JP5792377B2 - 当該装置内でエンドレスに周回するチェーンの延伸を測定するための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、当該装置内でエンドレスに周回するチェーンの延伸または伸長を測定するための装置及び方法に関連する。そのような装置及び方法は、例えば、合成樹脂フィルムを横方向に延伸するための機械またはプラント、いわゆるフィルム幅出または延伸機械において使用される。

先行技術におけるフィルム延伸機械では、チェーンを形成するように互いに接続された複数のチェーンリンクを、当該フィルム延伸機械においてエンドレスに周回可能に配置することが知られている。その上にフィルムのエッジ用のクランプ、いわゆる幅出クリップ（ｔｅｎｔｅｒ ｃｌｉｐ）が配置されるチェーンリンクからなるチェーンの２つの平行走行システムを使用することが典型的である。フィルムは、幅出クリップを用いてフィルム延伸機械を通過するように搬送される。それに関連して、２つのチェーンシステムは、フィルム搬送方向に対して横向きのそれらの間隔が徐々に増大するように配置されている。２つのチェーンシステムの各々のための駆動及び偏向装置が、機械の入口及び出口に設けられている。機械の出口において幅出クリップによってフィルムが解放された後に、幅出クリップを有するチェーンリンクがフィルム搬送経路の外側で機械の入口に戻ってくる。チェーンリンクは、高スピードかつ上昇された温度で走行する。従って、個々のチェーンリンク間の接続ジョイントは、望ましくない損耗を受ける。この損耗により、チェーンリンク間の間隔が大きくなる。各チェーンの延伸または伸長が生じて、ある強度を超えるとすぐに、動作の混乱及びフィルム延伸プロセスにおける損傷につながる。これらの混乱を回避するために、適切な時にメンテナンス測定を行うことが必要である。メンテナンス測定のためのこのタイミングを決定するために、先行技術において測定システムが知られており、これを用いて、チェーンの走行動作中に当該チェーンの延伸または伸長が決定され得る。

そのような測定装置は、例えば、特開２０１０−１９０５７８号に示されている。この測定装置は、チェーンリンクまたは幅出クリップの輪郭を探査または感知する２つのセンサと一緒に動作する。ある数のチェーンリンクに対する幾何学的な長さが、２つのセンサ信号間の時間差と現在のチェーン速度とから決定される。また、独国特許出願公開第１９９０２７５９号によるコンベアベルトをモニタするための装置も、センサ信号間の時間差の評価と共に動作する。また、特開平０７−２６８８４３号は、チェーンの延伸または伸長を決定するための装置を開示している。しかしながら、そこでは、２つのセンサの時間差を検出する代わりに信号の強度差が評価される。強度差は、チェーンに適用されたまたは取り付けられた信号生成用要素の異なる位置に起因して生じる。欧州特許出願公開第１８７３０８８号は、ベルトの走行面上の損耗で誘導された変化を決定するための装置を記載している。それに関連して、ベルトに埋め込まれた磁気信号生成器が、ある磁力の進行またはパターンを生じさせ、これが１つまたは２つ以上のセンサによって検出されて磁気的に評価される。

本発明の目的は、チェーン速度と独立に動作する、チェーンにおける長さ測定のための装置及び方法を提供することにある。

この目的は、特許請求の範囲の独立項による装置及び方法を用いて達成される。

前記装置は、当該装置内においてエンドレスに周回可能に配置されたチェーンを備える。チェーンの延伸または伸長、または、第１及び第２動作状態間に生じる長さの違いを測定するために、測定装置には、第１信号ピックアップ部またはトランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）、及び、第２信号ピックアップ部またはトランスデューサが設けられており、それらは、互いに間隔を空けて配置されており、当該間隔は、チェーンの複数のチェーンリンクに亘って走行方向に延びている。信号生成用第１要素が、周回するチェーンにおいて第１信号ピックアップ部を通り過ぎるとすぐに信号が生成されるように、第１チェーンリンク上に配置されている。この信号生成用要素は、例えば、それを用いて光学信号が生成され得る要素であり得る。そのために、チェーンリンクが光学信号ピックアップ部を通り過ぎる時に光ビームを遮断するまたは反射する要素、例えば光ビームバリア、がチェーンリンク上に存在するならば、十分である。その目的を果たすものは、チェーンリンクの機械的輪郭、または、フィルムを把持してクランプするための要素の機械的輪郭、すなわち、フィルム機械における幅出しクリップチェーンのチェーンリンク上に取り付けられたまたは適用された幅出しクリップ、であり得る。信号ピックアップ部が光ビームバリアであるならば、それは検出された光学信号を電気信号に変換し、当該電気信号はそれから更に評価ユニットへと供給される。しかしながら、通り過ぎるとすぐにチェーンリンクまたは幅出しクリップの機械的輪郭を用いて、信号ピックアップ部として役に立つ電気スイッチを機械的に動作させることも考えられ得る。また、例えば、磁気または誘導スイッチの非接触動作のための金属要素、もしくは、圧電または容量性信号生成部、及び、信号ピックアップ部の原理のような、信号生成部及び信号ピックアップ部のための他の原理が可能であることは、本分野の当業者にとって明らかである。

測定装置は、信号生成用第２要素を備えており、それは、周回するチェーンにおいて第２信号ピックアップ部を通り過ぎるとすぐに第２信号が生成され得るように、第２チェーンリンク上に配置されている。信号生成用要素及び信号ピックアップ用要素の可能な実施の形態は、第１チェーンリンクのために説明されたものに対応する。本発明によれば、複数の更なる信号生成用要素が、これらの更なる要素の各々が周回するチェーンにおいて第２信号ピックアップ部を通り過ぎるとすぐに更なる信号が生成され得るように、第２チェーンリンク上に配置されている。

本発明の方法を実行する際に、チェーンの１周回内に、信号の数が第２信号ピックアップ部において計数され、当該信号は、第１信号が第１信号ピックアップ部において生成される前に生成される。チェーンの延伸または伸長があるとすぐに、これらの信号の数が増加する。評価ユニットが、本発明の測定装置上に存在しており、当該評価ユニットを用いて、この第２信号ピックアップ部における信号の数が計数可能である。しかしながら、チェーンの遅い走行を用いて、オペレータによって第２信号ピックアップ部における信号の数を計数することも考えられよう。

本発明の方法を実行するために、２つの信号ピックアップ部の間隔が、チェーンの第１非延伸動作状態において、チェーンの１周回内に、第２信号ピックアップ部において更なる信号が生成される前に、第１信号及び第２信号が生成されるような大きさにされている。理想的な場合、第１非延伸動作状態において、両方の信号が同時に生成される。この場合、評価ユニットは、チェーンの１周回内に第１信号ピックアップ部において第１信号が生成される前に第２信号ピックアップ部において生成される信号が無いということを決定する。これは、信号ピックアップ部の位置の精度、及び、関連するチェーンリンクの耐久性、に依存している。

従って、２つの信号ピックアップ部の間隔を、当該間隔がチェーンの第１非延伸動作状態における信号生成用第１要素及び信号生成用第２要素間の間隔に対応するように調整可能にすることが、有利である。信号生成用第１要素及び信号生成用第２要素間の間隔は、チェーンの延伸または伸長に起因して増加する。これは、これら２つの要素が異なるチェーンリンク上に配置されており、または、取り付けられており、かつ、その間隔がチェーンリンク間のジョイントまたは接続要素における損耗に起因して増加する、という事実に起因する。すなわち、チェーンの第２延伸動作状態において、信号生成用第１要素及び信号生成用第２要素間の間隔は、第１非延伸動作状態におけるより大きい。損耗に起因するチェーンの間隔の増加または伸長が同じチェーンリンク上に配置された信号生成用第２要素及び更なる信号生成用要素の間の間隔より大きくなるとすぐに、チェーンの１周回内に、第２信号ピックアップ部上のこれらの更なる要素の１つが、信号生成用第１要素によって第１信号ピックアップ部において信号が生成される前に、更なる信号を生成するであろう。

チェーンの大きな長さの違いが予想されるならば、更なる信号生成用要素を、これらの更なる要素の各々によって周回するチェーンにおいて第２信号ピックアップ部を通り過ぎるとすぐに更なる信号が生成可能であるように、更なるチェーンリンク上に配置することが、有利であり得る。この場合、測定の精度が、信号生成用要素を設けられた個々のチェーンリンク間の現在の間隔によって追加的に影響される。しかしながら、これらの測定するチェーンリンクのチェーンリンク間隔は、例えば評価ユニットへの入力により、信号の評価の開始から考慮され得る。この点に関連して、チェーンの動作中の損耗に起因する測定するチェーンリンクのこのチェーンリンク間隔の変化は、数１００のチェーンリンクを有するチェーンの全体の延伸または伸長に対して無視できる。従って、この場合も、延伸または伸長の測定の結果は、十分に正確である。

チェーンの現在の状態についての情報をオペレータに提供するために、本件装置の更なる実施の形態は、幾何学的な長さが評価ユニットを用いて前記信号から計算可能であると共に、オペレータへと表示可能または示唆可能である、ということを特徴とする。本発明の方法の一実施の形態は、この計算が、第１信号ピックアップ部において信号が生成される前に第２信号ピックアップ部において生成される前記信号の数を使用して実行される、ということを備える。しかしながら、第１信号ピックアップ部において第１信号が生成される前に、チェーンの１周回内に第２信号ピックアップ部において生成される信号の数だけが示唆または表示される、ということも考えられる。より多くの信号が計測されればされるほど、チェーンの延伸または伸長は大きくなり、オペレータは、所定の信号の数を超えるとすぐに、チェーンのメンテナンスを実行し得る。

信号生成用要素の配置及び寸法は、チェーンの幾何学的な長さもしくは延伸または伸長の前述の計算のために使用される。計算例は、これを明らかにするであろう。すなわち、第２信号チェーンリンク上または幅出しクリップ上においてＡ＝５ｍｍの間隔で配置された１０個の信号生成用要素があり、これらの要素は、Ｂ＝５ｍｍ幅である、ということを仮定する。ここで、評価ユニットが、例えば、チェーンの１周回内に、第１信号ピックアップ部において第１信号が生成される前に第２信号ピックアップ部においてＮＳ２＝５つの信号が生成されたことを決定するならば、そのときは、幾何学的な長さが、ＤＬ＝（ＮＳ２−１）×（Ａ＋Ｂ）という式により計算される。本例では、ＤＬ＝４０ｍｍという結果が生じる。それは、信号生成用第１要素から信号生成用第２要素へと本件装置内で現在の走行方向においてチェーンに沿って延びる部分的な範囲または領域におけるチェーンの延伸または伸長である。現在の動作状態において決定されるこの延伸または伸長ＤＬの値は、チェーンの１周回内に両方の信号が第１及び第２信号ピックアップ部において同時に生成されるというチェーンの以前の動作状態に対する、または、第２信号ピックアップ部において１つ以上の信号が生成される前に第１信号ピックアップ部において第１信号が生成されるという状態に対する、測定経路の部分的な範囲または領域における長さの違いを含む。測定によって検出された部分的な範囲または領域においてこのやり方で決定されたチェーンの延伸または伸長ＤＬは、必要であれば、続いて更にチェーンの全長にわたって計算され得る、または、チェーンの全長に変換され得る。このために、ＤＬの値は、部分的な範囲に位置するチェーンリンクの数とチェーンリンクの全数との間の比率または割合で計算により変換されて、全延伸または伸長を形成する。

チェーンの１周回の間に第２チェーンリンクの信号生成用要素によって第１信号ピックアップ部において生成される信号は、評価ユニットによって無視される。同様に、チェーンの１周回の間に第１チェーンリンクの信号生成用要素によって第２信号ピックアップ部において生成される信号も、無視される。

そのような装置は、エンドレスに周回するチェーンの長さの変化がチェーンの速度を考慮することなく決定されるあらゆる所で使用され得る。フィルム延伸機械における使用は、特に有利である。幅出しクリップチェーンのメンテナンスまたは交換が測定結果に起因して適時に実行されるならば、品質の減損または製造上のロスが避けられよう。２つの平行に走行する幅出しクリップチェーンの延伸または伸長に関連する信号を、フィルム延伸機械におけるこれらの幅出しクリップチェーンのための駆動ユニットへと提供するために、この測定装置を使用することも考えられる。これらの信号を用いて、フィルムの搬送中の２つのチェーンの同期走行が、これにより、サポートされ得る。

図１は、本発明の装置の一実施の形態の概略図である。 図２は、第１信号ピックアップ部の領域における図１による装置の拡大図である。 図３は、延伸されていないチェーンに対する第２信号ピックアップ部の領域における図１による装置の拡大図である。 図４は、延伸されたチェーンにおける第２信号ピックアップ部の領域における図３による装置の拡大図である。

図１は、当該装置２においてエンドレスに周回するチェーン１を駆動及び偏向するための要素を備えた装置２を示している。図において、チェーンリンクは、ここで興味があるチェーンの部分的な領域においてのみ概略的に図示されている。図１による装置２は、例えば、フィルム延伸機械の構成要素であり得て、そこでは、しかしながら、そのような装置２の２つが、鏡像対称に配置される必要があり、これにより、フィルムが、２つの平行に走行するチェーン１間で搬送され得る。図１は、互いに大きな間隔Ｄを空けて配置された２つの信号ピックアップ部またはトランスデューサ４及び５を有する測定装置３を示している。フィルム延伸機械において、この配置は、幅出しクリップチェーン１がフィルム領域の外側の機械の一端から多端へと戻るように走行する領域において最良に達成される。信号ピックアップ部４、５は、測定装置３に属する評価ユニット９に電気的に接続されている。本実施の形態の測定装置３に使用される信号ピックアップ部４、５は、金属製の対象物が当該センサを短距離で通り過ぎる時に電気的な信号を発する誘導近接または接近センサを含んでいる。センサを確実にすることは、チェーン１の走行方向における間隔Ｄの調整を可能にするように実行される。

図２は、拡大されたスケールにおいて、第１信号ピックアップ部４、すなわち誘導センサが、チェーンリンク６に対して短い間隔で配置されている本件装置の領域を示している。第１チェーンリンク６．１には、信号生成用第１要素７が設けられている。本発明の装置２の本例の実施の形態では、チェーンリンク６上に配置された信号生成用要素７、８は、信号ピックアップ部４、５に向かって面するチェーンリンク６の一面上に取り付けられた小さい金属ブロックで構成されている。フィルム延伸機械において、ブロック状の信号生成器７は、チェーンリンク６を形成する幅出しクリップの適切なまたは適合する表面上に取り付けられている。間隔Ｌ１及びＬ２を測定することは、図３及び図４から明らかである。

図３は、チェーン１の第１動作状態における部分拡大図における、図１による装置を示している。第２信号ピックアップ部５が存在しており、それは、測定装置３において第１信号ピックアップ部４から間隔Ｄで配置されている。更に、信号生成用第２要素８．１、すなわちブロック状信号生成器が、第２チェーンリンク６．２上に取り付けられている。この第１動作状態において、間隔Ｄは、第１チェーンリンク６．１及び第２チェーンリンク６．２上にそれぞれ位置する信号生成用第１要素７及び信号生成用第２要素８．１間の間隔Ｌ１と同じ寸法に調整されている。第１動作状態は、好ましくは、まだ損耗していないチェーン１の非延伸状態である。しかしながら、必要に応じて、オペレータは、チェーン１の動作状態毎に、間隔Ｄを実際の間隔Ｌ１に新たに調整し得る。本発明によれば、第２チェーンリンク６．２は、複数の更なる信号生成用要素８．２、…、８．ｎを有している。これらは全て、第２信号ピックアップ部５を通り過ぎる時に電気的な信号が生成されるように、取り付けられており、当該電気的な信号は、評価ユニット９へと更に供給される。図に示されていないものの、延伸のより大きな量を決定するために、更なるチェーンリンク６．３上における追加的な信号生成用要素８．ｍの配置が、いかなる時も可能である。信号生成用要素８を有しない全体のチェーンリンク６を複数の信号生成用要素８を有するそのようなチェーンリンクに交換することも、考えられる。

図４は、チェーン１の第２動作状態における図３による装置２を示している。この第２動作状態は、第１動作状態に対するＤＬの大きさによるチェーン１の延伸または伸長によって特徴付けられている。この延伸または伸長に起因して、第１チェーンリンク６．１上の信号生成用第１要素７と第２チェーンリンク６．２上の信号生成用第２要素との間の間隔は、より大きくなる。すなわち、寸法Ｌ１は、寸法Ｌ２になる。

第２動作状態において装置２におけるチェーン１の１周回の間に、以下のプロセスが生じる。すなわち、
第２チェーンリンク６．２上の信号生成用第２要素８．１が、第２信号ピックアップ部５において信号を生成し、
第２チェーンリンク６．２上の更なる信号生成用要素８．２、…、８．ｎが、第２信号ピックアップ部５において更なる信号を生成し、
第１チェーンリンク６．１上の信号生成用第１要素７が、第１信号ピックアップ部４において信号を生成し、
評価ユニット９が、第１信号ピックアップ部４において第１信号が生成される前にそこで生成される第２信号ピックアップ部５における信号の数を計数し、
測定経路の距離の部分的な領域における延伸または伸長ＤＬが、計数された信号の数から、及び、第２チェーンリンク６上の信号生成用ブロック状要素８の幾何学的な配置から、計算され、
チェーンの全延伸または伸長が、前記部分的な領域における延伸または伸長ＤＬから、及び、前記部分的な領域に位置するチェーンリンクの数とチェーンリンクの全数との間の割合から、計算され、
全延伸または伸長が、測定装置３の（図示されていない）表示または指示ユニット上に数字により表示または指示され、
装置２の走行状態において所定の全延伸または伸長を超えるとすぐに、光学的な警告信号がオペレータへと発信される。

１ チェーン
２ チェーンが周回する装置
３ 測定装置
４ 第１信号ピックアップ部
５ 第２信号ピックアップ部
６．１、６．２、６．３ チェーンリンク
７ 信号生成用第１要素
８．１ 信号生成用第２要素
８．２、８．３、…、８．ｎ、８．ｍ 更なる信号生成用要素
９ 評価ユニット
Ｄ 信号ピックアップ部間の間隔
Ｌ１ チェーンの第１動作状態における信号生成用第１要素及び信号生成用第２要素間の間隔
Ｌ２ チェーンの第２動作状態における信号生成用第１要素及び信号生成用第２要素間の間隔
ＤＬ Ｌ１とＬ２との間の違い
ＮＳ２ センサ２における信号の数

Claims (10)

1. チェーンの伸びを決定するための装置（２）であって、
   前記装置（２）内においてエンドレスに周回可能に配置されたチェーン（１）と、
   互いに対して間隔（Ｄ）を空けて配置された第１信号ピックアップ部（４）と第２信号ピックアップ部（５）とを有し、当該間隔（Ｄ）は、前記チェーン（１）の複数のチェーンリンク（６）に亘って走行方向に延びている、という測定装置（３）と、
   周回するチェーン（１）において前記第１信号ピックアップ部（４）を通り過ぎる時に信号が生成可能であるように、第１チェーンリンク（６．１）上に配置された信号生成用第１要素（７）と、
   周回するチェーン（１）において前記第２信号ピックアップ部（５）を通り過ぎる時に第２信号が生成可能であるように、第２チェーンリンク（６．２）上に配置された信号生成用第２要素（８．１）と、
   を備え、
   複数の更なる信号生成用要素（８．２…８．ｎ）が、当該更なる要素（８．２…８．ｎ）の各々によって周回するチェーン（１）において前記第２信号ピックアップ部（５）を通り過ぎる時に更なる信号が生成可能であるように、前記第２チェーンリンク（６．２）上に配置されており、
   評価ユニット（９）が存在し、当該評価ユニット（９）を用いて前記チェーン（１）の一周回の間に前記第１信号ピックアップ部（４）において第１信号が生成される前に生成される前記第２信号ピックアップ部（５）における信号の数（ＮＳ２）が、当該信号の数（ＮＳ２）に基づいて前記チェーン（１）の伸びを決定するために、計数可能である
   ことを特徴とする装置（２）。
2. 前記２つの信号ピックアップ部（４、５）間の間隔（Ｄ）は、当該間隔（Ｄ）が前記チェーン（１）の第１非延伸動作状態における前記信号生成用第１要素及び前記信号生成用第２要素（７、８．１）間の間隔（Ｌ１）に対応するように、調整可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置（２）。
3. 前記チェーン（１）の第２延伸動作状態において、前記信号生成用第１要素及び信号生成用第２要素（７、８．１）間の間隔（Ｌ２）は、前記第１非延伸動作状態における前記間隔（Ｌ１）より大きい
   ことを特徴とする請求項２に記載の装置（２）。
4. 複数の更なる信号生成用要素（８．ｍ）が、当該更なる要素の各々によって周回するチェーン（１）において前記第２信号ピックアップ部（５）を通り過ぎる時に更なる信号が生成可能であるように、少なくとも１つの更なるチェーンリンク（６．３）上に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置（２）。
5. 幾何学的な長さ（ＤＬ）が、前記信号の数（ＮＳ２）から前記評価ユニット（９）を用いて計算可能であると共に、オペレータへ表示可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の装置（２）。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の装置（２）を備えたフィルム延伸機械であって、
   前記チェーンリンク（６）は、フィルムを把持してクランプするための要素を有している
   ことを特徴とするフィルム延伸機械。
7. 互いに対して間隔を空けて配置され、当該間隔はチェーン（１）の複数のチェーンリンク（６）に亘って走行方向に延びている、という第１信号ピックアップ部（４）及び第２信号ピックアップ部（５）を備えた装置（２）内においてエンドレスに周回する前記チェーン（１）の伸びを測定するための方法であって、
   第１信号が前記第１信号ピックアップ部（４）において第１チェーンリンク（６．１）上に配置された信号生成用第１要素によって生成され、
   第２信号が前記第２信号ピックアップ部（５）において第２チェーンリンク（６．２）上に配置された信号生成用第２要素（８．１）によって生成され、
   前記チェーン（１）の一周回の間に、第１信号が前記第１信号ピックアップ部（４）において生成される前に、前記第２チェーンリンク（６．２）上に同様に配置された複数の信号生成用要素（８．１、８．２…８．ｎ）によって複数の信号が前記第２信号ピックアップ部（５）において生成され、
   前記チェーン（１）の一周回の間に、前記第１信号ピックアップ部（４）において第１信号が生成される前に生成される前記第２信号ピックアップ部（５）における信号の数（ＮＳ２）が、計数され、
   前記信号の数（ＮＳ２）に基づいて前記チェーン（１）の伸びが決定される
   ことを特徴とする方法。
8. 前記２つの信号ピックアップ部（４、５）間の間隔（Ｄ）は、当該間隔（Ｄ）が前記チェーン（１）の第１非延伸動作状態における前記信号生成用第１要素及び信号生成用第２要素（７、８．１）間の間隔（Ｌ１）に対応するように、調整される
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 幾何学的な長さ（ＤＬ）が、前記第１信号ピックアップ部（４）において信号が生成される前に前記第２信号ピックアップ部（５）において生成される前記信号の数（ＮＳ２）から評価ユニット（９）を用いて計算され、
   当該幾何学的な長さは、更に前記装置（２）の更なる要素へと供給される
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
10. 前記装置（２）は、フィルム延伸機械の構成要素であり、
    前記チェーンリンク（６）は、フィルムを把持してクランプするための要素を有している
    ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の方法。

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