DE3913601C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandsteuerung für einen Siebbandtrockner. Das Band ist hierbei über Umlenk- und Spannwalzen geführt und weiterhin sind Steuerwalzen vorgesehen, die in Verbindung mit einer berührungslosen Meßvorrichtung zur Erfassung des seitlichen Versatzes der Bandkanten das Band gerade steuern. Die vorliegende Bandsteuerung ist für relativ große Siebbänder mit Breiten bis zu 5 m und Längen bis zu 100 m vorgesehen und hat den Zweck, das Band im Bereich der Förder- und Antriebsstrecke gerade laufen zu lassen.

Bei diesen großen Siebbändern besteht das Problem, daß das Siebband die Neigung hat, einen seitlichen Versatz zu zeigen, das heißt, die Bandkanten laufen nicht genau parallel zur Maschinenlängsachse, sondern sie laufen schräg. Ein derartig schräger Versatz entsteht z. B. durch Temperaturunterschiede im Bereich der Förderstrecke durch das von dem Siebband getragene Produkt. Bedingt durch das Prinzip des Siebbandes, das durch einzelne lose, ineinandergreifende Kettenglieder gebildet wird, gibt es hier auch einen bestimmten Verzug.

Eine Bandsteuerung der obengenannten Art, allerdings bei einer Papiermaschine, ist bereits aus der DE-OS 25 40 923 bekannt. Die bekannte Bandsteuerung macht jedoch nicht von einer berührungslosen Messung Gebrauch.

Aus der DE-OS 20 29 200 ist eine weitere Bandsteuerung bekannt, wobei bereits eine berührungslose Messung und eine akustische Überwachung und Steuerung des zu überwachenden Bandes vorgesehen ist. Die bekannte Bandsteuerung verwendet jedoch Schallsender, die beidseitig des zu steuernden Bandes angeordnet sind, wobei die Schallschwingungen durch die Bewegungsbahn hindurchgehen und durch eine Seitwärtsbewegung der Bandkante Veränderungen in der Übertragung der Schallschwingung erzeugt werden, wodurch eine Korrekturbewegung in Hinsicht auf die Bandkante ausgelöst wird. Die bekannte Steuerung ist jedoch relativ aufwendig und außerdem können bei den akustischen Signalen in Form von Pfeifgeräuschen auch Störungen auftreten.

Eine weitere Bandsteuerung mit einer berührungslosen Meßvorrichtung ist aus der DE 34 42 154 A1 bekannt, wo bereits mit einem Sender und Empfänger im Ultraschallbereich gearbeitet wird. Diese bekannte Bandsteuerung verwendet jedoch einen Sender, der oberhalb der Materialbahn angeordnet ist, wobei die Schallabstrahlung teilweise von der Materialbahn abgedeckt wird. Hierbei können sich aber Ungenauigkeiten ergeben, insbesondere wenn Material auf der zu kontrollierenden Bahn transportiert wird und die Schallabstrahlung des Senders auf das zu transportierende Material auftrifft, wodurch - wegen der möglichen Zerstreuung des Schallstrahles - Fehlermöglichkeiten in der Bandsteuerung resultieren könnten. Die bekannte Bandsteuerung ist, nachdem der Abdeckungsgrad des Bandes erfaßt werden soll, auch weniger für durchlässige Siebe geeignet.

Als weitere Ausführungsform berührungsloser Messungen ist eine sogenannte Reflexionslichtschranke bekannt, wobei ein Lichtstrahl die Bandkante abtastet.

Bei dieser Anordnung besteht der Nachteil, daß die Lichtschranke empfindlich gegen Verschmutzungen ist, und bei offenen, relativ durchlässigen Sieben ein nicht mehr ausreichendes Signal erfaßt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine berührungslose Bandsteuerung, insbesondere für Siebbandtrockner der eingangs genannten Art, so weiterzubilden, daß auch bei durchlässigen Sieben ein Steuersignal hoher Zuverlässigkeit erzielt wird, wobei diese Anordnung betriebssicher arbeiten soll.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Mit der gegebenen technischen Lehre wird ein wesentlicher Fortschritt gegenüber den bekannten berührungslosen Bandsteuerungen erzielt.

Durch den Einsatz des Ultraschall-Meßprinzips von der Seite her wird erstaunlicherweise auch bei durchlässigen Siebbändern ein Empfangssignal in der Ultraschall-Einrichtung mit hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit erzielt.

Dies liegt daran, daß in der Seitenansicht, d. h. also aus dem Blickwinkel des Ultraschallgebers, die Bandkante einen relativ dichten, für Ultraschall undurchlässigen Aufbau bildet, d. h. es wird hier eine sehr gute Reflexion des Ultraschall-Signals gewährleistet.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß nun die gesamte Meßvorrichtung in einem relativ großen Abstand seitlich auf Höhe der Bandkante angeordnet und dadurch vor Verschmutzungen und mechanischen Beschädigungen geschützt werden kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat es sich als günstig herausgestellt, daß der seitliche Abstand zwischen Meßkopf und Bandkante 100 bis 500 mm beträgt.

Damit ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die gesamte Meßvorrichtung vollständig außerhalb des Produktionsraumes angeordnet werden kann, und zwar in den abgeschlossenen Geräteteilen, die durch Inspektionstüren von außen geöffnet werden können und von außen her zugänglich sind, die aber vom eigentlichen Produktionsraum durch entsprechende Wände abgetrennt sind.

Durch die Anordnung der Meßvorrichtung in diesen Gerätegehäusen besteht also der wesentliche Vorteil, daß die Meßvorrichtung selbst mit dem Produktionsraum und mit dem im Produktionsraum herrschenden Klima nicht in Verbindung kommt.

Dadurch ist die Meßvorrichtung gegen thermische Einflüsse, gegen Staub, Abrieb und andere mechanische Beschädigungen vollständig geschützt. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den im Produktionsraum vorher angeordneten Abtastvorrichtungen nach dem mechanischen, dem pneumatischen oder dem optischen Prinzip.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die erfindungsgemäße Meßvorrichtung nur an einer Seite des Siebbandes angeordnet sein braucht, weil sie mit einer elektrischen Schaltung versehen ist, welche die Richtung der vom Ultraschallgeber überwachten Bandkante erfaßt.

Mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung kann also sowohl ein Wegwandern des Bandes von der Meßvorrichtung als auch ein Wandern in Richtung auf die Meßvorrichtung erkannt werden und entsprechend der Steuerung mitgeteilt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisiert die Draufsicht auf die Meßanordnung und ihre Stellung zum Siebband;

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 um 90° gedrehte Darstellung;

Fig. 3 schematisiert in Seitenansicht ein Siebband im Einlaßteil, während,

Fig. 4 ein Siebband im Auslaßteil zeigt;

Fig. 5 schematisiert die Verbindung der Meßvorrichtung mit dem Stellantrieb;

Fig. 6 schematisiert das Meßsignal der Meßvorrichtung am Ausgang.

In Fig. 1 wird ein Siebband 1 über in Fig. 3 bzw. Fig. 4 näher dargestellte Rollen in Längsrichtung angetrieben.

Um einen seitlichen Versatz 35 des Siebbandes 1 zu vermeiden, wird eine Meßvorrichtung 4 auf der einen Seite des Siebbandes 1 neben der einen Bandkante 3 angeordnet.

Die Meßvorrichtung 4 besteht hierbei aus einem Ultraschall-Wandler mit einem Piezo-Kristall, der sowohl als Geber als auch als Empfänger arbeitet.

Die Meßsignale werden über den Meßkopf 9 (siehe Fig. 2) der Meßvorrichtung 4 gegen die Bandkante 3 in Pfeilrichtung 6 gestrahlt.

Von der Bandkante 3 werden in Pfeilrichtung 7 Meßsignale vom Meßkopf 9 empfangen und in der Meßvorrichtung 4 in elektrische Signale umgesetzt.

Die Einzelheiten der Umsetzung sind in Fig. 6 dargestellt.

Hierbei ist wesentlich, daß die gesamte Meßvorrichtung in einem Abstand 8 seitlich von der Bandkante 3 angeordnet ist, wobei der Abstand das vorher beschriebene Maß aufweist.

Dadurch ist es möglich, die gesamte Meßvorrichtung 4 außerhalb des Produktionsraumes zu halten, in dem das Siebband 1 läuft.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Meßvorrichtung 4 im Bereich des Meßkopfes 9 eine Umlenkeinrichtung 5 auf, die im wesentlichen aus einem trichterförmigen Umlenkteil besteht, welches dafür sorgt, daß der Meßkopf gemäß Fig. 2 zwar nach oben ragt, daß aber die vom Meßkopf ausgesandten Schallwellen auf eine Umlenkfläche 36 gelangen, wo sie um 90° umgelenkt werden und von dort aus in Pfeilrichtung 6 gegen die Bandkante 3 des Siebbandes 1 gesandt werden.

Die Fig. 2 zeigt, daß das Siebband 1 aus großmaschigen Kettengliedern 2 besteht, daß aber trotzdem die Bandkante 3 von der Seite her für Schallwellen relativ undurchlässig ist und daß dadurch ein sehr genaues Ultraschall-Empfangssignal erzielt werden kann.

Wichtig ist hierbei, daß das Siebband 1 nicht nur aus Metall-Kettengliedern bestehen muß, sondern ebenso aus Kunststoff-Kettengliedern und auch geschlossen sein kann; d. h. es brauchen keine Kettenglieder vorhanden zu sein, sondern es reichen in sich geschlossene Bänder.

Das heißt, statt dem Siebband kann auch ein geschlossenes Förderband verwendet werden.

Es wäre auch möglich, die Meßvorrichtung 4 nach Fig. 2 um 90° zu drehen, so daß der Meßkopf 9 genau senkrecht zur Bandkante 3 steht.

Durch die Seitenflächen 37 der Umlenkeinrichtung wird für eine gute Bündelung des Strahles gegen die Bandkante 3 gesorgt und die obere Umlenkfläche 36 sorgt für eine Abschirmung des Meßkopfes 9 nach oben, der dadurch gegen Verschmutzungen geschützt ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Anordnung der Meßvorrichtung 4 an einem Siebband 1 nach der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 3 besteht hierbei das Siebband 1 aus einem Untertrum 11, welches über eine Steuerwalze 13 läuft, wobei die Steuerwalze 13 das Siebband 1 mindestens teilweise umschließt. Es wird danach nach Durchlaufen der schrägen Meßstrecke 15 über eine Umlenkwalze 14 und von dort über eine Spannwalze 12 geführt.

Hinter der Spannwalze 12 bildet das Siebband 1 dann das Obertrum 10, welches in der gezeichneten Pfeilrichtung von der Spannwalze 12 wegläuft.

Wichtig ist nun, daß die Meßvorrichtung 4 im Bereich der schrägen Meßstrecke 15 zwischen einer Umlenkwalze 14 und der Steuerwalze 13 angeordnet ist.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß - wenn man den schrägen Teil des Siebbandes als Meßstrecke 15 verwendet - man dann die besten Unterbringungsmöglichkeiten für die Meßvorrichtung 4 im Geräteteil der gesamten Anordnung hat.

Man könnte aber ebenso die Meßvorrichtung auch im geraden Teil, z.B. im Bereich des Untertrums 11, vor der Steuerwalze 13 anordnen.

Wichtig ist, daß die Meßsignale der Meßvorrichtung 4 die Steuerwalze 13 dann in den Pfeilrichtungen 16 einseitig auslenkend steuern, so daß das Siebband über die Steuerwalze 13 dann schräg verläuft und hierdurch entsprechend der Neigung der Steuerwalze in den Pfeilrichtungen 16 wieder gerade eingerichtet wird.

In Fig. 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel eine größere Siebbandanlage gezeigt, welche darstellt, daß man die Meßvorrichtung 4 auch im Bereich des Obertrums 10 anordnen kann.

Diese Ausführung zeigt ferner, daß die Meßstrecke 15 nicht nur im ansteigenden Teil angeordnet sein kann, sondern daß sie auch absteigend sein kann, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Die Fig. 4 zeigt nämlich, daß das Obertrum 10 in Pfeilrichtung zunächst über die Steuerwalze 13 läuft, an die sich die schräg nach unten geneigte Meßstrecke 15 anschließt.

Das Obertrum 10 wird dann über die Umlenkwalze 14 umgelenkt und gelangt danach zur Antriebswalze 17, nach deren Umschlingung das Untertrum 11 über die Umlenkwalzen 18, 19 in der eingezeichneten Pfeilrichtung wegläuft.

In der Ausführung nach Fig. 4 ist ferner ein Tisch 20 vorhanden, damit das auf dem Obertrum 10 liegende Material über diesen Tisch 20 zum Auslauf des Siebbandes geführt werden kann.

Die Fig. 5 zeigt schematisiert ein Blockschaltbild der elektrischen Verbindung der Meßvorrichtung 4 mit dem Stellzylinder 29.

Wichtig ist, daß am Ausgang der Meßvorrichtung 4 über die Leitung 22 das Signal der Meßvorrichtung einem Richtungsverstärker 21 zugeführt wird. In diesem Richtungsverstärker erfolgt entsprechend dem Diagramm in Fig. 6 eine Richtungsdiskriminierung, bei der festgestellt wird, wieweit und in welcher Richtung sich die Bandkante 3 von dem Meßkopf 9 entfernt hat. Beide Informationen werden in dem Richtungsverstärker 21 erfaßt und ausgewertet. Die ausgewerteten Signale werden dann über die Ausgänge 23 einem P-Ventil 24 zugeführt.

In an sich bekannter Weise weist das P-Ventil 24 einen Druckanschluß 25 und einen Rücklauf 26 eines Fluids auf.

Das Fluid wird an den Ausgängen 27, 28 des P-Ventils 24 einem Stellzylinder 29 zugeführt. Im Stellzylinder 29 ist verschiebbar ein Kolben 30 mit einer durchgehenden Kolbenstange 31 gelagert.

Das jeweilige Ende der Kolbenstange 31 ist mit dem einen Ende der Steuerwalze 13 verbunden. Dadurch wird die Steuerwalze 13 in den Pfeilrichtungen 16 verstellt.

Statt der beschriebenen hydraulischen Regeleinrichtung kann auch eine pneumatische Regeleinrichtung verwendet werden und statt des beschriebenen Stellzylinders kann auch ein elektromechanischer Stellantrieb verwendet werden, bestehend aus Elektromotor und Spindel.

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Form der Ausgangssignale der Meßvorrichtung 4 auf der Leitung 22.

Hierbei ist erkennbar, daß die Meßvorrichtung 4 ein Ausgangssignal entsprechend der Kurvenform in Fig. 6 erzeugt, wo über die Ordinate als Ausgangssignal der Weg, d.h. also die Entfernung der Bandkante 3 vom Meßkopf 9, dargestellt ist.

Ein Signal im negativen Bereich bedeutet, daß das Band sich dem Meßkopf nähert, während bei Signalen in positiver Richtung das Band sich vom Meßkopf entfernt.

Es wird hier eine rampenförmige Spannung entsprechend dem positiven Kurvenzweig 33 oder dem negativen Kurvenzweig 34 erzeugt, so daß jedem Weg eine genau definierte Spannung zugeordnet ist.

Wichtig ist, daß im einstellbaren Neutralbereich, wenn der Stellantrieb also nicht eingreift, eine Totzone 32 vorhanden ist.

Diese Totzone erfaßt Bandlaufungenauigkeiten, Schwingungen und dergleichen, ohne daß der Regelantrieb in diesem Bereich eingreift.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kurvenzweige 33, 34 genau linear. Es können jedoch auch nicht-lineare Kurvenzweige erzeugt werden; wichtig ist nur, daß jedem Weg ein genau definiertes Ausgangssignal zugeordnet wird, wobei entsprechend der Bewegung des Siebbandes zu dem Meßkopf 9 bzw. vom Meßkopf weg das Signal positives bzw. negatives Vorzeichen hat.

Diese Signalbearbeitung gewährleistet eine störsichere und genaue Ansteuerung der elektrischen Regeleinrichtung, die im Richtungsverstärker 21 angeordnet ist.

Zeichungslegende

 1 Siebband
 2 Kettenglied
 3 Bandkante
 4 Meßvorrichtung
 5 Umlenkeinrichtung
 6 Pfeilrichtung
 7 Pfeilrichtung
 8 Abstand
 9 Meßkopf
10 Obertrum
11 Untertrum
12 Spannwalze
13 Steuerwalze
14 Umlenkwalze
15 Meßstrecke
16 Pfeilrichtung
17 Antriebswalze
18 Umlenkwalze
19 Umlenkwalze
20 Tisch
21 Richtungsverstärker
22 Leitung
23 Ausgang
24 P-Ventil
25 Druckanschluß
26 Rücklauf
27 Ausgang
28 Ausgang
29 Stellzylinder
30 Kolben
31 Kolbenstange
32 Totzone
33 positiver Kurvenzweig
34 negativer Kurvenzweig
35 Versatz
36 Umlenkfläche
37 Seitenfläche

Claims (8)

1. Bandsteuerung für einen Siebbandtrockner, wobei das Band über Umlenk- und Spannwalzen geführt ist und weiterhin Steuerwalzen vorgesehen sind, die in Verbindung mit einer berührungslosen Meßvorrichtung zur Erfassung des seitlichen Versatzes der Bandkanten das Band gerade steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (4) nach dem Ultraschallprinzip arbeitet und im Abstand (8) neben dem Band (1) mit einem Meßkopf (9) in gleicher Höhe wie das Band (1) angeordnet ist.

2. Bandsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein einziger Meßkopf (9) gleichzeitig den Ultraschallgeber und den Empfänger enthält und sein seitlicher Abstand (8) zur Bandkante (3) mindestens 100 mm beträgt.

3. Bandsteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand (8) zwischen Meßkopf (9) und Bandkante (3) 100 bis 500 mm beträgt.

4. Bandsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßvorrichtung (4) im Bereich des Meßkopfes (9) eine Umlenkeinrichtung (5) aufweist, die in Form einer Umlenkfläche (36) aus einem trichterförmigen Umlenkteil mit Seitenflächen (37) besteht.

5. Bandsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßvorrichtung (4) an einer Meßstrecke (15) im Bereich einer schrägen Bandführung zwischen einer Umlenkwalze (14) und einer Steuerwalze (13) angeordnet ist.

6. Bandsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßvorrichtung (4) mit einem Stellzylinder (29) elektrisch verbunden ist, welcher die Steuerwalze (13) mittels einer Kolbenstange (31) auslenkt, wobei das Ausgangssignal der Meßvorrichtung (4) über eine Leitung (22) einem Richtungsverstärker (21) mit Richtungsdiskriminierung zugeführt wird und von dort aus die ausgewerteten Signale einem P-Ventil (24) zugeführt werden, welches mit Druckanschluß (25) und Rücklauf (26) über Ausgänge (27, 28) den Kolben (30) des Stellzylinders (29) betätigt.

7. Bandsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßvorrichtung (4) die Steuerwalze (13) entweder über eine hydraulische oder pneumatische Regeleinrichtung betätigt, oder daß für die Steuerwalze (13) ein elektromechanischer Stellantrieb, bestehend aus Elektromotor und Spindel, vorgesehen ist.

8. Bandsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßvorrichtung (4) als Ausgangssignal entsprechend der Annäherung bzw. Entfernung der Bandkante (3) vom Meßkopf (9) eine rampenförmig ansteigende Spannung mit einem negativen bzw. positiven Kurvenzweig (34, 33) derart erzeugt, daß jedem Abstand der Bandkante (3) vom Meßkopf (9) eine genau definierte Spannung zugeordnet ist, wobei in einem neutralen Bereich ohne Auslenkung der Bandkante (3) eine Totzone (32) gebildet wird.