als Sekundärdaten ermittelt werden. Diese über den externen Sensor erfassen Sekundärdaten können vorteilhafterweise der Steuer- und Auswerteeinheit als Laborergebnisse zur Auswertung und Nutzung, insbesondere zur Auswertung und Nutzung mittels einer KI-basierten Software zur Verfügung gestellt werden. Diese Sekundärdaten können beispielsweise Kraftmessewerte, Vibrationen, Querabweichungen oder Leistungsaufnahme eines den Positionsgeber antreibenden Motors sein, wobei diese Sekundärdaten insbesondere in Abhängigkeit von Streckenabschnitten und deren Nutzungshäufigkeiten und Beschleunigungswerten in der Betriebshistorie ausgewertet werden können.
-
Insbesondere kann ein Vorteil darin bestehen, dass bei dem Verfahren die Sensoreinheit nach einem der hierin genannten Aufführungsformen und Varianten ausgebildet ist.
-
Die besonderen Vorteile dieser Sensoreinheit und des Verfahrens sind, dass durch einen rechtzeitigen Austausch eines Positionsgebers Beschädigungen und übermäßiger Verschleiß am Positionsgeber vermieden werden. Bei einem zu hohen Verschleiß kann es im Extremfall zu einem Verkanten des Positionsgebers in der Führungsschiene kommen, was zum sofortigen Stillstand der Applikation führt.
-
Weiterhin werden durch einen rechtzeitigen Austausch des Positionsgebers ungenaue Messergebnisse der Wegerfassung vermieden.
-
Auf der anderen Seite kann bei er sicheren Erfassung von verschleißfreien oder verschleißarmen Anwendungen ein unnötig häufiger Austausch des Positionsgebers vermieden werden.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf die Sensoreinheit,
- 2 eine schematische, vertikale Schnittdarstellung der Sensoreinheit in einer alternativen Ausführungsform,
- 3 eine weitere Ausführungsform als Schnittdarstellung,
- 4 einen Anwendungsfall der Sensoreinheit und
- 5 eine weitere Ausführungsform für eine magnetostriktive Sensoreinheit.
-
1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Sensoreinheit 100 mit einem Linearwegsensor 200 und einem hieran geführten Positionsgeber 300. Der Linearwegsensor 200 weist zwei parallele Führungselement 202 auf, in denen in nicht dargestellter Weise komplementäre Führungsabschnitte des Positionsgebers 300 eingreifen und dort geführt sind, so dass dieser in Laufrichtung 120 linear verschoben werden kann. Der Positionsgeber 300 weist ein Kopplungselement 302 auf, dass über ein Verbindungselement 160 mit einer nicht dargestellten Vorrichtung verbunden ist, dessen Weglänge mittels der Sensoreinheit 100 messbar ist.
-
Der Linearwegsensor 200 weist ein Gehäuse 204, eine Kopfplatte 220 und eine Endplatte 222 auf, wobei an der Kopfplatte 220 ein Steckverbinder 226 angeordnet ist, über den der Linearwegsensor 200 und damit auch das gesamte Sensorelement 100 mit einem Datennetzwerk verbunden werden kann, was vorliegend ein Feldbus 170 ist. Der Feldbus 170 ist mit einer zentralen Steuereinheit 180 verbunden. Der Feldbus 170 soll vorliegend nicht einschränkend verstanden werden und kann auch eine Point-to-point-Verbindung sein, wie beispielsweise eine IO-Link und/oder ein PoDL, SPE oder ein Ethernet. Der Steckverbindung 226 kann ein normierte zwei- oder mehrpoliger Steckverbinder sein.
-
Im Inneren des Linearwegsensors 200 ist eine Sensorplatine 106 angeordnet, auf welcher die die elektronischen Bauteile in nicht näher dargestellter Art und Weise angeordnet sind. Abweichend von der Darstellung in der 1, ist im Inneren des Linearwegsensors 200 die Steuer- und Auswerteeinheit 150 angeordnet, die über die strichpunktierten Leitungen 118 datenleitend und bedarfsweise auch stromleitend mit mindestens einem Sensorelement 104 verbunden ist. Die Steuer- und Auswerteeinheit 150 und das Sensorelement 104 bilden die Verschleißerfassungseinheit 102. In dem gezeigten Beispiel der 1, ist das Sensorelement 104 beispielsweise ein Tonabnehmer, der die Geräuschemission des PB 300 bei der Bewegung in Laufrichtung 120 erfasst. Das Sensorelement 104 ist ebenfalls im Inneren des Linearwegsensors 200, also im Gehäuse 204 des Linearwegsensors 200 befestigt.
-
In der Figur 150 ist mit der als Schleife ausgeführten Leitung 116 an der Steuer- und Auswerteeinheit 150 angedeutet, dass eine Auswertung von Primär- und/oder Sekundärdaten durch eine KI-basierte Software erfolgt. Hierzu erhält die Steuer- und Auswerteeinheit 150 alle verfügbaren Primär- und Sekundärdaten und schlägt der internen und/oder externen Steuerung Steuerdaten vor, insbesondere Abschätzungen für ein aktuelles Laufzeitende (Warnhinweis, Count Down) aufgrund von Verschleiß.
-
Bei dem in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, ist der Grundaufbau des Linearwegsensors 200 und des Positionsgebers 300 vergleichbar zur 1. Als Sensorelemente sind ein Vibrationssensor 128, zwei Thermosensoren 124 und zwei Kraftsensoren 126 vorgesehen, auf denen das Gehäuse 204 des Linearwegsensors 200 befestigt ist. Diese Kraftsensoren 126 sind an einem nicht näher beschriebenen Tragelement der ebenfalls nicht dargestellten Vorrichtung 190 befestigt und mit der Steuer- und Auswerteeinheit 150 verbunden. Weiterhin ist ein Schallemitter 134 und ein Sensorelement 104 zur Schallerfassung vorgesehen.
-
Parallel zur Laufrichtung 120 sind drei Abschnitte ausgewiesen: ein Montageabschnitt 210, ein Erfassungsabschnitt 212 und ein Inspektionsabschnitt 110. Der Inspektionsabschnitt 110 ist ein definierter Streckenabschnitt, in dem der Positionsgeber 300 definiert vermessen werden kann. Dies kann beispielsweise der Bereich sein, in dem der Positionsgeber 300 nach Betriebsende der verbundenen Vorrichtung regelmäßig positioniert ist, dieser ist in der 2 skizziert. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Inspektionsabschnitt 110 im Bereich des Montageabschnittes 210 angeordnet.
-
Ein Wegnehmer 230 erstreckt sich entlang einer Seite des Gehäuses 204 und ist leitend mit der Sensorplatine 106 verbunden. Der Weggeber 304 ist im Positionsgeber 300 und gegenüber dem Wegnehmer 230 angeordnet.
-
In dem Montageabschnitt 210 ist im Wesentlichen die Sensorplatine 106 mit den nicht näher beschriebenen elektronischen Bauteilen angeordnet, wobei der Montageabschnitt 210 aus diesem Grund im Normalbetrieb der Sensoreinheit 100 von dem Positionsgeber 300 nicht überfahren wird. Der Positionsgeber 300 wird im bestimmungsgemäßen Betrieb der verbundenen Vorrichtung dauerhaft vorrangig in den Erfassungsabschnitt 212 verschoben.
-
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der linke Thermosensor 124 weit außerhalb der Strecke des Führungselementes 202 angeordnet, in dem der Positionsgeber 300 angetrieben durch ein Verbindungselement 160 zur Vorrichtung 190 verfahren wird. Somit werden dort keine durch die Reibung zwischen dem Positionsgeber 300 und dem Linearwegsensor 200 erzeugten Temperaturerhöhungen eingebracht. Der linke Thermosensor 124 erfasst somit im Wesentlichen die Außentemperatur mit der Verzögerung der Materialerwärmung des Linearwegsensors 200. Der rechts angebrachte Thermosensor 124 befindet sich in einem Streckenabschnitt des Führungselementes 202, der im bestimmungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung 190 ständig von Positionsgeber 300 befahren wird. Weiterhin ist der rechte Thermosensor 124 auf der Rückseite des Führungselementes 202 und berührend mit der Wand des Führungselementes 202 angebracht, also in einem Bereich mit hoher Wärmeleitung. Die Steuer- und Auswerteeinheit 150 empfängt die Messwerte (Sekundärdaten) beider Thermosensoren 124 und kann den Erwärmungsanteil durch die Reibung ermitteln. Insbesondere kann mittels der die Steuer- und Auswerteeinheit 150 eine über die Zeit veränderlicher Erwärmungsanteil der Reibung in Abhängigkeit von weiteren Primär- und/oder Sekundärdaten erfasst werden. Insbesondere kann über den Vibrationssensor 128 eine Korrelation untersucht werden, inwieweit Art und Umfang von Vibration den Erwärmungsanteil durch Reibung erhöht und nachlaufend das prognostizierte Laufzeitende angepasst werden und/oder sonstige Steuerdaten abgeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann natürlich alleinig aufgrund der Absolutwerte einer Temperaturexposition, einer Vibrationsexposition und/oder der jeweiligen Dauer der Exposition beispielsweise das Laufzeitende angepasst und/oder sonstige Steuerdaten abgeleitet werden.
-
Durch die beiden Kraftmesssensoren 126, die Teil der tragenden Halterung 224 des Gehäuses 204 des Linearwegsensors 200 sind, werden im Betrieb des Sensorelementes 100 ständig die durch den Positionsgeber 300 eingebrachten Kräfte in Laufrichtung 120 erfasst und an die Steuer- und Auswerteeinheit 150 übermittelt. Bei fortschreitendem Verschleiß wird über die Kraftmesssensoren 126 beispielsweise ein von der Beschleunigung oder der Richtung veränderte Hemmung als Gegenkraft erfasst werden im Vergleich zu der Sensoreinheit 100 im Neuzustand. Als Effekt könnte eine sich verringernde Gegenkraft erfasst werden, weil die Toleranzen durch den Betrieb vergrößert wurden. Alternativ könnten lokale Beschädigungen oder Oberflächenrauigkeiten in einem oder beiden Führungselementen 202 vorliegen, die in einem Streckenabschnitt zu einer definierten Erhöhung der Gegenkraft führen. Weiterhin können zu diesen Verschleißeffekten Korrelationen durch die Messwerte (Sekundärdaten) der anderen Sensorelemente ermittelt werden.
-
In dem gezeigten Beispiel ist der Vibrationssensor 128 in Querrichtung zur Laufrichtung 120 ausgerichtet, weil die Vibrationen in Laufrichtung 120 bereits durch die Kraftmesssensor 126 erfassbar sind.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 erfolgt weiterhin eine normierte Inspektion des Positionsgebers 300, der in einer festgelegten Position im Inspektionsbereich 110 positionierbar ist, zur Durchführung eines Inspektionsschrittes, wobei der Positionsgeber 300 hierbei vorteilhafterweise vollständig ruht, also auch nicht mittelbar über eine verbundene Vorrichtung 190 passiv bewegt wird.
-
Im Inspektionsschritt wird durch den Schallemitter 134, der an der Endplatte 222 angeordnet ist, für eine definierte Zeitdauer einen Schall- oder Schwingungsfrequenz emittiert, die auch in einer Folge oder Sequenz von Schall- oder Schwingungsfrequenzen bestehen kann. Vom Sensorelement 104, das als Schall- und/oder Frequenzsensor ausgebildet ist, wird insbesondere der Resonanzschall und/oder die Resonanzfrequenz des Linearwegsensors 200 und des Positionsgebers 300 erfasst. Diese Sekundärdaten werden in der Steuer- und Auswerteeinheit 150 mit den Resonanzmesswerten/-daten der neuen Sensoreinheit 100 oder vorherigen Messungen verglichen und hieraus ein Verschleißzustand abgeleitet. Hierbei kann aufgrund veränderter Toleranzen beispielsweise nach der Anregung ein vermehrtes Klopfen oder Schlagen des Positionsgebers 300 gegen den Führungsabschnitt 202 erfasst werden oder sonstige Veränderungen in der Resonanz.
-
3 zeigt eine Ausführungsform der Sensoreinheit 100 als Teildarstellung, die einen Montageabschnitt 210 und einen Identifikationsabschnitt 114 umfasst. Zur Erfassung von Sekundärdaten ist ein Thermosensor 124 vorgesehen, wobei weitere Sensorelemente 104 beispielsweise analog den vorherigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein können. Das Gehäuse 204 ist auf zwei Halterungen 224 an einem Abschnitt einer nicht dargestellten Vorrichtung 190 befestigt. An dem Positionsgeber 300 ist das Kopplungselement 302, Signalgeber 108 und ein Eingabeelement 112 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Signalgeber 108 und das Eingabeelement 112 ein einziges Element, indem in dem als manueller Schalter ausgebildeten Eingabeelement 112 eine oder mehrere LED als Signalgeber 108 integriert sind.
-
Die Sensoreinheit 100 ist in einem Zustand dargestellt, in dem das Verbindungselement 160 und dessen Kupplungselement 162 von dem Kopplungselement 302 des Positionsgebers 300 gelöst ist, der Positionsgeber 300 also frei verschieblich ist, wie dies nach dem Einbau eines neuen Linearwegsensors 200 oder dem Austausch eines Positionsgebers 300 beispielsweise der Fall ist.
-
Der Identifikationsabschnitt 114 wird im Wesentlichen durch die Lage eines RFID-Lesekopf 132 bestimmt, der einen RFID-TAG 130 am oder im Positionsgeber 300 erfassen und auslesen kann. Somit können im Identifikationsabschnitt 114, der sich idealerweise auch im Bereich des Montageabschnittes 210 befindet, um Störeinflüsse zu vermeiden, insbesondere funktions- oder herstellungsrelevante Daten des Positionsgebers 300 erfasst werden. Weiterhin kann durch die Erfassung eines neuen oder anderen Positionsgebers 300 durch den RFID-Lesekopf 132 und nachgeordnet die Steuer- und Auswerteeinheit 150, eine Überarbeitung, ein Resett und/oder eine Speicherung von mindestens einem Teil der bisherigen Primär- und/oder Sekundärdaten erfolgen.
-
Bei dem gezeigten Beispiel ist es vorgesehen, dass das Laufzeitende durch den Signalgeber 108 angezeigt wird, beispielsweise durch ein Blinken. Der Signalgeber 108 und das Eingabeelement 112 sind datenleitend mit der Steuer- und Auswerteeinheit 150 direkt oder mittelbar verbunden.
-
Der Betreiber muss die Kenntnisnahme des Blinkens, das den (Warn-)Hinweis auf ein bevorstehendes Laufzeitende darstellt, durch die Betätigung des Eingabeelementes 112 quittieren. Diese Betätigung des Eingabeelementes 112 beendet den Warnhinweis. In analoger Weise kann ein ggf. unterschiedliches Signal, wie eine andere Blinkfrequenz, unterschiedliche Farben, ec. auf andere Zustände oder Gefahren hinweisen, die ebenfalls durch einfaches oder mehrfaches Betätigen des Eingabeelementes 112 von einem Betreiber quittiert werden müssen, wobei das Quittieren idealerweise von der Steuer- und Auswerteeinheit 150 erfassbar und auswertbar ist.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 ist das Kopplungselement 302 des Positionsgebers 300 mit einem Kraftmesssensor 126 verbunden, über den in das Kopplungselement 302 eingeleitete Kräfte in Laufrichtung 120 erfassbar sind. Für die Erfassung gilt das zu den Kraftmesssensoren 126 im Zusammenhang mit der 2 gesagte in analoger Weise. Ein besonderer Vorteil bei der Anordnung eines Kraftmesssensors 126 an dem Positionsgeber 300 besteht darin, dass dieser durch einen (nicht dargestellten) externen Antrieb und unter neutralen Antriebsbedingungen ohne Störeinflüsse durch eine Vorrichtung 190 vermessen werden kann, als Labormessschritt. Dieser Labormessschritt, der auch nach der Anbringung an den entsprechenden Halterungen 224 einer Vorrichtung 190, aber ohne Befestigung eines Verbindungselementes 160, erfolgen kann, ermöglicht weitgehend normierte und damit besonders gut vergleichbare Zustände der Sensoreinheit 100.
-
Die im Labormessschritt erfassten Sekundärdaten können der Steuer- und Auswerteeinheit 150 zur Verwendung übermittelt werden.
-
Der Positionsgeber 300 wird über eine induktive, kontaktlose Stromquelle bestromt, die im Erfassungsabschnitt 212 (nicht dargestellt) angeordnet ist. Alternativ kann der Positionsgeber 300 auch über eine andere Stromquelle oder ein Speicherelement bestromt werden.
-
In der 4 ist ein typischer Anwendungsfall dargestellt. Eine Vorrichtung 190, die hier ein Schaufellader ist, weist die erfindungsgemäße Sensoreinheit 100 auf die die Längenänderung das Hydraulikzylinders misst, welcher die Kippneigung der Frontschaufel veranlasst. In der Vorrichtung 190 ist ein Monitor 192 angeordnet, der auch als Anzeigevorrichtung und Eingabeelement 112 für alle relevanten Informationen, (Warn-)Hinwiese und/oder manuellen Eingaben, insbesondere auch für Tertiärdaten dient.
-
Weiterhin ist eine zentrale Steuereinheit 180 umfasst, die mit der Steuer- und Auswerteeinheit 150 der Sensoreinheit 100 datenleitend in Verbindung steht. Auf diese Weise können mindestens teilweise die Betriebsdaten aus der zentralen Steuereinheit 180 der Vorrichtung 190 auch der Steuer- und Auswerteeinheit 150 der Sensoreinheit 100 zur Verfügung gestellt und dort ausgewertet werden.
-
Die zentrale Steuereinheit 180 ist weiterhin mit einer Sendeeinheit verbunden, die über einen der bekannte drahtlosen Übertragungsprotokolle, wie bspw. LTE, 3G, 4G oder 5G mit einer Cloud 182 und/oder dem Firmennetzwerk 184 einer Betreiberfirma 186 verbindbar ist. Auf diesem Wege können Primär- und Sekundärdaten im Firmennetzwerk 184 gespeichert und/oder weitergehend ausgewertet werden. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ein Warnhinweis für ein anstehendes Laufzeitende eine Bestellung für einen neuen Positionsgeber 300 auslösen und gleichzeitig Wartungszeiten terminiert werden.
-
In der 5 ist eine Ausführungsform für einen Linearwegsensor 200 dargestellt, der auf dem Prinzip eines magnetostrikiven Sensors arbeitet. In dem Graphen ist der Strom (A) über der Zeit (ms) aufgetragen. Die Vorrichtung selbst ist nicht gezeigt und kann analog zu einem der vorherigen Ausführungsbeispielen und Varianten ausgebildet sein. Zum Messbeginn wird ein Startsignal 140 in einer definierten Stromstärke gesendet, auf welches ein immer charakteristisches Antwortsignal 144 erzeugt wird und nach einer positionsabhängigen Laufzeit bei der Steuer- und Auswerteeinheit 150 erfassbar ist. Das Messende wird über ein Stoppsignal 142 definiert. Dieses Prinzip ist dem Grunde nach bekannt.
-
Erfindungsgemäß wird die Veränderung des charakteristischen Antwortsignals 144 ausgewertet, das sich mit fortschreitendem Verschleiß hinsichtlich der Signalstärke, die insbesondere von der Signalhöhe definiert wird, und hinsichtlich der Signalqualität, die insbesondere über die Signalform definiert wird, verändert. Ein verschleißbedingtes Antwortsignal 144 ist als gestrichelte Antwortsignale skizziert, wobei die sich verringernde Höhe (Signalstärke) und der sich verändernde Verlauf (Signalqualität) erkennbar sind, die mittels der Steuer- und Auswerteeinheit 150 auswertbar sind. Die Auswertung erfolgt insbesondere im Vergleich zu einem Laborwert des Antwortsignals, das verschleißfrei oder weitgehend verschleißfrei ermittelt wurde.
-
Die Steuer- und Auswerteeinheit 150 als Ganzes oder der für die Messwertauswertung vorgesehen Teil der Steuer- und Auswerteeinheit 150, umfasst beispielsweise eine Software, die auf Prozessen und Logiken des Maschinenlernens (ML), eines Fuzzy-Netzwerkes und/oder einer künstlichen Intelligenz (KI) arbeitet und entsprechende Auswertungen und Hinweise einem Bediener und/oder der Steuereinheit zur Verfügung stellt.
-
Auch wenn vorliegend die einzelnen Bauformen von Sensoren unterschieden wird, die zur Erfassung von Sekundärdaten einsetzbar sind, sollen unter dem Begriff „Sensorelement“ oder „Sensorelemente“ alle Arten von Sensoren verstanden werden, die geeignet sind, Sekundärdaten zu erfassen, wenn nicht etwas Konkretes oder Unterschiedliches ausgeführt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Sensoreinheit
- 102
- Verschleißerfassungseinheit
- 104
- Sensorelement, Schallsensor
- 106
- Sensorplatine
- 108
- Signalgeber
- 110
- Inspektionsabschnitt
- 112
- Eingabeelement
- 114
- Identifikationsabschnitt
- 116
- Leitung
- 118
- Leitung
- 120
- Laufrichtung
- 124
- Sensor, thermischer, Thermosensor
- 126
- Sensor, Kraft, Kraftmesssensor
- 128
- Sensor, Vibration, Vibrationssensor.
- 130
- RFID-TAG
- 132
- RFID- Lesekopf
- 134
- Schallemitter
- 140
- Startimpuls
- 142
- Stoppimpuls
- 144
- Antwort
- 150
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 160
- Verbindungselement (zur Vorrichtung)
- 162
- Kupplungselement (an Verbindungselement)
- 170
- Feldbus
- 180
- Steuereinheit, zentral
- 182
- Cloud
- 184
- Firmennetzwerk
- 186
- Betreiberfirma
- 190
- Vorrichtung
- 192
- Monitor
- 200
- Linearwegsensor (Messwertnehmer)
- 202
- Führungselement I
- 204
- Gehäuse
- 210
- Montageabschnitt
- 212
- Erfassungsabschnitt
- 214
- Identifikationseinheit
- 216
- Identifikationselement
- 220
- Kopfplatte
- 222
- Endplatte
- 224
- Halterung
- 226
- Steckverbinder
- 230
- Wegnehmer
- 300
- Positionsgeber (Messwertgeber)
- 302
- Kopplungselement
- 304
- Weggeber
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102016207880 A1 [0003]
- DE 102010053217 A1 [0006]
- DE 102018100516 A1 [0006]
