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Title:
DEVICE FOR MEASURING THE CONTACT PRESSURE OF A SCRAPER APPLIED AGAINST A ROLLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/103314
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for measuring the contact pressure of a scraper (2) applied against a roller (9). Said device comprises a fork (1) having two interspaced arms (11, 12), at least one of said arms being bendable. The inventive device also comprises a plurality of strain gauge sensors (4) which are arranged on one of the two fork arms (11, 12) and by which means the bending of the bendable arm (11) can be measured. The strain gauge sensors (4) enable the contact pressure of the scraper (2) to be measured by measuring the bending of said fork arm (11).

Inventors:
SIMONETTI ALFRED (CH)
Application Number:
PCT/CH2002/000290
Publication Date:
December 27, 2002
Filing Date:
June 04, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIMONETTI ALFRED (CH)
International Classes:
B41F33/00; G01L5/00; (IPC1-7): G01L5/00; B41F35/00
Foreign References:
US3783781A1974-01-08
US5821433A1998-10-13
DE2414569B11975-03-13
DE2655421A11978-06-08
Other References:
"ANALYZER FOR SPRING CONTACT FORCE AND WIPE", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN., vol. 31, no. 5, October 1988 (1988-10-01), IBM CORP. NEW YORK., US, pages 373 - 375, XP000026890, ISSN: 0018-8689
A.V. ROZHEVETSKII U.A.: "DEVICE FOR MEASURING THE CONTACT PRESSURE OF PACKAGING EQUIPMENT", MEASUREMENT TECHNIQUES., vol. 24, no. 3, March 1981 (1981-03-01), CONSULTANTS BUREAU. NEW YORK., US, pages 210 - 212, XP002179277, ISSN: 0543-1972
Attorney, Agent or Firm:
A. BRAUN BRAUN HÉRITIER ESCHMANN AG (Basel, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks eines an einer Walze (9) angelegten Schabers (2), dadurch gekenn zeichnet, dass sie eine Gabel (1) mit zwei Gabelarmen (11, 12) umfasst, die voneinander beabstandet sind und von denen mindestens einer verbiegbar ist, sowie mindestens einen DehnungsmessstreifenSensor (4), der auf einem der beiden Gabelarme (11,12) angeordnet ist und mit welchem das Ver biegen dieses Gabelarms (11,12) messbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass über die Breite eines der Gabelarme (11,12) eine Vielzahl von DehnungsmessstreifenSensoren (4), vor zugsweise regelmässig, verteilt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der bzw. mindestens einer der Dehnungs messstreifenSensoren (4) auf der Seite des einen Gabelarms (11,12) angeordnet ist, die von dem anderen Gabelarm (11, 12) abgewandt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. mindestens einer der DehnungsmessstreifenSensoren (4) auf der Seite des einen Gabelarms (11,12) angeordnet ist, die dem anderen Gabelarm (11,12) zugewandt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Gabelarmen (11,12) jeweils mindestens ein DehnungsmessstreifenSensor (4) an geordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Dehnungsmess streifenSensoren (4) auf den bzw. die Gabelarme (11,12) geklebt oder im Hochvakuum aufgedampft sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Dehnungsmess streifenSensoren (4) mit einer Schutzabdeckung versehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem Dehnungsmessstrei fenSensor (4) eine Signalleitung (5) zu einem Messverstär ker (6) führt, der mit einer Auswerteeinrichtung, vorzugs weise einem LaptopComputer (8), verbunden ist.
9. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 8 zur Messung des Anpressdrucks eines an einer Walze (9) angelegten Schabers (2), wobei hierzu die Gabel (1) zwischen Schaber (2) und Walze (9) angeordnet wird.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Vorrichtung verwendet wird, die einen Gabelarm (11,12) aufweist, dessen Breite (b) mindestens 50% der Länge (1) des Schabers (2) ist.
Description:
Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks eines an einer Walze angelegten Schabers Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks eines an einer Walze angeleg- ten Schabers.

Zum Reinigen von beispielsweise in Druckwerken rotierenden Walzen werden an die Walzen Schaber aus verschiedenen Mate- rialien in einem Winkel von üblicherweise zwischen 15° und 40° angelegt. Die Schaber sind beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder Composites, je nach Oberfläche der Walzen und deren Rotationsgeschwindigkeit. Ihr Anpressdruck, wie in diesem Zusammenhang die Anpresskraft pro Längeneinheit des Schabers bezeichnet wird, liegt im Normalfall zwischen 80 und 400 N/m und wird durch das Eigengewicht des Schabers und Schaberhalters, etc. und/oder hydraulische Einrichtun- gen erzeugt.

Bis anhin wird der Anpressdruck des Schabers mittels einer Federwaage geprüft, die an einem Fixpunkt befestigt wird und deren Federarm an seinem freien Ende einen abgewinkel- ten Teil aufweist, der walzenseitig unter den Schaber ge- schoben wird. Nachteilhaft bei dieser Messmethode ist, dass zur Befestigung der Federwaage ein Fixpunkt benötigt wird und der Platzbedarf im Walzenbereich relativ gross ist.

Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben be- schriebenen Mittel zur Messung des Anpressdrucks eines Schabers liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zugrunde.

Zu schaffen ist eine Vorrichtung zur Messung des Anpress- drucks eines an einer Walze angelegten Schabers, die zur Messung des Anpressdrucks des Schabers nicht an einem Fix-

punkt befestigt zu werden braucht und deren Platzbedarf im Walzenbereich relativ klein ist.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe Vorrichtung gelöst, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Eine erfindungsgemässe Verwendung einer solchen Vor- richtung ist im unabhängigen Patentanspruch 9 definiert.

Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhän- gigen Patentansprüchen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass eine Vorrich- tung zur Messung des Anpressdrucks eines an einer Walze an- gelegten Schabers eine Gabel mit zwei Gabelarmen umfasst, die voneinander beabstandet sind und von denen mindestens einer verbiegbar ist. Mit mindestens einem Dehnungsmess- streifen-Sensor, der auf einem der beiden Gabelarme ange- ordnet ist, ist das Verbiegen dieses Gabelarms messbar.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Messung des Anpress- drucks hat den Vorteil, dass sie nicht an einem Fixpunkt befestigt zu werden braucht, sie wird einfach zwischen Schaber und Walze geschoben. Der Platzbedarf der erfin- dungsgemässen Vorrichtung im Walzenbereich ist vergleichs- weise klein, so dass eine Überprüfung des Anpressdrucks auch möglich ist, wenn für das Anbringen einer Federwaage kein Platz zur Verfügung steht. Die für die Auswertung der Messwerte des mindestens einen Dehnungsmessstreifen-Sensors benötigten Mittel können problemlos an einem Ort angeordnet werden, wo genügend Platz vorhanden ist.

Die Messung des Anpressdrucks mittels Dehnungsmessstreifen- Sensor beruht auf dem Prinzip, dass der betreffende Gabel- arm je nach Anpressdruck verschieden stark verbogen wird.

Der Dehnungsmessstreifen-Sensor wird durch das Verbiegen des Gabelarms gedehnt oder gestaucht und ändert dadurch

seinen ohmschen Widerstand. Dieser ohmsche Widerstand wird gemessen und in den entsprechenden Anpressdruck umgerech- net. Geeignete Dehnungsmessstreifen-Sensoren sind dem Fach- mann bekannt und im Handel erhältlich, wobei vorzugsweise solche verwendet werden, deren ohmscher Widerstand bei der Messung des Anpressdrucks eine Änderung von zwischen 0,1 Q und 2 Q erfährt.

Mit Vorteil sind über die Breite eines der Gabelarme eine Vielzahl von Dehnungsmessstreifen-Sensoren, vorzugsweise regelmässig, verteilt. Der Anpressdruck kann so mittels einer Vielzahl von Einzelmessungen, die anschliessend bei- spielsweise gemittelt oder abschnittsweise ausgewertet wer- den, ermittelt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist der bzw. mindestens einer der Dehnungsmessstreifen-Sensoren auf der Seite des einen Gabelarms angeordnet, die von dem anderen Gabelarm abgewandt ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante ist der bzw. mindestens einer der Dehnungsmessstreifen-Sensoren auf der Seite des einen Gabelarms angeordnet, die dem anderen Gabelarm zugewandt ist. Der Dehnungsmessstreifen-Sensor ist so besser vor Beschädigung bei der Handhabung der Vorrich- tung geschützt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist auf beiden Gabelarmen jeweils mindestens ein Dehnungsmessstreifen-Sen- sor angeordnet. Durch Messung des Verbiegens beider Gabel- arme kann der Anpressdruck genauer ermittelt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist der bzw. sind die Dehnungsmessstreifen-Sensoren auf den bzw. die Ga- belarme geklebt. Zur Herstellung der Vorrichtung können so

einfach im Handel erhältliche Dehnungsmessstreifen-Sensoren auf den bzw. die Gabelarme geklebt werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante ist der bzw. sind die Dehnungsmessstreifen-Sensoren auf den bzw. die Gabelarme im Hochvakuum aufgedampft. Die Verbindung zwischen Dehnungsmessstreifen-Sensor und Gabelarm hält so auch bei hohen Temperaturen sicher.

Bevorzugt ist der bzw. sind die Dehnungsmessstreifen-Senso- ren mit einer Schutzabdeckung versehen. Dadurch wird eine den ohmschen Widerstand beeinflussende Verschmutzung oder Beschädigung des oder der Dehnungsmessstreifen-Sensoren verhindert.

Mit Vorteil führt von jedem Dehnungsmessstreifen-Sensor eine Signalleitung zu einem Messverstärker, der mit einer Auswerteeinrichtung, vorzugsweise einem Laptop-Computer, verbunden ist. Vorteilhafterweise ist dem Messverstärker ein Multiplexer zugeordnet, der über eine einzige Leitung mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird erfindungsgemäss zur Messung des Anpressdrucks eines an einer Walze angelegten Schabers verwendet, wobei hierzu die Gabel zwischen Schaber und Walze angeordnet wird.

Mit Vorteil wird eine Vorrichtung verwendet, die einen Ga- belarm aufweist, dessen Breite mindestens 50% der Länge des Schabers ist. Der Anpressdruck des Schabers kann so genauer ermittelt werden, vorzugsweise mittels einer Vielzahl von Einzelmessungen nebeneinander angeordneter Dehnungsmess- streifen-Sensoren, die anschliessend beispielsweise gemit- telt oder abschnittsweise ausgewertet werden.

Im Folgenden wird die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks eines an einer Walze angelegten Schabers unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von drei Ausführungsbeispielen detaillierter be- schrieben. Es zeigen : Fig. 1-einen Teil einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel zwischen einer Walze und einer daran angelegten Schabvorrichtung in einer Seiten- ansicht ; Fig. 2-die Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks von Fig. 1 mit Messverstärker und Auswerteeinrichtung in einer schematischen Draufsicht ; Fig. 3-einen Teil einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel ; und Fig. 4-einen Teil einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel.

Figur 1 Eine Schabvorrichtung mit einem Schaberhalter 3, der einen Schaber 2 hält, ist hier an eine im Betrieb in Pfeilrich- tung rotierende Walze 9 angelegt. Der Schaber 2 besteht beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder Composites. Mit einer nicht gezeichneten hydraulischen Einrichtung, die zum Stand der Technik gehört, wird der Schaber 2 über den Scha- berhalter 3 mit einem bestimmten Anpressdruck gegen die Walze 9 bzw. eine zwischen Walze 9 und Schaber 2 angeord- nete Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks gedrückt.

Die Vorrichtung zur Messung des Anpressdrucks umfasst eine Gabel 1, beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder Compo- sites, die zwei voneinander beabstandete Gabelarme 11 und 12 aufweist, die an ihrem einen Ende miteinander verbunden sind. Während der Gabelarm 11 verbiegbar sein muss, braucht dies der Gabelarm 12 nicht zu sein, da dieser beim vorlie- genden Ausführungsbeispiel nur eine Abstützfunktion wahr- nimmt. Sowohl auf der dem Gabelarm 12 zugewandten Seite des Gabelarms 11 als auch auf der dem Gabelarm 12 abgewandten Seite des Gabelarms 11 sind Dünnfilm-Dehnungsmessstreifen- Sensor 4 angeordnet, die im Hochvakuum aufgedampft worden sind und mit einer Schutzabdeckung, beispielsweise aus Kunststoff, abgedeckt sind. Die Dehnungsmessstreifen-Senso- ren 4 bestehen beispielsweise aus einem Draht in einem Kunststofffilm.

Je höher der Anpressdruck des Schabers 2 ist, desto stärker wird der Gabelarm 11 verbogen und desto grösser ist die Än- derung des ohmschen Widerstands der Dehnungsmessstreifen- Sensoren 4, welche mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Auswerteeinrichtung ausgewertet wird.

Figur 2 Aus dieser schematischen Draufsicht ist ersichtlich, dass die Breite b des Gabelarms 11 ca. 90% der Länge 1 des Scha- bers 2 entspricht. Über die Breite b des Gabelarms 11 sind eine Vielzahl von Dehnungsmessstreifen-Sensoren 4 gleich- mässig verteilt. Von jedem Dehnungsmessstreifen-Sensor 4 führt eine Signalleitung 5 zu einem Messverstärker und Mul- tiplexer 6, in dem die Messsignale verstärkt und dann über eine RS232-Schnittstelle in eine Leitung 7 eingespiesen werden. Die Leitung 7 führt zu einer Auswerteeinrichtung in Form eines Laptop-Computers 8, der die Messwerte in ent- sprechende Anpressdrücke umrechnet und diese auf seinem Bildschirm anzeigt. Es sind sowohl die von den einzelnen

Dehnungsmessstreifen-Sensoren 4 gemessenen Anpressdrücke als auch ein über den ganzen Gabelarm 11 gemittelter An- pressdruck ermittelbar.

Figur 3 Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind nur auf der dem Gabelarm 12 abgewandten Seite des Gabelarms 11 Dünnfilm- Dehnungsmessstreifen-Sensor 4 angeordnet, die im Hochvakuum aufgedampft worden sind und mit einer Schutzabdeckung, bei- spielsweise aus Kunststoff, abgedeckt sind. Im weiteren gilt das zum ersten Ausführungsbeispiel Ausgeführte.

Figur 4 Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel sind im Gegensatz zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen sowohl auf dem Ga- belarm 11 als auch auf dem Gabelarm 12 Dehnungsmessstrei- fen-Sensoren 4 angeordnet. Beide Gabelarme 11 und 12 sind verbiegbar. Der Anpressdruck kann so präziser ermittelt werden. Im weiteren gilt das zum ersten Ausführungsbeispiel Ausgeführte.

Zu den vorbeschriebenen Vorrichtungen zur Messung des An- pressdrucks eines an einer Walze 9 angelegten Schabers 2 sind weitere konstruktive Variationen realisierbar.