DE10245323A1

DE10245323A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines Kettengliederbandes

Info

Publication number: DE10245323A1
Application number: DE2002145323
Authority: DE
Inventors: Matthias Haase
Original assignee: Heye International GmbH
Current assignee: Heye International GmbH
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-28
Also published as: DE10245323B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines Kettengliederbandes (1). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Band entlang einem ersten und einem zweiten Sensor (13, 14) bewegt wird, welche seitlich des Bandes in vorgegebenem Abstand (y) voneinander fest angeordnet und so ausgelegt sind, dass sie ein Signal produzieren, das eine typische zeitliche Abhängigkeit von Unregelmäßigkeiten des Abstands der einzelnen Kettenglieder zu jeweils einem der Sensoren aufweist. Durch Ermittlung eines vom ersten Sensor (13) herrührenden Signalabschnitts und eines vom zweiten Sensor (14) herrührenden Signalabschnitts, welche eine gleiche relative Amplitudenstruktur aufweisen, kann eine zeitliche Differenz der beiden Signalabschnitte und daraus zusammen mit dem bekannten Abstand (y) der beiden Sensoren voneinander die Geschwindigkeit des Bandes ermittelt werden. Die Erfindung kann auch genutzt werden, um eine Längung des Bandes zu ermitteln.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines Kettengliederbandes. Bei dem Kettengliederband kann es sich um ein Transportband handeln, insbesondere um ein Band zum Transport von Glasbehältern. Ferner bezieht sich die Erfindung in Erweiterung des genannten Verfahrens bzw. der genannten Vorrichtung auch auf Verfahren und Vorrichtungen zur Ermittlung der Längung eines Kettengliederbandes.

Kettengliederbänder werden zu Antriebs- und Transportzwecken eingesetzt. Insbesondere in der Behälterglasindustrie werden Kettengliederbänder seit vielen Jahren zum Transport von geformten Glasbehältern verwendet. Beispielsweise werden Kettengliederbänder als Maschinenband, das in einer Glasformmaschine geformte Glasbehälter aufnimmt, und als Querband, das die Glasbehälter von dem Maschinenband zu einem Kühlofen transportiert, eingesetzt.

Ein Kettengliederband unterliegt in der Regel im praktischen Einsatz aufgrund verschiedener Faktoren einem stetigen Verlängerungsprozess. So können beispielsweise ein Lagerspiel, eine Reckung oder ein Temperatureinfluss zu einer Verlängerung des Kettengliederbandes führen. Da Zahnräder, die das Kettengliederband antreiben, eine bestimmte Anzahl von Kettengliedern pro Zeiteinheit transportieren, führt eine Längenänderung des Bandes zu einer Erhöhung der Bandgeschwindigkeit. Diese ist jedoch unerwünscht, da sie z.B. zu veränderten Positionen der zu transportierenden Glasbehälter auf dem Band führt. Dem kann durch eine Verringerung der Drehzahl eines Bandantriebsmotors derart, dass die Bandgeschwindigkeit konstant gehalten wird, entgegengewirkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das auf einfache Weise eine Ermittlung der Geschwindigkeit eines Kettengliederbandes ermöglicht. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen.

Die Aufgabe wird in Bezug auf das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das Kettengliederband wird entlang einem ersten Sensor und einem zweiten Sensor bewegt, welche seitlich an dem Band, auf dieselbe Bandseitenfläche ausgerichtet fest angeordnet sind. Die Sensoren können insbesondere an dem Bandkörper angebracht sein. Der Abstand der beiden Sensoren voneinander ist vorgegeben. Die Sensoren sind so ausgelegt, dass sie geringe Unregelmäßigkeiten in der seitlichen Abmessung des Bandes registrieren. Solche Unregelmäßigkeiten beruhen auf unsystematischen Schwankungen der Seitenfläche, zum Beispiel infolge von Fertigungstoleranzen. So kann beispielsweise ein Kettenglied in bezug auf eine Seitenfläche einen etwas geringeren Abstand zu jeweils einem der Sensoren aufweisen als ein nachfolgendes Kettenglied, oder ein Kettenglied kann einen nicht konstanten Abstand zu dem Sensor aufweisen. Die Sensoren sind so ausgelegt, dass sie ein Signal produzieren, das eine typische zeitliche Abhängigkeit von Unregelmäßigeiten des Abstands der einzelnen sich entlangbewegenden Kettenglieder zu dem jeweiligen Sensor aufweisen. Bei den Unregelmäßigkeiten kann es sich um einen über die Ausdehnung eines Kettengliedes in Bandlaufrichtung, also entlang einer Seitenfläche des Kettengliedes, veränderlichen Abstand des Kettengliedes oder um unterschiedliche Abstände verschiedener Kettenglieder zu jeweils einem der Sensoren handeln.

Jeder Sensor produziert somit ein Signal, das über die Zeitachse eine von den Unregelmäßigkeiten der Seitenfläche des Bandes abhängige Struktur aufweist. Ein bestimmter Bandabschnitt ruft einen entsprechenden Signalabschnitt des ersten Sensors hervor. Derselbe Bandabschnitt wird anschließend beim Passieren des zweiten Sensors einen Signalabschnitt hervorrufen, welcher in sei ner Struktur gleich dem Signalabschnitt des ersten Sensors ist. Die zeitliche Differenz dieser beiden Signalabschnitte wird ermittelt. Dieser Wert ist die Zeit, die das Band benötigt hat, um die Strecke zurückzulegen, die gleich dem Abstand der beiden Sensoren voneinander ist. Somit ergibt sich die Geschwindigkeit des Bandes als der Quotient aus dem bekannten Abstand der beiden Sensoren voneinander und der zeitlichen Differenz der beiden Signalabschnitte.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich die Bandgeschwindigkeit auf einfache Weise unmittelbar ermitteln. Es ist nicht erforderlich, aus einer gemessenen Längung des Bandes auf eine damit entsprechend verbundene Erhöhung der Bandgeschwindigkeit zurückzuschließen.

Bei den Sensoren handelt es sich vorzugsweise um Abstandssensoren. Es ist insbesondere dann nicht erforderlich, das Band für die Geschwindigkeitsmessung zu verändern, beispielsweise mit Markierungen zu versehen.

Die typische zeitliche Abhängigkeit des jeweiligen Signals der beiden Sensoren besteht vorzugsweise in einer sich zeitlich ändernden Amplitude. Die Amplitude ist dabei ein Maß für den Abstand der einzelnen Kettenglieder zu dem jeweiligen Sensor.

Das Band ist in der Regel aus Stahl hergestellt, es kann aber auch aus Kunststoff sein. Wenn das Band aus Stahl ist, handelt es sich bei den Sensoren vorzugsweise um Abstandssensoren in Form von magnetfeldabhängigen Halbleitern. Bei diesen Halbleitern ändert sich zumindest ein Parameter in Abhängigkeit eines den Halbleiter durchsetzenden Magnetfelds. Daher können solche Halbleiter verwendet werden, um Änderungen des magnetisches Flusses zu registrieren. Das bedeutet, dass mittels der Halbleiter die magnetische "Rauhigkeit" eines magnetischen Gegenstandes gemessen werden kann. Diese Rauhigkeit besteht darin, dass der Gegenstand aufgrund einer Bewegung relativ zum Halbleiter Änderungen des magnetischen Flusses am Ort des Halbleiters hervorruft.

Insbesondere kann es sich bei den magnetfeldabhängigen Halbleitern um Feldplatten-Differenzial-Fühler handeln. Die Fühler weisen zwei in Serie verbundene magnetoresistive Einzelsensoren auf. Die Einzelsensoren stellen ein Halbleiterbauelement dar, bei welchem ausgenutzt wird, dass der elektrische Widerstand des verwendeten Halbleitermaterials von einem Magnetfeld abhängt. Das Magnetfeld wird von einem Permanentmagneten des Fühlers erzeugt. Wenn ein aus Stahl hergestelltes Kettengliederband an dem Feldplatten-Differenzial-Fühler nahe vorbeigeführt wird, ändert sich das die Halbleiterbauelemente durchsetzende Magnetfeld und somit eine gemessene Ausgangsspannung des Fühlers. Somit erzeugen die Fühler bei laufendem Kettengliederband ein zyklisches sinusähnliches Signal mit einer sich ändernden Amplitude, welche ein Maß für den jeweiligen seitlichen Abstand des Kettengliederbandes vom Fühler darstellt.

Die Sensoren können auch nur aus einer einzelnen Feldplatte bestehen. In diesem Fall wird das erhaltene Signal nur einen positiven Ausschlag, also keinen Nulldurchgang aufweisen.

Das erhaltene analoge Signal, das unterschiedliche Amplituden, also maximale Auslenkungen, aufweist, wird vorzugsweise digitalisiert. Anschließend können zur Erkennung der Struktur der Signalabschnitte die digitalisierten Werte aufeinanderfolgender Signalamplituden miteinander dahingehend verglichen werden, ob eine Amplitude größer oder kleiner als die unmittelbar vorhergehende Amplitude ist oder gleich dieser Amplitude ist. Diese Bewertung der Signale der beiden Sensoren liefert zusammen mit Zeitwerten, die jeweils einer Amplitude zugeordnet sind, eine Aussage über die Struktur des Signals.

Bei dieser Bewertung ist es vorteilhaft, dass der absolute Wert einer Amplitude für das Messergebnis keine Bedeutung hat. Dadurch ist gewährleistet, dass das Temperaturverhalten und die Fertigungstoleranzen der Sensoren sowie eventuelle unterschiedliche seitliche Abstände der beiden Sensoren zu ein und demselben Punkt der Seitenfläche des Kettengliederbandes keinen Einfluss auf das Ergebnis der Geschwindigkeitsermittlung haben.

Die beiden Signale des ersten bzw. des zweiten Sensors weisen relative Amplitudenstrukturen auf, die sich lediglich in einer zeitlichen Versetzung unterscheiden. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass eine relative Amplitudenstruktur eines Signalabschnitts des ersten Sensors zeitlich versetzt auch innerhalb des Signals des zweiten Sensors auftritt. Die zeitliche Versetzung dieser beiden Signalabschnitte ist ein Maß für die Zeitdauer, die das Kettengliederband benötigt hat, um die Wegstrecke des Abstandes der beiden Sensoren voneinander zurückzulegen. Vorzugsweise wird die zeitliche Differenz der beiden Signalabschnitte des ersten bzw. des zweiten Sensors als Mittelwert von zeitlichen Differenzen einer Reihe von einander entsprechender Amplituden der beiden Signale bestimmt.

Bei den beiden Sensoren kann es sich auch um optische Abstandssensoren handeln.

Die Geschwindigkeit des Bandes kann in Abhängigkeit von der durch das erfindungsgemäße Verfahren ermittelten Bandgeschwindigkeit geregelt werden. Je nach Ausführung der Steuerung eines Antriebssystems des Bandes kann die ermittelte Bandgeschwindigkeit, die Differenz der ermittelten Bandgeschwindigkeit zu einem Sollwert der Bandgeschwindigkeit oder eine aus der ermittelten Bandgeschwindigkeit ermittelte Längung des Bandes von einer Auswerteeinheit an das Antriebssystem übertragen werden. Indem das Antriebssystem die Drehzahl des Bandmotors entsprechend den empfangenen Daten einstellt, kann ein Regelkreis geschlossen werden.

Eine Längung des Kettengliederbandes kann aus der ermittelten Bandgeschwindigkeit dadurch bestimmt werden, dass der Quotient aus der ermittelten Bandgeschwindigkeit und einem Sollwert der Bandgeschwindigkeit berechnet wird. Der Sollwert der Bandgeschwindigkeit ist die Bandgeschwindigkeit, die das Band zu dem Zeitpunkt hatte, auf den bezogen die Längung des Bandes festgestellt werden soll.

Diese Art der Messung einer Bandlängung kann somit durchgeführt werden, ohne dass das Band angehalten oder der normale Betrieb des Bandes unterbrochen werden muss.

Alternativ kann die Längung eines Kettengliederbandes dadurch bestimmt werden, dass der Abstand der beiden Sensoren voneinander, welche gemäß einem der obigen Verfahren zur Ermittlung der Bandgeschwindigkeit verwendet werden, als ein Vielfaches der Kettengliederteilung gewählt wird. Ohne eine erfolgte Längung registrieren bei dieser Sensoranordnung die beiden Sensoren jeweils gleichzeitig eine maximale Auslenkung. Mit anderen Worten fallen dann eine Amplitude des Signals des ersten Sensors und eine Amplitude des Signals des zweiten Sensors zeitlich zusammen. Durch eine Längung des Bandes wird diese Gleichzeitigkeit jedoch aufgehoben. Die beiden Sensoren werden dann zu unterschiedlichen Zeitpunkten jeweils eine Amplitude registrieren. Der zeitliche Abstand einer Amplitude des Signals des ersten Sensors und der zeitlich unmittelbar vorhergehenden Amplitude des Signals des zweiten Sensors stellt ein Maß für die eingetretene Längung des Bandes dar. Der absolute Wert dieser Längung des Bandes kann als Produkt aus dem ermittelten zeitlichen Abstand der beiden Amplituden und der ermittelten Bandgeschwindigkeit bestimmt werden. Daraus kann die relative Bandlängung berechnet werden, deren Wert, wie oben beschrieben, zur Regelung der Bandgeschwindigkeit durch eine Reduzierung der Bandgeschwindigkeit verwendet werden kann. Wiederum kann zur Erhöhung der Messgenauigkeit der Wert der Längung auf der Basis einer Auswertung einer Reihe von Amplitudenpaaren und einer Mittelwertbildung ermittelt werden.

Die Aufgabe wird in Bezug auf die Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 13 bis 22 angegeben.

Die Vorteile, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, treffen entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zu.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 schematisch eine Vorrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines in Teilansicht schematisch dargestellten Kettengliederbandes, wobei beispielhaft fünf miteinander verbundene Zahnlaschen des Kettengliedbandes zusätzlich auch wirklichkeitsgetreu dargestellt sind, und
2 typische Signale von zwei Sensoren der Vorrichtung gemäß 1.
1 zeigt einen Abschnitt eines Kettengliederbandes 1. Das Band 1 ist zum Transport von geformten Hohlglasgegenständen, wie z.B. Flaschen 2, von denen beispielhaft zwei angedeutet sind, vorgesehen und weist einen Bandkörper 3 auf.
In 1 ist das Kettengliederband 1 zum einen schematisch zur Verdeutlichung von Unregelmäßigkeiten in einer Seitenfläche des Bandes 1 dargestellt, zum anderen sind in der Figur Details des Kettengliederbandes 1 gemäß Ausschnitt 4 der schematischen Darstellung gezeigt.
Das Kettengliederband 1 weist Zahnlaschen auf, die nebeneinander über die Breite und die Länge des Bandes 1 angeordnet sind. Wirklichkeitsgetreu sind fünf in Längsrichtung des Bandes 1 nebeneinander angeordnete Zahnlaschen 5, 6, 7, 8 und 9 gezeigt. Die Zahnlaschen 5 bis 9 sind jeweils Teil eines Kettengliedes, das über die Breite des Bandes 1 durch nebeneinander, abwechselnd versetzt zueinander angeordnete Zahnlaschen (nicht gezeigt) gebildet ist. Die Zahnlaschen 5 bis 9 weisen Zähne 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b, 9a und 9b auf. Die Zähne 5b und 6a, beispielsweise, liegen exakt übereinander. Nur zu seiner Verdeutlichung ist der hinter dem Zahn 5b liegende Zahn 6a etwas seitlich hervorstehend dargestellt. Die Zahnlaschen 5 bis 9 sind jeweils durch einen flachen Bolzen 10 und einen mit diesem zusammenwirkenden V-förmigen Bolzen 11, die sich durch Lagerlöcher 12 hindurcherstrecken, verbunden.
An dem Bandkörper 3 sind ein erster Sensor 13 und ein zweiter Sensor 14 befestigt. Bei den beiden Sensoren 13 und 14 handelt es sich um Feldplatten-Differenzial-Fühler. Die Sensoren 13 und 14 sind in einem Abstand y voneinander angeordnet.
Die Sensoren 13 und 14 dienen dazu, ein Signal zu erzeugen, das vom Abstand der Sensoren 13 und 14 zu den sich in Richtung des Pfeils 42 vorbeibewegenden Zahnlaschen 5 bis 9 abhängt. Die Zahnlaschen 5 bis 9 werden dabei in Höhe der gestrichelten Linie 18 der Abstandsuntersuchung unterzogen. Das bedeutet, dass beispielsweise der Abstand der Zähne 5a und 5b von den Sensoren 13 und 14 in das Signal eingeht. Die Ausdehnung der zu den Sensoren 13 und 14 zeigenden Seitenfläche der Laschenzähne in Richtung der Sensoren 13 und 14 ist schematisch durch im Wesentlichen horizontale Linien dargestellt. Beispielsweise repräsentiert die Linie 15a die zu den Sensoren 13 und 14 weisende Seitenfläche des Zahnes 5a und die Linie 15b die zu dem Sensor 13 weisende Seitenfläche des Zahnes 5b. Ferner korrespondieren entsprechend jeweils paarweise der Zahn 7a und die Linie 17a, der Zahn 7b und die Linie 17b, der Zahn 9a und die Linie 19a sowie der Zahn 9b und die Linie 19b.
Ein möglicher Einfluss der oberhalb der Linie 18 sich bewegenden Bolzen 10 und 11 auf das Signal wirkt sich nicht nachteilig aus, da dies bei beiden Sensoren 13 und 14 relativ gesehen gleichermaßen der Fall wäre. Es wäre selbstverständlich auch möglich, beispielsweise auf der Höhe der Bolzen 10 und 11 zu messen.
Die gegenüberliegende Seitenfläche des Kettengliederbandes 1 ist nicht dargestellt. Somit sind in der schematischen Darstellung Kettenglieder des Bandes 1 durch jeweils zwei nebeneinander liegende T-förmige Symbole repräsentiert. Beispielsweise repräsentieren die mit 150a und 150b bezeichneten T-förmigen Symbole ein Kettenglied, welches durch die Zahnlasche 5 und weitere über die Breite des Bandes 1 angeordnete Zahnlaschen (nicht gezeigt) gebildet ist. Die senkrechten Linien der T-förmigen Symbole 150a und 150b markieren räumlich jeweils den Mittelpunkt der beiden Lagerlöcher 12 der Zahnlasche 5. Bei der Mittelpunktbestimmung wird die Annahme zugrunde gelegt, dass die Lagerlöcher 12 kreisrund seien. Entsprechendes gilt für die weiteren T-förmigen Symbole. Das nächstfolgende Paar von T-förmigen Symbolen 170a und 170b entspricht dem Kettenglied, das unter anderem durch die Zahnlasche 7 gebildet ist. Auch die T-förmigen Symbole 150b und 170a repräsentieren ein Kettenglied. Das weitere Paar von T-förmigen Symbolen 190a und 190b entspricht dem Kettenglied, das unter anderem durch die Zahnlasche 9 gebildet ist.
Der Abstand des Zahnes 5b von dem Sensor 13 ist die Wegstrecke x1. Der Abstand der Seitenfläche des Bandes 1 von dem Sensor 14 in Höhe eines durch ein T-förmiges Symbol 210a repräsentierten Zahnes beträgt den Wert x2. Die Seitenfläche dieses nicht gezeigten Zahnes ist durch die Linie 21a repräsentiert.
Zwischen den im Wesentlichen horizontalen Linien 15a, 15b, 17a, 17b, usw. sind gepunktete Linien gezeichnet, die den freien Raum zwischen den zugeordneten Zähnen 5a, 5b, 7a, 7b, usw. repräsentieren.
Die Sensoren 13 und 14 weisen zwei in Serie miteinander verbundene magnetoresistive Einzelsensoren auf. Ein Permanentmagnet der Sensoren 13 und 14 erzeugt ein Magnetfeld, das die magnetoresistiven Einzelsensoren durchsetzt. Dadurch, dass an den Sensoren 13 und 14 das Band 1, welches aus Stahl hergestellt ist, vorbeigeführt wird und sich der Abstand des Bandes 1 zu den Sensoren 13 und 14 aufgrund der Unregelmäßigkeiten der den Sensoren 13 und 14 zugewandten Bandseitenfläche geringfügig ändert, ändert sich auch das die magnetoresistiven Einzelsensoren durchsetzende Magnetfeld.
Die Sensoren 13 und 14 erzeugen somit ein zyklisches sinusähnliches Signal mit unterschiedlicher Amplitude, d.h. mit unterschiedlicher maximaler Auslenkung. Die Amplitude ist ein Maß für den Abstand der Seitenfläche des Kettengliederbandes 1 von dem jeweiligen Sensor 13 oder 14. Ein typisches Signal des ersten Sensors 13 ist in 2 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet. Bei dem Signal 20 handelt es sich um eine über eine horizontale Zeitachse 21 eines Oszilloskops dargestellte Spannung. Ein durch gestrichelte Linien 22 und 23 begrenztes Kästchen der Darstellung entspricht 50 ms auf der Zeitachse und 1 V auf der vertikalen Achse.
Eine Schwingung des Signals 20 weist einen positiven Maximalwert und einen negativen Maximalwert auf, wobei der Nulldurchgang dem Zeitpunkt entspricht, zu dem der Zahn, dessen Abstand zu dem Sensor 13 untersucht wird, mittig zu dem Sensor 13 ist. Beispielsweise entsprechen die Amplituden 20a und 20b des Signals 20 den Abständen zweier aufeinander folgender Zähne, beispielsweise der Zähne 5a und 5b.
Unterhalb des Signals 20 ist ein zeitlich parallel von dem zweiten Sensor 14 abgegebenes Signal 24 dargestellt. Die grundsätzliche Art des Signals 24 ist gleich der des Signals 20. Jedoch sind alle Amplituden des Signals 24 um einen vorgegebenen Faktor kleiner als die Amplituden des Signals 20.
Die durch einen Doppelpfeil 25 markierte Amplitude 20a des Signals 20 und die durch den Doppelpfeil 26 markierte Amplitude des Signals 24 rühren von der jeweiligen Abstandsuntersuchung desselben Zahnes durch die beiden Sensoren 13 und 14 her. Das bedeutet, dass die jeweils zeitlich nachfolgenden Amplituden der Signale 20 und 24 paarweise dasselbe Größenverhältnis aufweisen, wie das durch die Doppelpfeile 25 und 26 markierte Amplitudenpaar. Somit wiederholt sich nach einem gewissen zeitlichen Abstand die relative Amplitudenstruktur des Signals 20 bei dem Signal 24. Dieser zeitliche Abstand ist die Zeitdauer, die das Band 1 benötigt hat, um den Abstand y der beiden Sensoren 13 und 14 zurückzulegen.
Wie in 1 dargestellt ist, weist die Vorrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Bandes 1 zur Aufbereitung der von den Sensoren 13 und 14 erhaltenen Signale eine Analogelektronikeinheit 27 auf, die über Signalleitungen 28 und 29 mit den Sensoren 13 bzw. 14 verbunden ist. Die Analogelektronikeinheit 27 ist wiederum mit einer Auswerteeinheit 30 verbunden. Die Auswerteeinheit 30 weist Digitalelektronik auf in Form von einem Mikrocontroller und durch das Bezugszeichen 31 angedeuteten Analog-Digital-Wandlern. Gemäß Doppelpfeil 32 findet ein Datenaustausch zwischen der Analogelektronikeinheit 27 und der Auswerteeinheit 30 statt. Die Auswerteeinheit 30 kann eine oder mehrere Schnittstellen aufweisen, beispielsweise zur Kommunikation gemäß Pfeil 33 mit einem optionalen zentralen Parametrierungssystem 34 oder gemäß Doppelpfeil 35 mit einem optionalen Bedienterminal 36. Bei den Schnittstellen der Auswerteeinheit 30 kann es sich um RSxxx-, CAN-, Ethernet-Schnittstellen handeln. Die Auswerteeinheit 30 ist ferner über Schnittstellen zur Kommunikation mit einem Antriebssystem 37 des Bandes 1 verbunden. Gemäß Pfeil 38 kann ein Sollwert der Bandgeschwindigkeit von dem Antriebssystem 37 an die Auswerteeinheit 30 gegeben werden. Gemäß Pfeil 39 kann der durch Auswertung der Signale der Sensoren 13 und 14 ermittelte Istwert der Bandgeschwindigkeit von der Auswerteeinheit 30 an das Antriebssystem 37 gegeben werden. Der Sollwert der Bandgeschwindigkeit wird dem Antriebssystem 37 gemäß Pfeil 40 übermittelt.
Bei dem von der Auswerteeinheit 30 an das Antriebssystem 37 übermittelten Istwert kann es sich alternativ zu der ermittelten Bandgeschwindigkeit auch um die Differenz der ermittelten Bandgeschwindigkeit zum Sollwert der Geschwindigkeit oder um die Längung des Bandes 1 handeln. Indem das Antriebssystem 37 die Drehzahl eines Transportbandmotors 41 entsprechend den empfangenen Daten verstellt, kann ein Regelkreis der Bandgeschwindigkeit geschlossen werden.
Vorzugsweise bietet das Antriebssystem 37 die Möglichkeit, eine permanente Motordrehzahlregelung zu aktivieren, bei der, wenn erforderlich, eine Drehzahlreduzierung stattfindet. Das Antriebssystem 37 erhält dabei den Wert für die Größe der Drehzahlreduzierung in Prozenten eines Sollwertes der Drehzahl.
Die Prozentangabe für die Drehzahlreduzierung ist gleich dem Prozentwert einer erfolgten Längung des Bandes 1. Somit kann der Längungsprozentwert an das Antriebssystem 37 übertragen werden.
Mittels der Vorrichtung gemäß 1 kann wie beschrieben die Istgeschwindigkeit, also die aktuell bestehende Geschwindigkeit, des Bandes 1 bestimmt werden. Wenn sich die Geschwindigkeit des Bandes 1 ungewollt gegenüber einem Sollwert des Bandes 1 erhöht hat, kann von einer entsprechenden Vergrößerung der Länge des Bandes 1 als Ursache ausgegangen werden. Der Quotient aus dem Istwert der Bandgeschwindigkeit und dem Sollwert der Bandgeschwindigkeit ist somit gleich dem Faktor einer Bandlängung.
Wenn die Sensoren 13 und 14 genau in einem Abstand an dem Bandkörper 3 montiert sind, der ein Vielfaches der Kettengliederteilung beträgt, so lässt sich die Längung des Bandes 1 auch ohne Kenntnis des Sollwertes der Bandgeschwindigkeit ermitteln. Dies geschieht dadurch, dass die zeitliche Differenz einer Amplitude des Signals 20 des Sensors 13 und einer Amplitude des Signals 24 des Sensors 14 bestimmt wird. Diese zeitliche Differenz beträgt für den Fall, dass keine Bandlängung stattgefunden hat, null und vergrößert sich proportional zu einer Längung des Bandes. Durch Multiplikation dieser zeitlichen Differenz mit einem ermittelten Istwert der Bandgeschwindigkeit erhält man den absoluten Wert einer Bandlängung.
Im Folgenden wird die Ermittlung der Geschwindigkeit und der Längung des Bandes 1 an Beispielen erläutert: Beispiel 1
Beispiel 1 enthält einen durch die Vorrichtung gemäß 1 erhaltenen Datenstrom des ersten Sensors 13 und einen Datenstrom des zweiten Sensors 14. In den Datenströmen sind in dreißig Positionen die digitalisierten Werte der Spannungsamp ituden des ersten Sensors 13 bzw. des zweiten Sensors 14 angegeben. Jedem Amplitudenwert ist ein Wert eines Zeitstempels zugeordnet. Da die Amplitude, wie bei starker Auflösung ersichtlich ist, einen Plateaubereich aufweist, wird als Wert des Zeitstempels der zeitliche Mittelwert des Plateaubereichs gewählt. Der Abstand der Sensoren 13 und 14 voneinander beträgt 135 mm.
Den mittels des Sensors 13 bzw. des Sensors 14 gemessenen Amplituden, die mit den Positionen n = 1 bis n = 30 bezeichnet sind, sind in den beiden Datenströmen zur übersichtlicheren Auswertung Indizes zugeordnet. Die von der Analogelektronikeinheit 27 an die Auswerteeinheit 30 abgegebenen analogen positiven Amplitudenwerte sind von der Auswerteeinheit 30 in digitale Werte umgewandelt worden. Diese Werte sind in den Datenströmen als Amplitude aufgeliste. Die Amplituden des Datenstroms des Sensors 13 sind durchschnittlich gesehen etwas größer als die Amplituden des Datenstroms des Sensors 14. Da aufgrund der oben beschriebenen Anordnung der beiden Sensoren 13 und 14 zu erwarten ist, dass sich die relative Struktur der Amplituden des Datenstroms des Sensors 13 bei dem Datenstrom des Sensors 14 wiederholt, wird bei beiden Datenströmen eine Bewertung vorgenommen hinsichtlich der relativen Größe einer Amplitude verglichen mit der unmittelbar vorhergehenden Amplitude. Wenn die Amplitude der Position n größer ist als die Amplitude der Position r – 1, wird mit i = 1 bewertet. Wenn die Amplitude der Position n kleiner ist als die Amplitude der Position n – 1, wird mit i = 2 bewertet, und wenn die Amplituden der Positionen n und n – 1 gleich sind, wird mit i = 0 bewertet. Durch diese Bewertung wird eine relative Größenstruktur der Amplituden der beiden Datenstrome erhalten. Diese relative Struktur ist in der Bewertung i festgehalten.
Anschließend werden die Bewertungen der beiden Datenströme hinsichtlich gleicher Zahlenfolgen verglichen. In Beispiel 1 besitzen die Amplituden der In dizes 1.10 bis 1.29 und die Amplituden der Indizes 2.20 bis 2.39 paarweise dieselben Bewertungszahlen i. Daraus folgt, dass die Amplituden dieselbe relative Größenstruktur in den durch die genannten Indizes beschriebenen Signalabschnitten aufweisen. Das bedeutet, dass diese gleichen Signalabschnitte von Messungen derselben Laschenzähne des Bandes 1 herrühren. Somit ergibt sich als Laufdauer der einzelnen Kettenglieder bzw. des Bandes 1 für die Strecke zwischen dem Sensor 13 und dem Sensor 14 die Differenz des jeweiligen Zeitstempels einander entsprechender Amplituden der beiden Signalabschnitte, welche die gleiche relative Amplitudenstruktur aufweisen. Vorzugsweise werden zur Bestimmung der Laufdauer die Differenzen der Zeitstempel von Index 1.10 und Index 2.20, Index 1.1 und Index 2.21 usw. berechnet und anschließend deren Mittelwert. Als Laufdauer über den Abstand der beiden Sensoren 13 und 14 ergibt sich 122,73 ms. Aus der Laufdauer des Bandes 1 über diesen Abstand errechnet sich die Bandgeschwindigkeit zu: 135 mm/122,73 ms = 1,1 mm/ms = 66 m/min.
Beispiel 2
Beispiel 2 zeigt Datenströme von Sensor 13 bzw. Sensor 14 für den Fall, dass die beiden Sensoren 13 und 14 in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der ein Vielfaches der Kettengliederteilung beträgt. Die Kettengliederteilung ist grundsätzlich als der Abstand der Mittelpunkte der beiden Lagerlöcher 12 einer Zahnlasche definiert. Die Sensoren 13 und 14 weisen als Abstand voneinander mit 127 mm den zehnfachen Wert der 1/2" betragenden Kettengliederteilung auf. Die Amplitudenstruktur des Datenstroms des Sensors 13 ab dem Index 1.10 wiederholt sich bei dem Datenstrom des Sensors 14 ab dem Index 2.20. Die wie in Beispiel 1 berechnete zeitliche Differenz zwischen den in ihrer Struktur gleichen Signalabschnitten beträgt 115,45 ms. Damit ergibt sich als Bandgeschwindigkeit 127 mm/115,45 ms = 1,1 mm/ms = 66 m/min.
In Beispiel 1 wird zur Ermittlung einer Längung des Bandes 1 zusätzlich zu der ermittelten Bandgeschwindigkeit der Sollwert der Bandgeschwindigkeit benötigt. Aus dem Quotienten des Istwertes und des Sollwertes der Bandgeschwindigkeit ergibt sich ein Längungsfaktor.
Bei Beispiel 2 hingegen wird zur Ermittlung einer Längung des Bandes 1 nicht der Sollwert der Bandgeschwindigkeit benötigt. Die Bandlängung errechnet sich aus der ermittelten Bandgeschwindigkeit und aus der zeitlichen Differenz von Amplitudenpaaren der einzelnen Positionen. Die Amplituden der einzelnen Positionen, also beispielsweise die Amplituden mit dem Index 1.10 und dem Index 2.10 würden dann gleichzeitig vorliegen, wenn sich das Band 1 nicht gelängt hätte. In Beispiel 2 tritt die Amplitude mit dem Index 2.10 des Sensors 14 jedoch etwas früher auf als die Amplitude mit dem Index 1.10 des Sensors 13. Dies ist auf eine Längung des Bandes 1 zurückzuführen, welche zur Folge hat, dass von den beiden Sensoren 13 und 14 nicht mehr gleichzeitig maximale Signalauslenkungen erzeugt werden. Die zeitliche Differenz der Amplituden eines Amplitudenpaares ist proportional zu einer Längung des Bandes 1. Der absolute Wert einer Längung des Bandes 1 ergibt sich aus dem Produkt der ermittelten Bandgeschwindigkeit und der zeitlichen Differenz eines Amplitudenpaares einer Position n.
In Beispiel 2 beträgt die zeitliche Differenz aller Amplitudenpaare jeweils einer Position 2,66 ms. Daraus berechnet sich als vorhandene Bandlänge zwischen den Sensoren 13 und 14 ein Wert von 127 mm + 1,1 mm/ms × 2,66 ms = 129,92 mm. Daraus ergibt sich eine relative Bandlängung von 129,92 mm/127 mm = 2,3%.

Claims

Verfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines Kettengliederbandes (1), insbesondere eines zum Transport von Glasbehältern (2) vorgesehenen Kettengliederbandes (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1) entlang einem ersten Sensor (13) und einem zweiten Sensor (14) bewegt wird, welche seitlich in einem Abstand (x1, x2) zu dem Band (1) und in Bandlaufrichtung (42) benachbart in einem vorgegebenen Abstand (y) voneinander fest angeordnet sind, wobei die Sensoren (13, 14) derartig ausgelegt sind, dass sie ein Signal (20, 24) produzieren, das eine typische zeitliche Abhängigkeit von Unregelmäßigkeiten des Abstands der einzelnen Kettenglieder zu jeweils einem der Sensoren (13, 14) aufweist, ein von dem ersten Sensor (13) herrührender Signalabschnitt und ein von dem zweiten Sensor (14) herrührender Signalabschnitt, welche eine gleiche Struktur aufweisen, ermittelt werden, eine zeitliche Differenz der beiden Signalabschnitte ermittelt wird, und die Geschwindigkeit des Bandes (1) als der Quotient aus dem Abstand (y) der beiden Sensoren (13, 14) voneinander und der zeitlichen Differenz der beiden Signalabschnitte ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (20, 24) unter Verwendung von Abstandssensoren (13, 14) erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die typische zeitliche Abhängigkeit des Signals (20, 24) in einer sich zeitlich ändernden Amplitude (20a, 20b) besteht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal unter Verwendung von magnetfeldabhängigen Halbleitern (13, 14) als Sensoren erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (20, 24) unter Verwendung von Feldplatten-Differenzial-Fühlern (13, 14) als Sensoren erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (20a, 20b) digitalisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung der Struktur der Signalabschnitte aufeinanderfolgende Amplituden (20a, 20b) des Signals (20, 24) eines Sensors (13, 14) miteinander dahingehend verglichen werden, ob die nachfolgende Amplitude (20b) größer, kleiner oder gleich ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Differenz der Signalabschnitte als Mittelwert von zeitlichen Differenzen jeweils einander entsprechender Amplituden des Signals (20) des ersten Sensors (13) und des Signals (24) des zweiten Sensors (14) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Bandes (1) in Abhängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeit geregelt wird.
Verfahren zur Ermittlung der Längung eines Kettengliederbandes (1), insbesondere eines zum Transport von Glasbehältern (2) vorgesehenen Kettengliederbandes (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Längung des Bandes (1) unter Verwendung eines Längungsfaktors ermittelt wird, der gleich dem Quotienten aus der nach einem der vorhergehenden Verfahren ermittelten Geschwindigkeit des Bandes (1) und einem Sollwert der Bandgeschwindigkeit ist.
Verfahren zur Ermittlung der Längung eines Kettengliederbandes (1), insbesondere eines zum Transport von Glasgegenständen (2) vorgesehenen Kettengliederbandes (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Bandes (1) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ermittelt wird, wobei der Abstand der Sensoren (13, 14) voneinander als ein Vielfaches der Kettengliederteilung gewählt wird, der zeitliche Abstand einer Amplitude des Signals (20) des ersten Sensors (13) und der zeitlich unmittelbar vorhergehenden Amplitude des Signals (24) des zweiten Sensors (14) ermittelt wird und die absolute Längung des Bandes (1) als Produkt aus dem ermittelten zeitlichen Abstand der beiden Amplituden und der ermittelten Bandgeschwindigkeit ermittelt wird.
Vorrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines Kettengliederbandes (1), insbesondere eines zum Transport von Glasbehältern (2) vorgesehenen Kettengliederbandes (1), gekennzeichnet durch einen ersten Sensor (13) und einen zweiten Sensor (14), welche seitlich in einem Abstand (x1, x2) zu dem Band (1) und in Bandlaufrichtung (42) benachbart in einem vorgegebenen Abstand (y) voneinander fest angeordnet und derartig ausgelegt sind, dass sie (13, 14), wenn das Band (1) entlang der Sensoren (13, 14) bewegt wird, ein Signal (20, 24) produzieren, das eine typische zeitliche Abhängigkeit von Unregelmäßigkeiten des Abstands der einzelnen Kettenglieder zu jeweils einem der Sensoren (13, 14) aufweist, und durch eine Auswerteeinheit (30), die so ausgelegt ist, dass sie (30) einen von dem ersten Sensor (13) herrührenden Signalabschnitt und einen von dem zweiten Sensor (14) herrührenden Signalabschnitt, welche eine gleiche Struktur aufweisen, ermittelt, eine zeitliche Differenz der beiden Signalabschnitte ermittelt und die Geschwindigkeit des Bandes (1) als den Quotienten aus dem Abstand (y) der beiden Sensoren (13, 14) voneinander und der zeitlichen Differenz der beiden Signalabschnitte ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Abstandssensoren (13, 14) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die typische zeitliche Abhängigkeit des Signals (20, 24) in einer sich zeitlich ändernden Amplitude (20a, 20b) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren magnetfeldabhängige Halbleiter (13, 14) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Feldplatten-Differenzial-Fühler (13,14) sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) Analog-Digital-Wandler (31) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) so ausgelegt ist, dass sie (30) zur Erkennung der Struktur der Signalabschnitte aufeinanderfolgende Amplituden (20a, 20b) des Signals (20, 24) eines Sensors (13, 14) miteinander dahingehend vergleicht, ob die nachfolgende Amplitude (20b) größer, kleiner oder gleich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) so ausgelegt ist, dass sie (30) die zeitliche Differenz der Signalabschnitte als Mittelwert von zeitlichen Differenzen jeweils einander entsprechender Amplituden des Signals (20) des ersten Sensors (13) und des Signals (24) des zweiten Sensors (14) ermittelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Bandgeschwindigkeit die Drehzahl eines Motors (41) eines Bandantriebsystems (37) geregelt wird.
Vorrichtung zur Ermittlung der Längung eines Kettengliederbandes (1), insbesondere einer zum Transport von Glasbehältern (2) vorgesehenen Kettengliederbandes (1), aufweisend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) so ausgelegt ist, dass sie (30) die Längung des Bandes (1) unter Verwendung eines Längungsfaktors ermittelt, der gleich dem Quotienten aus der ermittelten Bandgeschwindigkeit und einem Sollwert der Bandgeschwindigkeit ist.
Vorrichtung zur Ermittlung der Längung eines Kettengliederbandes (1), insbesondere eines zum Transport von Glasgegenständen (2) vorgesehenen Kettengliederbandes (1), aufweisend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Sensoren (13, 14) voneinander ein Vielfaches der Kettengliederteilung ist und dass die Auswerteeinheit (30) so ausgelegt ist, dass sie (30) den zeitlichen Abstand einer Amplitude des Signals (20) des ersten Sensors (13) und der zeitlich unmittelbar vorhergehenden Amplitude des Signals (24) des zweiten Sensors (14) ermittelt und die absolute Längung des Bandes (1) als Produkt aus dem ermittelten zeitlichen Abstand der beiden Amplituden und einer ermittelten Bandgeschwindigkeit ermittelt.