DE2200552A1

DE2200552A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auffinden feiner Loecher in Bahnen- oder Plattenmaterial

Info

Publication number: DE2200552A1
Application number: DE19722200552
Authority: DE
Inventors: Witheridge Philip Henry; Smith John Edwin Latham
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1971-01-08
Filing date: 1972-01-07
Publication date: 1972-07-20
Also published as: US3792458A; JPS5323190Y2; FR2121316A5; IT948811B; GB1313992A; NL7200275A; JPS5313180U; BE777774A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. EUCH KÜHIE1UI1I _msseldorf, _den 6. Januar 1972 DIPL-IKS. ELY S EJuJEllÄüN κκ/st 4 4 DÜSSELDORF %0ΐΰ, FKrjgrefcEtrrfle 13
Tel 482656 PostssliSGlklo.: Köln 7414

COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED London, S. ¥. 1, Grosvenor Place Hobart House

Verfahren und Vorrichtung zum Auffinden feiner Löcher in Bahnen- oder Plattenmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auffinden feiner Löcher in elektrisch nichtleitendem plattenodei^bahnenförmigem Material (sheet material). Bei der Vorrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein Prüfgerät.

Bei der Herstellung von platten- oder bahnenförmigem Material wird bei der Durchführung von Prüfungen oftmals gefordert, sicherzustellm, daß das Material wirklich in Ordnung ist und keine noch so kleinen Löcher vorhanden sind. Dies ist vor allem dann von Wichtigkeit, wenn das Bahnenmaterial für Zwecke eingesetzt werden soll, bei denen es auf Wasserdichtigkeit ankommt.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Auffinden von sehr kleinen Löchern bekannt. Ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik arbeitet mit optischen Hilfsmitteln, und zwar wird dabei ein Lichtschein auf die Bahn geworfen und auf der anderen Bahnseite ein Lichtdetektor angeordnet, welcher anzeigt, wenn das Licht durch ein Loch in der Bahn hindurchstrahlt. Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, daß mit einer Hoch-

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Spannungsquelle gearbeitet wird, wobei auf beiden Seiten der Bahn Elektroden vorgesehen sind, die der Hochspannung ausgesetzt werden. Wenn ein feines Loch in der Bahn vorhanden ist, entstehen Funken zwischen den Elektroden, und mittels eines geeigneten Instrumentes wird der Funkendurchschlag angezeigt.

Die erwähnte optische Methode zum Auffinden von Löchern bringt den Nachteil mit sich, daß die optischen Bauteile des Systems staubfrei gehalten werden müssen, um zu gewährleisten, daß keine falsche Anzeige hervorgerufen werden kann. Die Ausschaltung von Staub kann jedoch bei bestimmten Produktionsbedingungen sehr^Kschwierig sein. Bei dem erwähnten Hochspannungsverfahren ist es als Nachteil anzusehen, daß ein zwischen den beiden Elektroden auftretender Funke eine Beschädigungswirkung gegenüber dem Bahnmaterial haben kann, indem das von dem Funken durchteilte Loch vergrößert wird. Darüberhinaus ergeben sich Schwierigkeiten, wenn das Material nicht von konstanter Dicke ist, denn es kann vorkommen, daß dünnere Teile keine ausreichenden dielektrischen Eigenschaften zur Isolierung der beiden Elektroden voneinander haben und sich Funkendurchschläge ergeben, welche entsprechende Löcher zur Folge haben, obgleich an der betreffenden Stelle vorher kein Loch vorhanden war. Schließlich ist die Verwendung von Hochspannung bei dLesem Verfahren auch dafür verantwortlich zu machen, daß bei dem Bedienungspersonal der AnHqge Unfälle aufgetreten sind.

Eine Aufgabe, welche der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, daß ein verbessertes Verfahren zum Auffinden feiner Löcher in elektrisch nichtleitendem Platten- oder Bahnenmaterial und eine entsprechende Vorrichtung geschaffen werden, bei denen die erwähnten Nachteile ausgeräumt sind.

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Die Lösung geschieht nach der Erfindung durch ein Verfahren der erwähnten Zweckbestimmung, "bei welchem als eine Elektrode eine elektrisch leitende Flüssigkeit angewendet wird, die auf eine Seite der Bahn aufgebracht und gegen das Bahnmaterial gedrückt wird, um zu verursachen, daß die Flüssigkeit einen Weg durch jedes Loch in dem Material ausbildet, und daß eine zweite Elektrode an der anderen Seite des Materials angeordnet und ein elektrisches Potential zwischen den Elektroden angelegt wird, woraufhin das Entstehen elektrischer Leitung zwischen den Elektroden festgestellt und sichtbar gemacht wird. Vorzugsweise soll die Materialbahn zwischen den Elektroden in einer fortlaufenden Weise hindurchgeführt werden.

Eine weitere Durchführungsform des Verfahrens enthält den zusätzlichen Verfahrensschritt, daß das Material im Falle des Auftretens einer elektrischen Leitung durch ein Loch an der betreffenden Stelle markiert wird.

Gemäß der Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erwähnten Verfahrens vorgeschlagen, und zwar handelt es sich um ein Gerät zum Auffinden von Löchern in elektrisch nichtleitendem Material in Form von Bahnen oder Platten, wobei das Gerät Mittel aufweist, um eine elektrisch leitende Flüssigkeit an die eine Seite des Materials heranzubringen, ferner eine an der anderen Seite des Materials angeordnete Elektrode und weiterhin Einrichtungen zur Verbindung einer elektrischen Kraftquelle mit der Elektrode und mit der leitenden Flüssigkeit und schließlich Mittel zur Feststellung von elektrischer Leitung durch die Materialbahn.

Nach einer Ausführungsform dieses Teils der Erfindung können die Mittel zur Heranführung der leitenden Flüssigkeit an die eine Seite der Materialbahn aus einer Rolle oder Walze bestehen, welche eine absorbierende Oberfläche hat, die mit der leitenden

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Flüssigkeit imprägniert wird. Die Materialbahn kann über die Rolle geführt werden, und die Rolle als solche kann mit einem Antrieb versehen sein. Eine weitere Rolle oder weitere Rollen können vorgesehen sein, um die Materialbahn über die erstgenannte Rolle zu führen und einen Druck im Bereich der zweiten Elektrode hervorzurufen. Die erstgenannte Rolle kann imprägniert werden, indem sie sich beim Umlaufen durch ein Bad mit leitender Flüssigkeit hindurchbewegt, wobei eine weitere Rolle sich in diesem Bad drehen kann, welche gegen die vorgenannte Yfelle gepreßt wird, um die Luft aus deren Oberfläche auszudrücken. Die Flüssigkeit als solche besteht vorzugsweise aus Wasser. Eine Markierungsvorrichtung kann mit dem Gerät verbunden sein, um die Materialbahn mit einer Anzeichnung zu versehen, falls ein Loch gefunden wurde.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des gegenständlichen Teils der Erfindung dargestellt, welches nachstehend beschrieben wird und gleichzeitig zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Es zeigen

Fig. 1 eine vereinfachte schaubildliche Darstellung des ■ .; Gerätes zum Auffinden von feinen Löchern in dünnem Bahnenmaterial,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung zum dichten Verschließen des porösen Belages an einer Kante der Hauptrolle des Gerätes.

Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, ist in der Zeichnung eine vergleichsweise dünne Bahn aus wasserdichtem, elektrisch nichtleitendem Material 1 wiedergegeben, welche soeben hergestellt worden ist und auf nicht dargestellte abschließende Glatt- und Vorratswalzen aufgewickelt werden soll. Die Bahn 1

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verläuft über eine angetriebene Trommel oder Rolle 2, welche eine mit einem absorbierenden Schwammaterial 3 bedeckte Oberfläche aufweist, insbesondere bestehend aus Polyäther-Schaumkunststoff. Die Bahn 1 wird mittels zweier weiterer Rollen 4 und 5 auf ungefähr der Hälfte des Umfanges der Rolle 2 in Berührung mit deren Oberfläche gehalten. Die Rolle 2 dreht sich mit ihrem unteren Teil in einem Wasserbad 6, welches mit einer Kraftquelle verbunden oder mittels einer Leitung 7 geerdet ist.

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Eine in gestrichelten Linien dargestellte Rolle 14 ist in das Bad 6 eingetaucht und drückt gegen die Oberfläche der Rolle 2, um die Luft aus dem Schwamm 3 zu entfernen und das Oberflächenmaterial der Rolle 2 verstärkt in die Lage zu versetzen, sich wieder mit Wasser vcfllzusaugen.

An der Oberseite der Rolle 2 und damit von oben her auf die Bahn 1 wirkend ist eine als Drahtbürste ausgebildete Elektrode 8 angeordnet, die sich quer über die Breite der Bahn 1 und damit über die Rollenlänge erstreckt. Die Drahtbürste 8 steht an einer Seite mit einer elektrischen Kraftquelle 9 in Verbindung, während die andere Seite mit der Leitung 7 bzw. mit Erde verbunden ist. Die Kraftquelle 9 enthält auch einen Detektor 10, der mit einer elektrischen Triggerschaltung ausgerüstet und an einen Verstärker angeschlossen ist.

Eine Druckrolle 11 lagert gegen die obere Oberfläche der Bahn und preßt diese gegen die Rolle 2, wodurch ein Ausdrücken der Flüssigkeit aus dem absorbierenden Schwammaterial 3 hervorgerufen wird. Dies verursacht gleichzeitig einen Rückdruck oder Staudruck der Flüssigkeit im Bereich der Elektrode 8.

Während des Betriebes wird die Bahn 1 in Richtung der Pfeile über die sich drehende Rolle 2 gezogen. Während des Umlaufes der Rolle 2 saugt dar absorbierende Belag 3 Wasser aus der Wanne 6 in die Schwammporen hinein. Eine Gleichspannung in der Größenordnung von 200 V wird der Elektrode 8 von der Kraftquelle

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9 zugeleitet. Die Druckrolle 11 zwingt das Wasser unter Druck an der Stelle der Elektrode 8 unter und gegen das Material der Bahn 1, und wenn irgendwelche feinen Löcher im Material 1 vorhanden sind, wird das Wasser durch diese Löcher hindurchtreten und einen Leitungspfad von der Elektrode 8 über das Wasser im absorbierenden Material 3, weiter über das Bad 6 und den Leiter 7 vervollständigen. Das Vorhandensein dieser Leitung wird dann vom Detektor 10 angezeigt. Auf der oberen Oberfläche der Materialbahn 1 kann daraufhin eine geeignete Markierung angebracht werden, um festzuhalten, wo das Loch entdeckt worden ist. Diese Markierung läßt sich auch automatisch vornehmen, indem eine geeignete Koppelung mit dem Detektor 10 hergestellt wird.

Um zu vermeiden,daß das Wasser infolge des von der Rolle 1 hervorgerufenen RUckdruckes nahe den Stirnseiten der angetriebenen Rolle 2 aus den Kanten der Deckschicht 3 ausgepreßt wird, können die Kanten der Deckschicht in einer in Fig. 2 wiedergegebenen Weise abgedichtet werden. Diese Abdichtung wird nachstehend beschrieben.

Auf jedes Ende der Rolle 2 wird ein Streifen 15 aus wasserdichtem Material aufgebracht und mittels eines aus Metall bestehenden Klammerbandes 16 fest und dichtend an der Deckschicht 3 mit Kraftrichtung nach unten befestigt. Das eine Ende 17

des MaterialStreifens 15 wird alsdann über das Klammerband 16 hinweg zurUckeebqgen. um das^Klammerband

abzudecken. T)äs andere Ende 18 des Materialstreif ens 15 erstreckt sich zum Mittelpunkt der Trommel bzw. Rolle hin und bildet dabei eine profilierte Abdeckung der Kante des Belages 3. Der Material streifen 15 erstreckt sich ungefähr 3/4 " (19 an jedem Ende der Rolle über die Belagkanten.

Die Bahn 1, welche sich im Test befindet, reicht über die Breite bzw. Länge der Rolle 2 einschließlich der ganzen Breite der Abdeckung 3 wie über die beiden Kantenstreifen des Materials 15.

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In der Praxis wird nun das Bahnmaterial 1 in diesen Kantenbereichen über die Abdichtung nicht getestet werden, und infolgedessen wird es notwendig sein, die Kanten der Bahn 1 in einem nachfolgenden Vorgang zu bearbeiten. Obgleich dies einen Verlust von 1 1/2 " (38 min) der Gesamtbreite des Materials der Bahn 1 bedeutet, ergibt sich daraus nicht notwendigerweise ein Abfall, da es meistens erforderlich ist, die Kanten zu bearbeiten, um z. B. kleinere beschädigte Bereiche in Ordnung zu bringen. Diese Beschädigungen werden vielfach durch Handhabung beim Transport verursacht oder auch durch Hinstellen von gerolltem Material mit einem Ende auf unebene Oberflächen.

Das Material 1 kann in konstanter Weise überwacht werden, und alle kleineren und auch größere Löcher können genau ermittelt werden, und zwar unabhängig davon, ob sie geradlinig oder in geneigter Weise zur Bahn orientiert sind. Da nur eine Gleichspannung von 200 V verwendet wird, werden die feinen Löcher
durch Funkenbildung nicht vergrößert, wenn der Suchvorgang
stattfindet. Darüberhinaus werden schwache Teile des Bahnmaterials 1 von Funkendurchschlägen nicht in Mitleidenschaft gezogen, es sei denn, sie wären außerordentlich dünn und ungeignet, einer Gleichspannung von 200 V zu widerstehen. Ganz allgemein ist das Gerät wesentlich sicherer als andere elektrische Geräte, da es auf eine Leitung durch das betreffende Loch abstellt und nicht auf einen Funkendurchschlag durch dieses. Die niedrige Spannung gewährleistet darüberhinaus gegenüber früheren Verfahren eine größere' Sicherheit für das Bedienungspersonal. Als typisches Beispiel sei angegeben, daß Löcher von 0,0048 " Durchmesser
(0,12192 mm) mit einem Strom von 1,4 mA bis 2,08 mA in einem Material von 0,06 " Dicke (1,524 mm), abhängig von der Orientierung, gefunden wurden.

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Die Elektrode 8 braucht nicht unbedingt als Drahtbürstenelektrode ausgebildet zu sein, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, vielmehr können alle geeigneten Ausführungen alternativ eingesetzt werden, beispielsweise eine Klappenelektrode. In Abhängigkeit von dem zu überwachenden Material empfiehlt es/sich, den Andruck der Elektrode verschieden zu gestalten. Alternativ kann auch die Rolle 11 als Elektrode verwendet werden, oder eine andere Rolle wird anstelle der Elektrode 8 in Fig. 1 angeordnet. Die Rolle 2 wird auch eine zweite Elektrode darstellen, die durch das Bad 6 und die Leitung 7 in die Verbindung einbezogen ist.

Bei dem geschilderten Beispiel wurde zwar V/asser als leitende Flüssigkeit genannt, jedoch können auch andere Flüssigkeiten mit einer höheren Leitfähigkeit, falls erforderlich, angewendet werden. Allerdings werden gewisse Flüssigkeiten wie Salzwasser den Nachteil mit sich bringen, daß sie Rückstände und Ablagerungen von Salz an der Unterseite der Bahn 1 verursachen. Im Falle der Verwendung von Wasser kann eine schnelle und leichte Abtrocknung vorgenommen werden, indem die Bahn im Anschluß an das Gerät über einen Satz von beheizten Rollen geleitet wird.

Als Beispiele für das Material der Bahn 1 seien genannt,mit Fasern und Polyvinylchlorid verstärktes, auf Pechbasis aufgebautes Plattenmaterial, wie es in der Patentanmeldung P 16 69 777.1 beschrieben ist, und auf der Basis von Polyvinylchlorid hergestelltes, mit Fasern und einem Füllstoff angereichertes Material in Form dünner Platten oder Bahnen, vgl. Patentanmeldung P 21 29 028.8.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung

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der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Patentansprüche

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1.\ Verfahren zum Prüfen von elektrisch n±htleitendem Bahnen- oder Plattenmaterial zwecks Auffindung kleiner Löcher darin, wobei als Verfahrensschritt vorgesehen ist, daß an beiden Seiten des Materials Elektroden angeordnet werden und zwischen diesen eine Spannung hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch leitende Flüssigkeit auf eine Seite des Materials unter Druck aufgegeben wird, um auf diese V/eise die eine der Elektroden auszubilden, und d,aß jedwede Leitung von Elektrizität überwacht wird, um dadurch das Vorhandensein von Löchern im Material zu bestimmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Hinzufügung des Verfahrensschrittes, daß das Material zwischen den Elektroden in kontinuierlicher Weise hindurchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Hinzufügung des Verfahrensschrittes, daß das Material an allen Stellen, an denen eine Leitung zwischen den Elektroden entstanden ist, markiert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, nämlich Gerät zum Auffinden von Löchern in einem elektrisch nichtleitenden Bahnen- oder Plattenmaterial, mit einer Rolle oder Walze, über die das Material geleitet wird,ferner mit einer ersten, an einer Seite jenseits der Rolle und in Berührung mit dem Material angeordneten Elektrode, und mit einer zweiten Elektrode, die an der anderen Seite des Materials gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode aus einer elektrisch leitenden

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Flüssigkeit besteht und daß Druckmittel (11) zur Ausübung eines Druckes auf die Flüssigkeit in dem der ersten Elektrode (8) gegenüberliegenden Bereich des Materials (1) und eine Suchvorrichtung (10) zum Auffinden der Elektrizitätsleitung vorgesehen sind.

5» Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Beaufschlagung der einen Seite des Materials (1) mit leitender Flüssigkeit aus einer Deckschicht aus absorbierendem, insbesondere aufsaugendem Material (3) auf der Rolle (2.) bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material (3) aus Po^räther-Schaumkunststoff besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zu untersuchende Material (1) über die Rolle (2) geführt und in Berührung damit gehalten und das absorbierende ,Material (3) mit der leitenden Flüssigkeit imprägniert wird, indem das Material (3) durch ein Bad (6)₉ welches die Flüssigkeit enthält, geführt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Rolle (14) in dem Bad (6) umläuft und dabei gegen die Rolle (2) drückt, um aus der Deckschicht aus absorbierendem MaterM (3) die Luft zu entfernen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8j, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus absorbierendem Material (3) an den Kanten der Rolle (2) abgedichtet ist (Fig. 2).

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung aus einem Streifen von wasserdichtem Material j (15), welcher an der Rolle (2) befestigt (16) ist, besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Flüssigkeit aus Wasser oder aus

• einer Lösung von Salz in Wasser besteht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Suchvorrichtung (10) einen elektrischen Triggerkreis und dLnen beigeschalteten Verstärker enthält. ₍

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trocknungsvorrichtung vorgesehen ist, j um sämtliche elektrisch leitende Flüssigkeit, die an dem , zu testenden Material (1) anhaftet, zu entfernen.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Elektroden zugeführte Energie von einer Gleichspannungsfuelle (9) abgenommen wird, welche eine Spannung von im wesentlichen 200 V aufweist.

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