WO2024256681A1

WO2024256681A1 - Walzenstuhl

Info

Publication number: WO2024256681A1
Application number: PCT/EP2024/066647
Authority: WO
Original assignee: Swisca AG
Current assignee: Swisca AG
Priority date: 2023-06-15
Filing date: 2024-06-14
Publication date: 2024-12-19
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: CH720856A1; CN121398910A; WO2024256681A8

Abstract

Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird ein Walzenstuhl zum Zerkleinern eines Getreideprodukts, zur Verfügung gestellt, welcher mindestens ein Paar von Mahlwalzen (2, 3) aufweist. Der Walzenstuhl weist weiterhin eine Messeinrichtung (11) mit einer Mehrzahl von Temperatursensoren auf, welche entlang einer Länge der ersten Mahlwalze (2) verteilt angeordnet sind. Die Temperatursensoren sind ausserhalb der ersten Mahlwalze (2), d.h. nicht mit dieser mit-drehend – aber zu der Oberfläche der Mahlwalze hin weisend und in ihrer unmittelbaren Nähe – angeordnet, um die Temperatur der Oberfläche der Mahlwalze zu messen. Der Walzenstuhl weist weiter eine Elektronikeinheit auf, die eingerichtet ist, die von den Sensoren gemessenen Temperaturen – in Funktion der Position oder einer Identität des Sensors, d.h. pro Sensor – auszugeben und/oder einen Prozess des Walzenstuhls in Abhängigkeit von den von den Sensoren gemessenen Temperaturen zu steuern.

Description

WALZENSTUHL

Die Erfindung betrifft einen Walzenstuhl.

Walzenstühle werden in Getreidemühlen oder anderen Mühlen für die Nahrungsmittelverarbeitung verwendet. Ein Walzenstuhl weist mindestens ein Paket - oft zwei oder vier Pakete - von je zwei Mahlwalzen auf, zwischen denen im Betrieb ein Mahlspalt ausgebildet ist, und die sich - im Allgemeinen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten - drehen, um das Mahlgut im Mahlspalt zu zerkleinern.

Gängige Walzenpakete weisen beidseitig der Mahlwalzen je einen festen und einen beweglichen Lagerkörper auf. Der bewegliche Lagerkörper kann für die Verstellung des Mahlspalts sowie auch zum Ein- und Ausrücken relativ zum festen Lagerkörper durch eine Ausrückvorrichtung sowie eine Stellvorrichtung bewegt werden. Der

Mahlspalt ist dabei je nach gewünschter Feinheit des Mahlguts sehr klein; je nachdem kann er auch so eingestellt sein, dass sich die Mahlwalzen berühren würden, wenn sie nicht durch das Mahlgut auseinandergedrückt würden.

Da sich die Mahlwalzen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, entsteht im Mahlspalt während des Betriebs erhebliche Reibungswärme. Wird bspw. die Zufuhr des Mahlguts unterbrochen, kann es ausserdem sogar vorkommen, dass die Walzen direkt aneinander reiben, was sehr rasch zu Überhitzung und Brandgefahr führt. Es wurde bereits vorgeschlagen, einen oder mehrere Temperatursensoren als Sicherheitselemente in der Nähe einer der beiden Mahlwalzen anzubringen, um bei einer festgestellten Überhitzung der Mahlwalzen eine Notabschaltung und/oder ein sofortiges Ausrücken (voneinander wegbewegen) zu bewirken und/oder Alarm zu schlagen. Je nach physischer Ausgestaltung des Trägers solcher Temperatursensoren kann sich dabei jedoch das Problem von Ablagerungen am Träger ergeben. So zeigt bspw. die Schrift DE 102 26 411 eine Leiste mit Temperatursensoren ausserhalb der Walze. Bei einer solchen Leiste ergibt sich das Problem von Ablagerungen, wenn die Leiste nahe bei der Walzenoberfläche angeordnet ist. Ausserdem besteht das Risiko, dass die Leiste selbst als Temperaturleiter wirkt, was Messungen verfälschen kann.

DE 1987 19 614 Al betrifft ein Verfahren zum Vermahlen von Körnerfrüchten mittels eines Walzwerks. Das Walzwerk weist eine Mehrzahl von diskreten Temperaturfühlern auf, die als Infrarotsensoren ausgebildet sind und an verschiedenen Orten die Oberflächentemperatur der jeweiligen Walze messen, bspw. um den Anpressdruck zur regeln. Eine Anordnung mit diskreten Temperaturfühlern ist jedoch aufwändig in der Montage. Ausserdem sind Infrarotsensoren als optische Sensoren anfällig auf Verschmutzungen der Oberfläche und daher für sicherheitsrelevante Anwendungen nicht geeignet.

In der WO 2014/195309, der WO 2018/036978 und der WO 2021/037525 wurde vorgeschlagen, die Walze mit Temperaturfühlern zu versehen, welche in eine Bohrung eingebracht sind, die sich von der Endseite her axial in die Walze hinein erstreckt. Diese erlauben eine vergleichsweise genaue Messung der Temperatur in der Walze. Dadurch können Prozessdaten gewonnen werden, die ausgewertet werden und bspw. eine Optimierung der Vermahlung ermöglichen sollen. So können gemäss WO 2018/036978 aus den Messungen Rückschlüsse darauf gezogen werden, ob die Mahlwalzen zueinander parallel stehen oder nicht. Die Lösung mit Temperaturfühlern in der Walze hat jedoch erstens den Nachteil, dass die Temperaturfühler berührungslos kommunizieren müssen und ausserdem auf eine Batterie angewiesen sind, weshalb die Temperatursensoren nicht als Sicherheitselement geeignet sind. Ausserdem ist die Lösung aufwändig, da eine Bohrung in der Walze erstellt werden muss. Auch erfordert sie für den Batterietausch einen Ausbau des ganzen Walzenpakets, was mit einem Betriebsunterbruch verbunden ist. Schliesslich stellt das Vorhandensein einer Batterie im Produktraum auch eine Kontaminationsgefahr und wegen möglicher Explosionsgefahr bei hohen Temperaturen ein Sicherheitsrisiko dar.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Walzenstuhl zu schaffen, welcher Nachteile des Standes der Technik überwindet, und welcher in Bezug auf die Prozessüberwachung Vorteile bietet, ohne dass zu grosse Nachteile in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Walzenstuhl wie er in den Patentansprüchen definiert ist.

Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird eine Getreidemahlmaschine, namentlich ein Walzenstuhl zum Zerkleinern eines Getreideprodukts, zur Verfügung gestellt, welcher mindestens ein Paar von Mahlwalzen aufweist. Der Walzenstuhl weist weiterhin eine Messeinrichtung mit einer Mehrzahl von Temperatursensoren auf, welche entlang einer Länge mindestens einer der Mahlwalzen (nachfolgend «erste Mahlwalze» genannt) verteilt angeordnet sind. Die erste Mahlwalze kann dabei so im Walzenstuhl montiert sein, dass ihre Achse (Drehachse) im Wesentlichen ortsfest ist, oder sie kann auch eine bewegbare, ausrückbare Mahlwalze sein, in welchem Fall die Messeinrichtung die Bewegungen der ersten Mahlwalze in Richtungen senkrecht zu ihrer Achse bspw. mitmacht. Die Temperatursensoren sind ausserhalb der betreffenden Mahlwalze, d.h. nicht mit dieser mit-drehend - aber zu der Oberfläche der Mahlwalze hin weisend und in ihrer unmittelbaren Nähe - angeordnet, um die Temperatur der Oberfläche der Mahlwalze oder der Grenzschicht berührungslos zu messen. Der Walzenstuhl weist weiter eine Elektronikeinheit auf, die eingerichtet ist, die von den Sensoren gemessenen Temperaturen - in Funktion der Position oder einer Identität des Sensors, d.h. pro Sensor - auszugeben und/oder einen Prozess des Walzenstuhls in Abhängigkeit der von den Sensoren gemessenen Temperaturen zu steuern.

Mit dem Steuern eines Prozesses ist die Einflussnahme auf mindestens einen Parameter gemeint, der einen - qualitativen und/oder quantitativen - Einfluss auf dem eigentlichen Mahlprozess hat, also bspw. die Spaltbreite, die Parallelität der Mahlwalzen, die Geschwindigkeit der Mahlwalzen, etc. - und also nicht nur das blosse Ein- und Ausschalten.

Die Ausgabe der von den Sensoren gemessenen Temperaturen kann bspw. visuell, über ein Display geschehen, wobei ein solches Display zum Walzenstuhl gehören kann. Die Anzeige kann aber auch über ein externes Gerät erfolgen, welches über ein Interface mit dem Walzenstuhl kommuniziert, bspw. eine übergeordnete Anlagesteuerung (bspw. für eine ganze Mühle oder einen Teilbereich einer solchen) einen generischen Computer, ein Smartphone mit entsprechendem App, ein Tablet, etc. In diesem Fall ist die Ausgabe der von den Sensoren gemessenen Temperaturen die Weitergabe dieser Temperaturen an das externe Gerät über das Interface. Zum Walzenstuhl gehört dann bspw. auch eine entsprechende Software (bspw. ein «App») für das externe Gerät.

Die Anzeige der Walzentemperatur kann insbesondere eine Darstellung der Temperatur in Funktion der Position beinhalten, bspw. eine Messkurve in Funktion der Position, eine Balkendarstellung (mit einem Balken für jeden Temperatursensor), etc.; auch Farbgebungen können angepasst sein (bspw. mit roten Farbkomponenten bei einer gemessenen Temperatur über einem bestimmten Wert (bspw. über 100°C), der aber noch unter dem Schwellwert für die Notabschaltung liegt, etc.

Auf jeden Fall ist die Anzeige so, dass sie einem Benutzer ermöglicht, die Temperaturverteilung entlang der Walze zu prüfen und Temperaturen entlang der Walzenlänge zu vergleichen - und nicht nur eine einzelne Temperatur abzulesen oder prüfen, ob eine Überhitzung vorliegt oder nicht. Insbesondere kann der Benutzer anhand der Temperaturen prüfen, ob eine Ungleichmässigkeit der Produktzufuhr und/oder eine schräge Spalteinstellung vorliegt und/oder ob die Bombierung der Walze zu gross oder zu klein ist, etc. Auch wenn die Temperaturverteilung oft keine eindeutige Aussage über die Ursache einer Ungleichmässigkeit zulässt, zeigt sie doch mindestens bei genügend starker Asymmetrie eindeutig an, dass eine solche vorliegt, und sie gibt mindestens Hinweise auf die Ursache.

Es besteht auch die Möglichkeit für den Benutzer, je nach Bedarf einzelne Sensoren zu deaktivieren.

Die Messeinrichtung kann insbesondere Teil des Walzenpakets sein, zu welchem das Paar von Mahlwalzen gehört. Ein 'Walzenpakef im Sinne des vorliegenden Texts kann insbesondere eine Einheit bilden, welche als Ganzes aus einem Walzenstuhl ausbaubar und in diesen einsetzbar ist, welche also ein eigenständiges Modul bildet. So können Wartung und unter Umständen auch gewisse Kalibrations- und Testschritte am isolierten Walzenpaket vorgenommen werden und müssen nicht im eingebauten Zustand, an der Maschine vorgenommen werden. Die Elektronikeinheit muss nicht zum Walzenpaket gehören. Es ist aber auch nicht ausgeschlossen, dass das Walzenpaket die Elektronikeinheit oder mindestens Teile davon beinhaltet. Es ist insbesondere möglich, dass die Elektronikeinheit oder ein Teil davon eine Platine mit darauf angeordneten Elektronikkomponenten umfasst, welche einen Teil der Messeinrichtung bildet und bspw. im Grundkörper (siehe die nachstehenden Ausführungen) integriert ist.

Das Vorgehen mit einer Messeinrichtung, die einer Mehrzahl von Temperatursensoren aufweist, die ausserhalb der Mahlwalze angeordnet aber entlang ihrer axialen Ausdehnung verteilt sind und einzeln ausgewertet werden, löst die vorstehend geschilderten Aufgaben.

Erstens ermöglicht es eine Prozessüberwachung, indem die bedienende Person die Wärmeverteilung entlang der axialen Ausdehnung der Mahlwalze qualitativ vergleichen und/oder quantitativ auslesen kann. So lassen sich Rückschlüsse über Eigenschaften des Mahlprozesses ziehen. Wenn nötig können Massnahmen eingeleitet werden, um diesen zu optimieren. Es hat sich - durchaus überraschend - gezeigt, dass auch bei einer Anordnung der Sensoren ausserhalb der Mahlwalze gute diesbezügliche Aussagen gemacht werden können - zumal sich dafür eine sehr genaue Auslesung der absoluten Temperatur als gar nicht unbedingt nötig erwiesen hat. Es reicht vielmehr, wenn die Temperaturen näherungsweise bekannt sind und ausserdem entlang der axialen Ausdehnung der Mahlwalze gut vergleichbar sind.

Zweitens ist die Lösung deutlich weniger aufwändig in der Realisierung als eine Bohrung in der Mahlwalze, welche die Sensoren aufnimmt.

Drittens wird durch die Anordnung der Sensoren ausserhalb der Mahlwalze auch ermöglicht, dass die Sensoren als Sicherheitselement dienen, da sie nicht auf eine batteriebasierte Spannungsversorgung angewiesen sind. Es kann also insbesondere vorgesehen sein, dass der Walzenstuhl eingerichtet ist, bei Feststellen einer Übertemperatur einen Alarm und/oder einen Maschinenstopp und/oder eine automatische Mahlspaltvergrösserung auszulösen. Eine Übertemperatur kann bspw. ein Überschreiten eines Schwellwerts bei einem Sensor, bei mindestens zwei Sensoren oder ein anderes Kriterium (bspw. betreffend einen Durchschnittswert von Sensormessungen bei benachbarten Sensoren etc.) darstellen Im Zusammenhang mit der nicht batteriebasierten Spannungsversorgung besteht auch kein Anreiz, die Funktionalität einzuschränken, bspw. durch eine tiefe Abtastrate, um Energie zu sparen und dadurch die Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Weiterhin wird durch die batterieunabhängige Spannungsversorgung der Wartungsaufwand erheblich verringert, entfällt doch die Notwendigkeit der Entnahme des Walzenpakets bei einem Batteriewechsel.

Schliesslich ist durch die Lösung mit einer relativ zum Walzenpaket eingebauten, fest vormontierten Messeinrichtung auch die Zuordnung von einzelnen Sensoren zu einer entsprechenden Walze stets eindeutig.

Die Messeinrichtung weist also insbesondere eine leitergebundene Stromversorgung auf, d.h. sie funktioniert (vollständig) mit von ausserhalb der Messeinrichtung her zugeführter elektrischer Energie. Sie ist also bspw. frei von Batterien und anderen Energiespeichem; es ist aber nicht ausgeschlossen, dass sie auch Energiespeicher aufweist, bspw. für nicht sicherheitsrelevante Komponenten.

Die Ausgabe der von den Sensoren gemessenen Temperaturen kann die Absolutwerte der Temperaturen beinhalten. Das ist jedoch nicht notwendig. Im Allgemeinen reicht es, wenn die von den verschiedenen Sensoren erfassten Temperaturen miteinander vergleichbar sind, um eine relative Temperaturverteilung zu ermitteln, und ausserdem erkannt wird, wenn eine Überhitzung vorliegt, bspw. anhand eines Vergleichs mit einem Schwellwert. Die Elektronikeinheit kann eine dedizierte Walzenpaket- Steuerungseinheit sein, oder sie kann ganz oder teilweise in ein Steuerungsmodul des ganzen Walzenstuhls und/oder teilweise auch in mindestens eine externe Komponente - bspw. einen über eine Schnittstelle verbundenen Universalrechner, ein Mobilgerät und/oder eine übergeordnete Steuerung zum Ansteuem mehrerer Apparaturen einer Getreidemühle - integriert sein.

Die Messeinrichtung weist insbesondere ein Gehäuse auf, welches monolithisch und als Ganzes in den Walzenstuhl, insbesondere das Walzenpaket, einbaubar ist, und welches die Temperatursensoren trägt.

In einer Gruppe von Ausführungsformen weist die Messeinrichtung beispielsweise einen Grundkörper auf, der sich in axialer Richtung entlang der ersten Mahlwalze erstreckt. Vom Grundkörper zur Oberfläche der Mahlwalze hin erstreckt sich eine Mehrzahl von Sensorstiften, die je einen der Temperatursensoren tragen. Der Grundkörper und die Sensorstifte zusammen bilden ein bspw. monolithisches Gehäuse. Die Sensorstifte sind insbesondere als Röhren, d.h. als Holprofile ausgebildet (mit rundem oder auch mit nicht-rundem Querschnitt), in deren Inneren jeweils der Temperatursensor ist, und die Temperatursensoren sind dabei insbesondere so angeordnet, dass ihre Fühlerfläche endseitig zur Oberfläche der Mahlwalze hin ragt. Sie können im Innern ihrer Sensorstifte angelötet sein, wodurch auch eine optimale Temperaturübertragung zwischen Sensorstift und Temperatursensor gewährleistet ist.

Die Sensorstifte können dabei fest am Grundkörper angebracht, bspw. mit diesem verpresst, verlötet, verschweisst oder auch verschraubt oder anderswie befestigt sein. Die Sensorstifte sind also physisch am Grundkörper befestigt. Der Grundkörper und die Sensorstifte bilden zusammen ein monolithisches Gehäuse. Auch der Grundkörper kann als Rohr ausgebildet sein, dessen Inneres die Verkabelung zu den Temperaturfühlern hin - und eventuell auch einen Teil der Elektronikeinheit - aufnimmt. Das Lumen der Sensorstifte mündet dabei in das Lumen des Grundkörpers, so dass Stromversorgungs- und/oder Signalleitungen von Sensor her kommend durch den Grundkörper verlaufen können. Es können separate oder kombinierte Stromversorgungs- und/oder Signalleitungen vorhanden sein; bspw. bei auf einer elektrischen Widerstandsmessung basierenden Temperatursensoren kann das Bestimmen der Messgrösse (z.B. elektrischer Widerstand) auch ausserhalb der eigentlichen Temperatursensoren, bspw. in der Elektronikeinheit, geschehen.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Grundkörper eine Platine trägt. Das hat den Vorteil, dass die zu den Sensoren führenden Stromversorgungs- und/oder Signalleitungen zur Platine geführt sein können. Es muss nicht pro Temperatursensor je mindestens ein Kabel durch den Grundkörper nach aussen geführt sein. Vielmehr kann von der Platine pro Temperatursensor je mindestens ein Leiter zu einem dedizierten Stecker am einer Endseite des Grundkörpers geführt sein. Zu diesem Zweck kann der Platine ein Flexprint-Element oder ähnlich zugeordnet sein um den durch die Geometrie vorgegebenen Orientierungen des Steckers und der Platine Rechnung zu tragen.

Es ist auch möglich, dass mindestens ein Element der Elektronikeinheit direkt auf der Platine im Grundkörper vorhanden ist, so dass jeder der Sensoren individuell auslesbar sein kann, ohne dass pro Sensor ein Leiter nach aussen geführt sein muss. Vom Grundkörper weg führt dann lediglich, insbesondere via Steckverbindung, ein bspw. dünnes Kabel zur Übermittlung eines Digital signals. Eine solches Kabel kann das Element der Elektronikeinheit mit weiteren Einheiten der Elektronikeinheit - oder einer übergeordneten Maschinenelektronik - verbinden. Das Innere der Sensorstifte und/oder des Grundkörpers kann durch eine ausgehärtete Masse vergossen sein, welche die Verkabelung, gegebenenfalls inklusive Platine und allenfalls auch mindestens teilweise die Temperatursensoren umgibt. Angeschweisste Endstellen können die äusseren, exponierten Messstellen zusätzlich schützen.

Abgesehen von den Sensorstiften und gegebenenfalls einer solchen Vergussmasse können die Temperatursensoren ohne zusätzliche Ummantelung auskommen, was das Ansprechverhalten optimiert.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass Elemente der Elektronikeinheit, insbesondere eine Auswerteeinheit, welche die physikalischen Messsignale auswertet und bspw. digitale Messdaten weitergibt, im Grundkörper selbst angeordnet ist.

Die Ausgestaltung mit einem Grundkörper und mit zur Oberfläche der ersten Mahlwalze hin ragenden Sensorstiften hat folgenden Vorteil: Um genügend präzise messen zu können, müssen die Temperatursensoren nahe bei der Oberfläche der ersten Mahlwalze angeordnet sein, in einem Abstand von bspw. nicht mehr als 1-5 mm. In einer Umgebung der Mahlwalzen wird jedoch aufgrund von deren Drehung ein Luftstrom mitgerissen, der auch Mehlstaub beinhaltet. Dadurch würde bei einer stabförmig in unmittelbarer Nähe der Mahlwalze liegenden Messeinrichtung eine Neigung zu Anlagerungen bestehen. Starke Produktanhaftungen können nebst Hygieneproblemen bei mangelnder Reinigung zum Brand führen oder die Walzenoberfläche schädigen. Durch die Konstruktion mit den Sensorstiften, die vergleichsweise dünn sein können und dem Luftstrom kaum Angriffsfläche bieten, wird dieser Neigung auf effiziente Art vorgebeugt. Die Ausgestaltung mit Grundkörper und Sensorstiften bringt also sehr kompakte Messstellen mit genügend Freiraum zwischen den Messstellen, der Walzenoberfläche und der Maschinenverschalung mit sich. Die genannte Ausgestaltung ist also insbesondere im Hinblick auf Sicherheits- und hygienische Anforderungen von Vorteil.

Die Messeinrichtung ist bspw. an den Seitenwänden des Walzenpakets montiert.

Die Messeinrichtung kann als Ganze relativ zu der ersten Mahlwalze bewegbar sein, um die Messstifte von der Oberfläche weg zu bewegen. Sie kann beispielsweise verschwenkbar sein, bspw. indem der Grundkörper um einen gewissen Winkel um seine Achse drehbar ist, um die Messstifte von der Walzenoberfläche weg zu schwenken und sie wieder an die Walzenoberfläche anzustellen. Diese Ausgestaltung ist im Hinblick auf eine Form der Messeinrichtung mit Grundkörper und Sensorstiften besonders günstig und stabil realisierbar. Alternativ kann die Messeinrichtung auch linear verschiebbar sein.

Die Sensorstifte können in Bezug auf die Achse der Messeinrichtung radial verlaufen.

Die Walzen des Walzenpakets können bspw. zwischen 0.8 m und 1.8 m lang sein und können insbesondere Längen von 1000 mm ,1250 mm oder 1500 mm (entsprechend gängigen Walzenlängen) haben. Sie können glatt sein oder auch eine Riffelung aufweisen, bspw. eine feine Riffelung (mit mindestens ca. 1 Riffel pro mm Umfangslänge). Der Durchmesser der Mahlwalzen kann ebenfalls ein gängiger Durchmesser sein, bspw. zwischen 238 mm und 252 mm.

Die Temperatursensoren können kommerziell erhältliche Temperatursensoren sein, mit einem Messbereich von bspw. mindestens zwischen 0°C und 150°C, bspw. einem Messbereich von zwischen einem Wert, der tiefer als 0°C ist und mindestens 250°C. Bspw. kommen Platin- Messwiderstandssensoren oder auch andere Messwiderstandssensoren in Frage, bspw. PtlOOO-Sensoren. Generell ist eine Anforderung an die Temperatursensoren, dass sie im genannten Temperaturbereich (insbesondere zwischen Raumtemperatur und 150°C) quantitative Messungen ermöglichen und nicht nur - wie bspw. Bimetallschalter - einen Vergleich mit einem Schwellwert. Die Anforderungen an die absolute Genauigkeit der Temperaturmessungen sind dabei wie erwähnt nicht extrem hoch, da auch bei weniger genauen Messungen durch Vergleich wertvolle Aussagen möglich sind. Bspw. kann eine Genauigkeit von plusminus 10°C ausreichend sein, wobei die grösste, aber eben akzeptierbare, Unsicherheit nicht von der Genauigkeit der Sensoren her kommt, sondern von der Tatsache, dass durch die berührungslose Messung eigentlich die Temperatur der Grenzschicht in unmittelbarer Umgebung der Mahlwalze und nicht direkt die Oberflächentemperatur gemessen wird.

Die Anzahl der Temperatursensoren kann abhängig von der Walzenlänge sein und bspw. zwischen 5 und 25 betragen, insbesondere zwischen 10 und 15. Die Sensoren können bspw. in einer Reihe platziert sein, in Abständen von zwischen 50 mm und 200 mm, insbesondere zwischen 80 mm und 150 mm bspw. ungefähr 100 mm. Die äussersten Sensoren der Reihe können bspw. in einem Ab stand von ca. 50 mm vom Rand der ersten Mahlwalze angeordnet sein.

Es kann ausserdem vorgesehen sein, dass gegebenenfalls ein - weiterer - Temperatursensor auf denjenigen Teilen der Elektronikeinheit (bspw. der genannten Auswerteeinheit) vorhanden ist, welche als Bestandteil der Messeinrichtung verbaut sind.

Die Signal- und Datenübertragung zwischen den Sensoren und der Elektronikeinheit - und gegebenenfalls zwischen Untereinheiten der Elektronikeinheit, bspw. der genannten Auswerteeinheit und einem zentralen Modul der Elektronikeinheit - kann analog oder digital erfolgen, bspw. mittels eines Bus-Systems.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder analoge Elemente. Die Zeichnungen sind teilweise schematisch und nicht massstäblich. Sie zeigen teilweise einander entsprechende Elemente in von Figur zu Figur unterschiedlichen Grössen. Es zeigen:

Fig. 1 : Eine Ansicht eines Walzenpakets für den Walzenstuhl;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch das Walzenpaket, und Elemente des Walzenstuhls;

Fig. 3 eine Ansicht der Messeinrichtung;

Fig. 4 ein Schema der Messeinrichtung zusammen mit der Elektronikeinheit und einer Ausgabeeinheit; und

Fig. 5 schematisch eine Ansicht des Walzenstuhls.

Figur 1 zeigt eine Ansicht eines Walzenpakets 1, und Figur 2 zeigt schematisch einen Schnitt - senkrecht zur Achse der Mahlwalzen - durch das Walzenpaket sowie Element der Verkleidung, welche der Walzenstuhl um die in Fig. 1 links dargestellte erste Mahlwalze bildet.

Das Walzenpaket weist eine erste Mahlwalze 2 und eine zweite Mahlwalze 3 auf. Seitlich weisen die erste und die zweite Mahlwalze beidseitig je einen Walzenstummel 21, 31 auf, der durch ein entsprechendes Lager drehbar gelagert ist. Ein Walzenpaket- Gestell 7 bildet eine tragende Struktur und ist an einem Walzenstuhl -Gestell befestigbar oder bildet ein Teil desselben. Am Walzenpaket-Gestell 7 sind ein erster Lagerkörper mit dem Lager für die erste Mahlwalze und ein relativ zu diesem senkrecht zu den Achsen der Mahlwalzen 2, 3 bewegbarer zweiter Lagerkörper mit dem Lager für die zweite Mahlwalze vorhanden bzw. montiert.

Die Lagerung der ersten und der zweiten Mahlwalze sowie die Mechanismen für die Einstellung des Mahlspalts und das Ausrücken - mit beidseitig je einer Stell- und Ausrückeinrichtung 6 - sind ausgestaltet wie in der Schweizer Patentanmeldung CH 000 148/2023 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht abhängig von den Mechanismen für die Einstellung des Mahlspalts und das Ausrücken und ist auch auf Walzenstühle mit ganz anders ausgestalteten Walzenpaketen anwendbar.

In Fig. 1 und Fig. 2 sieht man auch die Messeinrichtung 11, die auch in Figur 3 dargestellt ist. Die Messeinrichtung weist einen Grundkörper in Gestalt eines Stabs 12 auf, der sich in axialer Richtung entlang einer der Mahlwalzen - im dargestellten Beispiel entlang der ersten Mahlwalze 2 - erstreckt. Am Grundkörper ist eine Mehrzahl von Sensorstiften 13 angebracht, die vom Grundkörper weg zur Oberfläche der ersten Mahlwalze 2 hin ragen. An den vorderen Enden der Sensorstifte 13, d.h. den Enden zur ersten Mahlwalze 2 hin, weisen diese je einen Temperatursensor auf. An den axialen Endseiten des Stabs 12 ist je eine Endkappe 15 angeordnet. Mindestens eine der Endkappen 15 erlaubt die Hindurchführung von Leitungen zur Stromversorgung der Sensoren und zum Abrufen und/oder Auslesen der von ihnen erzeugten Signale. Aufgrund der Anordnung und Orientierung der Sensorstifte 13 ist der Abstand a_s der Sensoren von der Oberfläche der ersten Mahlwalze 2 deutlich kleiner als der Abstand at des Grundkörpers (d.h. des Stabs 12). Da die Sensorstifte 13 vergleichsweise dünn sein können, hat das zur Folge, dass die Sensoren in den Sensorstiften 13 nahe bei der Oberfläche der ersten Mahlwalze 2 sein können, um die Temperatur an der Oberfläche zuverlässig zu messen, ohne dass die Prozessluft, welche durch die Drehung der Mahlwalze mitgezogen wird (siehe den Blockpfeil in Fig. 2) ihn ihrem Fluss von der Messeinrichtung 11 behindert würde, und ohne dass sich dementsprechend Ablagerungen von Mehlstaub oder ähnlich an der Oberfläche der Messeinrichtung 11 bilden würden. In Fig. 2 ist dargestellt, dass die Verkleidung 14, welche der Walzenstuhl in einer Umgebung der ersten Mahlwalze bildet, in einem Abstand von deren Oberfläche angeordnet ist, so dass sich ein umlaufender Strömungsraum 10 für die Prozessluft bilden kann, der durch die Messeinrichtung nicht unterbrochen wird.

Wie das in Figur 4 schematisch dargestellt ist, sind die Sensoren 51 von der Elektronikeinheit 52 einzeln auslesbar. Es kann bspw. vorgesehen sein, dass zwischen jedem der Sensoren 51 und der Elektronikeinheit 52 je eine physisch eigene Verbindung zur Stromversorgung und zum Auslesen vorhanden ist - d.h. von jedem der Sensoren führt je ein Kabel zur Elektronikeinheit. Die Kabel werden dann gebündelt durch den Stab 12 geführt. Es ist aber auch möglich, dass unter Verwendung eines Bus-Systems und einer in jedem Sensor vorhandenen Sensorelektronik jeder der Sensoren einzeln auslesbar ist, ohne dass pro Sensor eine eigene Leitung vorhanden ist.

In Fig. 4 ist nebst der Elektronikeinheit 52 auch eine Ausgabeeinheit 54 schematisch dargestellt, welche über ein Displayfeld die gemessene Temperatur T in Abhängigkeit von der Position P des Sensors darstellt, so dass sich ein Temperaturverlauf 56 entlang der Länge der ersten Mahlwalze auslesen lässt. Daraus kann die bedienende Person Rückschlüsse bspw. auf die Parallelität der Mahlwalzen und die Regelmässigkeit der Produktzuführung ziehen und bei Bedarf entsprechende Parameter anpassen.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass zusätzlich zur Darstellung über eine Ausgabeeinheit - oder anstelle einer solchen - die ausgelesenen Temperaturen durch die von der Elektronikeinheit gebildeten Maschinensteuerung selbst verwendet werden, um eine automatische Anpassung von Parametern - bspw. der Spalt- Parallelität oder der Spaltbreite - zu bewirken. Ergänzend oder alternativ können die ausgelesenen Temperaturen auch an eine übergeordnete Steuerung übermittelt werden, um einen Einfluss - auch - auf Betriebsparameter anderer Komponenten der Anlage zu haben, zu welcher der Walzenstuhl gehört. Bspw. kann vorgesehen sein, dass die pro Zeiteinheit zugeführte Produktemenge angepasst wird, wenn die gemessenen Temperaturen zu hoch sind oder zu rasch ansteigen.

In Fig. 4 ist auch schematisch dargestellt, dass ein Alarm ausgegeben (Alarmeinheit 39) und/oder eine sofortige Abschaltung bewirkt werden kann, wenn eine entsprechende Bedingung erfüllt ist. Eine solche Bedingung kann bspw. das Überschreiten eines Schwellwertes 57 an mindestens einer Position sein.

Figur 5 zeigt sehr schematisch den ganzen Walzenstuhl 101 mit mindestens einem Walzenpaket. Ein Handrad 102 dient als elektronisch auslesbares physisches Bedienelement. Es können weitere Ein- und Ausgabemöglichkeiten vorhanden sein, welche in Fig. 5 durch ein schematisches Displayfeld 103- das berührungsempfindlich sein kann -, ein Eingabefeld 104 und eine Schnittstelle zu einem Mobiltelefon 105 angedeutet sind. Die in Fig. 4 dargestellte Ausgabeeinheit 54 kann bspw. durch das Displayfeld 103 oder die die Schnittstelle und das Mobiltelefon 105 (und/oder ein Tablet und/oder ein Laptop oder einen anderen Rechner, auch eine zentrale Anlagensteuerung kommt in Frage) gebildet sein; auch andere Implementierungen sind denkbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Walzenstuhl zum Zerkleinern eines Getreideprodukts, aufweisend mindestens ein Paar von einer ersten und einer zweiten Mahlwalze (2, 3) sowie eine Messeinrichtung (11) mit einer Mehrzahl von Temperatursensoren (51), die entlang einer Länge mindestens der ersten Mahlwalze verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (51) ausserhalb der ersten Mahlwalze (2) zum Erfühlen einer Temperatur der Oberfläche der ersten Mahlwalze (2) angeordnet sind, und dass der Walzenstuhl ferner eine Elektronikeinheit (52) aufweist, die eingerichtet ist, die von den Sensoren gemessenen Temperaturen auszugeben und/oder einen Prozess des Walzenstuhls in Abhängigkeit von den von den Sensoren gemessenen Temperaturen zu steuern.

2. Walzenstuhl nach Anspruch 1, wobei die Elektronikeinheit (52) eingerichtet ist, einen Antrieb der ersten und zweiten Mahlwalze automatisch zu stoppen und/oder die Mahlwalzen voneinander wegzurücken, wenn die Messung der Temperaturen ergibt, dass eine Überhitzung vorliegt.

3. Walzenstuhl nach Anspruch 1 oder 2, der eingerichtet und programmiert ist, die Temperatur der ersten Mahlwalze (2) in Abhängigkeit von einer axialen Position darzustellen.

4. Walzenstuhl nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Temperatursensoren über elektrische Leiter von ausserhalb der Messeinrichtung her mit Strom versorgt sind.

5. Walzenstuhl nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (11) einen Grundkörper (12) und eine Mehrzahl von sich vom Grundkörper zur Oberfläche der ersten Mahlwalze hin erstreckenden Sensorstiften (13) aufweist.

6. Walzenstuhl nach Anspruch 5, wobei die Sensorstifte (13) Röhren bilden, in deren Inneren je einer der Sensoren (51) angeordnet ist.

7. Walzenstuhl nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Grundkörper (12) ein Rohr bildet, durch welches Stromversorgungs- und/oder Signalleitungen zwischen der Elektronikeinheit und den Sensoren verlaufen.

8. Walzenstuhl nach Anspruch 7, wobei die Stromversorgungs- und/oder Signalleitungen in einer ausgehärteten Masse vergossen sind.

9. Walzenstuhl nach einem der Ansprüche 5-8, wobei die Messeinrichtung (11) um eine zu den Achsen der ersten und zweiten Mahlwalze (2, 3) parallele Achse kippbar ist, um einen Abstand der Temperatursensoren von der Oberfläche der ersten Mahlwalze zu verändern.

10. Walzenstuhl nach einem der Ansprüche 5-9, wobei die Sensoren innerhalb der Sensorstifte eingekapselt sind.

11. Walzenstuhl nach einem der Ansprüche 5-10, aufweisend eine Platine mit Verbindungskontakten zu den Temperatursensoren, wobei die Platine im Grundkörper integriert ist.

12. Walzenstuhl nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sensoren Messwiderstandssensoren sind, welche eine Bestimmung der Temperatur anhand eines gemessenen elektrischen Widerstands ermöglichen.

13. Walzenstuhl nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (11) ein Gehäuse aufweist, welches als Ganzes montierbar ist und die Temperatursensoren trägt.