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Dokumentenidentifikation DE102005007896A1 24.08.2006
Titel Verfahren zur Diagnose eines Antriebssystems mit einer Kette
Anmelder Brückner Maschinenbau GmbH, 83313 Siegsdorf, DE
Erfinder Vetter, Thomas, 73547 Lorch, DE;
Oedl, Günter, Salzburg, AT;
Schlingmann, Michael, 73547 Lorch, DE;
Speer, Rolf, 73547 Lorch, DE;
Dünnebeil, Klaus-Dieter, 73547 Lorch, DE;
Bamberger, Werner, 83278 Traunstein, DE
Vertreter Andrae Flach Haug, 83022 Rosenheim
DE-Anmeldedatum 22.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005007896
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse G01M 13/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01M 15/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   G01N 3/56(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Antriebssystems mit einer Kette (4), welche von einem Antrieb angetrieben wird und an welcher Transportelemente angeordnet sind. Auf wenigstens einem Transportelement ist eine Markierung aufgebracht, deren aktuelle Lage relativ zu einer Soll-Lage mittels wenigstens eines Sensorsystems zur Ermittlung der auf das Transportelement wirkenden Kräfte erfasst wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Antriebssystems mit einer Kette.

Antriebssysteme mit Ketten werden in unterschiedlichsten industriellen Applikationen eingesetzt, wobei derartige Systeme insbesondere zum Transport von Gegenständen eingesetzt werden.

Als Beispiel für derartige Systeme sind insbesondere Folien-Reckanlagen zu nennen, die zur Herstellung von Kunststoff-Folien dienen. Die zu bearbeitenden Folien werden an ihren längsseitigen Rändern mit Kluppen gehalten, wobei diese an periodisch umlaufenden Ketten befestigt sind.

Weitere Beispiele für den Einsatz von Antriebssystemen mit Ketten sind Förder- und Transportsysteme wie Fließbänder oder dergleichen, die insbesondere auch in schwer zugänglichen Bereichen wie Reinräumen oder dergleichen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Förderanlagen im Bereich der Getränkeindustrie.

Generell besteht eine wesentliche Anforderung an derartige Antriebssysteme darin, dass diese eine hohe Verfügbarkeit aufweisen, das heißt dass Standzeiten aufgrund von Reparaturen und Wartungsarbeiten möglichst gering gehalten werden.

Aus der DE 102 33 815 C1 ist ein Verfahren zur Überwachung des Verschleißes einer Motorsteuerkette in einem Kraftfahrzeug bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Längung der Motorsteuerkette als Maß für deren Verschleiß durch Bestimmung der Gesamtdrehwinkel der Nockenwellen einer Brennkraftmaschine auf indirektem Weg bestimmt.

Aus der DE 195 03 457 C1 ist ein weiteres Verfahren zur Überwachung des Verschleißes einer Motorsteuerkette in einem Kraftfahrzeug bekannt. Bei diesem Verfahren werden Markierungen an Kettenrädern, an welchen die Motorsteuerkette umläuft, angebracht und mit Sensoren abgetastet. Aus den Sensorsignalen werden die Phasenlagen der Kettenräder als Maß für den Verschleiß der Kette ermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem eine umfangreiche und genaue Analyse eines Antriebssystems mit einer Kette und die Bestimmung von Prozesskräften in der Kette durchführbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Diagnose eines Antriebssystems mit einer Kette, welche von einem Antrieb angetrieben wird und an welcher Transportelemente angeordnet sind. Auf wenigstens einem Transportelement ist eine Markierung aufgebracht, deren aktuelle Lage relativ zu einer Soll-Lage mittels wenigstens eines Sensorsystems zur Ermittlung der auf das Transportelement wirkenden Kräfte erfasst wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine detaillierte Prozessbeobachtung und darauf basierend auch eine Prozessoptimierung eines Antriebssystems mit einer Kette ermöglicht.

Durch die Ermittlung der auf das Transportelement einwirkenden Kräfte mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können auftretende Belastungen, die zu Schäden an den Transportelementen beziehungsweise der Kette führen können, rechtzeitig erkannt werden, wodurch ungewollte Stillstandszeiten des Antriebssystems vermieden werden können. Weiterhin können anhand der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Messwerte Service- und Wartungsintervalle für das Antriebssystem optimiert werden.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass mit diesem zeit- und ortsaufgelöste Informationen über Krafteinwirkungen auf die Kette mit den Transportelementen erhalten werden, wodurch eine detaillierte Prozessbeobachtung ermöglicht wird.

Die Messung der auf das Transportelement einwirkenden Kräfte erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels einer geometrischen Messung, in dem die Auslenkungen des Transportelements durch das Sensorsystem erfasst werden.

Das Transportelement weist hierzu eine Markierung auf, deren Lage vom Sensorsystem erfasst wird. Besonders vorteilhaft kann dabei die durch die einwirkenden Kräfte bedingte Verschiebung der Lage der Markierung bezüglich einer Soll-Lage in mehreren Raumrichtungen, insbesondere in Transportrichtung der Kette und senkrecht hierzu, erfasst werden. Damit können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit hoher Genauigkeit die räumlichen Kraftverteilungen, die auf das Transportelement einwirken, ermittelt werden, wodurch detaillierte Informationen über die mit dem Transportelement durchgeführten Prozesse zum Transport oder zur Bearbeitung von Gegenständen erhalten werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann prinzipiell ein einzelnes Sensorsystem an einer geeigneten Messstelle vorgesehen sein, mittels dessen Markierungen an einem oder insbesondere auch an mehreren Transportelementen erfasst werden können. Dabei können die Transportelemente mit Markierungen baugleich mit regulären Transportelementen ohne Markierungen ausgebildet sein. Zur Erhöhung der Messauflösung können die Transportelemente mit Markierungen auch durch Einbau von Federelementen oder dergleichen eine erhöhte Nachgiebigkeit gegenüber den wirkenden Kräften aufweisen, wodurch die Auslenkungen des Transportelements erhöht werden und damit die Verschiebungen der Markierungen bezüglich der Soll-Lagen vergrößert werden.

Besonders für den Fall, dass mehrere Transportelemente längs der Kette Markierungen aufweisen, ist es zweckmäßig, die einzelnen Transportelemente an der Kette mit Kennungen zu versehen, so dass die Transportelemente anhand der Kennungen eindeutig identifiziert und so bei deren Umlauf verfolgt werden können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind an mehreren Messstellen innerhalb des Antriebssystems Sensorsysteme vorgesehen, so dass mit diesen ortsaufgelöst Informationen über die innerhalb des Antriebssystems wirkenden Kräfte erhalten werden.

Das Sensorsystem kann aus induktiven, kapazitiven oder insbesondere aus optischen Sensoren bestehen. Im letzteren Fall ist die Markierung in Form einer Marke ausgebildet, deren Muster oder Geometrie mit wenigstens einem optischen Sensor abgetastet wird. Beispielsweise kann die Marke als zweidimensionaler Barcode ausgebildet sein, dessen Muster zur Ermittlung der Lageverschiebung der Marke mittels eines geeigneten optischen Sensors erfasst wird. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Marke als Passermarke ausgebildet, wobei die Kantenlagen der Passermarke zur Lagebestimmung mittels eines optischen Sensors erfasst werden.

Da die Kette des Antriebssystems periodisch umläuft, können die mit dem oder den Sensorsystemen durchgeführten Messungen über mehrere Perioden gemittelt werden, wodurch die Messgenauigkeit erheblich erhöht werden kann. Weiterhin können die mit einem Sensorsystem durchgeführten Messungen mit entsprechenden Messungen verglichen werden, die zu anderen Zeitpunkten durchgeführt werden, um daraus beispielsweise das Langzeitverhalten der auftretenden Kräfte zu ermitteln. Schließlich können die für ein Antriebssystem durchgeführten Messungen mit entsprechenden Messungen verglichen werden, die für gleichartige Antriebssysteme durchgeführt werden. Dadurch werden wertvolle statistische Kenngrößen für das Antriebssystem erhalten, die für die Diagnose des Antriebssystems hilfreich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist universell einsetzbar für ein breites Spektrum von Antriebssystemen mit Ketten, wobei die Antriebssysteme insbesondere für Transport- und Förderaufgaben einsetzbar sind. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren für Antriebssysteme in Folien-Reckanlagen eingesetzt werden.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1: Schematische Darstellung einer Folien-Reckanlage.

2: Schematische Darstellung einer Kluppe für die Folien-Reckanlage gemäß 1 und einem stationär angeordneten Sensorsystem.

3: Draufsicht auf eine Kluppe gemäß 3 mit einer auf dem Greifer der Kluppe aufgebrachten Passermarke.

4a: Darstellung der Lageverschiebung der Passermarke gemäß 3 bei entgegen der Bewegungsrichtung der Kluppe wirkender Längskraft.

4b: Zeitlicher Verlauf der Sensorsignale des Sensorsystems für die Anordnung gemäß 4a.

5a: Darstellung der Lageverschiebung der Passermarke gemäß 3 bei senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kluppe wirkender Querkraft.

5b: Zeitlicher Verlauf der Sensorsignale des Sensorsystems für die Anordnung gemäß 5a.

1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau einer Folien-Reckanlage 1 zur Herstellung von dünnen, aus Kunststoffbestehenden Folien 2. Zur Bearbeitung der Folie 2 wird diese in Bahnform mit einer Geschwindigkeit v in einer Förderrichtung, die in 1 mit einem Pfeil gekennzeichnet ist, durch die Folien-Reckanlage 1 geführt und dabei an ihren längsseitigen Rändern an Transportelementen bildenden Kluppen 3 gehalten. Die Kluppen 3 sitzen jeweils auf einer Kette 4 auf, wobei die Kette 4 Bestandteil eines Antriebssystems ist.

Wie aus 1 ersichtlich weist die Folien-Reckanlage 1 zwei symmetrisch ausgebildete Antriebssysteme mit jeweils einer Kette 4 auf, auf welcher die Kluppen 3 angeordnet sind. Jedes Antriebssystem weist ein angetriebenes Kettenrad 5 am Ausgangsbereich der Folien-Reckanlage 1 auf, welches mittels eines nicht dargestellten Antriebs angetrieben wird. Im Eingangsbereich ist ein Umlenkrad 6 zur Umlenkung der Kette 4 vorgesehen. Anstelle des Umlenkrads 6 können auch andere Umlenkmittel vorgesehen sein. Weiterhin können weitere Umlenkmittel zur Umlenkung der Kette 4 vorgesehen sein, um diese längs einer definierten Bahn zu führen. Die Kette 4 eines Antriebssystems läuft somit auf einer periodischen Bahn um, wobei deren Geschwindigkeit über den Antrieb vorgegeben wird.

Am Eingang der Folien-Reckanlage 1 werden die Kluppen 3 zur Fixierung der Folie 2 automatisch geschlossen.

In dem mit I gekennzeichneten Bereich ist der Abstand der gegenüberliegenden Kluppen 3 des Antriebssystems im Wesentlichen konstant, das heißt die Folie 2 weist eine im Wesentlichen konstante Breite auf. In diesem Bereich erfolgt das Aufheizen der Folie 2 in Vorbereitung des Reckens. Im anschließenden, mit II gekennzeichneten Bereich der Folien-Reckanlage 1 vergrößern sich die Abstände der gegenüberliegenden Kluppen 3 kontinuierlich. In diesem Bereich erfolgt ein Recken der Folie 2 in Querrichtung, d.h. senkrecht zur Bewegungsrichtung der Folie 2.

Am Ausgang der Folien-Reckanlage 1 wird die bearbeitete Folie 2 von den Kluppen 3 gelöst und aufgerollt. Hierzu werden am Ausgang der Folien-Reckanlage 1 die Kluppen 3 automatisch geöffnet und laufen geöffnet zum Eingangsbereich der Folien-Reckanlage 1 zurück, um dort von neuem die zu bearbeitende Folie 2 aufzugreifen.

2 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Kluppe 3 zur Fixierung der Folie 2. Die Kluppe 3 weist einen Kluppenkörper 3a auf, an welchem im vorliegenden Fall am oberen und unteren Ende gabelförmige Führungen vorgesehen sind, die in Führungsschienen 7 laufen. Weiterhin ist ein am Kluppenkörper 3a ausmündender Greifer 3b zur Fixierung der Folie 2 vorgesehen. Die einzelnen Kluppen sind an Kettenglieder 4a der Kette 4 in regelmäßigen Abständen befestigt. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Greifer 3b der Kluppe 3 mit dem angrenzenden Kluppenkörper 3a.

Auf die Kette 4 wirken während des Transports durch die Folien-Reckanlage 1 Kräfte ein, wobei diese zum einen von Reibungskräften und zum anderen von Prozesskräften bedingt durch die Fixierung der Folie 2 an den Kluppen 3 gebildet sind.

Zur Bestimmung der auf die Kluppen 3 wirkenden Prozesskräfte ist ein Sensorsystem vorgesehen. Mit dem stationär angeordneten Sensorsystem wird hierzu eine Markierung auf wenigstens einer Kluppe 3 abgetastet. Generell wird anhand der mittels des Sensorsystems generierten Signale die Lageänderung der Markierung bezüglich einer Soll-Lage infolge der auf die Kluppe 3 wirkenden Prozesskräfte bestimmt.

Das Sensorsystem kann generell eine Anordnung von induktiven oder kapazitiven Sensoren oder dergleichen umfassen. Im vorliegenden Fall besteht das Sensorsystem aus zwei vorzugsweise identischen optischen Sensoren 8a, 8b, insbesondere aus Reflexionslichttastern. Die Markierung ist als Marke ausgebildet, im vorliegenden Fall als Passermarke 9. Wie aus 3 ersichtlich ist die Passermarke 9 auf die Oberseite des Greifers 3b der Kluppe 3 aufgebracht, welche mit den Lichtstrahlen 10a des ersten Sensors 8a abgetastet wird. Zur Referenzierung der Messungen des ersten Sensors 8a wird mit den Lichtstrahlen 10b des zweiten Sensors 8b ein Referenzobjekt 11 am Kluppenkörper 3a abgetastet.

Im einfachsten Fall ist an einer vorgegebenen Messstelle innerhalb des Antriebssystems ein Sensorsystem angeordnet. Weiterhin ist im einfachsten Fall eine Kluppe 3 innerhalb des Transportsystems mit einer Markierung gekennzeichnet.

Die Messanordnung kann dahingehend erweitert sein, dass an unterschiedlichen Stellen des Antriebssystems Sensorsysteme angeordnet sind und/oder dass mehrere Kluppen 3 mit Markierungen vorgesehen sind.

Um in derartigen Fällen eine eindeutige Anordnung der einzelnen Messungen zu den jeweiligen Kluppen 3 vornehmen zu können, sind diese mit Kennungen versehen, so dass die Kluppen 3 im Antriebssystem identifiziert und lokalisiert werden können.

Generell können die Kennungen derart ausgebildet sein, dass alle Kluppen 3 jeweils eine Identifikationsnummer aufweisen, die mit einem Identifikationssystem ausgelesen werden können. Alternativ kann nur eine Kluppe 3 mit einer Kennung versehen sein, wobei ausgehend von diesem Element alle weiteren Kluppen 3 inkrementell gezählt werden.

Anstelle der Kluppen 3 können auch einzelne Kettenglieder der Kette 4 mit Identifikationsnummern versehen werden.

Wie aus 3 ersichtlich, wird die Kluppe 3 mit der Markierung mit der Geschwindigkeit v in der in mit dem Pfeil gekennzeichneten Bewegungsrichtung bewegt. Durch die am Greifer 3b der Kluppe 3 gehaltene Folie 2 wirken Prozesskräfte auf den Greifer 3b ein, die zu einer Auslenkung des Greifers 3b bezüglich seiner Soll-Lage, in welcher keine Krafteinwirkung erfolgt, führt. Wie in 3 schematisch dargestellt, unterteilt sich die Prozesskraft in eine Längskraft Fl, die entgegen der Bewegungsrichtung wirkt, und in eine Querkraft Fq quer zur Bewegungsrichtung.

Als Maß für die wirkende Prozesskraft wird mittels des Sensorsystems die Verschiebung der Passermarke 9 bezüglich ihrer Soll-Lage ermittelt, wobei sich die Passermarke 9 in ihrer Soll-Lage befindet, wenn auf den Greifer 3b keine Kräfte einwirken.

Die Größe der Verschiebung der Passermarke 9 hängt von den Dehnungseigenschaften des Greifers 3b ab. Dabei kann die Kluppe 3 mit der Passermarke 9 als reguläre Kluppe 3 ausgebildet sein, die baugleich mit sämtlichen anderen Kluppen 3 ohne Passermarken 9 ist. Prinzipiell kann die Kluppe 3 mit der Passermarke 9 derart präpariert sein, dass der Greifer 3b mittels definierter Federelemente an den Kluppenkörper 3a gekoppelt ist. Dadurch werden größere Messgenauigkeiten infolge der größeren Verschiebungen der Passermarke 9 bei auf den Greifer 3b wirkenden Prozesskräften erhalten.

In jedem Fall kann in einer Eichmessung eine Kennlinie für den Greifer 3b mit der Passermarke 9 ermittelt werden, so dass unterschiedlichen Auslenkungen des Greifers 3b die entsprechenden wirkenden Kräfte zugeordnet werden können.

Wie aus 3 ersichtlich, weist die Passermarke 9 die Form eines rechtwinkligen Dreiecks auf. Die Farbe der Passermarke 9 ist so gewählt, dass diese einen deutlichen Kontrast zum Greifer 3b bildet, so dass die Passermarke 9 mit dem Sensor 8a sicher erfasst werden kann. Der Sensor 8b ist dicht neben dem Sensor 8a angeordnet, wobei dessen Lichtstrahlen 10b auf das Referenzobjekt 11 am Kluppenkörper 3a gerichtet sind. Das Referenzobjekt 11 kann von einem charakteristischen Merkmal am Kluppenkörper 3a oder von einer auf dem Kluppenkörper 3a aufgebrachten weiteren Markierung gebildet sein.

Wesentlich hierbei ist, dass nur die Lichtstrahlen 10a des ersten Sensors 8a auf den Greifer 3b mit der Passermarke 9 gerichtet sind, während die Lichtstrahlen 10a, 10b auf den starren, sich nicht unter den Prozesskräften auslenkenden Kluppenkörper 3a gerichtet sind, so dass die Signale des zweiten Sensors 8b als Referenzsignale für die mit dem ersten Sensor 8a durchgeführten Messungen der Verschiebung der Passermarke 9 verwendet werden können.

Die Passermarke 9 ist auf dem Greifer 3b so orientiert, dass eine erste Kante 9a in Bewegungsrichtung der Kluppe 3 und eine zweite Kante 9b senkrecht hierzu verläuft. Die dritte Kante 9c verläuft in einem vorgegebenen Neigungswinkel zur Bewegungsrichtung.

Zur Bestimmung der Verschiebung des Greifers 3b relativ zum Kluppenkörper 3a werden die Lagen der zweiten und dritten Kante 9b, 9c der Passermarke 9 gemessen. Dabei werden die Messungen durch die Referenzierung auf das Referenzobjekt auf die Soll-Lage der Passermarke 9 bezogen, wobei die Passermarke 9 ihre Soll-Lage einnimmt, wenn auf den Greifer 3b keine Kräfte wirken.

Das Messprinzip ist in den 4a, 4b und 5a, 5b veranschaulicht.

In 4a ist mit durchgezogener Linie die Soll-Lage der Passermarke 9 bei Passieren des Sensors 8a dargestellt. Weiterhin ist schematisch die Lage der Passermarke 9 relativ zur Soll-Lage für den Fall dargestellt, dass nur Längskräfte Fl auf den Greifer 3b wirken (gestrichelte Darstellung). Somit ist die Passermarke 9 entgegen der Bewegungsrichtung gegenüber ihrer Soll-Lage verschoben.

In 4b ist mit I der zeitliche Verlauf der Signale S des Sensors 8a bei Detektion der Passermarke 9 in ihrer Soll-Lage dargestellt. Das Signal weist die Form eines Rechteckpulses auf, wobei die steigende Flanke des Signals bei t1 der Detektion der zweiten Kante 9b und die fallende Flanke des Signals der Detektion der dritten Kante 9c der Passermarke 9 entspricht.

In 4b ist weiterhin mit II der Verlauf des Signals des Sensors 8a bei der Detektion der allein durch die Längskraft Fl verschobenen Passermarke 9 dargestellt. Da die Passermarke 9 entgegen der Bewegungsrichtung verschoben ist, bleibt die Signalform des Signals erhalten und ist lediglich zeitlich verschoben. Insbesondere ist der Zeitpunkt t1' der steigenden Flanke des Signals gegenüber dem Zeitpunkt t1 bei in der Soll-Lage befindlichen Passermarke 9 verschoben. Diese zeitliche Verschiebung ist ein Maß für die wirkende Prozesskraft. Die Soll-Lage, d.h. der Zeitpunkt t1 ist durch die Messung des Sensors 8b gegen das Referenzobjekt 11 definiert.

In 5a ist wiederum mit durchgezogenen Linien die Soll-Lage der Passermarke 9 relativ zum Sensor 8a dargestellt. Weiterhin ist schematisch die Lage der Passermarke 9 relativ zur Soll-Lage für den Fall dargestellt, dass nur Querkräfte Fq auf den Greifer 3b wirken (gestrichelte Darstellung). In diesem Fall ist die Passermarke 9 quer zur Bewegungsrichtung gegenüber ihrer Soll-Lage verschoben.

In 5b ist entsprechend 4b mit I der zeitliche Verlauf des Signals des Sensors 8a bei Detektion der Passermarke 9 in ihrer Soll-Lage dargestellt. Weiterhin ist mit II der Verlauf des Signals des Sensors 8a bei der Detektion der allein durch die Querkraft Fq verschobenen Passermarke 9 dargestellt. Durch diese Verschiebung tastet der Sensor 8a einen längeren Abschnitt der Passermarke 9 ab, als dies bei der Passermarke 9 in der Soll-Lage der Fall wäre. Dies beruht darauf, dass die dritte Kante 9c der Passermarke 9 nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung sondern in einem Neigungswinkel hierzu verläuft.

Aufgrund dessen wird durch die Querverschiebung der Passermarke 9 ein längerer Signalimpuls am Sensor 8a registriert. Dabei ist die steigende Flanke bei t1' gegenüber dem Zeitpunkt t1 der steigenden Flanke bei Detektion der Passermarke 9 in der Soll-Lage unverändert. Jedoch ist der Zeitpunkt t2 der fallenden Flanke gegenüber dem Zeitpunkt t2' der fallenden Flanke bei Detektion der Passermarke 9 in der Soll-Lage verzögert. Somit liefert die Zeitdifferenz zwischen steigender und fallender Flanke des Signals des Sensors 8a ein Maß für die Querkräfte Fq auf den Greifer 3b. Die Zeitdifferenz ist unabhängig von der Referenzmessung mit dem Sensor 8b bestimmbar.

Da die Längskräfte Fl aus dem Zeitpunkt t1' der steigenden Flanke und die Querkräfte Fq aus den Zeitdifferenzen der steigenden und fallenden Flanke des Signals des ersten Sensors 8a ermittelt und damit aus unterschiedlichen Messgrößen abgeleitet werden, können durch die Passermarkendetektion simultan die wirkenden Längs- und Querkräfte bestimmt werden.

Da die Kette 4 eines Antriebssystems die Folien-Reckanlage 1 periodisch umläuft, können die mit dem Sensorsystem ermittelten Messwerte zur Erhöhung der Maßgenauigkeit über mehrere Perioden ermittelt werden.

Weiterhin können für das rechte und linke Antriebssystem der Folien-Reckanlage 1 erhaltene Messwerte miteinander verglichen werden. Zudem können auch entsprechende Messwerte für mehrere gleichartige Folien-Reckanlagen 1 miteinander verglichen werden.

Schließlich können auch zu verschiedenen Zeiten ermittele Messwerte für eine Kette 4 in einem Antriebssystem miteinander verglichen werden.

Derartige Vergleichswerte sind beispielsweise für die Diagnostik bei der Inbetriebnahme von Anlagen oder Wiederinbetriebnahme nach Schadensfällen oder nach Wartungsintervallen verwertbar.

1Folien-Reckanlage 2Folie 3Kluppe 3aKluppenkörper 3bGreifer 4Kette 5Kettenrad 6Umlenkrad 7Führungsschiene 8aSensor 8bSensor 9Passermarke 9aKante 9bKante 9cKante 10aLichtstrahlen 10bLichtstrahlen 11Referenzobjekt

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Diagnose eines Antriebssystems mit einer Kette, welche von einem Antrieb angetrieben wird und an welchen Transportelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens einem Transportelement eine Markierung aufgebracht ist, deren aktuelle Lage relativ zu einer Soll-Lage mittels wenigstens eines Sensorsystems zur Ermittlung der auf das Transportelement wirkenden Kräfte erfasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Erfassung der aktuellen Lage der Markierung mittels des Sensorsystems Auslenkungen des Transportelements in dessen Bewegungsrichtung und quer zu dessen Bewegungsrichtung erfasst werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung von einer Marke gebildet ist, die mittels eines optischen Sensorsystems erfasst wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Marke von einer Passermarke (9) gebildet ist, deren Kantenlagen mittels des optischen Sensorsystems erfasst werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Passermarke (9) die Kontur eines rechtwinkligen Dreiecks aufweist, wobei eine erste Kante (9a) der Passermarke (9) in Bewegungsrichtung des Transportelements und eine zweite Kante (9b) der Passermarke (9) senkrecht hierzu verläuft.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem einen ersten stationär angeordneten Sensor (8a) aufweist, mittels dessen die beiden in einem Neigungswinkel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Kanten (9b, 9c) der Passermarke (9) erfasst werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermitlung der quer zur Bewegungsrichtung auf das Transportelement einwirkenden Kräfte die Zeitdifferenz der Zeitpunkte der Erfassung der Kantenlagen der geneigt zur Bewegungsrichtung verlaufenden Kanten (9a, 9b) der Passermarke (9) bestimmt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der in Bewegungsrichtung auf das Transportelement einwirkenden Kräfte die Zeitdifferenz des Zeitpunkts der Erfassung der Kantenlage der zweiten, senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufenden Kante (9b) der Passermarke (9) relativ zu einem Soll-Zeitpunkt bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Zeitpunkt durch das Signal eines ein Referenzobjekt (11) vermessenden, zweiten stationär angeordneten Sensors (8b) generiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Sensor (8a, 8b) identisch ausgebildet sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Sensor (8a, 8b) jeweils als Reflexionslichttaster ausgebildet ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer periodisch umlaufenden Kette (4) eine Mittelung der mit dem Sensorsystem generierten Messwerte über mehrere Perioden erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass zu unterschiedlichen Zeiten mit dem Sensorsystem ermittelte Messwerte miteinander verglichen werden.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sensorsystem ermittelte Messwerte mit Messwerten von Sensorsystemen in weiteren gleichartigen Antriebssystemen verglichen werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem Bestandteil einer Folien-Reckanlage (1) ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Transportelement an der Kette (4) Kluppen (3) angebracht sind.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kluppe (3) einen in Führungsschienen (7) geführten Kluppenkörper (3a) aufweist, an welchem ein Greifer (3b) zur Fixierung einer Folie (2) ausmündet.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung auf dem Greifer (3b) aufgebracht ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die als Passermarke (9) ausgebildete Markierung auf dem Greifer (3b) mit dem dicht oberhalb des Greifers (3b) angeordneten ersten Sensor (8a) des Sensorsystems erfasst wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zweiten Sensor (8b) des Sensorsystems ein Referenzobjekt (11) am Kluppenkörper (3a) erfasst wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Sensor (8a, 8b) dicht nebeneinander liegend angeordnet sind.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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