VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERKENNUNG DES ZUSTANDES EINES BANDES

Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung des Zustandes eines Bandes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung des Zustandes eines ursprünglich eine zumindest im Wesentlichen geschlossene Oberfläche aufweisenden Bandes, insbesondere Stahlbandes, für eine Maschine zur Herstellung und/ oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, insbesondere zur Erkennung von Rissen in dem Band.

In der Papierindustrie wurden bisher Stahlbänder nicht in größerem Umfang eingesetzt. Auf Schäden werden solche Stahlbänder in den einschlä- gigen Anwendungsgebieten bisher im Stillstand untersucht.

Zur Erkennung von Rissen sind zwar bereits auf einer Wirbelstrommessung basierende Sensoren erhältlich. Diese sind jedoch relativ teuer und werden dementsprechend nur selten eingesetzt.

Aus der DE 20 2006 014 362 Ul ist ein Verfahren zur Beseitigung von Ränderrissen an einem Metallband eines Kalanders bekannt.

In der WO-A-2005/056921 ist ein Verfahren zur Messung der Temperatur und des Dickenprofils einer laufenden Faserstoffbahn beschrieben. Dabei wird die Bahndicke über eine Wirbelstrommessung bestimmt. Die Temperatur- und Dickenmessungen erfolgen jeweils zwischen zwei Leitwalzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen auf zuverlässige, einfache und entsprechend kostengünstige Weise der Zustand von insbesondere auch laufenden Bändern überwacht werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung des Zustandes eines ursprünglich eine zumindest im Wesentlichen geschlossene Oberfläche aufweisenden Bandes, insbesondere Stahl- bandes, für eine Maschine zur Herstellung und/ oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, insbesondere zur Erkennung von Rissen in dem Band, bei dem das in der Herstellungsmaschine umlaufende Band online mittels wenigstens eines optoelektronischen Detektors mit zumindest einem das umlaufende Band mit Licht beaufschlagenden Lichtsender und zumindest einem durch das umlaufende Band beeinflusstes Licht empfangenden Lichtempfänger auf dessen Zustand bzw. auf Risse hin überwacht wird.

Mit diesem Verfahren können nunmehr beispielsweise Risse eines in einer Papiermaschine eingesetzten, ursprünglich eine zumindest im Wesentlichen geschlossene Oberfläche aufweisenden Bandes insbesondere auch während des Betriebs der Papiermaschine online einfach und zuverlässig erfasst werden. Mit dem Einsatz eines oder mehrerer optoelektronischer Detektoren kann das betreffende System den normalen Umgebungsbedin- gungen in einer Papiermaschine und beispielsweise den in einer Trockenhaube vorherrschenden Bedingungen insbesondere im Hinblick auf die dort vorherrschende Temperatur und Luftfeuchtigkeit problemlos standhalten. Zudem kann das betreffende System im Vergleich zu den bisher üblichen Systemen wesentlich einfacher und entsprechend kostengünsti- ger aufgebaut sein. Gemäß einer vorteilhaften zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das umlaufende Band mittels wenigstens eines optoelektronischen Detektors mit auf unterschiedlichen Seiten des umlau- fenden Bandes angeordnetem Lichtsender und Lichtempfänger im Durch- lichtverfahren auf dessen Zustand bzw. Risse hin überwacht.

Bevorzugt wird das umlaufende Band jedoch mittels wenigstens eines optoelektronischen Detektors mit auf derselben Seite des umlaufenden Bandes angeordnetem Lichtsender und Lichtempfänger im Reflexionsverfahren auf dessen Zustand bzw. Risse hin überwacht.

Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, das umlaufende Band mittels wenigstens eines optoelektronischen Detektors im Durchlichtverfahren und gleichzeitig mittels wenigstens eines optoelektronischen Detektors im Reflexionsverfahren auf dessen Zustand bzw. Risse hin zu überwachen. Es ist also beispielsweise auch eine kombinierte Überwachung möglich.

Es kann beispielsweise auch wenigstens ein Lichtsender gleichzeitig so- wohl für das Durchlichtverfahren als auch für das Reflexionsverfahren herangezogen werden.

Wird das umlaufende Band mittels wenigstens eines optoelektronischen Detektors im Reflexionsverfahren überwacht, so ist es zweckmäßig, wenn mittels des Lichtsenders ein schräg auf dem umlaufenden Band auftreffender Lichtstrahl erzeugt und ein entsprechend schräg von dem Band reflektierter Lichtstrahl in dem Lichtempfänger empfangen wird.

Insbesondere bei Anwendung des Reflexionsverfahrens ist es von Vorteil, wenn das umlaufende Band im Überwachungsbereich über eine ge- krümmte Fläche geführt wird. Treten in dem Band Risse auf, so klaffen diese infolge des über die betreffende Stützfläche gekrümmten Bandes auf. Die normalerweise zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche des Bandes zeigt dann gegebenenfalls eine deutliche Störstelle, an der insbe- sondere die Reflexion des Lichtstrahles entsprechend verändert wird. Im Vergleich zum Normalzustand wird über den Lichtempfänger ein veränderter Lichteinfall gemessen.

Zweckmäßigerweise wird das umlaufende Band im Überwachungsbereich über eine insbesondere rotierende Walze, insbesondere Leitwalze geführt.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die über den optoelektronischen Detektor erhaltenen Messwerte mit wenigstens einem vorgebbaren Grenzwert verglichen werden und eine Überschreitung des Grenzwertes insbe- sondere für einen Alarm, eine Abschaltung der Maschine und/ oder dergleichen signalisiert wird.

Bei der Auswertung der über den optoelektronischen Detektor erhaltenen Messwerte kann eine eventuelle Verschmutzung des umlaufenden Bandes miteinbezogen werden, um insbesondere Risse von einer solchen Verschmutzung zu unterscheiden.

Es können also entsprechend ausgelegte, insbesondere elektronische Auswertemittel vorgesehen sein, die eine entsprechende Auswertung ermögli- chen. Zur Auswertung der Messung kann also unter anderem insbesondere eine Signalauswertung mittels Software vorgesehen sein. Dabei sind die entsprechenden Auswertemittel bezüglich ihrer Hardware und/ oder insbesondere ihrer Software vorzugsweise so ausgelegt, dass sie in der Lage sind, Risse im Vergleich zu Verschmutzungen zu erkennen und gegebe- nenfalls zuverlässig eine Signalisierung, beispielsweise für einen Alarm, auszulösen.

Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Verfahrens wird das umlaufende Band zumindest im Bereich seiner beiden seitlichen Ränder bzw. auf der Führerseite und der Triebseite der Maschine mittels wenigstens eines optoelektronischen Detektors auf dessen Zustand bzw. auf Risse hin überwacht.

Dabei kann insbesondere auch so vorgegangen werden, dass das umlaufende Band ausschließlich im Bereich dieser beiden seitlichen Ränder bzw. auf der Führerseite und der Triebseite der Maschine mittels wenigstens eines optoelektronischen Detektors auf dessen Zustand bzw. auf Risse hin überwacht wird.

Von Vorteil ist, wenn zur Überwachung des umlaufenden Bandes im Bereich seiner beiden seitlichen Ränder bzw. auf der Führerseite und der Triebseite jeweils mehrere in einem Abstand voneinander angeordnete, insbesondere nebeneinanderliegende Lichtempfänger eingesetzt werden. Dabei können insbesondere auch mehrere Lichtsender eingesetzt werden. Dabei ist beispielsweise denkbar, jedem Lichtempfänger einen eigenen Lichtsender zuzuordnen. Es sind jedoch beispielsweise auch solche Detektoren einsetzbar, bei denen wenigstens einem Lichtsender mehrere Lichtempfänger zugeordnet sind.

Es ist also beispielsweise die Anordnung wenigstens eines optoelektronischen Detektors an der Führerseite und an der Trägerseite beispielsweise gegenüber einer Leitwalze, über die die Bahn geführt ist, denkbar. Die Messung kann beispielsweise nur am Rand erfolgen, da dort die Rissbil- düng insbesondere bei einem Stahlband fast stets seinen Ausgangspunkt besitzt. Nachdem das Band, insbesondere Stahlband, durch die Regelung verläuft, ist es von Vorteil, wenn mehrere optoelektronische Detektoren nebeneinander vorgesehen oder angebracht werden. Denkbar wären beispielsweise etwa 10 optoelektronische Sensoren auf jeder Seite in einem jeweiligen Abstand von beispielsweise etwa 10 mm.

Das betreffende System kann zum Schutz gegen eine Verschmutzung in einem Gehäuse untergebracht sein, das nur zum Band bzw. zur dieses abstützenden Walze hin eine Öffnung besitzt. Die Komponenten, insbe- sondere elektronische Komponenten des bzw. der Detektoren, können durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung gekühlt werden, wodurch gleichzeitig auch Schmutzablagerungen entgegengewirkt wirkt.

Beispielsweise für Wartungsarbeiten wie insbesondere einen Walzenwech- sei und/ oder Bandwechsel ist das betreffende System zweckmäßigerweise demontierbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung des Zustandes eines ursprünglich eine zumindest im Wesentlichen geschlossene Oberfläche aufweisenden Bandes, insbesondere Stahlbandes, für eine Maschine zur Herstellung und/ oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, insbesondere zur Erkennung von Rissen in dem Band, zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass wenigstens ein optoelektronischer Detektor mit zumindest einem das umlaufende Band mit Licht beaufschlagenden Lichtsender und zumindest einem durch das umlaufende Band beeinflusstes Licht empfangenden Lichtempfänger vorgesehen ist, um das umlaufende Band online auf dessen Zustand bzw. auf Risse hin zu überwachen. Bevorzugt umfasst diese Vorrichtung wenigstens einen optoelektronischen Detektor, dessen Lichtsender und Lichtempfänger auf unterschiedlichen Seiten des umlaufenden Bandes angeordneten sind, um das umlaufende Band im Durchlichtverfahren auf dessen Zustand bzw. Risse hin zu über- wachen.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aus einfachen handelsüblichen Bauteilen aufgebaut werden. Nach der einmaligen optoelektronischen und mechanischen Entwicklung und der Programmierung der Signalauswertung sind die Folgekosten für jeden weiteren optoelektronischen Detektor relativ gering.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erkennung des Zustandes eines ursprünglich eine zumindest im Wesentlichen geschlossene Oberfläche aufweisenden Bandes 12, bei dem es sich beispielsweise um ein Stahlband handeln kann.

Das Band 12 kann beispielsweise in einer Maschine zur Herstellung und/ oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, eingesetzt werden.

Die insbesondere zur Erkennung von Rissen in dem Band 12 vorgesehene Vorrichtung 10 umfasst wenigstens einen optoelektronischen Detektor 14 mit zumindest einem das umlaufende Band 12 mit Licht beaufschlagenden Lichtsender 16 und zumindest einem durch das umlaufende Band 12 beeinflusstes Licht empfangenden Lichtempfänger 18. Dabei wird das umlaufende Band 12 online auf dessen Zustand, hier beispielsweise auf Risse hin überwacht.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein optoelektronischer Detektor 14 vorgesehen, dessen Lichtsender 16 und Lichtempfänger 18 auf derselben Seite des umlaufenden Bandes 12 angeordnet sind, um das umlaufende Band im Reflexionsverfahren auf dessen Zustand bzw. Risse hin zu überwachen.

Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, zumindest einen optoelektronischen Detektor 14 vorzusehen, dessen Lichtsender 16 und Lichtempfän- ger 18 auf unterschiedlichen Seiten des umlaufenden Bandes 12 angeordnet sind, um das umlaufende Band 12 im Durchlichtverfahren auf dessen Zustand bzw. Risse hin zu überwachen. Grundsätzlich ist auch eine Kombination von optoelektronischen Detektoren zur Überwachung im Durchlichtverfahren und zur Überwachung im Reflexionsverfahren denk- bar. Grundsätzlich ist es auch denkbar, zumindest einen Lichtsender gleichzeitig sowohl für das Durchlichtverfahren als auch für das Reflexionsverfahren heranzuziehen.

Bevorzugt ist jedoch das sich aus der Fig. 1 ergebende Reflexionsverfah- ren.

Wie anhand der einzigen Figur zu erkennen ist, kann das umlaufende Band 12 im Überwachungsbereich zweckmäßigerweise über eine gekrümmte Fläche 20 geführt sein, die im vorliegenden Fall beispielsweise durch eine rotierende Walze 22, beispielsweise Leitwalze, gebildet ist. Im vorliegenden Fall wird mittels des Lichtsenders 16 ein schräg auf dem umlaufenden Band 12 auftreffender Lichtstrahl 24 erzeugt und ein entsprechend schräg von dem Band 12 reflektierter Lichtstrahl 26 von dem Lichtempfänger 18 empfangen.

Dem wenigstens einen optoelektronischen Detektor 14 ist eine insbesondere elektronische Steuer- und/ oder Auswerteeinrichtung 28 zur Ansteuerung des Detektors 14 bzw. zur Auswertung der erhaltenen Messwerte zugeordnet. Dabei können die über den optoelektronischen Detektor 14 erhaltenen Messwerte beispielsweise mit wenigstens einem vorgebbaren Grenzwert verglichen werden, um bei einer Überschreitung dieses Grenzwertes insbesondere für einen Alarm, eine Abschaltung der Maschine und/ oder dergleichen eine entsprechende Signalisierung auszulösen.

Bei der Auswertung der über den wenigstens einen optoelektronischen Detektor 14 erhaltenen Messwerte kann insbesondere auch eine eventuelle Verschmutzung des umlaufenden Bandes 12 miteinbezogen werden, um insbesondere Risse von einer solchen Verschmutzung zu unterscheiden.

Das umlaufende Band 12 wird beispielsweise zumindest im Bereich seiner beiden seitlichen Ränder oder auf der Führerseite und der Triebseite der Maschine mittels wenigstens eines optoelektronischen Detekors 14 auf dessen Zustand bzw. auf Risse hin überwacht. Dabei ist es beispielsweise möglich, das umlaufende Band 12 ausschließlich in diesen seitlichen

Randbereichen bzw. ausschließlich auf der Führerseite und der Triebseite entsprechend zu überwachen.

Zur Überwachung des umlaufenden Bandes 12 im Bereich seiner beiden seitlichen Ränder oder auf der Führerseite und der Triebseite können jeweils mehrere in einem Abstand voneinander angeordnete, insbesondere nebeneinanderliegende Lichtempfänger 18 eingesetzt werden. Dabei kann diesen Lichtempfängern 18 beispielsweise jeweils wieder ein Lichtsender 16 zugeordnet sein. Denkbar ist jedoch beispielsweise auch eine solche Anordnung, bei der zumindest einem Lichtsender 16 mehrere Lichtempfänger 18 zugeordnet sind. Die in einem jeweiligen Randbereich vorgesehenen Lichtempfänger 18 und ggf. Lichtsender 16 können insbesondere in Bandlaufrichtung nebeneinander liegen.

Bezugszeichenliste

10 Vorrichtung

12 Band 14 optoelektronischer Detektor

16 Lichtsender

18 Lichtempfänger

20 gekrümmte Fläche

22 Walze 24 Lichtstrahl

26 Lichtstrahl

28 Steuer- und/ oder Auswerteeinrichtung