Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen zumindest eines Parameters beim Durchlauf einer Materialbahn durch einen zwischen zwei rotierbaren

Oberflächen gebildeten Spalt und Verwendung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen zumindest eines Parameters beim Durchlauf einer Materialbahn durch einen zwischen zwei rotierbaren Oberflächen gebildeten Spalt, wobei durch zumindest einen Sensor in zumindest einer der Oberflächen eine Abfolge von Messwerten bereitgestellt und ausgewertet wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung von Eigenschaften, insbesondere der Kompressibilität von Materialbahnen und/oder der Wickelhärte von Materialbahnrollen in einer Vorrichtung zum Wickeln einer Mate- rialbahn.

Die Druckschrift EP 0 538 221 B1 beschreibt ein System, welches zum Bestimmen eines Maßes einer, in einer Funktionsanordnung aus zwei Walzen gebildeten Spalt auf eine in diesem befindliche Materialbahn ausgeübte Spaltkraft ausgelegt ist. Dabei kann die Messung nur während eines Stillstands der Walzen durchgeführt werden, was ein Abschalten der entsprechenden Vorrichtung erforderlich macht. Bestimmt wird dabei eine Spaltkraft über die Spaltbreite, über welche die Materialbahn zwischen den beiden Walzen im Spalt eingespannt ist. Dabei entsteht eine Druckkurve, welche über eine Wegstrecke aufgezeichnet einen kontinuierlichen Anstieg bis zu einem Maximalwert und danach einen kontinuierlichen Abfall zeigt.

Weiterhin offenbart die Druckschrift WO 2005/114124 A1 die Verwendung einer externen Sensoranordnung, welche zwischen zwei Rollen beziehungsweise Walzen eines Kraft-Spalts angeordnet ist. Die Sensoranordnung liefert von dieser erfasste Daten zu einer Steuer- beziehungsweise Auswerteinrichtung, welche die Spaltbreite darstellen kann. Bei dem entsprechenden Messverfahren handelt es sich um ein statisches, das System unterbrechendes Verfahren, welches somit für eine nicht den Betrieb unterbrechende Messung nicht geeignet ist.

Und die Druckschrift EP 1 151 261 B1 beschreibt die Verwendung von Sensoren, welche ebenfalls durch einen Press- bzw. Kraft-Spalt geführt werden, um eine Spaltbreite zu bestimmen. Dabei werden elektrische Widerstände der Sensoren, welche als kraftsensitive Widerstandssensoren ausgebildet sind, erfasst. Auch bei diesem Verfahren handelt es sich um ein den Betrieb unterbrechendes Verfahren.

Ein weiteres, den Betrieb einer Funktionsanordnung in Form einer Pressenanordnung unterbrechendes Verfahren zur Erfassung der wirksamen Spaltbreite zwischen zwei rotierbaren Oberflächen ist aus der Druckschrift EP 0 832 423 B1 vorbekannt.

Die Druckschrift DE 199 20 133 A1 beschreibt ein Verfahren zur Messung der Linienkraft in einem Spalt, welcher von zwei rotierenden Oberflächen gebildet wird. Der Walzenspalt ist als Pressspalt zwischen zwei Walzen oder als Wickelspalt zwischen einer Tragrolle und einer Materialbahnrolle ausgeführt. Die Messung erfolgt mittels zumindest eines piezoelektrischen Quarzsensors zum Erfas- sen der Spaltkraft in einem Spalt unter dynamischen Bedingungen. Nachteilhafterweise wird dabei jedoch nur ein Kraft- beziehungsweise Druckwert von dem Quarzsensor ausgegeben. Dieser Kraftwert lässt nur beschränkte Rückschlüsse auf die tatsächlichen Bedingungen im Spalt und auf die Wechselwirkungen der im Spalt miteinander in Wirkverbindung tretenden Materialien zu, das heißt Wechsel- Wirkungen der Materialbahn und der Oberflächen der beiden den Spalt eingrenzenden Walzen.

Die Druckschrift EP 1 653 207 A2 zeigt eine Anordnung aus Sensoren, welche zum Messen einer Spaltbreite in achsparalleler Richtung zur Walze beziehungsweise zum Spalt einsetzbar sind. Die Sensoren werden dabei innerhalb eines Mantels der entsprechenden Walze heiisch angeordnet. Dies ist jedoch nachteil- haft, da eine Abnutzung der Oberfläche unterschiedliche Einflüsse und Verschlechterungen sowie eine unterschiedliche Aushärtung des Oberflächenbereichs der Walze bewirkt, was wiederum unterschiedliche Einflüsse auf die einzelnen der Sensoren hat.

Allgemein bekannt ist somit, Sensoren in oder unter Walzenoberflächen zu platzieren, um während des Umlaufs der Walze Informationen beziehungsweise Werte von Parametern zu erfassen. Dabei sind Vorgänge interessant, welche während des Umlaufs auf die Walze einwirken, wie beispielsweise die Wirkung einer Gegenwalze, die mit der Walze einen Spalt bildet, zum Beispiel einen Pressspalt bildet, oder wie beispielsweise die Wirkung einer angepressten Papierrolle, welche mit der Walze einen Spalt bildet. Ermittelt werden eine Kraft und/oder ein Druck. üblicherweise werden dabei die Signale der in den Oberflächen der Walze oder Walzen integrierten Sensoren derart ausgewertet, dass die Amplitude dieser Signale bestimmt wird, um daraus die Intensität beziehungsweise Stärke der ermittelten und die Wirkungen auf die Walze charakterisierenden Messgröße zu bestimmen. Im Fall einer Vielzahl von Sensoren, welche quer zur Maschinenrichtung, d.h. quer zur Durchlaufrichtung der Materialbahn und vorzugsweise achsparallel zur Walzenachse und/oder in Umfangsrichtung über die Walzenoberfläche verteilt sind, ist es jedoch schwierig sicherzustellen, dass die einzelnen Sensoren alle gleich kalibriert sind. Wenn beispielsweise einzelne Sensoren driften, können die gemessenen Profildaten in achsparalleler Richtung oder in Umfangsrichtung nicht mehr oder nur noch beschränkt aussagekräftig sein.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren beziehungsweise eine Vorrichtung zum Bestimmen zumindest eines Parameters beim Durchlauf einer

Materialbahn durch einen zwischen zwei rotierbaren Oberflächen gebildeten Spalt, d.h. Spaltdurchgang einer Materialbahn vorzuschlagen, welche eine verbesserte

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Auswertung ermöglichen, wobei insbesondere eine Drift beziehungsweise Unge- nauigkeit einzelner Sensoren einer Vielzahl von Sensoren keine große Rolle mehr spielen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Parameters beim Durchlauf einer Materialbahn mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 beziehungsweise durch eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Parameters beim Spaltdurchgang einer Materialbahn mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü- chen wiedergegeben.

Bevorzugt wird demgemäß ein Verfahren zum Bestimmen zumindest eines Parameters beim Durchlauf einer Materialbahn durch einen zwischen zwei rotierbaren Oberflächen gebildeten Spalt, wobei durch zumindest einen Sensor in zumindest einer der Oberflächen eine Abfolge von Messwerten bereitgestellt und ausgewertet wird, eingesetzt, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass mittels der Abfolge der Messwerte des zumindest einen Sensors eine Spaltbreite bestimmt wird, und aus der Spaltbreite sowie einer, die Elastizität der Oberflächen und/oder der Materialbahn wenigstens mittelbar charakterisierenden Kenngröße, insbesondere Elasti- zitätswert eine im Spalt wirkende Kraft als Absolutwert bestimmt wird oder aus der Spaltbreite sowie einer im Spalt wirkenden Kraft ein Elastizitätswert entweder zumindest einer der Oberflächen oder der Materialbahn bestimmt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht somit nicht nur von der Erfassung einer Größe, insbesondere Kraft oder Druck aus, sondern ermöglicht aufgrund der zeitlichen Abfolge der Erfassung der Messwerte eine Bestimmung der Breite des Spaltes und damit der Wirklänge in Maschinenrichtung. Auf der Basis der Spaltbreite können auf einfache Art und Weise weitere Parameter die Funktionsanordnung aus den beiden rotierbaren Oberflächen und/oder die Materialbahn betref- fend ermittelt werden. Aufgrund der zeitlichen Abfolge der Erfassung der Messwerte können Ungenauigkeiten in der Einstellung der Sensoren ausgeglichen werden.

Die Spaltbreite wird dabei bevorzugt aus einem Verlauf der Folge von Messwerten des zumindest einen Sensors und einer bekannten Drehbewegung, insbesondere Drehwinkel, Drehwinkelgeschwindigkeit oder einer zurückgelegten Strecke durch den Spalt bestimmt. Der zumindest eine Sensor kann dabei eine im Spalt auf den Sensor einwirkende Kraft beziehungsweise einen auf diesen einwirkenden Druck als den Messwert erfassen. Der zeitliche Verlauf über die Bewegung der rotierbaren Oberfläche erlaubt die Bestimmung der Spaltbreite.

Die Erfassung kann berührend mittels Berührungssensoren oder aber gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung berührungslos erfolgen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung werden für die aus den erfassten Messwerten und der Spaltbreite gebildeten Größe für die im Spalt wir- kende Kraft als Absolutwert oder eines Elastizitätswertes zumindest einer der Oberflächen und/oder der Materialbahn ein Querprofil über die Erstreckung quer zur Maschinenrichtung erstellt und die das Querprofil beschreibenden Größen als Eingangsgrößen für Steuerungen und/oder Regelungen von die rotierbaren Oberflächen aufweisenden Funktionsanordnungen gesetzt. Dadurch können zonen- weise über die Erstreckung quer zur Maschinenrichtung die erforderlichen Betriebsparameter aktiv und zeitnah in optimaler Weise eingestellt werden.

Vorrichtungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Parameters beim Spaltdurchgang einer Materialbahn durch einen zwischen zwei Walzen befindli- chen Spalt bevorzugt, wobei zumindest eine erste der Walzen zumindest einen Sensor zum Erfassen eines Messwerts beim Durchgang des Sensors durch den Spalt aufweist und eine Steuereinrichtung zum Auswerten einer Folge von dem Sensor gemessener Werte ausgelegt oder programmiert ist und wobei die Steuereinrichtung ausgestaltet und/oder gesteuert und/oder programmiert ist, gemäß einer ersten Variante aus der Folge von Messwerten des zumindest einen Sensors eine Spaltbreite eines durch die Folge der Messwerte gebildeten Signalverlaufs zu bestimmen und aus der Spaltbreite sowie Elastizitätswerten der Walzen

und/oder der Materialbahn eine Spaltkraft als Absolutwert zu bestimmen. Gemäß einer zweiten Variante ist die Steuereinrichtung ausgelegt, aus der Spaltbreite sowie einer im Spalt wirkenden Kraft einen Elastizitätswert entweder der Walzen oder der Materialbahn zu bestimmen.

Die Oberflächen können von Walzen gebildet werden, umfassend einen starren oder flexiblen Walzenmantel. Aus diesen gebildete Funktionsanordnungen sind Bestandteil von Pressenpartien und/oder Glättwerken. Ferner ist die erfindungsgemäße Lösung auch für die Bestimmung von Parametern in Wickelspalten in Vorrichtungen zum Auf- und/oder Abwickeln von Materialbahnrollen einsetzbar. In diesem Fall werden die Oberflächen von einer Walze und einer Materialbahnrolle gebildet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung zumindest einer, die Betriebsweise einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn charakterisierenden Größe eingesetzt. Besonders vorteilhaft gestaltet sich der Einsatz in Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung zumindest einer, die Betriebsweise einer Pressenanordnung in einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn charakterisierenden Größe oder in einem Kalander, beispielsweise zur Steuerung der Kraft im Pressspalt.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es ferner möglich, die Eigenschaften, insbesondere Elastizitätswerte/ Kompressibilitätswerte zumindest eines der in einem Spalt miteinander in Wirkverbindung tretenden Elemente zu erfassen. Diese können genutzt werden, um beispielsweise Schäden an Pressfilzen oder Transportbändern zu erkennen sowie beim Einsatz in Wickelmaschinen einen Rückschluss auf die Wickelhärte zu erlauben.

über die Auswertung von Querprofilen besteht die Möglichkeit gezielt Maßnahmen zur örtlich begrenzten Beeinflussung der Betriebsparameter und/oder Eigen-

schaften der im Spalt miteinander in Wirkverbindung tretenden Elemente zu veranlassen.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 schematisch eine Seitenansicht zweier Walzen, durch deren

Spalt eine Materialbahn geführt ist, sowie eine Steuereinrichtung zum Auswerten von Parametern, welche durch Sensoren in der Walzenoberfläche zumindest einer der

Walzen bereitgestellt werden;

Figuren 2a und 2b beispielhaft Signalflussbilder erfindungsgemäßer Verfahren; Figur 3 ein Signalflussbild für ein Verfahren zur Bestimmung von

Eigenschaften der in einem Spalt miteinander in Wirkverbin- düng tretenden Elemente am Beispiel der Wickelhärte einer

Wickelrolle;

Figur 4 die Einbindung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in eine

Steuer- und/oder Regelung am Beispiel der änderung der Linienkraft über die Länge des Pressspaltes; und Figur 5 eine Verwendung des Verfahrens zur Zustandserkennung eines Pressfilzes.

Figur 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine Funktionsanordnung 10 aus zwei, einen Spalt 5, insbesondere Pressspalt bildenden rotierba- ren Oberflächen 11 und 12, wie diese in einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn 3, insbesondere einer Faserstoffbahn oder einer Maschine zur Nachbehandlung einer Rolle einer derartigen Materialbahn 3 zum Einsatz gelangen können.

Figur 1 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel einer Pressenanordnung 9. Die rotierbaren Oberflächen 11 und 12 werden in dieser von einer ersten und einer zweiten Walze 1 , 2

gebildet, wobei die Materialbahn 3 durch den zwischen diesen gebildeten Spalt 5, vorzugsweise mit einem Filzband 8 geführt wird. Bei der Materialbahn 3 kann es sich um eine Faserstoffbahn, insbesondere eine Papierbahn handeln. Je nach Anordnung in einer Pressenpartie einer Maschine zur Herstellung von Material- bahnen können die einzelnen Walzen 1 , 2 unterschiedlich aufgebaut und ausgeführt sein. Dabei wird im Wesentlichen zwischen Ausführungen der einzelnen Walzen 1 , 2 mit starrer Oberfläche oder flexibler Oberfläche beziehungsweise starrem Walzenmantel oder flexiblem Walzenmantel unterschieden, wobei im letztgenannten Fall der Walzenmantel beispielsweise von einem endlosen umlau- fenden Band gebildet wird. Der einzelne Walzenmantel kann auch einen starren Grundkörper umfassen, der mit einer Beschichtung versehen ist, wobei die Beschichtung die rotierbare Oberfläche 11 , 12 ausbildet. Die zur Ausbildung des Spaltes 5 verwendeten Walzen 1 , 2 können ferner je nach Funktion in der Pressenpartie als reine Presswalze, Durchbiegungsausgleichswalze, Saugwalze, Zentralwalze ausgeführt sein.

In einer beispielhaften Ausführung besteht der Mantel der ersten Walze 1 aus einem zylindrischen Grundkörper, beispielsweise Stahl und einem elastischen, die Oberfläche 11 bildenden Oberflächenbereich 1.1 , welcher von einer auf dem Grundkörper der Walze 1 angeordneten eigenständigen elastischen Schicht oder als ein eigenständiger elastischer Mantel bestimmter Dicke ausgebildet sein kann. Der Mantel der zweiten Walze 2 ist beispielsweise aus Stahl ausgeführt. Die von diesem ausgebildete Oberfläche 12 ist starr. Die Oberflächen 11 , 12 ausbildenden Oberflächenbereiche 1.1 , 2.1 der beiden Walzen 1 , 2 sind jeweils durch einen Elastizitätswert E1 bzw. E2 charakterisiert. Die Oberflächenbereiche sind dabei beispielsweise durch eine Schichtdicke oder Wanddicke charakterisiert. In üblicher Art und Weise besteht auch die Materialbahn 3 aus einem Material, welches durch einen Materialbahn-Elastizitätswert E3 charakterisierbar ist.

In der Oberfläche 11 vorzugsweise der ersten Walze 1 , gegebenenfalls aber auch in der Oberfläche 12 der zweiten Walze oder den Oberflächen 11 , 12 beider Walzen 1 , 2, sind einer oder mehrere Sensoren 4 eingesetzt. Bei den Sensoren 4

handelt es sich vorzugsweise um Drücke p oder Kräfte F erfassende Sensoren. Prinzipiell können für das bevorzugte Verfahren jedoch auch andere physikalische Parameter erfassende Sensoren eingesetzt werden, beispielsweise Sensoren, welche eine kapazitive Veränderung erfassen, welche einen sich ändernden elek- trischen Widerstandswert erfassen oder welche einen optischen Unterschied in Form eines vorbeiziehenden Musters oder eines Helligkeitsunterschieds erfassen.

Der zumindest eine Sensor 4 ist somit in der Lage, ein sich über die Zeit änderndes Signal bzw. eine Abfolge diskreter Werte zu erfassen, um Werte eines entsprechenden Parameters an eine, diese Parameter weiterverarbeitende Einrichtung 6, vorzugsweise in Form einer Steuereinrichtung 7 auszugeben. Unter der die Parameter weiterverarbeitenden Einrichtung 6 ist gegebenenfalls auch lediglich nur eine Speichereinrichtung oder eine Analyseeinrichtung zu verstehen, welche empfangene Kenngrößen von Parametern als Daten speichert und/oder aufbereitet und/oder verarbeitet.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Steuereinrichtung 7 zumindest ein Parameter als Eingangsgröße X zugeführt, beispielsweise in Form einer auf den zumindest einen Sensor 4 einwirkende Kraft F. Die Erfassung erfolgt in Folge, d.h. es werden nacheinander Eingangswerte X1 bis Xn erfasst. Außerdem bekommt die Steuereinrichtung 6 eine mit dem Parameter beziehungsweise der Kraft F in Verbindung stehenden Zeitwert oder eine entsprechend zurückgelegte Strecke s übermittelt. Optional kann ein solcher Zeitwert oder eine entsprechend zurückgelegte Strecke s auch durch die Steuereinrichtung 7 selber bestimmt werden, beispielsweise aus Steuerdaten für einen Antrieb zum Antreiben der Walze 1 oder unter Einsatz eigenständiger Sensoren, welche beispielsweise eine Rotationsstrecke eines Oberflächenabschnitts der ersten Welle 1 , der zweiten Welle 2 oder eine Vorschubstrecke der Materialbahn 3 erfasst.

Die Steuereinrichtung 7 ist ausgelegt und/oder programmiert mittels der Parameter sowie vorgegebener weiterer Größen in Form der Elastizitätswerte E1 - E3 einen unbekannten Parameter zu bestimmen. Wie dies anhand eines Diagramms

skizziert ist, wird durch die Steuereinrichtung 7 während des Spaltdurchgangs des Sensors 4 durch den Spalt 5 zwischen der ersten und der zweiten Walze 2 eine Spaltbreite b bestimmt. Zur Bestimmung der Spaltbreite b wird bei der beispielhaften Ausführungsform die Kraft F, welche zu einem beliebigen Zeitpunkt auf den Sensor 4 einwirkt, über der Zeit oder über der durch den Sensor 4 zurückgelegten Strecke s abgebildet. Beim Spaltdurchgang entsteht ein Kurvenverlauf mit insbesondere einer ansteigenden Flanke, einem Kuppenbereich und/oder Plateaubereich und einer absteigenden Flanke.

Zur Bestimmung der Spaltbreite b wird beispielhaft ein mittlerer Amplitudenwert beziehungsweise eine mittlere Spaltkraft h bestimmt und die Breite zwischen den beiden Flanken auf Höhe der mittleren Spaltkraft h zwischen den Flanken ermittelt.

Die Spaltbreite b ist eine Funktion der Stärke der Spaltkraft, welche als Kraft beim Spaltdurchgang auf den Sensor 4 einwirkt, und der Elastizitätswerte E1 , E2 der Walzen 1 bzw. 2 sowie des Materialbahn-Elastizitätswerts E3. Mit anderen Worten ist die Spaltbreite b eine Funktion der Spaltkraft und der Elastizität der verschiedenen Medien im Spalt 5. Ein derartiges Verfahren ist beispielhaft anhand eines Signalflussbildes in Figur 2a wiedergegeben.

In erster Linie wird somit durch den Sensor 4 eine zeitliche Abfolge von Werten eines Parameters während des Spaltdurchgangs erfasst, um daraus mittels der Steuereinrichtung 7 die Spaltbreite b auszuwerten. Mit Hilfe der Spaltbreite b wird dann auf die Spaltwirkung geschlossen. Dies ermöglicht, nicht nur in für sich bekannter Art und Weise Drucksensoren oder drucksensible Sensoren einzusetzen, sondern optional alternativ oder zusätzlich auch Beschleunigungssensoren, optische Sensoren, elektromagnetische Sensoren oder Sensoren zur Erfassung noch weiterer Parameter einzusetzen.

Aufgrund des beschriebenen Zusammenhangs der Spaltkraft, der Spaltbreite b und der Elastizitätswerte kann somit bei bekannter Spaltbreite b und jeweils bis

auf einen der weiteren Parameter bekannten Parametern auf den verbleibenden Parameter geschlossen werden. Wenn beispielsweise die Spaltkraft F und die Eigenschaften der Walzen 1 , 2 beziehungsweise deren Elastizitätswerte E1 bzw. E2 bekannt sind, lässt sich aus der Spaltbreite b ein Rückschluss auf die Kompressibilität der Materialbahn 3 beziehungsweise auf den Materialbahn-Elastizitätswert E3 im Spalt 5 ziehen, wie in der Figur 2b wiedergegeben. Die Spaltbreite b wird analog ermittelt und aufgrund der funktionalen Zusammenhänge der jeweils erforderliche Elastizitätswert E, beispielsweise in Form eines E-Moduls, kann eine, die Kompressibilität charakterisierende Größe abgeleitet werden.

Ist die erste Walze 1 als Tragwalze ausgeführt und die zweite Walze 2 wird von einer Wickelrolle gebildet, ist zumindest ein einzelner Sensor 4 in der Tragwalze integriert. Im zwischen Tragwalze und Wickelrolle gebildeten Spalt 5 wird dann beispielsweise eine Kraft oder ein Druck erfasst. Aus diesen Größen kann die Breite b des Spaltes 5, d.h. die Erstreckung in Durchlaufrichtung der Materialbahn bestimmt werden. Aus dieser Größe wiederum kann ein Rückschluss auf die Härte H der Wickelrolle stellvertretend für den vorstehend betrachteten Elastizitätswert E einer zweiten Walze gezogen werden.

Zur Unterstützung können experimentelle Bestimmungen von Parametern, Simulationen mittels beispielsweise Finite-Elemente-Methoden oder Berechnungen mit Näherungsfunktionen durchgeführt werden, um möglichst viele der genannten Parameter zu bestimmen, so dass vorzugsweise mittels der Spaltbreite b auf nur noch einen unbekannten Parameter oder nur noch einen zu überwachenden Parameter geschlossen werden braucht. Als unbekannter Parameter ist dabei von besonderem Interesse der Materialbahn-Elastizitätswert E3, was eine überwachung der Qualität der Materialbahn 3 beim Durchlauf durch den Spalt 5 ermöglicht.

Durch den Einsatz einer Vielzahl von Sensoren in CD-Richtung, das heißt quer zur Durchlaufrichtung der Materialbahn 3 durch den Spalt 5, beziehungsweise in achsparalleler Richtung der ersten Walze 1 lässt sich vorzugsweise auch ein

Querprofil der Spaltbreite b über die Erstreckung I des Spaltes 5 quer zur Maschinenrichtung bestimmen. Mittels einer solchen Anordnung kann beispielsweise ein Querprofil der Härte einer als Gegenrolle eingesetzten Papierrolle, beispielsweise in Form einer Wickelrolle bestimmt werden. Alternativ kann entsprechend ein Querprofil der Kompressibilität der Materialbahn 3 im Spalt 5 beziehungsweise ein Querprofil der Materialbahn-Elastizitätswerte E3 in Querrichtung der Materialbahn 3 erstellt werden. Dazu werden beispielsweise über die Länge I der einzelnen Walze 1 und/oder 2 derartige Sensoren 4.1 bis 4.n angeordnet, wobei jeder Sensor 4.1 bis 4.n zur Bestimmung der Spaltbreite b Parameter XI _{4 1} , Xn ₄ - _\ bezie- hungsweise XI _{4 n} , Xn _{4 n} erfasst. Die Spaltbreiten b4.1 bis b4.n über die Erstrek- kung des Spaltes 5 quer zur Maschinenrichtung beschreiben ein Querprofil der Spaltbreite b. Aus diesem kann für die einzelnen durch die Sensoren 4.1 bis 4.n bestimmten Messbereiche jeweils die Kraft F _a bs bestimmt werden und somit über die Erstreckung quer zur Maschinenrichtung ein Kraftverlauf. Um optimale Bedingungen im Pressspalt 5 zu erzielen, kann die Kraft F in diesem beeinflusst werden. Je nach gewünschtem zu erzielenden Ergebnis, beispielsweise Entwässerungsintensität kann die Kraft F im Spalt 5 über die Erstreckung des Spaltes 5 quer zur Maschinenrichtung gesteuert und/oder geregelt werden, indem entsprechende Stellgrößen, beispielsweise YI ₄ 1, Yn ₄ 1 beziehungsweise YI _{4 n} , Yn _{4 n} zur Ansteuerung einer Stelleinrichtung zur zonenweisen Beeinflussung der Größe der Kraft F erzeugt werden. Ein derartiges Verfahren ist beispielhaft in Figur 4 anhand eines Signalflussbildes wiedergegeben.

Die Messwerte beziehungsweise die daraus resultierenden Werte und Parameter lassen sich somit im Allgemeinen in vorteilhafter Weise auch in Regelkreisen einsetzen, um die Leistungsfähigkeit beispielsweise einer Papiermaschine zu erhöhen.

Ferner ist es beispielsweise auch möglich, harte Stellen einer Papierbahnrolle beim Wickeln zu erkennen, welche auf eine zu große Dicke der produzierten

Papierbahn als der beispielhaften Materialbahn 3 hinweisen. Um Wickelprobleme

zu vermeiden, kann eine Regelung dafür sorgen, dass in der Folge an diesen Stellen die Papierbahn etwas dünner produziert wird.

Die Möglichkeit einer Messung der Kompressibilität K8 des Mediums im Spalt 5 kann beispielsweise gemäß Figur 5 auch dazu verwendet werden, um in der Presse einer Papiermaschine automatische Warnungen A zu erzeugen und/oder automatische Aktionen einzuleiten. So nimmt zum Beispiel die Kompressibilität K8 des Pressfilzes 8 über der Zeit ab. Bei aus der Erfahrung bekannter üblicher Abnahme der Kompressibilität über der Zeit kann so eine Restlebensdauer vorhergesagt werden. Für eine solche Abschätzung können vorteilhafterweise auch weitere Messungen wie eine Messung des Filzzustandes mit herangezogen werden. Als Filzzustand können insbesondere dessen Permeabilität und Feuchte als Messwerte herangezogen werden. Wird eine zu geringe Kompressibilität K8 ermittelt, muss der Filz ausgetauscht werden. Dementsprechend wird beispielsweise ein Signal A ausgegeben.

Eine weitere, hier im Einzelnen nicht dargestellte Möglichkeit besteht darin, ein Querprofil der Kompressibilität eines Pressfilzes 8 zu ermitteln, welches einen Rückschluss auf die zonenweise einstellbaren Pressdrücke erlaubt. Werden hier über die Erstreckung quer zur Maschinenrichtung sehr große Unterschiede ermittelt, kann gegebenenfalls frühzeitig eine automatische änderung der Pressdrücke über die Erstreckung quer zur Maschinenrichtung eingeleitet werden, um den Pressfilz langfristig gleichmäßiger beanspruchen zu können.

Eine weitere beispielhafte Anwendung einer Wirkbreitenmessung besteht darin, den Umschlingungswinkel von Walzen zu beobachten und gegebenenfalls zu korrigieren oder automatisch auf einen bestimmten Wert zu setzen. Dies kann notwendig sein, da zum Beispiel eine Papierbahn beim Auslauf die Tendenz hat, an der Walze zu kleben. Dadurch wird die Papierbahn als Materialbahn 3 auf Zug beansprucht. Um die Lauffähigkeit der Maschine zu verbessern, wird eine solche Zugbeanspruchung in vordefinierten Grenzen gehalten. Um dies zu ermöglichen, können Walzen 1 , 2 in ihrer Lage zueinander geändert werden, insbesondere

verstellt werden oder auch Feuchteänderungen der Papierbahn vorgenommen werden.

Während beispielsweise als Materialbahn 3 eine Papierbahn im Rahmen der vorstehenden Ausführungen genannt ist, können auch andere Materialien oder mehrere übereinander angeordnete Materialien als eine solche Materialbahn 3 eingesetzt werden. Einsetzbar sind insbesondere Gewebe, zum Beispiel Filz, oder auch ein Sieb anstelle oder in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Papierbahn.

Bezugszeichenliste

1 Erste Walze

1.1 Oberflächenbereich der ersten Walze

2 Zweite Walze

2.1 Oberflächenbereich der zweiten Walze

3 Materialbahn, Materialbahn, insbesondere Papierbahn

4, 4.1 bis 4.n Sensor

5 Spalt

6 Weiterverarbeitende Einrichtung

7 Steuereinrichtung

8 Filzband

9 Pressenanordnung

10 Funktionsanordnung

11 Rotierbare Oberfläche

12 Rotierbare Oberfläche

A Signal, Warnung b, b4.1 bis b4.n Spaltbreite

E1 Elastizitätswert des Oberflächenbereichs der ersten

Walze

E2 Elastizitätswert des Oberflächenbereichs der zweiten

Walze

E3 Materialbahn-Elastizitätswert

F Wirkende Kraft auf den Sensor

Fabs Kraft (Absolutwert)

H Härte h Mittlere Spaltkraft

K8 Kompressibilität

I Länge, Erstreckung

P Drucke

S Zurückgelegte Strecke des Sensors

X Eingangsgröße

X1 bis Xn Eingangswert

XI _4n , Xn _4n Parameter

YI _4n , Yn _4n Stellgröße