DE4232784C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufspüren von Metallteilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von An­ spruch 1 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach dem Oberbegriff von Anspruch 6.

Aus einem Sonderdruck der Zeitschrift "Textilpraxis International", Konradin-Verlag der Firma Erhardt + Leimer GmbH, Nr. 045628D, "Aufspüren metallischer Einflüsse in Textilbahnen" (Verfasser Scharm), aus dem Jahr 1992, ist es bekannt, laufende Warenbahnen wie Gewebe, Gewirke, Nadelvliese, Filze, Web- und Tufftingteppiche oder Papier- und Folienbahnen auf mitgeführte Metailteilchen zu überwachen, um entweder die Metallteilchen zu entfernen, die be­ troffenen Bahnabschnitte auszusondern oder in Warenbahnlaufrich­ tung nachgeordnete Veredelungseinrichtungen (Schermaschinen, Ka­ lender, Muldenpressen, Längstrennvorrichtungen, Druckeinrichtun­ gen und dgl.) vorübergehend so zu steuern, daß ein mitgeführtes Metallteilchen keinen Schaden anzurichten vermag.

Ein balkenförmiger Metallmelder mit einer geraden zur Warentrans­ portrichtung senkrechten Detektionslinie überspannt die volle Breite der Warenbahn. Bei Durchgang eines Metallteilchens wird ein Signal erzeugt. Damit ist die Positionskoordinate des Metallteilchens in Wa­ renbahnlängsrichtung gefunden. Gegebenenfalls werden nachgeschal­ tete Veredelungsmaschinen vorübergehend aufgesteuert, damit das Metallteilchen durchgehen kann. Anderenfalls wird die Warenbahn gestoppt und mit einem zweiten Metalldetektor von Hand das Metallteilchen gesucht. Zum Erleichtern des Aufspürens des Metallteilchens ist der balkenförmige Metalldetektor in Richtung der Warenbahnbrei­ te in ca. 300 mm breite Abschnitte unterteilt. Eine Anzeigelampe im jeweilig ansprechenden Bereich zeigt den Streifen der Warenbahn an, in dem sich das Metallteilchen befindet. Mittels des Hand-Metall­ detektors wird dann die genaue Position, d. h. auch die Positions­ koordinate in Richtung der Warenbahnbreite, gesucht und das Me­ tallteilchen entfernt. Dies ist relativ mühsam und bedingt eine lange Stillstandszeit der Anlage, was beispielsweise in einer Bahnförder­ strecke mit einer Sengvorrichtung nicht zulässig ist. Es könnte auch die genaue Position des Metallteilchens markiert werden, damit dieses später an der Warenbahn angezeichnet oder entfernt werden kann. Wird die Warenbahn nur mit dem balkenförmigen Metalldetektor abge­ tastet, dann können zwar nachgeordnete Veredelungsmaschinen für den Durchgang des Metallteilchens aufgesteuert werden. Dann ent­ steht ein Ausschußabschnitt in der Warenbahn. Bei Längstrennvor­ richtungen, von denen gegebenenfalls über die Warenbahnbreite mehrere vorgesehen sind, wäre ein Aufsteuern nur erforderlich, wenn das Metallteilchen genau auf die Längstrennvorrichtung träfe. Aus Sicherheitsgründen müssen aber alle Längstrennvorrichtungen bei Aufspüren eines Metallteilchens aufgesteuert werden, obwohl das Metallteilchen gegebenenfalls keinen Schaden anrichten würde. Die Folge ist unnötiger Ausschuß. Es besteht das akute Bedürfnis, für das Metallteilchen auch die exakte Position in Richtung der Waren­ bahnbreite festzustellen, um nachfolgende Veredelungsmaschinen ge­ zielt zu steuern bzw. die genaue Position des Metallteilchens rasch markieren oder aufzeichnen zu können.

Aus der DD 2 31 140 A1 ist ein Verfahren zum Aufspüren von Metallteil­ chen in Stoffbahnen bekannt, das sich einer Kette von Sensoren, die entlang der Stoffbahnbreite angeordnet sind, bedient. Es er­ reicht eine Ortsauflösung von 10 mm, ist aber infolge der vielen getrennt anzubringenden und auszuwertenden Sensoren technisch sehr aufwendig.

Aus der DE-OS 41 24 397 ist ein Verfahren zum Erkennen von Feh­ lern in bedruckten Bahnen bekannt, das sich zweier über die ge­ samte Warenbahnbreite durchgehender, jeweils zur Warenbahnlauf­ richtung senkrechter Sensoren bedient.

Aus der DE-OS 32 17 815 ist eine Abtastvorrichtung zur Ermittlung von Warenbahnnähten bekannt, in der mehrere in Richtung der Wa­ renbahnbreite und auch in Warenbahnlaufrichtung versetzte, mecha­ nische Detektoren mit Potentiometern vorgesehen sind, die auf die Warenbahnverdickung einer Naht ansprechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein­ gangs genannten Art sowie eine zum Durchführen des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit denen die genaue Position eines Metallteilchens in einer nicht-metallischen Warenbahn einfach, rasch und zuverlässig aufspürbar ist, und die es ermöglichen, nachgeordnete Veredelungsmaschinen in Abhängigkeit von der Posi­ tion des Metallteilchens zu steuern.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im Patentanspruch 1 erläuterten Verfahren sowie mit der Vorrichtung gemäß dem Pa­ tentanspruch 6 gelöst.

Mit dem Verfahren läßt sich einfach, rasch und präzise die Positi­ onskoordinate eines durchgehenden Metallteilchens in Richtung der Warenbahnbreite feststellen, so daß zusammen mit der in Laufrich­ tung der Warenbahn ohnedies bekannten Positionskoordinate die exakte Position des Metallteilchens innerhalb der Warenbahn gefun­ den ist. Auf der Basis dieser genauen Information kann entweder die Warenbahn an der Stelle des Metallteilchens markiert oder die Steuerung nachfolgender Veredelungseinrichtungen beeinflußt wer­ den, und zwar derart, daß z. B. eine Längstrennvorrichtung nur dann aufgesteuert wird, wenn das Metallteilchen tatsächlich auf die Längstrennvorrichtung stoßen würde. Ist hingegen aufgrund der bekannten Positionskoordinate in Richtung der Warenbahnbreite si­ cher, daß das Metallteilchen die Längstrennvorrichtung nicht treffen wird, dann braucht diese nicht aufgesteuert zu werden. Auf diese Weise wird unnötiger Ausschuß vermieden und sichergestellt, daß an nachgeschalteten Veredelungseinrichtungen keine Schäden durch Metallteilchen hervorgerufen werden. Eine weitere Möglichkeit ist es, die beiden Positionskoordinaten zu speichern und einem Protokoll über die gefahrene Warenbahnlänge zuzuordnen, um später genau zu wissen, wo Metallteilchen versteckt sind. Da die genaue Position je­ des Metallteilchens beim Durchlauf der Warenbahn festgestellt wird, braucht die Warenbahn nicht mehr angehalten zu werden, es sei denn, das Metallteilchen oder der das Metallteilchen enthaltende Wa­ renbahnausschnitt sind zu beseitigen. Auch dann wird ein Zeitge­ winn erreicht, weil das mühsame Suchen nach der genauen Position wegfällt. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Erkennt­ nis, daß ein Metallteilchen beim Durchgehen durch zwei winklig zu­ einander angeordneten Detektionslinien bei der momentanen Bahn­ laufgeschwindigkeit unterschiedlich lange Zeiten oder Wege von einer Detektionslinie zur anderen zurücklegt, die der in Richtung der Wa­ renbahnbreite gesehenen Positionskoordinate des Metallteilchens bzw. dem Querabstand proportional sind.

In der Vorrichtung gemäß Anspruch 6 ermöglichen es die beiden winklig zueinander angeordneten Detektionslinien der Metall-Detek­ toranordnung in Verbindung mit der Meß- und Auswerteschaltung, ohne die Warenbahn anzuhalten, die genaue Positionskoordinate jedes Metallteilchens in Richtung der Warenbahnbreite festzustellen. Diese Information ist zusammen mit der Positionskoordinate des Metallteil­ chens in Warenbahnlaufrichtung für die Steuerung und den Schutz nachfolgender Veredelungseinrichtungen an der Bahn oder zur ra­ schen Beseitigung eines Metallteilchens hervorragend nutzbar.

Bei der Verfahrensform gemäß Anspruch 2 wird die Positionskoordi­ nate durch Berechnen ermittelt, wobei die Winkelfunktion des zwischen den beiden Detektionslinien vorliegenden Winkels benutzt wird, um die Koordinate über den Wegabstand direkt oder den Zeit­ abstand indirekt festzustellen.

Bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 3 wird die Positionsko­ ordinate durch Vergleichen ermittelt, wobei die Auswerteschaltung sozusagen den gemessenen Zeit- oder Wegabstand mit über die Wa­ renbahnbreite möglichen Abständen vergleicht, bis die Positionsko­ ordinate in Warenbahnbreitenrichtung gefunden ist.

Da die Warenbahn in Relation zu den Detektionslinien Querbewegun­ gen ausführen kann, ist es wichtig, gemäß Anspruch 4 die Posi­ tionskoordinate in bezug auf eine Warenbahnkante zu ermitteln, um die genaue Lage des Metallteilchens in der Warenbahn aufzuspüren.

Da der gemessene Zeitabstand zwischen den Durchgängen von der momentanen Warenbahn-Laufgeschwindigkeit abhängt, muß die Lauf­ geschwindigkeit bei der Ermittlung gemäß Anspruch 5 mitberück­ sichtigt werden. Auf diese Weise wird die korrekte Positionskoordi­ nate in Richtung der Warenbahnbreite unabhängig von der momenta­ nen Warenbahn-Laufgeschwindigkeit ermittelt.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 7 werden zwei getrennte Metalldetektoren, zweckmäßigerweise in Balkenform, an der Waren­ bahn angeordnet. Da die Platzverhältnisse oftmals beengt sind, ist es zweckmäßig, die beiden Metalldetektoren auf in Warenbahnlauf­ richtung engem Platz vorzusehen.

Bei den Ausführungsformen der Ansprüche 9 und 10 sind die Me­ talldetektoren bzw. die beiden Detektionslinien in einer einzigen, die Warenbahnbreite überspannenden Baueinheit zusammengefaßt. Dies spart Platz und ermöglicht es, die Baueinheit an jeder dafür ge­ eigneten Stelle vor nachgeschalteten Veredelungseinrichtungen zu montieren.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 10 liegt der Schnittpunkt der Detektionslinien an der Warenbahnkante oder außerhalb dersel­ ben. Der gemessene Zelt- oder Wegabstand erhält dabei in jedem Fall ein positives Vorzeichen. Liegt der Schnittpunkt an der Warenbahn­ kante, was vorzugsweise bei einer in Querrichtung sauber laufenden Warenbahn zweckmäßig ist, dann entspricht die Positionskoordinate in Richtung der Warenbahnbreite dem Abstand des Metallteilchens von dieser Warenbahnkante. Liegt der Schnittpunkt außerhalb der Warenbahnkante, dann kann die Vorrichtung für unterschiedliche Warenbahnbreiten benutzt werden. Zweckmäßigerweise wird dann die in Richtung der Warenbahnbreite ermittelte Positionskoordinate je­ doch auf die Warenbahnkante bezogen.

Eine sehr platzsparende Anordnung der beiden Detektionslinien ist bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 11 erreicht. Je nachdem, ob das Metallteilchen die Detektionslinien an einer oder an der ande­ ren Seite des Kreuzungspunktes passiert, wird der Zeit- oder Wegabstand mit einem positiven oder negativen Vorzeichen gemessen, so daß sich die Positionskoordinate in Richtung der Warenbahnbreite genau ermitteln läßt, z. B. bezogen auf den Kreuzungspunkt oder, falls erforderlich, auch bezogen auf die Warenbahnkante. Die bei­ den, sich innerhalb der Warenbahnbreite kreuzenden Detektionslinien beanspruchen in Bahnlaufrichtung wenig Platz. Diese Ausführungs­ form ist auch zweckmäßig für den Fall nur einer nachgeordneten Längstrennvorrichtung. Dann wird zweckmäßigerweise der Kreu­ zungspunkt exakt auf die Längstrennvorrichtung ausgerichtet, weil ein durchgehendes Metallteilchen, für das kein oder nur ein inner­ halb eines Toleranzbereiches liegender Zeit- oder Wegabstand gemes­ sen wird, ein Signal erzeugt, das direkt zum Aufsteuern der Längs­ trennvorrichtung nutzbar ist. Hingegen deuten gemessene positive oder negative Zeit- oder Wegabstände ab einer bestimmten Größe sofort an, daß sich das Metallteilchen nicht auf dem Weg zur Längs­ trennvorrichtung befindet, die dann zugesteuert bleiben kann.

Baulich einfach ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 12. Es trägt zum Einsparen von Platz in Warenlaufrichtung bei, wenn die eine Detektionslinie senkrecht zur Warenbahnlaufrichtung verläuft.

Alternative, den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßte Ausfüh­ rungsformen gehen ferner aus den Ansprüchen 13 und 14 hervor.

Eine hinsichtlich der Auswertung der Zeit- oder Wegabstände zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 15 hervor. Die Berechnung oder Ermittlung durch Vergleichen läßt sich besonders einfach durchführen, weil bezüglich einer Senkrechten zur Bahn­ laufrichtung symmetrische Verhältnisse vorliegen.

Besonders zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform gemäß An­ spruch 16, weil bei diesem Winkel der Wegabstand in Bahnlaufrich­ tung gleich der Positionskoordinate in Richtung der Bahnbreite ist. Dies hat bezüglich der raschen und präzisen Auswertung Vorteile.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 17 sind die Auswerte­ schaltung und der Wegmesser miteinander verknüpft, um den Zeit- oder Wegabstand der Durchgänge genau feststellen zu können. Der Mikroprozessor ist in der Lage, den Vergleich oder die Berechnung der Positionskoordinate oder beider Positionskoordinaten durchzufüh­ ren.

Baulich einfach ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 18. Die Stützwalze schreibt die Warenbahnlänge mit oder gibt sogar die mo­ mentane Bahnlaufgeschwindigkeit an, die für die Auswertung beim Ermitteln der Positionskoordinaten gebraucht wird.

Damit Warenbahnverzerrungen oder Längsdehnungen keinen Einfluß auf die Ermittlung der Positionskoordinaten nehmen, ist die Ausfüh­ rungsform gemäß Anspruch 19 wichtig.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 20 wird die Auswertung durch den Generator vereinfacht, der die Auswerteschaltung mit dem nötigen Zeittakt oder anderen Parametern versorgt.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 21 wird die Position der Bahnkante beim Ermitteln der Positionskoordinate mitberücksichtigt.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 22 kann gegebenenfalls sofort die Position des Metallteilchens markiert oder festgeschrieben oder angezeigt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 23 werden nachgeschal­ tete Veredelungs- oder Bahnbearbeitungseinrichtungen über die Auswerteschaltung oder eine damit verbundene Steuereinrichtung gesteuert, um Schäden durch Metallteilchen mit minimalem Bahnver­ lust und hoher Sicherheit auszuschließen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfin­ dungsgegenstandes erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Vor­ richtung zum Aufspüren von Metallteilchen,

Fig. 2 schematisch eine Ausführungsvariante,

Fig. 3, 4 und 5 weitere Ausführungsvarianten und

Fig. 6, 7, 8 und 9 Schaubilder zum Verdeutlichen des Verfahrensablaufs.

Eine Vorrichtung V zum Aufspüren von Metallteilchen in einer Wa­ renbahn W, die in der mit einem Pfeil gekennzeichneten Warenbahn­ laufrichtung 1 läuft, weist in einer Metall-Detektoranordnung D zwei Detektionslinien A, B auf. Die Detektionslinien A,B sind der Waren­ bahn W benachbart oder werden von dieser berührt und verlaufen in der Ebene der Warenbahn W. Die Detektionslinien A, B sind, all­ gemein gesehen, quer zur Warenbahnlaufrichtung 1 ausgerichtet und zueinander mit einem Winkel α angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verläuft die Detektionslinie A senkrecht zur Waren­ bahnlaufrichtung, während die Detektionslinie B schräg zur Waren­ bahnlaufrichtung 1 liegt. Die Detektionslinien A, B sind bei der ge­ zeigten Ausführungsform in zwei Metalldetektoren D₁ und D₂ ent­ halten, die die Warenbahnbreite übergreifen und mit nicht darge­ stellten Vorrichtungsteilen stationär festgelegt sind. Die Detektions­ linien A, B bzw. ihre gedachten Verlängerungen schneiden sich in einem Schnittpunkt 13, der außerhalb der in Warenbahnlaufrichtung 1 rechten Warenbahnkante 2 liegt. Die Detektoranordnung D ist mit einer Meß- und Auswerteschaltung 5 verbunden, die über eine Zwi­ schenkomponente 6 mit einer Anzeigevorrichtung 10 oder direkt mit einer Steuerung 11 einer in Warenbahnlaufrichtung 1 der Vorrich­ tung V nachgeordneten Warenbahn-Veredelungs- oder Bearbeitungs­ einrichtung 12 verbunden sein kann. In der gezeigten Ausfüh­ rungsform ist die Einrichtung 12 eine Längstrennvorrichtung, die die Warenbahn W in zwei Längsstreifen teilt und Messer 12a, 12b enthält, die zwischen einer Eingriffsstellung (gezeigt) und einer Außereingriffsstellung (nicht gezeigt) umsteuerbar sind.

Unmittelbar in der Vorrichtung V oder - wie gezeigt - kurz dahinter - ist eine freilaufende Stützwalze 4 unter der Warenbahn W angeord­ net, die mit einem Drehwinkeldecoder, Inkrementalgeber 8 oder dgl. zusammenarbeitet und die Warenbahnlänge mißt und anzeigt bzw. so­ gar die Warenbahnlaufgeschwindigkeit als für die Auswerteschaltung 5 nutzbares Signal bereitstellt und mit dieser verbunden ist. Gege­ benenfalls ist ein Taktgenerator 7 vorgesehen, der an die Auswerte­ schaltung 5 angeschlossen ist. Die Auswerteschaltung 5 enthält zweckmäßigerweise einen Rechner, z. B. einen Mikroprozessor oder einen Vergleicherschaltkreis. Ferner kann ein Kantenfühler 9 vorge­ sehen sein, der die relative Lage der Warenbahnkante 2 abtastet und ein Positionssignal an die Auswerteschaltung 5 übermittelt. Der Kantenfühler 9 könnte auch in einer vor oder hinter der Vorrich­ tung angeordneten Bahnführungsvorrichtung enthalten sein.

In der Warenbahn befindet sich ein Metallteilchen, das beim Lauf der Warenbahn W entlang eines Pfades 3 läuft, wobei angenommen wird, daß der Pfad 3 direkt auf die Einrichtung 12 zielt.

Die beiden Metalldetektoren D₁ und D₂ arbeiten beispielsweise mit elektromagnetischen Wechselfeldern, die durch den Durchgang eines Metallteilchens gestört werden und dann je ein Signal auslösen.

Geht das Metallteilchen entlang des Pfades 3 durch die Detektionsli­ nie A, so wird ein erstes Signal t₁ oder s₁ als Zeit- oder Wegsignal erzeugt und der Auswerteschaltung 5 übermittelt. Über den Inkre­ mentalgeber 8 ist die Auswerteschaltung 5 gleichzeitig über die Po­ sitionskoordinate des Metallteilchens in Warenbahnlaufrichtung infor­ miert. Beim Durchgang durch die zweite Detektionslinie B wird wie­ derum ein Zeit- oder Wegsignal t₂, s₂ erzeugt und an die Auswerte­ schaltung 5 übermittelt. Die Auswerteschaltung 5 mißt dann den Zeit- oder Wegabstand d_t bzw. d_s zwischen den Durchgängen.

Wird der Zeitabstand d_t gemessen, dann kann die Auswerteschaltung über die Bahnlaufgeschwindigkeit den Wegabstand d_s ermitteln. Wird hingegen der Wegabstand d_s gemessen, dann ist zunächst keine weitere Rechenoperation notwendig. In beiden Fällen wird dann aus dem Wegabstand d_t über die Winkelfunktionen zum Winkel α die Po­ sitionskoordinate x in Richtung der Warenbahnbreite ermittelt, die dem Abstand des Pfades 3 vom Schnittpunkt 13 entspricht. In Kenntnis der Position der Warenbahnkante 2 kann auch die Positi­ onskoordinate x₁ des Pfades 3 in bezug auf die Warenbahnkante 2 ermittelt werden.

Im vorliegenden Fall wird - weil der Pfad 3 direkt auf die Einrich­ tung 12 zielt - die Einrichtung 12 genau in dem Moment angesteuert bzw. aktiviert, in dem das Metallteilchen durchgeht, damit es in der Einrichtung 12 keinen Schaden anrichten kann. Die Auswerteschal­ tung 5 oder die Steuerung 11 berücksichtigt dabei den in Waren­ bahnlaufrichtung 1 gesehenen Abstand, um bei der gefahrenen Ge­ schwindigkeit die Einrichtung 12 nur so kurz wie nötig anzusteuern bzw. zu aktivieren und um so wenig Ausschuß wie möglich zu er­ zeugen. Liegt der Pfad 3 weiter rechts oder weiter links, dann braucht die Einrichtung 12 nicht angesteuert zu werden, weil das Metallteilchen nicht auf die Einrichtung 12 treffen wird. Gegebenen­ falls wird dann ein nachgeordneter Kalander oder eine andere Ver­ edelungseinrichtung aus dem Betätigungsbereich genommen, um das Metallteilchen durchzulassen.

Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 sind die beiden Detekti­ onslinien A, B in bezug auf eine zur Bahnlaufrichtung 1 Senkrechte symmetrisch angeordnet, und zwar mit einem Gesamtwinkel α von 53,2°. Bei diesem Winkel ist die Auswertung vereinfacht, weil der Wegabstand d_s dem Abstand x bzw. der Positionskoordinate in Richtung der Warenbahnbreite entspricht.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 überkreuzen die Detektionsli­ nien A, B einander innerhalb der Warenbahnbreite in einem Schnitt­ punkt 14. Die Detektionslinie A liegt senkrecht zur Warenbahnlauf­ richtung 1, während die Detektionslinie B schräg dazu unter einem Winkel α verläuft. Der Schnittpunkt 14 kann in der Mitte der Wa­ renbahn liegen; es ist aber auch denkbar, ihn gewollt, z. B. genau auf die Einrichtung 12 von Fig. 1, auszurichten. Die Detektionsli­ nien A, B sind wiederum in zwei Metalldetektoren D₁ und D₂ ent­ halten, die in einer gemeinsamen Baueinheit 15 zusammengefaßt sind. Es ist aber auch denkbar, nur einen die Baueinheit 15 bildenden Metalldetektor mit zwei Detektionslinien A, B zu verwenden. Die Detektionslinien A, B müssen nicht notwendigerweise echte Linien sein, sondern es ist durchaus möglich, schmale Detektionsstreifen als Detektionslinien zu benutzen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind die beiden Detektions­ linien A, B mit ihrem Schnittpunkt 14 innerhalb der Warenbahnbreite und symmetrisch zu einer Senkrechten auf die Warenbahnlaufrich­ tung 1 ausgerichtet. Bei den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 erhält die Auswerteschaltung positive und negative, jeweils den Zeitabstand bzw. Wegabstand repräsentierende Signale, wobei das Vorzeichen die Seite vom Schnittpunkt 14 repräsentiert, auf der das Metallteilchen die Detektionslinien A, B passiert. Geht das Metallteil­ chen genau im Schnittpunkt 14 durch (zweckmäßigerweise wird hier ein enger Toleranzbereich in Richtung der Warenbahnbreite vorgese­ hen), dann ist sofort und ohne weiteres Berechnen oder Vergleichen die Positionskoordinate des Metallteilchens in Richtung der Waren­ bahnbreite bekannt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 verlaufen beide Detektions­ linien A, B schräg zur Warenbahnlaufrichtung 1 und mit dem Winkel α zueinander.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 wird für die Vor­ richtung Platz in Warenbahnlaufrichtung gespart, d. h. der Winkel α kann relativ groß gewählt werden, weil die Detektionslinien einander innerhalb der Warenbahnbreite überkreuzen.

In Fig. 6 ist in einem Schaubild gezeigt, wie beim Durchgehen des Metallteilchens durch die beiden, als horizontale Zeitachsen ange­ deuteten Detektionslinien A, B die Durchgangs-Zeitsignale t₁ und t₂ mit dem Zeitabstand d_t entstehen, den die Auswerteschaltung 5 be­ nutzt, um die Positionskoordinate x bzw. x₁ mittels der Winkelfunk­ tion des Winkels α zu berechnen. Es ist aber auch denkbar, die Po­ sitionskoordinate x bzw. x₁ durch Vergleichen zu ermitteln, wie dies in Fig. 8 angedeutet ist. Im Schaubild von Fig. 8 repräsentiert die horizontale Achse das Maß der Positionskoordinate x, während auf der vertikalen Achse die Größe des auf die Bahnlaufgeschwin­ digkeit umgerechneten Zeitabstands d_t′ bzw. des Wegabstands d_s repräsentiert. Es sind die beiden Detektionslinien A, B mit dem Winkel α dargestellt. Die Auswerteschaltung 5 verschiebt sozusagen die d_t′ bzw. d_s entlang der Detektionslinie B, so daß eine zur De­ tektionslinie B parallele Linie 17 die Detektionslinie A in einem Punkt 18 schneidet. Diesem Punkt 18 entspricht auf der horizontalen Achse die Positionskoordinate x für die Position des Metallteilchens in Richtung der Bahnbreite.

Gemäß Fig. 7 wird der Wegabstand d_s innerhalb der gemessenen Bahnlänge s festgestellt. Die beiden Wegsignale s₁ und s₂ entstehen bei den Durchgängen des Metallteilchens durch die Detektionslinien A, B, ihr Abstand d_s repräsentiert den Weg, den das Metallteilchen dabei zurückgelegt hat. Mit d_s wird dann entweder über die Win­ kelfunktionen in der Auswerteschaltung die Positionskoordinate x er­ rechnet oder durch Vergleichen festgestellt, wie dies in Fig. 8 an­ gedeutet ist.

Fig. 9 verdeutlicht die Vorgangsweise bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4, bei der sich die beiden Detektionslinien A, B im Schnittpunkt 14 innerhalb der Warenbahnbreite kreuzen. Je nach­ dem, an welcher Seite des Schnittpunktes 14 das Metallteilchen die Detektionslinien A, B passiert, wird ein positives oder negatives Signal für den Zeitabstand d_t bzw. Wegabstand d_s ermittelt, der als Wert d_s oder d_t′ entlang der Detektionslinie B verschoben wird. Es ergibt sich bei positivem Vorzeichen der Schnittpunkt 18′ mit der Detektionslinie A, der die Positionskoordinate +x (links) in Richtung der Warenbahnbreite vom Schnittpunkt 14 angibt, oder bei negativem Vorzeichen der Schnittpunkt 18", der auf der horizontalen Achse der Positionskoordinate -x (rechts) in Richtung der Warenbahnbreite und vom Schnittpunkt 14 entspricht. Es würde auch ausreichen, mit dem absoluten Wert von d_s oder d_t′ nur den einen Schnittpunkt 18′ und den Wert von x festzustellen und über das Vorzeichen von d_s oder d_t die Seite festzulegen, an der das Metallteilchen - ausgehend vom Schnittpunkt 14 - die Detektionslinien passiert.

Claims (23)

1. Verfahren zum Aufspüren von Metallteilchen in einer laufenden Warenbahn, bei dem die Position eines Metallteilchens in Warenbahn- Laufrichtung und quer dazu in Richtung der Warenbahnbreite mittels einer Metalldetektor-Anordnung festgestellt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels zweier winklig zueinander und über die ge­ samte Breite der Warenbahn liegender, stationärer Detektionslinien der Zeit- oder Wegabstand der Durchgänge des Metallteilchens ge­ messen wird und daß die Position des Metallteilchens quer zur Wa­ renbahnlaufrichtung und entlang der Warenbahnbreite über den Win­ kel zwischen den Detektionslinien und mit dem Zeit- oder Wegab­ stand ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Metallteilchens quer zur Warenbahnlaufrichtung durch Berechnen ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Metallteilchens quer zur Warenbahnlaufrichtung durch Vergleichen ermittelt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Position des Metallteilchens quer zur Warenbahnlauf­ richtung in bezug auf eine Bahnkante und/oder auf den Schnitt­ punkt der Detektionslinien oder ihrer gedachten Verlängerungen ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Metallteilchens aus dem gemessenen Zeitabstand und der Bahnlaufgeschwindigkeit während der Messung berechnet wird.

6. Vorrichtung zum Aufspüren von Metallteilchen in einer laufenden Warenbahn, mit einer die Warenbahn abtastenden Metall-Detektoran­ ordnung, mit der bei Anwesenheit eines Metallteilchens ein Signal erzeugbar ist, und mit einem die Bahnlänge und gegebenenfalls die Bahnlaufgeschwindigkeit anzeigenden Wegmesser, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metall-Detektoranordnung (D) zwei stationäre, die Warenbahnbreite überdeckende Detektionslinien (A, B) aufweist, die in der Warenbahnebene liegen und relativ zueinander unter einem Winkel α angeordnet sind, und daß die Metall-Detektoranordnung (D) mit einer Meß- und Auswerteschaltung (5) für den Zeit- oder Wegabstand (d_t, d_s) der Durchgänge des Metallteilchens durch die beiden Detektionslinien (A, B) verbunden ist, mit der die quer zur Warenbahnlaufrichtung (1) entlang der Warenbahnbreite gesehene Positionskoordinate (x) des Metallteilchens ermittelbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall-Detektoranordnung (D) zwei stationäre und getrennte Metall- Detektoren (D₁, D₂) mit je einer Detektionslinie (A, B) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall-Detektoranordnung (D) in einer die Warenbahnbreite über­ spannenden Baueinheit (15) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall-Detektoranordnung (D) einen Metalldetektor mit zwei Detek­ tionslinien (A, B) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Detektionslinien (A, B) oder deren gedachte Verlängerun­ gen - ausgehend von einem an einer Warenbahnkante (2) oder außerhalb derselben liegenden Schnittpunkt (13) - quer zur Waren­ bahnlaufrichtung (1) divergieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Detektionslinien (A, B) einander in einem innerhalb der Wa­ renbahnbreite liegenden Schnittpunkt (14) überkreuzen.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine der beiden Detektionslinien (A) senkrecht zur Warenbahnlaufrichtung (1) liegt.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß - ausgehend vom Schnittpunkt (13, 14) - die eine Detektionslinie (B) schräg in Warenbahnlaufrichtung (1) und die an­ dere Detektionslinie (A) schräg gegen die Warenbahnlaufrichtung (1) verläuft.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß - ausgehend vom Schnittpunkt (13, 14) - beide De­ tektionslinien (A, B) schräg in oder schräg gegen die Bahnlauf­ richtung (1) verlaufen.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10, 11 und 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Detektionslinien (A, B) - bezogen auf eine Senkrechte zur Bahnlaufrichtung (1) - zueinander entgegenge­ setzt mit gleichen Winkeln (α/2) schräg verlaufen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtwinkel (α) zwischen den beiden Detektionslinien (A, B) ca. 53,2° beträgt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (5) einen Mikroprozessor enthält und daß der Wegmesser (8) direkt oder über eine Signalverarbeitungseinrichtung indirekt an die Auswerteschaltung (5) angeschlossen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegmesser eine frei mitlaufende Stützwalze (4) an der Warenbahn (W) und einen Drehwinkeldecoder oder einen Inkrementalgeber (8) aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalze (4) in unmittelbarer Nachbarschaft der Detektionsli­ nien (A, B) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (5) an einen Takt und/oder Tachogenerator (7), angeschlossen ist.

21. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (5) mit einem die Momentanposition einer Warenbahnkante (2) repräsentierenden Kantenfühler (9), entweder in der Vorrichtung (V) oder in einer vor- oder nachgeordneten Warenbahnführungsvorrichtung, in signalempfangender Verbindung steht.

22. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (V) eine von der Auswerteschaltung (5) betätigbare Warenbahn-Markiervorrichtung oder Anzeigevorrichtung (10) für die Positionskoordination des aufgespürten Metallteilchens aufweist.

23. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (5) mit in Bahn­ laufrichtung (1) nachfolgenden Warenbahn-Veredelungs- oder Bear­ beitungseinrichtungen (12), insbesondere wenigstens einer Längs­ trennvorrichtung, in Steuerverbindung steht.