DE1623191B1

DE1623191B1 - Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strahlungs-Rückstreumessvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn

Info

Publication number: DE1623191B1
Application number: DE1967J0033119
Authority: DE
Inventors: Leland S Hetenhouser
Original assignee: Industrial Nucleonics Corp
Current assignee: Industrial Nucleonics Corp
Priority date: 1966-03-18
Filing date: 1967-03-03
Publication date: 1970-09-24
Also published as: US3499152A; GB1185181A; GB1185182A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine EinsteHvorrich- und durchlaufender Bahn stets aufrechterhalten

tung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer werden.

Strahlungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durch- Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, laufenden Bahn, bei der auf einer oder auf beiden daß eine Meß- und Anzeigevorrichtung für die Flächen der Unterlage ein Überzug relativ geringer 5 Grunddicke der Unterlage auf eine Spalteinstellvor-Dicke aufgebracht ist, dessen Flächengewicht bzw. richtung zur Lageneinstellung der Rückstreumeßvor-Dicke bestimmt werden soll, wobei die Strahlungs- richtung relativ zur durchlaufenden Bahn derart einquelle und der Strahlungsdetektor der Rückstreumeß- wirkt, daß unabhängig von Änderungen in der Dicke vorrichtung auf der gleichen Seite der durchlaufen- der Unterlage der Abstand zwischen der Rückstreuden Bahn angeordnet ist. io meßvorrichtung und der Oberfläche der Unterlage

Bei vielen industriellen Verfahren wird eine Unter- stets konstant gehalten wird.

lage auf einer oder auf beiden Seiten mit einem Über- Nach der Erfindung wird die Meßvorrichtung rezugsrnaterial versehen, dessen Zusammensetzung von lativ zu der mit Überzug versehenen Unterlage so einder der Unterlage abweicht. Die Unterlage ist sehr gestellt, daß ein optimaler Luftspalt unabhängig von oft ein bahn- oder blattförmiges Material, das durch 15 Änderungen in der Dicke der Unterlage erhalten wird, eine Überzugsvorrichtung gezogen wird, in welcher Bei einem derartigen optimalen Luftspalt stellen Ander Überzug auf der Oberfläche z. B. der Bahn aufge- derungen des Signals aus der Anzeigevorrichtung auf bracht wird. In der metallverarbeitenden und kunst- Grund der Spaltänderungen ein Minimum dar, und stoffverarbeitenden Industrie kann eine bahnförmige die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Überzugs-Unterlage z. B. durch ein Zinkbad oder durch eine ao gewichtsmessung sind dabei ein Maximum.
Kunststoffextruder-Überzugsvorrichtung geführt wer- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- M den. Üblicherweise besitzt die Unterlage eine Nenn- dung wird die Dicke der Bahn ohne Überzug gemes- ™ dicke, und es wird ein Überzug mit bestimmtem Ge- sen und die Rückstreumeßvorrichtung gegen die mit wicht pro Flächeneinheit aufgebracht. Überzug versehene Bahn bzw. von dieser weg in Ab-Um das Gewicht pro Flächeneinheit des Überzuges 25 hängigkeit von der gemessenen Grunddicke eingezu steuern, gibt es bereits eine Reihe von Vorschlä- stellt, damit der optimale Luftspalt aufrechterhalten gen; es sei hier z. B. auf die USA.-Patentschrift wird.

2 895 888 der Patentinhaberin hingewiesen. In dieser Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfin- · Patentschrift ist die Verwendung einer Rückstreu- dung wird ein Rückkopplungssignal erzeugt, das f ortmeßvorrichtung zum Msssen des Gewichtes pro 30 laufend die Lage der Rückstreumeßvorrichtung anFlächeneinheit des Überzuges angegeben, das pro- zeigt und sie mit dem Dickensignal vergleicht, das portional dem Produkt aus Dicke und Dichte ist. von der zweiten Meßvorrichtung erzeugt wird, die in Nachstehend wird diese Größe des Überzuges als Bearbeitungsrichtung vor der Überzugsvorrichtung »Gewicht« bezeichnet. Ein derartiger Gewichtsum- angeordnet ist, damit ein Lagefehlersignal erzeugt wandler verwendet eine Strahlungsquelle und eine 35 wird. Das Einstellsystem für die Rückstreumeßvor-Anzeigevorrichtung auf der gleichen Seite der Bahn. richtung spricht auf dieses Lagefehlersignal in der Die Quelle richtet eine Strahlung gegen den Überzug, Weise an, daß es die Meßvorrichtung so lange ver- und die von dort reflektierte Strahlung wird von der schiebt, bis das Rückkopplungssignal das Grund-Anzeigevorrichtung angezeigt. dickensignal aufhebt. Damit ist gewährleistet, daß ein Man hat festgestellt, daß die angezeigte Strahlung 4° optimaler Luftspalt dauernd aufrechterhalten bleibt, eine Funktion nicht nur des Überzugsgewichtes, son- und das Ausgangssignal der Rückstreumeßvorrichdern auch des Abstandes, der Durchlaufbreite oder tung wird durch Änderungen der Dicke der Unter- ^ des Spaltes der Meßvorriehtung von der Oberfläche lage nicht beeinflußt. t der Bahn ist. Schwierigkeiten treten auf, wenn die Üblicherweise sind die durchlaufenden Bahnen Dicke der Unterlage sich ändert. Nimmt die Dicke 45 kontinuierliche Bahnen; in manchen industriellen der Unterlage zu, nimmt das Signal aus der Anzeige- Anwendungsfällen jedoch werden einzelne Bahnvorrichtung auf Grund der Verkleinerung des Meß- abschnitte zusammengesetzt, z. B. miteinander verspaltes ab. Diese Signalabnahme kann fälschlicher- schweißt, wodurch an den Stoßstellen Verdickungen weise als Änderung des Überzugsgewichtes, das in- auftreten, die beim Passieren der Rückstreumeßvorvariabel sein kann, ausgelegt werden. Die USA.-Pa- 50 richtung deren Beschädigung verursachen, da der tentschrift 2 855 518 gibt eine Vorrichtung an, bei Abstand zwischen der Rückstreumeßvorrichtung und der eine Rückstreumeßvorrichtung auf einer Rollen- der Bahnoberfläche im Falle der Erfindung sehr geanordnung angebracht ist, die auf der mit Überzug ring ist. Es wird deshalb nach einem weiteren Merkversehenen Bahn aufliegt. Der Abstand zwischen der mal der Erfindung vorgeschlagen, die Rückstreumeß-Meßvorrichtung und der mit Überzug versehenen 55 vorrichtung gegenüber derartigen Beschädigungen Bahn wird so lange aufrechterhalten, wie die Rollen- dadurch zu schützen, daß eine getrennte Meßvorrichanordnung die mit Überzug versehene Bahn gegen tung die Dicke der Unterlage mißt, und daß die die Trägerrollen begrenzt und ein Kontakt aufrecht- Rückstreumeßvorrichtung von der Unterlage abgeerhalten wird. hoben wird, wenn die Meßvorrichtung einen Dicken-Ziel vorliegender Erfindung ist es, die Genauigkeit 60 -wert anzeigt, der einen vorgeschriebenen Wert überder Arbeitsweise dieser bekannten Vorrichtung zu er- steigt.

höhen, und die Bestimmung des Flächengewichtes Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung

bzw. der Dicke des Überzuges unabhängig von der mit der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispie-

Dicke der den Überzug aufnehmenden Unterlage vor- len erläutert. Es zeigt

zunehmen. Ein direkter Kontakt zwischen der Meß- 65 F i g. 1 eine schematische Ansicht der Einstellvorvorrichtung und der mit Überzug versehenen Bahn richtung für den Spaltabstand gemäß der Erfindung, soll dabei vermieden werden, und es soll ein für den teilweise im Schnitt,
Betrieb optimaler Abstand zwischen Meßvorrichtung Fig. 2 eine graphische Darstellung des Anspre-

chens der Rückstreumeßvorrichtung über den Meßspalt,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer selbsttätig arbeitenden Einstellvorrichtung für den Spaltabstand,

F i g. 4 eine schematische Ansicht einer selbsttätig arbeitenden Einstellvorrichtung für den Spaltabstand bei einem Streichüberziehvorgang gemäß der Erfindung und

F i g. 5 eine Endansicht einer anderen Ausführungsform einer Einstellvorrichtung für den Spaltabstand gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt.

In der Zeichnung, insbesondere in den Fig. 1 und 2, bringt die Überziehvorrichtung 10 eine dünne Schicht aus einem Überzugsraaterial 12 auf eine Unterlage 14 auf, die sich in der durch Pfeile angedeuteten Richtung bewegt. Die mit Überzug versehene Bahn 16 wird von einer Rolle 18 unterstützt. Die Unterlage kann Gummi, Papier, Kunststoff oder Metall sein, der Überzug hat üblicherweise eine andere Zusammensetzung.

Eine Rückstreumeßvorrichtung 20 dient zum Messen des Gewichtes des Überzuges 12, der der oberen Seite der Unterlage 14 aufgegeben wird. Die Meßvorrichtung 20 weist eine Strahlungsquelle 22 auf, die innerhalb einer Anzeigekammer 24 angeordnet ist, damit die Kernstrahlung, z.B. Betapartikeln, auf die mit Überzug versehene Bahn 16 gerichtet werden. Von der Bahn 16 reflektierte Strahlung wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das der Leitung 26 aufgegeben wird, die die Anzeigekammer 20 mit einer Meßschaltung 28 koppelt. Es können aber auch andere Arten von radioaktiven Materialien und andere Anordnungen aus Strahlungsquelle und Anzeigevorrichtung verwendet werden. Beispielsweise kann die Quelle 22 außerhalb der Kammer 24 angeordnet sein und so gekippt sein, daß sie Strahlung von der Bahn in die Kammer reflektiert.

Um einige Überlegungen für die geometrische Anordnung bei der Konstruktion nach vorliegender Erfindung zu prüfen, kann die Unterseite der mit einem Überzug versehenen Bahn als Bezugsebene dienen, da sie auf Grund der Schwerkraft oder anderer Kräfte, z. B. der Spannung, die bei dem zu überwachenden Vorgang vorhanden ist, gegen die Rolle 18 gedrückt wird. Die Rückstreumeßvorrichtung ist in einem Abstand d über dieser Ebene angeordnet. Der Spalt g wird als der Abstand zwischen der Unterseite der Meßvorrichtung 20 und der Oberseite der mit einem Überzug versehenen Bahn 16 definiert. Wenn die Dicke des Überzuges 12 im Vergleich zur Dicke t der Unterlage 14 vernachlässigbar ist, ergibt sich, daß der Meßspalt g umgekehrt proportional der Dicke t der Unterlage 14 für einen gegebenen Abstand d von Meßvorrichtung zu Rolle ist.

Wie der F i g. 2 zu entnehmen ist, ändert sich der Ansprechwert der Rückstreumeßvorrichtung mit dem Spaltabstand g. Ein maximaler Ansprechwert R₀ kann aus der Anzeigevorrichtung erhalten werden, wenn der Spalt g gleich einem optimalen Wert G₀ ist, der z. B. 1,25 cm betragen kann. Der Ansprechwert fällt auf jeder Seite des optimalen Spaltwertes wesentlich ab, wie durch die Kurve 30 dargestellt ist.

Das von der Rückstreukammer 24 erzeugte Signal ändert sich nicht nur mit- dem Gewicht des Überzuges, sondern auch mit Dimensionsänderungen in der geometrischen Anordnung, die den Meßspalt verändern. Bei den meisten Verfahren ergibt sich eine derartige Dimensionsänderung aus einer Änderung der Dicke t der Unterlage. Sehr oft wird ein Streichüberzug verwendet, um Unterlagen unterschiedlicher Dicke anzupassen. Es ist erwünscht, den Spalt g zwischen Meßvorrichtung und Bahn, d. h. den Durchlaufabstand auf dem optimalen Spaltwert G₀ zu halten, unabhängig davon, welche Dicke ,die Unterlage hat. Um diesen bevorzugten Abstand zu erzielen, wird die Rückstreumeßvorrichtung so eingestellt, daß ihr Abstand d von der Bezugsebene sich ändert.

ίο Wenn eine dünne Unterlage vorliegt, wird d vermindert, wenn eine dicke Unterlage vorhanden ist, wird d vergrößert.

Eine Einrichtung zum vertikalen Verschieben der Rückstreumeßvorrichtung ist in F i g. 1 gezeigt. Der horizontale Spaltabstand, der dort dargestellt ist, ist lediglich als Beispiel angegeben, und die erforderliche Verschiebung der Meßvorrichtung kann ebensogut auch für schräge vertikale Spaltabstände vorgenommen werden. Eine Servoeinrichtung 32 treibt die

so Vorrichtung 20 aus Quelle und Anzeigevorrichtung nach oben und unten. Ein Zahnritzel 34 und eine damit zusammenarbeitende Zahnstange 36, die an der Kammer befestigt ist, ist als Beispiel dafür dargestellt, wie der rotierende Antrieb der Servoeinrichtung 32 in eine lineare Bewegung der Kammer 24 umgewandelt werden kann. Wenn die Quelle 22 getrennt von der Kammer 24 untergebracht ist, kann entweder jedes Gehäuse getrennt oder können beide Gehäuse gemeinsam verschoben werden. Wenn die Rückstreumeßvorrichtung 20 von einem Rahmen aufgenommen wird, damit eine Abtastung des mit Überzug versehenen Materials 16 möglich ist, kann es erwünscht sein, den gesamten Rahmen relativ zur Bezugsebene mit Hilfe von beweglichen, keilförmigen Elementen anzuheben.

Ein Rückkopplungssignal, das proportional der Verschiebung der Meßvorrichtung über der Bezugsebene ist, wird von einem Generator 38 übertragen, der mechanisch mit dem mechanischen Ausgang der Servoeinrichtung 32 gekoppelt ist, wie gestrichelt bei 40 angedeutet. Der Generator kann eine beliebige Ausführungsform eines Lagewandlers, z. B. ein Differentialwandler sein. Das Rückkopplungssignal wird in einem Differenzrechner 42 mit einem Ziel-

45- signal verglichen, das von einer Zieleinstellvorrichtung 44 für den Spaltabstand erzeugt wird.

Diese Einstellvorrichtung 44 kann eine einfache Widerstands-Spannungsteüerschaltung mit einem Potentiometer aufweisen, das einen verschiebbaren Abgriff zur Erzielung eines Spannungssignals auswählbarer Größe besitzt. Ein Steuerknopf 46 gibt dem Bedienenden die Möglichkeit, die Dicke der durch die Überziehvorrichtung 10 laufenden Unterlage anzuzeigen. Wenn der Steuerknopf 46 mit der verschiebbaren Potentiomeieranzapfung für die Zieleinsitelleinrichtung gekoppelt ist, wie dies gestrichelt mit 48 angedeutet ist, kann jede beliebige Dicke aus einem kontinuierlichen Bereich von Dickenwerten auf einfache Weise ausgewählt werden.

Beschreibung der Arbeitsweise

Um die erfindungsgemäße Uberzugsgewichtsmeßanordnung zu betreiben, kann die Auswahlvorrichtung für die Grunddicke auf Null gestellt werden, und die Rückstreumeßvorrichtung kann von Hand auf eine Stellung über der Rolle 18 angeordnet werden, bis das maximale Signal aus der Meßvorrichtung, 20 erhalten wird. Als praktisches Beispiel kann die-

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ser Wert etwa 1,5 cm über der Rolle 18 liegen. Das innerhalb eines Durchlaufes kann sich die Dicke än-Ausigangssignal aus dem Rückkopplungsgenerator dem. Beispielsweise kann eine generelle Äbschrägung

wird auf Null eingestellt. auf die Dicke der Unterlage auftreten, die eine Er-

Wenn eine Bahn bekannter Dicke T über die leere höhung der Streifendicke vom Beginn des Durch-

Rolle 18 geführt wird, nimmt der relative Ansprach- 5 lauf es bis zum Ende ergibt.

wert der Anzeigevorrichtung auf den Wert R₁ ab, und Um eine Bedienungsperson auszuschalten, wird,

zwar auf Grund des verringerten Luftspaltes G₁ (vgl. wie in F i g. 3 dargestellt, eine Meßvorrichtung 52

Fig. 2). vorgesehen, die die Bahn überwacht und ein Signal

Nachfolgenide Oberzugsgewich-tsmessungen wurden erzeugt, das die Dicke der Unterlage der Bahn andann normalerweise an -einem Spalt ausgeführt wer- io zeigt. Diese Funktion ergibt sich z. B. aus einem den, der eitwas kleiner als der optimale Spalt ist. Bei Wandler, z. B. einem Differentialwandler, der einen vorlegender Erfindung jedoch verschiebt der Bedie- beweglichen Kern aufweist, welcher auf der Unternende den Steuerknopf 46 auf die bekannte Grund- lage 14 aufliegt. Andererseits kann es erwünscht sein, dicke C, die gefahren werden soll, und die Servoein- die Dicke der gesamten mit Überzug versehenen richtung 32 hebt die Meßvorrichtung 20 um einen 15 Bahn mit einem Kaliperwandler abzutasten und die-Abstand gleich 'dieser Grunddicke an. Dann ist das ses Signal zur Lagesteuerung zu verwenden. Dies Lagerückkopplungssignal so weit vergrößert Worden, kann ein lineares Potentiometer sein, das von einem daß das Ausgangssignal der Zieleinstelivörrichtung auf der Bahn aufliegenden Arm betätigt wird. In jeweitgehend gelöscht wird. Nunmehr übertragen die d&m Falle wild ein Signal erzeugt, das im wesent-Meßvorrichtung 20 und die zugeordnete Meßschal- 20 liehen eine Funktion der Dicke der Bahn ist. Eine tang 28 ein Signal auf die Ablesevorrichtung 50, das einstellbare DurcMaufabstands-Bezugsvorrichtung 54 proportional dem Gewicht des Überzuges 12 ist, der ergibt ein weiteres Signal, das die vertikale Stellung auf die Unterlage 14 von der Überziehvorrichtung 10 der Meßvorrichtung 20 anzeigt. Eine Fehlerabtastaufgebracht worden ist. Das Signal aus der Meßvor- und Mittelungsschaltung 56 erzeugt ein Signal immer richtung 20 kann auch zur Steuerung des Gewichtes 25 dann, wenn die Differenz zwischen der gemessenen des Überzuges 12 verwendet werden, wie dies in idem Dicke der Unterlage und dem Bezugsdurchlaufobenerwähnten USA.-Patent 2 895 888 der Fall ist. abstand einen Meßspalt anzeigt, der die Grenzen der Falls eine Änderung der Daten einen Durchlauf eines annehmbaren Genauigkeit überschreitet. Als Beispiel Unterlagenmaterials von 0,125 cm Stärke erfordert, sei ein zulässiger Spalt von ±0,075 cm Abweichung stellt der Bedienende diese Dicke mit Hilfe des 30 vom Optimum angegeben.

Steuerknopfes 46 ein, und die Meßvorichtung 20 Eine Mittelungsschaltung kann in der Vorrichtung

senkt sich aus der früheren Stellung um 0,125 cm. 56 vorgesehen sein, um ein Ansprechen auf Kurz-

Die Überzugsgewichtsmessungen können dann wieder zeitabweichungen der Dicke der Unterlage zu verhin-

mit dem optischen Spaltabstand durchgeführt wer- dem, bei denen eine Lagesteuerung nicht notwendig

den, bei dem Genauigkeit und Signal-Geräusch-Ver- 35 ist; wenn jedoch die Mittelung angewendet wird,

hältnis ein Maximum sind. stellt ein Fehlersignal einen zu großen Fehler recht-

Während der Spalt g als der Abstand zwischen der zeitig fest, und die Einstellvorrichtung 58 für die

Meßvorrichtung und der oberen Fläche des mit Über- Rückstreumeßvorrichtung wird in der Weise betätigt,

zug versehenen Materials definiert wird, ist die Dicke daß die Meßvorrichtung auf den optimalen Spalt-

des Überzuges 12 in 'den meisten Fällen relativ zur 40 abstand verschoben wird. Natürlich wird die neue

dicken Unterlage sehr gering genug, daß sie für alle Stellung der Rückstreumeßvorrichtung auf die Vor-

praktischen Fälle vernachlässigt werden kann. Die richtung 54 übertragen, wie dies durch die ge-

Zuwachsspaltvörrittgerung Δ g, die sich aus Änderun- strichelte Linie 60 angezeigt ist, um die Fehlerabtast-

gen in der Überzugsdicke ergibt, verschiebt üblicher- schaltung 56 auf den korrigierten Durchlaufabstands-

weise den Betriebspunkt nicht weit genug auf der 45 bezugswert einzustellen.

Kurve 30 nach abwärts, daß die Genauigkeit der Wenn die Dickenmeßvorrichtung 52 räumlich ent-

ÜberzugsgewicMsmessung beeinflußt wird, fernt von der Rückstreumeßvorrichtung angeordnet

Der Spaltabstand kann dann mathematisch ange- sein muß, kann es in manchen Anwendungsfällen ernähert als forderlich sein, die Einstellung des Durchlaufabstan- g^d— t 50 des so weit zu verzögern, bis die Änderung in der angesehen werden. Dicke der Unterlage die Lage der Rückstreumeßvor-

In den Anwendungsfällen, in denen der Überzug richtung erreicht hat. Eine Verzögerungseinrichtung

so dick ist, daß der Durchlaufabsiand verringert wird 62, die gestrichelt dargestellt ist, kann zur Vergröße-

und einen unzulässigen Fehler ergibt, kann es erfor- rung der Lagesteuerung über eine Zeitperiode ver-

derlich sein, eine Verniersteuerung vorzusehen, die 55 wendet werden, die umgekehrt proportional der

eine Erhöhung des Durchlaufabstandszieles, das auf Durchlaufgesohwindigkeit des Materials ist. Ein

der Vorrichtung 44 eingestellt ist, ergibt. Transportverzögerungs-Taktgeber, wie er in dem

A₊ s ^ τ* ui t u . α -c· * η · w. USA.-Patent 2 895 888 erörtert ist, kann hierfür Ver-

Autoiaatische Durchlauf abstands-Einstellvomchtung wendüQ» finden

Während die Durchlaufabstands-Einstellvorrich- 60 Zink latt'erune tang nach F i g. 1 für die meisten Überziehanord-

nungen zufriedenstellend arbeitet, ist es erforderlich, Eine automatische Durchlaufabstands-Einstellandaß die Bedienungsperson die Dicke der Unterlage Ordnung für ein Zinküberzugsverfahren ist in Fig. 4 vorab einstellt. Falls die Dicke der Unterlage sich am dargestellt. Bei dieser Anordnung läuft ein Stahl-Ende eines Durchlaufes ändert und der Bedienende 65 streifen 64 in eine Eintauch-Überziehvorrichtung 66 vergißt, das Durchlaufabstandsziel zu ändern, werden ein, wo er einen Zinküberzug auf beiden Seiten oder die nachfolgenden Überzugsgewichtsmessungen mit Oberflächen erhält. Der mit einem Überzug veretwas verminderter Genauigkeit durchgeführt. Sogar sehene Streifen 68 wird um ein Rollensystem geführt,

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das ein Leitrollenpaar 70 und 72 aufweist. Zwei Arbeitsvorgang bei der Zinkplattierung

Rückstreumeßvorriciitungen 74 und 76 messen das '

Gewicht des Überzuges, der auf jeder Seite des Strei-' Um die vorbeschriebene Durchläufabstands-Ein-

fens 64 aufgebracht worden ist. Eine Durchlauf- Stellanordnung in Betrieb zu nghmen, drückt der Beabstands-Einstellvorrichtung kann an jeder Meßvor- 5 dienende einen Schalter 104 und schaltet 'einen Anrichtung zur gleichzeitigen Einstellung der individuel- laßstromkreis 106 ein. Der Stromkreis 106 enthält lenDurchlauf abstände verwendet werden. Um Wieder- Relais und eine Energiequelle, damit die Kupplungsholungen zu vermeiden, wind nur die Einstellvorrich- kontakte 102 getrennt und die Meßvorrichtung 76 tang für die Meßvorrichtung 76 im einzelnen darge- von der automatischen Durchlaufabstands-EinstellsteHt. ίο vorrichtung entkoppelt werden kann. Gleichzeitig

Um eine Berührung mit dem Streifen zu vermei- wird ein anderes Kupplungskontaktpaar 108 geschlosden, wird vorzugsweise die Dicke des Streifens 64 mit sen, damit der Kopf von Hand über die Rolle 72 einr einer Strahlungsübertragungsmeßvorrichtung 80 ge- gestellt werden kann, bis ein maximales Ansprechen messen, die eine Strahlungsquelle Q und eine An- der Meßvorrichtung auf der Überzugsgewichtsaufzeigevorrichtung D aufweist, welche auf entgegen- 15 zeiohnungsvorrichtumg 110, die. mit der Rückstreugesetzten Seiten das Streifens 64 angeordnet sind. Die meßvorrichtung 76 verbunden -ist, angezeigt wird. Anzeigevorrichtung D erzeugt ein Signal, das umge- Wenn dieser Punkt des maximalen Ansprechens festkehrt proportional der Streif eadicke auf Grund der gestellt worden ist, wird die Durchlaufabstands-Strahlungsabsorption durch den Streifen 64 ist. Die Potentiometeranzapfung 96a auf das Nullende seiner Anzeigevorrichtung D ist mit einer Meßservoeinrich- 20 Bewegung verschoben. Der Schalter 104 wird freitung 82 verbunden, (die die gemessene Streifendicke gegeben, trennt die Meßvorrichtung 76 von der Handin eine mechanische Bewegung umsetzt, welche über einstellvorrichtung 112 und verbindet sie mit der eine Verbindung 84 angezeigt wird. Im Zusammen- automatischen Durchlaufabstands-Einstellvorrichhang mit einer eingehenden Erläuterung der Kon- tang.

struktion des bevorzugten Meßsystems wird auf die 25 Wenn ein Streifen 64 von beispielsweise 0,125 cm USA.-Patentschrift 2 790 945 hingewiesen. Die Meß- in die Anordnung eingeführt wird, zeigt die Meßvorservoeinriichtung 82 kann eine Schreibfeder 86 eines richtung 80 den Grunddickenwert an. Die Meßservo-Aufzeichnungsgerätes 88 steuern, damit die Ände- einrichtung 82 bringt diesen Dickenwert auf dem rangen in der Streifendicke des eintretenden Strei- Streifenaufzeichnungsgerät 88 zur Anzeige und verfens 64 angezeigt werden. 30 schiebt die Schleif drahtanzapfung 94 a in eine Stel-

Eine Differenzrechnerbrückenschaltung 90 wird lung auf dem Potentiometer 94,; .die der gemessenen zur Anzeige von Änderungen im Spaliabstand ver- Grunddicke entspricht. Die Brücke 90 konmt aus wendet, die sich aus einer Verschiebung der gemesse- dem Gleichgewicht, und es tritt eine Spannung zwinen Streifendicke ergeben. Eine Durchlauf abstands- sehen den Potentiometeranzapfungen 94 a und 96 a servoeinrichtung 92 überwacht den Ausgang der 35 auf, die die Durchlaufabstands-Servoemrichtung 92 Brücke 90 und stellt den Meßkopf 76 '.so ein, daß die erregt. Das Ritzel 100 wird im Gegenuhrzeigersinn Brücke im Gleichgewicht bleibt. Die Brücke 90 weist gedreht, damit die Meßvorrichtung 76 angehoben in ihrer vereinfachten Form ein Wiederhol-Schleif- wird. Die Anzapfung 96 a wird, zusammen mit der drahtpotentiometer 94, das mechanisch mit der Meß- Meßvorrichtung 76 so lange nach oben geführt, bis servoeinrichtung 82 verbunden ist, ferner ein Durch- 40 das Potential etwa gleich dem.'an der Schleifdrahtlauf abstands- Bezugspotentiometer 96 und eine durch anzapfung 94 a herrschenden ist. An dieser Stelle hält die Batterie 98 dargestellte Spannungsquelle auf. Das die Durchlaufabstands-Servoeihjichtung 72 an und Dicken- und Durchlaufabstandspotentiometer weisen beläßt die Meßvorrichtung 0,125 cm höher als sie verschiebbare Anzapfungen 94 a und 96 a auf, die in war, als kein Streifen im Spalt vorhanden war. Da die entsprechender Weise mit dam Eingang der Durch- 45 Meßvorrichtang am optimalen Spalt angeordnet war laufabstands-Servoeinrichtung 92 in Verbindung ste- und sie sich um einen Abstand gleich der Streifenhen. Die Einstellung dieser beiden Anzapfungen dicke nach oben verschoben hat, bleibt der optimale längs ihrer entsprechenden Schleif drähte kann in Ver- Spaltabstand G₀ erhalten.

Schiebungseinheiten, z. B. in V1000 cm, geeicht werden. Daraus ergibt sich, daß unabhängig davon, wie

Beispielsweise kann das Durchlaufabstandspotentio- 50 groß die Grunddicke ist, diese Grunddicke gemessen meter einen Bereich von 0,35 cm besitzen, wobei das und zum Heben und Senken der Meßvorrichtung 76 untere Ende dem Wert Null entspricht. Diese Stelle verwendet wird, damit der optimale Spalt G₀ mit auf dem Durchlaufabstandspotentiometer ist in der Hilfe der kontinuierlichen Durchlaufabstands-Ein-Zeichnung in einem Abstand über der Rolle 72 aus- Stellvorrichtung aufrechterhalten wird. Es liegt auch geriohtet, der gleich dem optimalen Spalt G₀ ist, da 55 im Rahmen vorliegender Erfindung, eine Bereichsdies einen zweckmäßigen Bezugspunkt ergibt. Der schaltung vorzusehen und andere Abänderungen der Bereich der Verschiebung des Durchlaufabstands- Brücke 90 zu wählen, um die Eichgenauigkeit der potentiometers 96 wird so gewählt, daß der gesamte Einstellanordnung für die Meßvorrichtung zu verBereich in den zu erwartenden Grunddickenwerten bessern.

erfaßt wird. 60 Ein weiteres Verfahren zum Anheben der Rück-

Die Durchlaufabstands-Servoeinrichtung 92 treibt streumeßvorrichtung ist in F i g. 5 dargestellt. Ein sowohl das Ritzel 100 über zwei geschlossene, elek- Schlitten 113, der die Rückstreuquelle und -anzeige-'tromechanische Kupplungskontakte 102 als auch die vorrichtung aufnimmt, verschiebt sich auf einer Uber-Anzapfung 96 α des Durchlaufabstandspotentiometers kopfführungsstange 114. Eine "mit einem Überzug in Abhängigkeit von einer Potentialdifferenz zwi- 65 versehene Bahn 116 wird von einer Walze 118 aufsehen den Potentiometeranzapfungen 94 α und 96 α genommen. Die Führungsstange 114 ist in zwei senkan. Die Anzapfung 96a folgt der vertikalen Ver-- recht stehenden Rahmenteilen 120 und 122 befestigt, Schiebung der unteren Fläche der Meßvorrichtung 76. von denen jeweils eines an jeder Seite der Bahn 116

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angeordnet ist. Ein Motor 124 kann mit dem Quelle und Anzeigevorrichtung aufnehmenden Schlitten 113 gekoppelt sein, so daß er quer zur Bahn oder vorwärts und rückwärts abtastet. In einer vereinfachten Darstellung wird jedes Rahmenbauteil von dem verschiebbaren Keil W aufgenommen, der zwischen den Bauteilen 120 und 122 und einem ortsfesten Tragbautel 126 angeordnet ist. Die Keile W können auf einer Führungsspindel 128, die von einem Servomotor 130 in Drehung versetzt werden, angebracht sein. Jeder Keil W kann gleichzeitig von dem Motor 130 gesteuert werden, wie gestrichelt mit 132 angedeutet.

Die gesamte Meßanordnung kann nach oben verschoben werden, indem die Keile W auf die Bahn 116 zu bewegt werden. Eine Drehung der ■Führungsspindel 128 in entgegengesetzter Richtung dient zum Absenken der Anordnung. Eine ähnliche Anordnung kann zur Verwendung bei vertikalem Durchlaufabstand-vorgesehen werden, wobei hier die Rückstreumeßvorrichtung in horizontaler Richtung verschoben werden muß.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein Schweißschutz vorgesehen ist. Üblicherweise ist das Ende eines Streifens mit dem Beginn eines anderen Streifens verschweißt, damit ein kontinuierlicher Überzugsvorgang erhalten wird. Die Schweißstelle S ist ein örtlicher Bereich vergrößerter Dicket der die Stirnseite der Rückstreumeßvorrichtung 112 beim Durchlaufen beschädigen kann. Es sind mechanischie Vorrichtungen verwendet worden, die sich gegen den einlaufenden Streifen 134 legen und die Schweißstelle S anzeigen. Es hat sich jedoch als zweckmäßiger herausgestellt, eine berührungsfreie Strahlungsmeßvorrichtung 138 in Bewegungsrichtung räumlich vor der Rückstreumeßvorrichtung 112 anzuordnen, um die Schweißstelle S anzuzeigen und die Meßvorrichtung von der mit Überzug versehenen Bahn 116 weg zu verschieben. Die Meßvorrichtung 112 kann durch die Keile W angehoben oder in seitlicher Richtung in die gestrichelt dargestellte Abstandsstellung 112 a verschoben werden.

Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, den normalen Abtastbefehl einer Vorwärts- und Rückwärtsmeßvorrichtung aus einem Abtastprogtarnmierer 140 zu unterbinden. Eine Dickenbegrenzungsschaltung überwacht das Grunddickensignal, das von der mit der Strahlungsmeßvorrichtung 138 gekoppelten Grunddickenmeß- und Aufzeichnungsanordnung 142 erzeugt wird. Ein Grenzschalter 144 kann "beispielsweise von dem Grunddickenaufzeichnungselement betätigt werden, wenn eine Dicke durch die Strahlungsmeßvorrichtung 138 angezeigt wird, die wesentlich größer ist, als sie üblicherweise durch normale Änderungen in der Grunddicke auftritt. Eine Betätigung des Grenzschalter,s 144 bewirkt, daß eine automatische Meßvorrichtungsäbziehvorrichtung 146 das normale Programm des Abtastprogrammierers 140 eine vorgegebene Zeitdauer lang verändert, die ausreicht, damit die Schweißstelle S die in Bewegungsrichtung stromab liegende Rückstrahlmeßvorrichtung 112 durchläuft. Zu diesem Zweck kann die von der Bahn abgelegene Abziehvorrichtung 146 einen an sich bekannten Verweiltaktgeber verwenden.

Die Durchlaufabstands-Einstellvorrichtung 148 kann auch mit dem Ausgang der Grunddickenmeßanordnung 142 gekoppelt sein, damit der gewünschte Spaltabstand erzielt wird, nachdem die Schweißstelle S die Rückstreumeßvorrichtung 112 durchlaufen hat. Die Durchlauf abstands-Einstellvorrichtung steuert die Arbeitsweise des Stellmotors in der obenerwähnten Weise.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann eine Grunddickenmeßvorrichtung verwendet werden, um die Dicke einer faserförmigen Unterlage zu überwachen, auf die ein Kunststoffüberzug aufgebracht wird. Eine Rückstreumeßvorrichtung, die. in der Nähe der mit einem Überzug versehenen Unterlage zur Messung des Gewichtes oder der Dicke des Kunststoffüberzuges befestigt ist, kann in bezug auf die Oberfläche der Unterlage so eingestellt werden, daß die Genauigkeit der Überzugsmessung verbessert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strahlungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn* bei der auf einer oder beiden Flächen der Unterlage ein Überzug relativ geringer Dicke aufge- Λ bracht ist, dessen Flächengewicht bzw. Dicke be- ™ stimmt werden sollj wobei die Strahlungsquelle und der Strahlungsdetektor der Rückstreumeßvorrichtung auf der gleichen Seite der durchlaufenden Bahn angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meß- und Anzeigevorrichtung (52, '82, 142) für 'die Grunddicke der Unterlage (14, 64) auf eine Spalteinstellvorrichtung (32, 92, 148) zur Lageeinstellung der Rückstreumeßvorrichtung (20, 76, 113) relativ zur durchlaufenden Bahn (16, 68) derart einwirkt, daß unabhängig von Änderungen in der Dicke Rückstreumeßvorrichtung und der Oberfläche der der Unterlage (14, 64) der Abstand zwischen der Unterlage (14, 64) stets konstant gehalten wird.

2. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strahlungs-Rüekstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalt-Einstellvorrichtung (32, 92) eine Servoeinrichtung ist.. a

3. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwi- ' sehen mindestens einer Strahlungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung (32) von einem mit einem Rückkopplungssignalgenerator (38) beaufschlagten Differenzrechner (42) steuerbar ist.

4. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Stra'hlungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablesevorrichtung (50) vorgesehen ist, deren Anzeige proportional dem Gewicht des

- Überzuges (12) ist.

5. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strählungs-Rückstreumeßvorriehtung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Unterlage (14) einer auf den Sollwert einstellbaren Vorrichtung (44, 46) und über diese dem Differenzreehner (42) aufgegeben wird.

6. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strählungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn nach

Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (46) von Hand einstellbar ist.

7. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strahlungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grunddickenmeßvorrichtung (52) die Dicke der Bahn selbsttätig überwacht und eine Fehlerabtast- und -mittelungsschaltung (56) speist, um die Anzeige von Kurzzeitschwankungen zu verhindern, und daß die Einstellvorrichtung (58) die Rückstreumeßvorrichtung (20) auf den optimalen Spaltabstand verschiebt.

8. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strahlungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 7, wobei die Dickenmeßvorrichtung räumlich entfernt von der Rückstreumeßvorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungseinrichtung (62) vorgesehen ist.

9. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strahlungs-Rückstreumeßvorrichiung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur berührungsfreien Messung der Dicke der Unterlage (14, 64) eine an sich bekannte Strahlungsübertragungsmeß- und Anzeigevorrichtung (80 bis 88) vorgesehen ist.

10. Ernstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Stra'hlungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenzrechnerbrückenschaltung (90) zur Anzeige von Änderungen im Spaltabstand vorgesehen ist, die den Meßkopf (76) einstellt.

11. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strählungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstreumeßvorrichtung (113) auf einer Führungsstange (113 c) verschiebbar angeordnet ist und daß die die Führungsstange aufnehmenden Seitenträger (120, 122) und damit der Abstand zwischen Vorrichtung (113) und Oberfläche des Streifens (116) durch die Führungsstange (113 d) anhebende oder absenkende Keilvorrichtungen (126, 128, 130) einstellbar ist.

12. Einstellvorrichtung für den Spaltabstand zwischen mindestens einer Strahlungs-Rückstreumeßvorrichtung und einer durchlaufenden Bahn nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, wobei die durchlaufende Bahn auf Grund von Verbindungsstellen einzelner Bahnabschnitte miteinander an diesen Stellen eine größere Dicke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine getrennte Meßvorrichtung (138) die Dicke der Unterlage (134) mißt und daß die Rückstreumeßvorrichtung (112) von der Unterlage abgehoben wird, wenn die Meßvorrichtung einen Dickenwert anzeigt, der einen vorbestimmten Wert übersteigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen