DE4426228A1 - Sicherheitsüberprüfung beim Transport von Papierrollen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung beim Transport von Papierrollen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung von Papier in Papiermaschinen wird die aus der Maschine kommende Papierbahn zuerst auf Papiertambouren aufgewickelt und anschließend auf Rollenschneidern zu kundengerechten Papierrollen um gewickelt. Das Aufwickeln der Kundenrollen erfolgt auf Papphülsen. Diese Papierrollen werden dann vor der Auslieferung an die Kunden in einem Zwischenlager gelagert. Aus Platzgründen werden die Papierrollen dabei auf ihre Stirnseiten gestellt und übereinander gestapelt. Die Papierrollen haben einen Durchmesser, der über 2 m liegen kann und eine Breite bis zu 3,5 m. Das Gewicht liegt bei großen Papierrollen bei ungefähr 12 Tonnen. Im Zwischenlager werden bis zu 4 Papierrollen aufeinander gestapelt, so daß sich die Stirnseite der obersten Papierrolle ungefähr 12 m über dem Boden befindet.

Die Papierrollen werden üblicherweise mit Gabelstaplern, an denen eine Rollenklammer befestigt ist, transportiert. Aus Platz- und Ausschußgründen werden die Stapler heute durch Kräne mit Vakuumhebern ersetzt. Derartige Vakuumheber sind z. B. beschrieben in "Technical and Economic Advantages of the Handling of Paper Reels Stacked Chimney Style Using Vacuum Lifters", A. Schmidt, Sonderdruck aus Allgemeine Papierrundschau apr-Europe, 1/1990. Diese Vakuumheber bestehen aus einer Saugglocke, die aus in einer Ebene angeordneten konzentrischen Dichtringen besteht. Das Volumen zwischen den Dichtringen bzw. Dichtlippen wird beim Transport leergepumpt. Die Saugglocke wird hierzu auf die Stirnseite einer Papierrolle aufgelegt. Da bei zu großen Unebenheiten des Wickelprofils ein hinreichender Saugdruck bei Beschleunigung bzw. Verzögerung nicht aufrecht erhalten werden kann, wird die Stirnseite der Papierrolle vor der Einlagerung einer visuellen Kontrolle unterzogen. Papierrollen mit zu großen Unebenheiten auf der Stirnseite werden dann vom Transport mit dem Vakuumheber ausgeschlossen.

Trotz dieser Sicherheitsüberprüfung haben sich schon Unfälle ereignet, die zu großen Schäden geführt haben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung beim Transport von Papierrollen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, mit dem schnell, reproduzierbar und sicher eine Überprüfung der Stirnseiten von Papierrollen möglich ist, so daß Gefahren durch herunterfallende Papierrollen aufgrund zu großer Unebenheiten des Wickelprofils der Papierrollen vermieden sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Unebenheiten mit einer automatischen Meßvorrichtung gemessen werden und die so gewonnenen Meßwerte mit einem Grenzwert verglichen werden und bei Überschreiten des Grenzwertes ein Signal ausgegeben wird.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine objektive Überprüfung auf Unebenheiten des Wickelprofils erreicht, so daß die Gefahr durch herunterfallende Papierrollen einen Schaden zu verursachen minimiert ist.

In bevorzugter Weise wird nur eine durch die Papierrollenachse führende Abtastlinie der Stirnseite vermessen. Da die Papierrollen rotationssymmetrisch gewickelt sind, ist diese Meßmethode vollkommen ausreichend.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß aus den gemessenen Abstandswerten ein Mittelwert gebildet wird, daß der jeweilige Differenzwert der Abstandswerte zum Mittelwert berechnet wird und daß diese Differenzwerte mit dem Grenzwert verglichen werden.

Der Abstandssensor ist bevorzugt ein berührungsloser Sensor, insbesondere ein Laser und die Auswertung der Meßwerte erfolgt zweckmäßigerweise in einem Rechner bzw. einer Auswerteeinheit.

Sinnvollerweise werden für bestimmte radiale Abschnitte der Wickellagen spezielle Grenzwerte festgelegt. Besonders vorteilhaft wird dem der Wickelspule benachbarten Abschnitt der Wickellagen ein größerer Grenzwert zugeordnet. Dies kann ebenso auch für die äußersten Wickellagen der Fall sein.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend eingehend beschrieben werden. Es zeigt:

Fig. 1 schematisiert eine Papierrolle mit vor der Stirnseite angebrachter Meßvorrichtung,

Fig. 2 schematisiert die einzelnen Bauteile und Geräte der Meßvorrichtung und

Fig. 3a, b anhand zweier Meßkurven schematisiert die Auswertemethode.

Fig. 1 zeigt einen Tambour bzw. eine Papierrolle 1 auf einem Transportwagen 2. Vor der Stirnseite 3 der Papierrolle 1 ist eine Meßvorrichtung zum Vermessen der Stirnseite 3 auf Unebenheiten des Wickelprofils angeordnet. Diese Meßvorrichtung besteht u. a. aus einem optischen Abstandssensor 4 bzw. einem Laser, der eine durch die Papierrollenachse führende Abtastlinie 5 der Stirnseite 3 abtastet und den Abstand der einzelnen Wickellagen zum Sensor 4 mißt. Dieser Abstandssensor 4 wird von einem Linearantrieb 7 mit einer Motorkontrolle 9 bewegt. Ein Wegaufnehmer 8 ist daran angeschlossen.

Fig. 2 zeigt schematisch die einzelnen Bauteile und Geräte der Meßvorrichtung. Die vom Abstandssensor 4 aufgenommenen Meßwerte, korreliert mit den Daten des Wegaufnehmers 8, werden in einer Auswerteeinheit 6 ausgewertet. Die Auswerteeinheit 6 besteht im wesentlichen, wie in Fig. 2 gezeigt, aus einem Rechner 12 mit angeschlossener Peripherie (Monitor 14, Tastatur 16, Drucker 15 etc.) und einer I/O-Karte (Input - Output) 13. Ein dazwischen geschalteter Verteilerschrank 10 dient zum Test und zur Sicherheit. Im Verteilerschrank 10 sind eine manuelle Betätigung des Abstandssensors 4, ein Notstop, das Ein- und Ausschalten des Abstandssensors 4 und Betriebsanzeiger integriert. Über ein Netzteil 11 wird Spannung in den Verteilerschrank 10 und von dort zu den Verbrauchern geleitet.

Die Tambour-Stirnseiten-Kontrolleinheit dient, wie schon gesagt, dazu, Unebenheiten im Wickelprofil der Stirnseite 3 eines Papiertambours oder einer Papierrolle 1 zu detektieren und logisch auszuwerten. Nach der Rechnerauswertung wird dann entschieden, ob der Tambour zur Weiterleitung an das mit einem Saugglocken-Vakuumsystem arbeitende Transportsystem eines Stapellagers freigegeben wird.

Dazu wird der Tambour in eine dem normalen Transportprozeß angepaßte Meßposition vor der Beschickungsstation gebracht. Dort wird während einer Stillstandszeit von ca. 5 Sekunden die Stirnseite vermessen. Dies geschieht durch das Abtasten aus einer definierten Distanz durch einen auf einer Linearantriebseinheit 7 montierten optischen Abstandssensor 4 mit hoher Meßgenauigkeit. Die hochpräzise Linearantriebseinheit wird von einem vom Systemcomputer kontrollierten Motor angetrieben und bewegt sich über den gesamten Tambourdurchmesser. Während des Fahrvorganges erfaßt der Abstandssensor 4 das Wickelprofil des Tambours und übermittelt die Daten an den Systemcomputer.

Das so gewonnene Profil der Tambourstirnseite wird im Systemcomputer 12 mit einer I/O-Empfängereinheit 13 digitalisiert empfangen und über das Bussystem dem Computer zur Auswertung zugeleitet. Diese Auswertung erfolgt unter Berücksichtigung der spezifischen, durch den Betreiber definierten Parameter, u. a. abhängig von Werten der Vakuumplatte bzw. Saugglocke.

Bei der Bewertung berücksichtigt der Systemcomputer auch solche Daten, die darauf schließen lassen, daß es sich um gewollte Anomalitäten handelt. So wird eine auf der Hülse befestigte Code-Karte oder eine sonstige Kennzeichnung entsprechend bewertet und nicht als Rückweiskriterium benutzt, wenn sich die Code-Karte innerhalb von zu definierenden Bereichen befindet.

Wenn durch den Systemcomputer festgestellt wird, daß die Stirnseite des vermessenen Tambours nicht den Kriterien der Vorgabe entspricht, wird über die potentialfreie Ausgabeschnittstelle ein Signal an die Steuereinheit des Fördersystems abgegeben. Der Tambour wird dann nicht zur Stapeleinheit weitertransportiert; Abstürze aufgrund schlechter Stirnflächen werden somit verhindert.

Die Einbaulage der Linearantriebseinheit ist beliebig, typischerweise erfolgt die Messung jedoch entweder horizontal oder vertikal, da für diese Meßabläufe der Tambour am problemlosesten zu positionieren ist.

Durch den robusten Aufbau der eingesetzten Mechanikeinheiten, die hochpräzise berührungslose optische Messung und die flexible Auslegung der Software wird gewährleistet, daß ein hohes Maß an Sicherheit bezüglich der Bewertung der Qualität der Tambour-Stirnseite erzielt wird. Ein automatischer Systemselbsttest an separat mechanisch angebrachten Testplaketten, die zu Beginn und am Ende jeder Meßwertaufnahme vermessen werden, schließt Fehlentscheidungen bei der Bewertung praktisch aus.

Das Gesamtsystem ist nahezu wartungsfrei und extrem bedienerfreundlich.

Fig. 3 zeigt anhand zweier Meßkurven schematisiert die Auswertemethode. In Fig. 3a sind die Meßwerte der Abstandsmessung des Abstandssensors gezeigt. Diese schwanken um einen Mittelwert 18, der automatisch berechnet wird. Dieser Mittelwert 18 wird anschließend als Nullpunkt definiert. D.h., es wird der jeweiligen Differenzwert 19 der Abstandswerte zum Mittelwert 18 berechnet. Fig. 3b zeigt die Differenzwerte 19 aufgetragen über den Weg. Diese Differenzwerte 19 werden anschließend mit einem vorgegebenen Grenzwert 17 verglichen. Bei Überschreiten des Grenzwertes 17 wird ein Signal ausgegeben, z. B. an die Steuereinheit eines Fördersystems, diese Papierrolle nicht mit einem Vakuumheber zu transportieren.

Claims (7)

1. Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung der Stirnseiten (3) von Papierrollen (1) für den Transport mit Vakuumhebern, wobei die Stirnseite (3) auf Unebenheiten des Wickelprofils untersucht wird und bei zu großen Unebenheiten die geprüfte Papierrolle (1) vom Transport mit dem Vakuumheber ausgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheiten mit einer automatischen Meßvorrichtung gemessen werden und die so gewonnenen Meßwerte mit einem Grenzwert verglichen werden und bei Überschreiten des Grenzwertes ein Signal ausgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine durch die Papierrollenachse führende Abtastlinie (5) der Stirnseite (3) vermessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Meßvorrichtung einen von einem Linearantrieb (7) mit einem Wegaufnehmer (8) bewegten Abstandssensor beinhaltet,
• - daß aus den gemessenen Abstandswerten ein Mittelwert (18) gebildet wird,
• - daß der jeweilige Differenzwert (19) der Abstandswerte zum Mittelwert (18) berechnet wird und
• - daß diese Differenzwerte (19) mit dem Grenzwert (17) verglichen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandssensor (4) ein berührungsloser Sensor, insbesondere ein Laser verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Meßwerte in einem Rechner (12) erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für bestimmte radiale Abschnitte der Wickellagen spezielle Grenzwerte (17) festgelegt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem der Wickelspule bzw. Papierrollenachse benachbarten Abschnitt der Wickellagen ein größerer Grenzwert (17) zugeordnet wird.