EP3861534A1 - Verfahren zum erfassen von nutzungsdaten von walzen - Google Patents

Verfahren zum erfassen von nutzungsdaten von walzen

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Publication number
EP3861534A1
EP3861534A1 EP19809702.4A EP19809702A EP3861534A1 EP 3861534 A1 EP3861534 A1 EP 3861534A1 EP 19809702 A EP19809702 A EP 19809702A EP 3861534 A1 EP3861534 A1 EP 3861534A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
roller
processing device
data processing
acceleration
Prior art date
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Granted
Application number
EP19809702.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3861534C0 (de
EP3861534B1 (de
Inventor
Peter Kayser
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.)
Carl Krafft & Soehne & Co Kg GmbH
Original Assignee
Carl Krafft & Soehne & Co Kg GmbH
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 Carl Krafft & Soehne & Co Kg GmbH filed Critical Carl Krafft & Soehne & Co Kg GmbH
Publication of EP3861534A1 publication Critical patent/EP3861534A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3861534C0 publication Critical patent/EP3861534C0/de
Publication of EP3861534B1 publication Critical patent/EP3861534B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0045—Paper-making control systems controlling the calendering or finishing

Definitions

  • the invention relates to a method for recording usage data of rollers.
  • DE 10 2016 009 600 A1 discloses a method for recording usage data of rolls which are used for the manufacture or processing of web-shaped goods, in which accelerations on a rotating roll are carried out with a sensor device installed in the end face of a roll recorded and a time between these slimes is documented on a data storage device in order to determine the actual useful life.
  • the determination of accelerations ensures that data is only recorded when the roller is moved laterally or rotates.
  • the invention is therefore based on the object of further developing such a method, a data processing device and a modified roller.
  • This processed data can include stress data that document the stress on the roller.
  • the sensor and data processing device are located at different locations on the roller, it is advantageous if the data have expansion or bending data of the surface of the roller.
  • the data contain corrosion data.
  • the data can be recorded with an electrochemical measuring cell.
  • a DC voltage applied to an electrode can be varied in order to determine the nonlinearity of the ohmic component of the Faraday impedance.
  • a first time can be documented when a certain initial acceleration value is exceeded and a second time or the time period between these acceleration values can be documented when the value falls below a certain final acceleration value.
  • the combination of these times with further data opens up the possibility of evaluating the further data in correlation with the time period of use and recognizing whether the further data lie in the useful life or incidents outside the useful life can be assigned. It is therefore also advantageous if acceleration values are measured continuously or in discrete steps during the time period 2 between the initial acceleration value and the final acceleration value. This makes it possible not only to record the times in which a certain acceleration value is exceeded, but also to record acceleration values during these times in order to assess these times qualitatively.
  • a special embodiment variant provides that the acceleration values are measured on the opposite sides, in particular end faces, of the roller. This makes it possible to determine peak loads and torsional forces on the roller.
  • the measuring devices can be connected to one another or connected to a third device that records the data and, if necessary, also calculates them in order to make additional data available or to compress the recorded data. This makes it possible, in particular, to determine difference values between measured values on opposite sides of the roller, which can be inferred from a torsion, a lateral displacement or a movement on a circular path or other irregularities.
  • the method measures a lateral acceleration value. This makes it possible, on the one hand, to document the movement of a non-rotatably mounted roller and, on the other hand, to determine deviations from an ideal, circular rotary movement around a stationary line in the case of a rotatably mounted roller.
  • a constructively advantageous embodiment variant provides that the data processing device is inserted into the end face of a roller outside the center thereof. On the one hand, there is usually enough space here for such data processing. Arrange device and on the other hand, this facilitates access to the data processing device.
  • the data store be wirelessly connected to a computer or can be connected to it.
  • the data storage device be connected or can be connected to a reading device or a computer via a cable.
  • a particularly advantageous embodiment variant provides that the usage data are read out of the memory in a wire-bound manner and the data processing device is electrically charged in the process.
  • Such a sheet-like product is, for example, a film or sheet made of metal or plastic.
  • the roller can serve to drive the web or to wind or unwind the web on it.
  • the method is proposed in particular for an area of application in which paper is wound up or unwound onto the roller or a paper web is guided with the roller.
  • a special embodiment variant provides that data is also recorded when the roller is not rotated about its own longitudinal axis. Training even when the roller is not moving. That is, even if the roller is neither rotating nor being moved locally in the room.
  • the processed data are subsequently documented on a data storage device.
  • the processed data are used for control or regulation. For example, an acceleration measured on the roller can be used to control a roller or crane drive.
  • a data processing device having a sensor and a data memory is suitable for many applications of the method according to the invention.
  • this data processing device can be inserted into a preferably cylindrical opening on the end face of a roller and is suitable for recording acceleration values and other data.
  • these acceleration values can be a wide variety of values which indicate the use of the roller and the further data are data which, in addition to recording the service life, provide further information.
  • This data processing device preferably has an interface. This interface is used for data transmission in order to transmit the acceleration values to a computer for evaluation. However, the data processing device can also have a computer which already evaluates the data and only transmits compressed data via the interface and / or a plug connection.
  • a special embodiment variant provides that a display or data transmission is activated when a limit value is exceeded. For example, not only can information about roll overhaul be issued outside of the data processing device based on the usage data, but the data processing device itself can also display such a value or a value overrun. For this purpose, the data processing device can have a status display which indicates the forecast time until the next overhaul or only shows the charge status of the power supply of the data processing device. This makes it possible to point out at an early stage the necessity and the approximate time of the revision of a roller.
  • the data processing device can be arranged on a circuit board. However, it is advantageous if it has not only a circuit board but also a processor circuit board which is designed to record different data and a processing circuit board. which is designed for processing data on time, acceleration and speed.
  • the object on which the invention is based is also achieved with a roller which has a cylindrical opening outside the center, into which a data processing device is inserted.
  • the roller preferably has a data processing device on two opposite sides, each outside the center. This data processing device is preferably arranged on the end face of the roller.
  • the roller has a cylindrical opening with a diameter of 30 to 70 mm and preferably of 50 mm.
  • this cylindrical opening has a diameter of 30 to 70 mm and preferably 50 mm, in which a data processing device is arranged.
  • An exemplary embodiment of a roller according to the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. It shows
  • Figure 1 is a three-dimensional view of a roller with data processing device
  • FIG. 2 shows a detail from FIG. 1.
  • the roller 1 shown in FIG. 1 has a data processing device 4 on its end face 2, decentral to the central shaft 3.
  • This data processing device 4 is arranged in a cylindrical opening 5.
  • a further data processing device (not shown) is provided outside the center 6 of the roller.
  • the cylindrical opening 5 has a diameter of 50 mm and the roller 1 has a diameter of more than 500 mm, so that the data processing device 4 is arranged in a relatively small cylindrical opening on the end face of the roller 1.
  • the data processing device 4 has a sensor 7 and a data storage device 8.
  • the device is powered by a power supply 9, which in the present case is a rechargeable battery.
  • the data in the data memory 8 can either be read out via a cable 10 via an interface or wirelessly or can be displayed in the display 11.
  • the data processing device 4 has a computer 12 which, in the exemplary embodiment, is also connected to the data processing device 4 (not shown) on the opposite end of the roller 1.
  • the data processing device 4 is thus a roller-fixed component for recording the usage data of the roller.
  • the data processing device device 4 on the face 2 of the roller 1 in a bore, that is, the cylindrical opening 5, inserted flush outside the center 6 of the roller 1.
  • the data processing device 4 is thereby housed in the roller body of the roller 1 and protected against external influences.
  • the rotation of the roller 1 activates the data processing device 4 from a defined speed and thus from a defined centrifugal acceleration. If the speed falls below this or another defined speed, the data processing device 4 is stopped. During the active phase of the data processing device 4, the measured values are recorded on the data memory 8.
  • the data can be called up by the operator from the data memory 8 wirelessly or via a wired connection.
  • the battery 9 can be charged at the same time.
  • the data read out are recorded in a database and compared there with specified data.
  • the properties and specifications of the roller can be deduced from the comparison of the data on the data memory 8 with data in the database.
  • the interface 10 is used for data transmission to a device of the operator and enables a status display.
  • This status display can provide information about the state of charge of the internal battery or the memory.
  • a plug connection 13 forms a protected connection for connecting a communication and / or charging cable (not shown).
  • the roller-fixed data processing device 4 determines data for determining the usage times, a usage profile or a load profile. If two data processing devices are used on opposite end faces 2 of the roller 1, wireless communication is preferred provided between these two data processing devices 4 in the interior of the roller 1.
  • a computer which can be provided in the data processing device 4 or can also be used outside as a component that is not fixed to the roller, enables the evaluation of the data, the linking and a plausibility check of the data with one another and a comparison with predetermined values as application-oriented usage data .
  • a first stage of the data processing device enables on / off detection. When a defined roller speed or centrifugal acceleration is reached, the data processing device switches a contact or switch. The sensor switches or sets a time stamp and creates a stamp log. Here, a date is stored with a time. After falling below the threshold, stamping is carried out. This means that another date and time are saved. This provides an overview with documentation of the service life due to the exceeding of threshold values.
  • the data processing device 4 can determine a usage profile based on the measurements of level 1. For this purpose, a date and time are stored after the threshold is reached. When this threshold is reached, a load sensor continues to be activated.
  • This load sensor is generally an acceleration sensor that detects acceleration as a function of time. It is preferably sampled at a low frequency. After falling below the threshold, the load sensor is stamped and consequently deactivated. This enables an overview or a series of measurements in the "Acceleration over time" display.
  • a level 3 based on level 2 determines a load profile by using a pair of data processing devices on both end faces of the roller.
  • the data processing devices are linked and connected in order to other timestamps and thresholds.
  • the load sensors are acceleration sensors that record acceleration as a function of time in several levels.
  • sample rate and storage cycle By using two sensors and measuring in different levels, a load profile can be derived from which peak loads with a time stamp can be found.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Erfassen von Daten von Walzen, die zur Herstellung oder Verarbeitung von bahnförmiger Ware eingesetzt werden, werden mit einer in die Stimseite einer Walze eingebauten Datenverarbeitungseinrichtung Daten bearbeitet und neben Zeit, Beschleunigung und Geschwindigkeit werden auch weitere Daten bearbeitet. Hierzu dient eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Sensor und einem Datenspeicher, die in eine zylinrische Öffnung an der Stirnseite der Walze einsetzbar ist.

Description

Verfahren zum Erfassen von Nutzungsdaten von Walzen
[01] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Nutzungsdaten von Walzen.
[02] Beispielsweise bei Walzen, die bei der Herstellung und Verarbeitung von bahn- förmigen Waren wie insbesondere Papier eingesetzt werden, besteht das Problem, dass diese Walzen sich während der Nutzung abnutzen und in regelmäßigen Abständen überprüft und gegebenenfalls repariert werden sollten. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Nutzungsdauer einer Walze ermittelt werden kann. Insbesondere wenn eine Walze nicht über eine kontinuierliche, langanhaltende Zeitspanne benutzt wird, sondern immer wieder nur für unterschiedliche Zeitspannen eingesetzt wird, ist es schwierig, die tatsächliche Nutzungsdauer zu ermitteln.
[03] Aus der DE 10 2016 009 600 Al ist ein Verfahren zum Erfassen von Nutzungsdaten von Walzen, die zur Herstellung oder Verarbeitung von bahnförmiger Ware eingesetzt werden, bekannt, bei dem mit einer in die Stirnseite einer Walze eingebauten Sensorvorrichtung an einer rotierenden Walze Beschleunigungen erfasst und eine zwischen diesen Beschleimigungen liegende Zeit auf einem Datenspeicher dokumentiert wird, um die tatsächliche Nutzungsdauer zu ermitteln. Über die Ermittlung von Beschleunigungen wird sichergestellt, dass nur dann Daten erfasst werden, wenn die Walze lateral bewegt wird oder rotiert.
[04] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein derartiges Verfahren, eine Datenverarbeitungsvorrichtung und eine modifizierte Walze weiterzuentwickeln..
[05] Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 gelöst. [06] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass ein einmal eingebauter Sen- sor nicht nur die mit der Beschleunigung oder Geschwindigkeit der Walze korrelierende Nutzungsdauer messen kann, sondern auch dann eingesetzt werden kann, wenn die Walze nicht benutzt wird. Außerdem können neben der Nutzungsdauer auf einfache Art und Weise auch weitere Daten erfasst werden. Eine Trennung von Sensor und Daten- verarbeitungseinrichtung ermöglicht es, unterschiedliche Sensoren zu verwenden und diese auch unabhängig von der Datenverarbeitungseinrichtung an einem anderen Ort an der Walze zu positionieren.
[07] Diese bearbeiteten Daten können Stressdaten aufweisen, die die Stressbeanspruchung der Walze dokumentieren.
[08] Insbesondere wenn Sensor und Datenverarbeitungseinrichtung an unterschiedlichen Orten der Walze liegen, ist es vorteilhaft, wenn die Daten Dehnungs- oder Biegedaten der Oberfläche der Walze aufweisen.
[09] Eine besondere Weiterentwicklung sieht vor, dass die Daten Korrosionsdaten aufweisen. Dabei können die Daten mit einer elektrochemischen Messzelle erfasst werden. Dabei kann eine an eine Elektrode angelegte Gleichspannung variiert werden, um die Nichtlinearität des ohmschen Anteils der Faraday'schen Impedanz zu bestimmen.
[10] Zusätzlich kann wie aus dem Stand der Technik bekannt bei Überschreiten eines bestimmten Anfangsbeschleunigungswertes eine erste Zeit und bei Unterschreiten eines bestimmten Endbeschleunigungswertes eine zweite Zeit oder die zwischen diesen Beschleunigungswerten liegende Zeitspanne dokumentiert werden. Die Kombination die- ser Zeiten mit weiteren Daten erschließt die Möglichkeit, die weiteren Daten in Korrelation zu der Zeitspanne der Nutzung zu bewerten und zu erkennen, ob die weiteren Daten in der Nutzungsdauer liegen oder Vorfällen außerhalb der Nutzungsdauer zuzuordnen sind. [1 1 ] Vorteilhaft ist es daher auch, wenn während der Zeitspanne 2wischen dem An- fangsbeschleunigungswert und dem Endbeschleunigungswert kontinuierlich oder in diskreten Schritten Beschleunigungswerte gemessen werden. Dies ermöglicht es, nicht nur die Zeiten zu erfassen, in denen ein bestimmter Beschleunigungswert überschritten wird, sondern auch während dieser Zeiten Beschleunigungswerte aufzuzeichnen, um diese Zeiten qualitativ zu bewerten.
[12] Eine besondere Ausfuhrungsvariante sieht vor, dass die Beschleunigungswerte an den gegenüberliegenden Seiten, insbesondere Stirnseiten, der Walze gemessen werden. Dies ermöglicht es, Lastspitzen und Torsionskräfte an der Walze zu ermitteln. Da- zu können die Messeinrichtungen miteinander in Verbindung stehen oder mit einer drit- ten Einrichtung in Verbindung stehen, die die Daten aufzeichnet und gegebenenfalls auch verrechnet, um zusätzliche Daten zur Verfügung zu stellen oder die aufgezeichne- ten Daten zu komprimieren. Dies ermöglicht es insbesondere, Differenzwerte zwischen Messwerten an gegenüberliegenden Seiten der Walze zu ermitteln, die auf eine Torsion, eine Lateralverschiebung oder eine Bewegung auf einer Kreisbahn oder andere Unregelmäßigkeiten zurückschließen lassen.
[13] Zunächst ist es vorteilhaft, wenn mit dem Verfahren ein Zentrifugalbeschleunigungswert gemessen wird. Dies ermöglicht es über die Drehbewegung der Walze auf deren Nutzung zurückzuschließen.
[14] Kumulativ oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn mit dem Verfahren ein Lateralbeschleunigungswert gemessen wird. Dies ermöglicht es, einerseits die Bewegung einer nicht drehgelagerten Walze zu dokumentieren und andererseits bei einer drehgelagerten Walze Abweichungen von einer idealen, kreisrunden Drehbewegung um eine ortsfeste Linie zu ermitteln.
[ 15] Eine konstruktiv vorteilhafte Ausfuhrungsvariante sieht vor, dass die Datenver- arbeitungsvorrichtung in die Stirnseite einer Walze außerhalb deren Mitte eingesetzt wird. Einerseits ist hier in der Regel genügend Raum, um eine derartige Datenverarbei- tungsvorrichtung anzuordnen und andererseits erleichtert dies die Zugänglichkeit zur Datenverarbeitungsvorrichtung.
[16] Um die Daten des Datenspeichers auslesen zu können oder kontinuierlich oder diskontinuierlich auf einen von der Walze entfernten Rechner zu überspielen wird vor- geschlagen, dass der Datenspeicher drahtlos mit einem Rechner in Verbindung steht oder in Verbindung gebracht werden kann. Alternativ oder kumulativ wird vorgeschlagen, dass der Datenspeicher über ein Kabel mit einem Auslesegerät oder einem Rechner in Verbindung steht oder gebracht werden kann. Eine besonders vorteilhafte Ausfuh- rungsvariante sieht vor, dass die Nutzungsdaten drahtgebunden aus dem Speicher ausgelesen werden und dabei die Datenverarbeitungsvorrichtung elektrisch aufgeladen wird.
[17] Ein breites Anwendungsgebiet für dieses Verfahren erschließt sich bei Walzen zur Herstellung oder Verarbeitung von bahnförmiger Ware.
[18] Eine derartige bahnförmige Ware ist beispielsweise eine Folie oder eine Bahn aus Metall oder Kunststoff. Dabei kann die Walze dazu dienen, die Bahn zu fuhren oder auf ihr die Bahn auf- oder abzuwickeln.
[19] Das Verfahren wird insbesondere für einen Anwendungsbereich vorgeschlagen, bei dem auf die Walze Papier auf- oder abgewickelt wird oder mit der Walze eine Papierbahn geführt wird.
[20] Eine besondere Ausführungsvariante sieht vor, dass Daten auch dann erfasst werden, wenn die Walze nicht um ihre eigene Längsachse gedreht wird. Weiterbildend sogar auch dann, wenn die Walze nicht bewegt wird. Das heißt, auch dann wenn die Walze weder rotiert noch örtlich im Raum bewegt wird.
[21] Vorteilhaft ist es, wenn die bearbeiteten Daten anschließend auf einem Datenspeicher dokumentiert werden. [22] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die bearbeiteten Daten zur Steuerung oder zur Regelung verwendet werden. So kann beispielsweise eine an der Walze gemessene Beschleunigung zur Regelung eine Walzen- oder Kranantriebs verwendet werden.
[23] Für viele Anwendungen des erfmdungsgemäßen Verfahrens eignet sich eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die einen Sensor und einen Datenspeicher aufweist. Erfindungsgemäß ist diese Datenverarbeitungsvorrichtung in eine vorzugsweise zylindrische Öffnung an der Stirnseite einer Walze einsetzbar und dazu geeignet, Beschleunigungswerte und weitere Daten zu erfassen. Diese Beschleunigungswerte können wie oben beschrieben unterschiedlichste Werte sein, die auf die Nutzung der Walze zurückschließen lassen und die weiteren Daten sind Daten, die zusätzlich zur Erfassung der Nutzungsdauer weitere Informationen zur Verfügung stellen.
[24] Diese Datenverarbeitungsvorrichtung weist vorzugsweise eine Schnittstelle auf. Diese Schnittstelle dient zur Datenübertragung, um die Beschleunigungswerte an einen Rechner zur Auswertung zu übermitteln. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann jedoch auch einen Rechner aufweisen, der die Daten bereits auswertet und nur noch komprimierte Daten über die Schnittstelle und/oder eine Steckverbindung überträgt.
[25] Eine spezielle Ausfuhrungsvariante sieht vor, dass bei Überschreiten eines Grenzwertes eine Anzeige oder eine Datenübertragung aktiviert wird. So kann nicht nur außerhalb der Datenverarbeitungsvorrichtung auf der Grundlage der Nutzungsdaten beispielsweise ein Hinweis zur Walzenüberholung ausgegeben werden, sondern die Datenverarbeitungsvorrichtung kann auch selbst einen derartigen Wert oder eine Wertüberschreitung anzeigen. Hierfür kann die Datenverarbeitungsvorrichtung eine Zustandsanzeige aufweisen, die auf die prognostizierte Zeit bis zur nächsten Überholung hinweist oder auch nur den Ladezustand der Stromversorgung der Datenverarbeitungsvorrichtung anzeigt. Dadurch kann frühzeitig auf die Notwendigkeit und den ungefähren Zeitpunkt der Überarbeitung einer Walze hingewiesen werden. [26] Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann auf einer Platine angeordnet sein. Vor- teilhaft ist es jedoch, wenn sie nicht nur eine Platine sondern eine Prozessorplatine auf- weist, die zur Erfassung von unterschiedlicher Daten ausgebildet ist, und eine Bearbei- tungsplatine. die für die Bearbeitung von Daten zu Zeit, Beschleunigung und Ge- schwindigkeit ausgebildet ist.
[27] Darüber hinaus kann sie auch eine weitere Bearbeitungsplatine zur Bearbeitung weiterer Daten aufweisen. Dies ermöglicht es auf kleinem Raum individuell mehrere Platinen vorzusehen, die je nach Anwendungserfordemis ausgeliefert werden. Es kön- nen somit entweder auf einer universellen Platine für unterschiedliche Anforderungen individuell bestimmte Funktionen freigeschaltet werden oder es werden je nach Anforderung mehr oder weniger Platinen oder unterschiedliche Platinen eingebaut. Im zweiten Fall wird eine Prozessorplatine verwendet, um für alle Aufgaben benötigte Funktio- nen bereitzustellen, und eine Bearbeitungsplatine, um individuelle Funktionen bereitzustellen. Die dritte Platine dient dem Ausbau, wenn weitere Funktionen benötigt werden.
[28] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch mit einer Walze gelöst, die außerhalb der Mitte eine zylindrische Öffnung aufweist, in die eine Datenverarbeitungsvorrichtung eingesetzt ist.
[29] Vorzugsweise weist die Walze an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils außerhalb der Mitte eine Datenverarbeitungsvorrichtung auf. Diese Datenverarbeitungsvorrichtung wird vorzugsweise an der Stirnseite der Walze angeordnet.
[30] Dafür ist es vorteilhaft, wenn die Walze eine zylindrische Öffnung mit einem Durchmesser von 30 bis 70 mm und vorzugsweise von 50 mm aufweist.
[31] Vorteilhaft ist es, wenn diese zylindrische Öffnung einen Durchmesser von 30 bis 70 mm und vorzugsweise von 50 mm aufweist, in der eine Datenverarbeitungseinrichtung angeordnet ist. [32] Ein Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walze ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 eine dreidimensionale Ansicht einer Walze mit Datenverarbeitungs- Vorrichtung und
Figur 2 einen Ausschnitt aus Figur 1.
[33] Die in Figur 1 gezeigte Walze 1 weist an ihrer Stirnseite 2 dezentral zur zentralen Welle 3 eine Datenverarbeitungsvorrichtung 4 auf. Diese Datenverarbeitungsvorrichtung 4 ist in einer zylindrischen Öffnung 5 angeordnet.
[34] Auf der nicht gezeigten gegenüberliegenden Stirnseite der Walze 1 ist außerhalb der Mitte 6 der Walze eine weitere Datenverarbeitungsvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen.
[35] Die zylindrische Öffnung 5 hat einen Durchmesser von 50 mm und die Walze 1 hat einen Durchmesser von mehr als 500 mm, sodass an der Stirnseite der Walze 1 in einer relativ kleinen zylindrischen Öffnung die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 angeordnet ist.
[36] Die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 hat einen Sensor 7 und einen Datenspeicher 8. Die Vorrichtung wird durch eine Stromversorgung 9, die im vorliegenden Fall eine wiederaufladbare Batterie ist, mit Strom versorgt. Die Daten des Datenspeichers 8 können entweder über eine Schnittstelle 10 kabelgebunden oder kabellos ausgelesen werden oder in der Anzeige 11 angezeigt werden. Zur Aufbereitung der Daten weist die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 einen Rechner 12 auf, der im Ausfuhrungsbeispiel auch mit der nicht gezeigten Datenverarbeitungsvorrichtung 4 an der gegenüberliegen- den Stirnseite der Walze 1 in Verbindung steht.
[37] Die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 ist somit eine walzenfeste Komponente zur Aufnahme der Nutzungsdaten der Walze. Hierzu wird die Datenverarbeitungsvorrich- tung 4 auf der Stirnseite 2 der Walze 1 in eine Bohrung, das heißt die zylindrische Öffnung 5, außerhalb der Mitte 6 der Walze 1 flächenbündig eingeschoben. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 ist dadurch im Walzenkörper der Walze 1 untergebracht und gegen äußere Einflüsse geschützt.
[38] Durch die Drehung der Walze 1 wird die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 ab einer definierten Drehzahl und somit ab einer definierten Zentrifugalbeschleunigung aktiviert. Bei Unterschreiten dieser Drehzahl oder einer anderen definierten Drehzahl wird die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 gestoppt. Während der aktiven Phase der Datenverarbeitungsvorrichtung 4 werden die Messwerte auf dem Datenspeicher 8 auf- gezeichnet.
[39] Nach der Aufzeichnung können die Daten aus dem Datenspeicher 8 drahtlos oder über eine drahtgebundene Verbindung von einem Bediener abgerufen werden. Bei einer drahtgebundenen Verbindung kann gleichzeitig die Batterie 9 aufgeladen werden.
[40] Die ausgelesenen Daten werden in eine Datenbank aufgenommen und dort mit vorgegebenen Daten verglichen. Aus dem Vergleich der Daten auf dem Datenspeicher 8 mit Daten in der Datenbank kann auf die Eigenschaften und Spezifikationen der Walze zurückgeschlossen werden.
[41] Die Schnittstelle 10, dient der Datenübertragung zu einem Gerät des Bedieners und ermöglicht eine Zustandsanzeige. Diese Zustandsanzeige kann über den Ladezustand der internen Batterie oder den Speicher informieren. Eine Steckverbindung 13 bildet eine geschützte Verbindung zum Anschluss eines Kommunikations- und/oder Ladekabels (nicht gezeigt).
[42] In der Anwendung ermittelt die walzenfeste Datenverarbeitungsvorrichtung 4 Daten zur Ermittlung der Nutzungszeiten, eines Nutzungsprofils oder eines Belastungsprofils. Sofern zwei Datenverarbeitungsvorrichtungen an gegenüberliegenden Stirnseiten 2 der Walze 1 eingesetzt werden, wird vorzugsweise eine drahtlose Kommunikation zwischen diesen beiden Datenverarbeitungsvorrichtungen 4 im Innenraum der Walze 1 vorgesehen.
[43] Ein Rechner, der in der Datenverarbeitungsvorrichtung 4 vorgesehen sein kann oder auch außerhalb als nicht walzenfeste Komponente eingesetzt werden kann, ermöglicht die Auswertung der Daten, die Verknüpfung und eine Plausibilitätsprüfung der Daten untereinander sowie einen Vergleich mit vorgegebenen Werten als anwendungs- orientierte Nutzungsdaten.
[44] Optional können verschiedene Stufen der Datenerfassung vorgesehen werden. Eine erste Stufe der Datenverarbeitungsvorrichtung ermöglicht eine Ein-/Aus- Erfassung. Mit dem Erreichen einer definierten Walzendrehzahl bzw. einer Zentrifugal- beschleunigung schaltet die Datenverarbeitungsvorrichtung einen Kontakt oder Schalter. Der Sensor schaltet bzw. setzt damit einen Zeitstempel und legt ein Stempelprotokoll an. Hierbei wird ein Datum mit einer Uhrzeit hinterlegt. Nach Unterschreiten der Schwelle wird abgestempelt. Das heißt, es wird ein weiteres Datum mit Uhrzeit abgespeichert. Dadurch wird eine Übersicht mit einer Dokumentation der Nutzungsdauer aufgrund der Überschreitung von Schwellenwerten erzielt.
[45] Als Stufe 2 kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 4 aufbauend auf die Messungen der Stufe 1 ein Nutzungsprofil ermitteln. Hierfür wird nach Erreichen der Schwelle ein Datum mit Uhrzeit hinterlegt. Mit dem Erreichen dieser Schwelle wird weiterhin ein Lastsensor aktiviert. Dieser Lastsensor ist im Allgemeinen ein Beschleunigungssensor, der eine Beschleunigung als Funktion der Zeit erfasst. Er wird bevorzugt mit niedriger Frequenz gesampelt. Nach Unterschreiten der Schwelle wird abgestempelt und folgerichtig der Lastsensor deaktiviert. Dies ermöglicht eine Übersicht oder Messreihe in der Darstellung„Beschleunigung über der Zeit“.
[46] Eine auf die Stufe 2 aufbauende Stufe 3 ermittelt ein Belastungsprofil, durch den Einsatz eines Datenverarbeitungsvorrichtungspaares an beiden Stirnseiten der Walze. Die Datenverarbeitungsvorrichtungen werden hierzu verknüpft und verbunden, um un- ter anderem gleiche Zeitstempel und Schwellen zu haben. Die Lastsensoren sind in die- sem Fall Beschleunigungssensoren, die eine Beschleunigung als Funktion der Zeit in mehreren Ebenen erfassen. Hierbei kann zwischen Sampelfrequenz und Speicherzyklus unterschieden werden. Durch den Einsatz von zwei Sensoren und der Messung in ver schiedenen Ebenen lässt sich ein Belastungsprofil ableiten, dem Lastspitzen mit Zeitstempel zu entnehmen sind.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Erfassen von Daten von Walzen (1), die zur Herstellung oder Verarbeitung von bahnförmiger Ware eingesetzt werden, bei dem mit einer in die Stirnseite einer Walze eingebauten Datenverarbeitungseinrichtung (4) Daten bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass neben Zeit, Beschleunigung und Geschwindigkeit auch weitere Daten bearbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Stressda- ten aufweisen, die die Stressbeanspruchung der Walze dokumentieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Dehnungs- oder Biegedaten der Oberfläche der Walze aufweisen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Korrosionsdaten aufweisen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten mit einer elektrochemischen Messzelle erfasst werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine an eine Elekt- rode angelegte Gleichspannung variiert wird, um die Nichtlinearität des ohmschen Anteils der Faraday'schen Impedanz zu bestimmen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines bestimmten Anfangsbeschleunigungswertes eine erste Zeit und bei Unterschreiten eines bestimmten Endbeschleunigungs- wertes eine zweite Zeit oder die zwischen diesen Beschleunigungswerten lie- gende Zeitspanne dokumentiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem während der Zeitspanne zwischen dem Anfangsbeschleunigungswert und dem Endbeschleunigungswert kontinuierlich oder in diskreten Schritten Beschleunigungswerte gemessen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Beschleunigungswerte an gegenüberliegenden Seiten (2) der Walze (1) gemessen werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Zentrifugal- beschleunigungswert gemessen wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Lateralbeschleunigungswert gemessen wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Datenverarbeitungsvorrichtung (4) in die Stirnseite (2) einer Walze (1) außerhalb deren Mitte (6) eingesetzt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nutzungsdaten drahtgebunden aus dem Datenspeicher (8) ausgelesen werden und dabei die Datenverarbeitungsvorrichtung (4) elektrisch aufgeladen wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nutzungsdaten drahtlos aus dem Datenspeicher (8) ausgelesen werden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Datenverarbeitungsvorrichtung (4) durch die Nutzung der Energie der Bewegung der Walze elektrisch aufgeladen wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf die Walze (1) Papier oder Folie auf- oder abgewickelt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Daten auch dann erfasst werden, wenn die Walze nicht um ihre eigene Längsachse gedreht wird.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die bearbeiteten Daten anschließend auf einem Datenspeicher (8) dokumentiert werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die bearbeiteten Daten zur Steuerung oder zur Regelung verwendet werden.
20. Datenverarbeitungsvorrichtung (4) für ein Verfahren nach einem der vorherge- henden Ansprüche mit einem Sensor (7) und einem Datenspeicher (8), dadurch gekennzeichnet, dass sie in eine vorzugsweise zylindrische Öffnung (5) an der Stirnseite (2) einer Walze (1) einsetzbar ist und dazu geeignet ist, Beschleunigungswerte und weitere Daten zu erfassen.
21. Datenverarbeitungsvorrichtung (4) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schnittstelle (10) und/oder eine Steckverbindung (13) aufweist.
22. Datenverarbeitungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Prozessorplatine aufweist, die zur Erfas- sung von unterschiedlicher Daten ausgebildet ist, und eine Bearbeitungsplatine die für die Bearbeitung von Daten zu Zeit, Beschleunigung und Geschwindigkeit ausgebildet ist.
23. Datenverarbeitungsvorrichtung (4) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine weitere Bearbeitungsplatine zur Bearbeitung weiterer Daten auf- weist.
24. Walze (1), dadurch gekennzeichnet, dass sie außerhalb der Mitte (6) eine zy- lindrische Öffnung (5) aufweist, in die eine Datenverarbeitungsvorrichtung (4) nach Anspruch 18 oder 19 eingesetzt ist.
25. Walze nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie an zwei gegenüber liegenden Seiten (2) jeweils außerhalb der Mitte (6) eine Datenverarbeitungsvorrichtung (4) aufweist.
26. Walze nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Öffnung (5) einen Durchmesser von 30 bis 70 mm und vorzugsweise von 50 mm aufweist.
27. Walze nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gyroskop aufweist.
28. Walze nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Prozessorplatine und eine Bearbeitungsplatine aufweist, die in der zylindrischen Öffnung angeordnet sind.
29. Walze nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzliche eine frei konfigurierbare dritte Platine aufweist.
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