DE849759C - Verfahren und Vorrichtung zum Messen bzw. Anzeigen der Staerke von Schichten aus plastischem Material - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Messen bzw. Anzeigen der Staerke von Schichten aus plastischem Material

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DE849759C
DE849759C DEG3142A DEG0003142A DE849759C DE 849759 C DE849759 C DE 849759C DE G3142 A DEG3142 A DE G3142A DE G0003142 A DEG0003142 A DE G0003142A DE 849759 C DE849759 C DE 849759C
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DEG3142A
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English (en)
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Ernst Dipl-Ing Truemper
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GUMMIWERKE FULDA AG
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GUMMIWERKE FULDA AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/02Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B5/06Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G01B5/066Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness of coating

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Messen bzw. Anzeigen der Stärke von Schichten aus plastischem Material Bei Arheitsvorgängen, bei denen auf Kalandern, Walzwerken od. dgl. aus plastischem Material Schichten von einigen Millimetern Dicke bis zu Bruchteilen eines Millimeters herab in Form von Platten oder Folien hergestellt werden, wie z. B. in der Reifenindustrie beim Belegen von Geweben mit Platten aus Kautschukmischungen, ist es von Wichtigkeit, die gewünschte Stärke der Platten oder Folien genau einzuhalten und, um Abweichungen schnellstens ausgleichen zu können, vorteilhaft, die Stärke der Schicht sofort nach ihrer Entstehung auf der sich drehenden Walze zu messen.
  • Die für diesen Zweck bisher bekanntgewordenen Meßverfahren, bei denen die Veränderungen der Schichtstärke durch Veränderungen elektrischer Größen wie Widerstand. Induktivität, Kapazität, radioaktive Rückstrahlung u. a., angezeigt werçlen, werden durch Schwankungen der Raumtemperatur und -feuchtigkeit oder durch Anderungenl der Walzengeschwinrdigkeit und -temperatur oder durch Änderungen in der Zusammensetzung des plastischen Materials beträchtlich in der Genauigkeit beeinflußt.
  • Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und geht davon aus, das Messen der Schichts)tärke bzw. die laufende Feststellung einer Veränderung derselben beim Herste.llungsvorgang mit mechanischen Mitteln zu ermöglichen, auf die die vorgenannten Faktoren keinen Einfluß haben. Demgemäß besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, die Schicht mit bekannter Geschwindligkeit zu durchdringen (durch stechen durchstoßen, durchschneiden usw.) und die hierbei aufzuwendende Zeit und dadurch die Weglänge zu messen. Vorteilhaft wird die Durchdrin gung der Schicht durch eine mit gleichförmiger Geschwindigkeit v bewegte Meßspitze bewirkt, die dafür benötigte Zeit t und hieraus die Weglänge s nach der Formel-s = t . v, bei v = const., ermittelt. Dabei kann nach der Erfindung das Durchdringen der Schicht zur Bestimmung ihrer Stärke während der Herstellung auf dem Kalander, Walzwerk usw. fortlaufend in gleichen oder ungleichen Intervallen erfolgen, wodurch eine laufende Überwachung der Stärke der Schicht sofort nach ihrer Entstehung mit genügender Genauigkeit auf einfache verläßliche Weise möglich ist.
  • In der Zeichnung ist in Abb. I ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausübung des Meßverfahrens nach der Erfindung schematisch veranschaulicht; Abb. 2 zeigt das Schaltschema dazu und Abb. 3 mehrere Meßvorrichtungen nach der Erwindung in Verbindung mit einem in der Gummi- und Kunststoffindustrie gebräuchlichen Vierwalzenkalander.
  • Bei dem in Abb. 3 dargestellten Kalander wird zwischen den bei den oberen Walzen I und II eine Gummi- oder Kunststoffplatte gezogen deren Meßstelle sich hei A befindet. Zwischen den Walzen III und IV wird eine zweite Gummi- oder Kunststoffplatte gezogen; die Meßstelle hierfür befindet sich bei B. Jede Meßstelle ist im Prinzip so eingerichtet, daß sich der Oberfläche der gezogenen Platte eine radial zur Walzenachse angeordnete Meßspitze m mit einer zweckmäßig gewählten und glelichförmigen Geschwindigkeit v nähert. Sobald die Meßspitze die Oberfläche der Schicht berührt, beginnt die Messung.
  • Die Spitze durchdringt sodann mit unveränlderter gleich,förmiZger Geschwindigkeit (v = const.) die Gummi- oder Kunststoffplatte in Richtung der zu messenden Dicke. Der dabei zurückgelegte Weg s entspricht der Dicke der gezogenen Schicht aus plastischem Material. Nach dem Durchdringen der Schicht beim Berühren der Kalanderwalze durch die Meßspitze m ist die Messung beendet. Wird also die Zeitdauer zwischen Anfang und Ende der Messung ermittelt, so ist der Wert für die Zeit t verhältnisgleich der Dicke der gezogenen Gummi- oder Kunststoffschicht, d. h. t = s, s = t v, (v = const.).
  • Bei dem in Abb. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Meßvorrichtung pach der Erfindung ist III die in Zeigerrichtung umlaufende Walze, auf der sich die gezogene Schicht p aus plastischem Material, z. B. einer Kautschuk- oder Kunststoffmischung, befindet, deren zu messende Dicke gleich der Strecke s ist. Die Meßspitze m ist am Endpunkt eines Schubgestänges mit der Länge 1 angeordnet.
  • Der vordere Teil dieses Gestänges ist im Punkt b beweglich und isoliert gelagert, d. h. als elektrischer Kontaktgeber ausgebildet, so daß bei ko ein elektrischer Kontakt geöffnet undl geschlossen werden kann. Das obere Ende des Gestänges l berührt an dem Punkt c die Oberfläche einer mit zwecken sprechend gewählter und gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit sich drehenden E4urvenlscheibe ku mit gleichförmiger Steigung (Archimedische Spirale). Sowohl die Meßspitze m als auclh die Walzenoberfläche sind mit einel- zum Ein- und Ausschalten eines Meßgerätes, z. B. eines Sekundenmessers o, dienenden elektrischen Steuerleitung r verbunden.
  • Hat sich die Kurven scheibe ku um den Winkel y/l 1 gedreht, so ist das Gestänge 1 um den Betrag d in Richtung der zu messenden Schichtstärke verschoben worden und die Aleßspitze m in Berührung mit der Oberfläche der Schicht p aus plastischem Material gekommen. Dadurch wird der vordere bewegliche Teil des Gestänges in Umfangsrichtung mitgenommen und der Kontakt ko geöffnet, wodurch ein Primärstromkreis, der von einer Stromquelle e über den isolierten vorderen Teil des Gestänges I über den Kontakt ko und einen Stromverbraucher h führt, unterbrochen wird. Beim \\Teiterdrehen der Kurvenscheibe ku dringt die Meßspitze m in die Schicht p ein und berührt nach Zurücklegung der Strecke s die Oberfläche der Walze III. Durch die Berührung der Meßspitzem m mit der Walzenoberfläche wird der Stromkreis wieder geschlossen, so daß der Stromverbraucher h wieder Spannung erhält. Während des Zurücklegens der zu messenden Strecke s hat die Kurvenscheibe ku sich um den Winkel f 2 weitergedreht. Die Zeit, welche die Kurvenscheibe zur Drehung um den Wüikel 2 benötigt, ist also verhältnisgleich der Strecke s, da die Winkelgeschwin digkeit der Kurvenscheibe gleichförmig ist. Nach Auftreffen der Meßspitze ni auf die Oberfläche der Walze läuft die Kurvenscheibe noch um den Winkel #3 93 weiter, wobei sich durch Iden erhöhten Widerstand, den die Meßspitze auf der Walzenoherfläche findet, die Feder 2 zusammendrückt, bis am Ende der Kurven steigung der Vorschubdruck aufhört und die Meßspitze m mit dem Gestänge I durch die Kraft der Feder fi wieder in ihre Anfangsstellung zurückbewegt wird. Die Federn Ji und 2 sind in einem Gehäuse g gelagert. Während der nächsten Umdlrehung der Kurvenscheibe wiederholt sich der geschilderte Vorgang, und die nächste Messung erfolgt.
  • Das Schaltschema nach Abb. 2 zeigt als Beispiel für die Anzeige- und Aufzeichnungsmöglichkeit, daß während der Offnung des Primärstromkreises r ein zweiter Stromkreis über den Kontakt n geschlossen wird und z. B. ein handelsüblicher Sekundenmesser o anläuft. Dieser läuft so lange, bis die Meßspitze m auf die Walze auftrifft und der Primärstromkreis über die Meßspitze und Walzenolberfläche wieder geschlossen wird, während der Kontakt n für die Betätigung des Sekundenmessers wieder geöffnet wird Die Zeitangabe des Sekundenmessers entspricht also der Zeit, in welcher die Meßspitze m vom Berühren der Oberfläche der Schicht p bis zum Berühren der Oberfläche der Walze die Strecke s zurückgelegt hat.
  • Die Kurvenscheihe wird durch einen Synchron -motors M1 mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit gedreht. Ändert sich die Netzfrequenz, so tritt dadurch kein Fehler im Meßergebmis ein, weil rauch die Gleichförmigkeit des Sekundenmessers, der von einem zweiten Synchronmotor M2 getrieben wird, von der Frequenz des gleichen Netzes abhängt.
  • Nachstellell,(les Zahlellbeisl)iel gibt Aufschluß über die Genauigkeit des Aleßverfahrens: Die Sollstärke der zu messenden Schicht betrage 0,3 mm. Die .Nrheitsgeschwindigkeit des Kalanders oder Walzwerkes kann beliebig groß sein und ist ohne Einduß auf das Meßergebnis. Je Minute sollen zehn Älessungen durchgeführt werden. Eine Umdrehung der Kurvenscheile dauert also 6 sec.
  • I)ie Gesam tsteigung der Kurvenscheibe betrage 3 mm auf 3600, somit dringt die Meßspitze m mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von 0,5 mm/sec vor, d. h. v = 0,5 mm/sec. Die Zeitdauer des Vordringen um die Strecke s ist demnach s 0,3 = 0,6 sec v 0,5 Handelsübliche Sekundenmesser haben eine Abweichung von 1 1 °/o, so daß also bereits bei dieser einfachen Ausführung der Zeitmessung die Sollstärke von 0,3 mm mit einer Toleranz von + 0,003 mm angegeben wird. Schwankungen der Netz frequenz spielen, wie bereits gesagt, keine Ttolle. Ferner sind die durch das CYffnen und Schließen der Kontakte bei jeder Messung auftretenden Verzögerungszeiten konstant und können durch Eichung ermittelt werden, so daß das Meßergebnis nur von der Genauigkeit der Zeitmessung abhängig ist.
  • Änderungen der Temperatur und Feuchtigkeit sowie Zusammensetzung der zu verarbeiten'den Mischung sind ebenfalls praktisch ohne Bedeutung, da nur die Änderungen während der jeweiligen kurzfristigen Messung von beispielsweise o,6 sec das Ergebnis beeinflussen, die praktisch nicht meßbar sind.
  • Das gleiche gilt fiir die Abnutzung der Meßspitze, die leicht auswechselbar angebracht ist, für Längenänderungen des Schubgestänges und für die Abnutzung der Kurvenscheibe. Die Genauigkeit der mechanischen Ausführung von Kurvenscheibe, Meßgestänge, Kontakten, der beweglichen Meßspitze usw. ist nur eine Frage der mechanischen Präzisionsarbeit und kann je nach Kostenaufwand dem heutigen Stand der Fertigungstechnik entsprechend beliebig groß gemacht werden. Ebenso läßt sich die Aufzeichnung der periodisch ermittelten Meßergebnisse in Form einer fortlaufenden Kurve mit Hilfe der bekannten elektrischen Punktschreiber in jeder gewünschten Genauigkeit herstellen. Endlich ist die Erfindung nicht auf die dargestelhen und beschriebenen Ausführungs- und Anwvendungsbeispiele beschränkt.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Messen bzw. Anzeigen der Stärke von Schichten aus plastischem Material, dadurch gekeunzeichnet, daß die Schicht mit bekannter Geschwindigkeit durchdrungen und die hierzu benötigte Zeit und dadurch die Weglänge gemessen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ldie Schicht von einer gleichförmig bewegten Meßspitze durchldrungren, die dafür aufgewendete Zeit und bieraus das Maß der Schichtstärke ermittelt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchldfingen der Schicht zur Bestimmurtg ihrer Stärke während der Herstellung auf dem Kalander, Walzwerk usw. fortlaufend in gleichen oder ungleichen Intervallen erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn und am Ende des von der Meßspitze beim Durchdringen der Schicht zurückgelegten Weges elektrische Stromkreise geöffnet oder geschlossen und dadurch Meßgeräte zum Anzeigen und/oder zum Aufzeichnen der Schichtstärken betätigt werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch I und 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Meßspitze beim Auftreffen auf die zu messende Schicht über elektrische Verbindungen ein Meßgerät eingeschaltet und beim Auftreffen auf die Oberfläche der Walze wieder ausgeschaltet wird.
  6. 6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung der zu messenden Schichtstärke (s) verschiebbar angeordnetes Meßgestänge (1) an der der Schicht zugekehrten Seite mit einer Meßspitze (m) versehen und am anderen Ende mit einer Kurvenscheibe (ku) kraftschlüssig oder zwangsläufig verbunden ist.
  7. 7 Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil des Meßgestänges als elektrischer Kontaktgeher (ko) ausgebildet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenzscheibe (ku) mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit umläuft und ihre Kurve ganz oder abschnittsweise eine mathematisch gesetzmäßige gleichförmige Steigung besitzt.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in das Meßgestänge (l) elastische Zwischenglieder, wie Federn (tl, f2) od. dgl. eingeschaltet sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Meßspitze (m) und andererseits die Walzenoberfläche mit einer zum Ein- und Ausschalten eines Meßgerätes, z. B. eines Sekundenmessers (o), dienenden elektrischen Steuerleitung (r) verbunden ist.
DEG3142A 1950-07-27 1950-07-27 Verfahren und Vorrichtung zum Messen bzw. Anzeigen der Staerke von Schichten aus plastischem Material Expired DE849759C (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112781467A (zh) * 2021-01-08 2021-05-11 堀扬精密量仪(上海)有限公司 一种消防钢瓶内涂层检测装置
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