WO2024251329A1 - Kokillenkörper und verfahren zur überwachung des kokillenkörpers - Google Patents

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WO2024251329A1
WO2024251329A1 PCT/DE2024/100497 DE2024100497W WO2024251329A1 WO 2024251329 A1 WO2024251329 A1 WO 2024251329A1 DE 2024100497 W DE2024100497 W DE 2024100497W WO 2024251329 A1 WO2024251329 A1 WO 2024251329A1
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WO
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sensor
sensor box
mold
control unit
mold body
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PCT/DE2024/100497
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English (en)
French (fr)
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Alexander Beel
Dietmar Kolbeck
Hans-Günter Wobker
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Cunova GmbH
Original Assignee
Cunova GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/166—Controlling or regulating processes or operations for mould oscillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/168—Controlling or regulating processes or operations for adjusting the mould size or mould taper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass

Definitions

  • the invention relates to a mold body and a method for monitoring the mold body
  • the mold bodies of continuous casting molds are subject to wear, which leads to changes in the surface of the casting side.
  • the casting sides are reconditioned by the operator. Reconditioning is carried out by removing material. The process can be repeated several times. The usage data and the rework status are recorded for this purpose.
  • Casting process data e.g. the duration of use
  • mold data such as the plate thickness or the rework status.
  • Process data on the rework status of the mold are usually recorded and documented manually.
  • EP 3 831 510 A1 discloses that a sleeve can be arranged in a recess on a mold wall of a continuous casting plant, in which an RFID transponder is fixed by means of adhesive in order to implement usage tracking.
  • US 2013 / 0 333 473 A1 describes a real-time monitoring method for mold plates in which the data is transmitted wirelessly.
  • the invention is based on the object of demonstrating a mold body and a method for monitoring it, whereby the casting process data can be recorded more easily in order to be able to use them better for rework.
  • the mold body according to the invention has at least one sensor box with the following features:
  • the sensor box has a length sensor for measuring a thickness of the mold body, wherein the length sensor has several conductor tracks arranged at a distance from one another in the thickness direction of the mold body, wherein the sensor box determines a measured value based on the number of conductor tracks present, which correlates with the thickness of the mold body.
  • the sensor box has an NFC antenna, a battery and a control unit.
  • the control unit has a processor, a flash memory, a RAM memory, at least one further sensor and a second antenna.
  • the NFC antenna is equipped for near-field communication. It serves to wake up the sensor system of the sensor box using an external signal and to enable subsequent data transfer for reading the sensor box.
  • the battery ensures a power supply.
  • the entire sensor system, in particular the components of the control unit is preferably optimized to ensure a service life of more than 5 years without replacing the battery or the sensor box of the mold plate.
  • the flash memory is a digital memory component for non-volatile storage without maintenance energy consumption. It is also known as a flash EEPROM. In particular, a unique identifier (ID of the mold body) is stored in the flash memory.
  • the control unit also contains at least one further sensor.
  • a sensor of the at least one further sensor is used to record oscillations of the mold body.
  • the control unit contains a second antenna.
  • the second antenna is preferably a Bluetooth Low Energy antenna (BLE). This standard is specially designed for sensors in order to transmit wireless data that is as energy efficient as possible. The data is read out without contact.
  • BLE Bluetooth Low Energy antenna
  • casting process data can be recorded, such as the operating time and the oscillation as well as mold process data, e.g. the plate thickness.
  • the sensor box automatically records the mold process data.
  • the mold data also includes the maintenance history, which can be documented.
  • the sensor box is connected to a length sensor for measuring the thickness of the mold body.
  • the length sensor has several conductor tracks arranged at a distance from one another in the direction of thickness.
  • the conductor tracks have a fixed distance.
  • the distance between the conductor tracks is, for example, 0.05 or 0.2 millimeters and defines a measuring increment. If the mold plates show signs of wear, they are reworked. During the process, the mold plate is milled off. Due to the positioning The number of conductor tracks is reduced or individual conductor tracks are interrupted by the length sensor or the individual conductor tracks.
  • the sensor box or the sensors arranged in it determine the number of existing or intact conductor tracks over a measuring range, which assumes a specific measured value due to the incremental arrangement, which in turn correlates with the thickness of the mold body. In this way, the rework status of the mold plate can be recorded automatically.
  • the sensor box has a housing and a lid so that the sensors are protected.
  • the sensor box is detachably connected to the mold body.
  • the sensor box is screwed to the mold body.
  • Housing the sensors in a housing with a lid has the advantage that the sensor box can be removed during the rework step.
  • the sensor box is preferably made of plastic, in particular Teflon, to enable the sensors to be read using NFC and the second antenna.
  • the sensor box is preferably placed very securely on the mold body.
  • the mold body is a mold plate that has a narrow front side into which the sensor box is inserted.
  • the sensor box has a base body that is arranged at a distance from a casting side of the mold plate.
  • the base body in particular has a flange that protrudes towards the casting side.
  • the length sensor for measuring the thickness of the mold plate is preferably arranged at least partially on this flange that protrudes towards the casting side.
  • the sensor box is preferably attached in the upper area of a front side of a mold plate.
  • top refers to the installation position, with “top” referring to the pouring end of the mold.
  • the sensors can be positioned here so that the length sensors have direct contact with the hot side/casting surface of the mold plate to be processed.
  • a method for monitoring the mold body is described in claim 7, according to which the at least one further sensor detects an oscillation of the mold body during casting, wherein the time of the oscillation is stored. If an acceleration, i.e. an oscillation, is detected, a measurement is carried out over a few seconds, for example over 5 to 15 seconds, especially 10 seconds. Using logic adapted to continuous casting, the control unit can automatically detect whether a casting process is taking place.
  • the frequency range of the oscillation of the mold body is preferably between 1 Hz and 10 Hz.
  • a sinusoidal movement must be present.
  • the sinusoidal movement is detected by an FFT analysis.
  • the control unit records the start time of the acceleration event.
  • a control measurement is automatically performed after a set interval, for example after 5 to 30 minutes. This measurement is compared with the previous measurement. If the measurement has similar parameters, e.g. a similar frequency range, the onset time and the center frequency in Hz are recorded for this measurement period. The onset time and the oscillation are recorded as long as the oscillation or acceleration event, i.e. the pouring sequence, lasts. All data is preferably encrypted.
  • An interface can be used to identify the mold body and establish a connection with the sensors, which transfer the sensor data to a reading unit and from there to an evaluation unit.
  • This can be a mobile handheld device, in particular a smartphone. Modern smartphones have the necessary antennas and interfaces.
  • the evaluation is carried out using an app on the smartphone or software on a mobile handheld device specially provided for this purpose.
  • the evaluation unit can transfer the data to a server-side database that can be accessed by manufacturers and/or customers via certain interfaces. In particular, all sensors can only be read using a digital key that can be checked on the smartphone or the reading unit.
  • the app on the smartphone or reading unit is then used to calculate the Total time, i.e. the sum of all individual sequences of use of the mold body.
  • the app displays the process data sequence by sequence.
  • the read-out data can be supplemented with photos and texts that are generated directly on the smartphone, which is helpful for documenting maintenance.
  • the data obtained in this way can be synchronized with a server-based database.
  • the database can also contain other information, such as customer information, master data, product name, material, material batch number, order date, production date, coating, taper, drawing number and weight.
  • documents such as dimension records, drawings, etc. can be included in the database.
  • the database can also be accessed via a customer portal.
  • the customer portal can display automated statistics on temperature loads and usage times, which can be used to determine the performance of the mold plates.
  • a mold body can be provided with a unique identification, such as a QR code.
  • the QR code can be read by a camera on the smartphone, which correlates with the mold body ID that is stored in the sensor box. If this data is linked, the QR code is superfluous. All casting data and status data of the mold can then be automatically assigned via the smartphone.
  • Figure 1 is a perspective view of a mould body with an enlargement of a detail in its upper corner area
  • Figure 2 shows a sensor box inserted into the mold body of Figure 1;
  • Figure 3 shows the sensor box of Figure 2 in a first side view
  • Figure 4 shows the sensor box of Figure 2 in a view of its lid
  • Figure 5 shows the overall system for monitoring the mold body.
  • Figure 1 shows a mold body 1 in the form of a mold plate with a view of its casting side 19.
  • a sensor box 3 which is shown somewhat larger in the detailed illustration.
  • Figure 2 shows the sensor box 3 with further details.
  • the sensor box 3 has approximately the shape of a mortise lock for a door, i.e. its housing 4 has a narrow cuboid-shaped base body 15, on one end of which fastening tabs 16, 17 are arranged at opposite upper and lower ends, which protrude beyond the cuboid-shaped base body 15.
  • the sensor box 3 is inserted into the end face 2 and does not protrude beyond the end face 2 of the mold body 1.
  • the sensor box 3 is located in the upper outer area of the mold plate or mold body 1 shown in order to prevent the sensors from overheating.
  • the sensor box has a length sensor 18 for measuring the thickness of the mold body 1 .
  • the sensor box 3 has a cover 5 made of plastic, in particular Teflon.
  • the base body 15 with the fastening tabs 16, 17 is arranged countersunk in a recess in the front side 2.
  • the cover 5, which can be screwed to the front side 2 and the fastening tabs 16, 17 using screws 6, 7, is flush with the surface of the front side 2. This protects the sensor box 3 from mechanical damage.
  • the sensor box 3 contains a battery 8 and a control unit 9.
  • the control unit 9 has a processor, a flash memory, a RAM memory as well as another sensor, which in this case is an acceleration sensor, and a second antenna.
  • the second antenna is a BLE antenna.
  • the NFC antenna 10 is arranged on the front of the sensor box 3, ie in the area of the cover 5. The NFC antenna 10 is used to wake up the sensors and initiate the data exchange upon first contact with a reader (not shown in detail).
  • the housing 4 of the sensor box 3 has a flange 20 adjacent to the cover 5, which extends to the casting side 19 of the mold body 1 in the installation position according to Figure 1.
  • the flange 20 is completely covered by the cover 5, so that the cover 5 is wider than the base body 15 between the end fastening tabs 16, 17.
  • the flange 20 extends over the entire length of the base body 15, whereby the longitudinal direction, i.e. the length, refers to the casting direction in the installation position.
  • the length sensor 18 is arranged in the gap 21 ( Figure 2). In the installation position according to Figure 1, the flange 20 and the cover 5 with the length sensor 21 located between them protrude up to the casting side 19.
  • the length sensor 18 has conductor tracks that run at a distance from one another, the number of which decreases incrementally as material is removed. When the mold body 1 is reworked, the thickness of the mold body 1 is changed incrementally. These incremental changes are recorded by the length sensor 18 and the sensor box 3 and allow conclusions to be drawn about the thickness of the mold body 1.
  • Figure 5 shows an overall system for monitoring the mold body 1.
  • a reading unit 11 in the form of a smartphone can scan a QR code 14 by means of a Camera reads and is also in wireless contact with the sensor box 3 on the mold body 1, evaluates the read data and transmits this to a server architecture 12 in order to supply the data for further processing.
  • a customer portal 13 can be made available via the server architecture 12 in order to provide customers with mold-specific data.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kokillenkörper (1) mit einer Sensorbox (3) mit folgenden Merkmalen: a. Die Sensorbox (3) weist eine Längensensorik (18) zur Messung einer Dicke des Kokillenkörpers (1) auf, wobei die Längensensorik (18) mehrere in Dickenrichtung im Abstand zueinander angeordnete Leiterbahnen aufweist, wobei Sensorbox (3) anhand der Anzahl der vorhandenen Leiterbahnen einen Messwert bestimmt, der mit der Dicke des Kokillenkörpers (1) korreliert, b. Die Sensorbox (3) besitzt eine NFC-Antenne (10); c. Die Sensorbox (3) besitzt eine Steuereinheit (9) und eine Batterie (8); d. Die Steuereinheit (9) weist einen Prozessor, einen Flash-Speicher, einen RAM-Speicher, wenigstens einen weiteren Sensor sowie eine zweite Antenne auf.

Description

Kokillenkörper und Verfahren zur Überwachung des Kokillenkörpers
Die Erfindung betriff einen Kokillenkörper und ein Verfahren zur Überwachung des Kokillenkörpers
Kokillenkörper von Stranggusskokillen unterliegen im Einsatz einem Verschleiß, der zur Veränderung der Oberfläche der Gießseite führt. Die Gießseiten werden vom Betreiber wiederaufgearbeitet. Das Aufarbeiten erfolgt durch Abtragen von Material. Der Vorgang kann mehrfach wiederholt werden. Die Einsatzdaten und der Nacharbeitszustand werden zu diesem Zweck erfasst.
Gießprozessdaten, z.B. die Einsatzdauer, werden zumeist nur manuell mit Kokillendaten, wie z.B. der Plattendicke oder dem Nacharbeitszustand, verknüpft. Prozessdaten zum Nacharbeitszustand der Kokille werden in der Regel manuell aufgezeichnet und dokumentiert. Zum Stand der Technik wird auf die DE 100 28 304 A1 verwiesen, die ein Verfahren zur Gießdatenverarbeitung einer Stranggießkokille offenbart. Es wird vorgeschlagen, gekühlte Feldbusmodule unmittelbar an der Stranggießkokille anzuordnen und Daten über eine Bus-Leitung einer Steuerung der Stranggießanlage zuzuführen.
Die EP 3 831 510 A1 offenbart, dass an einer Kokillenwand einer Stranggießanlage in einer Ausnehmung eine Hülse angeordnet sein kann, in der ein RFID-Transponder mittels Klebstoff fixiert ist, um eine Verwendungsverfolgung zu implementieren.
Die US 2013 / 0 333 473 A1 beschreibt ein Echtzeit-Monitoring-Verfahren für Kokillenplatten, bei dem die Daten drahtlos übertragen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kokillenkörper und ein Verfahren zu dessen Überwachung aufzuzeigen, wobei die Gießprozessdaten leichter erfasst werden können, um sie für die Nacharbeitung besser nutzen zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Kokillenkörper gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Überwachung des Kokillenkörpers gemäß Patentanspruch 7 vorgeschlagen.
Der erfindungsgemäße Kokillenkörper besitzt wenigstens eine Sensorbox mit folgenden Merkmalen: Die Sensorbox weist eine Längensensorik zur Messung einer Dicke des Kokillenkörpers auf, wobei die Längensensorik mehrere in Dickenrichtung des Kokillenkörpers in Abstand zueinander angeordnete Leiterbahnen aufweist, wobei die Sensorbox anhand der Anzahl der vorhandenen Leiterbahnen einen Messwert bestimmt, der mit der Dicke des Kokillenkörpers korreliert. Darüber hinaus besitzt die Sensorbox eine NFC-Antenne, eine Batterie sowie eine Steuereinheit. Die Steuereinheit besitzt einen Prozessor, einen Flash-Speicher, einen RAM-Speicher, wenigstens einen weiteren Sensor sowie eine zweite Antenne. Die NFC-Antenne ist für die Nahfeldkommunikation ausgestattet. Sie dient dazu, die Sensorik der Sensorbox durch ein externes Signal aufzuwecken und einen anschließenden Datentransfer zum Auslesen der Sensorbox zu ermöglichen. Die Batterie stellt eine Spannungsversorgung sicher. Die gesamte Sensorik, insbesondere die Bauteile der Steuereinheit, ist bevorzugt dahingehend optimiert, dass eine Lebensdauer von mehr als 5 Jahren erzielt wird, ohne die Batterie oder die Sensorbox der Kokillenplatte auszutauschen.
Der Flash-Speicher ist ein digitaler Speicherbaustein für eine nicht flüchtige Speicherung ohne Erhaltungs-Energieverbrauch. Er wird auch als Flash-EEPROM bezeichnet. Im Flash-Speicher ist insbesondere eine eindeutige Kennzeichnung (ID des Kokillenkörpers) gespeichert.
Des Weiteren enthält die Steuereinheit den wenigstens einen weiteren Sensor. Ein Sensor des wenigstens einen weiteren Sensor, dient zur Aufzeichnung von Oszillation des Kokillenkörpers. Die Steuereinheit enthält eine zweite Antenne. Die zweite Antenne ist vorzugweise eine Bluetooth-Low-Energy-Antenne (BLE). Dieser Standard ist speziell für Sensoren konzipiert, um möglichst energieeffiziente drahtlose Daten zu übertragen. Das Auslesen der Daten erfolgt berührungslos.
Mit dem erfindungsgemäßen Kokillenkörper und der an ihm angeordneten wenigstens einen Sensorbox können Gießprozessdaten erfasst werden, wie beispielsweise die Einsatzzeit und die Oszillation sowie Kokillenprozessdaten, z.B. die Plattendicke. Die Sensorbox zeichnet automatisiert die Prozessdaten der Kokille auf. Zu den Kokillendaten zählen auch die Wartungshistorie, welche dokumentiert werden kann. Durch den Einsatz mehrerer Sensorboxen, d.h. durch die Aufzeichnung der Oszillation an mehreren Stellen einer Kokille, besteht die Möglichkeit, Taumelbewegung des Kokillenkörpers zu detektieren. Taumelbewegungen können sowohl einen vermehrten Verschleiß der Kokille als auch Produktfehler oder in extremen Fällen einen Strangbruch verursachen.
Im Hinblick auf den Nacharbeitszustand der Kokillenplatte wird es als besonders vorteilhaft angesehen, dass die Sensorbox mit einer Längensensorik zur Messung einer Dicke des Kokillenkörpers verbunden ist. Die Längensensorik besitzt mehrere in Dickenrichtung im Abstand zueinander angeordnete Leiterbahnen. Die Leiterbahnen besitzen einen fest definierten Abstand. Der Abstand der Leiterbahnen untereinander beträgt beispielsweise 0,05 oder 0,2 Millimeter und definiert ein Messinkrement. Weisen die Kokillenplatten einen Verschleiß auf, werden diese nachgearbeitet. Während des Prozesses wird die Kokillenplatte abgefräst. Aufgrund der Positionierung der Längensensorik bzw. der einzelnen Leiterbahnen wird dabei die Anzahl der Leiterbahnen reduziert oder es werden einzelne Leiterbahnen unterbrochen. Die Sensorbox bzw. die darin angeordnete Sensorik bestimmt über einen Messbereich die Anzahl der vorhandenen bzw. intakten Leiterbahnen, der durch die inkrementelle Anordnung einen bestimmten Messwert annimmt, der wiederum mit der Dicke des Kokillenkörpers korreliert. Auf diese Art und Weise lässt sich automatisiert der Nacharbeitungszustand der Kokillenplatte aufzeichnen.
Die Sensorbox besitzt ein Gehäuse und einen Deckel, so dass die Sensorik geschützt angeordnet ist. Die Sensorbox ist lösbar mit dem Kokillenkörper verbunden. Insbesondere ist die Sensorbox mit dem Kokillenkörper verschraubt. Die Unterbringung der Sensorik in einem Gehäuse mit Deckel hat den Vorteil, dass die Sensorbox während des Nacharbeitsschrittes entfernt werden kann. Die Sensorbox besteht vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus Teflon, um ein Auslesen der Sensorik mittels NFC und der zweiten Antenne zu ermöglichen.
Die Sensorbox ist vorzugsweise sehr geschützt am Kokillenkörper platziert. Insbesondere ist der Kokillenkörper eine Kokillenplatte, die eine schmale Stirnseite hat, in welche die Sensorbox eingesetzt ist. Die Sensorbox besitzt einen Grundkörper, der im Abstand zu einer Gießseite der Kokillenplatte angeordnet ist. Der Grundkörper besitzt insbesondere einen Flansch, der zur Gießseite ragt. An diesem zur Gießseite ragenden Flansch ist bevorzugt zumindest teilweise die Längensensorik zur Messung der Dicke der Kokillenplatte angeordnet. Die Sensorbox wird vorzugsweise im oberen Bereich einer Stirnseite einer Kokillenplatte angebracht. Der Begriff „oben“ bezieht sich auf die Einbaulage, wobei sich „oben“ auf das Eingießende der Kokille bezieht.
Eine Überhitzung der Sensorik wird in dieser Position ausgeschlossen. Es findet kein Kontakt des Grundkörpers mit flüssiger Schmelze statt. Des Weiteren kann die Sensorik hier so positioniert werden, dass die Längensensorik direkten Kontakt zur zu bearbeitenden Heißseite/Gießfläche der Kokillenplatte hat.
Ein Verfahren zur Überwachung des Kokillenkörpers wird in Patentanspruch 7 beschrieben, wonach der wenigstens eine weitere Sensor eine Oszillation des Kokillenkörpers während des Gießens erfasst, wobei der Zeitpunkt der Oszillation gespeichert wird. Wenn eine Beschleunigung, also eine Oszillation, detektiert wird, wird eine Messung über wenige Sekunden durchgeführt, beispielsweise über 5 bis 15 Sekunden, insbesondere 10 Sekunden. Durch eine an den Strangguss angepasste Logik kann die Steuereinheit automatisiert erfassen, ob ein Gießvorgang vorliegt.
Der Frequenzbereich der Oszillation des Kokillenkörpers liegt vorzugsweise zwischen 1 Hz und 10 Hz. Zudem muss eine Sinusbewegung vorliegen. Die Sinusbewegung wird durch eine FFT-Analyse erkannt.
Sind diese Bedingungen erfüllt, zeichnet die Steuereinheit den Startzeitpunkt des Beschleunigungsereignisses auf. Eine Kontrollmessung wird automatisch nach einem festgelegten Intervall durchgeführt, beispielsweise nach 5 bis 30 Minuten. Diese Messung wird mit der vorherigen Messung verglichen. Weist die Messung ähnliche Parameter, z.B. einen ähnlichen Frequenzbereich auf, wird die Einsatzzeit sowie die Mittelfrequenz in Hz für diese Messperiode aufgezeichnet. Die Einsatzzeit und die Oszillation werden solange aufgezeichnet, wie die Oszillation bzw. das Beschleunigungsereignis, d.h. die Gießsequenz, andauert. Alle Daten sind vorzugsweise verschlüsselt.
Über eine Schnittstelle kann eine Identifizierung des Kokillenkörpers durchgeführt und die Verbindung mit der Sensorik hergestellt werden, welche die Daten der Sensorik auf eine Ausleseeinheit und von dort zu einer Auswerteeinheit überträgt. Hierbei kann es sich um ein mobiles Handgerät handeln, insbesondere um ein Smartphone. Moderne Smartphones verfügen über die notwendigen Antennen und Schnittstellen. Die Auswertung erfolgt über eine App auf dem Smartphone oder einer speziell für diesen Zweck bereitgestellten Software eines mobilen Handgerätes. Die Auswerteeinheit kann die Daten auf eine serverseitige Datenbank übertragen, die von Herstellern und/oder Kunden über bestimmte Schnittstellen abgerufen werden kann. Alle Sensoriken können insbesondere nur über einen auf dem Smartphone bzw. der Ausleseeinheit überprüfbaren digitalen Schlüssel ausgelesen werden.
Wesentlich vor dem Einbau der Sensorik in den Kokillenkörper ist, dass diese mit der Kokillenkörper-ID als eindeutige Kennzeichnung beschrieben wird. Über die App auf dem Smartphone oder Ausleseeinheit findet schließlich die Berechnung der Gesamtzeit, d.h. die Summe aller einzelnen Sequenzen der Nutzung des Kokillenkörpers, statt. In der App werden die Prozessdaten sequenzweise angezeigt. Die ausgelesenen Daten können mit Fotos sowie Texten ergänzt werden, die direkt auf dem Smartphone erzeugt werden, was hilfreich für die Dokumentation der Wartung ist. Mit Hilfe der App können die so gewonnenen Daten mit einer serverbasierten Datenbank synchronisiert werden. Die Datenbank kann neben den Gießprozessdaten auch weitere Informationen enthalten, wie beispielsweise Kundeninformationen, Stammdaten, Produktname, Material, Material-Chargen-Nummer, Auftragsdatum, Produktionsdatum, Beschichtung, Taper, Zeichnungsnummer und Gewicht. Darüber hinaus können Dokumente, wie Maßprotokolle, Zeichnungen etc. in der Datenbank enthalten sein. Auf die Datenbank kann auch über ein Kundenportal zugegriffen werden. Im Kundenportal können automatisierte Statistiken hinsichtlich der Temperaturbelastung und Einsatzzeiten angezeigt werden, welche zur Performance- Bestimmung der Kokillenplatten genutzt werden können.
Insbesondere kann durch den Einsatz mehrerer Sensoriken in einem Kokillenkörper ermöglicht werden, schädliche taumelnde Bewegungen des Kokillenkörpers zu bestimmen.
Initial kann ein Kokillenkörper mit einer eindeutigen Kennzeichnung, beispielsweise einem QR-Code, versehen sein. Der QR-Code kann von einer Kamera an dem Smartphone ausgelesen werden, der mit der Kokillenkörper-ID korreliert, die in der Sensorbox gespeichert ist. Wenn diese Daten verknüpft sind, ist der QR-Code überflüssig. Über das Smartphone können in der Folge alle Gießdaten und Zustandsdaten der Kokille automatisiert zugeordnet sind.
Mit dem erfindungsgemäßen Kokillenkörper bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung des Kokillenkörpers entfällt es, Gießprozessdaten manuell mit Kokillendaten, insbesondere der Plattendicke, zu verknüpfen. Prozessdaten zum Nacharbeitszustand der Kokille müssen nicht mehr manuell aufgezeichnet und dokumentiert werden. Die Performance der Kokille kann automatisiert bewertet werden. Zudem können Taumelbewegungen kokillenseitig detektiert werden, um Rückschlüsse auf vermehrten Verschleiß der Kokille zu ziehen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Kokillenkörpers mit einer Vergrößerung eines Details in seinem oberen Eckbereich;
Figur 2 eine Sensorbox, die in den Kokillenkörper der Figur 1 eingesetzt ist;
Figur 3 die Sensorbox der Figur 2 in einer ersten Seitenansicht;
Figur 4 die Sensorbox der Figur 2 in einer Ansicht auf ihren Deckel und
Figur 5 das Gesamtsystem zur Überwachung des Kokillenkörpers.
Die Figur 1 zeigt einen Kokillenkörper 1 in Form einer Kokillenplatte mit Blickrichtung auf seine Gießseite 19. Im oberen Eckbereich des Kokillenkörpers 1 befindet sich an einer Stirnseite 2 eine Sensorbox 3, die in der Detaildarstellung etwas größer dargestellt ist. Die Figur 2 zeigt die Sensorbox 3 mit weiteren Details. Die Sensorbox 3 hat etwa die Form eines Einsteckschlosses für eine Tür, d.h. ihr Gehäuse 4 weist einen schmalen quaderförmigen Grundkörper 15 auf, an dessen einer Stirnseite an gegenüberliegenden oberen und unteren Enden Befestigungslaschen 16, 17 angeordnet sind, die über den quaderförmigen Grundkörper 15 vorstehen. Die Sensorbox 3 ist in die Stirnseite 2 eingesetzt und steht nicht über die Stirnseite 2 der des Kokillenkörpers 1 vor. Die Sensorbox 3 befindet sich im oberen äußeren Bereich der dargestellten Kokillenplatte bzw. des Kokillenkörpers 1 , um eine Überhitzung der Sensorik auszuschließen. Die Sensorbox besitzt eine Längensensorik 18 zur Messung der Dicke des Kokillenkörpers 1 .
Die Sensorbox 3 besitzt einen Deckel 5 jeweils aus Kunststoff, insbesondere aus Teflon. Der Grundkörper 15 mit den Befestigungslaschen 16, 17 wird in einer Vertiefung in der Stirnseite 2 versenkt angeordnet. Der Deckel 5, der über Schrauben 6, 7 mit der Stirnseite 2 und den Befestigungslaschen 16, 17 verschraubt werden kann, schließt oberflächenbündig mit der Stirnseite 2 ab. Dadurch ist die Sensorbox 3 vor mechanischen Beschädigungen geschützt.
In der Sensorbox 3 befinden sich eine Batterie 8 und eine Steuereinheit 9. Die Steuereinheit 9 weist einen Prozessor, einen Flash-Speicher, einen RAM-Speicher sowie einen weiteren Sensor, der in diesem Fall ein Beschleunigungssensor ist, und eine zweite Antenne auf. Bei der zweiten Antenne handelt es sich um eine BLE- Antenne. Die NFC-Antenne 10 ist vorderseitig der Sensorbox 3, d.h. im Bereich des Deckels 5, angeordnet. Die NFC-Antenne 10 dient dazu, beim ersten Kontakt mit einem nicht näher dargestellten Auslesegerät die Sensorik zu wecken und den Datenaustausch zu initiieren.
Das Gehäuse 4 der Sensorbox 3 weist benachbart zum Deckel 5 einen Flansch 20 auf, der sich in der Einbaulage gemäß Figur 1 zur Gießseite 19 des Kokillenkörpers 1 erstreckt. Der Flansch 20 wird von dem Deckel 5 vollständig bedeckt, so dass der Deckel 5 zwischen den endseitigen Befestigungslaschen 16, 17 breiter ist als der Grundkörper 15. Der Flansch 20 erstreckt sich über die gesamte Länge der Grundkörpers 15, wobei sich die Längsrichtung, d.h. die Länge, auf die Gießrichtung in der Einbaulage bezieht. Zwischen dem Deckel 5 und dem Flansch 20 befindet sich ein Spalt 21 (Figur 3). In dem Spalt 21 ist die Längensensorik 18 angeordnet (Figur 2). In der Einbaulage gemäß Figur 1 ragen der Flansch 20 und der Deckel 5 mit der dazwischen liegenden Längensensorik 21 bis zur Gießseite 19. Wenn die Gießseite 19 nachgearbeitet, d.h. gefräst wird, werden gleichzeitig auch Material des Flansches 20, Material der Längensensorik 18 und auch Material des Deckels 5 randseitig abgetragen. In der Ausgangssituation schließen der Flansch 20 und der Deckel 5 jeweils mit ihren schmalen Randseiten zusammen mit der dazwischenliegenden Längensensorik 18 bündig mit der Gießseite 19 ab (Figur 1 ). Der Deckel 5 und der Flansch 20 halten die Längensensorik 18 und stützen sie, insbesondere bei der Material abtragenden Bearbeitung.
Die Längensensorik 18 besitzt in einem Abstand zueinander verlaufende Leiterbahnen, deren Anzahl beim Abtragen von Material inkrementell abnimmt. Beim Nacharbeiten des Kokillenkörpers 1 wird die Dicke des Kokillenkörpers 1 inkrementell verändert. Diese inkrementell eintretenden Veränderungen werden mittels der Längensensorik 18 und der Sensorbox 3 erfasst und lassen Rückschlüsse auf die Dicke des Kokillenkörpers 1 zu.
Die Figur 5 zeigt ein Gesamtsystem zur Überwachung des Kokillenkörpers 1 . Eine Ausleseeinheit 11 in Form eines Smartphones kann einen QR-Code 14 mittels einer Kamera auslesen und steht zusätzlich drahtlos mit der Sensorbox 3 an dem Kokillenkörper 1 in Kontakt, wertet die ausgelesenen Daten aus und überträgt dies an eine Serverarchitektur 12, um die Daten der weiteren Verarbeitung zuzuführen. Über die Serverarchitektur 12 kann ein Kundenportal 13 zur Verfügung gestellt werden, um Kunden kokillenspezifische Daten zur Verfügung zu stellen.
Bezuqszeichen:
1 - Kokillenkörper
2 - Stirnseite
3 - Sensorbox
4 - Gehäuse
5 - Deckel
6 - Schraube
7 - Schraube
8 - Batterie
9 - Steuereinheit
10- N FC-Antenne
11 - Ausleseeinheit
12- Serverarchitektur
13- Kundenportal
14- QR-Code
15 - Grundkörper
16- Befestigungslasche
17- Befestigungslasche
18- Längensensorik
19- Gießseite
20 - Flansch
21 - Spalt

Claims

Patentansprüche
1 . Kokillenkörper (1 ) mit einer Sensorbox (3) mit folgenden Merkmalen: a. Die Sensorbox (3) weist eine Längensensorik (18) zur Messung einer Dicke des Kokillenkörpers (1 ) auf, wobei die Längensensorik (18) mehrere in Dickenrichtung im Abstand zueinander angeordnete Leiterbahnen aufweist, wobei Sensorbox (3) anhand der Anzahl der vorhandenen Leiterbahnen einen Messwert bestimmt, der mit der Dicke des Kokillenkörpers (1 ) korreliert, b. Die Sensorbox (3) besitzt eine NFC-Antenne (10); c. Die Sensorbox (3) besitzt eine Steuereinheit (9) und eine Batterie (8); d. Die Steuereinheit (9) weist einen Prozessor, einen Flash-Speicher, einen RAM-Speicher, wenigstens einen weiteren Sensor sowie eine zweite Antenne auf.
2. Kokillenkörper (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antenne eine Bluetooth Low Energy-Antenne ist.
3. Kokillenkörper (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbox (3) ein Gehäuse (4) und einen Deckel (5) aufweist.
4. Kokillenkörper (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) aus Teflon besteht.
5. Kokillenkörper (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Kokillenplatte ist, die eine Stirnseite (2) hat, in welche ein Grundkörper (15) der Sensorbox (3) eingesetzt ist, so dass er im Abstand zu einer Gießseite (19) der Kokillenplatte (1 ) angeordnet ist und wobei an einem zur Gießseite (19) ragendem Flansch (20) der Sensorbox (3) die Längensensorik (18) zur Messung der Dicke der Kokillenplatte angeordnet ist.
6. Kokillenkörper (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere Sensorboxen (3) aufweist.
7. Verfahren zu Überwachung des Kokillenkörpers (1 ) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Sensor eine Oszillation des Kokillenkörpers (1 ) während des Gießens erfasst, wobei der Zeitpunkt der Oszillation gespeichert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die NFC- Antenne (10) von einer Ausleseeinheit (11 ) aktiviert wird, wobei die NFC- Antenne (10) die Steuereinheit (9) aktiviert, wobei die Steuereinheit (9) über die zweite Antenne eine Verbindung zwischen der Steuereinheit (9) und der Ausleseeinheit (11 ) aufbaut, woraufhin ein Datentransfer zur Ausleseeinheit (11 ) erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Datentransfer die Übergabe einer in der Steuereinheit (9) gespeicherten Kokillenkörper-ID umfasst, die in einer Auswerteeinheit der Ausleseeinheit (11 ) geprüft wird und nach erfolgreicher Prüfung einen weiteren Datentransfer zur Ausleseeinheit (11 ) freigibt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine taumelnde Bewegung des Kokillenkörpers (1 ) über die ausgelesenen Beschleunigungsdaten mehrerer Sensorboxen (3) eines einzigen Kokillenkörpers (1 ) bestimmt wird.
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