Metallisches Schleißteil

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein metallisches Schleißteil, insbesondere für eine Industrielle Recyclinganlage.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein metallisches Schleißteil, insbesondere für eine industrielle Recyclinganlage.

[0002] Der Begriff "Schleißtet!" umfasst statische und bewegliche Teile einer größeren industriellen Anlage, die bei der Benutzung der Anlage einem sukzessivem Verschleiß unterliegen. Beispiele solcher Schleißteile sind: Bleche. Auskleidungen, Wände, Stempel, Zylinder, beispielsweise als Bauteile von industriellen Pressen, Scheren oder Zerkleinerungsaggregaten.

[0003] Die zuletzt genannten Anlagen sind Beispiele einer industriellen Recyclinganlage, in der ein erfindungsgemäßes metallisches Schleißteil vorzugsweise Verwendung finden soll,

[0004] Der Stand der Technik und die Erfindung werden nachstehend am Beispiel einer industriellen Schrottpresse dargestellt, ohne die Erfindung insoweit jedoch zu beschränken.

[0005] Der Presskasten einer Schrottpaketierpresse ist wand" und bodenseitig mit Schleißblechen ausgekleidet. Ein zugehöriger Verdichter, dessen korrespondierende Außenflächen ebenfalls von Schleißteilen gebildet werden, wird relativ zum Presskasten bewegt. Während des Gebrauchs der Anlage kommt es zu einem Oberflächenverschleiß der Schleißteile. Ab einem bestimmten Verschleißgrad kann die Maschine nicht mohr zuverlässig arbeiten. Es besteht beispielsweise die Gefahr, dass der Verdichter im Presskasten verkantet. In diesem Fall kommt es nicht zur zum Stillstand der Anlage, sondern es entsteht auch ein erheblicher Uns

[0006] Werden die ScMeißteile "zu früh" gewechselt, stellt dies zumindest einen ökonomischen Schaden dar.

[0007] Der Verschleiß dieser Teile wird heutzutage meist nur ei beobachtet. Darüber hinaus erfolgt ein Austausch der Schleißteile oft nur nach Erfahrungswerten. Beides ist fehlerbehaftet und unbefriedigend.

[0008] Es sind so genannte Verschleißindikatoren in Form von Strom führenden Litern bekannt. Der Nachteil dieser Verschleißindikatoren ist der größe Aufwand für die Montage, insbesondere für die elektrischen Abschlüsse. Werden die Indikatoren an beweglichen Schleißteilen benutzt kommt es häufig zu Kabelbrüchen. Auch Verschmutzungen im Bereich der Verschleißindikatoren verfälschen die Messergebnisse.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie der Verschleiß eines metallischen Schleißteils zuverlässig, schnell und preiswert bestimmt werden kann.

[0010] Der Erfindung liegen verschiedene Überlegungen zugrunde: Ein erster Aspekt ist, einen Sensor zur Verschleiß-Erkennung und/oder Verschleißmessung im Schleißteil selbst anzuordnen.

[0011] Ein weitere Gesichtspunkt ist, das dieser Sensor kabellos arbeiten muß, also Informationen zum Verschleiß kabellos übermittelt werden.

[0012] Ein dritter Aspekt ist, den Sensor an einer solchen Position innerhalb des Schleißteils anzuordnen, das der Sensor zerstört wird, sobald der Verschleißfortschritt die Position des Sensors erreicht hat.

[0013] Ein solches System bietet vor allem ein hohes Maß an Sicherheit, dass exakt der vordefinierte maximale Verschleißgrad zuverlässig angezeigt wird, weil der Sensor selber verschleiß und zerstört wird. Dies kann über ein entsprechendes Signal oder eine Signalunterbrechung angezeigt werden.

[0014] Im einfachsten Fall gibt der Sensor also während seines gesamten Funktionszeitraums nur ein einziges Signal ab, nämlich das Signal seiner Zerstörung und damit das Erreichen des definierten Verschleißes des zugehörigen Schleißteils.

[0015] Darüber hinaus kann der Sensor genutzt werden, andere Informationen an eine zugehörige Sende-/Empfangseinheit zu liefern. Dazu gehört bei die Funktion eines S. Das Original-Verschleißteil, weiches mit einem entsprechenden Sensor ausgebildet ist, wird entsprechend von einer Sende-/Empfangseinheit erkennt beziehungsweise es lassen sich entsprechende Signale zwischen beides Elementen einer entsprechenden Funkverbindung austauschen.

[0016] In ihrer allgemeinsten Ausführungsform umfasst die Erfindung ein metallisches Schleii3teil einer industriellen Recyciinganiage mit folgenden Merkmalen:

• im Schleißteil ist mindestens ein diskreter, kabelloser Sensor angeordnet,
• der Sensor ist mit Abstand (A) zu einer, einem Verschleiß unterliegenden äußeren Schleißfläche des Schleißteils angeordnet,
• außerhalb eines Verschleißbereiches des Schleißteils verläuft im Schleißteill vom Sensor bis zu einer verschleißfreien Oberfläche des Schleißleils ein Raum zum Durchleiten von Funksignalen zwischen Sensor und einer Sende-/Empfangsemheit.

[0017] Das letztgenannte Merkmal umfaßt ein weiteres Merkmal der Erfindung im Zusammenhang mit der Verwendung eines kabellosen Sensors.

[0018] Das Metall des Schieißteils bewirkt eine Abschirmung gegenüber elektromagnetischen Strahlen. Insoweit ist der Gesichtspunkt wichtig, vom Sensor bis zu der genannten Sende-/Empfangsemheit die Übermittlang von Funksignalen sicherzustellen, ohne das insbesondere metallische Teile die Übertragung verhindern oder stören. Dieser Aspekt wird durch die Definition eines Raums zur Durchleitung von Funksignalen berücksichtigt. Dieser Raum verläuft vom Sensor weg, und zwar in einem Abschnitt des Schleißteils, der keinem Verschleiß unterliegt. Beispielsweise verläuft der Raum als Bohrung (Sackbohrung) von Sensor in Richtung auf die Oberseite des Schleißteils, die der Oberseite genenüberiiegt, die verschleißgefährdet ist. Der Sensor ist dann beispielsweise am Boden der Sackbohrung angeordnet.

[0019] Die ausgeführt gibt die Position des Sensors in einem erfindungsgemäßen Schleißteil gleichzeitig den gewünschten maximalen Verschleiß an. Aus Sicherheitsgründen kann der Abstand zur Schleißfläche des noch unverschlissenen Schleißteils etwas kleiner gewählt werden, er sollte nach einer Ausführungsform aber mindestens 90 °iö des maximal zulässigen Verschleißes betragen.

[0020] Das Schleißteil kann mit verschiedenen Funk-Sensoren ausgerüstet werden. Ein Beispiel ist ein RFID-Sensor, auch RFID-Transponder genannt. Das Akronym RFID basiert auf der englischsprachigen Bezeichnung "radio-frequency identification". Es handeit sich also um einen Sensor, der eine Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen ermöglicht.

[0021] Da RFID-Sensoren in verschiedenen Anwendungen bekannt sind, wird nachstehend nur der wesentiiche Aufbau, beschrieben: Der Transponder umfasst prinzipieii eine Antenne, eines Schaltkreis zum Empfangen und Senden von Informationen sowie einen Speicher.

[0022] Bei der erfindungsgemäßen Anwendung, bei der es lediglich auf eine "Ja/Nein"-Information hinsichtlich der Anwesenheit des Sensors/'Chips ankommt, genügt es, wenn die Empfangseinheit ein Signal auslöst, sobald die Funkstrecke unterbrochen ist, weil dies dann die Situation anzeigt, bei der der Verschleißzustand so weit fortgeschritten ist, dass der Sensor selbst erfaßt (zerstört) wurde.

[0023] Umgekehrt können auch laufend Anwesenheitssignale an die Empfangseinheit gegeben werden, die dann unterbrochen werden, wenn der Sensor zerstört wird.

[0024] Der Sensor kann als sogenanntes SAW-Element (SAW= surface acoustic waves) ausgebildet sein. Auf dem Sensor werden mechanische Oberflächenwellen angeregt, deren Verhalten durch Einwirken einer physikalischen Größe wie Druck, Temperatur, Spannung verändert wird.

[0025] Der SAW-Sensor kann ein passiver Sensor sein. Der Sensor kann Oberflächenstrukturen aufweisen, die mechanische Oberflächenwellen reflektieren.

[0026] Es liegt im Rahmen der Erfindung, zwischen Sensor und Sende/Empfangseinheit Antennen von denen dann Kabelverbindungen zu weiteren Einrichtungen verlaufen.

[0027] Wichtig ist, dass die Sende-/Empfangsemheit beziehungsweise eine zugehörige Antenne zur Datenübermittlung in nicht verschleißgefährdeten Bereichen der Anlage angeordnet werden, insbesondere auch in nicht bewegten Bereichen.

[0028] Der Sensor kann so ausgelegt werden, dass mindestens eine der folgenden Informationen gespeichert beziehungsweise per Funk übertragen wird: Identifikation des Schleißteils, Einsatzzeit des Schieißteils, Bewegungen des Schleißteils.

[0029] Mit dem Sensor lässt sich schließlich mindestens eine der folgenden Informationen erfassen und an die Sende-/Empfangseinheit drahtlos übermitteln: Identifikation des Schleißteils, Einsatzzeit des Schleißteils, Bewegungen des Schleißteils, Position des Sensors im Schleißteil.

[0030] Der letztgenannte Aspekt ermöglicht es, auch zwischenzeitliche Verschleißzustände anzuzeigen.

[0031] Die Erfindung umfasst schließlich eine Recyclinganlage mit mindestens einem metallischen Schleißteil der genannten Art, die eine zum Sensor korrespondierende Sende-/Empfangseinheit in Verlängerung des genannten Raums aufweist.

[0032] Wie vorstehend erwähnt können Antennen dazwischengeschaltet sein, um die Funkstrecke insgesamt zu verlängern beziehungsweise einen Teil der Datenübermittlung (außerhalb des Bereiches des Schleißteils) drahtgebunden auszuführen.

[0033] Die Sende-/Empfangseinheit kann beispielsweise in einem Grundkörper angeordnet sein, an dem das mit dem Sensor ausgerüstete Schleißteil befestigt ist.

[0034] Die Sende-/Empfangseinheit kann einen Signalgeber umfassen, der aktiviert wird, sobald der Funkkontakt zwischen Sensor und Sende-/Empfangseinheit unterbrochen wird.

[0035] Eine weitere Ausführungsform sieht vor, die Sende-/Empfangseinheit an eine Datenverarbeitungsanlage anzuschließen, um den Verschleißzustand des betroffenen Schleißteils kontinuierlich überwachen zu können. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn mehrere Schleißteile an einer Anlage oder in einem Betrieb gleichzeitig überwacht werden sollen.

[0036] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

[0037] Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -

Figur 1:

eine perspektivische Ansicht eines auf einem Grundkörper montierten Schleißteils

Figur 2:

eine perspektivische Ansicht einer Schrottpaketierpresse.

[0038] In den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.

[0039] Figur 1 zeigt einen quaderförmigen Grundkörper (Werkzeugträger) 10, auf dem ein Schleißblech 20 aufgeschraubt ist (die Schraubverbindung ist nicht dargestellt).

[0040] Das Schleißblech 20, das im unbenutzten Zustand gezeigt ist, besitzt eine, einem Verschleiß ausgesetzte Schleißfläche 22 und eine dieser gegenüberliegende Rückseite 24.

[0041] Von der Rückseite 24 verläuft eine Sackbohrung 26 in das Schleißblech 20 hinein. Die Sackbohrung 26 endet mit Abstand A zur Schweißfläche 22.

[0042] Am Boden 26b der Sackbohrung 26 ist ein RFID-Transponder 30 ortsfest aufgeklebt.

[0043] In Verlängerung der Sackbohrung 26 verläuft im Grundkörper 10 eine Bohrung 12, in der eine Sende-/Empfangseinheit 40 liegt, die über ein Kabel 42 an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit (Datenverarbeitungsanlage) angeschlossen ist.

[0044] Für die Funktion des Erfindungsgedankens ist es wichtig, dass zwischen Sensor/Transponder 30 und Sende-/Empfangseinheit 40 ein Raum 50 vorhanden ist. Dabei ist der Raum 50 so ausgeführt, dass die abschirmung von Funksignalen zwischen Sensor 30 und Sende-/Empfangseinheit 40 vermieden wird.

[0045] Ist der Verschleiß des Schieißteils 20 soweit fortgeschritten, dass sich die Oberfläche 22 um die Distanz "A" in Richtung auf die Rückseite 24 verschoben hat, wird bei der weiteren Benutzung der korrespondierenden Recyclingmaschine der Sensor 30 erfasst und zerstört, was ein entsprechendes Signal in der Empfangseinheit 40 auslöst und angezeigt wird.

[0046] Das Schieißteil 20 kann jetzt ausgetauscht werden. Der Verschleißgrad (A) wurde vorher vom Anlagenbauer optimiert berechnet, um das Schleißteil nicht zu früh, aber auch nicht zu spät zu erneuern.

[0047] Figur 2 zeigt eine Ansicht einer Schrottpaketierpresse, bei der die Seitenwände W ebenso wie ein Boden B mit Schleißteilen der erfindungsgemäßen Art ausgebildet sind.

[0048] Der in einem Gestell G verfahrbare Verdichter, der außenseitig ebenfalls Schleißteile der erfindungsgemäßen Art besitzt, ist aus Gründen der besseren Übersicht nicht dargestellt.

[0049] Weitere Einzelheiten bezüglich Aufbau und Funktion einer Schrottpresse ergeben sich aus der DE 198 04 789 B4, auf die insoweit Bezug genommen wird.

[0050] Soweit nicht anders angegeben beziehen sich konstruktive Angaben in vorstehendem Text immer auf das Schleißteil im Neuzustand.

[0051] Andere Anwendungen für Schieißteile der beschriebenen Art sind Zerkleinerungsmaschinen, wie sie beispielsweise in der DE 197 12 587 C2 offenbart sind.

Ansprüche

1. metallisches Schleißteil einer industriellen Recyclinganlage mit folgenden Merkmalen:

1.1 im Schleißteil (20) ist mindestens ein diskreter, kabelloser Sensor (30) angeordnet,

1.2 der Sensor (30) ist mit Abstand (A) zu einer, einem Verschleiß unterliegenden äußeren Schweißfläche (22) des Schleißteils (20) angeordnet,

1.3 außerhalb eines Verschleißbereiches des Schleißteils (20) verläuft im Schleißteil (20) vom Sensor (30) bis zum einer verscbleißfreien Oberfläche (24) des Schleißteils (20) ein Raum (50) zum Durchleiten von Funksignalen zwischen Sensor (30) und einer Sende-/Empfangseinheit (40).

2. Schleißteil nach Anspruch 1, bei dem der Abstand (A) mindestens 90% des maximal zulässigen Verschleißes der Schleißfläche (20) entspricht.

3. Schleißteil nach Anspruch 1, bei dem der Abstand (A) dem maximal zulässigen Verschleißes der Schleißfläche (20) entspricht.

4. Schleißteil nach Anspruch 1, bei dem der Raum (50) von einer Sackbohrung (26) gebildet wird und der Sensor (30) am Ende der Sackbohrung (26) angeordnet ist.

5. Schleißteil nach Anspruch 1, bei dem der Sensor (30) ein RFID Sensor ist und eine Antenne aufweist.

6. Schieißteil nach Anspruch 1, bei dem der Sensor ein SAW-Sensor ist und eine Antenne aufweist.

7. Schleißteil nach Anspruch 6, bei dem der SAW-Sensor ein passiver Sensor ist.

8. Schleißteil nach Anspruch 6, bei dem der SAW-Sensor Oberflächenstrukturen aufweist, die mechanische Oberflächenwellen reflektieren.

9. Schleißteil nach Anspruch 1, dessen Sensor (30) mindestens eine der folgenden Informationen gespeichert hat: Identifikation des Schleißteils, Einsatzzeit des Schlelßteils, Bewegungen des Schleißteils.

10. Schleißteil nach Anspruch 1, mit dessen Sensor (30) mindestens eine der folgenden Informationen erfassbar und an die Sende-/Empfangseinheit (40) drahtlos übermittelt werden kann: Identifikation des Schleißteils, Einsatzzeit des Schleißteils, Bewegungen des Schleißteils, Position des Sensors (30) im Schleißteil.

11. Recyclinganlage mit mindestens einem metallischen Schleißteil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der eine zum Sensor (30) korrespondierende Sende-/Empfangseinheit (40) in Verlängerung des Raums (50) angeordnet ist.

12. Recyclinganlage nach Anspruch 11 bei dem die Sende-/Empfangseinheit (40) in einem Grundkörper (10) angeordnet ist, an dem das mit dem Sensor (30) ausgerüstete Schleißteil (20) befestigt ist.

13. Recyclinganlage nach Anspruch 11, deren Sende-/Empfangseinheit (40) einen Signalgeber umfasst, der aktiviert wird, sobald der Funkkontakt zwischen Sensor (30) und Sende-/Empfangseinheit (40) unterbrochen ist.

14. Recyclinganlage nach Anspruch 11, deren Sende-/Empfangseinheit (40) an eine Datenverarbeitungsanlage angeschlossen, ist.

Zeichnung