CH607722A5

CH607722A5 - Device for continuous measurement of the temperature of moving and heated material webs

Info

Publication number: CH607722A5
Application number: CH1567676A
Authority: CH
Inventors: Ernst Loch
Original assignee: Zellweger Uster Ag
Priority date: 1976-12-13
Filing date: 1976-12-13
Publication date: 1978-10-13

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Messung der Temperatur bewegter und beheizter Warenbahnen mittels mindestens eines temperaturempfindlichen Tastkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastkopf (11) durch einen grossflächigen, pilzförmigen Wärmekontaktschuh (14) gebildet wird, welcher Kontaktschuh mittels eines temperaturfesten, schlecht wärmeleitenden Isolierstückes (13) auf einem federnd gelagerten Support (8, 10) befestigt ist und dabei mit der zu überprüfenden Warenbahn (20) mit geringem Anpressdruck in dauernder Berührung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktschuh (14) aus gut wärmeleitendem, gegen Abnützung durch die darübergleitende Warenbahn (20) widerstandsfähigem Material gebildet ist, und dass er mit einem wärmeempfindlichen Element (15) in direktem Kontakt steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch ein Tragstück (8) und einen Tragbügel (10) gebildete Support mittels einer Parallelogrammführung (2, 3) federnd in einem Gehäuse (1) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbügel (10) durch eine Auflaufschiene (18) verlängert ist, die entgegen der Laufrichtung der Warenbahn (20) orientiert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kontaktschuhe (14, 14') gegen die Unterseite der zu prüfenden Warenbahn (20) anliegend angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kontaktschuhe (14, 14') gegen die Oberseite der zu prüfenden Warenbahn (20) anliegend angeordnet sind.

7. Verwendung von Vorrichtungen nach Anspruch 1 zur gleichzeitigen Temperaturmessung an verschiedenen Stellen der Warenbahn, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Tastköpfe (11, 11') eingesetzt werden und dass deren elektrische Signale, die die Temperaturen an diesen Stellen wiedergeben, einer Vergleichsschaltung zugeführt werden, in der jeweils nur der Spitzenwert des einer höheren Temperatur entsprechenden Signals ausgewertet wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur bewegter und beheizter Warenbahnen sowie die Verwendung solcher Vorrichtungen.

Die heute bekannten Verfahren der Temperaturkontrolle laufender Warenbahnen beschränken sich hauptsächlich auf die Infrarot-Strahlungsmessung oder die indirekte Temperaturbestimmung durch Messung der Temperatur der Umgebungsluft. Obwohl die Messung der aufgeheizten Luft mit bekannten Mitteln relativ einfach und genau durchführbar ist, befriedigt diese Methode bei Waren mit wechselnden Eigenschaften nicht, da dann in Abhängigkeit von der Durchlaufzeit erhebliche Temperaturunterschiede zwischen der Ware und der Umgebungsluft auftreten können.

Die Strahlungsmessung der bewegten Ware hingegen liefert theoretisch wohl richtige Werte, sie ist aber in der praktischen Anwendung mehreren schwankenden Störfaktoren, wie meist unbekannten Strahlungskonstanten, Umgebungsstrahlung, Verunreinigungen im Strahlengang und anderem unterworfen. Zudem ist diese Messmethode relativ anspruchsvoll und entsprechend aufwendig.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur bewegter und beheizter Warenbahnen mittels mindestens einem temperaturempfindlichen Tastkopf, und zeichnet sich dadurch aus, dass der Tastkopf durch einen grossflächigen, pilzförmigen Wärmekontaktschuh gebildet ist, welcher Kontaktschuh mittels eines temperaturfesten, schlecht wärmeleitenden Isolierstückes auf einem federnd gelagerten Support befestigt ist und dabei mit der zu überprüfenden Warenbahn mit geringem Anpressdruck in dauernder wärmeleitender Berührung steht.

Durch die thermisch niederohmige Berührung des Kontaktschuhs mit der Warenbahn ist es möglich, die eigentliche Temperatur derselben zu erfassen. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktschuh mit dem in ihm enthaltenen temperaturempfindlichen Organ, beispielsweise einem Thermowiderstand, aus gut wärmeleitendem, widerstandsfähigem Material, aber mit kleiner Wärmeträgheit ausgeführt ist, so dass er sich möglichst schnell allen Temperaturänderungen der Warenbahn anzupassen vermag.

Ferner ist eine schlechte Wärmeleitung zwischen dem Kontaktschuh und dem ihn tragenden Support wesentlich, um die von der Warenbahn auf den Kontaktschuh übertragenen Temperaturschwankungen nicht oder nur sehr beschränkt auf den Support bzw. dessen Tragvorrichtung übergehen zu lassen.

Der geringe Anpressdruck des Kontaktschuhs an die schwankende Warenbahn ist erforderlich, um die auf erhöhter Temperatur laufende Warenbahn, die dadurch unter Umständen verformbar ist, nicht durch die Berührung mit dem Kontaktschuh zu verändern. Dies wiederum bedingt, dass der Kontaktschuh und der sich mit ihm bewegende Teil als Ganzes in Leichtbauweise ausgeführt ist, damit er möglichst dauernd und ohne Abheben an der lageveränderlichen Warenbahn anliegt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung von mehreren Vorrichtungen zur kontinuierlichen Temperaturmessung an verschiedenen Stellen der Warenbahn, wobei mindestens zwei Tastköpfe eingesetzt werden und dass deren elektrische Signale, die die Temperaturen an diesen Stellen wiedergeben, einer Vergleichsschaltung zugeführt werden, in der jeweils nur der Spitzenwert des einer höheren Temperatur entsprechenden Signals ausgewertet wird.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Tastkopf mit seiner Lagerung, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 die Anwendung zweier Tastköpfe an einer Warenbahn,
Fig. 3 ein elektrisches Verbindungsschema.

In der Anordnung gemäss Fig. 1 sind in einem Gehäuse 1 zwei Tragarme 2, 3 in Drehpunkten 4, 5 gelagert. Die entfernten Enden der Tragarme 2, 3 sind mittels weiterer Lager 6, 7 an einem beweglichen Tragstück 8 angelenkt. Eine Zugfeder 9, die zwischen dem oberen Drehpunkt 4 im Gehäuse 1 und dem unteren Lager 7 am Tragstück 8 angreift, bewirkt, dass das Tragstück 8 über einen weiten Bereich mit annähernd konstanter Kraft nach oben gezogen wird. Am Tragstück 8 ist ein Tragbügel 10 befestigt, und diese bilden einen Support für den eigentlichen Tastkopf 11.

Dieser Tastkopf besteht aus einer Grundplatte 12, einem zylindrischen Isolierstück 13 und dem Kontaktschuh 14, an dem der Wärmefühler 15 direkt angebracht ist. Der Wärmefühler 15 kann beispielsweise als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet sein. Seine elektrischen Zuleitungen 16 sind durch eine Durchführung 17 nach aussen geführt.

Der Tragbügel 10 ist mit einer S-förmigen, entgegen der Laufrichtung der Warenbahn 20 orientierten Auflaufschiene 18 versehen, die dazu dient, den Anfang einer Warenbahn 20 selbsttätig und störungsfrei auf den Kontaktschuh 14 auflaufen zu lassen.

Fig. 2 zeigt den Einsatz von zwei erfindungsgemässen Vorrichtungen an verschiedenen Stellen der Warenbahn. Die Gehäuse 1, 1' sind mittels einer Tragvorrichtung 21, 22, die

sich über die Breite der Warenbahn 20 erstreckt, derart befestigt, dass sich die Kontaktschuhe 14, 14' von unten an die Warenbahn 20 anlegen, und die Temperaturen in der Nähe der Randzonen der Warenbahn 20 ermittelt werden. Die Kontaktschuhe 14, 14' können aber auch von oben auf die Warenbahn 20 anliegend montiert werden, indem die Gehäuse 1, 1' auf einer die Maschine oberhalb der Warenbahn überspannenden Tragvorrichtung hängend angeordnet werden.

Fig. 3 zeigt schematisch ein elektrisches Verbindungsschema für zwei an der gleichen Warenbahn 20 eingesetzten Tastköpfen 11, 11'. Deren Wärmefühler 15, 15' sind zunächst an je einen Vorverstärker 23, 23' gelegt, und die Ausgänge der letzteren bilden mit den Dioden 24, 24', einem Widerstand 25, einem Kondensator 26 und einem weiteren Widerstand 27 einen Spitzenwertspeicher. Dieses gleichgerichtete Temperatursignal wird über einen Endverstärker 28 in einem Instrument 30 zur Anzeige gebracht. Durch die Gegeneinanderschaltung der Vorverstärkerausgänge wird jeweils nur die höhere Ausgangsspannung der Vorverstärker 23, 23' als Temperatursignal ausgewertet.

Dies ist deshalb von Vorteil, weil dabei stets die höhere Messspannung, d. h. der höhere Temperaturwert, zur Anzeige gelangt. Hebt sich beispielsweise die Warenbahn 20 von einem der Tastköpfe 11 kurzzeitig ab, oder ist der Wärmeübergang zwischen der Warenbahn 20 und einem der Tastköpfe aus einem anderen Grund gestört, so sinkt dessen Temperaturanzeige immer ab, so dass der andere Tastkopf, von dem angenommen werden kann, dass er dieser Störung nicht gleichzeitig unterworfen ist, die Temperaturanzeige übernimmt.

Da die Einhaltung vorgegebener Temperaturen für eine homogene Behandlung der Warenbahn von entscheidender Bedeutung ist, kommt der direkten Temperaturmessung ohne Zwischenschaltung eines Wärmeübertragungsmittels eine erhebliche Bedeutung zu.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Messung der Temperatur bewegter und beheizter Warenbahnen mittels mindestens eines temperaturempfindlichen Tastkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastkopf (11) durch einen grossflächigen, pilzförmigen Wärmekontaktschuh (14) gebildet wird, welcher Kontaktschuh mittels eines temperaturfesten, schlecht wärmeleitenden Isolierstückes (13) auf einem federnd gelagerten Support (8, 10) befestigt ist und dabei mit der zu überprüfenden Warenbahn (20) mit geringem Anpressdruck in dauernder Berührung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktschuh (14) aus gut wärmeleitendem, gegen Abnützung durch die darübergleitende Warenbahn (20) widerstandsfähigem Material gebildet ist, und dass er mit einem wärmeempfindlichen Element (15) in direktem Kontakt steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch ein Tragstück (8) und einen Tragbügel (10) gebildete Support mittels einer Parallelogrammführung (2, 3) federnd in einem Gehäuse (1) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbügel (10) durch eine Auflaufschiene (18) verlängert ist, die entgegen der Laufrichtung der Warenbahn (20) orientiert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kontaktschuhe (14, 14') gegen die Unterseite der zu prüfenden Warenbahn (20) anliegend angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kontaktschuhe (14, 14') gegen die Oberseite der zu prüfenden Warenbahn (20) anliegend angeordnet sind.

7. Verwendung von Vorrichtungen nach Anspruch 1 zur gleichzeitigen Temperaturmessung an verschiedenen Stellen der Warenbahn, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Tastköpfe (11, 11') eingesetzt werden und dass deren elektrische Signale, die die Temperaturen an diesen Stellen wiedergeben, einer Vergleichsschaltung zugeführt werden, in der jeweils nur der Spitzenwert des einer höheren Temperatur entsprechenden Signals ausgewertet wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur bewegter und beheizter Warenbahnen sowie die Verwendung solcher Vorrichtungen.

Die heute bekannten Verfahren der Temperaturkontrolle laufender Warenbahnen beschränken sich hauptsächlich auf die Infrarot-Strahlungsmessung oder die indirekte Temperaturbestimmung durch Messung der Temperatur der Umgebungsluft. Obwohl die Messung der aufgeheizten Luft mit bekannten Mitteln relativ einfach und genau durchführbar ist, befriedigt diese Methode bei Waren mit wechselnden Eigenschaften nicht, da dann in Abhängigkeit von der Durchlaufzeit erhebliche Temperaturunterschiede zwischen der Ware und der Umgebungsluft auftreten können.

Die Strahlungsmessung der bewegten Ware hingegen liefert theoretisch wohl richtige Werte, sie ist aber in der praktischen Anwendung mehreren schwankenden Störfaktoren, wie meist unbekannten Strahlungskonstanten, Umgebungsstrahlung, Verunreinigungen im Strahlengang und anderem unterworfen. Zudem ist diese Messmethode relativ anspruchsvoll und entsprechend aufwendig.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur bewegter und beheizter Warenbahnen mittels mindestens einem temperaturempfindlichen Tastkopf, und zeichnet sich dadurch aus, dass der Tastkopf durch einen grossflächigen, pilzförmigen Wärmekontaktschuh gebildet ist, welcher Kontaktschuh mittels eines temperaturfesten, schlecht wärmeleitenden Isolierstückes auf einem federnd gelagerten Support befestigt ist und dabei mit der zu überprüfenden Warenbahn mit geringem Anpressdruck in dauernder wärmeleitender Berührung steht.

Durch die thermisch niederohmige Berührung des Kontaktschuhs mit der Warenbahn ist es möglich, die eigentliche Temperatur derselben zu erfassen. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktschuh mit dem in ihm enthaltenen temperaturempfindlichen Organ, beispielsweise einem Thermowiderstand, aus gut wärmeleitendem, widerstandsfähigem Material, aber mit kleiner Wärmeträgheit ausgeführt ist, so dass er sich möglichst schnell allen Temperaturänderungen der Warenbahn anzupassen vermag.

Ferner ist eine schlechte Wärmeleitung zwischen dem Kontaktschuh und dem ihn tragenden Support wesentlich, um die von der Warenbahn auf den Kontaktschuh übertragenen Temperaturschwankungen nicht oder nur sehr beschränkt auf den Support bzw. dessen Tragvorrichtung übergehen zu lassen.

Der geringe Anpressdruck des Kontaktschuhs an die schwankende Warenbahn ist erforderlich, um die auf erhöhter Temperatur laufende Warenbahn, die dadurch unter Umständen verformbar ist, nicht durch die Berührung mit dem Kontaktschuh zu verändern. Dies wiederum bedingt, dass der Kontaktschuh und der sich mit ihm bewegende Teil als Ganzes in Leichtbauweise ausgeführt ist, damit er möglichst dauernd und ohne Abheben an der lageveränderlichen Warenbahn anliegt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung von mehreren Vorrichtungen zur kontinuierlichen Temperaturmessung an verschiedenen Stellen der Warenbahn, wobei mindestens zwei Tastköpfe eingesetzt werden und dass deren elektrische Signale, die die Temperaturen an diesen Stellen wiedergeben, einer Vergleichsschaltung zugeführt werden, in der jeweils nur der Spitzenwert des einer höheren Temperatur entsprechenden Signals ausgewertet wird.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Tastkopf mit seiner Lagerung, teilweise im Schnitt, Fig. 2 die Anwendung zweier Tastköpfe an einer Warenbahn, Fig. 3 ein elektrisches Verbindungsschema.

In der Anordnung gemäss Fig. 1 sind in einem Gehäuse 1 zwei Tragarme 2, 3 in Drehpunkten 4, 5 gelagert. Die entfernten Enden der Tragarme 2, 3 sind mittels weiterer Lager 6, 7 an einem beweglichen Tragstück 8 angelenkt. Eine Zugfeder 9, die zwischen dem oberen Drehpunkt 4 im Gehäuse 1 und dem unteren Lager 7 am Tragstück 8 angreift, bewirkt, dass das Tragstück 8 über einen weiten Bereich mit annähernd konstanter Kraft nach oben gezogen wird. Am Tragstück 8 ist ein Tragbügel 10 befestigt, und diese bilden einen Support für den eigentlichen Tastkopf 11.

Dieser Tastkopf besteht aus einer Grundplatte 12, einem zylindrischen Isolierstück 13 und dem Kontaktschuh 14, an dem der Wärmefühler 15 direkt angebracht ist. Der Wärmefühler 15 kann beispielsweise als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet sein. Seine elektrischen Zuleitungen 16 sind durch eine Durchführung 17 nach aussen geführt.

Der Tragbügel 10 ist mit einer S-förmigen, entgegen der Laufrichtung der Warenbahn 20 orientierten Auflaufschiene 18 versehen, die dazu dient, den Anfang einer Warenbahn 20 selbsttätig und störungsfrei auf den Kontaktschuh 14 auflaufen zu lassen.

Fig. 2 zeigt den Einsatz von zwei erfindungsgemässen Vorrichtungen an verschiedenen Stellen der Warenbahn. Die Gehäuse 1, 1' sind mittels einer Tragvorrichtung 21, 22, die **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.