Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion des Benetzungsgrades der Oberfläche eines in Längsrichtung bewegten Bandes aus wenigstens einem Material durch Bestrahlen der zu untersuchenden Oberfläche über ihre gesamte Breite mit UV-Licht und Detektion der von der Oberfläche reflektierten Strahlung mittels eines Sensors über die gesamte Breite der Oberfläche, wobei die UV-Lichtquelle und der wenigstens eine Sensor ortsfest zu einander und zu dem bewegten Band angebracht sind, eine entsprechende Vorrichtung und die Verwendung dieser Vorrichtung.

Es ist bekannt, Stahlbänder nach ihrer Herstellung und bevor sie zu einem sogenannten Coil aufgewickelt werden, einzuölen. Dies geschieht im Allgemeinen, indem die Stahlbänder kurz vor dem Aufwickeln auf der Ober- und Unterseite durch zwei Düsenbalken kontinuierlich mit Öl besprüht werden. Als zusätzlicher Korrosionsschutz wirkt die BeÖlung bevorzugt der vorzeitigen Alterung des Materials entgegen und kann in der weiteren Verarbeitung als Verformungshilfe beim Umformen zu entsprechenden Bauteilen hilfreich sein . Die Menge an Öl auf dem Stahlband liegt im Allgemeinen bei 0,3 bis 2,0 g/m ² . Dabei ist es gewünscht, dass der Ölfilm sowohl über die gesamte Bandlänge und -breite vollständig ist, d. h. ein möglichst hoher Benetzungsgrad vorliegt und es keine trockenen Stellen gibt. Des Weiteren soll der Ölfilm möglichst gleichmäßig, d. h . in möglichst gleicher Dicke, aufgetragen werden. Außerdem ist es zu vermeiden, dass zu viel Öl auf das Band aufgetragen wird. Diese so genannte Überölung kann beispielsweise durch das Sprühverfahren in den Ölmaschinen erfolgen , insbesondere sind Überölungen in den Randbereichen des Bandes möglich.

Verfahren zur Überwachung einer solchen Ölschicht sind aus dem Stand der Technik bekannt. In der DE 10 2008 050 598 AI wird ein System zur Detektion von Medien , beispielsweise Öl, auf Oberflächen offenbart. Dazu wird die Oberfläche mit Strahlung aus einer Strahlungsquelle bestrahlt. Die reflektierte Strahlung wird dann mit einem Sensor detektiert und ausgewertet, um so die Benetzung auf der Oberfläche feststellen zu können . Strahlungsquelle und Sensor sind in diesem Verfahren beweglich angeordnet, damit sie während der Messung über die Oberfläche traversieren, da eine vollständige Erfassung der gesamten Fläche mit diesem Verfahren nicht möglich ist.

Bei dem Fachmann bekannten Ölmaschinen ist es möglich, dass auf der Oberfläche trockene, d.h . ölfreie, Streifen oder Bereiche verbleiben . Des Weiteren können sich von vorangegangenen Arbeitsschritten Rest- Emulsionen (Wasser-Ölgemische) auf der Oberfläche befinden, die zu unerwünschten Unregelmäßigkeiten in der Ölauflage führen. Bei derartigen Unregelmäßigkeiten , d.h. bei ölfreien Stellen oder unregelmäßig benetzten Stellen , handelt es sich um Prozessfehler. Derartige Prozessfehler mindern die Qualität der zu verarbeitenden Oberfläche und sind daher zu vermeiden.

Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen , mit dem der Benetzungsgrad der Oberfläche eines Bandes, insbesondere eines Stahlbandes, detektiert werden kann , um so erkennen zu können, ob auf der Oberfläche ein ausreichender Film aus einem Medium, insbesondere ein Ölfilm, vorliegt. Dabei soll es möglich sein, einen Ausschnitt eines Bandes über die gesamte Breite kontinuierlich beobachten zu können, damit möglichst schnell die entsprechenden Informationen zugänglich sind. Weiterhin soll es möglich sein, dass das Verfahren direkt in einer dem Fachmann bekannten Ölmaschine durchgeführt werden kann .

Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst. Des Weiteren werden die Aufgaben durch eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung und durch die erfindungsgemäße Verwendung gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Detektion des Benetzungsgrades der Oberfläche eines in Längsrichtung bewegten Bandes aus wenigstens einem Material durch Bestrahlen der zu untersuchenden Oberfläche über ihre gesamte Breite mit UV-Licht und Detektion der von der Oberfläche reflektierten Strahlung mittels wenigstens eines Sensors über die gesamte Breite der Oberfläche, wobei die UV-Lichtquelle und der wenigstens eine Sensor ortsfest zu einander und zu dem bewegten Band angebracht sind.

Erfindungswesentlich ist, dass die UV-Lichtquelle und der wenigstens eine Sensor ortsfest zu einander und zu dem bewegten Band angebracht sind. Diese erfindungsgemäßen Merkmale ergeben die Vorteile, dass das sich in Längsrichtung bewegende Band kontinuierlich und über die gesamte Breite beobachtet werden kann . Zum einen wird dadurch die Geschwindigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber Verfahren des Standes der Technik deutlich erhöht. Des Weiteren entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Schritt, in dem aus mehreren Einzelbildern ein Bild der Oberfläche über die gesamte Breite erstellt werden muss, so dass es weniger fehleranfällig ist. Des Weiteren liegen im Vergleich zum Stand der Technik weniger bewegte Bauteile vor, so dass insgesamt der Wartungsaufwand und das Unfallrisiko deutlich reduziert sind. Erfindungsgemäß bevorzugt wird das sich in Längsrichtung bewegende Band über die gesamte Breite mit der UV-Lichtquelle beschienen, und der Sensor detektiert über die gesamte Breite des Bands die reflektierte Strahlung im sichtbaren Bereich. Im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, in denen sich ein Sensor traversierend über das sich bewegende Band bewegt, kann somit erfindungsgemäß das Band zu einem Zeitpunkt über die gesamte Breite und jede einzelne Stelle des Bands durch den Sensor beobachtet werden. Bei einer traversierenden Bewegung kann immer nur ein Ausschnitt des Bands durch den Sensor beobachtet werden . Beispielsweise betragen die Traversiergeschwindigkeiten bei Vorrichtungen gemäß Stand der Technik 250 bis 500 mm/s, d.h. , dass sich bei einer üblichen Bandgeschwindigkeit von 120 m/min und einer Bandbreite von 2000 mm 16 bis 32 m des Bands unter dem Sensor wegbewegen bis dieser wieder an der gleichen Position ist, so dass ein Großteil des Bands durch den Sensor nicht erfasst wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Benetzungsgrad eines in Längsrichtung bewegten Bandes aus wenigstens einem Material bestimmt. Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einem Material um metallische Oberflächen wie Stahl, Aluminium, Kupferlegierungen oder Edelstahl. Bevorzugt ist das Material Stahl, d. h . erfindungsgemäß wird bevorzugt die Oberfläche eines Stahlflachproduktes, insbesondere eines Stahlbandes, bestimmt. Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei es sich bei dem Band aus wenigstens einem Material um ein Stahlflachprodukt, weiter bevorzugt ein Stahlband, handelt.

Die Abmessungen des zu untersuchenden Bandes sind erfindungsgemäß nicht kritisch . Erfindungsgemäß bevorzugt betragen die Breite des Bandes 550 bis 2200 mm und die Dicke des Bandes 0,4 bis 4,0 mm Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren , wobei die Breite des Bandes 550 bis 2200 mm und die Dicke des Bandes 0,4. bis 4 mm betragen. Die Länge des Bandes beträgt beispielsweise 100 bis 7000 m. Dabei ist zu beachten , dass das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt kontinuierlich durchgeführt wird, d. h . ein sehr langes Band wird in Längsrichtung bewegt, während das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Daher wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt nur ein Ausschnitt der Gesamtlänge des Bandes beobachtet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es weiter bevorzugt auch möglich, Ober- und Unterseite eines benetzten Bandes gleichzeitig zu beobachten, wobei in dieser Ausführungsformen an der Ober- und an der Unterseite jeweils eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung angebracht sein muss.

Das bewegte Band, welches erfindungsgemäß beobachtet wird, ist in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch entsprechende, dem Fachmann bekannte Verfahren erhalten worden , beispielsweise Warm- und/oder Kaltwalzen . Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt nach dem Beölen der Oberfläche des Stahlbandes durchgeführt. Ganz besonders bevorzugt erfolgt das erfindungsgemäße Verfahren in einer dem Fachmann bekannten Ölmaschine direkt nach dem Beölen des Stahlbandes.

Erfindungsgemäß ist der Benetzungsgrad der Oberfläche definiert als das Verhältnis von unbenetzter Oberfläche des Bandes zu gesamter zu untersuchter Oberfläche des Bandes. Erfindungsgemäß bevorzugt wird somit detektiert, ob die zu untersuchende Oberfläche vollständig mit einem Medium bedeckt ist. Eine vollständige Bedeckung der Oberfläche mit dem Öl entspricht einem Benetzungsgrad von 1. Liegen auf der Oberfläche Stellen vor, die nicht mit dem Medium bedeckt sind, so liegt der Benetzungsgrad unter 1. Benetzungs- grade von unter 1 sind unerwünscht und sollen durch das erfindungsgemäße Verfahren detektiert werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann/können entweder nur die Oberseite des bewegten Bands, oder nur die Unterseite des bewegten Bands oder beide, Ober- und Unterseite des bewegten Bands, beobachtet werden. Bei gleichzeitiger Beobachtung der Ober- und Unterseite kann weiter bevorzugt ein Vergleich der detektierten Werte erfolgen. Der Fachmann bezeichnet Stellen auf der Oberfläche, die nicht vollständig mit dem Medium, insbesondere einem Öl, benetzt sind, als sogenannte trockene Stellen. Das erfindungsgemäße Verfahren dient bevorzugt dazu, trockene Stellen , d.h. nicht vollständig benetzte Stellen, auf der Oberfläche eines in Längsrichtung bewegten Bandes aus wenigstens einem Material zu detektieren.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei trockene Stellen, d.h. nicht vollständig benetzte Stellen, auf der Oberfläche eines in Längsrichtung bewegten Bandes aus wenigstens einem Material detektiert werden.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren die Schichtdicke des Mediums bestimmt wird, beispielsweise kann das detektierte Bild des Mediumfilms, insbesondere des Ölfilms, mit einer geeigneten Software ausgewertet werden, so dass die detektierten Grau- bzw. Farbwerte einen Rückschluss auf die Schichtdicke zulassen. Erfindungsgemäß bevorzugt wird dazu das durch den Sensor detektierte Licht im sichtbaren Bereich in entsprechende Grauwerte umgewandelt. Durch diese Grauwerte kann dann bestimmt werden, wie vollständig bzw. stark die Benetzung des Bands ist. Die Umrechnung des durch den Sensor detektierten Signals in entsprechende Grauwerte kann durch dem Fachmann bekannte Verfahren erfolgen. Dabei entsprechen niedrige Grauwerte einer niedrigen Benetzung durch das Medium, hohe Grauwerte entsprechen einer hohen Benetzung durch das Medium.

Erfindungsgemäß bevorzugt wird unter einem Medium eine Flüssigkeit verstanden, die als Film auf die Oberfläche des Bandes aufgebracht wird. Die Filmdicke beträgt dabei bevorzugt 0,30 μηι bis 2,5 μηι, besonders bevorzugt 0,33 μηι bis 2,2 μηι. Erfindungsgemäß bevorzugte Medien sind beispielsweise ausgewählt aus hydrophoben Medien, beispielsweise Ölen , oder wässrigen Zusammensetzungen, beispielsweise Emulsionen. Bevorzugt ist das auf der Oberfläche vorhandene Medium ein hydrophobes Medium, bevorzugt ein Öl.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die Oberfläche mit einem hydrophoben Medium, bevorzugt einem Öl, benetzt ist.

Die Menge an Medium, vorzugsweise Öl, die der Oberfläche vorliegt, ist erfindungsgemäß nicht beschränkt, bevorzugt liegen 0,3 bis 2 g/m ² des Mediums, bevorzugt des Öls, auf der Oberfläche vor.

Erfindungsgemäß wird die zu untersuchende Oberfläche über ihre gesamte Breite mit UV-Licht bestrahlt. Weiter bevorzugt wird die gesamte Breite des Bandes möglichst gleichmäßig mit UV-Licht bestrahlt, d.h. bevorzugt unterscheidet sich die Intensität des UV-Lichts in einzelnen Abschnitten der Breite des Bandes um nicht mehr als 5% bezüglich des Maximalwertes der Intensität während der Messung.

Erfindungsgemäß wird die zu untersuchende Oberfläche mit UV-Licht, insbesondere mit UV-A-Licht, UV-B-Licht oder UV-C-Licht, bestrahlt. Die vorliegende Erfindung betrifft bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die zu untersuchende Oberfläche mit UV-A-Licht bestrahlt wird. Die erfindungsgemäß bevorzugte Strahlungsart UV-A-Licht ist dem Fachmann an sich bekannt. UV-A-Licht weist eine Wellenlänge von 380 bis 315 nm auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die zu untersuchende Oberfläche mit UV-C- Licht bestrahlt. UV-C-Licht ist dem Fachmann an sich bekannt. UV-C-Licht weist eine Wellenlänge von 10 bis 280 nm auf. Geeignete Strahlungsquellen für UV-Licht, insbesondere UV-A-Licht, sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise UV-LED, insbesondere UV-A-LED oder Standard-UV-Lampen, insbesondere Standard-UV-ALampen .

Erfindungsgemäß wird die zu untersuchende Oberfläche mit UV-Licht bestrahlt und die von der Oberfläche reflektierte oder emittierte Strahlung wird dann mittels wenigstens eines Sensors über die gesamte Breite der Oberfläche detektiert. Erfindungsgemäß bevorzugt wird mit dem Sensor Licht im Bereich von 300 bis 600 nm, detektiert. Geeignete Sensoren sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise Fotosensoren . Erfindungsgemäß bevorzugt wird eine Kamera eingesetzt. Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfahren, wobei als wenigstens ein Sensor eine Kamera eingesetzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher besonders einfach realisiert werden.

Unter der reflektierten Strahlung wird erfindungsgemäß der Teil der auf die Oberfläche aufgebrachten Strahlung verstanden, die von dem auf der Oberfläche vorhandenen Medium oder von der Oberfläche reflektiert wird. Unter der emittierten Strahlung wird erfindungsgemäß die Strahlung verstanden, die von dem auf der Oberfläche vorhandenen Medium oder von der Oberfläche nach Anregung durch Bestrahlen mit UV-Licht emittiert wird. Bei dieser Emission handelt es sich erfindungsgemäß bevorzugt um Fluoreszenz. Fluoreszenz ist dem Fachmann an sich bekannt. Die Fluoreszenz wird durch Bestrahlung des auf der Oberfläche vorhandenen Mediums, beispielsweise des Öls, mit UV-Licht angeregt. Trifft dieses UV-Licht auf ein Medium, beispielsweise Öl, so wird in Abhängigkeit von dem Medium sowie der Menge des aufgetragenen Mediums, ein Teil des ausgestrahlten UV-Lichtes absorbiert und als Fluoreszenz wieder emittiert. Somit wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt ein Sensor eingesetzt, der gleichzeitig reflektierte und emittierte Strahlung messen kann. Erfindungsgemäß können auch zwei Sensoren eingesetzt werden, wobei einer die reflektierte und der zweite die emittierte Strahlung detektieren kann.

An die Detektion der von der Oberfläche des Bandes reflektierten oder emittierten Strahlung durch den wenigstens einen Sensor schließt sich erfindungsgemäß bevorzugt einen Auswertung der erhaltenen Daten an . Bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung daher das erfindungsgemäße Verfahren , wobei sich an die Detektion der von der Oberfläche reflektierten Strahlung eine Auswertung anschließt. Verfahren zur Auswertung entsprechender Daten sind dem Fachmann bekannt und werden bevorzugt mit einer entsprechenden Auswertesoftware durchgeführt. Wird durch erfindungsgemäße Verfahren ermittelt, dass der Benetzungsgrad auf der Oberfläche des Bandes nicht ausreicht, d.h . unter einem bestimmten vorher festzulegenden Wert liegt, beispielsweise mindestens 0,90, bevorzugt mindestens 0,93 , weiter bevorzugt mindestens 0,97 , kann ein weiterer Verfahrensschritt eingeleitet werden , beispielsweise Anhalten des Bandes und des Beölens, um den aufgetretenen Fehler korrigieren zu können ,, beispielsweise kann durch Spülen der Olmaschine, insbesondere des Öl-Balkens in der Olmaschine eine Verbesserung, d.h. ein erhöhter Benetzungsgrad ohne trockene Stellen, erhalten werden.

Erfindungswesentlich ist des Weiteren, dass die UV-Lichtquelle und der wenigstens eine Sensor ortsfest zu einander und zu dem bewegten Band angebracht sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet„ortsfest zu einander und zu dem bewegten Band", dass UV-Lichtquelle und wenigstens ein Sensor so angebracht sind, dass UV-Lichtquelle und wenigstens ein Sensor statisch angeordnet sind, und das Band sich an diesen vorbei bewegt, sich bevorzugt unter ihnen hinweg bewegt. Dieses erfindungsgemäße Merkmal ergibt den Vorteil, dass die Detektion mit einer statischen Messanordnung einfacher und genauer möglich ist.

Dabei ist es bevorzugt, dass der wenigstens ein Sensor und die UV-Lichtquelle auf einem Träger angebracht wird, der so zu dem bewegten Band angeordnet wird, dass sich das Band frei bewegen kann und es gleichzeitig möglich ist, dass die gesamte Breite des Bandes durch die UV-Lichtquelle bestrahlt und mit dem wenigstens einen Sensor beobachtet werden kann. Methoden, die UV-Lichtquelle und den wenigstens einen Sensor auf einem Träger zu befestigen und entsprechend der vorliegenden Erfindung bezüglich des bewegten Bandes anzubringen, sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugt werden die UV-Lichtquelle und der wenigstens eine Sensor, weiter bevorzugt auf einem gemeinsamen Träger, in unmittelbarer Nähe zu der Olmaschine, bevorzugt direkt in der Olmaschine, angebracht, damit das erfindungsgemäße Verfahren direkt im Anschluss an das Aufbringen des Mediums, insbesondere der BeÖlung, erfolgen kann.

Weiter bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, dass um die UV-Lichtquelle und den wenigstens einen Sensor ein Schutzgehäuse gegen Fremdlicht vorhanden ist. Diese bevorzugte Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Messgenauigkeit durch Abwesenheit von Fremdlicht deutlich erhöht wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass es im Vergleich mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren mit deutlich weniger Aufwand durchgeführt werden kann und daher erheblich kostengünstiger ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Detektion des Benetzungsgrades der Oberfläche eines in Längsrichtung bewegten Bandes aus wenigstens einem Material, umfassend eine UV- Lichtquelle, die die gesamte Breite des Bandes bestrahlt und wenigstens einen Sensor, der die gesamte Breite der Oberfläche detektiert, wobei die UV-Lichtquelle und der wenigstens eine Sensor ortsfest zu einander und zu dem bewegten Band angebracht sind. Details und bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind bereits bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt worden und gelten hier entsprechend.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt in unmittelbarer Nähe zu, beispielsweise nach der Öl- maschine, oder direkt in einer dem Fachmann bekannten Ölmaschine angebracht. Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei diese in unmittelbarer Nähe zu, beispielsweise nach der Ölmaschine, oder direkt in einer Ölmaschine angebracht ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion des Benetzungsgrades der Oberfläche eines in Längsrichtung bewegten Bandes aus wenigstens einem Material. Details und bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verwendung sind bereits bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens genannt worden und gelten hier entsprechend.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können vorteilhaft in der Qualitätskontrolle bei der BeÖlung von Stahlbändern und bei der Verformung von beölten Stahlbändern eingesetzt werden.

Figuren

In Figur 1 ist eine bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgebildet. Dabei haben die Bezugszeichen die folgenden Bedeutungen :

1 Richtung des Bandlaufs

2 UV-Flächenpaneel

3 Kamera mit UV-Sensor

4 Schutzgehäuse gegen Fremdlicht

5 Stahlband