EP3839137B1

EP3839137B1 - Saugwalze

Info

Publication number: EP3839137B1
Application number: EP20214944.9A
Authority: EP
Inventors: Peter Eckerstorfer; Anton Luger; Markus Ecker
Original assignee: Roechling Industrial Oepping GmbH and Co KG
Current assignee: Roechling Industrial Oepping GmbH and Co KG
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2025-03-26
Anticipated expiration: 2040-12-17
Also published as: EP3839137A1; AT522782B1; US11441270B2; US20210189653A1; EP3839137C0; PL3839137T3; AT522782A4; ES3029841T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugwalze.
Eine Saugwalze (suction roll), welche zur Entwässerung von Bahnmaterial beispielsweise bei Papiermaschinen eingesetzt wird, weist einen mit Öffnungen versehenen metallischen Walzenmantel und im Inneren zumindest einen Saugkasten auf. Der Saugkasten ist ortsfest im Inneren der Saugwalze montiert, wobei der mit Löchern versehene Walzenmantel um den Saugkasten rotiert. Um den Saugkasten gegenüber dem Walzenmantel abzudichten, weist dieser seitlich Dichtleisten auf, die das Innere des Saugkastens gegenüber dem restlichen Volumen der Saugwalze abdichten und zwar in Längsrichtung der Saugwalze. In Umfangsrichtung der Saugwalze wird der Saugkasten an seinen beiden Enden durch Formatbegrenzer begrenzt und gegenüber dem Walzenmantel abgedichtet.
Im Inneren der Saugwalze können Sensoren und Aktuatoren vorhanden sein, welche mit einer außerhalb der Saugwalze angeordneten Steuerungseinheit verbunden sind und welche mit elektrischer Energie zu versorgen sind.
Die DE102004059028A1 offenbart ein Dichtleistensystem mit Verschleißanzeigeeinrichtung.
Die EP0990865A2 betrifft ein Messsystem zur Bestimmung des Feuchtegehalts einer Faserstoffbahn, wobei ein Sender und Empfänger gemeinsam einen Sensor ausbilden, wobei der Empfänger Licht oder Strahlung des Senders empfängt. Der Sender überträgt keine Daten an den Empfänger, sondern eine Hilfsenergie, welche nach Passieren der Materialbahn (oder nach Reflexion an der Materialbahn) als Messsignal am Eingang des Empfängers anliegt. Die Hilfsenergie des Senders an sich enthält keine Daten. Ein Messwert liegt erst am Ausgang des Empfängers vor.
Aus der US2017254019 (A1 ) und der US2017254020 (A1 ) der Anmelderin ist es beispielsweise bekannt im Inneren der Saugwalze Temperatursensoren anzuordnen, welche gemeinsam mit einer Batterie und einem Mikrochip an einer Leiterplatine angeordnet sind. Der Mikrochip ist mit einem Funkmodul versehen, sodass dieser Daten an einen außerhalb der Saugwalze vorgesehenen Miniserver senden kann. Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass die direkte Funkübertragung von Funkmodul zum Miniserver Signalstörungen unterliegen kann.
Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist es, den Datenaustausch zwischen Sensoren und/oder Aktuatoren und einer außerhalb der Saugwalze angebrachten Vorrichtung insbesondere Steuerungseinheit zu verbessern.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Saugwalze gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
Als erfindungsgemäße Verbesserung wird eine Saugwalze vorgeschlagen, welche im Raum innerhalb ihres Walzenmantels zumindest einen Sender aufweist, von welchem Sender Daten drahtlos an einen Empfänger gesendet werden, welcher ebenfalls im Raum innerhalb des Walzenmantels vorliegt und wobei die Saugwalze zusätzlich Mittel (in Form einer oder mehrerer zusätzlicher Komponenten) aufweist, um Daten aus der Saugwalze heraus und/oder in die Saugwalze hinein zu übertragen.
Als Raum innerhalb des Walzenmantels ist jener Raum zu verstehen, welcher von der inneren Mantelfläche des Walzenmantels eingeschlossen ist. Der Walzenmantel selbst und insbesondere Sensoren und/oder Sender und/oder Empfänger im Walzenmantel liegen nicht in besagtem Raum vor und sind somit von der gegenständlichen Erfindung nicht umfasst bzw. durch diese Definition abgegrenzt.
Bei besagten Mitteln bzw. Komponenten kann es sich um Leitungen, beispielsweise elektrisch oder optisch handeln zur draht- bzw. leitergebundenen Datenübertragung, oder um Mittel bzw. Komponenten zur drahtlosen Datenübertragung. Als Mittel bzw. Komponenten können Sender, Empfänger, Transceiver, elektrische Leiter, Kabel, Lichtleiter, Buchsen, Stecker, Router, Multiplexer, Demultiplexer und andere in der Datenübertragung gebräuchliche Bauteile und Geräte Verwendung finden. Über das Mittel oder die Komponente lässt sich eine Datenverbindung zwischen den elektronischen Bauteilen innerhalb der Saugwalze und einer außerhalb der Saugwalze angeordneten Vorrichtung insbesondere einer Datenverarbeitungsanlage, einem Server, einem Benutzerendgerät oder einer Steuerungseinheit für die Saugwalze herstellen.
Gemäß einer Alternative der Erfindung umfasst die Saugwalze zumindest einen Sensor, wobei Daten des Sensors vom Sender an den Empfänger gesendet werden und besagte zusätzliche Komponente Daten vom Empfänger aus der Saugwalze heraus überträgt. Die Daten können dabei direkt vom Empfänger stammen, oder in der Saugwalze bereits verarbeitet oder aufbereitet werden. Gemäß einer anderen Alternative der Erfindung umfasst die Saugwalze zumindest einen Aktuator, wobei besagte zusätzliche Komponente Daten in die Saugwalze hinein überträgt und wobei diese Daten vom Sender an den Empfänger gesendet werden, welcher mit dem Aktuator in Datenverbindung ist. Die Daten können dabei direkt vom zusätzlichen Mittel bzw. der zusätzlichen Komponente zum Sender gelangen, oder zuvor in der Saugwalze verarbeitet oder aufbereitet werden.
Bevorzugt weist die Saugwalze im Raum innerhalb des Walzenmantels zumindest zwei miteinander drahtlos kommunizierende Transceiver auf, wobei einer davon über besagtes zusätzliches Mittel bzw. besagte zusätzliche Komponente mit einer Vorrichtung außerhalb der Saugwalze in Datenverbindung ist und der andere mit zumindest einem Sensor und/oder Aktuator.
Insbesondere wird eine Saugwalze vorgeschlagen, welche im Raum innerhalb ihres Walzenmantels zumindest einen Sender aufweist, von welchem Sender Daten drahtlos an einen Empfänger gesendet werden, welcher ebenfalls im Raum innerhalb des Walzenmantels vorliegt und wobei der Empfänger oder der Sender mit einer außerhalb der Saugwalze angeordneten Steuerungseinheit in Datenverbindung ist. Bevorzugt umfasst die Saugwalze zumindest einen Sensor, wobei Daten des Sensors vom Sender an den Empfänger gesendet werden und der Empfänger mit der Steuerungseinheit in Datenverbindung ist. Bevorzugt umfasst die Saugwalze zumindest einen Aktuator, wobei Daten der Steuerungseinheit vom Sender an den Empfänger gesendet werden und der Sender mit der Steuerungseinheit in Datenverbindung ist.
Bevorzugt ist zumindest ein Sensor ausgewählt aus der Gruppe von Sensoren umfassend: Temperatursensor, Verschleißsensor, Distanzsensor, Durchflusssensor, Schwingungssensor, Schallsensor, Deformationssensor, Positionssensor. Der Sensor kann auch ein optischer Sensor sein, beispielsweise in Form einer Kamera.
Bevorzugt weist die Saugwalze im Raum innerhalb des Walzenmantels zumindest zwei miteinander drahtlos kommunizierende Transceiver auf, wobei einer davon mit der Steuerungseinheit in Datenverbindung ist und der andere mit zumindest einem Sensor und/oder Aktuator.
Bevorzugt erfolgt von zumindest einem Sender und/oder Empfänger, welcher mit Steuerungseinheit in Datenverbindung ist, eine kontaktlose elektrische Energieübertragung an einen Sender und/oder Empfänger, welcher zumindest mit einem Sensor oder Aktuator in Datenverbindung ist.
Bevorzugt erfolgt die elektrische Energieversorgung zumindest eines Sensors, Aktuators oder eines diesen zugeordneten Energiespeichers durch kontaktlos übertragen Energie.
Bevorzugt ist am oder im Dichtleistenhalter der Saugwalze ein elektrische Energie kontaktlos übertragendes Element angeordnet. Bevorzugt ist in einem weiteren Element ausgewählt aus: einem Element des Schmierwassersystems; einem Element des Anstellsystems; oder der Dichtleiste ein diese elektrische Energie kontaktlos empfangendes Element angeordnet, welches einen Sensor oder Aktuator oder einen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt.
Bevorzugt ist am oder im Dichtleistenhalter der Saugwalze ein Empfänger angeordnet. Bevorzugt ist in einem weiteren Element ausgewählt aus: einem Element des Schmierwassersystems; einem Element des Anstellsystems; dem Dichtleistenhalter selbst oder der Dichtleiste ein Sender angeordnet, welcher Sensordaten an den Empfänger übermittelt.
Eine Vorrichtung, in welcher das erfindungsgemäße Übertragungssystem verwendet werden kann, besteht aus einer Saugwalze, in deren Inneren ein Saugkasten angebracht ist, welcher seitlich durch Dichtleisten begrenzt ist. Jeder Dichtleiste ist bevorzugt eine Schmierwasserzuführung zugeordnet, welche in Laufrichtung gesehen vor der Dichtleiste Schmierflüssigkeit in Richtung der Innenseite des löchrigen Mantels der Saugwalze einbringt. Jede Dichtleiste weist bevorzugt zumindest einen Aktuator auf, über den der Anstelldruck der Dichtleiste an die innere Mantelfläche der Saugwalze veränderbar ist. Die in Laufrichtung gesehen zweite, hintere Dichtleiste weist bevorzugt zusätzlich einen zweiten Aktuator auf über welchen der Öffnungswinkel des Spaltes zwischen Dichtleiste und Saugwalzenmantel veränderbar ist. Die in Laufrichtung gesehen zweite, hintere Dichtleiste weist bevorzugt einen elektroakustischen Wandler auf, welcher bevorzugt in den Halter der Dichtleiste integriert und somit vor Feuchtigkeit geschützt ist. Bevorzugt ist vorgesehen, die Daten der Sensoren in einer Steuerungseinheit, bevorzugt einem Miniserver oder einer SPS, zu verarbeiten und die Aktuatoren durch die Steuerungseinheit, insbesondere den Miniserver oder die SPS, anzusteuern. Ein Miniserver ist eine miniaturisierte Datenverarbeitungsanlage mit Ein- und Ausgangsmodulen und Möglichkeiten zur digitalen Kommunikation insbesondere zur drahtlosen Kommunikation mit Ein- und Ausgabegeräten und anderen Datenverarbeitungsanlagen eines Netzwerks. Als Steuerungseinheit kann auch eine SPS dienen.
Bevorzugt wird die Temperatur der Dichtleiste gemessen. Bevorzugt wird der Schmierwassereinsatz bzw. die Schmierwassermenge in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur gesteuert bzw. geregelt. Dazu kann die Temperatur an einem oder mehreren Punkten der Dichtleiste gemessen werden.
Jeder Dichtleiste kann ein Spritzrohr zugeordnet sein, welches in den Dichtleistenhalter integriert sein kann.
Im Spritzrohr oder in der zum Spritzrohr führenden Leitung kann ein Durchflusssensor vorhanden sein, welcher in Datenverbindung mit dem Miniserver sein kann, um die Menge an eingesetztem Spritzwasser in Echtzeit zu überwachen. Die Durchflussmenge wird vom Miniserver beispielsweise durch Verstellung eines Ventils geregelt oder gesteuert.
Ein kombiniertes Regelungsverfahren aller Teilbereiche kann umfasse: die Messung der Temperatur in den Dichtleisten, Messung des Vakuums im Saugkasten, Messung des Schallpegels nach der zweiten Dichtleiste, Regelung des Anstelldrucks der Dichtleisten, Regelung der Schmierwassermenge und Regelung des Öffnungswinkels der zweiten Dichtleiste.
In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen im Raum innerhalb des Walzenmantels der Saugwalze zumindest eine Kamera vorzusehen.
Eine oder mehrere Kameras können vor, nach oder im Saugkasten angebracht sein. Die Kameras sind bevorzugt jeweils auf den Walzenmantel ausgerichtet, insbesondere auf den Walzenmantel und eine Dichtleiste. Mit den Kameras können beispielsweise die Entwässerungsverteilung, Strömungen, Fehlerzustände und/oder Verstopfungen der Perforationen des Walzenmantels erkannt werden. Bevorzugt werden Daten, insbesondere Bildaufnahmen, zumindest einer Kamera innerhalb der Saugwalze drahtlos, insbesondere per Funk von einem Sender an einen Empfänger übertragen. Bevorzugt weist zumindest eine Kamera einen drahtlos, insbesondere Funk-Sender auf.
Bevorzugt weist die Saugwalze gesteuerte oder geregelte Formatbegrenzer auf. Bevorzugt umfasst zumindest ein Formatbegrenzer der Saugwalze einen Sensor oder Messanordnung zur Abstands- und/oder Positionsmessung auf.
In einer Ausführungsvariante wird der Abstand des Formatbegrenzers zum Walzenmantel gemessen.
In einer Ausführungsvariante wird die Position des Formatbegrenzers in Längsrichtung der Saugwalze ermittelt.
Bevorzugt werden die Daten der Abstands- und/oder Positionsmessung drahtlos innerhalb der Saugwalze von einem Sender zu einem Empfänger übermittelt.
Bevorzugt weist zumindest ein Formatbegrenzer zumindest einen Aktuator zur Positionsverstellung auf.
In einer Ausführungsvariante wird der Abstand des Formatbegrenzers zum Walzenmantel verstellt.
In einer Ausführungsvariante wird die Position des Formatbegrenzers in Längsrichtung der Saugwalze verstellt.
Bevorzugt werden die Steuer- und/oder Regelungsbefehle an den Aktuator zur Abstands- und/oder Positionsverstellung oder Regelung drahtlos innerhalb der Saugwalze von einem Sender zu einem Empfänger übermittelt.
Bevorzugt erfolgt die Kommunikation digital.
Die Saugwalze weist bevorzugt verstellbare Formatbegrenzer auf. Formatbegrenzer sind Dichtelemente, welche einen bogenförmigen Verlauf ihrer Dichtfläche aufweisen und mit dieser in Umfangsrichtung an der inneren Mantelfläche des Walzenmantels anliegen. Die Formatbegrenzer dichten somit den Bereich zwischen zwei Dichtleisten in Umfangsrichtung des Walzenmantels ab.
Bevorzugt liegt zumindest ein Formatbegrenzer zwischen den Dichtleisten vor und weist eine Schmiermittelsystem auf, welches Schmiermittel auf oder in jenem Bereich einbringt, an welchem der Formatbegrenzer am Walzenmantel anliegt. Bevorzugt umfasst die Schmiermittelzuführung zumindest einen Sensor (beispielsweise Drucksensor, Flusssensor oder Temperatursensor). Bevorzugt werden die Daten zumindest eines Sensors drahtlos innerhalb der Saugwalze von einem Sender zu einem Empfänger übertragen.
Bevorzugt umfasst die Schmiermittelzuführung zumindest einen Aktuator. Bevorzugt werden die Steuer- und/oder Regelungsbefehle an zumindest einen Aktuator drahtlos innerhalb der Saugwalze von einem Sender zu einem Empfänger übertragen.
Die Erfindung umfasst Elemente einer Saugwalze, ausgewählt aus der Gruppe von Elementen umfassend: Dichtleiste; Dichtleistenhalter; Formatbegrenzer; Saugkasten; Anstellvorrichtung; oder Schmiermittelsystem, wobei das Element zumindest einen Sensor und/oder Aktuator umfasst, welcher mit einem Empfänger und/oder Sender in Datenverbindung steht, welcher innerhalb des von der inneren Mantelfläche des Walzenmantels eingeschlossenen Raumes vorliegt.
Die Erfindung umfasst Elemente einer Saugwalze, ausgewählt aus der Gruppe von Elementen umfassend: Dichtleiste; Dichtleistenhalter; Formatbegrenzer; Saugkasten; Anstellvorrichtung; oder Schmiermittelsystem, wobei das Element zumindest einen Sensor und/oder Aktuator umfasst und zudem einen Empfänger und/oder Sender aufweist, wobei der Empfänger dazu ausgelegt ist, Daten eines innerhalb der Saugwalze angeordneten Senders zu empfangen und der Sender dazu ausgelegt ist Daten an einen innerhalb der Saugwalze angeordneten Empfänger zu senden.
Bevorzugt ist der Sender des Elements so dimensioniert, bzw. dessen Sendeleistung zu gewählt, dass dessen Signal nicht an die Außenseite der Saugwalze gelangt oder an der Außenseite nicht zuverlässig empfangbar ist. Beispielsweise ist dies der Fall, wenn die Art des Signals nicht geeignet ist, um den Walzenmantel und/oder den Deckel zu durchdringen, wie beispielsweise optische Drahtlossignale. Beispielsweise ist dies auch der Fall, wenn die Sendeleistung zu gering ist, beispielsweise bei RFID Sendern.
Bevorzugt werden die Signale der innerhalb der Saugwalze angeordneten Sender durch den Walzenmantel und die Walzendeckel gegenüber der Umgebung abgeschirmt. Dies gilt natürlich nur für jene Sender, welche für die Drahtloskommunikation mit einem innerhalb der Saugwalze angeordneten Empfänger bestimmt sind.
Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen veranschaulicht:

Fig. 1:: Zeigt den Aufbau einer beispielhaften Dichtleiste mit Temperatursensoren mit Verschleißerkennung.
Fig. 2:: zeigt schematisch ein beispielhaftes Dichtleistensystem.
Fig. 3:: Zeigt schematisch eine beispielhafte Dichtvorrichtung einer Saugwalze.
Fig. 4:: veranschaulicht schematisch erfindungsgemäße Ausführungsvarianten.
Fig. 5:: veranschaulicht schematisch weitere erfindungsgemäße Ausführungsvarianten.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausführungsformen, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf diese speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander und eine Kombination einer Ausführungsform mit der oben angeführten allgemeinen Beschreibung möglich sind. Diese weiteren möglichen Kombinationen müssen nicht explizit erwähnt sein, da diese weiteren möglichen Kombinationen aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegen.
In Fig. 1 ist die Dichtleiste 1 mit integrierten Temperatursensoren 2 gezeigt. Wie nach dem Stand der Technik bekannt ist, können in der Dichtleiste 1 mehre Sensoreinheiten 3 integriert sein, wobei jede Sensoreinheit 3 mehrere Temperatursensoren 2 aufweist. Bezüglich der oberen Fläche, also der Reib- bzw. Friktionsfläche der Dichtleiste 1 weisen die Temperatursensoren 2 unterschiedliche Abstände auf. Die Sensoreinheiten 3 umfassen je eine Leiterplatte 4, Temperatursensoren 2 und einen Mikrochip 5 mit integriertem Funkmodul.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, außerhalb der Saugwalze einen Funkempfänger zu positionieren, welcher die Daten von den Sensoreinheiten 3 über Funk empfängt. Nachteilig daran ist, dass die Funkübertragung durch den metallischen Walzenmantel gestört wird.
Als erfindungsgemäße Verbesserung wird vorgeschlagen, den Funkempfänger innerhalb der Saugwalze zu positionieren.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Sensoreinheit 3 mit einer Batterie zu versehen, damit eine Verdrahtung innerhalb der Dichtleiste 1 unterbleiben kann. Nachteilig daran ist, dass die Batterie leer werden kann.
Als erfindungsgemäße Verbesserung wird vorgeschlagen, die Sensoreinheit mit einem Empfänger für eine drahtlose Energieübertragung zu versehen und in dessen Nähe einen Sender zur drahtlosen Energieübertragung vorzusehen. Bevorzugt kann die Sensoreinheit ein Akkumulator aufweisen, um bei Unterbrechungen der Energieübertragung die Energieversorgung der Sensoreinheit 3 sicherzustellen.
Die Dichtleiste 1 umfasst zumindest eine Sensoreinheit 3, vorzugsweise weist die Dichtleiste 1 mehrere Sensoreinheiten 3 auf, um die Temperatur an mehreren Punkten der Dichtleiste 1 messen zu können.
In Fig. 2 ist ein beispielhaftes Dichtleistensystem veranschaulicht, welches bevorzugt in Bewegungsrichtung des Walzenmantels 6 gesehen als erstes Dichtleistensystem eines Saugkastens 7 zum Einsatz kommt. Das Dichtleistensystem besteht aus einer Dichtleiste 1 welche in der Nut eines Dichtleistenhalters 8 beweglich aufgenommen ist. In der Nut befindet sich unterhalb der Dichtleiste 1 ein beispielsweise als Druckschlauch ausgebildetes Anstellelement 9. Vor der Dichtleiste 1 ist der Dichtleistenhalter 8 mit einem Schmiermittelsystem versehen, welches Sprühdüsen 10 aufweist, über welche das Schmiermittel insbesondere Schmierwasser durch ein beispielsweise in den Dichtleistenhalter 8 integriertes Spritzrohr 11 eingebracht wird. Bevorzugt ist beim, am oder im Schmiermittelsystem ein Schmiermittelsensor 12 angebracht, dessen Messwert Aufschluss über zumindest einen Parameter des Schmiermittelsystems bietet, beispielsweise die Durchflussmenge oder den Druck des Schmiermittels. Bevorzugt weist der Schmiermittelsensor 12 ein Funkmodul auf.
In die Dichtleiste 1 ist bevorzugt zumindest eine Sensoreinheit 3 integriert, bzw. eingesetzt. Über den Druck im Druckschlauch kann der Anstelldruck, mit welchem die Dichtleiste 1 gegen die Innenseite des Walzenmantels 6 gedrückt wird, verändert werden. Bevorzugt ist beim, am oder im Anstellelement 9 ein Anstellsensor 13 angebracht, dessen Messwert Aufschluss über den Anstelldruck oder die Anstellkraft bietet. Bevorzugt weist der Anstellsensor 13 ein Funkmodul auf. Bevorzugt ist am oder im Druckschlauch zumindest ein Temperatursensor angeordnet, welcher zur Überwachung des Betriebszustandes dienen kann.
In Fig. 3 ist schematisch der Aufbau eines Saugkastens 7 mit zwei beispielhaften Dichtleistensystemen gezeigt. Die Bewegungsrichtung des Walzenmantels 6 ist durch einen Pfeil angedeutet. Das in Bewegungsrichtung gesehen vordere erste Dichtleistensystem ist gemäß Fig. 2 ausgeführt.
In Fig. 3 ist zudem ein zweites beispielhaftes Dichtleistensystem gezeigt, welches bevorzugt in Bewegungsrichtung der Saugwalze gesehen als zweites Dichtleistensystem eines Saugkastens 7 zum Einsatz kommt. Das Dichtleistensystem besteht aus einer Dichtleiste 1, welche entlang der unteren Vorderkante einen Steg aufweist, welcher in der Nut eines Dichtleistenhalters 8 beweglich aufgenommen ist. In der Nut befindet sich unterhalb des Steges der Dichtleiste 1 ein Anstellelement 9. Vor der Dichtleiste 1 ist der Dichtleistenhalter 8 mit einem Schmierwassersystem versehen, welches Sprühdüsen 10 aufweist, über welche das Schmierwasser durch ein Spritzrohr 11 eingebracht wird. In die Dichtleiste 1 ist bevorzugt zumindest eine Sensoreinheit 3 integriert, bzw. eingesetzt. Über den Druck im Anstellelement 9 kann der Anstelldruck, mit welchem die Dichtleiste 1 im vorderen Bereich gegen die Innenseite des Walzenmantels 6 gedrückt wird, verändert werden. Die Dichtleiste 1 weist beispielsweise eine gekrümmte obere Fläche auf, sodass die obere Fläche in ihrem vorderen Bereich am Walzenmantel 6 anliegt und im hinteren Bereich mit dem Walzenmantel 6 einen sich allmählich vergrößernden Spalt bildet. Die Breite dieses Spaltes kann durch eine höhenverstellbare Leiste verstellt werden, welche das hintere Ende der Dichtleiste 1 nähere an den Walzenmantel 6 heran oder von diesem weg bewegen kann.
Beim oder im Dichtleistenhalter 8 kann ein symbolisch dargestellter Schallsensor 14 bzw. ein Tonabnehmer angebracht sein, welcher zur Messung des Geräuschpegels an bzw. nach der Dichtleiste 1 dient. Bevorzugt weist der Schallsensor 14 ein Funkmodul auf.
Wie in Fig. 3 erkennbar, bilden die beiden Dichtleistensysteme die seitliche Begrenzung des Saugkastens 7. Im Inneren des Saugkastens 7 ergibt sich ein gegenüber dem restlichen Inneren der Saugwalze abgedichteter Bereich 15.
Wie symbolisch dargestellt kann sich im Inneren des Saugkastens 7 ein Drucksensor 16 zur Messung des Unterdrucks bzw. Vakuums im abgedichteten Bereich 15 befinden. Bevorzugt weist der Drucksensor 16 ein Funkmodul auf.
Um die Saugwalze, insbesondere mehrere Saugwalzen, überwachen und/oder steuern zu können, ist es notwendig die benötigten Daten, beispielsweise die Messwerte von Sensoren aus der Saugwalze heraus an eine Steuerungseinheit 17 außerhalb der Saugwalze zu übermitteln, was in Fig. 4 veranschaulicht ist. Beispielsweise ermittelt die Steuerungseinheit 17 aus den Messwerten die benötigten Stellgrößen zur Ansteuerung von Aktuatoren der Saugwalze. Dabei kann auch eine Datenübermittlung von der Steuerungseinheit 17 hinein in die Saugwalze erforderlich sein.
Bevorzugt ist die Steuerungseinheit 17 mit einem Anzeige- und Eingabegerät in Datenverbindung, insbesondere drahtlos, um die Betriebsparameter anzuzeigen, bzw. um manuelle Änderungen zu erlauben, beispielsweise einem Bildschirm, einem Tablet oder einem Smartphone.
Die Steuerungseinheit 17 steht bevorzugt mit mehreren Saugwalzen in Datenverbindung. Zudem kann die Steuerungseinheit 17 mit weiteren Anlagenkomponenten einer Papiermaschine in Datenverbindung stehen, wobei die Papiermaschine zumindest eine erfindungsgemäße Saugwalze umfasst.
In einer Ausführungsvariante weist die Saugwalze im Inneren einen Empfänger 20 auf. Der Empfänger 20 kann bei oder an einem Deckel 23 der Saugwalze vorliegen, welcher ein Ende des Walzenmantels 6 verschließt. Beispielsweise kann der Empfänger 20 am Ende eines Dichtleistenhalters 8 angebracht sein. Bevorzugt ist der Empfänger 20 an der Innenseite des Deckels 23 angebracht. Der Empfänger 20 kann zudem einen Sender aufweisen, also als Transceiver vorliegen. Der Empfänger 20 ist in drahtloser Datenverbindung mit einem Sender 19, welcher beabstandet zum Empfänger 20 ebenfalls im Inneren der Saugwalze angebracht ist. Der Sender 19 kann einen Empfänger aufweisen, also als Transceiver ausgeführt sein. Der Sender 19 ist zumindest mit einem Sensor oder Aktuator in Datenverbindung, wobei dies bevorzugt über Kabel oder Leiterbahnen erfolgt.
Der Empfänger 20 steht mit einer Steuerungseinheit 17 in Datenverbindung. Dies kann erfolgen, indem der Empfänger 20 mit der Datenverarbeitungsanlage verkabelt ist. In diesem Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass der Empfänger mit einer Buchse an der Außenseite des Deckels verbunden ist, sodass ein von der Steuerungseinheit 17 kommendes Kabel 24 am Deckel 23 einsteckbar ist.
In einer anderen Ausführungsvariante ist an der Außenseite des Deckels 23 ein äußerer Sender 21 angebracht, welcher mit der Steuerungseinheit 17 drahtlos kommunizieren kann, indem die Steuerungseinheit 17 mit einem äußeren Empfänger 22 in Datenverbindung steht bzw. einen solchen aufweist. Der äußere Sender 21 kann bevorzugt einen Empfänger aufweisen, also als Transceiver ausgeführt sein. Der äußere Empfänger 22 kann bevorzugt einen Sender aufweisen, also als Transceiver ausgeführt sein. Der äußere Sender 21 steht in Datenverbindung zum Empfänger 20, welcher innerhalb der Saugwalze angeordnet ist. Zwischen dem Empfänger 20 und dem äußere Sender 21 besteht bevorzugt eine Datenverbindung durch den Deckel 23 hindurch, beispielsweise durch Kabel oder Leiterbahnen. In einer Ausführungsvariante kann auch eine Drahtlosübertragung durch eine Öffnung, insbesondere eine Bohrung, im Deckel erfolgen, beispielsweise können Daten optisch oder per Funk durch die Öffnung übertragen werden. Anstelle der Bohrung oder Öffnung kann auch ein drahtlose Signalübertragung, insbesondere für optische Signale oder Funksignale, durchlässiger Einsatz im Deckel vorliegen. Der Deckel selbst ist bevorzugt aus Metall, insbesondere Stahl, gefertigt. Bei dieser Ausführungsvariante ist zumindest ein Sender- und/oder Empfänger vorhanden, welcher im oder am Deckel angeordnet ist und welcher die Aufgabe der Signalübertragung durch den Deckel hindurch vornimmt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuerungseinheit 17 zu mehreren Saugwalzen eine Datenverbindung aufweist. Eine zentrale Steuerungseinheit 17 dient bevorzugt zur Überwachung und/oder Steuerung mehrerer Saugwalzen.
Eine Ausführungsvariante besteht in der Steuerung mehrere Saugwalzen durch eine gemeinsame Steuerungseinheit 17, wobei die Steuerungseinheit 17 mit den Empfängern 20 von zumindest zwei Saugwalzen in Datenverbindung steht, welche Empfänger je am Deckel 23 der Saugwalze oder im Inneren der jeweiligen Saugwalze angeordnet sind, wobei der jeweilige Empfänger mit zumindest einem Sender in drahtloser, kontaktloser Datenverbindung steht, welcher Sender innerhalb der jeweiligen Saugwalze angeordnet ist.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsvariante dargestellt, bei welcher der Sender 19 und Empfänger 20 durch Nahfeldkommunikation miteinander kommunizieren. Sender 19 und Empfänger 20 können dabei als Transceiver ausgeführt sein. Bevorzugt erfolgt dabei die Energieversorgung des Senders 19 kontaktlos durch den Empfänger 20. Mit dem Sender 19 verbundene Sensoren oder Aktuatoren werden bevorzugt ebenfalls auf diese Weise mit Energie versorgt.
Der Empfänger 20 steht mit der Steuerungseinheit 17 in Datenverbindung. Der Empfänger 20 kann eine Verkabelung 18 hin zum Deckel aufweisen, oder über einen weiteren Sender kontaktlos mit einem weiteren Empfänger/Transceiver am Deckel in Datenverbindung stehen.
In einer Ausführungsvariante ist im Dichtleistenhalter 8 ein Lesekopf zum Auslesen eines passiven RFID-Tags platziert und in der Dichtleiste 1 ein passiver RFID-Tag, welcher vom Lesekopf durch induktive Aufladung mit Energie versorgt wird und über welchen vom Lesekopf Daten ausgelesen werden.
Am RFID Tag kann insbesondere ein Temperatursensor angebracht sein.
Am RFID Tag kann in Ausführungsvarianten ein Sensor zur Schall- oder Schwingungsmessung, ein Drucksensor, Kraftmesssensor und/oder ein Feuchtesensor angebracht sein.
Am RFID Tag kann auch ein Sensor zur Deformationsmessung des Dichtleistenhalters 8, der Dichtleiste 1 oder des Saugkastens 7 angebracht sein. Als Sensoren zur Deformationsmessung eignen sich beispielsweise Dehnmessstreifen, Distanzsensoren, Positionssensoren, Laserpositionsmessung, Laserlaufzeitmessung, oder Lichtschranken. Vom Lesekopf im Dichtleistenhalter 8 verläuft bevorzugt ein Kabel zur Front bzw. einem der Deckel 23 der Saugwalze.
Von der Front bzw. einem der Deckel 23 der Saugwalze können die Daten drahtlos beispielsweise mittels GSM- Mobilfunk, WLAN, Funk an zumindest eine Datenverarbeitungsanlage oder eine Cloud weitergeleitet werden, wobei dies und das Folgende für alle Ausführungsvarianten gilt.
Eine Datenverarbeitungsanlage insbesondere eine Steuerungseinheit 17, beispielsweise eine SPS, ein Rechner oder ein Microcontroller, kann Daten direkt per Fernübertragung oder aus der Cloud erhalten, oder kann per Kabel an der Front bzw. einem Deckel der Saugwalze angeschlossen sein.
Als Datenverarbeitungsanlage kommt jede Vorrichtung in Frage, welche zum Verarbeiten, Anzeigen oder Speichern von Sensordaten geeignet ist. Beispielsweise können die aus der Saugwalze stammenden Sensordaten an einen Speicher außerhalb der Saugwalze übertragen werden. Beispielsweise können die aus der Saugwalze stammenden Sensordaten mit einem digitalen Subsystem wie einer App oder einer Website verarbeitet, oder mit diesen dargestellt werden.
In einer Ausführungsvariante kann auch innerhalb der Saugwalze eine Steuerungseinheit für die Saugwalze vorhanden sein, welche aufgrund von Sensordaten automatisch Anweisungen an die Aktuatoren innerhalb der Saugwalze bestimmt bzw. berechnet. Die Steuerungseinheit kann in diesem Fall auch ein Mittel bzw. eine Komponente oder einen Teil der Mittel oder Komponenten darstellen, um Daten aus der Saugwalze heraus (Sensordaten) und/oder in die Saugwalze hinein (Anweisungen an die Aktuatoren) zu übertragen. Die von außerhalb der Saugwalze stammenden Daten können dann von der Steuerungseinheit in Anweisungen an die Aktuatoren umgesetzt werden. Die von Sensoren innerhalb der Saugwalze stammenden Daten können dann von der Steuerungseinheit weiterverarbeitet und/oder nach außen weiterübertragen werden. Die Drahtlosübertragung zwischen Sender und Empfänger innerhalb der Saugwalze erfolgt in diesem Fall auf dem Übertragungsweg zwischen der Steuerungseinheit und den Sensoren und/oder Aktuatoren. Die Steuerungseinheit steht in Datenverbindung mit einer außerhalb der Saugwalze vorliegenden Datenverarbeitungsanlage, einem Server, einem Benutzerendgerät oder einer übergeordneten Steuerungseinheit 17 für mehrere Saugwalzen oder kann eine solche Datenverbindung herstellen, über drahtlose oder draht- bzw. leitergebundene Übertragungsmittel.

Claims

Saugwalze, welche im Raum innerhalb ihres Walzenmantels (6) zumindest einen Sender (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Empfänger (20) aufweist, der ebenfalls im Raum innerhalb des Walzenmantels (6) vorliegt, wobei von dem Sender (19) Daten drahtlos an den Empfänger (20) gesendet werden, und wobei die Saugwalze zumindest eine zusätzliche Komponente aufweist, welche Daten aus der Saugwalze heraus und/oder in die Saugwalze hinein überträgt,
- wobei die Saugwalze zumindest einen Sensor umfasst, wobei Daten des Sensors vom Sender (19) an den Empfänger (20) gesendet werden und besagte zusätzliche Komponente Daten vom Empfänger (20) aus der Saugwalze heraus überträgt,

- und/oder die Saugwalze zumindest einen Aktuator umfasst, wobei besagte zusätzliche Komponente Daten in die Saugwalze hinein überträgt und wobei diese Daten vom Sender (19) an den Empfänger (20) gesendet werden, welcher mit dem Aktuator in Datenverbindung ist.
Saugwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugwalze im Raum innerhalb des Walzenmantels (6) zumindest zwei miteinander drahtlos kommunizierende Transceiver aufweist, wobei einer davon über besagte zusätzliche Komponente mit einer Vorrichtung außerhalb der Saugwalze in Datenverbindung ist und der andere mit zumindest einem Sensor und/oder Aktuator.
Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass von zumindest einem Sender (19), welcher mit besagter Komponente in Datenverbindung ist, eine kontaktlose elektrische Energieübertragung an den Empfänger (20) erfolgt, welcher zumindest mit einem Sensor oder Aktuator in Datenverbindung ist.
Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vom Empfänger (20), welcher mit besagter Komponente in Datenverbindung ist, eine kontaktlose elektrische Energieübertragung an einen Sender (19) erfolgt, welcher zumindest mit einem Sensor oder Aktuator in Datenverbindung ist.
Saugwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energieversorgung zumindest eines Sensors, Aktuators oder eines diesen zugeordneten Energiespeichers durch die kontaktlos übertragene Energie erfolgt.
Saugwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in einem Dichtleistenhalter (8) der Saugwalze ein elektrische Energie kontaktlos übertragendes Element angeordnet ist und in einem weiteren Element ausgewählt aus: einem Element des Schmierwassersystems; einem Element des Anstellsystems; oder einer Dichtleiste (1) ein Energie kontaktlos empfangendes Element angeordnet ist, welches einen Sensor oder Aktuator oder einen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt.
Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in einem Dichtleistenhalter (8) der Saugwalze der Empfänger (20) angeordnet ist und in einem weiteren Element ausgewählt aus: einem Element des Schmierwassersystems; einem Element des Anstellsystems; dem Dichtleistenhalter (8) selbst; oder einer Dichtleiste (1) ein Sender (19) angeordnet ist, welcher Sensordaten an den Empfänger (20) übermittelt.
Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element der Saugwalze, ausgewählt aus der Gruppe von Elementen umfassend: Dichtleiste (1); Dichtleistenhalter (8); Formatbegrenzer; Saugkasten (7); Anstellvorrichtung; oder Schmiermittelsystem zumindest einen Sensor und/oder Aktuator umfasst, welcher mit dem Empfänger (20) in Datenverbindung steht.
Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element der Saugwalze, ausgewählt aus der Gruppe von Elementen umfassend: Dichtleiste (1); Dichtleistenhalter (8); Formatbegrenzer; Saugkasten (7); Anstellvorrichtung; oder Schmiermittelsystem zumindest einen Sensor und/oder Aktuator umfasst, welcher mit dem Sender (19) in Datenverbindung steht.
Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element der Saugwalze, ausgewählt aus der Gruppe von Elementen umfassend: Dichtleiste (1); Dichtleistenhalter (8); Formatbegrenzer; Saugkasten (7); Anstellvorrichtung; oder Schmiermittelsystem zumindest einen Sensor und/oder Aktuator umfasst und zudem den Empfänger (20) aufweist, wobei der Empfänger (20) Daten eines innerhalb der Saugwalze angeordneten Senders (19) empfangen kann.
Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element der Saugwalze, ausgewählt aus der Gruppe von Elementen umfassend: Dichtleiste (1); Dichtleistenhalter (8); Formatbegrenzer; Saugkasten (7); Anstellvorrichtung; oder Schmiermittelsystem zumindest einen Sensor und/oder Aktuator umfasst und zudem einen Sender (19) aufweist, wobei der Sender (19) Daten an den innerhalb der Saugwalze angeordneten Empfänger (20) senden kann.