DE2822023A1 - Vorrichtung zum feststellen, erkennen und zaehlen von loechern in kunststoffolien oder kunststoffbahnen - Google Patents

Description

1. ANIC S.ρ.Α., Palermo, Italien

2. Costruzioni Elettriche Automatiche Impioanti (C.E.A.I.) Busto Arsizio (Varese) , Italien

Vorrichtung zum Feststellen, Erkennen und Zählen von Löchern in Kunststoffolien oder Kunststoffbahnen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen, Erkennen, Zählen und Aufzeichnen von feinen Löchern und möglichen Rissen oder Brüchen in Kunststoffolien.

Das Erkennen von derartigen Löchern zusammen mit den sich anschliessenden Arbeitsvorgängen erfolgt während der Aufwicklung der Folien auf Aufwickeltrommeln.

Während der Herstellung von Kunststoffolien und Kunststoffbahnen können feine Löcher, Risse und Brüche an derartigen Gegenständen auftreten, wobei dann, wenn diese Fehler zahlreich sind oder sich mit einer gewissen Dichte häufen, die Gegenstände mangelhaft sind und für ihren Gebrauchszweck nicht geeignet sind.

8098/· 7/1038

Es muss daher möglich sein/ die genaue Stelle und die mögliche Ansammlung von auftretenden Fehlern zu ermitteln, um die fehlerhaften Teile auszusondern.

Es sind bereits Vorrichtungen zum Feststellen von feinen Löchern vorgeschlagen worden, die von den dielektrischen Eigenschaften der Kunststoffolien Gebrauch machen.

Diese Vorrichtungen signalisieren das Auftreten von Löchern über eine elektrische Entladung, die den Löchern entsprechend auftritt, immer wenn die Folie zwischen einer an einer hohen Spannung von beispielsweise 2 bis 25 kV liegenden Elektrode und einer leitenden Rolle durchlaufen gelassen wird, die geerdet ist. Bei einer fehlerfreien Folie kann aufgrund der Tatsache, dass die Folie dielektrisch ist, kein Strom zwischen der Elektrode und dem Leiter fHessen.

Da jedoch elektrostatische Ladungen an den Folien nahezu immer während der Folienherstellung aufgrund der Gleitreibung auftreten, ergeben sich eine Vielzahl von Störungen bei der Feststellung der Löcher, da fortlaufend elektrische Funkenentladungen signalisiert werden.

Selbst wenn darüberhinaus nur ein einziges Loch auftritt, werden mehr als eine Entladung ausgelöst, da die erste Entladung dann auftritt, wenn das Loch den kleinsten Abstand von der Elektrode erreicht, der zum Zünden einer Funkenentladung notwendig ist und die Entladung sich fortsetzt, bis das Loch diesen kleinsten Abstand überschreitet, wenn es über die Elektrode hinaus wandert.

Das Vorhandensein von Brüchen gibt darüberhinaus Anlass zu einer fehlerhaften Feststellung der Fehler der Folie, da diese Brüche so signalisiert werden, als wären sie Löcherreihen.

809847/1038

Es hat sich herausgestellt, dass es möglich ist, das Signalisieren von elektrostatischen Entladungen zu unterdrücken und die Risse als solche zu identifizieren bzw. zu erkennen.

Elektrostatische Entladungen haben in der Tat eine niedrige Stromstärke, wohingegen die Entladungen zwischen der Elektrode und der leitenden.Rolle eine höhere Stromstärke haben.

Ein niederohmiger Transformator zusammen mit einer logischen Verknüpfungsschaltung liefert eine Vorrichtung, die die beiden Entladungsarten unterscheidet und zur Feststellschaltung nur diejenigen Signale abgibt, die eine hohe Stromstärke haben.

Damit Risse erkannt werden können, ist eine geeignete Sperrvorrichtung vorgesehen, deren Arbeitsweise später im einzelnen beschrieben wird.

Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass sie über ein Zählen der relativen Entladungen die in einer Folienwicklung enthaltenen Löcher zählen und ihre Stellen identifizieren kann. Sie erlaubt es, die diskreten Entladungen zu signalisieren und zu zählen, während sie bei einer Reihe von Entladungen auf einen anderen Zähler umschaltet. Wenn eine Entladung auftritt, die durch einen speziell vorgesehenen Zähler signalisiert und aufgenommen wird, reagiert die Schaltung derart, dass keine weiteren folgenden Entladungen zum Zähler gelangen können, bis ein bestimmter Teil der Folie ohne Löcher vorbeigelaufen ist, während gleichzeitig bei den folgenden Entladungen auf einer Vorrichtung zum Zählen der Risse umgeschaltet wird.

Sobald der Zähler zum Zählen der Risse eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Entladungen empfängt, die gleich oder grosser als ein vorgewählter Wert ist, der vorher am selben Zähler eingestellt ist, wird der Zähler für die Löcher einen Impuls empfangen, der das Signal ist, das einer Risstelle entspricht und am selben Zähler aufgezeichnet wird. - 6 -

809847/1038

Wenn die Anzahl der aufeinanderfolgenden Entladungen unter dem vorgegebenen Wert liegt, werden diese Entladungen so gezählt, als würden sie einzelnen Löchern entsprechen.

Anschliessend an die Ermittlung einer Rissteile,nachdem der Zähler eine vorgewählte Anzahl von Spannungsimpulsen empfangen hat, ohne dass eine Entladung festgestellt wurde, d.h. nachdem ein Abschnitt einer fehlerfreien Folie durchgelaufen ist, wird die Schaltung rückgesetzt, so dass Entladungen aufgrund einzelner Löcher festgestellt und gezählt werden können. Jedem Loch entsprechend erfolgt somit eine Aufzeichnung und ein Zählen der relativen Entladung am speziell vorgesehenen Zähler, während der Zähler für die Risse in einer Reihe auftretende Entladungen, die einer Risstelle entsprechen, zählt und aufzeichnet.

Jede Entladung wird zur Gesamtanzahl von Löchern, die bereits gezählt wurde, hinzugezählt und bezüglich ihrer Stelle auf der Folie zur Codezahl der Folienwicklung hinzu aufgezeichnet, die verarbeitet wird.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Geräteeinheiten, nämlich einem Hochspannungsimpulsgenerator und einer Zähl- und Aufzeichnungseinheit.

Der Hochspannungsimpulsgenerator erzeugt Spannungsimpulse mit einer festen Frequenz von 50 Hz zur Eichung des Gerätes und Spannungsimpulse mit einer Frequenz, die zwischen 0 und 1500 Hz entsprechend der Laufgeschwindigkeit der Folie variiert, wie sie für den Arbeitsvorgang benutzt wird.

Die zweite Geräteeinheit erfüllt eine Vielzahl von Funktionen. Sie zählt die Strecke der Materialbahn in Millimetern oder Metern, die geprüft wurde und zeigt diese Strecke an. Diese Daten

809847/1038

basieren im allgemeinen auf einer herkömmlichen Flächeneinheit für Folien oder Bahnen, d.h. genau einer quadratischen Fläche,

2
die 9,24 m entspricht. Die Länge, über die die Bahn geprüft wird, ist im allgemeinen die Strecke in Millimetern oder Metern, die einem Quadrat entspricht. Folien oder Materialbahnen können nämlich verschiedene Breiten haben, so dass verschiedene Längen in Dezimaleinheiten, beispielsweise in Metern oder Millimetern einem Quadrat entsprechen. Die zweite Geräteeinheit zählt weiterhin die Anzahl der Löcher pro Quadrat und zeigt diese Anzahl an. Sie zählt weiterhin die Gesamtanzahl der Löcher für eine Wicklung und zeigt diese Anzahl an. Sie verhindert ein mehrfaches und nicht bezeichnendes Aufzählen, das breiten Löchern oder Risstellen in der Bahn entspricht und zählt die Rissteilen. Sie misst die Wicklungslänge und zeigt diese Länge an. Sie druckt auf einer speziell vorgesehenen Tabelle, die vorher gezählten und angezeigten Werte, nämlich die Anzahl der Löcher pro Quadrat, die Anzahl der Risse pro Quadrat, die Anzahl der Löcher pro Wicklung, die Bahnlänge auf der Wicklung und die Codezahl der Wicklung aus. Sie wählt die Empfindlichkeit der Prüfvorgänge, d.h. die Anzahl die elektrischen Impulse vor, die pro Millimeter der Materialbahn oder der Folie abgegeben werden.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung in einem Blockschaltbild.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild der Sperreinheit.

In Fig. 1 sind eine elektrische Energiequelle 1, ein Hochspannungsimpulsgenerator 2, eine Hochspannungselektrode 3, eine Rolle 4, über die die Materialbahn oder die Folie zur

809847/ 1038

AufWickelstation läuft und ein Entladungsdetektor 5 dargestellt, der von einem Transformator gebildet wird und die Entladungen zwischen der Elektrode und der Rolle feststellt und mit einer logischen Schaltung zur Bildung der Impulse versehen ist, die an die Steuer- und Aufzeichnungseinheit abgegeben werden. Der Detektor 5 steht über die Elektrode 3 und den Aufwärtstransformator 6 mit dem Generator 2 in Verbindung.

Die Frequenz der Impulse wird über einen Regler 7 eingestellt, der entweder von Hand aus oder automatisch über einen Schalter 8 in Abhängigkeit von der gewünschten Empfindlichkeit eingestellt wird. Die Empfindlichkeit, d.h. das von der Vorrichtung gelieferte Steuerintervall wird durch einen Teiler 10 bestimmt, der mit einer Zähleinrichtung, nämlich einem Zweiziffernzähler von 1 bis 99 eingestellt werden kann, der die vorgegebene Anzahl der Impulse pro Sekunde vom Rotationspulsator 9,die auf die Rolle 4 übertragen werden, teilt, wodurch die Anzahl der Impulse pro Millimeter der über die Rolle laufenden Folie festgelegt wird. Mit 11 ist eine Sperreinrichtung bezeichnet, die schematisch in Fig. 2 dargestellt ist.

Die anderen Blöcke des Blockschaltbildes in Fig. 1 stellen Zähler dar, die die Daten bezüglich der Messung anzeigen und mit dem Rest der Anlage verbunden sind, von dem sie die Signale über die Einstellvorrichtung für die Empfindlichkeit und die Sperrvorrichtung empfangen.

Die Vorrichtung zeigt jeweils die folgenden Daten an: Die Baueinheit 12 dient für die Anzahl der Löcher pro Wicklung, die Baueinheit 13 dient für die Anzahl der Löcher pro Quadrat, die Baueinheit 14 dient für die Anzahl der Risse pro Quadrat, die Baueinheit 15 dient für die Anzahl der linearen Zentimeter der Folie pro Quadrat, die Baueinheit 16 dient für die Anzahl der Meter der Folie in der Wicklung,

809847/1038

die Baueinheit 17 dient für die einzelnen Codezahlen der Wirkung und mit 18 ist eine logische Steuerschaltung bezeichnet, die die erhaltenen Daten auf eine Ausdruckeinrichtung 19 überträgt, die die Tabellen liefert.

Fig. 2 zeigt'die Sperrschaltung, wobei mit 101, 102 und 103 die Ausgänge der Impulse für.die verschiedenen Schaltungen bezeichnet sind. Mit 104 istein durch 10 teilender Teiler bezeichnet, der die Anzahl der empfangenen Spannungsimpulse ohne Feststellung einer Entladung teilt. Mit 105 ist eine sperrende und durchschaltende Flip-Flop-Schaltung für die Ausgangssignale zu den verschiedenen Zählerschaltungen bezeichnet, wobei die Ausgangssignale 106 und 107 abwechselnd automatisch auf die Signalpegel 1 und 0 gebracht werden. Eine Koinzidenzeinrichtung 108 überträgt die Befehle zwischen den Bauelementen 104 und 105. Mit 109 ist ein durch 100 teilender Teiler bezeichnet, an dem die maximale Anzahl der aufeinanderfolgenden Entladungen, die einem Riss entsprechen, eingestellt wird. Mit 1,10 ist ein Vorwähler für die Anzahl der aufeinanderfolgenden Entladungen bezeichnet, die als äquivalent für einen Riss angesehen werden. Mit 111 ist ein Kondensatorrheostat bezeichnet.

Während des normalen Betriebes, d.h. dann, wenn eine unbeschädigte Folie oder eine unbeschädigte Materialbahn hindurchläuft, liegt der Entladungsbefehl an den Eingängen der Elemente 101 und 104. Die Flip-Flop-Schaltung 105 wird fortlaufend durch das Ausgangssignal des Teilers 108 rückgesetzt und liefert Ausgangssignale 106 mit dem Pegel 0 und Ausgangssignale 107 mit dem Pegel 1. Das Ausgangssignal 106 mit dem Pegel 0 sperrt das Verknüpfungsglied 103 und hält dieses Verknüpfungsglied gesperrt, so dass die Zählerschaltung für die Risse verriegelt ist.

- 10 -

809847/1 038

Das Ausgangssignal 107 mit dem Pegel 1 schaltet das Verknüpfungsglied 102 durch und macht somit die Zählerschaltung für die Löcher betriebsbereit. Wenn zusätzlich zum Entladungsbefehl vom Teiler 10 in Fig. 1 ein Loch durch die Prüfvorrichtung hindurchläuft, läuft ein Signal für die festgestellte Entladung durch die Schaltung. Das Signal für die festgestellte Entladung geht durch das Verknüpfungsglied 102 und wird durch den Zähler für die Löcher in Form der Löcher pro Quadrat oder pro Meter oder in Form der Gesamtanzahl gezählt, während das Signal gleichzeitig durch das Verknüpfungsglied 101 geht und zur Flip-Flop-Schaltung rückgeführt wird, so dass das Ausgangssignal 106 auf den Pegel 1 kommt, während das Ausgangssignal 107 auf den Pegel 0 kommt.

Das in dieser Weise auf den Pegel 0 gebrachte Ausgangssignal 107 sperrt nach einer Verzögerungszeit, die durch den Rheostatkondensator 101 verursacht wird, das Verknüpfungsglied 102, wodurch verhindert wird, dass eine mögliche folgende Entladung gezählt werden kann. Wenn Entladungen in einer Reihe auftreten, wird ein Signal erzeugt, das die Flip-Flop-Schaltung gesperrt hält und gleichzeitig verhindert, dass der Teiler 104 zählt, so dass eine fortlaufende Reihe von Entladungen als eine einzelne Entladung gezählt wird.

Unter diesen Umständen schaltet das Ausgangssignal 106 der Flip-Flop-Schaltung das Verknüpfungsglied 103 durch, so dass der Zähler des Teilers 109 alle gesperrten Entladungen zählt.

Sobald eine am Vorwähler 110 eingestellte Zahl erreicht ist, wird ein Impuls erzeugt, der als ein Riss gezählt wird und somit am Zähler 14 von Fig. 1 angezeigt wird. Gleichzeitig sperrt das Verknüpfungsglied 103,um das Zählen einer Anzahl von Rissen im Falle einer fortlaufenden Entladung zu verhindern.

- 11 -

809847/1038

Der anfängliche Schaltungszustand wird wieder hergestellt, wenn der Teiler 104 eine Anzahl von Entladungsbefehlen, d.h. Spannungsimpulsen ohne festgestellte Entladungen empfangen hat, die gleich der Anzahl ist, die an diesem Teiler eingestellt ist. Sobald eine solche Anzahl erreicht ist, wird die Flip-Flop-Schaltung rückgestellt, so dass ihr Ausgangssignal 106 auf den Pegel 0 kommt, während das Ausgangssignal 107 den Pegel 1 hat. Das Verknüpfungsglied 102 wird somit wieder durchgeschaltet, so dass die Schaltung bereit ist, ein nächstes mögliches Loch zu zählen.

809847/1038

Claims (2)

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Oip'.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun. PATENTANWÄLTE 8000 München 2 - BräuhausstraBe 4 - Telefon Sammel-Nr. 225341 · Telegramme Zumpat · Telex 529979

1. ANIC S.p.A. , Palermo / Italien

2. Costruzioni Elettriche Automatiche Impianti (C.E.A.I.) Busto Arsizio (Varese), Italien

Vorrichtung zum Feststellen, Erkennen und Zählen von !löchern in Kunststoffolien oder Kunststoffbahnen

PATENTANSPRÜCHE

1J Vorrichtung zum Feststellen, Erkennen und Zählen von Löchern in Kunststoffolien oder Kunststoffbahnen während der Aufwicklung der Folien oder Bahnen auf Aufwickeltrommeln mit einem Zähler für elektrische Entladungen, die den Löchern oder Rissen in den Folien oder Bahnen entsprechend auftreten, wenn diese an einer Hochspannungselektrode und einer geerdeten Rolle vorbeilaufen, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung vom Zählen der Löcher das Zählen der Risse unterscheidet, die getrennt über eine speziell vorge- ^sehene Sperreinrichtung gezählt werden, die eine Auf-Zu-Einrichtung oder Flip-Flop-Einrichtung aufweist, die ein Signalisieren und Zählen nur von einzelnen getrennten elektrischen

809847/1038

Entladungen ermöglicht, die nur auf Löchern beruhen, das Signalisieren der folgenden elektrischen Entladungen auf einen zweiten Zähler umschaltet und die Schaltung auf das normale Signalisieren einzelner getrennter Entladungen nur dann zurücksetzt, wenn eine Strecke mit einer vorgewählten Länge der Folie oder Bahn ohne Fehler durchgelaufen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die der Reihe nach auftretenden elektrischen Entladungen, wie sie dem zweiten Zähler signalisiert werden, als ein einzelner Riss angezeigt und als solcher gezählt werden, wenn die Anzahl der Signale der aufeinanderfolgenden Entladungen gleich oder grosser als eine vorgewählte Anzahl ist, die vorher am Zähler eingestellt ist.

809847/1038