DE876158C

DE876158C - Method and device for measuring the thickness of layers of plastic material

Info

Publication number: DE876158C
Application number: DEG6554A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Truemper
Original assignee: GUMMIWERKE FULDA AG
Current assignee: GUMMIWERKE FULDA AG
Priority date: 1951-07-15
Filing date: 1951-07-15
Publication date: 1953-05-11

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dicke von Schichten aus plastischem Material Das Messen der Dicke einer Schicht aus plastischem Material, welches auf einem Kalander, Walzwerk od. dgl. zu einer dünnen Folie oder Platte gezogen wird, ist nur dann von besonderem Nutzen, wenn es unmittelbar auf der umlaufenden Walze einwandfrei erfolgt und die tatsächliche Dicke der Schicht fortlaufend angezeigt und registriert wird, so daß die Korrekturen sofort vorgenommen werden können.Method and device for measuring the thickness of layers of plastic material Measuring the thickness of a layer of plastic material that is on a calender, rolling mill or the like is drawn into a thin film or plate, is only of particular use if it is directly on the rotating roller is carried out correctly and the actual thickness of the layer is continuously displayed and is registered so that corrections can be made immediately.

Hierbei ergibt sich aber eine besondere Schwierigkeit dadurch, daß die umlaufende Walze, welche unter dem Einfluß von verschiedenen ständig sich ändernden Kräften, z. B. wechselnder Zahndruck der Antriebs-oder Kuppelräder, wechselnde Stärke der Beschickung mit plastischem Material usw. steht, und infolge der Lagerluft der Walzenzapfen, die häufig bereits ein Vielfaches der zugelassenen Schichtdickentoleranz beträgt, sich in einer unstabilen Lage befindet, so daß dadurch auch die Lage der Masseschicht zum Meßgerät sich ändert, d. h. die Nullpunktlage bleibt nicht konstant und das Meßgerät verändert in unzulässiger Weise seine Anzeige, auch ohne daß sich die Schichtdicke ändert. Here, however, there is a particular difficulty in that the rotating roller, which under the influence of various constantly changing Forces, e.g. B. changing tooth pressure of the drive or coupling wheels, changing strength the loading with plastic material, etc. is, and due to the internal clearance of the Roll journals, which are often a multiple of the permitted layer thickness tolerance is, is in an unstable position, so that the position of the Ground layer to meter changes, d. H. the zero point position does not remain constant and the measuring device changes its display in an impermissible manner, even without itself the layer thickness changes.

Indirekte elektrische Meßmethoden unter Anwendung von Kapazität, Induktivität, Licht, radioaktiver Rückstrahlung u. dgl. werden außerdem durch Temperatur- oder Feuchtigkeitsschwankungen oder durch Änderungen im Zustand des plastischen Materials in der Genauigkeit beeinflußt. Indirect electrical measurement methods using capacitance, Inductance, light, radioactive reflection and the like are also affected by temperature or humidity fluctuations or changes in the state of the plastic Material's accuracy is affected.

Das Meßverfahren nach der Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile und besteht darin, daß zur Kompensation der das Meßergebnis verfälschenden Lageänderungen der Walze ein in seinem Abstand von der Walzenoberfläche (Meßobjektträger) unveränderlicher Bezugspunkt geschaffen und ein um diesen Bezugspunkt schwingendes Meßsystem angeordnet wird. The measuring method according to the invention avoids the disadvantages outlined and consists in compensating for changes in position which falsify the measurement result the roller has a constant distance from the roller surface (measurement slide) Established a reference point and arranged a measuring system oscillating around this reference point will.

Dabei wird nach der Erfindung vorteilhaft nach einem Dreipunktesystem gemessen, d. h. außer dem Bezugspunkt sind zwei Meßpunkte vorgesehen, an welchen der Meßimpuls von der Oberfläche der Schicht gleichzeitig abgenommen und über den gemeinsamen Bezugspunkt zur Anzeige gebracht wird. Zur Übertragung der Anzeige können zwei Winkelhebel benutzt werden, deren gemeinsamer Drehpunkt der Bezugspunkt ist und von denen die einen Hebelenden die Meßpunkte bilden und den Meßimpuls z. B. mittels Tastrollen abnehmen und über die anderen Hebelenden auf ein Anzeigegerät, z. B. eine Meßuhr, übertragen. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt die Übertragung des Meßimpulses von der umlaufenden Masseschicht auf das Meß- bzw. Anzeigegerät lediglich durch mechanische Übertragungsglieder, auf die Einflüsse physikalischer Art wie Wärme, Feuchtigkeit oder Zustand des Materials ohne praktische Bedeutung sind. It is advantageous according to the invention after a Three-point system measured, d. H. In addition to the reference point, two measuring points are provided at which the measuring pulse taken from the surface of the layer simultaneously and across the common reference point is displayed. To transmit the ad you can two angle levers are used whose common pivot point is the reference point and of which one lever ends form the measuring points and the measuring pulse z. B. remove using feeler rollers and use the other lever ends on a display device, z. B. a dial gauge transferred. In the device according to the invention takes place Transmission of the measuring pulse from the rotating mass layer to the measuring or display device only through mechanical transmission links, on the influences of physical The type of heat, moisture or condition of the material has no practical significance are.

In der Zeichnung ist in Abb. I ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ausübung des Meßverfahrens nach der Erfindung in Verbindung mit einer Walze schematisch in Seitenansicht und in Abb. 2 in Vorderansicht dargestellt; Abb. 3 zeigt eine andere Anordnungsmöglichkeit der Meßvorrichtung nach der Erfindung in Vorder- und Abb. 4 in Seitenansicht; Abb. 5 veranschaulicht schematisch eine Vorrichtung zur Übertragung des Meßwertes auf ein registrierendes Anzeigegerät; Abb. 6 zeigt ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung bei einem Kalander zur Verarbeitung von Kautschukmischungen aufgenommenes Diagramm. In the drawing in Fig. I is an embodiment of a device for carrying out the measuring method according to the invention in connection with a roller shown schematically in side view and in Fig. 2 in front view; Fig. 3 shows another possible arrangement of the measuring device according to the invention in FIG Front and Fig. 4 in side view; Fig. 5 schematically illustrates an apparatus for transferring the measured value to a registering display device; Fig. 6 shows a according to the method according to the invention in a calender for processing Rubber Compounds Chart.

In Abb. 1 und 2 ist M ein Punkt der Achse der Walze K eines Kalanders od. dgl. A ist die Schicht aus plastischer Masse, deren Stärke s gemessen werden soll. D bezeichnet die Achse einer Abstandrolle R, welche, die Walze K in B berührend, durch den Hebel H, der um eine mit F bezeichnete am Walzenständer befestigte Achse drehbar ist, und durch das Gewicht G ständig angedrückt wird, so daß der Abstand von M nach D unverändert bleibt, auch wenn der Abstand von M-nach F sich ändert. C1 und C sind die Achsen von Tastrollen T1 und T2, welche die plastische Schicht A in E1 und E2 berühren und um die Achse D in unveränderlichem Abstand von ihr schwingend sich bewegen, sobald die Stärke s der plastischen Schicht A sich ändert. Die Achsen M, F, D, C, und C2 sind sämtlich parallel. In Figs. 1 and 2, M is a point on the axis of the roll K of a calender or the like. A is the layer of plastic mass, the thickness s of which are measured target. D denotes the axis of a spacer roller R, which, touching roller K in B, by means of the lever H, which is attached to an axis marked F on the roll stand is rotatable, and is constantly pressed by the weight G, so that the distance from M to D remains unchanged, even if the distance from M to F changes. C1 and C are the axes of feeler rollers T1 and T2, which form the plastic layer Touch A in E1 and E2 and swing around axis D at an unchangeable distance from it move as soon as the thickness s of the plastic layer A changes. The axes M, F, D, C, and C2 are all in parallel.

Mittels der Winkelhebel W1, W2 wird die Bewegung von C1 und C2 auf eine Meßuhr L übertragen, deren Gehäuse an dem Winkelhebel W1 befestigt ist und deren Fühlstift N durch den Winkelhebel W2 mittels der an ihm nach Art einer Mikrometerschraube einstellbar befestigten Druckschraube 0 betätigt wird. The movement of C1 and C2 is activated by means of the angle levers W1, W2 a dial gauge L transferred, the housing of which is attached to the angle lever W1 and its feeler pin N through the angle lever W2 by means of the on it in the manner of a micrometer screw adjustable pressure screw 0 is actuated.

Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß das zur Messung erforderliche System einschl. Meßskala und Meßzeiger relativ zum Bezugspunkt sowie zum Meßobjekt in Ruhe bleibt und nur dann eine Bewegung des Zeigers auf der Skala erfolgen kann, wenn durch den wechselnden Impuls vom Meßobjekt die Zeigerstellung auf der Skala verändert wird. Es muß noch bemerkt werden, daß das im vorstehenden geschilderte Dreipunktesystem auch aus zwei Abstandrollen von der Walzenoberfläche und einer Tastrolle bestehen kann. Bei der Verwendung von einer Abstandrolle und zwei Tastrollen auf der Masseschicht wird auf der Anzeigeskala die Summe der Dicke von zwei verschiedenen Stellen zur Anzeige gebracht, so daß bei einem Verhältnis der Hebelarme von I: 1 das arithmetische Mittel von zwei gleichzeitig erfolgten Messungen abgelesen werden kann. Bei der Verwendung von zwei Abstandrollen und einer Tastrolle auf der Masseschicht wird dagegen nur die Dicke an einer Stelle gemessen und zur Anzeige gebracht.This arrangement ensures that the measurement required System including measuring scale and measuring pointer relative to the reference point and to the object to be measured remains at rest and only then can the pointer move on the scale, when the pointer position on the scale due to the changing impulse from the measuring object is changed. It should be noted that what has been said above Three-point system also consisting of two spacer rollers from the roller surface and one Can exist sensing roller. When using a spacer roller and two feeler rollers on the mass layer, on the display scale, the sum of the thickness of two different Positions brought to the display, so that with a ratio of the lever arms of I: 1 the arithmetic mean of two measurements taken at the same time can be read off can. When using two spacer rollers and a feeler roller on the mass layer on the other hand, only the thickness is measured at one point and displayed.

Durch Federn V od. dgl. kann dafür gesorgt werden, daß die Tastrollen mit einem so geringen Druck die plastische Schicht berühren, daß die Veränderung der Eindrucktiefe bei einer Geschwindigkeitsänderung der Walze vernachlässigt werden kann. By springs V or the like, it can be ensured that the feeler rollers touch the plastic layer with so little pressure that the change the depth of the impression can be neglected when the speed of the roller changes can.

Wie aus Abb. 2 ersichtlich, berührt die Abstandrolle R die Walze K an dem von der plastischen Masse durch Abstreifbacken oder andere geeignete Mittel freigehaltenen seitlichen Teil der Walze. As can be seen from Fig. 2, the spacer roller R is in contact with the roller K on that of the plastic mass by stripping jaws or other suitable means kept free lateral part of the roller.

Eine andere Anordnung zeigen Abb. 3 und 4. Hier sind zwei gleich große Abstandrollen R vorhanden, welche auf rechts und links vom Walzenballen befindlichen Ansätzen A1 und A2 der Walze laufen. Auf der gemeinsamen Achse D sind zwei oder mehr Winkelhebelsysteme angeordnet, wodurch gleichzeitig an verschiedenen Stellen die Dicke der Schicht A gemessen werden kann. Another arrangement is shown in Fig. 3 and 4. Here two are the same large spacer rollers R available, which are located on the right and left of the roll barrel Approaches A1 and A2 of the roller run. On the common axis D are two or more angle lever systems arranged, thereby simultaneously in different places the thickness of layer A can be measured.

In besonderen Fällen, z. B. bei einem Gummikalander der Reifenindustrie, kann die Abstandrolle als dünne Messerscheibe ausgebildet werden, welche die Gummischicht bis zur Berührung mit der Kalanderwalzenoberfläche durchdringt. Zur Kontrolle, daß die Berührung stattfindet, kann das Meßgerät z. B. bei F isoliert angebracht werden, so daß ein an Masse gelegter Stromkreis geschlossen wird, sobald die rotierende Messerscheibe mit der Kalanderwalze Kontakt erhält. In special cases, e.g. B. in a rubber calender in the tire industry, the spacer roller can be designed as a thin knife disc, which the rubber layer penetrates until it comes into contact with the surface of the calender roll. To check that the contact takes place, the measuring device can e.g. B. be attached insulated at F, so that an earthed circuit is closed as soon as the rotating Knife disc with the calender roller gets in contact.

Abb. 5 zeigt die schematische Anordnung einer einfachen Art der Übertragung der Schichtdickenmessung auf ein registrierendes Meßgerät. Mit dem Zeiger der Meßuhr L ist der Schleifkontakt Sch eines Widerstandsferngebers gekuppelt, dessen Verstellung auf einem Potentiometer P einen entsprechenden Ausschlag des Schreibzeigers Q eines registrierenden Meßinstrumentes S hervorruft. Fig. 5 shows the schematic arrangement of a simple type of transmission the layer thickness measurement on a recording measuring device. With the pointer of the dial gauge L is coupled to the sliding contact Sch of a resistance transmitter, its adjustment on a potentiometer P a corresponding deflection of the write pointer Q a recording measuring instrument S causes.

Des weiteren kann an Stelle von Tastrollen auch ein Abtasten durch einen Luftstrom erfolgen und/oder die Dickenänderung etwa durch Veränderung einer Lichtmenge zur Anzeige gebracht werden, indem an Stelle der Meßskala und des Zeigers (Meßuhr) eine Öffnung mit darüber sich bewegender Blende angebracht wird, durch welche der Lichtstrahl zu einer Fotozelle entsprechend beeinflußt wird. Furthermore, scanning can also be carried out instead of feeler rollers an air flow take place and / or the change in thickness, for example by changing a Amount of light can be displayed by replacing the measuring scale and the pointer (Dial gauge) an opening with a moving diaphragm is attached through which the light beam to a photocell is influenced accordingly.

Der Anzeigebereich des Meßinstrumentes kann den Forderungen auf größte Empfindlichkeit der Messung angepaßt werden durch geeignete Wahl der Genauigkeit der Meßuhr L, z. B. mit l/looo mm Ablesbarkeit. The display range of the measuring instrument can meet the requirements to the greatest extent Sensitivity of the measurement can be adjusted by suitable choice of accuracy the dial gauge L, e.g. B. with l / looo mm readability.

Das in Abb. 6 als Beispiel einer Schichtdickenregistrierung dargestellte Diagramm hat einen Gesamtregistrierbereich x von 0,2 mm Schichtdickenänderung.That shown in Fig. 6 as an example of a layer thickness registration The diagram has a total registration area x of 0.2 mm change in layer thickness.

Ist nun eine Sollstärke der Schicht von s = 0,3 zu überwachen, so wird das Gerät bei leer laufender, nicht beschickter Kalanderwalze, also s = o, mit Hilfe der Mikrometerschraube 0 auf einen beliebig gewählten Punkt, etwa in der Mitte der Skala, eingestellt.If a nominal thickness of the layer of s = 0.3 is to be monitored, then if the device is idling, calender roll not loaded, so s = o, with the help of the micrometer screw 0 on any chosen point, set approximately in the middle of the scale.

Darauf wird die Mikrometerschraube bei Verwendung von zwei Tastrollen auf der Masseschicht um den doppelten Betrag der Sollstärke, also o,6 mm, zurückgestellt, worauf dann bei der Dickenmessung die Dicke von 0,3 mm richtig eingehalten ist, wenn die Anzeige auf der vorher gewählten Stelle der Skala erscheint. Ein Skalenteil Z zeigt in vorliegendem Fall eine Abweichung von der Sollstärke von o,oo4mm an. Y ist die Größe des Diagrammvorschubes pro Minute. Erwähnt sei noch, daß wegen der geometrischen Übertragungsverhältnisse der einzelnen Glieder des Meßsystems eine Eichung in bekannter Weise durch Vergleich mit Folien bekannter Dicke erfolgen kann.The micrometer screw is then placed on it when using two feeler rollers set back on the mass layer by twice the amount of the nominal thickness, i.e. 0.6 mm, whereupon the thickness of 0.3 mm is correctly adhered to when measuring the thickness, when the display appears on the previously selected position on the scale. A scale division In the present case, Z shows a deviation from the nominal thickness of 0.04 mm. Y is the size of the chart advance per minute. It should also be mentioned that because of the geometric transmission ratios of the individual elements of the measuring system Calibration can be done in a known manner by comparison with foils of known thickness.

Claims

CLAIMS: I. Method of measuring the thickness of a layer made of plastic material on the rotating roll of a calender, rolling mill or Like., characterized in that the changes in position falsifying the measurement result the roller are automatically compensated that a in its distance to Roll surface invariable reference point (D) created and around this reference point vibrating measuring system is arranged.

2. The method according to claim I, characterized in that according to the Three-point system is measured, so that the measuring points (E ,, E2) their position to the roller surface only change if there are differences in thickness in the mass layer (A).

3. Device for performing the method according to claim I and 2, characterized in that the reference point is defined by a parallel to the roll axis running, supported by means of spacer rollers (R) on the roller surface Axis (D) is shown, which is pivotably mounted on the roll stand.

4. Device for performing the method according to claim I and 2, characterized in that two angle levers (W, and W2) whose common pivot point is the reference point (D) and of which the one lever ends form the measuring points and the measuring pulse z. B. by means of Take off feeler rollers (T1 and T2> and use the other lever ends to point to a display device, z. B. a dial gauge (L) transferred.

5. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that the angle levers (W, and T1; '2) are designed and arranged so that the one the lever arms facing away from the roller are connected to the housing of the dial gauge (L) and the other lever arm with an adjustable stop (O), e.g. B. in the form of a Micrometer screw for which the dial gauge's feeler pin (N) is provided.

6. Apparatus according to claim 3 to 5, characterized in that the feeler rollers (T, and T2) of the angle levers (1V1 and W2) on the ground layer (A) to run.

7. Apparatus according to claim 3 to 5, characterized in that one feeler roll on the roll surface and the other feeler roll on the mass layer runs.

8. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that the spacer rollers are designed as circular knives.

9. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that an electrical circuit when the spacer roller comes into contact with the roller surface to operate a control organ is closed.

IO. Device according to claim 3 and 4, characterized in that the pointer of the dial gauge (L) with the sliding contact (search) of a resistance transmitter is coupled, its adjustment on a potentiometer (P) a corresponding The deflection of the writing pointer (Q) of a writing measuring device (S) causes.

II. Device according to claim 3 and 4, characterized in that an opening at the angle lever ends in place of the measuring scale and the pointer (dial gauge) is attached with a moving diaphragm through which a light beam to a photocell is influenced accordingly.