DE102007001314A1

DE102007001314A1 - Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung

Info

Publication number: DE102007001314A1
Application number: DE102007001314A
Authority: DE
Inventors: Georg Taubmann; Steffen Taubmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-02
Filing date: 2007-01-02
Publication date: 2008-07-03

Abstract

Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung, die manipulationsfrei in einem zu überwachenden Objekt integrierbar ist und eine Spannungserzeugereinrichtung in Form eines Generators aufweist, welcher eine nichtelektrische Prozessenergie in ein elektrisches Spannungssignal umwandelt und dieses Spannungssignal von einer Zähl- und Zeitmesseinheit detektiert wird. Erfindungsgemäß wird die Zähl- und Zeitmesseinheit batterielos durch den Generator mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Beim Betreiben von Maschinen, Anlagen, Werkzeugen, oder der Überwachung anderer Objekte, besteht oft das Bedürfnis, die Betriebsdauer, die Anzahl der mit dem Objekt durchgeführten Arbeitstakte oder die Anzahl bestimmter auf ein Objekt eingewirkter Ereignisse zu erfassen. Diese Ereignisse können sporadische Erschütterungen, Schwingungen, Licht-, Wärme- oder chemische Einwirkungen sein. Insbesondere unter den Begriff Takt fallen jegliche erfassbare, auf ein Objekt einwirkende Ereignisse, zum Beispiel auch Erschütterungen an Bauwerken, Blitzeinschläge oder Ähnliches. Der Begriff Betriebsstunde steht für jede verwendbare Zeitmaßeinheit.
Unter anderem aus der EP 0 790 112 B1 ist eine Lösung zum Betrieb von Steinformmaschinen bekannt, bei welcher die relevanten Daten kontaktlos in einen untrennbar mit der Form verbundenen Transponder eingeschrieben und gespeichert werden. Bei dieser Lösung erfolgt das Einschreiben der relevanten Daten über einen der Maschine zugeordneten Schreib-Lesekopf. Der Eintrag der zum Betrieb des passiven Transponders erforderlichen elektrischen Energie erfolgt dabei in bekannter Weise durch die Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes.
Eine Hauptforderung an derartige Lösungen besteht darin, dass das Einschreiben und Auslesen der Daten weitgehend manipulationsfrei erfolgen muss. Um dieser Forderung besser gerecht zu werden, ist es bekannt, zum Beispiel Ar beitstaktzähler als komplexe und autarke Baugruppen in den zu überwachenden Objekten fest und für Unbefugte unzugänglich zu integrieren. Das heißt, das Zählen und Speichern der Arbeitstakte einer Maschine erfolgt nicht durch Einschreiben über einen externen Schreibkopf, sondern durch sensorisches Erfassen der Takte im Arbeitstaktzähler selbst.
Dazu ist aus der WO 2005/103852 A2 eine Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung einer Maschine bekannt, bei welcher mit einem Regelkreis zusammen wirkende Sensoren als energieautarke Sensoren ausgebildet sind, und Daten zwischen den Sensoren und dem Regelkreis über Sende- und Empfangseinrichtungen drahtlos austauschbar sind. Um die Vorrichtung relativ autark betreiben zu können, wird vorgeschlagen, die Sensoren/Fühler sowie einen nachgeschalteten Prozessor über eine aufladbare Batterie, welche von einem Generator geladen wird, mit Strom zu versorgen. Der Generator wandelt dabei nicht-elektrische Prozessenergie in eine elektrische Spannung um. Auch der Einsatz sehr langlebiger Batterien erfordert einen nicht unerheblichen Aufwand hinsichtlich Bereithaltung einsatzbereiter Batterien während der Fertigung. Trotz der Verwendung von Batterien mit sehr hoher Lebensdauer, wie es zum Beispiel bei der Überwachung von langlebigen Werkzeugen in der Formsteinindustrie notwendig ist, bedeutet die Verwendung von Batterien als Energiequelle immer eine mögliche Störquelle. Da es möglich sein muss, die gattungsgemäßen Überwachungseinrichtungen maximal mechanisch geschützt und unmanipulierbar in Anlagenteile zu integrieren, bedeutet eine ausgefallene oder nicht voll funktionsfähige Batterie immer einen enorm hohen Schaden. Dies trifft auch auf einen aus der WO 00/73999 A1 bekannten Betriebsstundenzähler zu, bei dem während des Betriebes einer Maschine durch einen in einer Spannungserzeugerschaltung ausgebildeten Generator eine Spannung induziert wird. Diese Spannung wird durch eine Zählschaltung mit Mikrocontroller detektiert und verarbeitet. Zum Betrieb der Zählschaltung ist eine Energiequelle in Form einer in den Betriebsstundenzähler integrierten Batterie notwendig.
Insbesondere in Fällen, in denen der Einsatz auch langlebiger Batterien zu unsicher ist, oder nur solche Zählintervalle auftreten, mit denen zum Beispiel ein ausreichendes Aufladen der Batterien nicht möglich oder nicht gesichert werden kann, sind die bekannten Lösungen nicht zufrieden stellend anwendbar. Auch verhindern bestimmte extreme Temperaturverhältnisse oft den Einsatz Batterie gestützter Lösungen.
Aufgabenstellung
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung zu schaffen, die sehr einfach im Aufbau, unter extremen Bedingungen zuverlässig arbeitet und äußerst langlebig und völlig wartungsfrei ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass die Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung auf Grund ihrer völligen Wartungsfreiheit so in den zu überwachenden Objekten integriert werden kann, dass eine Manipulation ohne zerstörende Eingriffe nicht möglich ist. Ein Energiemanagement während des Nichtgebrauchs des zu überwachenden Objektes entfällt völlig. Durch die Ausstattung der Einrichtung mit einem Mikrokontroller mit nichtflüchtigem Speicher können das jeweilige Objekt identifizierende Daten gespeichert werden. Außerdem ist über eine RFID-Schnittstelle ein kontaktloses Lesen/Schreiben von Daten möglich, so dass zum Beispiel das Speichern und Auslesen von Prozess- oder Werkzeugparametern in einer Maschine oder separat möglich ist.
Ausführungsbeispiel
Die Figur zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung. Im folgenden Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an Hand des Einsatzes in einer Form zur Herstellung von Formteilen aus Beton näher beschrieben.
Zum Herstellen von Formsteinen aus Beton werden metallische Formen mit schüttfähigem Beton gefüllt. In einer Steinformmaschine wird die Betonmasse zur Verdichtung einem Pressdruck ausgesetzt und auf die Form eine Rüttelenergie aufgebracht. Auf Grund der großen mechanischen Beanspruchung der einzelnen Formen besteht zum Beispiel der Bedarf, für jede Form die Anzahl der durchgeführten Herstellungstakte und/oder die Zeit zu erfassen, der die Form der Rüttelenergie ausgesetzt war. Die Erfassung dieser Daten kann auch für die Abrechnung von Leasingzahlungen usw. bedeutsam sein.
Dazu wird bei der Herstellung der Form, von außen unzugänglich und bei Bedarf für Unbefugte nicht erkennbar eine erfindungsgemäße Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung in einem Massivteil der Form angeordnet.
Die Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung 1 weist einen Generator 2 auf, der die Prozessenergie, im Ausführungsbeispiel in Form der aufgebrachten Rüttelschwingungen, in elektrische Spannungsimpulse, also elektrische Energie, umwandelt. Dem Generator 2 nachgeschaltet ist die Zähl- und Zeitmesseinheit 3, welche die vom Generator 2 gelieferten Spannungsimpulse als Zähl- oder Messereignisse detektiert und an einen in der Zähl- und Zeitmess einheit 3 enthaltenen Mikrokontroller weiterleitet. Dabei erfolgt die elektrische Versorgung der Zähl- und Zeitmesseinheit 3 ebenfalls direkt durch die vom Generator 2 aus der Umwandlung der Prozessenergie gelieferten Elektroenergie. Direkt bedeutet in diesem Fall, dass keine anderen Energiequellen in Form von Batterien oder Akkus vorhanden sind.
Der Zähl- und Zeitmesseinheit 3 nachgeschaltet ist die RFID-Schnittstelle 4. Über diese RFID-Schnittstelle 4 kann nach dem Prinzip des passiven Transponders ein Auslesen des Speichers der Zähl- und Zeitmesseinheit 3 erfolgen. In vorteilhafter Weise können auf diesem Weg schon vor dem Ersteinsatz der Form zum Beispiel die Form identifizierende Daten, wie Nummer, Herstellungsdatum usw. eingeschrieben werden. Neben der Erfassung und Speicherung der aus den detektierten Spannungsimpulsen des Generators 2 erzeugten Daten kann auch über die RFID-Schnittstelle 4 und einen der Steinformmaschine zugeordneten Schreib-Lese-Kopf 5 ein Datenaustausch erfolgen, wodurch von der Steinformmaschine zum Beispiel Identifikations- und Prozessdaten gelesen und geschrieben werden können. Beim Datenaustausch über die RFID-Schnittstelle 4 erfolgt die Energieversorgung der Zähl- und Zeitmesseinheit 3 auch über die RFID-Schnittstelle 4.

1: Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung
2: Generator
3: Zähl- und Zeitmesseinheit
4: RFID-Schnittstelle
5: Schreib-Lese-Kopf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0790112 B1 [0003]
- WO 2005/103852 A2 [0005]
- WO 00/73999 A1 [0005]

Claims

Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung, die manipulationsfrei in einem zu überwachenden Objekt integrierbar ist und eine Spannungserzeugereinrichtung in Form eines Generators aufweist, welcher eine nicht-elektrische Prozessenergie in ein elektrisches Spannungssignal umwandelt und dieses Spannungssignal von einer Zähl- und Zeitmesseinheit detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Zähl- und Zeitmesseinheit (3) batterielos durch den Generator (2) mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt wird.
Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähl- und Zeitmesseinheit (3) einen Mikrocontroller aufweist.
Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher der Zähl- oder Zeitmesseinheit (3) kontaktlos über eine RFID-Schnittstelle (4) auslesbar ist.
Takt- und Betriebsstundenzähleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher der Zähl- und Zeitmesseinheit (3) kontaktlos über die RFID-Schnittstelle (4) beschreibbar ist.