DE1038312B

DE1038312B - Device for determining the moisture content of running webs, in particular textile, paper or plastic webs

Info

Publication number: DE1038312B
Application number: DEB35198A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rudolf Burgholz
Original assignee: RUDOLF BURGHOLZ DR ING
Current assignee: RUDOLF BURGHOLZ DR ING
Priority date: 1955-03-31
Filing date: 1955-03-31
Publication date: 1958-09-04

Description

Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes laufender Bahnen, insbesondere von Textil-, Papier-oder Kunststoffbahnen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorridtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes laufender Bahnen, insbesondere von Textil- Papier- oder Runststoffl)ahllen . Device for determining the moisture content of running webs, in particular of textile, paper or plastic webs. The invention relates on a provision for determining the moisture content of running webs, in particular of textile, paper or plastic.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Abtastvorriditung zu schaffen, die einfach im Aufbau und zuverlässig im Betrieb den wahren Feuchtigkeitsgehalt von Bahnen durch elektrische Methoden laufend zu messen gestattet und eine elektrische Regelgröße liefert, die dem tatsächlichen Feuchtigkeitszustand in der Bahn über Länge und Breite entspricht. The invention is based on the technical problem of providing a scanning device to create the true moisture content that is simple in construction and reliable in operation of tracks by electrical methods allowed to continuously measure and an electrical one The controlled variable supplies the actual moisture condition in the web Length and width corresponds.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Abtastwalze mit besonderer Oberflächenform von der laufenden Bahn mitgenommen wird. This object is achieved according to the invention in that a scanning roller with a special surface shape is taken from the running web.

Zur Ermittlung der Feuchtigkeit im Babuvolumen wird bekanlltlich durch die Bahn hindurchgemessen und die Unterwalze als Gegenelektrode benutzt. Länge und volle Breite der Bahn werden in Abhängigkeit von der Oberfläcbenform der Walze in kleinen, definierten Flächenelementen fortlaufend abgetastet. Mit jeder Umdrehung der Abtastwalze wird die Bahnbreite einmal erfaßt und durch Integration der Augenblickswerte aus jedem Flächenelement ein echter Mittelwert der durch elektrische Messung bestimmten Feuchtigkeit gewonnen der eine einwandfreie Feuchtigkeitsmessung und -regelung ermöglicht.To determine the moisture in the babu volume, it is known to use measured the web and used the lower roller as a counter electrode. Length and full width of the web are depending on the surface shape of the roller in small, defined surface elements are continuously scanned. With every turn the web width is detected once by the scanning roller and the instantaneous values are integrated from each surface element a true mean value determined by electrical measurement Moisture gained which enables perfect moisture measurement and control.

Die Erfindung bezieht sich also nicht auf den allgemeinen Gedanken, einzelne Teilstreifen einer fortlaufenden Bahn nacheinander periodisch abzutasten und auch einen Umschalter zu verwenden. Dies ist an sich bekannt, ebenso auch die kontinuierliche WIessung von bestimmten Streifen, z. B. drei iiber die Bahnbreite verteilten Streifen mit drei kleinen zylindrisclle Abtastrollen. die aber keinen Rüclischluß auf den Gesamtzustand der Bahn zulassen. The invention therefore does not relate to the general idea periodically scan individual partial strips of a continuous web one after the other and also to use a toggle switch. This is known per se, as is the continuous measurement of certain strips, e.g. B. three across the width of the web distributed strips with three small, cylindrical scanning rollers. but none Allow conclusions to be drawn about the overall condition of the railway.

Die an sich bekannten Abtaster mit einer oder mehreren eingängigen Metallspiralen haben den Nachteil. daß durch die Bewegung der Altastwalze auf der Bahn Kräfte entstehen, die bestrel)t sind, die Bahn bei jeder Umdrehung nach einer Seite zu verschieben. The scanner known per se with one or more catchy ones Metal spirals have the disadvantage. that by moving the scrap roller on the Path forces arise that are best rel) t, the path with each revolution after one Move page.

Diese verursachen einen unruhigen Lauf und Fehler in der Messung der Feuchtigkeit, weil eine satte Aufiage der Spirale nicht mehr gewährleistet ist. Zudem vertragen die meisten Warenbahnen diese einseitigen Verschiebekräfte nicht; Aussehen und Eigenschaften der Wale leiden darunter.These cause uneven running and errors in the measurement of the Moisture, because a full support of the spiral is no longer guaranteed. In addition, most of the webs cannot tolerate these one-sided displacement forces; The appearance and characteristics of the whales suffer as a result.

Die Kontaktilächen der Walze können erfindungsgemäß in verschiedener Weise ausgebildet werden. beisl)ielsweise so, daß auf der Oberfläche sowohl in der Längsrichtung als auch in der Umlaufrichtun, unter leichter Überlappullg aneinander anschließend Metallsegmente angeordnet sind. so daß ein die Bahn berührendes Segment sich erst von ihr abhel)t. wenn das nachfolgende Segment gerade begonnen hat, die Bahn zu berühren, oder daß auf der Abtastwalze gegenläufig zwei Wendeln angebracht sind, von denen jede die Bahn in je einem Flächenelement berührt Wie dies im einzelnen gedacht ist, wird nunmehr an Hand von einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. According to the invention, the contact surfaces of the roller can be of various types Way to be trained. for example so that on the surface both in the Longitudinal as well as in the circumferential direction, with a slight overlap on each other then metal segments are arranged. so that a segment touching the web only get away from it. if the following segment has just started the To touch the web, or that two coils mounted in opposite directions on the scanning roller are, each of which touches the web in one surface element each How this in detail is intended, will now be explained in more detail with reference to some exemplary embodiments.

Die Ahtastwalze mit Kontaktsegmenten nach dem in Fig. 1 gezeigten Schema ergeben im Betrieb keine seitlichen Verschiebekräfte, welche die Warenbahn beeinflussen könnten. The Ahtastwalze with contact segments according to that shown in Fig. 1 Scheme do not result in any lateral displacement forces that affect the material web during operation could influence.

Abtastwalzen nach Fig. 2 mit zwei gegenläufigen Wendeln geben Verschiebekräfte ab. Im Gegensatz zu ihrer nachteiligen, einseitigen Wirkung bei eingängigen Spiralen wirken sie sich bei Doppelwenden vorteilhaft aus, weil sie symmetrisch zur Bahnmitte auftreten. Die Kräfte sorgen dafür, daß eine leichte Ausrollung der Warenbahn gleichmäßig nach beiden Seitenkanten hin erfolgt. Scanning rollers according to FIG. 2 with two oppositely rotating spirals give displacement forces away. In contrast to their disadvantageous, one-sided effect with catchy spirals they have an advantageous effect on double turns because they are symmetrical to the center of the track appear. The forces ensure that the web of material rolls out evenly takes place on both side edges.

Eeide Vorrichtungen arbeiten selbst hei hohen Bahngeschwindigkeiten einwandfrei. Both devices work even at high web speeds perfect.

Wie Fig. 1 im einzelnen zeigt, nimmt die über der als Gegenelektrode dienenden zylindrischen Unterwalze 11 laufende Bahn 12 die obere Walze 13 nur segmentweise mit. Die Oberfläche dieser Walze 13 ist nicht zylindrisch; auf dem Umfang trägt sie l>eispielsweise vier gleich lange Kontaktsegmente 14 his 17. As FIG. 1 shows in detail, the takes over the counter electrode Serving cylindrical lower roller 11 running web 12 the upper roller 13 only in segments with. The surface of this roller 13 is not cylindrical; carries on the perimeter They have, for example, four equally long contact segments 14 to 17.

Diese Kontaktsegmente haben die Form eines Viertelkreiszylinders und ragen um mehrere Millimeter aus der Walzenoberlqäche heraus. Die Walze läuft in Kugellagern, die so befestigt sind, daß ein Verkippen ausgeschlossen ist. Für einen gleichmäßigen einstellbaren Auflagedruck sorgen besondere Federn an den Lagern.These contact segments have the shape of a quarter circle cylinder and protrude several millimeters from the roller surface. The roller runs in Ball bearings that are attached in such a way that tilting is impossible. For one Even adjustable contact pressure is ensured by special springs on the bearings.

Die Walze 13 kann aus Isolierstoff mit aufgesetzten oder aufgespritzten metallischen Segmenten bestehen, die dann untereinander und mit der Achse verbunden sein müssen, oder sie ist aus einem einzigen Metallstück herausgearheitet oder gegossen worden. The roller 13 can be made of insulating material with attached or sprayed on metallic segments are made, which are then connected to each other and to the axis must be, or it is made out of a single piece of metal or cast been.

Feuchte Streifen werden augenblicklich durch die Segmentstellullg gekennzeichnet. Um zu einem ruhigen Walzenlauf uiid zu einer gleichmäßigen Flächenauflage zu kommen, sind die Segmente etwas größer, als es einem Viertelkreiszylinder entspricht. Hierdurch wird erreicht. daß ein die Bahn berührendes Segment sich erst in dem Augenblick von ihr abhebt, wenn das nachfolgende Segment gerade begonnen hat, die Bahn zu berühren. Würde dies nicht eingehalten, so käme zeitweise kein Kontakt zustande; das Meßgerät würde in diesen Zeitabschnitten des Übergangs vom einen zum anderen Segment zur Anzeige »Trocken« tendieren und ebenso auch die Regelung. Moist strips are instantly through the segment position marked. In order to ensure that the rollers run smoothly and that there is an even surface area to come, the segments are slightly larger than it corresponds to a quarter-circle cylinder. This is achieved. that a segment touching the path only changes at that moment lifts off from it when the following segment has just started to touch the web. If this were not adhered to, no contact would be established at times; the meter would be in these periods of transition from one segment to the other The display tends to be "dry" and so do the controls.

Beispielsweise wird selbst ein einziger feuchter Faden unter mehreren tausend Fäden einer Bahn von diesen neuen Ahtastorganen mit Sicherheit erfaßt und angezeigt. Das geschieht bei der üblichen Abtastung mit drei Rollen nur, wenn der feuchte Faden zufällig unter einer Rolle läuft. For example, even a single moist thread will be among several a thousand threads of a path are seized with certainty by these new sensory organs and displayed. With the usual scanning with three rollers, this only happens when the wet thread runs randomly under a roll.

Den I>ekannten Abtasten gegenüber besteht aber noch ein weiterer bemerkenswerter Vorteil. Der feuchte Faden wird nicht mehr kontinuierlich gemessen wie von einer der drei Abtastrollen oder von einer glatten, durchgehenden zylindrischen Ahtastwalze oder von durchgehenden Schleifelektroden. Opposite the known scanning there is, however, another one notable advantage. The wet thread is no longer measured continuously like from one of the three follower rollers or from a smooth, continuous cylindrical one Ahtastwalze or from continuous grinding electrodes.

Er wird in periodischer Folge abgetastet, z. B. nach Fig. 1 nur während der kurzzeitigen Berührung mit dem jeweiligen Segment, also nur während dieser Viertelumdrehung der Walze gemessen. Das Meßgerät kann demgemäß dem Regelteil nicht mehr dauernd den Steuerhefehl zur Herabsetzung der Maschinengeschwindigkeit geben, sondern nur noch im Zeitverhältnis voll 1/4 zu 1/4 Walzenumdrehung. Somit wird auf mechanischem Wege eine I)urchschnittsbildung erreicht, die für den Regel impuls geschwindigkeitsabhängig ist und von der Ausbildung der Segmente abhängt.It is scanned in a periodic sequence, e.g. B. according to Fig. 1 only during brief contact with the respective segment, i.e. only during this quarter turn measured on the roller. Accordingly, the measuring device can no longer operate the control part continuously give the tax order to reduce the machine speed, but only still in the time ratio of full 1/4 to 1/4 roller revolution. Thus, on mechanical Paths an averaging is achieved, which for the rule impulse is speed-dependent and depends on the formation of the segments.

Man braucht den Umfang nicht in vier 900-Sektoren aufzuteilen. Je nach Voraussetzung können drei, fünf oder sechs Sektoren günstiger sein, wobei die gewünschte Abtastzeit dann durch Wahl eines entsprechenden Walzendurchmessers festgelegt ist. There is no need to divide the scope into four 900 sectors. Ever Depending on the requirements, three, five or six sectors can be cheaper, whereby the then set the desired sampling time by selecting an appropriate roller diameter is.

Die Mittelwert- bzw. Durchschnittsbildung über die Bahnbreite läßt sich dadurch noch verbessern, daß man die Walzenbreite in eine größere Anzahl von Segmenten aufteilt, also statt in vier Segmente z. B. in fünf oder sieben und diese so anordnet, daß die Abtastfolge nicht in der Reihenfolge der Segmente 1, 2, 3, 4 eingehalten wird, sondern in der Folge 1, 4, 7, 3 6, 2. 5 oder durch eine andere zyklische Vertauschung der Segmente. The mean value or averaging over the web width allows improve by the fact that the roll width in a larger number of Segments divided, so instead of four segments z. B. in five or seven and this arranged in such a way that the scanning sequence is not in the order of segments 1, 2, 3, 4 is observed, but in the sequence 1, 4, 7, 3 6, 2. 5 or by another cyclical swapping of the segments.

Einfach- und doppelbreite Bahnen erfordern Al>-taster unterschiedlicher Breite. Single and double-width tracks require different Al> buttons Broad.

Eine andere Elektrodenanordnung zeigt Fig. 2. Another electrode arrangement is shown in FIG. 2.

Hier trägt die Abtastwalze 21 die beiden gegenläufig aufgebrachten Wendeln 22 und 23; jede Wendel ist eingängig ausgebildet. Anfang und Ende der Wendel überdecken sich nur so weit, daß beim Übergang keine Kontaktlosigkeit mit der Bahn auftritt. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Walze die über die (nicht eingezeichnete) Unterwalze laufende Bahn 24 immer an zwei Stellen berührt. Diese gleichzeitige Zweiflächenberührung gibt der Walze auch ohne straffe Führung der kugelgelagerten Welle eine große Laufruhe. Ein gleichmäßiger Auflagedruck ist durch das Eigengewicllt der Walze gewährleistet. Besondere Federn sind nicht erforderlich. Wenn feuchte Stellen vom Meßinstrument angezeigt werden, können sie unter beiden Berührungsflächen liegen.Here the scanning roller 21 carries the two applied in opposite directions Coils 22 and 23; each helix is designed to be catchy. Beginning and end of the spiral overlap only to such an extent that there is no contactlessness with the railway at the transition occurs. The advantage this embodiment is that the roller over the The lower roller (not shown) always touches the running web 24 in two places. This simultaneous two-surface contact gives the roller even without tight guidance the ball-bearing shaft runs very smoothly. A uniform contact pressure is guaranteed by the weight of the roller. Special springs are not required. If damp spots are indicated by the measuring instrument, they can under both Contact surfaces.

Dies ist aber kein Nachteil, wenn die Breite des AI,-tastbandes so gehalten ist, daß die Auflagefläche etwa innerhalb von 10 bis 20 cm je nach Bahnbreite bleibt.But this is not a disadvantage if the width of the AI, -scanning tape so it is kept that the contact surface is approximately within 10 to 20 cm depending on the web width remain.

Die beschriebenen Abtastorgane eignen sich nicht nur für die Leitfähigkeitsmessung. Die periodische Abtastung der vollen Bahnbreite hringt auch bei dielektrischen und elektrostatischen Meßverfahren Vorteile mit sich. Segmente oder Wendeln werden bei diesen NIeßverfahren auf hochwertigen Isolierstoffrohren befestigt. Noch besser ist es, Luft als Isolator zu henutzen und die Segmente oder Wendeln frei tragend mit Stützen auf der Welle zu hefestigen. The scanning elements described are not only suitable for measuring conductivity. The periodic scanning of the full width of the web also works with dielectric and electrostatic measuring method with advantages. Segments or coils are used this measuring method is attached to high-quality insulating pipes. Even better is to use air as an insulator and the segments or coils to be self-supporting to be fixed with supports on the shaft.

PATENTANSPRIDC}IE: l. Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes laufender Bahnen, insbesondere von Textil-, Papier- oder Kunststoffbahnen, mittels zweier Elektroden durch die Bahn hindurch, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Abtastwalze (13), die einer zylindrischen Walze (12) bzw. der über sie laufenden Bahn zugeordnet ist, sowohl in ihrer Längsrichtung als auch in der Umlaufrichtung unter leichter Überlappung aneinander anschließend Metallsegmente (14 bis 17j angeordnet sind. so daß ein die Bahn herührendes Segment sich erst von ihr abhebt, wenn das nachfolgende Segment gerade begonnen hat, die Bahn zu berühren. PATENT APPLICATION} IE: l. Device for determining the moisture content running webs, in particular textile, paper or plastic webs, by means of two electrodes through the web, characterized in that on the surface the scanning roller (13), that of a cylindrical roller (12) or that running over it Web is assigned, both in its longitudinal direction and in the direction of rotation metal segments (14 to 17j arranged next to one another with a slight overlap are. so that a segment leading to the path does not stand out from it until that subsequent segment has just started to touch the web.

Claims

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that more than four segments are attached over the circumference of the roller.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the Segments are attached cyclically reversed on the circumference of the roller, z. Am the sequence 1, 4, 7, 3, 6, 2, 5, and that the track in sections in this order al> is keyed.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the scanning roller (21) is assigned to the lower roller or the web (24) running over it, and two coils (22, 23) applied in opposite directions.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized. that the segments or helix to exercise the dielectric or electrostatic Measurement method on insulating pipes or self-supporting with supports on the shaft be attached.

Considered publications: German Patent Specifications No. 257 650, 263 028.

495 994, 728 195; British Patent No. 569,439.