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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung einer Warenbahn. Die Vorrichtung umfasst Mittel zum Führen der Warenbahn durch die Vorrichtung entlang eines vorbestimmten Behandlungsweges, wobei die Mittel zum Führen zwei endlose Ketten mit Kluppen umfassen, wobei jede der Ketten in einer zugeordneten Schiene verfahrbar gehalten und geführt ist und wobei jede der Ketten eine Vielzahl von Laufrollen zum Abrollen in der Schiene aufweist.
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Die Vorrichtungen sind z.B. Breitstreckanlagen ohne zusätzliche Behandlung.
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Oder die Vorrichtungen weisen z.B. ein Gehäuse zur gleichzeitigen Wärmebehandlung auf, das mindestens eine Behandlungskammer umschließt. Die Warenbahn wird zur Behandlung an ihren Rändern an Kluppen befestigt, die an Ketten angeordnet sind, und in einer Transportrichtung durch die Vorrichtung geführt. Die Warenbahn kann zwischen den Ketten, also quer zu der Transportrichtung, gespannt werden, um bestimmte Eigenschaften der Warenbahn zu erzielen. Vielfach weisen die Ketten eine Vielzahl von Laufrollen auf, die an Kugellagern oder Ähnlichem drehbar in der Kette gelagert sind. Solche Ketten sind in z.B. der
DE 199 41 306 C1 beschrieben.
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Die Kugellager erfordern eine Wartung in Form einer Schmierung, die relativ aufwändig ist.
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Die
DE 103 07 882 A1 beschreibt ein Linearwälzlager, bei dem ein Sensor zum Ermitteln von Laufeigenschaften angeordnet ist, um die Notwendigkeit eines Spül- oder Schmiervorgangs zu ermitteln. Die Laufeigenschaften werden durch einen Verschiebewiderstand dargestellt.
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Die
DE 10 2014 105 894 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Bandschmierung, bei der ein Sensor auf dem Band aufliegt, um einen Reibungswiderstand zu bestimmen. Ein Transport mittels des Bandes soll so optimiert werden.
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Die
US 2010/0043234 A1 beschreibt eine Kettensäge mit einer Schmiervorrichtung, wobei die Schmiervorrichtung einen von der Säge separaten elektrischen Antrieb aufweist.
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Aus der
WO 97/38292 A1 ist ein Verfahren zum Auswerten von akustischen Signalen bekannt, das Aussagen zu Änderungen von einem Zustand eines Objekts erlauben soll. Das Verfahren ist nicht oder zumindest nicht ohne Weiteres für Ketten von Textilmaschinen geeignet.
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Es ist die erste Aufgabe der Erfindung, den Wartungsaufwand bezüglich der Schmierung zu minimieren, ohne dass die Gefahr eines vorzeitigen Verschleißes entsteht.
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Die erste Aufgabe ist dadurch gelöst, dass für eine der Ketten ein Sensor zum Ermitteln eines Schmierzustandes der Laufrollen angeordnet ist und dass in einem Bereich des Sensors mindestens eine Schikane in der Schiene angeordnet ist. Der Sensor ermittelt den Schmierzustand z.B. durch Erfassen und Auswerten von Schwingungen oder Schall, die von den Laufrollen emittiert werden. Damit sichergestellt ist, dass die Laufrollen für das Ermitteln drehen, ist die Schikane angeordnet. Diese bewirkt, dass die Laufrollen im Bereich des Sensors an der Schikane ablaufen und infolge der Drehbewegung zugeordnete Schwingungen und Schallwellen erzeugen. Diese Schwingungen oder Schallwellen werden erfasst, von Störeinflüssen befreit und ausgewertet. Sie sind ein sicheres Indiz für den Schmierzustand der Kugellager, so dass eine Auswerteelektronik entsprechende Signale ausgeben kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Wartung erst dann durchzuführen, wenn sie tatsächlich erforderlich ist; eine Wartung z.B. nach festen Zeitintervallen oder nach festen Betriebszeiten kann entfallen, so dass der Wartungsaufwand vermindert ist.
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Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
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In einer Ausgestaltung sind drei Schikanen derart hintereinander angeordnet, das die Kette hier wellenartig verläuft. Hierdurch werden die Laufrollen kurz hintereinander in gegensätzliche Drehrichtungen bewegt, was die Diagnosegenauigkeit erhöht.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist eine dem Sensor am nächsten gelegene der Schikanen mittels Dämpfern an der Schiene gelagert. Hierdurch kann ein vorbestimmter Druck auf die Laufrollen ausgeübt werden, was eine definierte Abrollcharakteristik der Laufrollen und damit eine verbesserte Wartungsprognose bewirkt. Außerdem werden Störeinflüsse vermindert.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Sensor an einem Leertrum nahe einer Umlenkung der Kette angeordnet. Hierdurch werden Störeinflüsse vermindert.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Sensor ein Schwingungssensor. Dieser ist für die Ermittlung des Schmierzustandes besonders geeignet.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorrichtung zum Wärmebehandeln der Warenbahn, also als Wärmebehandlungsvorrichtung, ausgerüstet und umfasst ein Gehäuse, in dem Mittel zum Beaufschlagen der Warenbahn mit Behandlungsgas angeordnet sind. Ein Breitstrecken mit gleichzeitiger Wärmebehandlung ist eine sehr häufig angewendete Behandlung.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Sensor einer Gebläseseite der Wärmebehandlungsvorrichtung zugeordnet. Die Gebläseseite weist eine höhere thermische Belastung auf, so dass hier die Laufrollen stärker belastet werden. Auf diese Weise kann bei der Anordnung eines einzigen Sensors eine sichere Wartungsprognose für beide Ketten erstellt werden, weil sinnvollerweise die Ketten zu einem gleichen Zeitpunkt geschmiert werden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln eines Schmierzustandes der Laufrollen einer Kette der Vorrichtung.
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Es ist die zweite Aufgabe der Erfindung, den Schmierzustand der Kugellager sicher zu erfassen.
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Die zweite Aufgabe ist dadurch gelöst, dass das Ermitteln des Schmierzustandes außerhalb eines Normalbetriebs der Vorrichtung erfolgt. Während des Normalbetriebs wirken unterschiedliche Einflüsse - z.B. Temperatur, mechanische Spannung und Laufgeschwindigkeit - auf die Ketten und somit auf die Laufrollen, die je nach Behandlung und Art der Warenbahn stark variieren können. Damit würden die Ermittlungsergebnisse verfälscht und können zu falschen Wartungssignalen führen. Die Kugellager könnten zu früh geschmiert werden, was unnötige Kosten verursacht, oder sie werden wegen zu später Schmierung beschädigt. Diese Einflüsse werden außerhalb des Normalbetriebs sicher ausgeschlossen, so dass praktisch Normbedingungen vorliegen.
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Der Unteranspruch betrifft die vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens. Das Ermitteln erfolgt bei kalter und leerer Vorrichtung. Hierdurch werden die Bedingungen für das Ermitteln weiter vereinheitlicht.
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Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung am Beispiel einer Wärmebehandlungsvorrichtung weiter erläutert. Es zeigen
- 1 eine Seitenansicht einer Wärmebehandlungsvorrichtung für eine Warenbahn,
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Messstrecke schräg von oben und
- 3 eine Draufsicht auf die Messstrecke der 2.
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Wie aus der 1 ersichtlich umfasst eine Wärmebehandlungsvorrichtung für eine Warenbahn 1 ein Gehäuse 2 mit einem Einlauf 3 und einem Auslauf 4 für die Warenbahn 1. In dem Gehäuse 1 ist eine Vielzahl von nicht dargestellten Behandlungskammern angeordnet. Jede der Behandlungskammern weist Mittel zum Beaufschlagen der Warenbahn 1 mit Behandlungsgas auf, die ein Gebläse, Heizmittel, Leitungen und Düsen in Form von z.B. Düsenkästen umfassen und in einem Maschinengestell gelagert sind.
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Die Warenbahn 1 wird je nach Behandlungsprozess entweder geradlinig (siehe 1) oder mäanderartig durch die Wärmebehandlungsvorrichtung von dem Einlauf 3 zu dem Auslauf 4 in Transportrichtung gemäß Pfeil 5 geführt. Hierfür ist sie zwischen zwei endlosen Ketten 6 eingespannt, die - mit Ausnahme von Umlenkungen - in zugeordneten U- förmigen Schienen 7 geführt sind. Die Schienen 7 sind an dem Maschinengestell befestigt. Jede der Ketten 6 weist eine Vielzahl von Laufrollen 8 auf, die an Gelenken der Kette 6 mittels eines Kugellagers drehbar gelagert sind. Die Laufrollen 8 rollen in der zugeordneten Schiene 7 entlang einem der Schenkel des U. Vor dem Einlauf 3, also außerhalb des Gehäuses 2 und und vor dem Auslauf 4 innerhalb des Gehäuses 2 ist für jede der Ketten 6 jeweils eine der horizontalen Umlenkungen in Form eines Kettenrades gebildet, von denen mindestens eines antreibbar ist. Zwischen den Umlenkungen bildet die Kette 6 einen Fördertrum, der sich im Betrieb in der Transportrichtung 5 bewegt, und einen Leertrum für eine Rückführung der Kette 6. An der Kette 6 ist eine Vielzahl von nicht dargestellten Kluppen angeordnet, die aus der Schiene 7 herausragen, und zwar im Fördertrum in Richtung der Warenbahn 1. Für den Transport der Warenbahn 1 sind ihre Ränder in den Kluppen befestigt, so dass in ihr während der Wärmebehandlung eine Spannung quer zu der Transportrichtung 5 aufgebaut werden kann. Zum Befestigen der Warenbahn 1 an den Kluppen ist zwischen einer in der Transportrichtung 5 vorderen Umlenkung und dem Einlauf 3 eine Einrichtung zum Aufnadeln vorgesehen; im Bereich der hinteren Umlenkung ist eine Einrichtung zum Entnadeln angeordnet.
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Einem der Leertrume, bevorzugt dem gebläseseitigen, also dem, der einen geringeren Abstand zu den Gebläsen aufweist, ist in einem Bereich z.B. nahe der auslaufseitigen Umlenkung eine Messstrecke 9 zum Ermitteln eines Schmierzustandes der Laufrollen 8 zugeordnet. Die Messstrecke 9 ist in den 2 und 3 deutlicher dargestellt und umfasst einen Sensor 10 zum Ermitteln des Schmierzustandes der Laufrollen 8 sowie hier drei in einer Laufrichtung der Kette 6 hintereinander angeordnete Schikanen 11 bis 11.3. Wegen der Übersichtlichkeit sind von der endlosen Kette 6 nur drei Glieder mit vier Laufrollen 8 dargestellt. Die Laufrichtung der Kette 6 ist in den 2 und 3 von rechts nach links.
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Eine mittlere der Schikanen 11 ist an einer Innenseite eines ersten Schenkels der Schiene 7 befestigt, die dem Fördertrum benachbart ist. Die mittlere Schikane 11 hat im Wesentlichen die Form eines länglichen Quaders, wobei ein in der Laufrichtung der Kette 6 vorderes und ein hinteres Ende der mittleren Schikane 11 an einer nach innen in die Schiene 7 weisenden Seite jeweils rampenartig geschrägt sind. Zwischen den beiden Rampen ist die mittlere Schikane 11 eben, also parallel zu den Schenkeln der Schiene 7. Die mittlere Schikane 11 ist mittels Dämpfern 12 an dem ersten Schenkel gelagert und mittels Schrauben befestigt, die jeweils einen der Dämpfer 12 durchdringen. Hierbei weist die mittlere Schikane 11 einen geringen Abstand zu dem ersten Schenkel auf und ist von Störeinflüssen entkoppelt.
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Der Sensor 10, der hier als Schwingungssensor ausgebildet ist, ist mittels eines Adapters an einer ebenen, dem ersten Schenkel benachbarten Seite der mittleren Schikane 11 angeschlossen. Der Adapter ist aus einem für die Übertragung von Schwingungen geeigneten Material wie z.B. Stahl gefertigt und entsprechend an der mittleren Schikane 11 und dem Sensor 10 befestigt. Dem Sensor 10 ist eine Auswerteelektronik zugeordnet.
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Eine vordere und eine hintere der Schikanen 11 und 11.3 sind an einer Innenseite eines zweiten Schenkels der Schiene 7 befestigt und liegen somit der mittleren Schikane 11. gegenüber. In der Laufrichtung der Kette 6 überlappen jeweils die vordere und die hintere Schikane 11 und 11.3 mit der mittleren Schikane 11 für eine vorbestimmte Distanz. Die vordere und hintere Schikane 11 und 11.3 sind jeweils an ihrem vorderen und hinteren Ende an einer nach innen in die Schiene 7 weisenden Seite jeweils rampenartig geschrägt. In der Laufrichtung der Kette 6 überlappen jeweils die vordere und die hintere Schikane 11 und 11.3 mit der mittleren Schikane 11 über eine vorbestimmte Distanz im Bereich der Schrägen.
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Die Schikanen 11 bis 11.3 sind aus Stahl gefertigt.
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Zum Ermitteln des Schmierzustandes der Kette 6 ist die Vorrichtung zum Behandeln der Warenbahn 1 außer Betrieb; das bedeutet z.B., die Gebläse und Heizmittel sind ausgeschaltet und die Vorrichtung ist auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
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In einer Steuer- und Regeleinrichtung wird die Option „Ermitteln des Schmierzustandes“ gewählt und gestartet. Hierdurch wird ein Antrieb der Ketten 6 oder nur der Kette 6, der die Messstrecke 9 zugeordnet ist, sowie der Sensor 10 mit der Auswerteelektronik eingeschaltet. Der Antrieb bleibt so lange eingeschaltet, bis die Kette(n) 6 mindestens einen kompletten Umlauf durchlaufen hat. Während des Umlaufs durchlaufen alle Laufrollen 8 der betreffenden Kette nacheinander die Messstrecke 9 und rollen über die Schikanen 11 bis 11.3 ab, wobei hier die Laufrollen 8 abwechselnd gegen und im Uhrzeigersinn drehen. Hierdurch kann der Schmierzustand besonders gut ermittelt werden. Schwingungen, die während des Abrollens einer oder mehrerer der Laufrollen 8 an der mittleren Schikane 11 entstehen, werden durch den Sensor 10 detektiert und in der Auswerteelektronik registriert sowie ausgewertet. Hierbei werden die Messwerte mit Sollwerten verglichen und bei vorgegebenen Abweichungen als Wartungsaufforderung ausgegeben. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Schmierung der Lager der Laufrollen 8 nur dann durchgeführt wird, wenn sie erforderlich ist.
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Für eine Breitstreckanlage gilt das Gesagte entsprechend ohne die Wärmebehandlung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Warenbahn
- 2
- Gehäuse
- 3
- Einlauf
- 4
- Auslauf
- 5
- Pfeil (Transportrichtung)
- 6
- Kette
- 7
- Schiene
- 8
- Laufrolle
- 9
- Messstrecke
- 10
- Sensor
- 11
- Schikane
- 12
- Dämpfer
