DE102005020297A1

DE102005020297A1 - Vorrichtung zum Prüfen eines Plattenmaterials und Verfahren zum Prüfen eines Plattenmaterials mit Hilfe der vorgenannten Vorrichtung

Info

Publication number: DE102005020297A1
Application number: DE102005020297A
Authority: DE
Inventors: Bernd Bergmann; Klaus Palm; Detlev Wienckowski
Original assignee: Grecon Greten GmbH and Co KG; Fagus Grecon Greten GmbH and Co KG
Current assignee: Grecon Greten GmbH and Co KG; Fagus Grecon Greten GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-30
Filing date: 2005-04-30
Publication date: 2006-11-09

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Prüfen eines Plattenmaterials mit Hilfe zumindest einer Strahlenquelle, wobei sich Plattenmaterial und Strahlenquelle relativ zueinander bewegen und wobei der Strahlenquelle ein Strahlendetektor zugeordnet ist, ist vorgesehen, daß die Strahlenquelle eine Strahlung in Form eines Strahlenfächers aussendet und daß der Strahlendetektor zeilenförmig ausgebildet ist.
Mit der vorgenannten Vorrichtung ist in einfacher Weise eine Prüfung des Plattenmaterials durchführbar.
Ein Verfahren zum Prüfen eines Plattenmaterials ist dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Strahlendetektor zeilenweise das Strahlenabsorptionsvermögen des Plattenmaterials ermittelt wird und daß aus diesem Strahlenabsorptionsvermögen bei Kenntnis spezifischer Eigenschaften des Plattenmaterials Kenngrößen des Plattenmaterials bestimmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen eines Plattenmaterials mit Hilfe zumindest einer Strahlenquelle, wobei sich Plattenmaterial und Strahlenquelle relativ zueinander bewegen und wobei der Strahlenquelle ein Strahlendetektor zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Prüfen eines Plattenmaterials mit Hilfe der vorgenannten Vorrichtung.

Plattenmaterialien werden zu verschiedenen Zwecken eingesetzt. Sie sind Bauelemente z.B. für Möbel, für Leichtbauwände und dergleichen. Voraussetzung für einen Einsatz eines Plattenmaterials ist häufig eine gleichmäßige Ausbildung dieses Plattenmaterials. So ist häufig sicher zu stellen, daß das Plattenmaterial in jedem Bereich seiner flächigen Erstreckung eine gleiche Dichte aufweist.

Insbesondere bei der Herstellung von Plattenmaterialien besteht darüber hinaus das Erfordernis, vor der endgültigen Fertigstellung des Plattenmaterials dahingehend sicher zu sein, daß das Plattenmaterial keine Einschlüsse von Bereichen enthalten, welche nachfolgende Bearbeitungsgeräte beschädigen können. Bei der Fertigung von Holzspanplatten sind z.B. Bereiche zu meiden, in denen die Dichte des Plattenmaterials bereits so hoch ist, dass nachfolgende Pressen das Plattenmaterial nicht weiter verdichten können und dadurch beschädigt werden können.

Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Gattungen sind bekannt. Das Prüfen eines Plattenmaterials kann mit Hilfe von Strahlenquellen erfolgen, mit welchen das Plattenmaterial durchleuchtet bzw. durchstrahlt wird. Die hindurchtretenden Strahlen werden von Strahlendetektoren aufgenommen und weiterverarbeitet. Beim Stand der Technik ist es dabei häufig erforderlich, mehrere Strahlenquellen einzusetzen und in einem bestimmten Winkel zueinander anzuordnen. Unter Berücksichtigung der hergestellten Winkelverhältnisse wird dann versucht, die gewünschten Meßergebnisse durch komplizierte Rechnungen zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit der in einfacher Weise eine Prüfung des Plattenmaterials erfolgen kann. Darüber hinaus soll ein Verfahren aufgezeigt werden, nach dem die Prüfung durchgeführt wird.

Vorrichtungsseitig ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Strahlenquelle und Strahlendetektor auf einander gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Plattenmaterials angeordnet sind, daß die Strahlenquelle eine Strahlung in Form eines Strahlenfächers aussendet und daß der Strahlendetektor zeilenförmig ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit nur einer Strahlenquelle und mit nur einem Strahlendetektor eingesetzt werden. Diese beiden Bauteile werden einander derart zugeordnet, daß von der Strahlenquelle ausgesandte Strahlen das Plattenmaterial durchdringen und dann von dem Strahlendetektor aufgefangen werden. Strahlung und Strahlendetektor haben dabei besondere Ausbildungen, die jeweils zeilenförmig sind. Die Strahlenquelle sendet die Strahlung in Form eines Strahlenfächers aus. Mit dieser aufgefächerten Strahlung kann ein bestimmter Abschnitt des Plattenmaterials, vorzugsweise das Plattenmaterial insgesamt, abgedeckt werden. In der Linie des Strahlenfächers ist dann auch der Strahlendetektor angeordnet, um die aufgefächerte Strahlung aufnehmen zu können, nachdem sie durch das Plattenmaterial hindurchgetreten ist.

Mit der Strahlenquelle erfolgt somit eine Art Abscannen des Plattenmaterials. Aufgefächerte Strahlung und Strahlendetektor sind dabei vorzugsweise quer zur Bewegungsrichtung des Plattenmaterials bzw. der Strahlenquelle ausgerichtet. Regelmäßig wird das Plattenmaterial an der Strahlenquelle vorbeigeführt.

Weist das Plattenmaterial eine Breite auf, die größer als die aufgefächerte Strahlung einer Strahlenquelle ist, so kann das Material mit mehreren Strahlenquellen untersucht werden. Die einzelnen Strahlenquellen mit den jeweils zugeordneten Detektoren werden dann so angeordnet, daß die Gesamtbreite des Plattenmaterials mit den aufgefächerten Strahlungen abgedeckt wird. Strahlenquellen und Strahlendetektoren werden dann in voneinander verschiedenen Ebenen angeordnet, die etwa rechtwinklig zur Erstreckung des Plattenmaterials ausgerichtet sind. Jede Ebene kann mit nur einer Strahlenquelle und einem Strahlendetektor besetzt sein. Die gewonnenen detektierten Informationen werden anschließend zu einer Gesamtinformation über das Plattenmaterial zusammengesetzt.

Um zu erreichen, daß die von der Strahlenquelle ausgesandten Strahlen möglichst vertikal durch das Plattenmaterial hindurchtreten, hat der Strahlenfächer einen relativ spitzen Öffnungswinkel. Dieser beträgt vorzugsweise etwa 10° bis etwa 30°. Die Strahlenquelle kann vom Detektor mehrere Meter entfernt sein, um mit einem derart spitzen Strahlenfächer einen möglichst breiten Abschnitt des Plattenmaterials überdecken zu können.

Die Strahlenquelle ist nach einer Weiterbildung der Erfindung an einem traversenartigen Hilfsgestell oberhalb einer Durchführungsebene für das Plattenmaterial angeordnet. Das Plattenmaterial wird an der Strahlenquelle vorbeigeführt, diese wird oberhalb des Plattenmaterials durch das traversenartige Hilfsgestell gehalten. Die Durchführungsebene für das Plattenmaterial ist dabei vorzugsweise horizontal angeordnet, so daß ein von der Strahlenquelle ausgehender Strahlenfächer auf die flächige Seite des Plattenmaterials gelangen kann.

Um die von der Strahlenquelle ausgehende Strahlungsgefahr einzudämmen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung ein Gehäuse vor, das für den Strahlenfächer eingesetzt wird und sich in Richtung des Strahlendetektors verbreitert. Die ausgesandte Strahlung wird damit in einem Gehäuse geführt, so daß sie einerseits keine Verstrahlungen der Umgebungen hervorrufen kann. Zum anderen wird durch dieses Gehäuse ausgesandte Streustrahlung eingefangen und in den Strahlenfächer zurückgeführt.

Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Strahlendetektor in einer Halteeinrichtung am Hilfsgestell gehalten ist. Mit der Halteeinrichtung wird der Strahlendetektor einerseits gehalten, zum anderen ist durch den Einsatz einer Halteeinrichtung auch ein Auswechseln des Strahlendetektors ermöglicht. Um einen beschleunigten Zugriff auf den Strahlendetektor zu haben, ist die Halteeinrichtung vorzugsweise eine Schublade.

Die Ausbildung von Strahlenquelle und Strahlendetektor hängt von den zu untersuchenden Materialien der Platte ab. Handelt es sich um Holzspanplatten, so können die Strahlenquelle eine Röntgenquelle sein und der Strahlendetektor durch eine Vielzahl von Röntgenphotodioden ausgebildet sein.

Bei dem Verfahren zum Prüfen des Plattenmaterials, für das selbständiger Schutz beansprucht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mit dem Strahlendetektor zeilenweise das Strahlenabsorbtionsvermögen des Plattenmaterials ermittelt wird und daß aus diesem Strahlenabsorbtionsvermögen bei Kenntnis spezifischer Eigenschaften des Plattenmaterials Kenngrößen des Plattenmaterials bestimmt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Plattenmaterial zeilenweise durchstrahlt. Mit dem Strahlendetektor werden fortlaufend die Durchstrahlungsergebnisse aufgenommen. Dabei wird festgestellt, welche Anteile der ausgesandten Strahlung durch die einzelnen Bereiche des Plattenmaterials absorbiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei lokal mit einer Strahlenquelle und mit einem Strahlendetektor durchgeführt werden. Die zeilenweise ausgelesenen Ergebnisse werden an eine Datenverarbeitung weitergegeben, welche eine Auswertung vornimmt. Aus den verschiedenen Absorptionsvermögen der einzelnen Bereiche des Plattenmaterials können z.B. Lufteinschlüsse ermittelt werden, Bereiche mit erhöhter Dichte ermittelt werden oder allgemein die Flächengewichtsverteilung des Plattenmaterials ermittelt werden.

Nach einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das Strahlenabsorbtionsvermögen in ein Grauwertbild umgesetzt wird, das aus den zeilenweise zur Verfügung gestellten Detektionssignalen des Strahlendektors zusammengesetzt wird. Durch ein Grauwertbild lassen sich die ermittelten Ergebnisse visuell darstellen. Durch Grauabstufungen können z.B. Bereiche mit verschiedenen Dichten kenntlich gemacht werden.

Aus diesem Grauwertbild ist nach einer Weiterbildung des Verfahrens das Flächengewicht des Plattenmaterials ermittelbar. Beim Flächengewicht eines Plattenmaterials kommt es darauf an, daß dieses über die Bereiche des Plattenmaterials gleichmäßig ausgebildet ist. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, kann beispielsweise zwischen einer Vorpresse und einer Endpresse bei der Herstellung von Holzspäne enthaltenen Plattenmaterialien eingesetzt sein. Nach dem Vorpressen wird das Plattenmaterial einer Flächengewichtsbetrachtung unterzogen, treten dabei Schwankungen des Flächengewichtes auf, können Einstellungen an der Vorpresse vorgenommen werden, um eine wieder gleichmäßigere Verteilung des Flächengewichtes zu erreichen. Ziel dieser Einstellarbeiten und des Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, geringe Schwankungen des Flächengewichtes über die gesamte Erstreckung des Plattenmaterials zu erreichen. Sind nämlich die Schwankungen des Flächengewichtes, also die partiellen Ausreißer beim Flächengewicht geringer, kann das voreingestellte Flächengewicht des Plattenmaterials etwas geringer sein, um das erforderliche Mindest-Flächengewicht zu sichern.

Nach einer nächsten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß aus dem Strahlenabsorbtionsvermögen Materialverdichtungen ermittelt werden und daß Eigenschaften dieser Materialverdichtungen mit definierten Grenzwerten verglichen werden. Neben der Ermittlung der gleichmäßigen Verteilung z.B. des Flächengewichtes können die durch den Strahlendetektor bzw. durch mehrere Strahlendetektoren zur Verfügung gestellten Daten auch dazu verwendet werden, Materialverdichtungen festzustellen. Die Materialverdichtungen können z.B. auf Bereiche mit erhöhter Dichte hinweisen. Aus den detektierten Absorbtionsvermögen kann die Dichte dieser Bereiche bestimmt werden und mit einem definierten Dichte-Grenzwert verglichen werden. Dieser definierte Grenzwert kann beispielsweise eine Kenngröße der maximalen Verarbeitbarkeit des Plattenmaterials durch nachfolgende Vorrichtungen sein. Bei bestimmten Pressen mit Stahlbändern ist beispielsweise die maximal verarbeitbare Dichte des Plattenmaterials etwa 1.500 kg/m³. Werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Abschnitte im Plattenmaterial gefunden, deren Dichte höher ist, wird der weitere Transport des Plattenmaterials angehalten und können diese Bereiche aus dem Plattenmaterial herausgenommen werden. Dadurch werden Beschädigungen nachfolgender Vorrichtungen verhindert.

Ist das Plattenmaterial Glaswolle, so können Bereiche mit einem erhöhten Anteil von Glaskernen ermittelt werden. Bei Aluminium-Sandwich-Platten sind Bereiche mit sogenannten Lunkern auffindbar, also Bereiche ohne Plattenmaterial.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Prüfen eines Plattenmaterials und
2: eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß 1.
Die Vorrichtung in 1 weist ein Gestell 1 auf, das auf dem Boden aufstehen kann. Das Gestell ist teilweise als traversenartiges Hilfsgestell 2 ausgebildet.
An einem oben liegenden, horizonal verlaufenden Gestellbalken 3 sind zwei Strahlenquellen 4 angeordnet. Jeder Strahlenquelle 4 ist ein Gehäuse 5 zugeordnet, das unterhalb der Strahlenquelle 4 angeordnet ist und sich in Richtung eines von dem Gestell 1 gehaltenen Auflagetisches 6 konusartig verbreitert.
Der Auflagetisch 6 bildet eine Auflageebene für ein Plattenmaterial aus, das aus der Zeichnungsebene der 1 hinausläuft. Das Plattenmaterial wird damit relativ zu den Strahlenquellen 4 mit ihren Gehäusen 5 bewegt.
Unmittelbar unterhalb des Auflagetisches 6 wird durch das Gestell 1 ein Bauraum ausgebildet, in dem nicht weiter dargestellte und den beiden Strahlenquellen 4 jeweils zugeordnete zeilenartige Strahlendetektoren angeordnet sind. Mit den Strahlendetektoren werden die jeweils von der Strahlenquelle 4 ausgesandte und durch das Gehäuse 5 dem auf dem Auflagetisch 6 aufliegenden Plattenmaterial zugeführte Strahlen nach deren Durchgang durch das Plattenmaterial aufgenommen und ausgelesen.
2 zeigt, daß sich die Gehäuse 5 in einem Mittelbereich des Gestells 1 abschnittsweise überlappen. Der Überlappungsbereich ist jedoch gering ausgebildet, da die Meßergebnisse jeder Strahlenquelle 4 für sich ausgewertet werden. Mit beiden Strahlenquellen 4 und ihren zugeordneten Gehäusen 5 wird allerdings die gesamte Breite des Plattenmaterials abgedeckt, aus den mit den beiden zugeordneten Strahlendetektoren ausgelesenen Ergebnissen läßt sich somit ein Abbild der gesamten Breite des Plattenmaterials herstellen. Durch ein zeilenweises Auslesen des gesamten Plattenmaterials und ein anschließendes Zusammensetzen der zeilenweise vorliegenden Ergebnisse läßt sich beispielsweise ein Grauwertbild des Plattenmaterials anfertigen. In der dazu verwendeten Datenverarbeitungseinrichtung kann beispielsweise ein Ringspeicher enthalten sein, in dem eine Länge von etwa 50 m Plattenmaterial ablegbar sind und auch visuell darstellbar sind.

Claims

Vorrichtung zum Prüfen eines Plattenmaterials mit Hilfe zumindest einer Strahlenquelle, wobei sich Plattenmaterial und Strahlenquelle relativ zueinander bewegen und wobei der Strahlenquelle ein Strahlendetektor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlenquelle (4) und Strahlendetektor auf einander gegenüberliegenden Seiten bezüglich des Plattenmaterials angeordnet sind, daß die Strahlenquelle (4) eine Strahlung in Form eines Strahlenfächers aussendet und daß der Strahlendetektor zeilenförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenfächer einen Öffnungswinkel von etwa 10° bis etwa 30° hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (4) an einem traversenartigen Hilfsgestell (2) oberhalb einer Durchführungsebene für das Plattenmaterial gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zumindest eine Strahlenquelle (4) und zumindest ein Strahlendetektor in einer etwa rechtwinklig zur Erstreckung des Plattenmaterials ausgerichteten Ebene angeordnet sind, wobei für mehrere Strahlenquellen (4) und Strahlendetektoren mehrere Ebenen genutzt werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Strahlenfächer ein sich in Richtung des Strahlendetektors verbreiterndes Gehäuse (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlendetektor in einer Halteeinrichtung am Hilfsgestell (2) gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung eine Schublade ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (4) eine Röntgenquelle ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlendetektor durch eine Vielzahl von Röntgenphotodioden ausgebildet ist.
Verfahren zum Prüfen eines Plattenmaterials mit Hilfe der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Strahlendetektor zeilenweise das Strahlenabsorptionsvermögen des Plattenmaterials ermittelt wird und daß aus diesem Strahlenabsorptionsvermögen bei Kenntnis spezifischer Eigenschaften des Plattenmaterials Kenngrößen des Plattenmaterials bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenabsorptionsvermögen in ein Grauwertbild umgesetzt wird, das aus den zeilenweise zur Verfügung gestellten Detektionssignalen des Strahlendetektors zusammengesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Grauwertbild das Flächengewicht des Plattenmaterials ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Strahlenabsorptionsvermögen Materialverdichtungen ermittelt werden und daß Eigenschaften dieser Materialverdichtungen mit definierten Grenzwerten verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Grenzwert eine Kenngröße der maximalen Verarbeitbarkeit des Plattenmaterials durch nachfolgende Vorrichtungen verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kenngröße die maximale Dichte des Materials eingesetzt wird.