DE3227025C2 - Verfahren zur Ermittlung des Flächengewichtes oder der Schichtdicke einer beschichteten Materialbahn - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Flächengewichtes oder der Dicke einer auf eine sich bewegende Materialbahn aufgebrachten Beschichtung. Bei einer derartigen Vorrichtung taucht eine Walze mit einem Teil ihres Umfangs in das Beschichtungsmittel ein und überträgt dieses auf eine Verteilerwalze oder die Materialbahn. Wenn man die je Zeiteinheit verbrauchte Beschichtungsmittelmenge über die Breite der Materialbahn hin mißt, um mit Hilfe eines entsprechenden Meßwertes eine gleichmäßige Beschichtung zu erhalten, so erhält man nur einen Mittelwert. Dieser kann nicht über die Breite der Materialbahn hin vorhandene Ungleichmäßigkeiten erfassen. Dies ist jedoch mit Hilfe der Erfindung möglich, wenn der Behälter über die Breite der Materialbahn hin in einzelne Behälterteile unterteilt ist und wenn die aus einem Behälterteil jeweils verbrauchte Beschichtungsmittelmenge einzeln meßbar ist. Mit Hilfe der sich hierbei ergebenden Meßwerte läßt sich die jeweils aufgetragene Beschichtungsmittelmenge auch über die Breite einer Materialbahn hin variieren.

Description

a) den Behälter über die Breite'der Materialbahn in mehrere Behälterteile unterteilt.

b) die aus einem Behälterteil jeweils verbrauchte Beschiehtungsmittelmenge einzeln mißt und

c) aus der in einer Zeiteinheit aus einem Teilbehälter verbrauchten Beschiehtungsmittelmenge und aus der Größe der damit beschichteten Teilfläche der Materialbahn die Schichtdicke bzw. das Flächengewicht dieses Teiles der Materialbahn berechnet.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. mit einem Behälter, in dem sich das Beschichtungsmittel befindet, mit einer Walze, die mit einem Teil ihres Umfanges in das Beschichtungsmittel eintaucht und von der das Beschichtungsmittel auf eine Verteilerwalze oder die Materialbahn übertragen wird, und mit einer Einrichtung zum Messen der je Zeiteinheit verbrauchten Beschichlungsniittelmenge. dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter über die Breite der Materialbahn (17) hin in einzelne Bchälterteile (22) unterteilt ist und daß die aus einem Behälterteil (22) jeweils verbrauchte Beschiehtungsmittelmenge einzeln meßbar ist.

3. Vorrichiung nach Anspruth 2. dadurch gekennzeichnet, daß an einen das Beschichtungsmittel enthaltenden Vorratsbehälter (10) unabhängig voneinander schaltbare Zuführungslcitungen (27) angeschlossen sind, von denen jeweils eine zu einem der Behälterteile (22) führt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß in jeweils eine Zuführungsleitung (27) eingeschaltete Ventile (28) durch ein Steuergerät (16) betätigbar sind und daß die Messung der je Behälterteil (22) verbrauchten Beschiehtungsmittelmenge zeitlich nacheinander durch Messung der jeweils dem Vorratsbehälter (10) entnommenen Beschiehtungsmittelmenge erfolgt.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Behälterteil (22) ein Niveauregler (26) zugeordnet ist. der das Niveau des Beschichtungsmittels auf konstanter Höhe hält.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekpnnzeichnet. daß der Behälter in eine ungeradzahlige Anzahl von Behältcrteilen (22) unterteilt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mittels in ihrer Lage veränderbarer Trennwände (24) in einzelne Behälterteile (22) unterteilt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Materialbahn (17) eine in Breitenrichtung derselben verschiebbare Verteilerwalze (20) angreift.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem gemessenen Verbrauch je Zeiteinheit entsprechende Meßwerte einem Rechner (12) zugeführt werden und daß der Rechner (12) Bestandteil eines Regelkreises ist, über den die Beschichtungsdicke oder das Flächengewicht der Beschichtung auf einen konstanten Wert geregelt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Flächengewichtes oder der Schichtdicke einer beschichteten Materialbahn bei ihrer Herstellung mittels einer Beschichtungsanlage, bei der das Beschichtungsmittel aus einem Behälter mittels einer in diesen teilweise eintauchenden Walze unmittelbar oder über eine Verteilerwalze auf die sich bewegende Materialbahn übertragen wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Es ist beispielsweise aus der DE-OS 19 42 529 oder

der US-PS 32 18 844 bekannt, Messungen an der bereits aufgetragenen Beschichtung vorzunehmen und die Stärke oder den Feuchtigkeitsgrad zu messen. Um die Erfassung dieser Werte möglichst gleichmäßig über die Breite der Materialbahn hin gewährleisten zu können, sind mehrere Sensoren bzw. Meßinstrumente in entsprechender Verteilung angeordnet.

Es ist verhältnismäßig aufwendig und teuer, auf diese Weise die Qualität der Materialbahn in ihrer Beschaffenheit über die Breite der Materialbahn hin zu kontrollieren und gegebenenfalls auch in Abhängigkeit von den J5 ermittelten Meßwerten eine entsprechende Steuerung oder Regelung zu beaufschlagen.

Hiervon ausgehend war es Aufgabe der vorliegenden

Erfindung, das Flächengewicht oder die Schichtdicke einer beschichteten Materialbahn in der Verteilung über die Breite der Maierialbahn hin mit wesentlich geringcrem technischen Aufwand ermitteln zu können.

Zur Losung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß man

a) den Behälter über die Breite der Materialbahn in mehrere Behalterteile unterteilt.

b) die aus einem Behälterteil jeweils verbrauchte Beschiehtungsmittelmenge einzeln mißt und

c) aus der in einer Zeiteinheit aus einem Teilbehälter verbrauchten Beschiehtungsmittelmenge und aus der Größe der damit beschichteten Teilfläche der Materialbahn die Schichtdicke bzw. das Flächengewicht dieses Teiles der Materialbahn berechnet.

Eine Messung des Flachengewichtes oder der Schichtdicke bei einer bereits auf eine Materialbahn aufgetragenen Beschichtung ist unter anderem auch deshalb sehr aufwendig, weil die Messung an der beweglichen Materialbahn vorgenommen werden muß

W) und die Meßwerte für die genannten Größen in einer sehr geringen Größenordnung liegen. Es ist deshalb entsprechend schwierig, eine möglichst genaue Messung durchzuführen, was zusätzlich dadurch erschwert wird, daß die Messungen an der bewegten Materialbahn durchgeführt werden müssen. Dies gilt in umso stärkerem Maße, je größer die Anforderungen sind, die an die Genauigkeit der Messung gestellt werden müssen.
Demgegenüber wird bei Durchführung des erfin-

dungsgemäßen Verfahrens der Verbrauch an Beschichlungsmaterial noch vor dem Aufbringen desselben auf die Materialbahn in der jeweiligen Verteilung über die Breite der Materialbahn hin erfaßt, indem man je Behälterteil den Materialverbrauch einzeln ermittelt. Dies kann in einfacher Weise mit Hilfe einer Gewichts- oder Volumenmessung geschehen. Es läßt sich ohne Schwierigkeiten und insbesondere ohne nennenswerten technischen Aufwand in jedem Fall auch die gewünschte Genauigkeit erreichen.

Eine zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens geeignete Vorrichtung kann demnach erfindungsgemäß so ausgebildet sein, daß der Behälter über die Breite der Materialbahn hin in einzelne Behälterteile unterteilt ist und daß die aus einem Behälterteil jeweils verbrauchte Beschichtungsmittelmenge einzeln meßbar ist Mit Hilfe des Meßwertes, der der je Zeiteinheit aus einem Behälterteil verbrauchten Beschichtungsmittelmenge entspricht, kann unter Einbeziehung der Größe der damit beschichteten Teilfläche der Materialbahn die Schichtdicke bzw. das Flächengewicht dieses Teiles der Materialbahn in einfacher Weise berechnet werden. Soweit sich unterschiedliche Beschichtungsdicken oder unterschiedliche Flächengewichie bei den jeweils überprüften Abschnitten der Materialbahn ergeben, besteht jetzt die Möglichkeit, die in diesen Abschnitten jeweils aufgetragene Beschichtungsmittelmenge entsprechend zu steuern. Somit läßt sich über die Breite der Materialbahn eine wesentlich gleichmäßigere Beschichtung erzielen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können an einen das Beschichtungsmaterial enthaltenen Vorratsbehälter unabhängig voneinander schaltbare Zufiihrungsleitungen angeschlossen sein, von denen jeweils eine zu einem der Behälterteile führt. Hierdurch werden günstige Voraussetzungen geschaffen, um die jeweils zuzuführende Beschichtungsmittelmenge in einfacher Weise erfassen und die Beschichtungsmittelzufuhr und den Auftrag des Beschichtungsmittels zweckmäßig steuern zu können. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang insbesondere, wenn in jeweils eine Zuführungsleitung eingeschaltete Ventile durch ein Steuergerät belätigbar sind und wenn die Messung der je Walzenabschnitt verbrauchten Beschichtungsmittelmenge zeillich nacheinander durch Messung der jeweils dem Vorratsbehälter entnommenen Beschichtungsmittelmenge erfolgt. Es ist aiso nicht erforderlich, jedem Behälterteil eine eigene Meßeinrichtung zuzuordnen, um die je Walzenabschnitt verbrauchte Beschichtungsmittelmenge zu messen.

Zur Gewährleistung einer guten Genauigkeit derartiger Messungen ist es vorteilhaft, wenn jedem Behälterteil ein Niveauregler zugeordnet ist, der das Niveau des Beschichtungsmittels auf konstanter Höhe hält. In einfacher Weise läßt sich hierzu beispielsweise ein durch einen Schwimmer gesteuerter Niveauregler verwenden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Behälter in eine ungradzahlige Anzahl von Behälterteilen unterteilt ist. Hierdurch erreicht man. daß in jedem Fall die im mittleren Teil der Materialbahn aufgebrachte Beschichtungsmittelmenge genau erfaßt werden kann. Die übrigen Behälterteile sind dann symmetrisch zur Mittelachse der Materialbahn zu beiden Seiten des mittleren Behälterteils angeordnet.

Ansich ist es möglich, die Walze entsprechend der gewünschten Behälieruntertcilung konstruktiv in einzelne Walzenabschnitte aufzuteilen, derart, daß zwischen den Walzenabschnitten ein Spalt gebildet ist, in denen eine zur Behälterunterteilung dienende Trennwand hineinragt. Dies hätte einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand und den weiteren Nachteil zur Folge, daß eine einmal vorhandene Unterteilung nicht veränderbar ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es ausreichend ist, wenn die der. Behälter unterteilenden Trennwände bis dicht an den Walzenumfang heranreichen und von diesem einen Abstand von etwa nur ΰ,5 mm haben. Wenn das Beschichtungsmittel in den einzelnen Behälterteilen auf gleichem Niveau gehalten wird, ist nicht damit zu rechnen, daß Beschichtungsmittel von einem in den anderen Behälterteil übertritt und hierdurch die Meßwerte verfälscht werden. Außer einem geringeren technischen Aufwand ergibt sieh hierdurch auch noch der Vorteil, daß die Trennwände in ihrer Lage veränderbar angeordnet werden können, so daß man die Länge der jeweils von einer Verbrauchsmessung erfaßten Abschnitte der Materialbahn bzw. der Walze je nach Bedarf verändert werden kann, gegebenenfalls auch durch Hinzufügen oder Wegnehmen einer oder mehrerer Trennwände. Der jeweils einem Behälterteil zugeordnete Abschnitt einer Walze wird im folgenden auch als Walzenabschnitt bezeichnet.

Es gibt viele Möglichkeiten, den jeweils ermittelten und der Dicke oder dem Flächengewicht der Beschichtung entsprechenden Meßwert zu verwerten. Im einfachsten Fall genügt eine Steuerung der je Walzenabschnitt zugeführten Beschichtungsmittelmenge von Hand. Selbstverständlich kann eine derartige Steuerung auch über das erwähnte Steuergerät erfolgen, das ein stärkeres Öffnen oder Schließen des jeweils in Betracht kommenden Ventils auslöst. In diesem Zusammenhang kann das Steuergerät Bestandteil eines Regelkreises sein, in den zusätzlich entsprechende Sollwerte eingegeben werden. Es können aber auch dem gemessenen Verbrauch je Zeiteinheit entsprechende Meßwerte einem Rechner zugeführt werden, der seinerseits Bestandteil eines Regelkreises ist. über den die Beschichtungsdicke oder das Flächengevvieht der Beschichtung auf einen konstanten Wert geregelt wird.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben, die den Aufbau der Vorrichtung in schematischer Weise darstellt.

In einem Vorratsbehälter 10 befindet sich Beschichtungsmittel. Der Vorratsbehälter 10 ist an einer Wiegeeinrichtung 11 aufgehängt, mit deren Hilfe die jeweils in einer Zeiteinheit entnommene Schmiermittelmenge meßbar ist. Eine dem Meßwert entsprechende elektrische Größe wird einem Rechner 12 zugeführt. Die Beschickung des Vorratsbehälters 10 mit Beschichtungsmittel erfolgt über eine Leitung 13, in die ein Ventil 14 eingeschaltet ist. In den Ausgang des Vorratsbehälters 10 ist ein weiteres Ventil 15 eingeschaltet. Beide Ventile 14 und 15 sind durch ein Steuergerät 16 betätigbar.

Das Beschichtungsmittel soll auf eine Materialbahn 17 aufgetragen werden.

Die Bewegungsrichtung der Materialbahn 17 ist durch einen Pfeil 18 bezeichnet. Die Ma;erialbahn 17 ist durch einen Spalt geführt, der zwischen einer Antriebswalze 19 und einer Verteilerwalze 20 gebildet ist. Letztere ist in einer /.ur Bewegungsrichtung der Materialbahn 17 entgegengesetzten Richtung angetrieben. Die An;riebswalze 19 ist mil einer Tachomaschine 2f gekuppelt, von der aus ein der Drehzahl bzw. der Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswalze 19 entsprechender elektrischer Meßwert dem Rechner 12 zugeführt wird.

In einem in drei Behälterteile 22 unterteilten Behälter befindet sich Beschichtungsmittel. In die Behälterteile

22 taucht eine Walze 23 ein, die das Beschichtungsmittel auf die Verteilerwalze 20 überträgt. Die Unterteilung des Behälters in die Behälterteile 22 erfolgt mit Hilfe von Trennwänden 24, deren obere Kanten in ihrem Verlauf den Umfang der Walze 23 angepaßt sind und sich in einem Abstand von etwa 0,5 mm von der Walze befinden. Um diesen Trer.nbereich möglichst schmal zu halten und zu verhindern, daß die Trennwände 24 eine iu Ungleichmäßigkeit der Beschichtung verursachen können, haben die oberen Kanten der Trennwände 24 im Bereich der Walze 23 einen spitzwinkligen Querschnitt.

Zur besseren Erkennbarkeit sind die Behälterteile 22, die Walze 23 und die Verteilerwalze 20 im linken Teil der Zeichnung in Vorderansicht und im rechten Teil der Zeichnung zusätzlich in Seitenansicht dargestellt. Der rechte Zeichnungsieil läßt auch erkennen, daß in jedem Behälterteil 22 ein Niveauregler 26 angeordnet ist. Der Ausfluß des aus einer Zuführungsleitung 27 austretenden Beschichtungsmittel wird durch den über einen Schwimmer betätigten Niveauregler 26 so gesteuert, daß das Niveau sowohl für den einzelnen Behälterteil 22 als auch für alle Behälterteile 22 gemeinsam auf gleicher Höhe gehalten wird. Wenn das Niveau des Beschichtungsmittel in allen Behaltene.lcn 22 gleich ist, braucht nicht damit gerechnet zu werden, daß nennenswerte Mengen zwischen den Trennwänden 24 und der Walze

23 von dem einen in einen benachbarten Behälterteil 22 übertreten.

In jeden der Behälterteile 22 mündet jeweils eine der Zuführungsleitungen 27. Wie im linken Teil der Zeichnung erkennbar, ist in jede Zuführungsleitung 27 ein Ventil 28 eingeschaltet. Die eingangsseitigen Enden der Zuführungsleitungen 27 sind mit dem Ventil 15 und somit mit dem Vorratsbehälter 10 verbunden.

Wie die in der Zeichnung gestrichelt eingetragenen Schaltungsverbindungen erkennen lassen, sind auch die Ventile 28 durch das Steuergerät 16 beiätigbar, und durch dieses können die Ventile 28 so geschaltet wer- 4» den. daß der Beschichtungsmitielverbrauch je Zeiteinheit für jeden der Behälterteile 22 getrennt und zeitlich nacheinander gemessen werden kann. Sofern es ausreichend ist. kann aber auch gleichzeitig der Verbrauch für alle Walzenabschnitte 23 gemessen werden. Ferner lassen sich die Ventile 28 jeweils so steuern, daß jedem der Behälterteile 22 die notwendige Beschichtungsmittelmenge zugeführt werden kann.

27 Zuführungsleitung

28 Ventil

Bezugsziffernliste

10 Vorratsbehälter

11 Wiegeeinrichtung

12 Rechner

13 Leitung

14 Ventil

15 Ventil

16 Steuergerät

17 Materialbahn

18 Pfeil

19 Antriebswalze

20 Verteilerwalze

21 Tachomaschine

22 Behälteneil

23 Walzenabschnitt

24 Trennwand

25 Walzenachse

26 Niveauregler

50

b0

b5 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ermittlung des Flächengewichtes oder der Schichtdicke einer beschichteten Materialbahn bei ihrer Herstellung mittels einer Beschichtungsanlage, bei der das Beschichtungsmittel aus einem Behälter mittels einer in diesen teilweise eintauchenden Walze unmittelbar oder über eine Verteilerwalze auf die sich bewegende Materialbahn übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man