[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.