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Die
Erfindung betrifft ein System zum Scannen von Bandmaterial, beispielsweise
Papier bezogenes Bandmaterial oder Kunststofffolie oder Metallfolie.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus
US 5 539 634 bekannt und umfasst einen
oberhalb des Bandmaterials angeordneten portalförmigen Führungsrahmen und einen darin
enthaltenen Sensor, der entlang des Rahmens verschiebbar ist, in
einer sich im Wesentlichen quer zu einer Durchführungsrichtung des Bandmaterials
sich erstreckenden Richtung.
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Die
bekannten Scannsysteme sind üblicherweise
in der Nähe
eines Endes eines Prozesses angeordnet, kurz bevor das Bandmaterial
auf einer Haspel oder dergleichen gespeichert wird. Der Vorteil einer
solchen Messposition ist darin gelegen, dass der Herstellungsprozess
hierdurch nicht oder lediglich in einem geringen Ausmaß behindert
wird. Allerdings ist nachteilig, dass eventuelle Abweichungen in dem
Bandmaterial erst zu einem späteren
Zeitpunkt erfasst werden, weshalb in solchen Fällen eine vergleichsweise große Menge
Bandmaterial ausgemustert werden muss. Außerdem kann die Herkunft dieser
Abweichung nicht, jedenfalls nicht genau örtlich festgestellt werden.
Vor allem, wenn die gemessene Abweichung sich als Summe mehrerer
Prozessstörungen
darstellt, kann der Beitrag jeder der Störungen in der Regel nur schwer
identifiziert werden, geschweige denn, dass die Quelle ermittelt
werden kann. Das bekannte Scannsystem bietet somit eine unzureichende
Information um den Herstellungsprozess adäquat, zum richtigen Zeitpunkt
und an der richtigen Position zu steuern.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung ein Scannsystem gemäß der hier oben beschrieben
Gattung zur Verfügung
zu stellen, wobei die Nachteile der bekannten Systeme, unter Beibehaltung
der Vorteile zumindest teilweise gelöst sind. Insbesondere ist es Aufgabe
der Erfindung ein Scannsystem zu schaffen, dass breit und flexibel
eingesetzt werden kann und mit dem Abweichungen in einem frühen Stadium
festgestellt werden können.
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Außerdem ist
es Aufgabe der Erfindung ein Scannsystem zu schaffen, dass zum sogenannten „Troubleshooting" eingesetzt werden
kann, das heißt zum
Auffinden und Analysieren von Abweichungen in Bandmaterial um schließlich die
Ursache dieser Abweichungen zu ermitteln.
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Es
ist außerdem
Aufgabe der Erfindung ein Scannsystem zu schaffen, welches zum Arbeiten
mit verschiedenen Sensoren verschiedener Marken und / oder Typen
geeignet ist, wobei außerdem
eine hohe Messauflösung
erreicht werden kann.
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Diese
und weitere Aufgaben werden zumindest teilweise gelöst durch
ein Scannsystem gemäß der Erfindung,
gekennzeichnet durch die Merkmale gemäß Patentanspruch 1.
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Dank
der Möglichkeit
zur Herausnahme des Messmoduls wird ein flexibles und vielseitig
einsetzbares Scannsystem erhalten, wobei das Messmodul online, das
heißt,
dass der Herstellungsprozess nicht stillgelegt werden braucht, aus der
Führungseinrichtung
entnommen und beispielsweise durch ein anderes Messmodul ersetzt
werden kann. Außerdem
ist es möglich,
lediglich ein Teil dieses Messmoduls zu ersetzen, beispielsweise
der Sensor, damit beispielsweise die Messgröße und / oder der Messbereich
geändert
werden kann. Auf diese Weise kann das Scannsystem einfach den verschiedenen
Messumständen
und Messbedürfnissen
angepasst werden. Außerdem
kann das Messmodul auf einfache Weise zur Pflege und / oder Reparaturmaßnahmen
zeitlich beschränkt
aus der Führungseinrichtung
entnommen werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das zumindest
eine Messmodul mit mehreren Führungseinrichtungen
kombiniert gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 2. Diese Führungskomponenten
können
an strategischen, frei wählbaren
Positionen in der Nähe
des zu scannenden Bandmaterials angeordnet sein. Das Messmodul kann darauf
hin während
des Herstellungsprozesses abwechselnd in den unterschiedlichen Führungselementen
angeordnet werden. Auf diese Weise kann das Bandmaterial an mehreren
Stellen gescannt werden, sodass ein komplettes Bild des Herstellungsprozesses
erhalten werden kann und Abweichungen frühzeitig festgestellt werden
können.
Auf diese Weise kann schnell und effektiv eingegriffen werden und kann
eine Ausmusterung von Material eingeschränkt werden. Dies alles kann
außerdem
mit vergleichsweise wenigen Mitteln erreicht werden, weil prinzipiell ein
einziges Messmodul und eine Mehrzahl von Führungsvorrichtungen bzw. -elementen
ausreicht, wobei die letztgenannten wegen ihrer einfachen Konstruktion
preisgünstig
erhältlich
sind.
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Selbstverständlich kann
ein erfindungsgemäßes Scannsystem
auch für
eine kontinuierliche Messung Einsatz finden, wobei das Messmodul
immer in derselben Führungsvorrichtung
vorgesehen ist. Außerdem
ist auch eine Kombination möglich, wobei
ein erstes Messmodul ständig
und ein zweites Messmodul mobil eingesetzt wird, für ergänzende Messungen,
beispielsweise zwecks Trouble-Shooting. Es ist sogar möglich mit
einem oder mehreren Messmodulen mehrere Herstellungsprozesse zu
bedienen, wobei diese Prozesse hierzu lediglich eine Anzahl von
Führungselementen
an geeigneten, strategischen Positionen aufweisen sollen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird das erfindungsgemäße Scannsystem
gekennzeichnet durch die Merkmale gemäß Anspruch 3.
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Indem
jedes Führungselement
ein einmaliges Identifikationsmittel aufweist, kann das Messmodul
immer erfassen in welcher Führungsvorrichtung es
sich befindet und ist damit die Herkunft der von diesem Messmodul
erzeugten Messdaten eindeutig festgelegt. Die Identifikationsmittel
können
beispielsweise als Chip oder Barcode ausgezeichnet sein, welche
mit an sich bekannten Geräten
ausgelesen werden können
und in dem unterschiedlichste Daten gespeichert sein können, wie
zum Beispiel eine Arbeitsnummer, ein Produktionsdatum und so weiter. Eine
solche Information kann bei der Installation des Messmoduls in eine
Führungsvorrichtung
auch per Hand eingegeben werden. Eine automatische Erfassung erhöht den Gebrauchskomfort
und ist wenig fehlerbehaftet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Scannsystem durch
die Merkmale gemäß Anspruch
4 gekennzeichnet.
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Bei
einer solchen Schieberichtung kann das Messmodul einfach als Schublade
in ein Führungselement
hinein und / oder aus dieser Führungsvorrichtung
hinaus verschoben werden, von einer gut erreichbaren Position neben
dem Bandmaterial. Dabei hat die Führungsvorrichtung insbesondere
einen derartigen Querschnitt, dass ein bis außerhalb der Führungsvorrichtung
sich erstreckender Sensor während des
Auswechselns nicht entkoppelt werden muss. Dies vergrößert noch
mehr die Leichtigkeit der Installation. Die Führungseinrichtung kann beispielsweise als
ein Behälter
oder rohrförmiger
Behälter,
insbesondere mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein mit einem
sich in Längsrichtung
erstreckenden Schlitz zum Durchlassen des Sensors. Solche Behälter sind
im Allgemeinen vergleichsweise steif. Außerdem kann das Messmodul darin
fast vollständig
aufgenommen, und somit gegen externen Einflüsse geschützt sein.
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Selbstverständlich kann
die Führungsvorrichtung
auch eine andere Formgebung haben, beispielsweise als Monorail,
I-förmiges
Profilstück
oder U-förmige
Rinne. In einem solchen Fall können
die Messmodule aus einer anderen Richtung in / oder auf die Führungsvorrichtung
angeordnet werden, beispielsweise in eine sich im wesentlichen quer
zur Oberfläche
des Bandmaterials erstreckende Richtung, was vor allem vorteilhaft
ist, wenn neben dem Bandmaterial wenig Raum zur Verfügung steht.
Bei solchen mehr offenen Führungsvorrichtungen
kann das Messmodul soweit erforderlich von einem Gehäuse aufgenommen
sein, zum Schutz der angreifbaren, verletzbaren Teile gegen externen
Einflüssen, wie
zum Beispiel außergewöhnliche
Temperaturen oder aggressive Chemikalien.
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Die
Führungseinrichtung
ist vorzugsweise aus einem Kompositwerkstoff hergestellt, insbesondere
aus einem Glasfaserkompositen, gemäß den Merkmalen des Anspruchs
6. Dank des Einsatzes eines solchen Materials kann eine Führungsvorrichtung
gebildet werden, die erheblich leichter und kompakter ist wie die
bekannten Führungsvorrichtungen und
die auf diese Weise einfach installiert werden kann und eine große Anordnungsfreiheit
bietet, jedoch gleichzeitig ausreichend steif ist zum Überspannen
des Bandmaterials in Querrichtung ohne nennenswert durch zu biegen.
Außerdem
ist ein solches Glasfaserkomposit-Material gut beständig gegen
(extreme) Prozessumstände,
wie zum Beispiel Feuchte, Hitze, Säuren und dergleichen und verfügt über gute isolierende
Eigenschaften, sodass das Messmodul noch besser geschützt werden
kann. Bei einem solchen guten Schutz kann das Messmodul überwiegend
aus Standard-Komponenten, das heisst nicht speziell behandelte Komponenten
zusammen gesetzt sein, was den Herstellungspreis und die Stabilität des Messmoduls
positiv beeinflusst.
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In
einer weiteren Ausführungsform
gemäß Anspruch
7, 8, 9 oder 10 ist vorzugsweise der überwiegende Teil der Komponenten,
die zum Einsatz des Messmoduls erforderlich sind, wie zum Beispiel Antriebmittel,
Signalverarbeitungsmittel, Speichermittel und / oder Kommunikationsmittel,
innerhalb des Messmoduls und nicht in den Führungsvorrichtungen aufgenommen.
Auf diese Weise wird Redundanz (doppelte Komponenten) vermieden
und können
Führungsvorrichtungen
vergleichsweise einfach und deshalb vergleichsweise preiswert ausgebildet sein.
Auf diese Weise ist die Möglichkeit
gegeben, die Menge der Führungsvorrichtungen
und damit die Menge der Messpunkte und die Genauigkeit des Scannsystems
erheblich zu vergrößern bei
vergleichsweise geringen Mehrkosten.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weisen das Messmodul und die Führungsvorrichtungen
miteinander zusammenwirkende Kontaktmittel auf, gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 11, zum Auswechseln der Speisesignale und / oder Informationssignale
(wie zum Beispiel die Messsignale des Sensors oder Steuersignale
eines zentralen Rechners), vorzugsweise beide. In der letztgenannten
Ausführungsform
kann das Messsignal beispielsweise auf dem Speisesignal (Gleich-
/Wechselspannung) superponiert sind. Die Kontaktmittel sind vorzugsweise kabellos
ausgebildet, beispielsweise als Schleifkontakt, damit die Bequemlichkeit
zur Installation des Messmoduls weiter vergrößert wird, und das Messmodul
während
der Scannbewegung nicht behindert wird.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Scannsystem durch
die Merkmale gemäß Anspruch
14 gekennzeichnet.
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Unter
einem positions- / ortsbestimmenden Messsignal ist innerhalb dieser
Beschreibung der Erfindung ein Messsignal zu verstehen, zu dem die
jeweiligen Messpunkte im Bezug auf einen bestimmten Punkt oder eine
bestimmte Position des Sensors im System festgelegt sind. Dies ist
im Gegensatz zu zeitbestimmt, wobei die Messpunkte an einem Zeitfaktor
gekoppelt sind. Vorteilhaft ist bei einem solchen positionsbestimmenden
Messsignal, dass damit der Einfluss von inhärent in den verschiedenen Verarbeitungskomponenten
vorhandenen, unbekannten Zeitverzögerungen ausgeschaltet werden kann.
Das ist günstig
in Bezug auf die maximal erzielbare Messauflösung und die Messgenauigkeit
des Scannsystems.
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Das
Messmodul kann beispielsweise einen Positionsaufnehmer, wie zum
Beispiel einen so genannten Encoder aufweisen, der die Verschiebung des
Messmoduls entlang der Führungsvorrichtung
in ein Ortssignal / Positionssignal umsetzt. Die Messpunkte dieses
Positionssignals können
daraufhin zur stichprobenartigen Beaufschlagung des Messsignals des
Sensors verwendet werden. Dabei wird zu jedem Messpunkt des Positionssignals
der aktuelle Messwert des Sensorsignals gespeichert.
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Das
Positionssignal ist ihrerseits an dem Bandmaterial gekoppelt durch
die Position des Messmoduls, in dem Moment, wenn der Sensor die
Längsränder des
Bandmaterials detektiert, als Anfangs- und Endeichpunkt zu verwenden.
Auf diese Weise werden alle dazwischen liegenden Punkte festgelegt. Aufgrund
der Tatsache, dass die genannten Eichpunkten bei jeder Scannbewegung
erneut erfasst werden, werden eine Schieflage des Bandmaterials oder
Variationen in der Breite des Bandmaterials automatisch berücksichtigt.
Somit werden, ohne dass dazu aufwendige Software oder Hardware erforderlich
ist, sehr genaue Messungen erhalten, die zu einem relativen Vergleich
nahezu exakt über
einander gelegt werden können.
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Außerdem ist
das erfindungsgemäße Scannsystem
vorzugsweise sensorunabhängig,
das heißt, das
System ist zum Einsatz mit jedem Sensortype geeignet, sodass die
Sensoren einfach unter einander ausgewechselt werden können. Dies
wird im Rahmen der Erfindung erzielt, indem die unterschiedlichen
Ansteuerungsalgorithmen der betreffenden Sensorsysteme intakt gelassen
werden und nur mit den Ausgangssignalen dieser Sensorsysteme gearbeitet
wird. Diese Ausgangssignale können
sodann zu einem für
die Scanneinrichtung brauchbaren Format softwaremäßig konditioniert
werden.
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In
den Unteransprüchen
sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Scannsystems
sowie der Einsatz eines solchen in einer Vorrichtung zur Herstellung
von Bandmaterial gezeigt. Zur Verdeutlichung wird ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Scannsystems
an Hand der Zeichnungen näher
beschrieben. Es wird gezeigt:
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1 in
perspektivischer Darstellung ein Ausschnitt der Vorrichtung zur
Bandmaterialherstellung, aufweisend ein erfindungsgemäßes Scannsystem;
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2 ein
Querschnitt einer Führungsvorrichtung
und einem darin enthaltenen Messmodul gemäß der Erfindung;
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3 ein
Blockdiagramm eines Schlittens gemäß der Erfindung; und
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4 eine
alternative Ausführungsform
eines Messmoduls gemäß der Erfindung.
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In
dieser Beschreibung haben gleiche oder entsprechende Teile gleiche
oder entsprechende Bezugsziffern. Die Ausführungsformen sind lediglich
als Beispiele gezeigt und sollten deshalb keineswegs einschränkend gedeutet
werden.
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt einer Vorrichtung 1 zur
Herstellung von Bandmaterial 3, beispielsweise Papier,
(Well-) Pappe, oder Folie aus beispielsweise Kunststoff oder Metall.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Bearbeitungsstationen 2A,
B, an denen entlang das Bandmaterial 3, (dargestellt
durch den Pfeil A) zur Durchführung
einer Mehrzahl erwünschter
nacheinander zu erfolgender Bearbeitungen geführt wird. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind die Bearbeitungsstationen 2A, B als Walzeinheiten 4 ausgebildet,
mit denen beispielsweise Feuchte aus dem Bandmaterial gepresst werden
kann, das Material 3 auf eine gewünschte Dicke gewalzt werden
kann, oder das Material mit einer Beschichtung oder einem Profil
versehen werden kann. Selbstverständlich können mehrere und / oder andere
Bearbeitungsstationen 2 vorgesehen sein, wie zum Beispiel
eine Trockenstation, Wärmebehandlungsstation,
Imprägnierstation
oder dergleichen.
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Die
Bandmaterialherstellungsvorrichtung 1 umfasst außerdem ein
erfindungsgemäßes Scannsystem 5.
Dieses Scannsystem 5 ist im Wesentlichen aufgebaut aus
einer zentralen Recheneinheit 6, einer Mehrzahl von Führungselementen 8 und
wenigstens ein Messmodul 10, das abwechselnd in den Führungsvorrichtungen 8 (dargestellt
durch Pfeil B) zum hiesigen Scannen des vorbeilaufenden Bandmaterials 3 angeordnet
wird, jedenfalls eine spezifische Größe diesbezüglich, wie beispielsweise ein
Gewichtsmaß,
die Dicke, der Feuchtigkeitsgehalt oder das Oberflächenprofil.
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Die
in 1 dargestellten Führungsvorrichtungen 8 sind
jeweils als Behälter 9 ausgebildet,
die oberhalb und im Wesentlichen quer zur Durchführrichtung A des Bandmaterials 3 positioniert
sind, an strategischen Positionen innerhalb des Bandbearbeitungsprozesses,
beispielsweise unmittelbar vor und / oder unmittelbar hinter einer
Bearbeitungsstation 2A. Die Behälter 9 erstrecken
sich im Wesentlichen über die
volle Breite des Bandmaterials 3 und haben einen im Wesentlichen
rechteckigen Querschnitt, wobei ein in Richtung des Bandmaterials 3 gerichtete
Seite einen sich in Längsrichtung
des Behälters 9 erstreckenden
Schlitz 11 aufweist. Bei jedem Behälter 9 ist an zwei
sich gegenüber
liegenden Innenwänden
eine Führungsschiene 13 vorgesehen,
die sich über
die gesamte Länge
des Behälters 9 erstreckt.
Alternativ kann an einer Ober- oder Unterseite des Behälters 9 eine
zentrale Führungsschiene 13' vorgesehen
sein, wie gezeigt in 4.
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Die
Behälter 9 umfassen
außerdem
Kontaktmittel 14 in Form beispielsweise einer Energiekette oder
einer flexiblen Kabelführung,
die an sich allgemein bekannt sind und deshalb hier nicht näher beschrieben
werden müssen.
Diese Kontaktmittel 14 sorgen gemeinsam mit den auf dem
Messmodul 10 vorgesehenen Kontaktmitteln 14 für die Speisung
der nachfolgend näher
beschriebenen Antriebsmittel 20, mit deren Hilfe das Messmodul 10 entlang
der Führungsschiene 13 verschoben
wird.
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Außerdem weist
jeder Behälter 9 ein
Identifikationsmittel 17 auf, beispielsweise ein Chip oder Barcode,
aufweisend eine spezifische Information wie ein Identifikationscode,
wobei die Information mit Hilfe dazu vorgesehener Erkennungsmittel 18 vom Messmodul 10 ausgelesen
werden kann.
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Die
Behälter 9 oder
mehr im Allgemeinen die Führungsvorrichtungen 8,
können
beispielsweise hergestellt sein aus Metall, insbesondere aus rostfreiem
Stahl, sie sind jedoch vorzugsweise aus Kompositwerkstoff, insbesondere
aus einem Duroplast-Glasfaserkompositen hergestellt. Damit können besonders
steife und trotzdem leichte und kompakte Führungsvorrichtungen 8 gebildet
werden, die Dank der genannten Leichtigkeit einfach in der Handhabung
und in der Installation sind und aufgrund der genannten kompakten
Form außerdem
an sehr vielen Stellen, dazu auch knapp bemessenen Positionen, eingesetzt
werden können.
Dabei kann der Behälter 9 dank
seiner Steifigkeit vergleichsweise große Strecken überspannen,
beispielsweise zwölf
Meter oder mehr. Glasfaserkomposit ist außerdem beständig gegen extremen Temperaturen
und aggressiven Stoffen, wie beispielsweise Säuren oder anderen Chemikalien,
die bei dem Produktionsprozess eingesetzt werden. Außerdem verfügt Glasfaserkomposit über gut
isolierende Eigenschaften, sodass die Führungsvorrichtung 8 das
Messmodul 10 zumindest teilweise beschützen kann.
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Die
Führungsvorrichtungen 8 sind über nicht näher dargestellte
Befestigungsmittel mit der „festen Welt" verbunden, vorzugsweise
auf in Höhe
verstellbarer Art, beispielsweise mit Hilfe hydraulischer oder pneumatischer
Stempel-Zylinder-Anordnungen oder elektrisch angetriebenen Schraubenspindeln.
Auf diese Weise ist die Entfernung vom Messmodul bis zum Bandmaterial 3 einstellbar,
vorzugsweise in Abstand und online einstellbar.
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Es
versteht sich von selbst, dass in Abhängigkeit der unter anderem
aus zu messenden Größe und /
oder des vorhandenen Raumes die Führungsvorrichtungen 8 mit
dem Messmodul 10 auch unterhalb des Bandmaterials 3 angeordnet
werden können.
Außerdem
ist eine Kombination möglich,
bestehend aus unterhalb und oberhalb des Bandmaterials 3 angeordneten
Führungsvorrichtungen 8.
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2 zeigt
detaillierter einen senkrechten Querschnitt eines Behälters 8 gemäß 1 mit
darin aufgenommen ein Messmodul 10 gemäß der Erfindung. 3 zeigt
schematisch die verschiedenen Komponenten des Messmoduls 10 und
ihren unter einander vorhandenen Zusammenhang.
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Das
Messmodul 10 umfasst einen Schlitten 12, der mit
Hilfe geeigneter Führungsmittel 16 verschiebbar
in dem Behälter
in oder an Führungsschienen 13 eingehängt ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
haben die Führungsmittel 16 die
Form von Rädchen.
Es ist jedoch klar, dass alternative Ausführungsformen möglich sind,
sowohl in Bezug auf die Führungsschiene 13 als
auch die damit zusammenwirkenden Führungsmittel 16.
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Das
Messmodul 10 umfasst außerdem einen Sensor 15,
der mit geeigneten Befestigungsmitteln, vorzugsweise über lösbare Schnellkupplungen
an dem Schlitten 12 befestigt ist, sodass der Sensor einfach
ersetzt werden kann. Die Befestigungsmittel sind derartig ausgebildet,
dass der oder jeder Sensor 15 bei dem Einsatz wenigstens
teilweise durch den Schlitz 11 hindurch ragt bis außerhalb
des Behälters 9.
Es versteht sich von selbst, dass der Schlitz 11 auch in
einer anderen Seite, beispielsweise einer stehenden Wand des Behälters 9 vorgesehen
sein kann, wobei die Form der Befestigungsmittel dementsprechend
angepasst sein kann, damit der Sensor 15 in einer erwünschten
Position relativ zu dem zu scannenden Bandmaterial 3 an
zu ordnen. Der Sensor 15 kann beispielsweise zur Messung
des Feuchtigkeitsgehalts, der Dicke, der Oberflächenstruktur oder des Gewichtsmaßes des
Bandmaterials 3 gebildet sein. Zu jedem Messmodul 10 können mehrere
Sensoren 15 vorgesehen sein, sodass mehrere Größen und
mehrere Messbereiche gemessen werden können.
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Der
oder jeder Sensor 15 wird gekoppelt an Signalverarbeitungsmitteln 22 zum
Konditionieren, dass heißt
zum Umsetzen, zum Verstärken,
zum Filtern und so weiter des vom Sensor 15 abgegebenen Messsignals.
Außerdem
sind Speichermittel 24 zum Speichern der Messsignale und
eventuelle andere, beim Einsatz benötigten oder erhaltenen Signale,
wie zum Beispiel Steuersignale, Identifikationssignal, ein Positionsbestimmungssignal
und so weiter vorgesehen. Außerdem
sind Additionsmittel 27 vorgesehen zur Kopplung des Messsignals
des Sensors 15 an einem noch näher zu beschreibenden Ortsbestimmungssignal
und Kommunikationsmitteln 25, zum Austausch von Informationssignalen,
vorzugsweise kabellos, an eine zentrale Recheneinheit 6,
die dazu ebenfalls Kommunikationsmittel 26 aufweist.
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Das
Messmodul 10 umfasst außerdem Antriebsmittel 20 zur
Verschiebung des Schlittens 12 und die daran befestigten
Teile entlang der Führungsvorrichtung 8.
Diese Antriebsmittel 20 können beispielsweise einen elektrisch
gesteuerten Motor umfassen, wie zum Beispiel einen Servomotor oder
einen Schrittmotor.
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4 stellt
eine alternative Ausführungsform dar,
wobei die Antriebsmittel 20 einen Linearmotor 23 umfassen,
aufweisend eine als Schlitten funktionierende Basisplatte 12,
an dem der Sensor 15 befestigt ist, sowie wenigstens ein
Teil der vorher genannten Komponenten, wie zum Beispiel die Erkennungsmittel 18,
Signalverarbeitungsmittel 22, Speichermittel 24,
Kommunikationsmittel 25 und / oder Additionsmittel 27.
Der Linearmotor ist mit gelagerten Führungen 16 in Führungsschiene 13,
vorzugsweise ohne Spiel eingehängt.
Die Basisplatte 12 und die Führungsvorrichtung 8 weisen
miteinander zusammenwirkende Kontaktmittel 14 in Form korrosionsfreier Schleifkontakte,
zum kabellosen Austausch der Speisesignale (Gleich- oder Wechselspannung)
oder superponierter Informationssignale vom Sensor 15 und /
oder der zentralen Recheneinheit 6 auf. Diese Signale können später wieder „auseinander
geholt" werden, über einen
elektronischen Weg, sodass ein Messsignal und ein Speisesignal erhalten
werden, und anschließend
das Messsignal soweit erwünscht verarbeitet
werden kann.
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Es
versteht sich von selbst, dass viele andere Antriebsmittel im Rahmen
der Erfindung möglich sind,
wobei die Formgebung der Führungsvorrichtung 13, 16 und
die Speisung (Kontaktmittel 14) bedarfsorientiert angepasst
werden kann.
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Das
Messmodul 10 umfasst außerdem einen Positionsaufnehmer 19,
beispielsweise ein linearen Encoder, der an die Antriebsmittel 20 und
/ oder den Schlitten 12 gekoppelt ist und ein ortsbestimmendes Signal
erzeugt, vorzugsweise pulsförmig.
Diese pulsförmige
Positionsbestimmungssignal kann darauf hin eingesetzt werden zur
Beaufschlagung des vom Sensor 15 erzeugten Messsignal,
um auf diese Weise ein positionsbestimmendes (statt eines zeitbestimmenden)
Messsignal zu erhalten, in der nachfolgend näher beschriebenen Form.
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Die
hier oben beschriebene Scannvorrichtung 5 arbeitet wie
folgt. Das Messmodul 10 weist einen gewünschten Sensor 15 auf
und wird in einem der Behälter 9 geschoben.
Dabei erkennen die Erkennungsmittel 18 automatisch in welchem
Behälter 9 sie
angeordnet sind, wobei diese Information an die Speichermittel 24 weitergegeben
wird. Mit dem Einschieben des Moduls 10 werden außerdem die
Kontaktmittel 14 in eine für das Zusammenwirken förderliche
Position gebracht. Anschließend
wird das Messmodul 10 über
die Kommunikationsmittel 25, 26 mit Hilfe der
zentralen Recheneinheit 6 gesteuert gemäß eines in dieser Recheneinheit 6 enthaltenen Scannalgorithmus.
Dabei wird mit Hilfe des Sensors 15 ein bestimmter Parameter
des vorbeiziehenden Bandmaterials 3 gemessen. Gleichzeitig
wird von dem Positionsaufnehmer 19 ein Positionssignal
abgegeben, der momentanen Position des Messmoduls 10 entsprechen,
insbesondere des Schlittens 12 relativ zur Führungsvorrichtung 8.
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Beide
Signale (des Sensors 15 und des Ortsaufnehmers 19)
werden, nachdem sie gegebenenfalls konditioniert worden sind durch
die Signalverarbeitungsmittel 22, aneinander gekoppelt
mit Hilfe der Additionsmittel 27. Dabei wird an jedem Puls
des Positionssignals der aktuelle Wert des Sensormesssignals gekoppelt
und wird ein ortsbestimmendes Messsignal erhalten. Weil diese Kopplung
unmittelbar auf dem Schlitten 12 statt in der zentralen
Recheneinheit 6 stattfindet, hat man keine Nachteile aufgrund
unbekannter Verzögerungszeiten
in der zentralen Recheneinheit 6.
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Die
Ortsbestimmung kann eins zu eins dem vorbeiziehenden Bandmaterial
zugeordnet werden. Durch die Position des Sensors 15, sobald
dieser die Längsränder des
Bandmaterials 3 detektiert als Anfangs- und Endposition
zu nehmen. Eine solche Kopplung von Orts- und Messergebnissen kann
mit jedem Sensor 15 durchgeführt werden, benötigt deshalb
keine weiteren Komponenten, und ist sensorunabhängig. Die Kopplung berücksichtigt
außerdem Verschiebungen
des Bandmaterials 3 relativ zur nominalen Durchführstrecke
aufgrund der Tatsache, dass die Längsränder bei jeder Scannbewegung
erneut festgestellt werden. Dank einer solchen ortsbestimmenden
Messung (statt einer zeitbestimmenden Messung) wird der Einfluss
der unbekannten Zeitverzögerungen
in den signalbearbeiteten Komponenten vermieden, weshalb eine präzise Messung
mit einer hohen Auflösung
erhalten werden kann, ohne dass dazu spezielle software- oder hardwaremäßige Anpassungen
erforderlich sind. Weil die Position jedes Messwertes nahezu eindeutig
festliegt, können
aufeinander folgende Messprofile nahezu exakt übereinander gelegt und zuverlässig miteinander
verglichen werden.
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Das
erhaltene Signal wird über
die Kommunikationsmittel 25, 26 weitergereicht
an die zentrale Recheneinheit 6, die aufgrund dieser Information
den Herstellungsprozess, beispielsweise die Bearbeitungsstationen 2A,
B und / oder die Durchführgeschwindigkeit
des Bandmaterials 3 korrigieren kann. Wenn die Einstellung
auf diese Weise angepasst wurde, kann das Messmodul 10 in
eine weitere Führungsvorrichtung 8 geschoben
werden, gegebenenfalls nach Austausch des Sensors 15. Somit
kann mit Hilfe des Messmoduls 10 an verschiedenen Positionen
in der Vorrichtung 1 gemessen werden, können Abweichungen schnell und
in der Nähe
der Quelle detektiert werden, und kann der Prozess effektiv nachjustiert
werden. Dabei können
bei dem Messmodul 10 einfach verschiedene Sensoren 15 vorgesehen
sein. Durch eine intelligente Kopplung der größeren Anzahl von Signalen und
zwar das Erkennungssignal (über
die Identifikations- und Erkennungsmittel 17, 18)
ein Messsignal (über
Sensor 15) und ein ortsbestimmendes Signal (über den
Positionsaufnehmer 19) „weiß" das Messmodul 10 immer in
welcher Führungsvorrichtung 8 es
sich befindet, wo der Sensor 15 sich in der Führungsvorrichtung 8 befindet
und wie diese Position sich verhält
zu dem vorbeiziehenden Bandmaterial 3.
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Die
Erfindung ist keineswegs beschränkt
auf die in der Beschreibung und in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen.
Alle Kombinationen von Teilen der in dieser Beschreibung gezeigten
und beschriebenen Ausführungsbeispiele
werden als innerhalb der Beschreibung aufgenommen gewertet. Außerdem sind
viele Variationen im Rahmen der Erfindung möglich, wie aus den nachfolgenden
Ansprüchen
hervorgeht.