DD249089A1 - Verfahren und anordnung zur beruehrungslosen bestimmung der materialbahndicke - Google Patents

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren und eine Anordnung zur beruehrungslosen Bestimmung der Materialbahndicke in Beschichtungsanlagen zu schaffen, wobei die Ungleichmaessigkeiten der Materialbahndicke schnell erkannt werden sollen, um die Ausschussquote gering zu halten. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine reibungsbehaftete Kanalstroemung zwischen Materialbahn und einem Segment eines aerostatischen Gleitlagers erzeugt, indem man das Segment des aerostatischen Gleitlagers in einem bestimmten Abstand zu einer Walze, um die die Materialbahn in bekannter Weise gefuehrt wird, einstellt und einen Ueber- oder Unterdruck erzeugt und dass man den von der Materialbahndicke abhaengigen Stroemungswiderstand der reibungsbehafteten Kanalstroemung bestimmt. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der zu messenden Stelle ein feststehendes Segment eines aerostatischen Gleitlagers in einem bestimmten Abstand zu einer Walze angeordnet ist, so dass sich zwischen Walzenoberflaeche und feststehend angeordnetem Segment des aerostatischen Gleitlagers ein Kanal bildet und dass am Kanal eine Messeinrichtung angeordnet ist.

Description

Verfahren und Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Materialbahndicke

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur beruhrungslosen Bestimmung der Materialbahndicke. Die Erfindung kann in Anlagen, wo der Transport der Materialbahn durch Walzen oder Walzensysteme erfolgt angewendet werden, wie z.B. bei der Herstellung von Informations- und Aufzeichnungsmaterialien.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Bestimmung der Materialbahndicke sind zahlreiche Verfahren und Meßanordnungen bekannt. Die DE-OS 2 140 639 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung der Materialbahndicke durch Berührung. Die Materialbahn läßt man über eine entsprechende Ebene oder Rolle laufen und mißt mit einem geeigneten Taster die Materialbahndicke zwischen Ebene oder Rolle und Taster. Ein großer Nachteil ist, daß durch das Berühren des Tasters die Materialbahnoberfläche beschädigt werden kann. Aus einem Prospekt des VEB Robotron Meßelektronik Dresden 1981 sind Anordnungen bekannt, wo das Material mit radioaktiven Strahlen durchstrahlt wird. Die Verfahren unter Anwendung ionisierter Strahlung sind in Hartmann: "Meßverfahren unter Anwendung ionisierender Strahlung" beschrieben. Hierbei erfolgt eine

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Schwächung der Strahlung in Abhängigkeit von der Dicke und Dichte des durchstrahlten Stoffes.' Die radioaktive Durchstrahlung hat den Nachteil, daß das Meßergebnis sehr stark von den Stoffeigenschaften des Materials abhängig ist. Außerdem ist die Anwendung radioaktiver Strahlen gefährlich, so daß besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um das Bedienungspersonal vor Strahlenschäden zu schützen. In der DE-AS 1 623 196 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der zur Dickenmessung infrarote Strahlung genutzt wird» In der GB-PS 1 420 298 und in der GB-PS 2 016 678 werden Dickenmessungen mit optischer Durchstrahlung und Reflexion beschrieben» Diese Meßverfahren haben den großen Nachteil, daß das Meßergebnis nicht nur von der Materialbahndicke, sondern auch von den Stoffeigenschaften abhängig ist. Diese Verfahren und entsprechende Anordnungen sind zur Messung an bewegten Materialbahnen auch deshalb nicht geeignet, da bereits geringes Flattern der Bahn in der Bahnführungsebene zu erheblichen Schwankungen der Meßwerte und somit zu deren Verfälschung führen, insbesondere bei beschichteten Materialbahnen mit lichtbrechenden Schichten..

Desweiteren kann man auch Dickenmessungen mit Ultraschall vornehmen (3?-^etz,H.^D·: Dickenmessung mittels Ultraschall, Pe^ngerätetechnik 12(1963) 5» 251.- 256)

Hierbei erzeugt ein Hochfrequenzgenerator kurze elektrische Spannungsimpulse, die in einem elektroakustischen Wandler in Ultraschallwellen transformiert werden. Die vom Wandler abgestrahlte Schallwelle durchläuft das Meßobjekt,.wird von der Rückseite desselben retLek'tiert und trifft wieder auf den Wandler, der inzwischen auf Empfang umgeschaltet ist, so daß damit die Laufzeit des Ultraschallimpul'ses als Maß für die Materialdicke zur Verfügung steht.

Auch bei diesem Meßverfahren beeinflussen die Stoffeigenschaften der Materialbahn das Meßergebnis. Außerdem treten Schwierigkeiten bei der Ankopplung des Ultraschallsenders und -empfängers auf. Ein weiteres Dickenmeßverfahren ist das pneumatische Verfahren nach dem Druckteilerprinzip, welches im Taschenbuch Betriebsmeßtechnik vom Verlag Technik Berlin 1982' auf der Seite 620 beschrieben wurde. Hierbei wird der Druck-

abfall zwischen ein©¹" Meßdüse und gegenüberstehender Materialbahnoberfläche gemessen. Bei steigender Materialbahndicke verringert sich der Abstand zwischen Düse und Materialbahnoberfläche und der Druckabfall steigt an.

Entsprechende Anordnungen erfordern ein einwandfreies Führen der zu messenden Bahn. Pl at tern, und ähnliche transversale Bewegungen der Bahn führen zu Meßwertverfälschungen. Deshalb wird z.B. in der DE-OS 2 045 284- eine aerostatische Lagerung der Materialbahn beschrieben.

Der zu messenden Bahn ist an einer Seite ein aerostatisches Widerlager zugeordnet. Über Bohrungen wird Druckluft zwischen Widerlager und Materialbahn eingeblasen, so daß eine aerostatische Lagerung der Materialbahn entsteht. Diese Anordnung hat den lachteil, daß sie Bauelemente enthält, wie sie in Materialbahnbeschichtungsanlagen normalerw eise nicht vorkommen, so daß mit dieser Anordnung hohe zusätzliche Kosten entstehen. Zur Vermeidung von transversalen Bewegungen der Materialbahn wird diese in den US-PS 4 311 392 und US-PS 4 348 889 über eine Umlenkwalze geführt. Die Meßeinrichtungen sind radial an die Walzenperipherie innerhalb des Umschliögungsbereiches, der über die Umlenkrolle geführten B/Iaterialbahn angeordnet. Es sind Meßeinrichtungen nach dein Prinzip der optischen Re^-exion (US-PS 4 311 342) und nach dem Druckteilerprinzip (US-PS 4 348 889). Mit diesen Anordnungen läßt sich eine hohe örtliche Auflösung erreichen. Nachteilig ist jedoch, daß an der Walzenperipherie der Umlenkwalze spezielle Einbaubedingungen für die Meßeinrichtungen zu schaffen sind, wodurch ebenfalls hohe zusätzliche Kosten entstehen.

In der DS-OS 2 163 566 wird die Materialbahn über zwei in geringem Abstand voneinenader gelagerte Walzen gefihrt. Im Bereich der freien Bahnlänge sind zwei pneumatische Abstandsgeber normal zur Bahnebene einander gegenüberliegend, angeordnet. Der ITachteil dieser Anordnung besteht darin, daß zusätzliche Maßnahmen vorzusehen sind, um die Materialbahn vor Berührung mit der Meßeinrichtung zu schützen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Materialbahndicke in Beschichtungsanlagen zu schaffen, wobei üngleichmäßigkeiten der Materialbahndicke schnell erkannt werden sollen, um die Ausschußquote gering zu halten.

Darlegungde_sJ^egejas der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Materialbahndicke transportierterMaterialbahnen zu schaffen, wobei die stoffliche Zusammensetzung der Materialbahn keinen Einfluß auf das Meßergebnis hat und transversale Bewegungen der transportierten Materialbahn derart unterdrückt werden, daß ihre Wirkung auf das Meßergebnis bedeutungslos ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man ein Verfahren und eine Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Materialbahndicke in Beschichtungsanlagen, in denen der Transport der Materialbahn durch Walzen erfolgt, schafft. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine reibungshehaftete Kanalströmung zwischen Materialbahn und einem Segment eines aerostatischen Gleitlagers erzeugt, indem man das Segment des aerostatischen Gleitlagers in einem bestimmten Abstand zu einer Walze, um die die Materialbahn in bekannter Weise geführt wird, einstellt und einen über- oder Unterdruck erzeugt und daß man den von der Materialbahndicke abhängigen Strömungswiderstand der reibungsbehafteten Kanalströmung bestimmt.

Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß an der zu messenden Stelle ein feststehendes Segment eines aerostatischen Gleitlagers in einem bestimmten Abstand zu einer Walze angeordnet ist, so daß sich zwischen Walzenoberflache und feststehend angeordnetem Segment des aerostatischen Gleitlagers ein Kanal bildet und daß am Kanal eine Meßeinrichtung angeordent ist.

Der Aufbau der Anordnung ist einfach. Die wesentlichen Bauteile sind Standardelemente, die leicht instand zu halten sind. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Ungleichmäßigkeit der Materialbahndicke als Ursache τοη Beschichtungsungleichmäßigkeiten sehr genau und sofort festgestellt werden können. Man kann schnell in den Produktionsprozeß eingreifen, um die Ausschußquote von beschichteten Schichtträgern gering zuhalten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Beispielen erläutert werden.

Ein erstes Beispiel ist in der Figur 1 dargestellt. Die Materialbahn 1 wird mit einem Umschlingungsbereich, der größer ist als der Umschlingungsbereich des Segmentes eines aerostatischen Gleitlagers 3» über die vergleichsweise sehr genau rundlaufende Walze 2 geführt. Das Segment eines aerostatischen Gleitlagers 3 ist derart ausgebildet, daß zwischen Materialbahnoberfläche und Segment eines aerostatischen Gleitlagers 3 ein schmaler Spalt 4 und 5 in der Form eines Kanals entsteht. Über den Luftkanal 6 wird Druckluft in den Schmalen Spalt 4 und 5 zwischen Materialbahnoberfläche und Segment eines aerostatischen Gleitlagers 3 eingeblasen. Im Kanal 4 und 5 entsteht eine von der Materialbahndicke abhängige Kanalströmung und somit ein von der Materialbahndicke abhängiger Druckabfall. .Dieser wird als Differenzdruck zwischen Umgebungsdruck in der Umgebung 8 und dem Druck im Kanal 7 mit der Differenzdruckmeßeinrichtung 9 gemessen. In der Aus/ertseinrichtung 12 wird der mit der'Meßeinrichtung 9 gemessene Differenzdruck mit jenem verglichen, der bei konstantem Strömungswiderstand 10 mit der Differenzdruckmeßeinrichtung 11 gemessen wird. Ein weiteres Beispiel ist schamatisch in der Figur 2 dargestellt. Durch den Unterdruck im Kanal 6 (und)7) wird im Kanal 4 eine von der Dicke der Materialbahn 1 abhängige Strömung erzeugt. Die Walze 2 ist-eine mit hoher Präzision, gefertigte Gießwalze, über sie wird die Materialbahn 1 transportiert und mit dem Material13 beschichtet, wodurch der Luftstrom nur einseitig den Kanal 4 passiert.

Claims (2)

1. rfindungsanspruch

   Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Materialbahndicke in Beschichtungsanlagen, in denen der Transport der Materialbahn durch Walzen erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß-man eine reibungsbehaftete Kanalströmung zwischen. Materialbahn und einem Segment eines aerostatischen Gleitlagers erzeugt, indem man das Segment des aerostatischen Gleitlagers in einem bestimmten Abstand zu einer Walze, um die die Materialbahn in bekannter Weise geführt wird, einstellt und einen Über- oder Unterdruck erzeugt und daß man den von der Materialbahndicke abhängigen Strömungswiderstand der reibungsbehaffeten Kanalströmung bestimmt.

   Anordnung zur berührungslosen Bestimmung der Materialbahndicke in Beschichtungsanlagen, in denen der Transport der Materialbahn durch Walzen erfolgt, gekennzeichnet dadur.ch, daß an der zu messenden Stelle ein feststehendes Segment eines aerostatischen Gleitlagers in einem bestimmten Abstand zu einer.Walze angeordnet ist, so daß sich zwischen Walzenoberfläche und feststehend angeordneten Segment des aerostatischen Gleitlagers ein Kanal bildet und daß am Kanal eine Meßeinrichtung angeordnet ist.

   Hierzu
2. 2 Blatt Zeichnungen