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Einrichtung zum Prüfen von optischen Eigenschaften bewegter Bahnen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Prüfen von optischen Eigenschaften
bewegter Bahnen mit Hilfe einer Einrichtung zum Erzeugen eines quer über die Bahn
bewegbaren Lichtfleckes und mit Einrichtungen zum Auswerten des von der Bahn reflektierten
bzw. die Bahn durchdringenden Lichtes.
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In verschiedenen Industriezweigen werden schon Einrichtungen zur fotwelektrischen
Oberflächenabtastung von Papier-, Textil-, Kunststoff-und Blechbahnen bzw.
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-bogen verwendet (DAS 1 178 234). Derartige Materialbahnen oder-bogen
werden beispielsweise auf erkennbare Abweichungen von ihrem normalen Aussehen, z.
Be Plecke, Falten, Löcher oder Risse überprUft, Diese bekannte Vorrichtung benutzt
ein sehr aufwendiges optisches System mit einem sich mit hohen Drehzahlen drehenden
Polygonspiegel. Das nptische System erzeugt dabei einen schmalen Lichtstrahl, der
mit Hilfe dieses Polygonspiegels auf die bewegte Bahn abgelenkt wird und infolge
der Drehung des Polygonspiegels ständig über diese gefUhrt wird. Entsprechend der
IntensitEt des von der zu prUfenden Bahn reflektierten Lichtes werden von einer
Fotozelle oder dgl, Signale abgegeben, die einer Auswerteeinrichtung zugefUhrt werden.
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Die bekannte Vorrichtung eignet sich infolge des angewendeten Prinzips
der Abtatung nur fUr die Überprüfung begrenzt breiter Bahnen. Zum Uberpruten von
eehr breiten Papierbahnen oder dgl., wie aie au Papiermasohinen herauskommen,
sind
mehrere dieser bekannten Vorrichtungen zum vollständigen Überprüfen der gesamten
Bahnbreite erforderlieh. Infolgedessen werden derartige Vorrichtungen auch nur sehr
selten an solchen breiten Bahnen verwendet, sondern sie werden vielmehr beispielsweise
an oder hinter einem Querschneider mit verhältnismäßig geringer Arbeitsbreite eingesetzt.
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Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Ermitteln von Fehlern in laufenden
Bahnen aus lichtdurchlassigem Material bekanntgeworden, bei der ein Materialabschnitt
der Bahn auf der einen Seite mit Hilfe von Lichtquellen im wesentlichen gleichmäßig
ausgeleuchtet wird und nur das diffus reflektierte Licht auf fotoelektrische Einrichtungen
zum Erzeugen von Fehlersignalen einwirkt (DAS 1 2o3 o17). Diese bekannte Vorriehtung
eignet sich jedoch nicht zum Erkennen von sogenannten Längsfehlern, die sich im
wesentlichen in Bewegungsrichtung der Bahn ausdehnen ; denn derartige Fehler werden
lediglich bei ihrem Ein-und Auslaufen in die bzw. aus der Prüfzone angezeigt.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß es in vielen Fällen
sehr vorteilhaft ist, die UberprUfung von bewegten Bahnen bereits bei deren Herstellung
vorzunehmen. Das kann beispielsweise an der Papiermaschine geschehen ; jedoch ist
es insbesondere bei gestrichenen Papieren zweckmäßig, die Überprüfung an der Streichmaschine
vorzunehmen. Eine derartige Prüfung von bewegten Bahnen hat den Vorteil, daß bereits
nach der Herstellung eine Aussage liber die Qualität einer Bahn bzw. einer Papierrolle
gemacht werden kann.
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Dabei ist es mUglich, erkannte Fehler auf der Bahn in zweckmdßiger
Weise zu markieren, so daß diese Stellen der Bahn bei der späteren Verarbeitung
manuell oder automatisch heraussortiert werden kdnnen. Außerdem kbnnen beispielsweise
auf einem Registrierstreifen die Ergebnisse von PrAfungen aufgezeichnet werden.
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Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum
Überprüfen bewegter Bahnen zu schaffen, insbesondere auf die bereits erwähnten Längsfehler,
die gegenüber den bekannten Einrichtungen mit geringem technischen Aufwand auskommt
und mit der weiterhin praktisch beliebige Bahnbreiten überprüft werden können.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist dadurch gelöst, daß
die Prüfeinrichtung in der Nahe eines an sich bekannten Feuchtigkeits-und/oder Flächengewichtsmessers
angeordnet ist und mit der den Feuchtigkeits-und/oder Flächengewichtsmesser bewegenden
Traversiereinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem verhältnismäßig
kleinen und billigen Gerä-t beliebig breite Bahnen auf Fehler, insbesondere Längsfehler,
zu überprüfen.
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Natürlich ist es auch möglich, beispielsweise die Wolkigkeit des Papieres
festzustellen. Darüber hinaus ist die Möglichkeit gegeben, die von der Prüfeinrichtung
abgegebenen Signale mit den Signalen der in der Nähe angeordneten Feuchtigkeits-und/oder
Flächengewichtsmesser zu kombinieren und somit eine sehr vollständige Aussage über
die Qualität der überprüften Bahn zu erhalten.
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Die Erfindung nutzt demnach die notwendige Traversiereinrichtung für
den an sich bekannten Feuchtigkeits-und/oder Flächengewichtsmesser aus, um mit einer
relativ einfachen fotoelektrischen Prüfungseinrichtung, die auf der Papierbahn nur
einen kleinen Lichtfleck erzeugt, Längsfehler in der bewegten Bahn festzustellen.
Infolge der Traversierbewegung solcher Traversiereinrichtungen werden nicht alle
Bereiche in der bewegten Bahn überprüft ; jedoch ist die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung
in vielen Fällen bei der Herstellung von Papierbahnen oder dgl. für eine erste Prüfung
völlig ausreichend.
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Die erfindungsgemä, angeordnete Prüfeinrichtung kann mit einer Traversiereinrichtung
verbunden sein, die zu beiden Seiten der bewegten Bahn befindliche Geräteteile
aufweist,
wie es z. B. bei an sich bekannten, nach dem Absarptiensverfahren arbeitenden Flächengewichtsmessern
der Fall ist. Si kann aber auch mit Traversiereinrichtungen verbunden sein, die
nur an einer Seite der Bahn befindliche Geräteteile aufweist. Bei Traversiereinrichtungen
mit an einer Seite der Bahn befindlichen Gerdteteilen ist es zweckmäßig und in der
Praxis üblich, daß der Abstand des betreffenden GerAteteiles zu der zu prüfenden
Bahn durch FWhrungaelemente konstant oder etwa konstant gehalten wird.
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Als Führungselemente können beispielsweise Rollen dienen, die sich
auf der bewegten Bahn abwälzen ; jedoch werden häufig auch Führungsschienen oder
Leitbleche verwendet, die eine bessere Führung der Bahn bzw. des Geräteteiles im
Prüfbereieh gewährleisten.
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Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist deshalb bei einem
an sich bekannten Feuchtigkeits-und/oder Flächengewichtsmesser mit an einer Seite
der Bahn befindlichen Geräteteilen die PrUfeinrichtung mit dem Peuchtigkeits-und/oder
Flächengewichtsmesser auf einem an sich bekannten Trägerkörper mit einseitig an
der Bahn anliegenden Fuhrungsschienen oder dgl. angeordnet.-Hierdurch ist stets
ein konstanter Abstand der Prüfeinrichtung zu der bewegten Bahn sichergestellt und
die Bahn wird im Prüfbereich ruhig gefuhrt. Nach einer orteilhaften Erweiterung
der Erfindung werden die mit der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung gefundenen Fehler
mittels geeigneter und an sich bekannter Geräte in zweckmäßiger Weise auf der bewegten
Bahn markiert.
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Anhand der Figuren 1 bis 3 der Zeichnung ist die Erfindung zusammen
mit weiteren vorteilhaften Merkmalen im folgenden näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt beispielsweise eine Traversiereinrichtung mit beidseitig
zu der bewegten Bahn angeordneten Gerdteteilen ;
Fig. 2 zeigt eine
Traversiereinrichtung mit einseitig zu der bewegten Bahn angeordneten Geräteteilen
und Fig. 3 zeigt einen MeBkopf mit einer erfindungsgemäß angeordneten Prüfeinrichtung.
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In Fig. 1 ist die zu überwachende Bahn mit 1 bezeiehnet.
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Die Bahn 1 wird teilweise von einem U-förmigen Träger 2 umschlossen,
der schematiseh dargestellte MeBeinrichtungen 3 trägt. Der Träger 2 ict über die
nicht weiter dargestellten Antriebsglieder mit einem Gerüst 4 verbunden, welches
beispielsweise aus dem Balken 5 und den Stützen 6 besteht. Im Balken 5 kann sich
z. B. eine motorisch bewegte Kette oder dgl. befinden, die den am Balken 5 geführten
Träger 2 hin-und herbewegt.
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Gemäß der Erfindung ist die Einrichtung zum Prüfen von optischen Eigenschaften
der Bahn 1 in der Nahe der Meßeinrichtungen 3 auf dem Rager 2 angeordnet. Die Prüfeinrichtung
ist schematisch dargestellt und mit 7 bezeichnet. Bei dieser AusfUhrungsform des
Erfindungsgedankens ist es möglich, daß einige Teile der Prüfeinrichtung 7 auf der
einen und andere auf der anderen Seite der bewegten Bahn 1 im bzw. am Träger 2 angeordnet
sind ; jedoch ist es auch mUglich, diese Prüfeinrichtungen 7 mit allen notwendigen
Geräteteilen auf nur einer Seite der bewegten Bahn 1 im bzw. am Träger 2 anzuordnen.
In dem ersten Fall handelt es sich dann um PrUfungen nach der sogenannten Durchstrahlungsmethode,
im zweiten Fall um Prüfungen nach der Reflexionsmethode.
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Besonders vorteilhaft ist as, die PrUfelnrichtung nach der Erfindung
an einer Traversiereinrichtung mit einseitig an der Bahn anliegenden Geräteteilen
anzuordnen. Eine solche Auaführungaform ist in Fig. 2 dargestellt.
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In Fig. 2 ist die zu überwachende Bahn wieder mit 1 bezeichnet. Die
Bahn 1 bewegt aioh beispielsweise in der bezeichneten
Richtung.
Über der Bahn 1 ist eine Traversiereinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus
einer Laufkatze 8 besteht, c. ie auf einem Balken 9 beweglich ist. Der Balken 9
ist auf Ctändern 10 gelagert. An der Laufkatze 8 ist ein zweiarmiger Hebel 11 befestigt.
An einer an dem einen Ende des Hebels befindlichen Gabel 12 ist ein Meßkopf 13 beweglich
gelagert.
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An dem anderen Ende des zweiarmigen Hebels 11 befindet sich ein Gegengewicht
14. Das Gegengewicht 14 dient in bekannter Weise dazu, das Gewicht des Meßkopfes
13 mindestens teilweise auszugleichen. Der Meßkopf 13 wird mittels eines an der
Laufkatze 8 angeordneten Motors oder auf andere Weise quer zur Bewegungsrichtung
der Bahn 1 über diese hin-und herbewegt. Es ist leicht einzusehen, daß mit einer
solchen Traversiereinrichtung nahezu beliebig breite Bahnen überprüft werden können.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten Meßkopf
13 und eine mögliche råumliche Aufteilung des Meßkopfes für die Meßwertgeber 15
und 16. Der Meßwertgeber 15 ist hier beispielsweise ein Kondensator und dient zum
Ermitteln der Feuchtigkeit der Bahn 1. Der Meßwertgeber 16 dient beispielsweise
zur Messung des Flächengewichtes der Bahn 1 mit Hilfe radioaktiver Strahlung. Die
Meßwertgeber 15 und 16 sind in den Meßräumen 17 bzw. 18 untergebracht.
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Den vorstehend beschriebenen Meßwertgebern ist erfindungsgemdO eine
Einrichtung zum Prüfen der optischen Eigenschaften bewegter Bahnen zugeordnet. Diese
Einrichtung ist zusammen mit den MeBwertgebern 15 und 16 auf einem gemeinsamen Trägerkörper
19 angeordnet und besteht im wesentlichen aus einer Beleuchtungseinrichtung 20,
einer Blende 21 und lichtempfindlichen Elementen 22. Die Beleuchtungseinrichtung
2o ist zweckmäßig in sehr viel großerem Abstand von der Bahn 1 angeordnet als die
lichtempfindlichen Elemente 22. Die Elemente 22 sind auf Platten 23 oder dgl. angeordnet.
Die Blende 21 dient zum Ausblenden eines schmalen Lichtstrahles und zum Erzeugen
eines entsprechend kleinen Lichtfleckes auf der Bahn 1. Es ist jedoch auch möglich,
die lichtempfindlichen Elemente in großerer
Entfernung von der Bahn
1 im Innern des Gehäuses 24 zu befestigen. In den meisten Fällen der Prüfung von
bewegten Bahnen wird es zweckmäßig sein, das oder die Prüflichtbündel schräg auf
die Bahn auftreffen zu lassen. Zum Schutz der Prüfeinrichtung vor Staub, Feuchtigkeit
und dgl. ist eine Schutzplatte 25 vorgesehen, die beispielsweise aus besonders abriebfestem
Glas besteht. Die Prüfeinrichtung ist zusammen mit den MeBwertgebern 15 und 16 bzw.
deren Gehäusen 17 und 18 auf dem Trägerkörper 19 angeordnet, der in der Art an sich
bekannter Leitbleche ausgebildet ist. Dieser Trägerkörper 19 liegt bei der Messung
bzw. Prüfung mit geringem Druck an der bewegten Bahn 1 an. Insbesondere dient der
Trägerkörper 19 dazu, den Abstand der Bahn 1 zu den lichtempfindlichen Elementen
22 konstant zu halten. Weiterhin verhindert er unerwünschte Wellenbildung der Bahn
1 an der Mestelle.- -Anstelle eines Trägerkörpers in Form eines derartigen Leitbleches
ist es jedoch auch möglich, mehrere ähnlich geformte Führungsschienen oder auch
Rollen als Führungselemente zu verwenden.
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Mit der beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich,
mit geringem technischen Aufwand insbesondere Fehler, die sich im wesentlichen in
Bewegungsrichtung der Bahn ausdehnen, einwandfrei zu erfassen. Insbesondere trifft
dies für die Überwachung des Streichvorganges auf Papierbahnen oder dgl. an Streichmaschinen
zu.-Mit Hilfe zweckmäßig vorgenommener Markierungen auf oder an der Bahn kann später
eine gute Aussage über die Qualität einer Papierrolle gemacht werden. Auch können
die Markierungen als Signale für eine später erfolgende automatische-oder auch manuelle-Sortierung
von aus der Bahn geschnittenen Bogen verwendet werden.