EP2335122A1 - Verfahren zur kennzeichnung mehrerer bauteile - Google Patents

Verfahren zur kennzeichnung mehrerer bauteile

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Publication number
EP2335122A1
EP2335122A1 EP09748210A EP09748210A EP2335122A1 EP 2335122 A1 EP2335122 A1 EP 2335122A1 EP 09748210 A EP09748210 A EP 09748210A EP 09748210 A EP09748210 A EP 09748210A EP 2335122 A1 EP2335122 A1 EP 2335122A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
components
component
transponder
identification
marking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09748210A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan GLÜCK
Thomas Rink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2335122A1 publication Critical patent/EP2335122A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4183—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by data acquisition, e.g. workpiece identification
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • Container for carrying out the method and rolling bearing with a
  • the invention is in the field of mechanical engineering and electrical engineering and relates in particular to the marking of components.
  • the individualization and corresponding marking of components is an important aspect during the production process and also during maintenance. Due to a labeling individual components can be assigned to specific production batches and thus can be subject to errors occurring the entire batch of immediate maintenance or even replacement, as far as the individual components can be tracked. In the production process, it can be important to label each individual component with information that identifies the production steps that have already been carried out or the parameters that have occurred. Also dimensions or other properties of the components can be added to a corresponding marking. In addition, information about the production time often occurs in order to later be able to relate the age and the state of wear of components to one another.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • transponders are possibly limited range in the vicinity of metallic objects, which makes it difficult, for example, to respond as bulk material present components, which themselves consist of metal, or even those components that are located in a metallic container.
  • DE 102005043773 A1 discloses a warehouse with an RFID device which receives and stores storage data and makes the corresponding data available later.
  • the data is used to optimize maintenance and includes, for example, operating parameters and information about particular load conditions that the warehouse has undergone.
  • the present invention is based on the object of providing a method with which a group of components, each having a transponder and a memory device, can be identified as efficiently as possible.
  • the object with the features of claim 1 of the method according to the invention and by a group of components according to claim 13 is achieved.
  • the invention also relates to a container according to claim 14 and to a roller bearing according to claim 15.
  • the invention is based on the problem that several components, which are unmarked as a group of components, should be identified as efficiently and individualized, the cost of time and costs should be minimized.
  • the invention achieves this object by a method in which a first marked component comes into contact with second components arranged within its reach, transmits this information to the latter, each of which characterizes itself taking into account the information transmitted by the first component, and wherein at least one second Component according to its identification to other, not yet marked components within its reach in contact occurs to effect their identification.
  • This method assumes that there is at least one component that responds to a subsequent generation of components and requests them by a corresponding signal to identify themselves.
  • the second components belong to a generation that follows the generation of the first component.
  • the generation is therefore a first parameter that distinguishes the first component from the second component.
  • the second components must now find corresponding self-identifications using the information they have received from the first component. For this they can either individually individually communicate with each other with the first component, which then manages the necessary different identifications of the second components or the second components can communicate with each other to avoid identically denominated markings.
  • each component can be provided with an algorithm that results in the other components of the same generation reporting and logging in their identification. The component that does this first is accepted by the others and may first be identified.
  • the first component assigns the corresponding identifications to the components of the second generation, for example by assigning the generation number and numbering it.
  • a possible marking parameter is thus the designation of the generation of the respective component, that is to say the designation of the number of marking runs already carried out up to its marking.
  • a tagging parameter can exist in a time stamp, which, for example, designates the time of the tagging.
  • the first component can advantageously capture and store the identification data of the second components. This can apply in the following for each component with regard to the components of the following generation which it has addressed.
  • every second component detects and stores all identification data of the remaining second components. This can also apply to each subsequent generation, so that a component of a generation can capture and store the identification data of all other components of the same generation and advantageously also of the other generations.
  • each unmarked component before its identification only communicates with the component already identified, which first comes into contact with it.
  • the already marked components are clearly identifiable, the still unmarked components in their communication can clearly specify with which of the already marked components that have come in contact with them, they want to communicate to determine their own labeling.
  • the described method is repeated in successive generations until all the components have been addressed, wherein, for example, a container filled with corresponding components is gradually penetrated depending on the range of the communication.
  • the range of the communication can be determined, for example, by the transmission strength or the reception sensitivity of the transponder.
  • the transmission strength and / or the reception sensitivity may be adjustable in the transponders in order to improve the orderly course of the method.
  • the communication between the transponders is advantageously time-synchronized (eg TDMA: Time Division Multiple Access). Cyclic communication avoids collisions.
  • the frequency spread and the frequency hopping method can be used. The reliability of the transmission can be increased in the network.
  • the labeling process is advantageous from a separate transmitting and receiving unit or by a transponder, the z. B. has the function as a gateway, which is associated with a container containing the components and which comes to the, still untagged, components of the group in contact, which then form the first generation of marked components.
  • the information which the respective components collect about their identifications or the labels of the following generations can also be collected in the transponder or the memory device associated with the container.
  • each component via its transponder detects the markings of the components contacted by it, stores them and passes them on to the component from which it was contacted even before its identification.
  • each component has a plurality of transponders assigned to each of its component elements, the transponder associated with the respective identical component elements belonging to separate classes.
  • the different bearing elements each have a transponder and a memory device be assigned, so that the individual bearing elements such as inner ring, outer ring, end shields, seal, cage and rolling elements each carry the information about their own manufacturing conditions and / or the hours of operation and operating conditions ,
  • This information can be advantageously accumulated in a transponder of the camp, which then corresponds to the assembly of the camp with the transponders of other camps in the context of the method according to the invention.
  • the transponders can also be organized according to each separate classes, so that, for example, all transponders of outer rings of the bearings communicate with each other and the corresponding transponder of inner rings or end shields and so on.
  • the invention also relates to a group of components with transponders and memory devices, each of the components has stored in its memory device its own identification and information about the labels of all other components of the group and a container for carrying out the method according to the invention, wherein the Container has an impermeable envelope for the communication of the transponder and the container is associated with a transponder and a memory device.
  • the invention also relates to a rolling bearing with at least one transponder and a memory device, wherein the memory device includes an individual identifier, which is generated by the inventive method.
  • a self-diagnosis can also be carried out via the main transponder by centrally storing information about the subordinate transponder or the corresponding components and comparing it with later acquired data. Thus, it can be determined within the bearing whether the provided bearing elements are present and in an acceptable state.
  • FIG. 1 schematically shows a container with a bulk material consisting of metallic objects;
  • Figure 2 symbolically a meshed network of transponders;
  • Figure 3a shows a rolling bearing in a side view;
  • Figure 3b shows various transponders of a single bearing schematically and Figure 4 is a schematic representation of the self-identification process of the transponder a group of components.
  • FIG. 1 schematically shows a metallic container 1, which is partially filled with a group of components 2, 3, 4, 5, 11, 12, wherein the components form a bulk material, lie loosely on one another and consist of a material which At least partially shielding electromagnetic waves, for example made of metal.
  • the components may be, for example, roller bearings which contain metallic components or consist entirely of metallic parts.
  • Each of the components carries at least one transponder and a memory device, wherein the individual transponders together with the respective memory device are shown schematically as points in the middle of the components.
  • a transponder can receive and transmit signals. If it is an RFID transponder, so-called air interface in the radio frequency range using electromagnetic waves is provided. However, other radio signals for information transmission are also conceivable. In principle, other non-wired signals for realizing the method according to the invention are conceivable, such as, for example, infrared or ultrasonic waves. If it is to be determined which components are present in the container 1 or which container is involved, a request signal can be sent into the container 1 by a transmitting and receiving unit 10 and a response can be waited for. If the individual components 2, 3, 4, 5 or the transponder 21 contain markings, they can identify themselves to the request of the transmitting and receiving unit 10 and send back corresponding signals.
  • the components 11, 12 lying further down in the container do not receive the request signal of the transmitting and receiving unit 10, since they are electromagnetically shielded by the components lying above them. Accordingly, it is difficult to determine by a query process which components are stored in the container as a whole.
  • the invention helps to solve this problem by organizing the components as a networked network.
  • the components come into contact with each other, that is, because of the limited range of the transponder occurs every single component to the other components in contact, which can reach it via its transponder.
  • Each component then copies the information received from its reachable neighbors into the storage means of its own transponder and forwards that information to all available neighbors.
  • the memory devices of all components located in the container 1 contain information about all components.
  • a query by the transmitting and receiving unit 10 can then reach each of the components and query from this the number and identity of all located in the container components.
  • an initialization pulse are sent to the components, which is first received and acknowledged by one of the components 2.
  • This component 2 is then sent by the transmitting and receiving unit 10, a time stamp, which is stored in the memory device of the transponder of the component 2.
  • the component receives the information that it is the first identified component and stores this information as part of the self-identification. It is thus identified as component 1 Generation 1.
  • the component 2 transmits, within the range of its transponder, a second initialization pulse, which is received by the components 3, 4, 5, 13.
  • the individual components 3, 4, 5 13 are numbered according to a fixed algorithm, which can take into account, for example, in which order the components have received the second initialization pulse from the component 2 or in which order they have acknowledged this.
  • each of the components 3, 4, 5, 13 has stored the number of its generation, namely the number 2, as well as a serial number and a time stamp. These quantities are additionally sent to the component 2 and exchanged among the components 3, 4, 5, 13. Thus, all components of the first and second generation now have information about the identity of the already marked components.
  • Each of the components 3, 4, 5, 13 in turn sends a third initialization pulse to the potential third generation components. For identification, these are given the number 3 as the number of the generation as well as, for example, the identity of the component that contacted them and a time stamp. This information is also communicated both within a generation and to the superordinate generations, so that at the end of the described iterative process all components in the container 1 contain the information about all components.
  • FIG. 3 a shows by way of example a roller bearing, as may for example be present as bulk material in the container 1.
  • Such bearings usually have an outer ring 14, an inner ring 15, seal 23 and rolling elements 16 and a cage 22 for guiding the rolling elements, wherein most components of a rolling bearing, at least in the higher load range of metal.
  • transponder 17 are also shown in the outer ring and 18 in the inner ring.
  • the rolling elements 16, the cage 22 and the seal 23 may also have corresponding transponder.
  • the transponders of the various components of a warehouse can communicate with each other, so that the information about the various components can be exchanged and stored, for example, in a hierarchically prioritized transponder.
  • FIG. 3b Such a structure of transponders is shown in FIG. 3b, wherein the hierarchically prioritized transponder is denoted by 17, while the subordinate transponders are designated by 18, 19, 20.
  • the system can be set up such that mainly the prioritized transponder 17 communicates with other rolling bearings to the outside and the subordinate transponders 18, 19, 20 only for communication within a warehouse provided and qualified. This can be realized for example by coding or separate frequency ranges of the corresponding transponder.
  • a self-diagnosis of the bearing is possible by, for example, timestamps of the individual transponders and thus production times of the components of the bearing can be detected and adjusted. Even the absence of parts can be determined automatically in this way.
  • each roller bearing can be characterized by the automated process described itself using a time stamp, so that, for example, within a container a production batch carries a certain, even later after a certain wear of the bearing queriable group identification.
  • This tag allows each bearing to be identified later and analyzed for life. Also, the origin or production batch of each camp can thus be tracked. If individual batches have problems, the associated bearings can be easily identified and replaced.
  • FIG. 4 shows again schematically the process of self-identification, wherein several rows of transponders are shown one below the other and each row represents a generation.
  • the transmitting and receiving unit 10 does not belong to the components to be marked but only gives the initialization pulse for the identification. All transponders 30, 31, 32, 33, which receive their initialization pulse directly from the transmitting and receiving unit 10, belong to the first generation and are identified accordingly including generation number, time stamp and numbering.
  • Each of these transponders 30, 31, 32, 33 now attempts to reach the remaining transponders 34, 35 within its range, to which the next generation number together with the updated time stamp and numbering is assigned. If a transponder of the second generation is contacted by several transponders of the first generation, then a priority control is followed, which may, for example, consist in the transponder coming into contact with the transponder of the higher generation which contacted it first. However, other priority arrangements are conceivable.
  • each transponder sends an initialization pulse to its neighboring transponder only once after its own self-identification, it is ensured that the entire self-identification process is ended after a finite time.
  • the identification data is then communicated over all generations, so that each of the transponders contains data about all other transponder identifications or component identifications.
  • later marked components are filled in a container, they can organize themselves very quickly by forming a meshed network similar to the self-identification and inform each other about the network formed, which components are present in the container. This ensures that even when mutual shielding by means of a transmitter / receiver by addressing at least one component information about the overall contents of the container can be detected.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kennzeichnung mehrerer Bauteile (2, 3, 4, 5, 13), von denen jedes über jeweils wenigstens einen Transponder (6, 7, 8, 9) sowie eine Speichereinrichtung verfügt, wobei ein erstes gekennzeichnetes Bauteil (2) mit zweiten, in seiner Reichweite angeordneten Bauteilen (3, 4, 5, 13) in Kontakt tritt, diesen Informationen übermittelt wobei diese sich unter Berücksichtigung der von dem ersten Bauteil übermittelten Informationen jeweils selbst kennzeichnen und wobei wenigstens ein zweites Bauteil nach seiner Kennzeichnung zu weiteren, noch nicht gekennzeichneten Bauteilen innerhalb seiner Reichweite in Kontakt tritt, um deren Kennzeichnung zu bewirken sowie auf eine derartig gekennzeichnete Gruppe von Bauteilen, einen entsprechenden Behälter zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Wälzlager (14, 15, 16), das als typisches derart zu kennzeichnendes Bauteil in Frage kommt. Durch die Erfindung wird die Selbstorganisation und Kennzeichnung einer Gruppe von Bauteilen mit Hilfe eines vermaschten Netzes ohne großen Aufwand erreicht.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Verfahren zur Kennzeichnung mehrerer Bauteile, Gruppe von Bauteilen,
Behälter zur Durchführung des Verfahrens und Wälzlager mit einem
Transponder und einer Speichereinrichtung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Maschinenbaus und der Elektrotechnik und bezieht sich insbesondere auf die Kennzeichnung von Bauteilen.
In der Technik spielt zunehmend außer der reinen Funktion von Bauteilen auch deren Zuverlässigkeit und die hierzu zu erfolgende Qualitätskontrolle eine immer größere Rolle.
Für die Qualitätskontrolle ist die Individualisierung und entsprechende Kennzeichnung von Bauteilen schon im Produktionsprozess und auch nachfolgend bei der Wartung ein wichtiger Aspekt. Aufgrund einer Kennzeichnung können einzelne Bauteile bestimmten Produktionschargen zugeordnet werden und damit kann bei auftretenden Fehlern die gesamte Charge einer sofortigen Wartung oder sogar einem Austausch unterzogen werden, soweit die einzelnen Bauteile verfolgt werden können. Im Produktionsprozess kann es wichtig sein, jedes einzelne Bauteil mit Informationen zu kennzeichnen, die die bereits durchlaufenen Produktionsschritte beziehungsweise die dabei aufgetretenen Parameter bezeichnen. Auch Maße beziehungsweise andere Eigenschaften der Bauteile können einer ent- sprechenden Kennzeichnung hinzugefügt werden. Hinzu treten oft noch Informationen über die Herstellungszeit, um später das Alter und den Verschleißzustand von Bauteilen zueinander in Beziehung setzen zu können.
Um Bauteile komfortabel kennzeichnen zu können, sind in den letzten Jah- ren zunehmend elektronische Mittel wie Speichereinrichtungen und Kommunikationsinterfaces eingeführt worden, mit denen sich durch Schreib- und Leseeinrichtungen die entsprechenden Informationen der Bauteile gewinnen und zusätzliche Informationen den Bauteilen mitgeben lassen.
Eine hervorragende Rolle hat dabei die RFID (radio frequency Identification) Technologie gespielt, die mit Hilfe von mit Radiowellen operierenden Transpondem und entsprechenden Speichereinrichtungen arbeitet. Entsprechende Transponder lassen sich inzwischen extrem funktionssicher und robust sowie mit kleinen Ausmaßen realisieren.
Eine besondere Eigenschaft solcher Transponder ist jedoch die gegebenenfalls eingeschränkte Reichweite in der Nähe metallischer Gegenstände, die es zum Beispiel schwierig macht, als Schüttgut vorliegende Bauteile, die selbst aus Metall bestehen, entsprechend anzusprechen oder auch solche Bauteile, die sich in einem metallischen Behälter befinden.
Aus der EP 1777599 A1 ist ein Verfahren zur Qualitätskontrolle von mechanischen Elementen bekannt geworden, das sich einer elektronischen Kennzeichnung der Bauteile mit kontaktloser Kommunikation bedient, die dazu verwendet wird, Informationen über einzelne Produktionsschritte im Bauteil selber abzuspeichern und damit für spätere Qualitätskontrollen zur Verfügung zu stellen. Aus der DE 112004002234 T5 ist ein Wälzlager mit einer so genannten IC- Kennzeichnung bekannt, die auf der RFI D-Technologie basiert und die Speicherung von Daten im Lager selbst zulässt. Dort ist das Problem angesprochen, dass Laufringelemente des Lagers die zum Lesen beziehungsweise zum Schreiben verwendeten Mikrowellen teilweise absorbieren und damit die Kommunikation erschweren.
Aus der DE 102006024212 A1 ist eine komplette Radlagerungseinheit mit einer entsprechenden IC-Kennzeichnung bekannt. Damit kann die Rückver- folgbarkeit der entsprechenden Lagereinheit gewährleistet werden.
Die DE 102005043773 A1 offenbart ein Lager mit einer RFID-Einrichtung, welche Lagerdaten empfängt und speichert und die entsprechenden Daten später zur Verfügung stellt. Die Daten werden zur Optimierung der Wartung verwendet und enthalten beispielsweise auch Betriebsparameter und Informationen über besondere Belastungszustände, die das Lager durchlaufen hat.
Vor dem Hintergrund des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfin- düng die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Gruppe von Bauteilen, die jeweils über einen Transponder und eine Speichereinrichtung verfügen, möglichst effizient individualisiert gekennzeichnet werden können.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie durch eine Gruppe von Bauteilen gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Die Erfindung bezieht sich zudem auf einen Behälter gemäß Patentanspruch 14 und auf ein Wälzlager gemäß Patentanspruch 15. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass mehrere Bauteile, die ungekennzeichnet als Gruppe von Bauteilen vorliegen, möglichst effizient und individualisiert gekennzeichnet werden sollen, wobei der Aufwand an Zeit und Kosten minimiert werden soll. Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren, bei dem ein erstes gekennzeichnetes Bauteil mit zweiten, in seiner Reichweite angeordneten Bauteilen in Kontakt tritt, diesen Informationen übermittelt wobei diese sich unter Berücksichtigung der von dem ersten Bauteil übermittelten Informationen jeweils selbst kennzeichnen und wobei wenigstens ein zweites Bauteil nach seiner Kennzeichnung zu weiteren, noch nicht gekennzeichneten Bauteilen innerhalb seiner Reichweite in Kontakt tritt, um deren Kennzeichnung zu bewirken.
Dieses Verfahren geht davon aus, dass wenigstens ein Bauteil vorliegt, das eine folgende Generation von Bauteilen anspricht und diese durch ein ent- sprechendes Signal dazu auffordert, sich zu kennzeichnen. Die zweiten Bauteile gehören dabei einer Generation an, die auf die Generation des ersten Bauteils folgt. Die Generation ist somit ein erster Parameter, der das erste Bauteil von den zweiten Bauteilen unterscheidet. Die zweiten Bauteile müssen nun unter Verwendung der Informationen, die sie von dem ersten Bauteil erhalten haben, entsprechende Selbstkennzeichnungen finden. Dazu können sie entweder individuell jedes für sich mit dem ersten Bauteil kommunizieren, das dann die notwendig verschiedenen Kennzeichnungen der zweiten Bauteile verwaltet oder die zweiten Bauteile können untereinander kommunizieren, um gleich lautende Kennzeichnungen zu vermeiden. Beispiels- weise kann jedes Bauteil mit einem Algorithmus versehen sein, der dazu führt, dass es sich bei den übrigen Bauteilen derselben Generation meldet und seine Kennzeichnung anmeldet. Dasjenige Bauteil, das dies zuerst tut, wird von den übrigen akzeptiert und darf sich zuerst kennzeichnen. Danach wird dieser Vorgang wiederholt und dasjenige Bauteil der Generation, das sich als nächstes bei den übrigen meldet, vergibt sich die nächste Kennzeichnung bis dass alle Bauteile der Generation gekennzeichnet sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass jeweils das Bauteil der höheren Generation, also im genannten Beispiel das erste Bauteil den Bauteilen der zweiten Generation die entsprechenden Kennzeichnungen zuordnet, beispielsweise durch Zuordnung der Generationsnummer und Durchnummerie- rung.
Ein möglicher Kennzeichnungsparameter ist damit die Bezeichnung der Generation des jeweiligen Bauteils, das heißt die Bezeichnung der Anzahl der bis zu seiner Kennzeichnung bereits durchgeführten Kennzeichnungsläufe. Zudem kann ein Kennzeichnungsparameter in einem Zeitstempel bestehen, der beispielsweise den Zeitpunkt der Kennzeichnung bezeichnet.
Als Abschluss des bezeichneten Kennzeichnungsschrittes kann vorteilhaft das erste Bauteil die Kennzeichnungsdaten der zweiten Bauteile erfassen und speichern. Dies kann in der Folge für jedes Bauteil bezüglich der von ihm angesprochenen Bauteile der folgenden Generation gelten.
Zusätzlich oder alternativ kann es auch vorteilhaft sein, dass jedes zweite Bauteil alle Kennzeichnungsdaten der übrigen zweiten Bauteile erfasst und speichert. Auch dies kann für jede folgende Generation gelten, so dass ein Bauteil einer Generation die Kennzeichnungsdaten aller übrigen Bauteile derselben Generation und vorteilhaft zusätzlich auch der übrigen Generationen erfassen und speichern kann.
Damit ist es möglich, von außen über ein Lesegerät die Gruppe von Bauteilen anzusprechen und von einem einzigen Bauteil über dessen Transponder aus der Speichereinrichtung die Daten der gesamten Gruppe abzufragen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in einer Gruppe von Bauteilen nicht alle über Radiofrequenzkommunikation erreichbar sind, da die Bauteile sich gegenseitig abschatten, was beispielsweise der Fall ist, wenn sie als Schüttgut vorliegen und wenigstens teilweise aus Metall bestehen oder zwi- sehen ihnen Teile gelagert sind, die wenigstens teilweise aus Metall bestehen.
Ein ähnliches Problem ergibt sich bei Lagerung der Bauteile in einem metallischen Behälter, da auch dessen metallische Hülle entsprechende Radiofre- quenzkommunikation wenigstens teilweise abschirmt, so dass nur die Bauteile der obersten Schichten von einem Schreib/Lesegerät zu erreichen sind.
Vorteilhaft kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass jedes ungekennzeichnete Bauteil vor seiner Kennzeichnung nur mit demjenigen bereits ge- kennzeichneten Bauteil kommuniziert, das als erstes in Kontakt zu ihm tritt.
Damit wird vermieden, dass die ungekennzeichneten Bauteile konkurrierend mit mehreren Bauteilen einer vorangehend gekennzeichneten Generation Kontakt aufnehmen und damit keine eindeutige Kennzeichnung gewährleis- tet werden könnte.
Da die bereits gekennzeichneten Bauteile eindeutig identifizierbar sind, können die noch ungekennzeichneten Bauteile in ihrer Kommunikation eindeutig festlegen, mit welchem der bereits gekennzeichneten Bauteile, die zu ihnen in Kontakt getreten sind, sie zur Festlegung ihrer eigenen Kennzeichnung kommunizieren wollen. Das beschriebene Verfahren wird in aufeinander folgenden Generationen so lange wiederholt, bis sämtliche Bauteile angesprochen sind, wobei beispielsweise ein mit entsprechenden Bauteilen gefüllter Behälter nach und nach je nach der Reichweite der Kommunikation durchdrungen wird. Die Reichweite der Kommunikation kann beispielsweise durch die Sendestärke oder die Empfangsempfindlichkeit der Transponder festgelegt werden. Die Sendestärke und/oder die Empfangsempfindlichkeit kann bei den Transpon- dern einstellbar sein, um den geordneten Ablauf des Verfahrens zu verbessern.
Die Kommunikation zwischen den Transpondern ist vorteilhafterweise zeitsynchronisiert (z. B. TDMA: Time Division Multiple Access). Durch die zyklische Kommunikation werden Kollisionen vermieden. Für die Übertragung der Signale kann die Frequenzspreizung und das Frequenzsprungverfahren an- gewendet werden. Die Zuverlässigkeit der Übertragung lässt sich im Netzwerk dadurch erhöhen.
Der Kennzeichnungsvorgang wird vorteilhaft von einer gesonderten Sende- und Empfangseinheit oder durch einen Transponder, der z. B. die Funktion als Gateway aufweist, begonnen, der einem die Bauteile enthaltenen Behälter zugeordnet ist und der zu den, noch ungekennzeichneten, Bauteilen der Gruppe in Kontakt tritt, die dann die erste Generation von gekennzeichneten Bauteilen bilden.
Entsprechend können auch die Informationen, die die jeweiligen Bauteile über ihre Kennzeichnungen beziehungsweise die Kennzeichnungen der folgenden Generationen sammeln, in dem Transponder beziehungsweise der Speichereinrichtung gesammelt werden, die dem Behälter zugeordnet sind. Hierzu ist es vorteilhaft vorgesehen, dass jedes Bauteil über seinen Transponder die Kennzeichnungen der von ihm kontaktierten Bauteile er- fasst, speichert und an das Bauteil, von dem es selbst vor seiner Kennzeichnung kontaktiert wurde, weiter gibt.
Zudem kann auch gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass jedes Bauteil mehrere, jeweils seinen Bauteilelementen zugeordnete Transponder aufweist, wobei die jeweils gleichartigen Bauteilelemente zugeordneten Transponder getrennten Klassen angehören.
Beispielsweise kann bei einem Lager den unterschiedlichen Lagerelementen jeweils ein Transponder und eine Speichereinrichtung zugeordnet sein, so dass die einzelnen Lagerelemente wie Innenring, Außenring, Lagerschilde, Dichtung, Käfig und Wälzkörper jeweils die Informationen über ihre eigenen Herstellungsbedingungen und/oder die durchlaufenen Betriebsstunden und Betriebsbedingungen tragen. Diese Informationen können vorteilhaft auch in einem Transponder des Lagers akkumuliert werden, der dann nach dem Zusammenbau des Lagers mit den Transpondern anderer Lager im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens korrespondiert.
Die Transponder können auch nach jeweils getrennten Klassen organisiert werden, so dass beispielsweise alle Transponder von Außenringen der Lager untereinander kommunizieren und die entsprechenden Transponder von Innenringen oder Lagerschilden und so weiter.
Eine individualisierte Kennzeichnung einzelner Lagerteile ist vor der oder gleichzeitig mit der Kennzeichnung der Lager möglich. Die Erfindung bezieht sich zudem auch auf eine Gruppe von Bauteilen mit Transpondern und Speichereinrichtungen, wobei jedes der Bauteile in seiner Speichereinrichtung seine eigene Kennzeichnung sowie Informationen über die Kennzeichnungen aller anderen Bauteile der Gruppe gespeichert hat sowie auf einen Behälter zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Behälter eine für die Kommunikation der Transponder undurchlässige Hülle aufweist und dem Behälter ein Transponder und eine Speichereinrichtung zugeordnet ist.
Zudem bezieht sich die Erfindung auch auf ein Wälzlager mit wenigstens einem Transponder und einer Speichereinrichtung, bei dem die Speichereinrichtung eine individuelle Kennzeichnung enthält, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt ist.
Bei einem Wälzlager kann, sofern einzelne Teile des Lagers jeweils mit Transpondern ausgestattet sind, auch über den Haupttransponder eine Selbstdiagnose durchgeführt werden, indem Informationen über die untergeordneten Transponder beziehungsweise die entsprechenden Bauteile zentral gespeichert und mit später erfassten Daten verglichen werden. Somit kann innerhalb des Lagers ermittelt werden, ob die vorgesehenen Lagerelemente vorhanden sind und sich in einem akzeptablen Zustand befinden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigt
Figur 1 schematisch einen Behälter mit einem aus metallischen Objekten bestehenden Schüttgut; Figur 2 symbolisch ein vermaschtes Netzwerk von Transpondem; Figur 3a ein Wälzlager in einer Seitenansicht;
Figur 3b verschiedene Transponder eines einzelnen Wälzlagers schematisch sowie Figur 4 schematisch eine Darstellung des Selbstkennzeichnungsprozesses der Transponder einer Gruppe von Bauteilen.
Die Figur 1 zeigt schematisch einen metallischen Behälter 1 , der mit einer Gruppe von Bauteilen 2, 3, 4, 5, 11 , 12 teilweise gefüllt ist, wobei die Bautei- Ie ein Schüttgut bilden, lose aufeinander liegen und aus einem Material bestehen, das elektromagnetische Wellen wenigstens teilweise abschirmt, beispielsweise aus Metall.
Die Bauteile können beispielsweise Wälzlager sein, die metallische Kompo- nenten enthalten oder gänzlich aus metallischen Teilen bestehen.
Jedes der Bauteile trägt wenigstens einen Transponder und eine Speichereinrichtung, wobei die einzelnen Transponder mitsamt der jeweiligen Speichereinrichtung als Punkte in der Mitte der Bauteile schematisch darge- stellt sind. Ein derartiger Transponder kann Signale empfangen und aussenden. Handelt es sich um einen RFID-Transponder, so ist eine so genannte Luftschnittstelle im Radiofrequenzbereich unter Verwendung elektromagnetischer Wellen vorgesehen. Es sind jedoch auch andere Funksignale zur Informationsübertragung denkbar. Grundsätzlich sind auch andere nicht lei- tungsgebundene Signale zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar wie beispielsweise Infrarot- oder Ultraschallwellen. Soll ermittelt werden, welche Bauteile in dem Behälter 1 vorhanden sind oder um welchen Behälter es sich handelt, so kann durch eine Sende- und Empfangseinheit 10 ein Anfragesignal in den Behälter 1 gesendet und auf eine Antwort gewartet werden. Enthalten die einzelnen Bauteile 2, 3, 4, 5 oder der Transponder 21 Kennzeichnungen, so können sie sich auf die Anfrage der Sende- und Empfangseinheit 10 identifizieren und entsprechende Signale zurücksenden.
Die weiter unten in dem Behälter liegenden Bauteile 11 , 12 werden das An- f ragesignal der Sende- und Empfangseinheit 10 nicht erhalten, da sie durch die über ihnen liegenden Bauteile elektromagnetisch abgeschirmt sind. Entsprechend ist es schwierig, durch einen Abfrageprozess festzustellen, welche Bauteile insgesamt in dem Behälter lagern.
Diesem Problem hilft die Erfindung dadurch ab, dass die Bauteile als ver- maschtes Netzwerk organisiert sind. Hierzu treten die Bauteile zueinander in Kontakt, das heißt, wegen der begrenzten Reichweite der Transponder tritt jedes einzelne Bauteil zu den übrigen Bauteilen in Kontakt, die es über seinen Transponder erreichen kann.
Daraufhin kopiert jedes Bauteil die von seinen erreichbaren Nachbarn erhaltenen Informationen in die Speichereinrichtung seines eigenen Transpon- ders und gibt diese Informationen an alle erreichbaren Nachbarn weiter. Nach mehreren Iterationsschritten dieser Kommunikation enthalten damit die Speichereinrichtungen aller in dem Behälter 1 befindlichen Bauteile Informationen über alle Bauteile. Eine Abfrage durch die Sende- und Empfangseinheit 10 kann danach jedes der Bauteile erreichen und von diesem die Zahl und Identität aller in dem Behälter befindlichen Bauteile abfragen.
Damit dieser beschriebene Kommunikationsprozess funktioniert muss zunächst sichergestellt werden, dass die einzelnen Bauteile sich in einem Ini- tialisierungsprozess kennzeichnen, soweit dies nicht schon früher geschehen ist. Dazu kann von der Sende- und Empfangseinheit 10, wie in der Figur 2 dargestellt, ein Initialisierungsimpuls an die Bauteile gesendet werden, der von einem der Bauteile 2 zuerst empfangen und quittiert wird. Diesem Bauteil 2 wird dann von der Sende- und Empfangseinheit 10 ein Zeitstempel geschickt, der in der Speichereinrichtung des Transponders des Bauteils 2 gespeichert wird. Das Bauteil erhält die Information, dass es das erste gekennzeichnete Bauteil ist und speichert diese Information als Teil der Selbst- kennzeichnung. Es ist somit als Bauteil 1 der Generation 1 identifiziert.
Im nächsten Schritt sendet das Bauteil 2 innerhalb der Reichweite seines Transponders einen zweiten Initialisierungsimpuls, der von den Bauteilen 3, 4, 5, 13 empfangen wird. Die einzelnen Bauteile 3, 4, 5 13 nummerieren sich nach einem festgelegten Algorithmus durch, der beispielsweise berücksichtigen kann, in welcher Reihenfolge die Bauteile den zweiten Initialisierungsimpuls von dem Bauteil 2 erhalten haben oder in welcher Reihenfolge sie diesen quittiert haben.
Danach hat jedes der Bauteile 3, 4, 5, 13 die Nummer seiner Generation, nämlich die Zahl 2, sowie eine laufende Nummer und einen Zeitstempel gespeichert. Diese Größen werden zusätzlich an das Bauteil 2 geschickt sowie unter den Bauteilen 3, 4, 5, 13 ausgetauscht. Somit verfügen jetzt alle Bauteile der ersten und zweiten Generation über Informationen über die Identität der bereits gekennzeichneten Bauteile. Jedes der Bauteile 3, 4, 5, 13 sendet nun seinerseits einen dritten Initialisierungsimpuls an die potentiellen Bauteile der dritten Generation. Zur Kennzeichnung erhalten diese die Zahl 3 als Nummer der Generation sowie beispielsweise die Identität des Bauteils, das sie kontaktiert hat, sowie einen Zeitstempel. Auch diese Informationen werden sowohl innerhalb einer Generation als auch zu den übergeordneten Generationen mitgeteilt, so dass am Ende des beschriebenen iterativen Prozesses sämtliche Bauteile in dem Behälter 1 die Informationen über alle Bauteile enthalten.
Die Figur 3a zeigt beispielhaft ein Wälzlager, wie dies beispielsweise als Schüttgut in dem Behälter 1 vorliegen kann. Derartige Wälzlager weisen üblicherweise einen Außenring 14, einen Innenring 15, Dichtung 23 sowie Wälzkörper 16 und einen Käfig 22 zur Führung der Wälzkörper auf, wobei die meisten Bestandteile eines Wälzlagers zumindest im höheren Belas- tungsbereich aus Metall bestehen.
Bei dem gezeigten Wälzlager sind zudem Transponder 17 im Außenring sowie 18 im Innenring dargestellt. Die Wälzkörper 16, der Käfig 22 und die Dichtung 23 können ebenfalls entsprechende Transponder aufweisen. Die Transponder der verschiedenen Bestandteile eines Lagers können zueinander in Kommunikation treten, so dass die Information über die verschiedenen Bauteile ausgetauscht und beispielsweise in einem hierarchisch priorisierten Transponder gespeichert werden können.
In der Figur 3b ist eine solche Struktur von Transpondem gezeigt, wobei der hierarchisch priorisierte Transponder mit 17 bezeichnet ist, während die untergeordneten Transponder mit 18, 19, 20 bezeichnet sind. Das System kann so eingerichtet sein, dass hauptsächlich der priorisierte Transponder 17 nach außen mit anderen Wälzlagern kommuniziert und die untergeordne- ten Transponder 18, 19, 20 nur zur Kommunikation innerhalb eines Lagers vorgesehen und befähigt sind. Dies kann beispielsweise durch eine Codierung oder getrennte Frequenzbereiche der entsprechenden Transponder realisiert werden.
Damit wird eine Selbstdiagnose des Wälzlagers möglich, indem beispielsweise Zeitstempel der einzelnen Transponder und damit Herstellungszeiten der Bestandteile des Lagers erfasst und abgeglichen werden können. Auch das Fehlen von Teilen kann auf diese Weise automatisiert festgestellt werden.
Insgesamt kann jedes Wälzlager durch den beschriebenen automatisierten Prozess sich selbst unter Verwendung eines Zeitstempels kennzeichnen, so dass beispielsweise innerhalb eines Behälters eine Produktionscharge eine bestimmte, auch später nach einem gewissen Verschleiß der Lager abfrag- bare Gruppenkennzeichnung trägt. Aufgrund dieser Kennzeichnung kann jedes Lager später identifiziert und bezüglich seiner Standzeit analysiert werden. Auch die Herkunft beziehungsweise Produktionscharge jedes Lagers kann somit nach verfolgt werden. Sollten einzelne Chargen Probleme aufweisen, so können die zugehörigen Lager leicht identifiziert und ausge- tauscht werden.
Figur 4 zeigt noch einmal schematisch den Vorgang der Selbstkennzeichnung, wobei mehrere Reihen von Transpondern untereinander dargestellt sind und jede Reihe eine Generation darstellt. Die Sende- und Empfangs- einheit 10 gehört dabei nicht zu den zu kennzeichnenden Bauteilen sondern gibt nur den Initialisierungsimpuls für die Kennzeichnung. Alle Transponder 30, 31 , 32, 33, die ihren Initialisierungsimpuls direkt von der Sende- und Empfangseinheit 10 erhalten, gehören zur ersten Generation und kennzeichnen sich entsprechend inklusive Generationsnummer, Zeitstempel und Durchnummerierung.
Jeder dieser Transponder 30, 31 , 32, 33 versucht nun, die innerhalb seiner Reichweite liegenden übrigen Transponder 34, 35 zu erreichen, denen die nächste Generationsnummer samt aktualisiertem Zeitstempel und Durchnummerierung zugeordnet wird. Wird ein Transponder der zweiten Generati- on von mehreren Transpondern der ersten Generation kontaktiert, so wird eine Prioritätsregelung befolgt, die beispielsweise darin bestehen kann, dass der Transponder mit demjenigen Transponder der höheren Generation in Kontakt tritt, der ihn zuerst kontaktiert hat. Es sind jedoch auch andere Prioritätsregelungen denkbar.
Dadurch, dass jeder Transponder nach seiner eigenen Selbstkennzeichnung nur einmal einen Initialisierungsimpuls an seine benachbarten Transponder abgibt, ist sicher gestellt, dass der gesamte Selbstkennzeichnungsprozess nach endlicher Zeit beendet wird.
Die Kennzeichnungsdaten werden dann über alle Generationen mitgeteilt, so dass jeder der Transponder Daten über alle übrigen Transponderkennzeich- nungen beziehungsweise Bauteilkennzeichnungen enthält.
Werden später gekennzeichnete Bauteile in einen Behälter gefüllt, so können diese sich durch Ausbildung eines vermaschten Netzes ähnlich wie bei der Selbstkennzeichnung sehr schnell organisieren und sich gegenseitig über das gebildete Netzwerk darüber informieren, welche Bauteile in dem Behälter vorhanden sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass auch bei ge- genseitiger Abschirmung mittels eines Senders/Empfängers durch Ansprechen wenigstens eines Bauteils Informationen über den Gesamtinhalt des Behälters erfasst werden können.
Durch die Erfindung wird damit ohne organisatorischen Aufwand die Selbstorganisation einer Gruppe von Bauteilen sowohl bei der ersten Kennzeichnung als auch später bei einer beliebigen Erfassung wesentlich vereinfacht.
Bezugszeichenliste
1 metallischer Behälter
2, 3, 4, 5, 11, 12, 13 Bauteile 10 Sende- und Empfangseinheit
14 Außenring
15 Innenring
16 Wälzkörper
17 priorisierter Transponder 18, 19, 20 untergeordnete Transponder
21 Transponder für Behälter
30, 31 , 32, 33, 34, 35 Transponder

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kennzeichnung mehrerer Bauteile (2, 3, 4, 5, 11 , 12, 13), von denen jedes über jeweils wenigstens einen Transponder (6, 7, 8, 9) sowie eine Speichereinrichtung verfügt, wobei ein erstes gekennzeichnetes Bauteil (2) mit zweiten, in seiner Reichweite angeordneten Bauteilen (3, 4, 5, 13) in Kontakt tritt, diesen Informationen übermittelt und wobei diese sich unter Berücksichtigung der von dem ersten Bauteil übermittelten Bauteilen übermittelten Informationen je- weils selbst kennzeichnen und wobei wenigstens ein zweites Bauteil nach seiner Kennzeichnung zu weiteren, noch nicht gekennzeichneten Bauteilen innerhalb seiner Reichweite in Kontakt tritt, um deren Kennzeichnung zu bewirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bauteile (3, 4, 5, 13) bei ihrer Selbstkennzeichnung jeweils individuell mit dem ersten Bauteil (2) kommunizieren um gleich lautende Kennzeichnungen zu vermeiden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bauteile (3, 4, 5, 13) bei ihrer Selbstkennzeichnung jeweils mit den übrigen zweiten Bauteilen kommunizieren, um gleich lautende Kennzeichnungen zu vermeiden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (2) die Kennzeichnungen der zweiten Bauteile (3, 4, 5, 13) erfasst und speichert.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der zweiten Bauteile (3, 4, 5, 13) alle Kennzeichen der zweiten Bauteile (3, 4, 5, 13) erfasst und speichert.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kennzeichnungsparameter ein Zeitstempel ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kennzeichnungsparameter die Bezeichnung der Generation des jeweiligen Bauteils, das heißt, die Bezeichnung der Anzahl der bis zu seiner Kennzeichnung bereits durchgeführten Kennzeichnungsläufe enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes ungekennzeichnete Bauteil vor seiner Kennzeichnung nur mit demjenigen bereits gekennzeichneten Bauteil kommuniziert, das als erstes in Kontakt zu ihm tritt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Kennzeichnung ein Transponder (21), der einem die Bauteile enthaltenden Behälter (1) zugeordnet ist, zu wenigstens einem ersten ungekennzeichneten Bauteil in Kontakt tritt.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Kennzeichnung eine
Sende- und Empfangseinheit (10) zu wenigstens einem ersten ungekennzeichneten Bauteil in Kontakt tritt.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bauteil (2, 3, 4, 5, 13) über seinen Transponder (6, 7, 8, 9) die Kennzeichnungen der von ihm kontaktierten Bauteile erfasst, speichert und an das Bauteil, von dem es selbst vor seiner Kennzeichnung kontaktiert wurde, weiter gibt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bauteil mehrere, jeweils seinen Bauteilelementen zugeordnete Transponder (17, 18, 19, 20) aufweist, wobei die jeweils gleichartigen Bauteilelementen zugeordneten Transponder unterscheidbaren Klassen angehören.
13. Gruppe von Bauteilen (2, 3, 4, 5, 13) mit Transpondern (6, 7, 8, 9) und Speichereinrichtungen, wobei jedes der Bauteile in seiner Speichereinrichtung seine eigene Kennzeichnung sowie Informationen über die Kennzeichnungen aller anderen Bauteile der Gruppe gespeichert hat.
14. Behälter (1) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der An- Sprüche 1 bis 12, wobei der Behälter eine für die Kommunikation der
Transponder undurchlässige Hülle aufweist und dem Behälter ein Transponder (21) und eine Speichereinrichtung zugeordnet ist.
15. Wälzlager (14, 15, 16, 22, 23) mit wenigstens einem Transponder (17, 18, 19, 20) und einer Speichereinrichtung, bei dem die Speichereinrichtung eine individuelle Kennzeichnung enthält, die durch ein Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 12 erzeugt ist.
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