-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung und Messung einer Vliesstoffbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
-
Bei der bekannten Vorrichtung wird eine Vliesstoffbahn durch mehrere Führungswalzen geführt. Zwischen den Führungswalzen ist eine Messeinrichtung angeordnet, die einen berührungslosen Sensor aufweist, um die Länge des Vliesstoffes, der durch die Führungswalzen transportiert wird, zu messen. Bei der bekannten Vorrichtung wird die Vliesstoffbahn im gespannten Zustand zwischen den Führungswalzen geführt und von den Sensorsignalen abgetastet. Eine derartige Vorrichtung besitzt jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass bei dehnbaren Vliesstoffen die gemessene Länge nicht mit der tatsächlichen Bahnlänge im spannungsfreien Zustand übereinstimmt.
-
Grundsätzlich sind jedoch auch Vorrichtungen im Stand der Technik bekannt, bei welcher die Längenmessung der Vliesstoffbahn durch eine mit der Vliesstoffbahn in Berührung stehenden Walze erfolgt. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 21 11 834 A1 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird zur Messung dehnbarer Vliesstoffe zwischen der Messwalze und einer vorgeordneten Förderwalze eine Durchhang an dem Vliesstoff erzeugt, so dass der Vliesstoff im wesentlichen spannungslos der Messvorrichtung zugeführt wird. Hierbei sind jedoch Schlupferscheinungen zwischen der Vliesstoffbahn und der Messwalze nicht auszuschließen, da die Vliesstoffbahn von der Messwalze abgezogen werden muß. Darüberhinaus führt die Umlenkung der Materialbahn an der Messwalze dazu, dass die auf der Walze aufliegende Materialseite der Vliesstoffbahn gestaucht und die außen liegende Materialseite gestreckt wird. Dieser Effekt führt ebenfalls zu Messungenauigkeiten, der zudem in Abhängigkeit von der Materialdicke noch unterschiedlich ausfällt.
-
Bei der Herstellung von Vliesstoffen werden diese am Ende der Produktionsanlage aufgewickelt. Die gespeicherte Vliesstoffmenge wird in diesen Fällen durch die aufgewickelte Bahnlänge der Vliesstoffbahn bestimmt. Bei dem bekannten Verfahren führen die Längenmessungen zwangsläufig dazu, dass die im Prozess aufgewickelte Bahnlänge nicht mit einer von dem Wickel abgezogenen Bahnlänge der Vliesstoffbahn übereinstimmt. Dieses Verhalten ist hinlänglich bekannt und wird in der Praxis dadurch kompensiert, dass eine gewisse Exterlänge der Vliesstoffbahn auf jeden Wickel aufgewickelt wird. Diese zusätzliche Bahnlänge stellt für den Produzenten jedoch regelmäßig einen Verlust dar.
-
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Führung und Messung einer Vliesstoffbahn derart weiterzubilden, dass die im Prozess gemessene Bahnlänge im wesentlichen identisch einer sich im spannungslosen Zustand ausbildenden Bahnlänge der Vliesstoffbahn ist.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Führungswalzen einen Zuführwalze und eine angetriebene Abzugswalze umfassen, zwischen welchen die Vliesstoffbahn in einer Bahnschlaufe führbar ist und dass der Sensor in einem Bereich unterhalb der Führungswalzen mit einem Messabstand seitlich neben einem zulaufenden Bahnabschnitt oder einem ablaufenden Bahnabschnitt der Bahnschlaufe angeordnet ist.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
-
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb des Prozesses vorzugsweise unmittelbar vor einer Aufwickeleinrichtung eine Situation geschaffen werden kann, in welcher die Vliesstoffbahn spannungsfrei durch eine frei hängende Bahnschlaufe geführt werden kann. Auf den einlaufseitigen senkrecht zulaufenden Bahnabschnitt oder aber auch auf dem auslassseitigen senkrecht ablaufenden Bahnabschnitt der Bahnschlaufe ist der berührungslose Sensor mit einem Messabstand seitlich zur Materialoberfläche der Vliesstoffbahn angeordnet. Somit ist eine Längenmessung in spannungslosen Zustand der Vliesstoffbahn möglich.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung weist der Sensor zum Abtasten der Oberfläche der Vliesstoffbahn optische Mittel auf. So können die durch eine Lichtquelle erzeugte Lichtsignale an der Oberfläche der Vliesstoffbahn reflektiert werden, um so durch Auswertung der Reflexionssignale die Bahnlänge zu bestimmen. Zudem lassen sich damit kostengünstige berührungslose Messsysteme realisieren.
-
Um einen für die berührungslose Messung der Bahnlänge erforderlichen konstanten Abstand zwischen dem Sensor und der spannungslos geführten Vliesstoffbahn zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welchen dem Sensor eine Materialführungseinrichtung zugeordnet ist, durch welche der Bahnabschnitt der Bahnschlaufe im Bereich eines Messortes geführt ist. So läßt sich der senkrecht laufende Bahnabschnitt der Bahnschlaufe vorteilhaft durch einen durch die Materialführungseinrichtung gebildeten Führungskanal leiten.
-
Hierzu ist die Materialführungseinrichtung vorzugsweise unterhalb der Zuführwalze dem zulaufenden Bahnabschnitt der Bahnschlaufe zugeordnet. Hierbei ist darauf zu achten, dass keinerlei Reibungen zwischen der Materialführungseinrichtung und der Vliesstoffbahn auftritt. Insoweit ist der Führungskanal in seiner Breite auf die Materialdicke der Vliesstoffbahn eingestellt. Derartige Materialführungseinrichtungen weisen somit vorteilhaft eine verstellbare Kanalbreite auf.
-
Zur Kontrolle der spannungslos geführten Bahnschlaufe ist desweiteren eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der zwischen den Führungswalzen gebildeten Bahnschlaufen vorgesehen. Damit können auch Produktionsabläufe innerhalb der Anlage berücksichtigt werden, so dass eine ständige Anpassung der Bahnschlaufe zwischen den Führungswalzen möglich ist.
-
Die Überwachungseinrichtung kann hierzu einen Abstandssenor aufweisen, der auf ein Durchhangende der Bahnschlaufe gerichtet ist. Dem Abstandsensor sind Grenzwerte zugewiesen, so dass bestimmte Längen der Bahnschlaufe vorteilhaft bei der Führung der Vliesstoffbahn einzuhalten sind.
-
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Überwachungseinrichtung mit mehreren Lichtschranken auszubilden, die entlang der Bahnschlaufe mit Abstand untereinander angeordnet sind. Damit bilden die im Abstand angeordneten Lichtschranken vorteilhaft die Grenzwerte, die bei der Führung der Bahnschlaufe einzuhalten sind.
-
Um bei unzulässigen Abweichungen im Durchhang der Bahnschlaufe in den Prozess eingreifen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung die Überwachungseinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden. Die Steuereinrichtung ist mit einem Steuergerät eines Walzenantriebs gekoppelt, welche die Abzugswalze antreibt. Damit kann der Abzug der Vliesstoffbahn aus der Bahnschlaufe zur Regulierung des Durchhangs der Bahnschlaufe gesteuert werden.
-
Um eine möglichst schlupffreie Förderung der Vliesstoffbahn am Umfang der Abzugswalze zu ermöglichen, ist diese vorteilhaft mit einer weiteren Führungswalze zu einem Walzenduo kombiniert, durch welches die Vliesstoffbahn gefördert wird.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Abzugswalze einer Aufwickeleinrichtung zum Aufwickeln der Vliesstoffbahn nachgeordnet. Damit lassen sich unmittelbar die gemessenen Bahnlängen zur Steuerung der Aufwickeleinrichtung nutzen.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur zur Führung und Messung einer Vliesstoffbahn geeignet, sondern auch für andere dehnbare Materialbahnen beispielsweise Gewebebahnen anwendbar.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
-
Es stellen dar:
-
1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
2 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel weist zwei Führungswalzen 2 und 3 auf, die mit Abstand zueinander angeordnet sind. Eine erste Führungswalze ist als Zuführwalze 2 ausgebildet, an deren Umfang eine Vliesstoffbahn 1 geführt ist. Die der Zuführwalze 2 in Abstand nachgeordnete Führungswalze ist als angetriebene Abzugswalze 3 ausgebildet. Hierzu ist der Abzugswalze 3 ein Walzenantrieb 18 zugeordnet, der über ein Steuergerät 17 gesteuert wird. Der Abzugswalze 3 ist zur Bildung eines Walzenspaltes eine weitere Führungswalze 11 zugeordnet, so dass sich ein Walzenduo ausbildet. Am Umfang der Abzugswalze 3 sowie in dem Walzenspalt der Führungswalze 11 und der Abzugswalze 3 wird die Vliesstoffbahn 1 geführt.
-
Unterhalb der Zuführwalze 2 ist eine Messeinrichtung 5 angeordnet. Die Messeinrichtung 5 weist einen Sensor 6 auf, der mit Abstand zu einer Materialführungseinrichtung 12 angeordnet ist. Die Materialführungseinrichtung 12 weist unmittelbar auf einer Ablaufseite der Zuführwalze 2 einen senkrecht verlaufenden Führungskanal 13 auf. Die Materialführungseinrichtung 12, die beispielsweise durch Führungsschienen gebildet sein kann, weist im Bereich des Sensors 6 eine Messöffnung 15 auf. Die Messöffnung 15 definiert einen Messort 14, auf welchen der Sensor 6 gerichtet ist. Die Materialführungseinrichtung 12 und der Sensor 6 sind stationär gehalten, so dass sich zwischen dem Sensor 6 und der Vliesstoffbahn am Messort 14 ein Messabstand einstellt, der während des Prozesses konstant bleibt. Damit lassen sich sehr genaue Längenmessungen ausführen.
-
Zur Führung und Messung der Vliesstoffbahn 1 wird diese der Zuführwalze 2 zugeführt. Hierzu kann die Zuführwalze 2 mit oder ohne Antrieb betrieben werden. Die Vliesstoffbahn 1 wird auf der Auslassseite der Zuführwalze 2 in eine Bahnschlaufe 4 geführt, die sich mit einem Durchhang zwischen der Zuführwalze 2 und der Abzugswalze 3 ausbildet. Hierbei wird der auf der Auslassseite der Zuführwalze 2 senkrecht zulaufende Bahnabschnitt 4.1 der Bahnschlaufe 4 durch die Materialführungseinrichtung 12 und insbesondere durch den Führungskanal 13 geführt. Der ablaufende Bahnabschnitt 4.2 wird von der Abzugswalze 3 aufgenommen und gemeinsam mit der Führungswalze 11 zu einer nachgeordneten Aufwickeleinrichtung 19 geführt, wo die Vliesstoffbahn 1 zu einem Wickel 20 aufgewickelt wird.
-
Der berührungslose Sensor 6 der Messeinrichtung 5 weist optische Mittel auf, um Lichtsignale zu erzeugen und Reflexionssignale zu empfangen. Hierbei werden die Reflexionssignale, die am Messort 14 von der Vliesstoffbahn 1 erzeugt werden, ausgewertet, um eine Bahnlänge der Vliesstoffbahn 1 zu bestimmen. Die Messeinrichtung 5 ist mit einer Steuereinrichtung 10 verbunden, in welcher die Messwerte erfaßt und zur Steuerung beispielsweise der Aufwickeleinrichtung 19 genutzt werden. Die Steuereinrichtung 10 weist mehrere Eingänge und Ausgänge auf, wie durch Pfeile angedeutet.
-
Um möglichst einen gleichbleibenden spannungsfreien Zustand der Vliesstoffbahn an dem Messort 14 zu erhalten, wird der Durchhang der Bahnschlaufe 4 durch eine Überwachungseinrichtung 7 überwacht. Die Überwachungseinrichtung 7 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Abstandssensor 8 auf, der auf das Durchhangende der Bahnschlaufe 4 gerichtet ist. Somit läßt sich das Ende der Bahnschlaufe 4 in bestimmten Grenzen halten.
-
Für den Fall, dass der Durchhang der Bahnschlaufe 4 zu gering ist, wird über die Steuereinrichtung 10 ein Steuersignal erzeugt und dem Steuergerät 17 aufgegeben. Über das Steuergerät 17 wird der Walzenantrieb 18 verlangsamt, so dass die Abzugswalze 3 eine geringere Umfangsgeschwindigkeit aufweist und zu einer Vergrößerung des Durchhangs der Bahnschlaufe 4 führt.
-
Im umgekehrten Fall, bei dem die Bahnschlaufe mit einem zu großen Durchhang geführt ist, wird über die Steuereinrichtung 10 und dem Steuergerät 17 der Walzenantrieb 18 derart gesteuert, dass sich die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze 3 erhöht.
-
Die Überwachungseinrichtung 7 läßt sich alternativ auch durch mehrere Lichtschranken ausführen. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in 2 dargestellt.
-
Das Ausführungsbeispiel in 2 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und unterscheidet sich nur durch eine unterschiedliche Ausbildung der Überwachungseinrichtung 7. Die Überwachungseinrichtung 7 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch mehrere Lichtschranken 9.1, 9.2 und 9.3 gebildet. Die Lichtschranken 9.1, 9.2 und 9.3 sind mit Abstand untereinander angeordnet und erstrecken sich parallel zum Durchhang der Bahnschlaufe 4. Die Lichtschranken 9.1, 9.2 und 9.3 sind mit einem Signalgeber 21 verbunden, der mit der Steuereinrichtung 16 gekoppelt ist.
-
Bei der Anordnung der Lichtschranken 9.1, 9.2 und 9.3 stellen die jeweils äußeren Lichtschranken 9.1 und 9.3 jeweils die Grenzen des zulässigen Durchhangs der Bahnschlaufe dar. So würde bei einem zu großen Durchhang der Bahnschlaufe 4 die untere Lichtschranke 9.1 ein Signal erzeugen, das zur Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeit der Abzugswalze 3 führt. Dementsprechend würde die obere Lichtschranke 9.3 bei Feststellung eines zu kleinen Durchhanges der Bahnschlaufe 4 dazu führen, dass die Abzugsgeschwindigkeit der Abzugswalze 3 verringert wird.
-
Bei den in 1 und 2 dargestellten Ausführungseispielen ist als berührungsloser Sensor ein optischer Sensor gezeigt, bei welchem Lichtsignale und Reflexionssignale zur Bestimmung der Bahnlänge genutzt werden. Hierbei können die Lichtsignale durch Laser oder LED erzeugt werden. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, andere Prinzipien zur berührungslosen Messung der Länge einzusetzen. So könnte der Sensor über akustische Mittel verfügen, um mittels Ultra-Schall eine Längenbestimmung vornehmen zu können.
-
Ebenso ist die Anordnung der Messeinrichtung 5 seitlich neben dem zulaufenden Bahnabschnitt 4.1 der Bahnschlaufe 4 nur beispielhaft und in Praxis bevorzugt. Alternativ könnte die Messeinrichtung 5 auch dem ablaufenden Bahnabschnitt 4.2 der Bahnschlaufe zugeordnet sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vliesstoffbahn
- 2
- Zuführwalze
- 3
- Abzugswalze
- 4
- Bahnschlaufe
- 4.1
- zulaufender Bahnabschnitt
- 4.2
- ablaufender Bahnabschnitt
- 5
- Messeinrichtung
- 6
- Sensor
- 7
- Überwachungseinrichtung
- 8
- Abstandssensor
- 9.1, 9.2, 9.3
- Lichtschranke
- 10
- Steuereinrichtung
- 11
- Führungswalze
- 12
- Materialführungseinrichtung
- 13
- Führungskanal
- 14
- Messort
- 15
- Messöffnung
- 16
- Steuereinrichtung
- 17
- Steuergerät
- 18
- Walzenantrieb
- 19
- Aufwickeleinrichtung
- 20
- Wickel
- 21
- Signalgeber
-
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
-
- DE 102004053651 A1 [0002]
- DE 2111834 A1 [0004]
