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Nahtwächter zur Ermittlung von Warenbahnnähten Die Erfindung bezieht
sich auf einen Nahtwächter zur Ermittlung von in laufenden Warenbahnen quer zur
Bahnlaufrichtung vorgesehenen Nahtverbindungen.
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Wenn man an Warenbahnen Arbeitsvorgänge vornehmen will, so ist es
notwendig, die Beschaffenheit der Ware zu kennen. Soll z.B. die Warenbahn durch
einen Kalander laufen, so müssen für einen einwandfreien Durchlauf an den Nahtstellen
die Walzen voneinander abgehoben werden, damit keine Schäden, insbesondere an den
Walzenoberflächen entstehen. Dazu ist es notwendig zu wissen, ob und an welchen
Stellen der Warenbahn die Nahtstellen vorhanden sind. Ferner ist die genaue Ermittlung
von Nahtstellen beim Scheren
von Warenbahnen zur Erzeugung eines
gleichlangen Flors von besonderer Bedeutung, denn an diesen Stellen muß die Schermaschine
abgehoben werden, damit keine Beschädigung an der zwangsläufig etwas stärkeren Stelle
der Bahn entsteht. Schließlich kommt es auch vor, daß man lange Warenbahnen aus
einer Anzahl von gleichlangen Stücken zusammen-genäht hat und später dann zur Ermittlung
der Gesamtlänge nur die Nahtstellen zählt. Auch hierfür bedarf es einer genauen
Feststellung der einzelnen Nähte.
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Bisher ist man so vorgegangen, daß man die Warenbahn über einen Schautisch
geführt hat und dann visuell die Nähte ermittelte. Dieses Verfahren war für den
Betrachter sehr anstrengend und bedurfte einer sehr starken Konzentration. Dabei
konnte man die Warenbahn aber nur in einem sehr gemäßigten Tempo an dem Betrachter
vorbeiführen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Gerät zu schaffen,
mit dem alle Nahtstellen auch bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit der Warenbahn sicher
erfaßt werden und das andererseits sich von den äußeren Einflüssen nicht beeinflussen
läßt. Ferner soll mit dem Gerät auch das Erfassen von TeiBahtstellen möglich sein.
Dabei soll das Gerät störunanfällig und möglichst robust für die ArT beitsvorgänge
sein und schließlich wird gefordert, daß sowohl die Herstellungs- als auch die Betriebskosten
des Geräts in einem finanziell tragbaren Rahmen liegen.
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Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß ein Hochfrequenztastkopf mit
Sende- und Empfangseinrichtung vorgesehen ist, dessen Aus- und Eingänge kapazitiv
gekoppelt sind, wobei als Kopplungselement ein in die zu prüfende Naht eingearbeiteter
Leiter
dient. Durch die Verwendung eines Hochfrequenztastkopfes ist die Ansprechbarkeit
des Gerätes sehr empfindsam und bereits sehr dünne Metallfäden rufen eine Wirkung
hervor, wenn sie in den Bereich der Sende- und Empfangseinrichtungen gelangen. Das
Gerät ist kapazitiv ausgelegt und bringt den Vorteil mit sich, daß nur die in die
zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung liegende Strecke ein- und austretenden
leitenden Teile eine Wirkung auf das Prüfgerät ausüben und alle übrigen im Umkreis
vorhandenen Leiter keine Reaktion dem Anzeigegerät abgewinnen können. Der in die
Naht eingearbeitete Leiter kann beliebige Struktur und Stärke haben, denn ausschlaggebend
ist lediglich die kapazitive Koppelung, die durch die metallische Naht zwischen
der Sende- und der Empfangselektrode hervorgerufen wird, was ausschließlich der
Fall ist, wenn der Leiter unverletzt sich längs der Naht erstreckt. Hierbei erspart
man sich vollkommen eine Person, die bisher ununterbrochen auf die Warenbahn blicken
mußte.
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Um die Naht genau ermitteln zu können, auch wenn sie z.T.
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auf der Länge beschädigt ist, sind quer zur Warenbahnlaufrichtung
mehrere Sende- und Empfengseinrichtungen in einer geraden Linie angeordnet. Dieses
nebeneinander Anordnen von mehreren Sende- und Empfangseinrichtungen ist bei langen
Nähten sehr vorteilhaft, denn durch das Erfassen der Naht in Teilabschnitten läßt
sich diese insgesamt ermitteln, selbstwenn Nahtbruch vorliegt und normalerweise
keine kapazitive Koppelung erfolgen würde. Hierbei kann nun derart verfahren werden,
daß die Sendeeinrichtung nach zwei Seiten strahl und im Abstand dazu jeweils eine
Empfangseinrichtung aufnahmebereit ist und daß sich daran dann wieder eine SenE-
mit Empfangseinrichtung anschließt,
wobei die Empfangseinrichtung
auch von beiden Seiten bestrahlt werden kann. Ein Teilabschnitt wird dann bestimmt
die Naht registrieren und signalisieren oder die Teilabschnitte zählen. Bevorzugt
wird die Ausführung zur Anwendung kommen, bei der eine Sendeeinrichtung zwischen
je einer an den Warenbahnkanten angeordneten Empfagseinrich tung vorgesehen ist.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ausgang der Sendeeinrichtung
und der Eingang der Empfangseinrichtung an flächenförmige Elektroden gelegt ist.
Durch diese hsbildung steht es dem Konstrukteur frei, je nach Platzmöglichkeit und
vorgeschriebene Empfindlichkeit des Gerätes, die flächenförmigen Elektroden entsprechend
groß auszubilden, denn je größer die Flächen ausgelegt sind, eine desto bessere
kapazitive Übertragung wird mit einem dünnen Leiter erreicht, denn die Abmaße der
Elektroden sind maiigebend für die Stärke der kapazitiven Koppelung.
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Wenngleich eine mehrfache Unterteilung der abzufassenden Naht von
Vorteil ist, um Funktionsstörungen durch Nahtbruch weitgehend auszuschließen, so
ist andererseits wegen Vermeidung äußerer Einflüsse auf die kapzitive Wirkung, der
Abstand der sich gegenüberliegenden Elektroden nicht zu eng zu fassen. Deshalb ist
gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die flächenförmigen Elektroden jeder Sende-
und Empfangseinrichtung einen bestimmten Mindestabstand haben, der von dem Feuchtigkeitsgrad
der Warenbahn abhängt. Wenn Warenbahnen von absoluter Trockenheit über das Gerät
geführt werden, so können die flächenförmigen
Elektroden sehr eng
gesetzt werden, was beispielsweise einen Abstand von einem Zentimeter bedeutet;
sollte dagegen die Warenbahn in sehr feuchtem Zustand sein, wodurch die Leitfähigkeit
erhöht ist, so muß der Abstand der flächenförmigen Elektroden größer gewählt werden,
der beispielsweise dann mindestens zehn oder zwanzig Zentimeter benötigt.
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Als sehr vorteilhaft hat sich die Vorrichtung erwiesen, bei der die
flächenförmigen Elektroden über oder unter der laufenden Warenbahn angeordnet sind
und bei der die Flächenebenen parallel zur Warenbahnebene verlaufen. Die Warenbahn
kann dadurch sehr dicht an den registrierenden Flächen vorbeigleiten, wobei sogar
inniger Kontakt von der leitenden Naht mit den flächenformigen Elektroden möglich
ist. Die kapazitive Veränderung läßt sich auch in dem Gerät registrieren, wenn die
Warenbahn nur im dichten Abstand darüber geführt wird. Daher kann der Auflageabstand
Naht-Elektroden bis zu 15 mm betragen. Um den Mindestabstand sicher halten zu können,
sollen die flächenförmigen Elektroden in einer Ebene zur Warenbahn liegen.
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Dabei sind die Flächen parallel zur Warenbahn ausgerichtet, denn dadurch
besteht die Möglichkeit, einen dünnen Leiter trotz schneller Bewegung zu erfassen
Um evtl. Störungen von außen gegenüber diesem Gerät abzuschirmen, ist erfindungsgemäß
vorgesehen, daß die Empfangseinrichtung zwei getrennte Eingänge aufweist, die an
zwei plattenförmige Empfangselektroden gelegt sind, denen ein Differenzverstärker
nachgeschaltet ist. Bei Störungen, von denen beide Empfangselektroden gleichzeitig
angesprochen
werden, daß ist der Fall, wenn z.B.
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irgend welche Leitungen oder Spulen in der Nähe des Gerätes stehen,
ergibt sich zwischen der Sendeeittrode und der einen Empfangselektrode einerseits
und der Sendeelektrode und der anderen Empfangselektrode andererseits keine Spannungsdifferenz,
so daß das Signal null bleibt. Läuft dagegen an den Elektroden die leitende Naht
vorbei, die erst die erste Empfangselektrode und anschließend die zweite Empfangselektrode
anspricht, so daß jeweils eine Spannungsdifferenz in der Differnnzeingangsstufe
entsteht, dann wird ein Impuls abgegeben, den man beliebig verwerten kann. Für dieses
Prüfgerät hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Sender mit einer Frequenz
von 3 bis 4 NHz betrieben wird.
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Für das einwandfreie Registrieren der Nahtstellen hat es sich als
sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der als kapazitives Kopplungselement dienende Leiter
auf oder in der Warenbahn als Metallfaden, Staniolstreifen oder als längs der Nahtverbindung
aufgebrachter Leitlack ausgebildet ist.
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Alle Ausführungen haben ihre besonderen Vorteile, denn der Metallfaden
z.B. kann direkt als Nahtmaterial Verwendung finden. Als besonderer Vorteil ist
hervorzuheben, daß der Metallfaden mindestens die gleiche Dehnung wie ein normaler
Faden besitzt und deshalb sichere Werte mit dem Prüfgerät liefert. In gleicher Weise
dürfte auch der Leitlack liegen, dessen Auftragen auf den Faden etwas komplizierter
sein dürfte.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispiElsWeiSe veranschaulicht.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze der Vorrichtung; Fig. 2 eine
Draufsicht auf die schematische Darstellung der Vorrichtung und Fig. 3 eine Frontansicht
von der schematisierten Vorrichtung.
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Die Vorrichtung wist einen Hochfrequenztastkopf 1 auf, der mit einer-Sendeeinrichtung
2 und einer Empfangseinrichtung 3 gekoppelt ist. Diese Sende- und Empfangseinrichtung
2,3 sind in einem Abstand voneinander angeordnet und sobald eine leitende Verbindung
4 dazwischengespannt wird, ergibt sich eine Spannungsänderung, die am Spannungsmesser
5 abgelesen werden kann.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht die Sendeeinrichtung 2 aus einem
Sender 6, der bevorzugt mit einer Frequenz von 3 bis 4 NHz ausstrahlt. Die Ausgangsleitung
7 des Senders 6 endet mit einer flächenförmigen Elektrode 8, der in einem bestimmten
Abstand a eine Doppelemfangselektrode 9,10 zugeordnet ist. Diese Empfangselektrahn
9,10 sind ebenfalls flächenförmig ausgebildet und liegen parallel nebeneinander
und befinden sich dabei in einer Ebene mit der flächenförmigen Elektrode 8 der Sendeeinrichtung
2.
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Die'Elektroden 8 und 9,10 sind kapazitiv miteinander gekoppelt. An
den Doppelempfangselektroden 9,10 ist eine bekannte Differenzeingangsstufe 11 über
die Eingangsleitungen 9a,10a angeschlossen, die aus den Widerständen R 1 und R 3,
sowie dem Überbrückungswiderstand R 2 und dem Operationsverstärker 12 und schließlich
dem Widerstand R 4 besteht. Mit 13 ist der Kontakt bezeichnet, an dem ein Impuls
abgenommen wird, wenn etweder die flächenförmigen
Elektroden 8 mit
9 oder 8 mit 10 leitend überbrückt sind.
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Über diese Elektroden 8,9,10 wird die zu prüfende Warenbahn 14 geführt,
deren Nahtstellen 15 mit elektrischen Leitern 16 versehen sind.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der elektrische Leiter 16 ein Metallfaden,
mit dem die Warenbahnstücke 17,18 zusammengenäht sind. An Stelle des Metallfadens
könnte ebenso ein Staniolstreifen oder ein Leitlack aufgebracht sein.
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Sobald die Warenbahn 14 mit der leitenden Nahtstelle 15 auf die flächenförmigen
Elektroden 8 und 9 kommt, tritt eine kapazitive Koppelung ein und im Differenzverstärker
12 ergibt sich eine Spannungsdifferenz zu dem Elektrodenpaar 8 und 10. Desgleichen
erfolgt beim Vorbeigleiten der leitenden Naht 15 an den Elektroden 8 und 10, bei
dem eine Spannungsdifferenz zu dem Elektrodenpaar 8 und 9 entsteht. Daraus ergibt
sich jeweils ein Impuls, der zum Kontakt 13 geleitet wird. In dieser Fig. 2 läuft
die Warenbahn 14 in Richtung des Pfeils 20.
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In Fig. 3 ist die Darstellung der Fig. 2 in Frontansicht gezeigt und
man erkennt, daß die Elektroden 8 und 9 bzw.
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10 im Abstand "a" voneinander angeordnet sind. Die Warenbahn 14 läuft
in geringem Abstand über die Elektrodenplatte 9,9,10 hinweg und damit diese Elektrodenplatten
8,9,10 dabei nicht beschädigt werden, sind diese mit einer Isolationsschicht abgedeckt,
durch die die kapazitive Wirkung erhalten bleibt.