DE102009029081A1

DE102009029081A1 - Lasermarkierung

Info

Publication number: DE102009029081A1
Application number: DE200910029081
Authority: DE
Inventors: Oliver Crasser
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-03
Also published as: CN102482849A; EP2473671A1; WO2011026693A1

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Markierung von Fehlstellen (8) einer sich bewegenden Materialbahn, insbesondere Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, vorgeschlagen, bei dem die Materialbahn (1) mittels eines Überwachungssystems (7) auf relevante Fehlstellen (8) überwacht wird, die mittels einer Steuer- und/oder Auswerteeinheit (9) erfasst und ausgewertet werden, von der eine Markiervorrichtung (2) angesteuert wird, die das Vorhandensein einer Fehlstelle (8) auf der Materialbahn (1) markiert, wobei die Markierung der Materialbahn (1) mittels Laserlicht erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Markierung von Fehlstellen einer sich bewegenden Materialbahn, insbesondere Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, mit einem Überwachungssystem und einer Markiervorrichtung.
Die Markierungen von Fehlstellen in der Materialbahn ist für die Weiterverarbeitung bzw. Veredelung sehr wichtig. Fehlstellen auf der Bahn können so genau wieder gefunden bzw. angesteuert werden, um z. B. Bahnabrisse zu vermeiden, Nips zu entlasten oder Umroller abzubremsen. Die Markierung muss gut sichtbar sein und so angebracht werden, dass sie bei der Weiterverarbeitung nicht stört.
Zur Markierung von Fehlstellen werden bei der Papierherstellung in der Regel Tintenmarkiervorrichtungen eingesetzt, die die Papierbahn im Bereich von Fehlstellen in der Bahn markiert, so dass diese im weiteren Verarbeitungsprozessen gezielt angesteuert werden können.
Das Öffnen und Schließen der Tintenstrahldüsen benötigt einige Zeit, so dass der gesamte Druckvorgang relativ träge ist und es somit bei Bahngeschwindigkeiten von bis zu 2000 m/min zu einer Markierung kommt, die sich über einige Dezimeter erstreckt und daher sehr ungenau ist.
Zudem kommt es aufgrund des anfallenden Staubs beim Lauf einer Papierbahn dazu, dass sich die Düse zusetzt bzw. verklebt. Die extrem teure Spezialtinte führt außerdem noch zu sehr hohen Betriebskosten.
Des Weiteren handelt es sich bei den Tintenmarkierungen in der Regel um Abstandsinformationen, die meist wertlos sind, sobald ein Teil der Papierbahn verloren gegangen ist.
In der WO 2007/122284 A1 ist eine Markierungsverfahren beschrieben bei dem eine dauerhafte Markierung in eine Faserstoffbahn eingebracht wird. Dies geschieht mittels eines Lasers solange die Faserstoffbahn noch im feuchten Zustand ist. Da nicht alle Fehlstellen im Nassbereich einer Papiermaschine entstehen oder mittels der Überwachungssensoren erfasst werden können, ist es auch nicht möglich alle Fehler zu kennzeichnen.
Aufgabe
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Markierung von Fehlstellen einer sich bewegenden Materialbahn der Eingangs genannten Art weiterzuentwickeln, so dass die Kennzeichnungsqualität sowie die Prozesssicherheit verbessert und die Kosten reduziert werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Markierung von Fehlstellen einer sich bewegenden Materialbahn, insbesondere Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, vorgeschlagen, bei dem die Materialbahn mittels eines Überwachungssystem auf relevante Fehlstellen überwacht wird, die dann mittels einer Steuer- und/oder Auswerteinheit erfasst und ausgewertet werden, von der eine Markiervorrichtung ansteuert wird, die das Vorhandensein und/oder die Art der Fehlstelle auf der Materialbahn markiert. Wobei die Markiervorrichtung die Materialbahn mittels Laserlicht markiert.
Dabei weißt die Markiervorrichtung mind. eine Laserquelle auf, die die Markierung mit einer Energiedichte zwischen 0,1 und weniger als 1,7 Joules·cm^–2 Oberfläche der Materialbahn brennt.
Die Laserquelle kann beispielsweise eine Laserdiode sein.
Erfindungsgemäß kann die Materialbahn in Bahnlaufrichtung gesehen vor und/oder an und/oder nach der Fehlstelle markiert werden. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Fehlstellen beim Umrollen frühzeitig angekündigt werden, dass Fehlstellen identifiziert werden können, wenn sie aus der Bahn herausgeschnitten wurden oder dass man nach dem Abschwarten wieder weiß, an welcher Stelle der Bahn man sich befindet.
Dabei kann die Materialbahn mit zwei oder mehr Linien markiert werden und die Linien können verschiedene Breiten aufweisen. So ist es vorteilhafter Weise möglich, die Markierungen als Binärcode oder Barcode auszuführen.
Zudem ist es nicht nur möglich, eine Markierung in Längsrichtung, MD, aufzutragen bzw. einzubrennen, sondern auch eine Markierung in Querrichtung, CD, ist realisierbar.
Idealerweise wird die Materialbahn an einer Stelle markiert, an der die Materialbahn eine geringe Restfeuchte, also bereits einen trockenen Zustand, aufweißt.
Da auf dem fertigen Produkt keine Markierung gewünscht ist, erfolgt die Markierung vorzugsweise auf dem Randstreifen.
Damit die Markierung vor, an oder nach der Fehlerstelle erfolgen kann, ist die Markiervorrichtung in Laufrichtung gesehen nach dem Überwachungssystems positioniert, aber auch eine Positionierung vor dem Überwachungssystem ist denkbar.
Auf welcher Materialbahnseite die Markierung erfolgt, ob einseitig oder sogar auf beiden Seiten, kann je nach Anwendungsfall entschieden werden.
Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:

– es fallen so gut wie keine Betriebskosten an
– der Wartungsaufwand ist sehr gering
– es können umfangreiche Informationen mittels des Codes auf die Materialbahn geschrieben werden

Figurenbeschreibung
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1 zeigt in Seitenansicht den prinzipiellen Aufbau einer Papierherstellungsmaschine
2 Anordnung Überwachungssystem und Markiervorrichtung
3 zeigt beispielhaft Markierungen
1 zeigt in Seitenansicht den prinzipiellen Aufbau einer Papierherstellungsmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die dargestellte Papierherstellungsmaschine weist einen Stoffauflauf 11 mit einer bevorzugten Funktionsweise gemäß dem Verdünnungswasser-Prinzip (ModuleJet^TM) zum Einbringen mindestens einer maschinenbreiten Schicht einer Faserstoffsuspension zwischen zwei laufende Siebe 13 (Untersieb, Obersieb) einer Siebpartie 14 auf. Die in der Siebpartie 14 formierte und entwässerte Faserstoffbahn 1 wird als nasse Faserstoffbahn an eine Pressenpartie 16, bestehend aus zwei vorzugsweise doppelt befilzten (Langspalt-)Pressen, die jeweils einen in Bahnlaufrichtung L (Pfeil) verlängerten Pressspalt 23, 24 bilden, übergeben und dort zwischen den Pressfilzen weiter entwässert. Anschließend wird die feuchte Faserstoffbahn 1 in eine Trockenpartie 18 mit in einer Reihe nebeneinander liegenden Trockenzylindern 19 überführt und unter neanderförmigen Lauf um die beheizten Trockenzylinder 19 getrocknet. Nach der Trockenpartie 18 wird die Faserstoffbahn 1, nunmehr bereits eine Faserstoffbahn, durch einen Kalander 20 zu einer Wickelvorrichtung 21 geleitet und dort zu einer Wickelrolle aufgewickelt.
Zur Überwachung der Eigenschaften der Materialbahn 1, wie z. B. Feuchte, Dicke, Flächengewicht, Fehlstellen usw. sind an verschiedenen stellen der Maschine Überwachungssysteme 7 installiert.
2 zeigt in zwei Ansichten die Anordnung von Überwachungssystem und Markiervorrichtung. Mittels eines Überwachungssystems 7 wird die laufende Materialbahn 1 auf Fehlstellen 8 überwacht. Wird ein relevanter Fehler 8 festgestellt, wird eine entsprechendes Signal von der Steuer- und/oder Auswerteinheit 9 erfasst und ausgewertet und eine entsprechendes Signal an die Markiervorrichtung 2 weitergegeben bzw. diese angesteuert. Die Markiervorrichtung 2 markiert die Materialbahn 1 dann vorzugsweise im Bereich des Randstreifens 10. Die Markiervorrichtung ist vorzugsweise in Laufrichtung gesehen nach dem Überwachungssystem 7 angeordnet, kann aber auch vor dem Überwachungssystem 7 angeordnet werden (gestrichelt dargestellt).
Die Markierung 6 der Materialbahn 1 erfolgt mittels Laserlichte, z. B. mit einer Laserdiode. Das Papier wird an der Oberfläche sozusagen verbrannt, so dass eine schwarze Linie auf dem Papier entsteht.
Um mehrere Linien nebeneinander auf die Papierbahn zu bringen, können mehrere Laserquellen parallel zueinander angeordnet werden.
In 3 sind verschiedene Möglichkeiten der Markierung dargestellt. Zum einen als Barcode, mit mehreren Linien nebeneinander, die zusätzlich noch verschiedene Breiten aufweisen können, oder als Binärcode mit unterbrochenen Linien.
Die Breite des Codes kann durchaus mehrere cm betragen und eine Strichstärke der einzelnen Linien von mehreren mm aufweisen.
Das Auslesen des Codes erfolgt an der jeweiligen Stelle mit einer schnellen Kamera und einem geeigneten Auswertalgoritmus oder im Fall des Barcodes mit einem Barcodelesegerät.
Bezugszeichenliste

1: Materialbahn
2: Markiervorrichtung
3: Walze
4: Barcode
5: Binärcode
6: Markierung
7: Überwachungssystem
8: Fehlstellen
9: Steuereinheit
10: Randstreifen
11: Stoffauflauf
13: Siebe
14: Siebpartie
16: Pressenpartie
18: Trockenpartie
19: Trockenzylinder
20: Kalander
21: Wickelvorrichtung
23, 24: Pressspalt

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

WO 2007/122284 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Markierung von Fehlstellen (8) einer sich bewegenden Materialbahn, insbesondere Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, wobei mittels eines Überwachungssystem (7) die Materialbahn (1) auf relevante Fehlstellen (8) überwacht wird, die mittels einer Steuer- und/oder Auswerteinheit (9) erfasst und ausgewertet werden, von der eine Markiervorrichtung (2) ansteuert wird, die das Vorhandensein einer Fehlstelle (8) auf der Materialbahn (1) markiert dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (1) mittels Laserlicht markiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Markiervorrichtung (2) mind. eine Laserquelle aufweist, die die Markierung (6) mit einer Energiedichte zwischen 0,1 und weniger als 1,7 Joules·cm^–2 Oberfläche der Materialbahn (1) brennt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (1) in Bahnlaufrichtung gesehen vor und/oder an und/oder nach der Fehlstelle (8) markiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (1) mit zwei oder mehr Linien markiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linien verschieden breit sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (6) ein Binärcode (5) ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (6) ein Barcode (4) ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (6) in Längsrichtung, MD, aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (6) in Querrichtung, CD, aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (1) im trockenen Zustand markiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (6) auf dem Randstreifen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markiervorrichtung (2) in Laufrichtung gesehen vor und/oder nach der Überwachungssystems (7) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (6) auf der Materialbahnoberseite und/oder der Materialbahnunterseite markiert wird.