Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor für eine Walze eines Walzenpaars, insbesondere eines Mahlwalzenpaars wie ein Getreidewalzenpaar, wobei der Sensor in die Walze integriert und eine verbesserte Abdeckkappe aufweist.

Mahlwalzen, so wie sie beispielsweise in der Getreidemüllerei verwendet werden, bedürfen einer ständigen Überwachung. So kann es beispielsweise Vorkommen, dass ein sogenannter Trockenlauf auftritt, bei dem benachbarte Mahlwalzen einander berühren und die Antriebsleistung des Motors unkontrolliert in Wärme umgewan delt wird. Dauert dieser Zustand zu lange an, kann die Tempera tur der Mahlwalze in einen kritischen Bereich steigen und mög licherweise einen Brand verursachen.

Eine übliche Vorsichtsmassnahme im Stand der Technik besteht da rin, die Temperatur einer Mahlwalze mit Hilfe eines oder mehre rer Sensoren zu überwachen und beim Erreichen einer zündfähigen Temperatur eine Warnmeldung auszugeben. Häufig werden hierfür optische Systeme zur Detektion der Umfangsfläche der Mahlwalze herangezogen. Problematisch hieran ist jedoch, dass diese opti schen Systeme sich ausserhalb der Mahlwalzen im Produktraum be finden, durch den auch das Mahlgut strömt. Aus diesem Grunde sind derartige optische Systeme äusserst anfällig gegenüber Ver schmutzungen .

Aus der DE 10226 411 Al ist es bekannt, die Temperatur der Um fangsfläche einer Mahlwalze mit Hilfe von Temperatursensoren be rührungslos zu messen. Auf Grund des Abstandes zwischen Sensor und Umfangsfläche der Mahlwalze kann die tatsächliche Temperatur der Umfangsfläche zum Teil erheblich von der gemessenen Tempera tur abweichen. Diese Abweichungen müssen dann basierend auf rei- nen Erfahrungswerten bei der Auswertung berücksichtigt werden, was umständlich und auch fehleranfällig ist.

Auch die DE 19819 614 Al offenbart Temperaturfühler, die in ei nem Abstand zu den Mahlwalzen angeordnet sind.

Des Weiteren sind auch Drucksensoren oder Sensoren zur Messung der Oberflächenbeschaffenheit einer Mahlwalze bekannt, mit deren Hilfe der Anpressdruck zwischen zwei benachbarten Mahlwalzen o- der der Verschleiss einer Mahlwalze gemessen werden kann. Ferner sind beispielsweise aus der WO 2007/025395 Al Vibrationssensoren für Mahlwalzen bekannt.

All diese Sensoren sind ebenfalls ausserhalb der Mahlwalzen an geordnet .

Zur Ausräumung der Nachteile, welche mit einer Anordnung von Sensoren ausserhalb der Mahlwalzen verbunden sind, wurde in der WO 2014/195309 Al vorgeschlagen, den oder die Sensoren in eine Mahlwalze zu integrieren.

Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschriebenen Nachteile des Stands der Technik zu überwinden.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäss durch den Gegen stand der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Im Detail betrifft die vorliegende Erfindung eine Mahlwalze zur Verwendung in einem Mahlwalzenpaar, insbesondere einem Getreide walzenpaar, umfassend

- mindestens einen Sensor zur Erfassung von Messwerten, die ei nen Zustand der Mahlwalze charakterisieren, wobei der Sensor in einer Aufnahmeöffnung der Mahlwalze angeordnet ist,

- mindestens einen Datensender zur berührungslosen Übertragung der Messwerte des mindestens einen Sensors an einen Datenemp fänger, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mittels einer Kappe aus Keramikmaterial in der Aufnahmeöffnung eingeschlossen ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Mahlwalzenpaar, insbesondere Getreidewalzenpaar, umfassend mindestens eine er- findungsgemässe Mahlwalze.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Produktverar beitungsanlage, insbesondere Getreidemühle, enthaltend mindes tens ein erfindungsgemässes Mahlwalzenpaar. Alternativ kann es sich auch um eine Gutbettmühle in der Müllerei, ein Flockier- walzwerk, z.B. zur Öl-Produktion aus Ölsaaten oder zum Getreide- flockieren, oder um ein Schrotwalzwerk handeln, z.B. in der Öl- saatenöl- oder Futtermittelindustrie, deren beziehungsweise des sen Walzen auch im Sinne der vorliegenden Erfindung als „Mahl walzen" bzw. „Mahlwalzenpaare" zu verstehen sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemässen Produktverarbeitungsanlage, umfassend den Schritt der Erfassung des Zustands einer erfin- dungsgemässen Mahlwalze mittels des in der Mahlwalze angeordne ten Sensors.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Sensorkappe aus Keramikmaterial, die für den Einsatz als Kappe zum Ein- schliessen eines Sensors in einer Aufnahmeöffnung einer Mahlwal ze konfiguriert oder angepasst ist, sowie auch einen Bausatz be stehend aus einer hier beschriebenen Sensorkappe und einer Be festigungsvorrichtung, wobei diese Befestigungsvorrichtung be vorzugt aus einem Ring aus einem metallischen Material besteht.

Unter „Verarbeitung eines Produktes" wird im Sinne der vorlie genden Erfindung das Mahlen, Zerkleinern und/oder Flockieren von Schüttgut, insbesondere Getreide, Getreidevermahlungsprodukten und Getreideendprodukten der Müllerei oder Spezialmüllerei wie oben ausgeführt verstanden, wofür als Walzenpaare beispielsweise die weiter unten noch detaillierter beschriebenen Paare von Mahlwalzen oder Flockierwalzen eingesetzt werden können.

Mahlwalzen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind dafür ausge legt, körniges Mahlgut zu vermahlen, welches üblicherweise zwi schen einem Mahlwalzenpaar aus zwei Mahlwalzen geführt wird. Mahlwalzen, insbesondere die Mahlwalzen der erfindungsgemässen Mahlwalzenpaare, verfügen üblicherweise über eine im Wesentli chen unelastische Oberfläche (insbesondere an ihrer Umfangsflä che), die zu diesem Zweck beispielsweise Metall enthalten kann oder daraus bestehen kann, wie etwa Stahl, insbesondere Edel stahl. Zwischen den Mahlwalzen der Mahlwalzenpaarung besteht üb licherweise ein relativ fester und häufig hydraulisch geregelter Mahlspalt. In vielen Mahlanlagen wird das Mahlgut im Wesentli chen vertikal abwärts durch einen solchen Mahlspalt geführt. Zu dem wird das Mahlgut in vielen Mahlanlagen den Mahlwalzen einer Mahlwalzenpaarung mittels seiner Schwerkraft zugeführt, wobei diese Zuführung optional pneumatisch unterstützt werden kann.

Das Mahlgut ist üblicherweise körnig und bewegt sich als Flu idstrom durch den Mahlspalt. Durch diese Eigenschaften unter scheiden sich eine Mahlwalze (insbesondere eine Mahlwalze eines erfindungsgemässen Mahlwalzenpaars) und eine mindestens eine solche Mahlwalze enthaltende Mahlanlage beispielsweise von vie len Walzen, welche üblicherweise zum Transport von Papier ver wendet werden.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird als Mahlgut üblicherweise pulver-, granulat- oder pelletförmiges Produkt verstanden, wel ches bei der Verarbeitung von Getreide, Getreidevermahlungspro dukten und Getreideendprodukten der Müllerei (insbesondere Ver mählen von Weichweizen, Durum, Roggen, Mais und/oder Gerste) oder Spezialmüllerei (insbesondere Schälen und/oder Vermählen von Soja, Buchweizen, Gerste, Dinkel, Hirse/Sorghum, Pseudocere alien und/oder Hülsenfrüchten), der Herstellung von Futter für Nutz- und Haustiere, Fische und Krustentiere, der Verarbeitung von Ölsaaten, der Verarbeitung von Biomasse und Herstellung von Energiepellets, industriellen Mälzerei und Schroterei-Anlagen; der Verarbeitung von Kakaobohnen, Nüssen und Kaffeebohnen, der Herstellung von Düngemitteln, in der Pharmaindustrie oder in der Feststoffchemie Einsatz findet.

Mindestens eine Walze, insbesondere beide Walzen des Mahlwalzen paars, insbesondere mindestens eine Mahlwalze, insbesondere bei de Mahlwalzen des Mahlwalzenpaars, kann bzw. können beispiels weise als Glattwalze oder als Riffelwalze oder als Walzengrund körper mit aufgeschraubten Platten ausgebildet sein. Glattwalzen können zylindrisch oder bombiert sein. Riffelwalzen können ver schiedene Riffelgeometrien, wie z.B. dachförmigen oder trapez förmigen Riffelgeometrien, aufweisen und/oder an der Umfangsflä che aufgesetzte Segmente aufweisen.

Mindestens eine Walze, insbesondere beide Walzen des Mahlwalzen paars, insbesondere mindestens eine Mahlwalze, insbesondere bei de Mahlwalzen des Mahlwalzenpaars, kann bzw. können eine Länge im Bereich von 100 mm bis 2500 mm und einen Durchmesser im Be reich von 200 mm bis 800 mm aufweisen.

Die Umfangsfläche der Walze, insbesondere der Mahlwalze, ist be vorzugt unlösbar mit dem Walzenkörper verbunden und insbesondere einstückig damit ausgebildet. Dies erlaubt eine einfache Her stellung und eine zuverlässige und robuste Verarbeitung, insbe sondere Vermahlung, des Produktes.

Der mindestens eine Sensor ist zur Erfassung von Messwerten aus gebildet, die einen Zustand mindestens einer der Walzen, insbe sondere beider Walzen des Walzenpaars charakterisieren. Insbe- sondere kann es sich dabei um einen Zustand einer Umfangsfläche mindestens einer der Walzen, insbesondere beider Walzen des Wal zenpaars handeln. Der Zustand kann beispielsweise eine Tempera tur, ein Druck, eine Kraft (Kraftkomponente(n) in einer oder mehreren Richtungen), ein Verschleiss, eine Vibration, eine De formation (Ausdehnung und/oder Auslenkweg), eine Drehgeschwin digkeit, eine Drehbeschleunigung, eine Umgebungsfeuchtigkeit, eine Position oder eine Orientierung mindestens einer der Wal zen, insbesondere beider Walzen des Walzenpaars sein.

Mindestens eine Walze des Walzenpaars, insbesondere mindestens eine Mahlwalze des Mahlwalzenpaars, enthält mindestens einen Sensor. Wenn die Walze beim Betrieb rotiert, so rotiert auch der Sensor mit. Insbesondere ist der mindestens eine Sensor inner halb einer Bodenfläche der Walze angeordnet. Daher befindet sich der mindestens eine Sensor nicht im Produktraum, durch den auch das Produkt, insbesondere das Mahlgut, strömt. Eine Produktver arbeitungsanlage mit mindestens einer solchen Walze, insbesonde re eine Mahlanlage mit mindestens einer solchen Mahlwalze, ist somit deutlich weniger anfällig gegenüber Verschmutzungen. Zudem kann die Messung direkt in der Walze erfolgen, was die Messung deutlich präziser macht.

Der Sensor kann beispielsweise als MEMS-Sensor ausgebildet sein (MEMS: Micro-Electro-Mechanical System).

Bevorzugt steht der Sensor in Datenverbindung mit mindestens ei nem Datensender, wobei der Datensender zur berührungslosen Über tragung der Messwerte des mindestens einen Sensors an einen Da tenempfänger ausgebildet ist. Erfindungsgemäss bevorzugt ist der Datensender an oder in derselben Walze wie der damit in Daten verbindung stehende Sensor angeordnet. Besonders bevorzugt bein haltet der Datensender eine Antenne. Die Messwerte können mit Hilfe des mindestens einen Datensenders berührungslos an einen Datenempfänger übertragen werden, der nicht Bestandteil der Walze ist. Insbesondere kann es sich um einen ruhenden Datenempfänger handeln, gegenüber dem der mindes tens eine Sensor bei Rotation der Walze bewegt wird. Durch die berührungslose Übertragung können aufwendige Drehdurchführungen für Kabel vermieden werden, die ansonsten nötig wären.

Vorteilhafterweise enthält mindestens eine Walze, insbesondere beide Walzen, mehrere der vorstehend beschriebene Sensoren, ins besondere mindestens zwei, bevorzugt mindestens vier, weiter be vorzugt mindestens sechs Sensoren, die in der Walze enthalten sind. Weiter bevorzugt stehen mehrere Sensoren in Datenverbin dung mit dem mindestens einen Datensender. Die Sensoren können an verschiedenen Positionen entlang einer Rotationsachse der Walze und/oder an verschiedenen Winkeln um diese Rotationsachse herum angeordnet sein. Je mehr Sensoren die Walze enthält und je gleichmässiger diese verteilt sind, desto aussagekräftiger sind die von ihnen erfassten Messwerte. Bevorzugt sind die Sensoren in Umfangsrichtung gleichmässig angeordnet, wodurch ein Rota tionsgleichgewicht entsteht.

Mindestens ein Sensor kann ausgebildet sein als

- Temperatursensor, wobei bevorzugt mehrere Temperatursensoren vorhanden sind, welche entlang einer Rotationsachse der Walze angeordnet sind, um ein Temperaturprofil entlang die se Richtung ermitteln zu können;

- Drucksensor;

- Kraftsensor (zur Bestimmung der Kraftkomponente(n) in einer oder mehreren Richtungen);

Verschleisssensor; - Vibrationssensor, insbesondere zum Ermitteln eines Wickelns, also einer Anhaftung des verarbeiteten Produktes an der Um fangsfläche der Walze, was Verarbeiten, insbesondere Ver mahlen, an dieser Position behindert;

- Deformationssensor (zur Bestimmung einer Ausdehnung und/oder eines Auslenkwegs);

- Drehgeschwindigkeitssensor, insbesondere zum Ermitteln eines Stillstandes der Walze;

- Drehbeschleunigungssensor;

- Sensor zum Ermitteln einer Umgebungsfeuchtigkeit, der bevor zugt an einer Stirnseite der Walze angeordnet ist;

- gyroskopischer Sensor zum Ermitteln der Position und/oder der Orientierung der Walze, insbesondere zum Ermitteln der von der Position und/oder der Orientierung abhängigen Brei te eines Spaltes zwischen den beiden Walzen der Walzenpaa rung sowie der Parallelität der Walzen;

- Sensor zum Ermitteln der Breite eines Spaltes zwischen den beiden Walzen der Walzenpaarung, insbesondere eines Mahl spaltes zwischen den beiden Mahlwalzen der Mahlwalzenpaa rung, beispielsweise ein in einer Stirnseite der Walze an geordneter Sensors, insbesondere ein MEMS-Sensor.

Erfindungsgemäss sind beliebige Kombinationen der vorstehend be schriebenen Sensoren möglich. Beispielsweise kann die Walze meh rere Temperatursensoren und Deformationssensoren enthalten. Ge mäss einer weiteren Ausführungsform können alle vorhandenen Sen soren vom gleichen Typ sein, also beispielsweise als Temperatur sensor ausgebildet sein. Gemäss einer weiteren Ausführungsform kann mindestens eine Walze, insbesondere beide Walzen, Sensoren verschiedener Typen enthalten. Falls eine oder beide Walzen sowohl mehrere Sensoren als auch mindestens einen Datensender enthält bzw. enthalten, so ist es bevorzugt, wenn der mindestens eine Datensender zur berührungs losen Übertragung der Messwerte von mehreren der Sensoren, wei ter bevorzugt von allen Sensoren, an einen Datenempfänger ausge bildet ist. Bevorzugt enthält mindestens eine Walze, insbesonde re beide Walzen, jeweils höchstens nur einen einzigen, besonders bevorzugt genau einen einzigen Datensender zur berührungslosen Übertragung der Messwerte. Je weniger Datensender die Walze ent hält, desto einfacher ist der Aufbau dieser Walze.

Insbesondere wenn mindestens eine Walze nur einen einzigen Da tensender enthält, so enthält diese Walze, insbesondere beide Walzen, bevorzugt mindestens einen Multiplexer, der zur abwech selnden Übermittlung der von den Sensoren erfassten Messwerte an den Datensender angeordnet und ausgebildet ist.

Die berührungslose Übertragung kann beispielsweise durch Infra rotstrahlung, durch Lichtpulse, durch Radiofrequenzsignale, durch induktive Kopplung oder durch eine Kombination davon er folgen.

Die berührungslose Übertragung der Messwerte umfasst hier und im Folgenden stets auch die Übertragung von Daten, welche durch ei ne entsprechende Verarbeitung der Messwerte gewonnen werden und die somit auf den Messwerten beruhen. Beispielsweise kann min destens eine Walze, insbesondere beide Walzen, mindestens einen Signalwandler, insbesondere mindestens einen A/D-Wandler, zur Umwandlung der von dem mindestens einen Sensor erfassten Mess werte enthalten. In einer ersten möglichen Variante kann jedem Sensor mindestens ein Signalwandler zugeordnet sein, der die von diesem Sensor erfassten Messwerte umwandelt. Anschliessend kön nen die umgewandelten Signale einem wie bereits oben beschriebe nen Multiplexer zugeführt werden. Handelt es sich bei den Sig nalwandlern um einen A/D-Wandler, so kann der Multiplexer ein digitaler Multiplexer sein. In einer zweiten möglichen Variante kann der Signalwandler auch zwischen einem wie oben beschriebe nen Multiplexer und dem Datensender angeordnet sein. In diesem Falle kann der Multiplexer ein analoger Multiplexer sein.

Bevorzugt enthält mindestens eine Walze, insbesondere beide Wal zen, insbesondere ein weiter unten beschriebener Walzenkörper mindestens einer Walze, insbesondere beider Walzen, mindestens einen Energieempfänger und/oder mindestens einen Energieerzeu ger. Damit kann eine Energieversorgung des mindestens einen Sen sors und/oder mindestens eines Multiplexers (insbesondere min destens eines wie oben beschriebenen Multiplexers) und/oder min destens eines Signalwandlers (insbesondere mindestens eines wie oben beschriebenen Signalwandlers) und/oder des mindestens einen Datensenders (insbesondere des an oder in der Walze enthaltenen Datensenders) und/oder mindestens eines Datensenders einer wei ter unten beschriebenen Messeinrichtung erreicht werden.

Insbesondere kann es sich um eine insbesondere wieder aufladbare Batterie enthält bzw. enthalten, mit deren Hilfe die genannte Energieversorgung erreicht werden kann. Herkömmliche und wieder aufladbare Batterien (Akkumulatoren) sind bekannt.

Alternativ kann es sich um einen induktiven Energieempfänger handeln. In dieser Variante kann der Energieempfänger beispiels weise mindestens eine Empfangsspule aufweisen, mit deren Hilfe elektromagnetische Energie induktiv eingekoppelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Energieempfänger aber auch zum Empfang von Lichtenergie ausgebildet sein. In einer weiteren Variante kann der Energieerzeuger zur Energiegewinnung aus der Bewegung der Walze ausgebildet sein (insbesondere unter Ausnut zung von thermoelektrischen Effekten, wie z.B. des Seebeck- Effektes, Peltier-Effektes oder Thomson-Effektes, beispielsweise mit Hilfe eines Thermoelementes; oder unter Ausnutzung von Vib- rationen oder Bewegungen der Walze, wie z.B. mit Hilfe mindes tens eines Piezoelementes).

Vorteilhafterweise enthält mindestens eine Walze, insbesondere beide Walzen, mindestens eine Leiterplatte (insbesondere eine MEMS-Leiterplatte ), auf welcher der mindestens eine Sensor und/oder mindestens ein Multiplexer (insbesondere mindestens ein wie oben beschriebener Multiplexer) und/oder mindestens ein Sig nalwandler (insbesondere mindestens ein wie oben beschriebener Signalwandler) und/oder der mindestens eine Datensender (insbe sondere der an oder in der Walze enthaltene Datensender) und/oder mindestens ein Energieempfänger (insbesondere mindes tens ein wie oben beschriebener Energieempfänger) und/oder min destens ein Energieerzeuger (insbesondere mindestens ein wie oben beschriebener Energieerzeuger) angeordnet sind. Die Leiter platte kann Messleitungen enthalten, über die die Sensoren mit dem Multiplexer verbunden sind. Eine solche Leiterplatte hat den Vorteil, dass die genannten Bauteile hierauf sehr kompakt ange ordnet werden können und dass die Leiterplatte als separate Bau gruppe gefertigt und zumindest in einigen Ausführungsbeispielen bei Bedarf wieder ausgetauscht werden kann.

Alternativ zu einer Leiterplatte können die Sensoren aber auch über einen Kabelbaum mit dem Datensender und/oder dem Multiple xer verbunden sein.

Erfindungsgemäss umfasst mindestens eine Walze, insbesondere beide Walzen, einen Walzenkörper mit mindestens einer Aufnahme öffnung, in welche der Sensor insbesondere lösbar einsetzbar oder eingesetzt ist.

In einer anderen Ausführungsform kann es jedoch auch sinnvoll sein, wenn der Sensor unlösbar in der Aufnahmeöffnung eingesetzt ist. Auf diese Weise kann der Sensor sicherer mit dem Walzenkör- per verbunden werden. Zudem kann ein unbefugtes Entfernen des Sensors verhindert werden, was die Sicherheit beeinträchtigen könnte. Der Sensor kann beispielsweise in der Aufnahmeöffnung vergossen (beispielsweise mit Hilfe eines Harzes) oder einge- schweisst sein. Hierdurch kann auch das Risiko von Explosionen vermieden, so dass insbesondere die ATEX-Leitlinien der Europäi schen Union erfüllt werden können.

Die Aufnahmeöffnung ist erfindungsgemäss bevorzugt durch eine zylinderförmige Bohrung gebildet, die einen Durchmesser im Be reich von 5 mm bis 40 mm, bevorzugt von 5 mm bis 25 mm, beson ders bevorzugt von 10 mm bis 20 mm aufweist, wobei im Öffnungs bereich der Bohrung vorzugsweise ein Bereich von 10 bis 50 mm, vorzugsweise 20 bis 40 mm, mit einem etwas grösseren Durchmesser und besonders bevorzugt einem Gewinde zur festen Aufnahme der nachstehend beschrieben Kappe aus Keramikmaterial vorgesehen ist.

Diese Bohrung erstreckt sich vorzugsweise parallel zu einer Ro tationsachse des Walzenkörpers. Um den Zustand einer Umfangsflä che bestimmen zu können, ist die Aufnahmeöffnung bevorzugt in einem Aussenbereich des Walzenkörpers angeordnet. So kann sich die Aufnahmeöffnung beispielsweise in einem zylinderringförmigen Bereich des Walzenkörpers befinden.

Erfindungsgemäss bevorzugt erstreckt sich die Aufnahmeöffnung im Wesentlichen entlang der Länge des Walzenkörpers parallel zur Rotationsachse, beispielsweise entlang von mindestens 10 %, be vorzugt mindestens 20 %, besonders bevorzugt zwischen 50 % und 100% der gesamten Länge des Walzenkörpers, wobei 100% einer Durchgangsbohrung entsprechen. Bevorzugt ist die mindestens eine Aufnahmeöffnung so angeordnet, dass ein Massenausgleich berück sichtigt ist, da hierdurch auf ein Auswuchten der Walze verzich tet werden kann. Alternativ können auch zwei oder mehr Aufnahme- Öffnungen vorhanden sein, die bevorzugt in Umfangsrichtung gleichmässig angeordnet sind; auch hierdurch kann auf ein Aus wuchten verzichtet werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kön nen zwei im wesentlichen koaxiale Aufnahmeöffnungen mit weniger als 50% der gesamten Länge des Walzenkörpers mit je einem Sensor vorhanden sein. Alternativ oder zusätzlich dazu können zwei nicht-koaxiale Aufnahmeöffnungen mit je mehr als 50% der gesam ten Länge des Walzenkörpers mit je einem Sensor vorhanden sein, bevorzugt an gegenüberliegenden Stirnseiten der Mahlwalze, womit mit zwei Sensoren auch der Temperaturverlauf bei Walzen, die länger als die Sensoren sind, gemessen werden kann.

Der Sensor ist vorzugsweise stabförmig ausgebildet. Es ist er- findungsgemäss auch möglich, mehrere Sensoren in Form einer ein zigen stabförmigen Messeinrichtung anzuordnen, welche in die Aufnahmeöffnung eingebracht werden kann.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird das Problems des Stands der Technik gelöst, den Sensor sicher in der Aufnahmeöffnung der Walze anzuordnen und auch vor denkbaren extremen Betriebsbedin gungen zuverlässig zu schützen und zudem eine zuverlässige Über mittlung der Funksignale des Sensors zu einem ausserhalb der Walze angeordneten Datenempfänger zu gewährleisten.

Dies wird erfindungsgemäss erreicht, indem der Sensor mittels einer Kappe aus Keramikmaterial in der Aufnahmeöffnung einge schlossen ist.

Im Vergleich zu beispielsweise Kunststoffkappen weist die erfin- dungsgemässe Kappe aus Keramikmaterial eine bessere Temperatur beständigkeit auf und ermöglicht zudem eine verbesserte Über mittlung der Funksignale des Sensors zu einem ausserhalb der Walze angeordneten Datenempfänger.

Als Keramikmaterial kann erfindungsgemäss jedes Keramikmaterial eingesetzt werden, das lebensmittelverträglich (gemäss den Vor- Schriften EN10/2011, 84/500/EWG), schlagfest (keine Materialab splitterung unter den Betriebsbedingungen der Walze) und tempe raturfest (mindestens bis zu Temperatur von 400°C) ist. Zudem sollte das erfindungsgemäss einzusetzende Keramikmaterial für elektromagnetische Wellen im relevanten Bereich der Funksignal übertragung (insbesondere bei etwa 2.4 Ghz) durchlässig sein. Erfindungsgemäss weist das Keramikmaterial eine hohe relative Permittivität auf, bevorzugt im Bereich von 5 bis 50, besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 30.

Erfindungsgemäss können als Keramikmaterial Zirkonoxid (ZrCh), Aluminiumoxid (AI ₂ O ₃ ) oder Siliciumnitrid (S1 ₃ N ₄ ) herangezogen werden. Erfindungsgemäss besonders bevorzugt ist das Keramikma terial Zirkonoxid (ZrCh).

Erfindungsgemäss bevorzugt weist die Kappe aus Keramikmaterial ein Aussengewinde, ein Innengewinde oder sowohl ein Aussengewin de als auch ein Innengewinde auf. Mit Hilfe des Innengewindes kann eine sichere Befestigung der Kappe auf dem Sensor bezie hungsweise der Messeinrichtung erreicht werden. Mit Hilfe des Aussengewindes kann eine sichere Befestigung der Kappe in der Aufnahmeöffnung (wenn diese im Öffnungsbereich ein entsprechen des Gegengewinde aufweist) erreicht werden.

Die erfindungsgemässe Kappe aus Keramikmaterial ist vorzugsweise zylinderförmig und weist zumindest in einem Abschnitt einen In nenraum zur Aufnahme des Sensors beziehungsweise des Datensen ders auf.

Zu einem Ende hin ist die erfindungsgemässe Kappe aus Keramikma terial abgeschlossen, damit die Kappe, wenn sie in der Aufnahme öffnung der Walze angeordnet ist, diese Aufnahmeöffnung zur Um gebung hin abschliesst. Dieses Ende weist vorzugsweise Teile zur Anordnung eines Werkzeugs zur Montage beziehungsweise Demontage der Kappe mit dem Sensor beziehungsweise der Messeinrichtung auf. Bei diesen Teilen kann es sich beispielsweise um Vertiefun gen handeln, in welche entsprechende Komponenten des Werkzeugs fest angeordnet werden können.

Erfindungsgemäss bevorzugt weist die Kappe aus Keramikmaterial eine Länge im Bereich von 10 bis 50 mm, vorzugsweise 15 bis 40 mm und besonders bevorzugt 20 bis 30 mm auf. Erfindungsgemäss weiterhin bevorzugt weist die Kappe aus Keramikmaterial einen Aussendurchmesser im Bereich von 10 bis 50 mm, vorzugsweise 15 bis 40 mm und besonders bevorzugt 20 bis 30 mm auf. Erfindungs gemäss weiterhin bevorzugt weist die Kappe aus Keramikmaterial einen Innenraum zur Aufnahme des Sensors beziehungsweise des Da tensenders auf, welcher eine Länge im Bereich von 5 bis 20 mm, vorzugsweise 10 bis 15 mm, und einen Durchmesser im Bereich von 10 bis 30 mm, vorzugsweise 15 bis 25 mm aufweist, wobei der Durchmesser über die Länge des Innenraums innerhalb des angege benen Bereich variieren kann.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ist die Kappe aus Keramikmaterial zusätzlich mittels einer Befestigungsvorrichtung am äusseren Ende der Aufnahmeöffnung der Walze fixiert. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Befesti gungsvorrichtung um einen Ring aus einem metallischen Material, beispielsweise Stahl. Die Befestigungsvorrichtung weist eine Ge ometrie auf, welche eine Fixierung der Befestigungsvorrichtung auf der Kappe aus Keramikmaterial und eine Fixierung in der Auf nahmeöffnung der Walze gewährleistet. Beispielsweise kann die Befestigungsvorrichtung ein Ring mit einem Aussendurchmesser im Bereich von 20 bis 30 mm und einem Innendurchmesser im Bereich von 10 bis 20 mm sein, wobei die Breite des Rings im Bereich von 3 bis 10 mm liegen sollte. Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist der Sensor beziehungsweise der Datensender zu mindest in einem Abschnitt von einem Material mit hoher elektri scher Leitfähigkeit (grösser 10 ⁶ S/m), vorzugsweise einem Metall, beispielsweise Aluminium oder Kupfer, zur Verbesserung des Aus tritts beziehungsweise Empfangs eines Funksignals umgeben. Vor zugsweise wird dieses Material in Form einer Folie oder eines Rings bereitgestellt, welches den Sensor beziehungsweise den Da tensender vorzugsweise im Kopfbereich (d.h. dem Bereich, welcher in den Innenraum der Kappe aus Keramikmaterial eingeführt wird) umgibt.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Produktverar beitungsanlage, insbesondere Getreidemühle, enthaltend mindes tens ein Mahlwalzenpaar mit einer erfindungsgemässen Walze.

Die Produktverarbeitungsanlage für die Verarbeitung eines Pro duktes, insbesondere eine Mahlanlage für das Vermahlen von Mahl gut, enthält mindestens ein vorstehend beschriebenes Walzenpaar, insbesondere ein Mahlwalzenpaar. Zwischen den Walzen des Walzen paars ist ein Spalt gebildet. Insbesondere ist zwischen den Mahlwalzen eines Mahlwalzenpaars ein Mahlspalt gebildet. Im Rah men der Erfindung muss nur eine der beiden Walzen der Walzenpaa rung erfindungsgemäss ausgebildet sein; die Erfindung erfasst jedoch auch Ausführungsformen, in denen beide Walzen des Walzen paars erfindungsgemäss ausgebildet sind, also mindestens einen wie oben beschriebenen Sensor enthalten. Insbesondere beim Ver mahlen von Mahlgut wird dieses Mahlgut im Wesentlichen vertikal abwärts durch einen solchen Mahlspalt geführt. Zudem wird insbe sondere beim Vermahlen von Mahlgut dieses Mahlgut den Mahlwalzen bevorzugt mittels seiner Schwerkraft zugeführt, wobei dies opti onal pneumatisch unterstützt werden kann. Das Produkt, insbeson- dere das Schüttgut, insbesondere das Mahlgut, kann körnig sein und sich als Fluidstrom durch den Mahlspalt bewegen.

Zusätzlich kann die Produktverarbeitungsanlage mindestens einen insbesondere ruhenden Datenempfänger zum Empfangen der vom Da tensender mindestens einer der Walzen, insbesondere beider Wal zen, des Walzenpaars übertragenen Messwerte aufweisen. Mit einer solchen Produktverarbeitungsanlage können die bereits oben be schriebenen Vorteile erreicht werden. Insbesondere wenn die Mahlanlage mehrere verschiedene Walzenpaare enthält, denen das Produkt aus dem gleichen Produkteinlass zugeführt wird, kann es vorteilhaft sein, wenn nur eines der Walzenpaare erfindungsge- mäss ausgebildet ist.

Bei der Mahlanlage kann es sich beispielsweise um einen einzel nen Walzenstuhl einer Getreidemühle oder auch um eine ganze Ge treidemühle mit mindestens einem Walzenstuhl handeln, wobei min destens ein Walzenstuhl mindestens eine vorstehend beschriebene Mahlwalze enthält. Alternativ kann es sich um eine Gutbettmühle in der Müllerei, ein Flockierwalzwerk zur Öl-Produktion aus Öl saaten oder ein Schrotwalzwerk in der Öl- oder Futtermittelin dustrie handeln.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Produktverarbeitungsanlage, umfassend den Schritt der Erfassung des Zustands einer erfindungsgemässen Mahlwalze mittels des in der Mahlwalze angeordneten Sensors.

Das Verfahren umfasst einen Schritt, in dem mit dem Datenempfän ger der Produktverarbeitungsanlage von einem Datensender mindes tens einer der Walzen, insbesondere beider Walzen, des Walzen paars übertragene Messwerte empfangen werden. Die somit empfangenen Daten können anschliessend weiterverarbei tet und ausgewertet werden. Zu diesem Zweck können sie einer Steuereinheit der Produktverarbeitungsanlage, insbesondere der Mahlanlage, zugeführt werden, von wo aus sie noch weiter an ein optionales übergeordnetes Leitsystem weitergegeben werden kön nen. Mit Hilfe der Steuereinheit und/oder des Leitsystem kann die gesamte Produktverarbeitungsanlage, insbesondere die gesamte Mahlanlage, oder ein Teil davon gesteuert und/oder geregelt wer den.

Insbesondere kann von der Steuereinheit eine Warnmeldung ausge geben werden, falls ein vorgegebenes Warnkriterium erfüllt ist. Das Warnkriterium kann beispielsweise darin bestehen, dass der Messwert mindestens eines der Sensoren einen für diesen Sensor vorgegebenen Grenzwert überschreitet. In einer anderen Variante kann das Warnkriterium darin bestehen, dass die Differenz zwi schen dem grössten Messwert und dem kleinsten Messwert, die von einer vorgegebenen Menge von Sensoren gemessen werden, einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Falls das Warnkriterium er füllt ist, kann ein Warnsignal ausgegeben werden (beispielsweise optisch und/oder akustisch) und/oder die Produktverarbeitungsan lage kann zum Stillstand gebracht werden (beispielsweise durch die Steuereinheit). Ausserdem kann die Steuereinheit die von dem mindestens einen Sensor erfassten Messwerte oder daraus gewonne ne Daten visualisieren.

Erfindungsgemäss besonders bevorzugt wird der Schritt der Erfas sung des Zustands der Mahlwalze kontinuierlich während des Be triebs der Produktverarbeitungsanlage durchgeführt, sodass ein etwaiges Problem zeitnah erfasst und behoben werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf nicht einschränkende Ausführungsbeispiele und Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Mahlwalze mit darin angeordnetem Sensor Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Aufnahmeöffnung einer erfindungsgemässen Mahlwalze mit darin angeordnetem Sensor

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Kap pe aus Keramikmaterial

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Be- festigungsVorrichtung

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Mahlwalze 1 mit darin angeordnetem Sensor 2. Derartige Mahlwal zen 1 sind hinlänglich bekannt. Die Mahlwalze 1 gemäss dieser Ausführungsform weist vier Aufnahmeöffnungen la (in Fig. 2 näher gezeigt) auf, in welche ein Sensor 2 oder eine Messeinrichtung mit mehreren Sensoren angeordnet werden kann. Die Aufnahmeöff nungen la befinden sich symmetrisch angeordnet (zur Vermeidung von Unwuchten) im Umfangbereich der Walze, d.h. nah an der Man telfläche der Walze, um die der Walzenoberfläche entsprechenden physikalischen Werte zu ermitteln.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Aufnahmeöffnung la einer erfindungsgemässen Mahlwalze 1 mit darin angeordnetem Sen sor 2. Der Sensor 2 befindet sich vollständig in der Aufnahme öffnung la. Auf dem Kopf 3 des Sensors 2 ist eine Kappe 4 aus Keramikmaterial, vorzugsweise Zirkonoxid, fixiert. Die Kappe 4 aus Keramikmaterial schliesst die Aufnahmeöffnung la von der Um gebung ab und schützt somit den Sensor 2 beziehungsweise verhin dert etwaige Produktverunreinigungen aufgrund einer Beschädigung des Sensors 2. Die Kappe 4 aus Keramikmaterial ist mit Hilfe einer Befesti gungsvorrichtung 5, vorzugsweise einem Stahlring, am äusseren Ende der Aufnahmeöffnung la fixiert. Zur Verbesserung des Austritts beziehungsweise Empfangs eines Funksignals ist der Sensor 2 gemäss dieser Ausführungsform im Bereich seines Kopfes 3 von einem Material 6 mit hoher elektri scher Leitfähigkeit umgeben, vorzugsweise einem Metall. Gemäss der hier gezeigten Ausführungsform umgibt das Material 6 mit ho- her elektrischer Leitfähigkeit den Kopf 3 des Sensors 2 in Form einer Folie oder eines Rings.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Kappe 4 aus Keramikmaterial. Die Kappe 4 weist einen Innenraum (in Form einer Blindbohrung) zur Aufnahme des Sensors 2 auf und ist an ihrem geschlossenen Ende derart ausgestaltet, dass darauf eine Befestigungsvorrichtung wie der in Fig. 4 gezeigte Ring 5 fixiert werden kann. Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Befestigungsvorrichtung 5, hier in Form eines Metallrings. Die Befestigungsvorrichtung 5 ist derart ausgestaltet, dass sie auf einer Kappe 4 aus Keramikmaterial wie der in Fig. 3 gezeigten Kappe 4 fixiert werden kann.