DE202005002796U1

DE202005002796U1 - Antriebssystem

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Publication number: DE202005002796U1
Application number: DE200520002796
Authority: DE
Original assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2015-02-23

Abstract

Folien-Reckanlage zur Herstellung von Kunststoff-Folien, bei welcher die Folien an ihren längsseitigen Bändern mit vorzugsweise in Form von Kluppen gebildeten Transportelementen gehalten und an, periodisch auf entsprechenden Führungsbahnen umlaufenden Ketten befestigt sind,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
– an wenigstens einem Transportelement ist wenigstens ein Sensor (8) angeordnet,
– mittels des zumindest einen Sensors (8) sind Kenngrößen des Führungssystems und Kenngrößen der zumindest einen mit dem Sensor (8) versehenen und durch die von den Transportelementen transportierten Folie (2) erfassbar, und
– dem zumindest einem Sensor (8) sind Mittel zur Übertragung von Sensorsignalen zu einer stationären Auswerteeinheit zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Folien-Reckanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Folien-Reckanlage dienen zur Herstellung von Kunststoff-Folien. Die zu bearbeitenden Folien werden an ihren längsseitigen Rändern mit Kluppen gehalten, wobei diese an periodisch umlaufenden Ketten befestigt sind.
Generell besteht eine wesentliche Anforderung an derartige Folienreckanlagen darin, dass diese eine hohe Verfügbarkeit aufweisen, das heißt dass Standzeiten aufgrund von Reparaturen und Wartungsarbeiten möglichst gering gehalten werden.
Eine gattungsbildende Folienreckanlage ist vom Grundprinzip her aus der DE 296 06 262 U1 bekannt geworden. Meßeinrichtungen sowie Sensoreinrichtungen zur Erfassung gewisser Zustände an Förder- oder Kettenanlagen, welche aber für völlig andere Förder- und Transportsysteme vorgesehen sind, sind teilweise aus der DE 100 60 578 A1 sowie der DE 30 40 480 A1 bekannt geworden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von der gattungsbildenden Folien-Reckanlage eine demgegenüber verbesserte Reckanlage zu schaffen, die eine höhere Betriebssicherheit aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Folien-Reckanlage zeichnet sich unter anderem durch die folgenden Merkmale aus:

– an wenigstens einem Transportelement ist wenigstens ein Sensor (8) angeordnet,
– mittels des zumindest einen Sensors (8) sind Kenngrößen des Führungssystems und Kenngrößen der zumindest einen mit dem Sensor (8) versehenen und durch die von den Transportelementen transportierten Folie (2) erfassbar, und
– dem zumindest einem Sensor (8) sind Mittel zur Übertragung von Sensorsignalen zu einer stationären Auswerteeinheit zugeordnet.

Mit der erfindungsgemäßen Folien-Reckanlage wird eine detaillierte Prozessbeobachtung und darauf basierend auch eine Prozessoptimierung einer derartigen Folien-Reckanlage ermöglicht.
Insbesondere kann mit der erfindungsgemäßen Folien-Reckanlage eine fortlaufende Diagnose für das Antriebssystem durchgeführt werden, wodurch ungewollte Stillstandszeiten des Antriebssystems vermieden werden können. Weiterhin können anhand der mit dem Sensor ermittelten Messwerte Service- und Wartungsintervalle für das Antriebssystem optimiert werden.
Durch eine zeitabhängige Auswertung der mit dem Sensor generierten Sensorsignale können ortsaufgelöst Informationen über das Antriebssystem erhalten werden. Dabei können insbesondere Kenngrößen über das Führungssystem zur Führung der Kette und/oder die Transportelemente und/oder die mit den Transportelementen transportierten Gegenstände erhalten werden. Durch eine geeignete Wahl des Sensors können dabei beispielsweise Kraftmessungen durchgeführt werden, wobei je nach Ausbildung des Sensors die Prozesskräfte, welche durch die zu transportierenden Gegenstände auf das jeweilige Transportelement ausgeübt werden, erfasst werden und/oder die Reibungskräfte, die durch Komponenten des Führungssystems auf das Transportelement ausgeübt werden, ermittelt werden. Weiterhin kann der Sensor derart ausgebildet sein, dass mit diesem die geometrischen Maße des Führungssystems überprüfbar sind. Mit derartigen Messungen kann die Qualität des Führungssystems überprüft werden, insbesondere ob die Maße des Führungssystems innerhalb der geforderten Toleranzgrenzen liegen. Alternativ kann der Sensor auch als Beschleunigungssensor ausgebildet sein, mittels dessen insbesondere die Beschleunigungen des auf dem Transportelement bewegten Sensors quer zur Bewegungsrichtung erfasst werden. Diese Messungen geben Aufschluss über die Laufruhe des Transportelements und damit über die Qualität der Führung des Transportelements. Schließlich kann der Sensor auch als Temperatursensor aus gebildet sein, um Informationen über die Temperaturverteilung innerhalb des Antriebssystems zu erhalten.
Die erfindungsgemäße Folien-Reckanlage kann generell dahingehend erweitert sein, dass auf verschiedenen Transportelementen unterschiedliche Sensoren angeordnet sind, so dass mit den Sensoren verschiedenartige Kenngrößen über das Antriebssystem erhalten werden.
Insbesondere für diesen Fall ist es vorteilhaft, dass die einzelnen Transportelemente mit Kennungen gekennzeichnet sind, so dass diese beim Transport innerhalb des Antriebssystems eindeutig identifizierbar und lokalisierbar sind. Damit werden mit den einzelnen Sensoren ortsaufgelöste Informationen über das Antriebssystem erhalten.
Besonders vorteilhaft werden die Sensorsignale des Sensors oder der Sensoren während des Betriebs der Folien-Reckanlage, das heißt während der Bewegungen der Transportelemente, an eine stationäre Auswerteeinheit zur Auswertung ausgelesen. Hierzu sind an vorgegebenen Positionen im Bereich des Führungssystems Datenübertragungsstellen vorgesehen. An diesen können durch Funksignale oder über Schleifkontakte die Sensorsignale ausgelesen werden, ohne den Kettentransport zu beeinträchtigen. Die Schleifkontakte einer Datenübertragungsstelle können zudem vorteilhaft zur Energieversorgung des Sensors auf dem Transportelement genutzt werden.
Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1: Schematische Darstellung einer Folien-Reckanlage.
2: Schematische Darstellung einer Kluppe für die Folien-Reckanlage gemäß 1 mit einem auf der Kluppe angeordneten Sensor.
3: Schematische Darstellung der Kluppe mit dem Sensor gemäß 2 an einer Datenübertragungsstelle.
1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau einer Folien-Reckanlage 1 zur Herstellung von dünnen, aus Kunststoff bestehenden Folien 2. Zur Bearbeitung der Folie 2 wird diese in Bahnform mit einer Geschwindigkeit v in einer Förderrichtung, die in 1 mit einem Pfeil gekennzeichnet ist, durch die Folien-Reckanlage 1 geführt und dabei an ihren längsseitigen Rändern an Transportelementen bildenden Kluppen 3 gehalten. Die Kluppen 3 sitzen jeweils auf einer Kette 4 auf, wobei die Kette 4 Bestandteil eines Antriebssystems ist.
Wie aus 1 ersichtlich weist die Folien-Reckanlage 1 zwei symetrisch ausgebildete Antriebssysteme mit jeweils einer Kette 4 auf, auf welcher die Kluppen 3 angeordnet sind. Jedes Antriebssystem weist ein angetriebenes Kettenrad 5 am Ausgangsbereich der Folien-Reckanlage 1 auf, welches mittels eines nicht dargestellten Antriebs angetrieben wird. Im Eingangsbereich ist ein Umlenkrad 6 zur Umlenkung der Kette 4 vorgesehen. Anstelle des Umlenkrads 6 können auch andere Umlenkmittel vorgesehen sein. Weiterhin können weitere Umlenkmittel zur Umlenkung der Kette 4 vorgesehen sein, um diese längs einer definierten Bahn zu führen. Die Kette 4 eines Antriebssystems läuft somit auf einer periodischen Bahn um, wobei deren Geschwindigkeit über den Antrieb vorgegeben wird.
Am Eingang der Folien-Reckanlage 1 werden die Kluppen 3 zur Fixierung der Folie 2 automatisch geschlossen.
In dem mit I gekennzeichneten Bereich ist der Abstand der gegenüberliegenden Kluppen 3 des Antriebssystems im Wesentlichen konstant, das heißt die Folie 2 weist eine im Wesentlichen konstante Breite auf. In diesem Bereich erfolgt das Aufheizen der Folie 2 in Vorbereitung des Reckens. Im anschließenden, mit II gekennzeichneten Bereich der Folien-Reckanlage 1 vergrößern sich die Abstände der gegenüberliegenden Kluppen 3 kontinuierlich. In diesem Bereich erfolgt ein Recken der Folie 2 in Querrichtung, d.h. senkrecht zur Bewegungsrichtung der Folie 2.
Am Ausgang der Folien-Reckanlage 1 wird die bearbeitete Folie 2 von den Kluppen 3 gelöst und aufgerollt. Hierzu werden am Ausgang der Folien-Reckanlage 1 die Kluppen 3 automatisch geöffnet und laufen geöffnet zum Eingangsbereich der Folien-Reckanlage 1 zurück, um dort von neuem die zu bearbeitende Folie 2 aufzugreifen.
2 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Kluppe 3 zur Fixierung der Folie 2. Die Kluppe 3 weist einen Kluppenkörper 3a auf, an welchem im vorliegenden Fall am oberen und unteren Ende gabelförmige Führungen vorgesehen sind, die in Führungsschienen 7 laufen. Weiterhin ist ein am Kluppenkörper 3a ausmündender Greifer 3b zur Fixierung der Folie 2 vorgesehen. Die Kluppen 3 sind in regelmäßigen Abständen an Kettenglieder der Kette 4 befestigt.
Zur Verfolgung der einzelnen Kluppen 3 innerhalb der Folien-Reckanlage 1 sind diese mit Kennungen versehen.
Generell können die Kennungen derart ausgebildet sein, dass alle Kluppen 3 jeweils eine Identifikationsnummer aufweisen, die mit einem Identifikationssystem ausgelesen werden können. Alternativ kann nur eine Kluppe 3 mit einer Kennung versehen sein, wobei ausgehend von diesem Element alle weiteren Kluppen 3 inkrementell gezählt werden. Alternativ können anstelle der Kluppen 3 auch die einzelnen Kettenglieder der Kette 4 mit Kennungen versehen sein.
Zur Ermittlung von Kenngrößen des Antriebssystems ist auf einer Kluppe 3 des Antriebssystems ein Sensor 8 angeordnet. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist der Sensor 8 auf dem Greifer 3b der Kluppe 3 angeordnet. Prinzipiell kann der Sensor 8 auch auf dem Kluppenkörper 3a angeordnet sein.
Im einfachsten Fall kann ein Sensor 8 auf einer Kluppe 3 angeordnet sein. Prinzipiell können auch mehrere unterschiedliche Sensoren 8 an einer Kluppe 3 angeordnet sein. Weiterhin können auch mehrere identische oder unterschiedliche Sensoren 8 auf unterschiedlichen Kluppen 3 angeordnet sein. Generell werden durch die Identifizierung der Kluppen 3 mit den Kennungen die Sensorsignale der Sensoren 8 diesen Kluppen 3 zugeordnet. Durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Sensorsignale werden somit ortsaufgelöste Informationen über das Antriebssystem und dessen Komponenten erhalten. Dabei sind der oder die Sensoren 8 auf der oder den Kluppen 3 so angeordnet, dass deren Transporteigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
In einer ersten Ausgestaltung kann der Sensor 8 zur Messung von Kräften dienen. Der hierfür verwendete Sensor 8 weist beispielsweise Dehnungsmessstreifen auf, wobei die Dehnungen des Messstreifens in Widerstands- oder Spannungsänderungen umgesetzt werden.
Je nach Anbringungsort des Sensors 8 können mit diesem die beim Transport der Kluppe 3 auftretenden Gleitreibungskräfte oder die durch den Transport der Folie auf die Kluppe 3 ausgeübten Prozesskräfte ermittelt werden.
In einer alternativen Ausgestaltung können mit dem Sensor 8 die geometrischen Maße des Führungssystems vermessen werden. Insbesondere kann mit einem derartigen Sensor 8 bestimmt werden, ob die Komponenten des Führungssystems, wie zum Beispiel die Führungsschienen 7 zur Führung der Kluppen 3 innerhalb der geforderten Toleranzgrenzen liegen. Mit einem derartigen Sensor 8 ist somit eine ortsaufgelöste Kontrolle der Maße des Führungssystems möglich. Derartige Sensoren 8 sind bevorzugt als kapazitive oder induktive Sensoren 8 ausgebildet. Im einfachsten Fall sind diese als kapazitive oder induktive Nährungsschalter ausgebildet, deren Ansprechschwellen derart ausgebildet sind, dass diese Schaltsignale generieren, sobald Komponenten des Führungssystems unterhalb eines Grenzabstands am Sensor 8 vorbeigeführt werden.
Weiterhin können derartige Sensoren 8 als Hallsensoren oder dergleichen ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Sensor 8 als Beschleunigungssensor ausgebildet sein, wobei mit diesem vorteilhaft die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kluppe 3 mit dem Sensor 8 auftretenden Beschleunigungen erfasst werden. Da die Komponenten des Führungssystems, wie zum Beispiel Führungsschienen 7, aus einzelnen zusammengesetzten Teilen bestehen, treten an den Nahtstellen unerwünschte Unebenheiten am Führungssystem auf. Weiterhin können durch Verschleiß und Verschmutzungen derartige Unebenheiten entstehen, die die Laufruhe der Kluppen 3 beim Transport entlang des Führungssystems beeinträchtigen. Derartige Unebenheiten führen zu lokalen Kraftstößen und dadurch bedingt zu Beschleunigungen quer zur Bewegungsrichtung der Kluppen 3, die mit dem Beschleunigungssensor erfasst werden können.
Schließlich kann der Sensor 8 auch als Temperatursensor ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Sensor 8 als Thermoelement ausgebildet sein, mittels dessen die Temperatur an der Kluppe 3 gemessen werden kann.
Alternativ kann der Sensor 8 als Pyrometer ausgebildet sein, der durch Messung der Strahlung von Körpern die Umgebungstemperatur bestimmt. In beiden Fällen wird mit dem Temperatursensor überprüft, ob die Temperatur entlang des Antriebssystems innerhalb vorgegebener Grenzen liegt. Dabei variiert die Temperatur des Antriebssystems innerhalb einer Folien-Reckanlage 1 erheblich, da die Kluppen 3 abschnittsweise in Öfen zur Bearbeitung der Folie 2 geführt werden und beispielsweise beim Rücktransport außerhalb der Öfen transportiert werden.
3 zeigt einen Ausschnitt der Kette 4 des Antriebssystems mit der Kluppe 3, auf welcher der Sensor 8 angeordnet ist. Die Kluppe 3 mit dem Sensor 8 bewegt sich periodisch entlang einer vorgegebenen Bahn. Zur Auswertung der Sensorsignale ist jedoch eine stationäre Auswerteeinheit 9 vorgesehen, die bevorzugt Bestandteil der Steuereinheit der Folien-Reckanlage 1 ist.
Zur Übertragung der Sensorsignale vom beweglichen System der jeweiligen Kluppe 3 an die stationäre Auswerteeinheit 9 sind an vorgegebenen Stellen, bevorzugt im Bereich des Führungssystems, ein oder mehrere stationäre Datenübertragungsstellen 10 vorgesehen. Die Datenübertragungsstellen 10 befinden sich bevorzugt an unkritischen Stellen des Antriebssystems, insbesondere in Bereichen außerhalb der Öfen, an welchen zumindest annähernd Raumtemperaturbedingungen herrschen.
Die Datenübertragungsstellen 10 sowie die Kluppen 3 mit dem Sensor 8 weisen Mittel zur Übertragung der Sensorsignale des Sensors 8 auf. Im vorliegenden Fall sind auf der Kluppe 3 mit dem Sensor 8 ein Funksendemodul 11 und ein Funkempfangsmodul 12 sowie eine Mikrorechnereinheit 13, beispielsweise ein Mikrochip zur Steuerung dieser Komponenten und des Sensors 8 vorgesehen. Die Datenübertragungsstelle 10 selbst weist ein weiteres Funksendemodul 14 und ein Funkempfangsmodul 15 auf. Mittels der Funksendemodule 11, 14 und der Funkempfangsmodule 12, 15 erfolgt eine bidirektionale Datenübertragung zwischen der Datenübertragungsstelle 10 und der Kluppe 3 mit dem Sensor 8, sobald diese im Bereich der Datenübertragungsstelle 10 ist. Vorzugsweise wird mit dem Funksendemodul 14 der Datenübertragungsstelle 10 ein Steuersignal in die Mikrorechnereinheit 13 der Kluppe 3 eingelesen, wobei auf dieses Steuersignal die Sensorsignale, die über eine Periode, das heißt einen Umlauf der Kluppe 3 im Antriebssystem ermittelt werden, an die Datenübertragungsstelle 10 übertragen werden. Von dort werden die Sensorsignale über Kabelverbindungen in die Auswerteeinheit 9 eingelesen.
Besonders vorteilhaft kann durch Einlesen von Funksignalen aus der Datenübertragungsstelle 10 auch der Sensor 8 der Kluppe 3 in geeigneter Weise parametriert werden.
Anstelle von Funkmodulen zur berührungslosen Datenübertragung können auch Schleifkontakte zum Auslesen der Sensorsignale verwendet werden.
Besonders vorteilhaft erfolgt über die Schleifkontakte oder auch über die Funkmodule der Datenübertragungsstelle 10 eine Energieversorgung der Elektronikkomponenten auf der Kluppe 3, wobei auf der Kluppe 3 hierzu ein geeigneter Energiespeicher, beispielsweise in Form eines Speicherkondensators vorgesehen ist.
Da die Kette 4 eines Antriebssystems die Folien-Reckanlage 1 periodisch umläuft, können die mit dem Sensor 8 oder den Sensoren 8 ermittelten Messwerte zur Erhöhung der Maßgenauigkeit über mehrere Perioden ermittelt werden.
Weiterhin können die für das rechte und linke Antriebssystem der Folien-Reckanlage 1 erhaltenen Messwerte für die Längskräfte in der jeweiligen Kette 4 miteinander verglichen werden. Zudem können auch entsprechende Messwerte für mehrere gleichartige Folien-Reckanlagen 1 miteinander verglichen werden.
Schließlich können auch zu verschiedenen Zeiten ermittelte Messwerte in einem Antriebssystem miteinander verglichen werden.
Derartige Vergleichswerte liefern zusätzliche Informationen über den Zustand der Komponenten des Antriebssystems. Insbesondere sind derartige Vergleichswerte wesentlich für die Diagnostik bei der Inbetriebnahme von Anlagen oder Wiederinbetriebnahme nach Schadensfällen oder nach Wartungsintervallen.

Claims

Folien-Reckanlage zur Herstellung von Kunststoff-Folien, bei welcher die Folien an ihren längsseitigen Bändern mit vorzugsweise in Form von Kluppen gebildeten Transportelementen gehalten und an, periodisch auf entsprechenden Führungsbahnen umlaufenden Ketten befestigt sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – an wenigstens einem Transportelement ist wenigstens ein Sensor (8) angeordnet, – mittels des zumindest einen Sensors (8) sind Kenngrößen des Führungssystems und Kenngrößen der zumindest einen mit dem Sensor (8) versehenen und durch die von den Transportelementen transportierten Folie (2) erfassbar, und – dem zumindest einem Sensor (8) sind Mittel zur Übertragung von Sensorsignalen zu einer stationären Auswerteeinheit zugeordnet.
Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensor (8) Kraftmessungen durchführbar sind.
Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensor (8) auf das Transportelement einwirkende Kräfte bestimmbar sind.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensor (8) Prozesskräfte erfassbar sind, welche von mit dem Transportelement zu transportierenden Gegenständen auf das Transportelement ausgeübt werden.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensor (8) Reibungskräfte erfassbar sind, die durch Komponenten des Führungssystems auf das Transportelement ausgeübt werden.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensor (8) die geometrischen Maße des Führungssystems überprüfbar sind.
Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) als induktiver oder kapazitiver Sensor (8) oder als Hall-Sensor ausgebildet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) als Temperatursensor ausgebildet ist.
Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) als Pyrometer oder als Thermoelement ausgebildet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (8) als Beschleunigungssensor ausgebildet ist.
Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensor (8) Beschleunigungen quer zu dessen Bewegungsrichtung erfassbar sind.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslesen von Sensorsignalen an Datenübertragungsstellen erfolgt, welche an vorgegebenen Stellen des Führungssystems stationär angeordnet sind.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Übertragung von Sensorsignalen Funksendemodule (11, 14) und Funkempfangsmodule (12, 15) vorgesehen sind.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Übertragung von Sensorsignalen Schleifkontakte vorgesehen sind.
Antriebssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass über die Schleifkontakte oder die Funksendemodule (11, 14) dem Sensor (8) Energie zuführbar ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportelemente von Kluppen (3) gebildet sind, mittels derer eine Folie (2) fixierbar ist.