Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Analysieren einer
Schicht eines Hilfsstoffes auf der Oberfläche eines Umformgutes, insbesondere
eines Metallbandes, vor und/oder nach einem Umformprozess, insbesondere einem Walzprozess,
im Hinblick auf verschiedene Messgrößen. Die Erfindung bezieht sich außerdem
auf eine Vorrichtung mit mindestens einer Detektoreinrichtung zum Erzeugen eines
Abtastsignals von einer Schicht eines Hilfsstoffs auf der Oberfläche des Umformgutes,
wobei die Detektoreinrichtung vor und/oder hinter einer Umformeinrichtung, insbesondere
einem Walzgerüst, angeordnet ist, und mit einer Analyseeinrichtung zum Analysieren
des von der Detektoreinrichtung erzeugten Abtastsignals im Hinblick auf verschiedene
spezifische Messgrößen für den Hilfsstoff.
Grundsätzlich besteht bei Umformvorgängen ein Bedarf an
der Verwendung eines Hilfsstoffes, zum hinreichenden Separieren von Walzgut und
Walzen. Falls diese Separierung nicht in der gewünschten Weise gelingt, kommt
es zu einem metallischen Kontakt der an der Umformung beteiligten Partner und aufgrund
deren Relativbewegung zueinander zu Störungen der gewünschten Oberflächenstruktur
des Walzgutes.
Aus dem Stand der Technik sind dazu mehrere Verfahren der gattungsgemäßen
Art bekannt:
Aus der DE 197 44 503 A1 ist eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Beeinflussung der Reibungsverhältnisse zwischen
jeweils der oberen und der unteren Walze in Walzgerüsten von Warmbreitband-
oder Kaltbandstraßen bekannt. Das Verfahren ist dabei im wesentlichen dadurch
gekennzeichnet, dass die Bandoberseite und/oder die Bandunterseite des Walzgutes
an der Einlaufseite des Walzgerüstes durch eine Sprüheinrichtung mit einer
definierten Menge Flüssigkeit benetzt wird und eine Regeleinrichtung die mengenmäßige
Bestimmung und die Abgabe der Flüssigkeit regelt, wobei als Regelgröße
eine in Verbindung mit dem tatsächlichen Walzdrehmoment der unteren und/oder
der oberen Walze vorermittelte oder errechnete Größe verwendet wird. Mit
einem derartigen Verfahren soll insbesondere erreicht werden, dass sowohl zwischen
der Bandoberseite des Walzgutes und der oberen Walze als auch zwischen der Bandunterseite
des Walzgutes und der unteren Walze nahezu gleiche Reibverhältnisse entstehen,
um den Wirkungsgrad des Walzprozesses zu verbessern sowie den Verschleiß der
oberen und der unteren Walze zu vermindern und weiterhin die häufig bei größeren
Dickenreduktionen auftretende Vibrationsneigung zu dämpfen.
Bei diesem und anderen vorbekannten Verfahren besteht grundsätzlich
das Bedürfnis, eine höhere Produktion von qualitativ hochwertigerem metallischen
Walzband durch Einsparung von Prozessschritten zu erzielen, wobei bessere Bandqualitäten
durch einen stabileren Walzprozess, insbesondere eine Reibungsanpassung im Walzspalt,
ermöglicht werden sollen. Es wird dazu in der anmeldereigenen, prioritätsälteren,
nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE
10 2005 042 020.6 vorgeschlagen, dass auf der Einlaufseite eine Minimalmenge
an reinem Schmiermittel ohne hohen Wasseranteil mit kontrollierter Viskosität
in Abhängigkeit einer Vielzahl von Prozessdaten kontinuierlich online dosiert
über ein physikalisches Rechenmodell aufgetragen wird.
Daraus ergibt sich ein stabilerer Walzprozess, insbesondere wird eine
Reibungsanpassung im Walzspalt ermöglicht. Darüber hinaus ist es vorteilhaft,
dass eine spätere Restölentfernung nicht mehr notwendig ist und dadurch
weitere Prozessschritte erspart werden, denn Minimalschmierung bedeutet, dass nur
so viel Schmiermittel auf der Einlaufseite aufgebracht wird, wie zum Erreichen einer
gewünschten Produktqualität notwendig ist und während des Walzprozesses
auchtatsächlich verbraucht wird. Außerdem entfallen Einrichtungen und
deren Kosten für die Entsorgung der Öl-Emulsionen.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das aus
der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung (Aktenzeichen:
DE 10 2005 042 020.6) bekannte Verfahren
sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens unter
Beibehaltung der bisherigen Vorteile in der Weise weiterzuentwickeln, dass ein konkretes
und geeignetes Messverfahren und eine Vorrichtung für die Beurteilung des Hilfsstoffes
auf dem Umformgut bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß
dadurch gelöst, dass das Analysieren des Hilfsstoffes online mit Hilfe einer
Spektralanalyse erfolgt. Die Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung erfindungsgemäß
dadurch gelöst, dass die Analyseeinrichtung als online Spektralanalyseeinrichtung
ausgebildet ist.
Der Begriff Hilfsstoff bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Beschreibung
allgemein einen Stoff, welcher dazu dient, bei einem Umformprozess, insbesondere
einem Walzprozess, eine hinreichende Separierung zwischen Umformgut und Umformvorrichtung,
insbesondere Arbeitswalzen, zu gewährleisten.
Im Patentanspruch 1 werden drei verschiedene Alternativen zum Analysieren
des Hilfsstoffes auf dem Umformgut beansprucht, nämlich eine Analyse vor dem
Umformprozess, eine Analyse nach dem Umformprozess und eine Analyse vor und nach
dem Umformprozess.
Die Analyse des Hilfsstoffes auf dem Umformgut vor dem Einlauf in
den Umformprozess ermöglicht vorteilhafterweise eine Kontrolle der Qualität
der Applikation des Hilfsstoffes, z.B. in dem Sinne, ob die Auftragung homogen oder
– eventuell gezielt – inhomogen erfolgte.
Aus einer alleinigen Analyse der nach dem Umformprozess auf der Oberfläche
des Walzgutes verbliebenen Restmenge des Hilfsstoffes kann vorteilhafterweise zum
einen entschieden werden, ob diese Restmenge zu groß, zu klein oder akzeptabel
ist; je nachdem kann dann die vor dem Umformprozess auf das Umformgut aufgebrachte
Menge an Hilfsstoff verkleinert oder vergrößert werden oder unverändert
bleiben. Das Ergebnis der Analyse im Hinblick auf die chemische Zusammensetzung
des Hilfsstoffes auf dem Umformgut nach dem Umformprozess kann vorteilhafterweise
dazu verwendet werden, die Zusammensetzung des Hilfsstoffes und/oder dessen Temperatur
bei Auftragung auf das Umformgut vor dem Umformprozess gezielt einzustellen.
Die besagte dritte Alternative, nämlich eine Analyse des Hilfsstoffes
vor und nach dem Umformprozess, ermöglicht vorteilhafterweise einen Rückschluss
auf den Verbrauch des Hilfsstoffes während des Umformprozesses. Die so ermittelte
verbrauchte Menge des Hilfstoffs ermöglicht ihrerseits wiederum einen Rückschluss
auf die thermischen Bedingungen während des Umformprozesses. Neben der verbrauchten
Menge ermöglicht die beanspruchte Analyse mit Hilfe der Spektralanalyse auch
einen Vergleich zwischen der chemischen Zusammensetzung des Hilfsstoffes vor und
nach des Umformprozesses, wobei der Vergleich einen Rückschluss auf den Verbrauch
bestimmter Komponenten des Hilfsstoffs, wie z.B. Additive, oder auf die Bildung
von Reaktionsprodukten während des Umformprozesses ermöglicht. Solche
festgestellten Vorkommnisse können gezielt unterstützt werden, wenn sie
erwünscht sind, d.h. in den Fällen, wo umformrelevante Stoffe erst während
des Umformprozesses gebildet werden, oder ihnen kann frühzeitig entgegengewirkt
werden.
Schließlich ist als besonders vorteilhaftes Merkmal des Anspruchs
1 zu erwähnen, dass die Spektralanalyse des Hilfsstoffes online erfolgt. Die
Ergebnisse der Spektralanalyse des Hilfsstoffes stehen damit in Echtzeit zur Verfügung
und können unmittelbar, d.h. noch während des laufenden Umformprozesses,
dazu verwendet werden, diesen noch zu beeinflussen. Diese Beeinflussung kann in
Form einer gezielten steuerungstechnischen oder regelungstechnischen Beeinflussung
der Umformvorrichtung oder, wie bereits erwähnt, des applizierten Hilfsstoffes
erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
handelt es sich bei der Spektralanalyse um die laserinduzierte, zeitaufgelöste
Fluoreszenzspektralanalyse oder um eine Spektralanalyse im infraroten Lichtbereich.
Dieses sind besonders geeignete Messverfahren zum Analysieren einer Schicht des
Hilfsstoffes.
Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der vorliegenden Erfindung
ist vorgesehen, dass es sich bei dem Hilfsstoff beispielsweise um einen Schmierstoff,
einen Kühlschmierstoff, ein Dressiermittel oder ein Nassdressiermittel handelt.
Zweckmäßig ist es nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal
der vorliegenden Erfindung, dass es sich bei den analysierten Messgrößen
des Hilfsstoffs z.B. um dessen Menge pro Flächeneinheit, dessen Zusammensetzung,
die Homogenität von dessen Verteilung auf dem Umformgut und/oder dessen Schichtdicke
handelt. Zu den sich dabei ergebenden Vorteilen sei auf die zuvor bereits gemachten
Ausführungen verwiesen.
Es empfiehlt sich nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der vorliegenden
Erfindung, dass die Messgrößen als Regelgrößen mindestens einem
Regelkreis zugeführt werden, welcher eine Applizierung des Hilfsstoffes auf
das Umformgut nach Maßgabe von vorgegebenen Sollwerten veranlasst, wobei die
Sollwerte für die Regelgrößen so vorgegeben sind, dass sie –
bei Zugrundelegung des vorbekannten Umformprozesses – zur Einstellung bestimmter
Umformparameter bei dem Umformprozess selber und/oder zur Ausbildung von Qualitätsmerkmalen
in einem jeweils gewünschten Ausmaß bei dem umgeformten Umformgut führen.
Bei den beeinflussbaren Umformparametern kann es sich in bevorzugter Ausgestaltung
z.B. um die Größe der Walzkraft oder die Stärke von Vibrationen von
Walzen in einer Umformeinrichtung handeln.
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass der Regelkreis – im Falle der Erfassung einer unerwünschten oder
fehlerhaften, z.B. kontaminierten Zusammensetzung des Hilfsstoffes – ausgebildet
ist, unter Zugriff auf Vorratsbehälter mit verschiedenen Komponenten, aus denen
der Hilfsstoff zusammen gesetzt ist, den Hilfsstoff nachfolgend entsprechend den
vorgegebenen Sollwerten für dessen Zusammensetzung zusammen zu mischen bzw.
dessen Zusammensetzung noch während eines laufenden Umformprozesses zu korrigieren.
Zweckmäßig ist es nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden
Erfindung, dass zur Berechnung der Sollwerte der Umformprozess durch ein mathematisches
Modell simuliert wird.
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass es sich bei den Qualitätsmerkmalen für das umgeformte
Umformgut z.B. um dessen Planheit, dessen Glanz oder dessen Texturierung, insbesondere
das Nichtvorhandensein von Fischgrätmustern, handelt.
Nach einem bezüglich des Verfahrens weiteren Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist vorgesehen, dass einzelnen Komponenten des Hilfsstoffs gezielt Marker-
oder Tracer-Substanzen beigegeben sind. Diese Marker- und/oder Tracer-Substanzen
können gewünschtenfalls gezielt einzelnen Komponenten des Hilfsmittels
beigegeben werden, um deren Signalstärke in geeigneter Weise anzupassen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
hinsichtlich der Vorrichtung ist mindestens ein Beleuchtungsmittel zum Beleuchten
des Hilfsstoffs auf dem Umformgut während des Abtastens vorgesehen. Die Beleuchtung
bewirkt eine Aktivierung oder Verstärkung der Wirkung der Marker- bzw. Tracer-Substanzen
und verbessert allgemein die Detektion und damit das Ergebnis der Spektralanalyse
z.B. bezüglich der Mengenverteilung oder der Verteilung der Zusammensetzung
des Hilfsstoff auch quer zur Walzrichtung.
Sind die Detektoreinrichtung oder die Beleuchtungsquelle jeweils nur
einfach vor und/oder hinter der Umformeinrichtung vorhanden und im Vergleich zur
Breite des Umformgutes klein dimensioniert, so ist es von Vorteil, wenn sie quer
zur Walzrichtung verfahrbar ausgebildet sind, um eine Detektion und Analyse des
Hilfsstoffes über der gesamten Breite des Umformgutes zu ermöglichen.
Ist die Detektoreinrichtung in Form einer Mehrzahl von Beleuchtungselementen vor
und/oder hinter dem Walzspalt ausgebildet, so müssen diese Elemente nicht notwendiger
Weise verfahrbar sein; allerdings wäre es vorteilhaft, wenn diese Elemente
auch in einer Richtung quer zur Walzrichtung über dem Umformgut verteilt angeordnet
sind, um die Analyse des Hilfsstoffes über der gesamten Breite des Umformgutes
zu ermöglichen. Die Detektoreinrichtung oder die Detektorelemente sind vorzugsweise
als Scanner ausgebildet.
Schließlich ist nach einem letzten Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist vorgesehen, dass die Analyseeinrichtung ausgebildet ist zur Durchführung
des Verfahrens nach einem der sich darauf beziehenden Ansprüche.
Der Beschreibung sind insgesamt vier Figuren beigefügt, wobei
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Variante zur Ausgestaltung einer Detektoreinrichtung;
3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
und
4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten
Figuren Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren
sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Zusätze
„-l" oder „-r" bei einzelnen Bezugzeichen deuten an, dass die entsprechend
bezeichneten Elemente in Walzrichtung R gesehen entweder vor (-l) oder hinter (-r)
der Umformeinrichtung 20 angeordnet sind. Der Einfachheit halber werden
die Bezugzeichen in der nachfolgenden Beschreibung in der Regel ohne diese Zusätze
verwendet, sofern dies zur Darstellung eines konkreten Sachverhaltes nicht unbedingt
erforderlich erscheint.
Die Erfindung betrifft generell ein Verfahren und eine entsprechende
Vorrichtung zum Analysieren einer Schicht eines Hilfsstoffes auf der Oberfläche
eines Umformgutes, welches einem Umformprozess zugeführt wird.
1 zeigt dazu ein erstes Ausführungsbeispiel. Konkret
ist in 1 eine Umformeinrichtung 20 in Form
eines Walzwerkes symbolisch dargestellt. Der Umformeinrichtung 20 wird
ein Umformgut 40 zwecks Umformung, beispielsweise zwecks Dickenreduktion,
zugeführt. Das Umformgut 40 durchläuft die Umformeinrichtung
20 in Walzrichtung R.
Zur Vereinfachung des Umformprozesses und zur Verbesserung der Qualität
des Umformgutes 40 nach dem Umformprozess im Hinblick auf bestimmte Qualitätsmerkmale,
wie z.B. Planheit, Glanz, Texturierung oder das Nicht-Vorhandensein von Fischgrätenmustern
etc., wird dem Umformgut 40 vor Eintritt in die Umformeinrichtung
20 mit Hilfe einer Sprühdüsenreihe 30 ein Hilfsstoff
50 zugeführt. Bei dem Hilfsstoff kann es sich beispielsweise um einen
Schmierstoff, einen Kühlschmierstoff, ein Dressiermittel oder ein Nassdressiermittel
handeln. Der Hilfsstoff kann, wie 1 gezeigt, auf die
Oberseite des Umformgutes 40 oder auf dessen Unterseite (nicht gezeigt,
gilt auch für alle nachfolgenden Ausführungsbeispiele) aufgetragen werden.
Bei dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird der auf die Oberfläche des Umformgutes 40 aufgetragene
Hilfsstoff mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 analysiert,
bevor er zusammen mit dem Umformgut 40 in die Umformeinrichtung
20 eintritt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfasst
eine Detektoreinrichtung 12 zum Erzeugen eines Abtastsignals von einer
Schicht des Hilfsstoffes 50 auf der Oberfläche des Umformgutes
40; bei der Detektoreinrichtung 12 kann es sich z.B. um einen
Scanner handeln.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur räumlichen
Ausgestaltung der Detektoreinrichtung 12. Beispielhaft ist dort gezeigt,
dass die Detektoreinrichtung aus einzelnen Detektorelementen 12',
12'' ..., vorzugsweise Scannerelementen bestehen kann, welche auf einer
Linie L mit einer Komponente quer zur Walzrichtung R ortsfest angeordnet sind. Alternativ
dazu kann die Detektoreinrichtung 12 auch lediglich aus einem Scannerelement
bestehen, welches dann jedoch vorzugsweise mit einer Komponente quer zur Walzrichtung
R und damit in Breitenrichtung des Umformgutes 40 verfahrbar ist. Beide
alternativen Ausgestaltungen dienen dazu, z.B. die Mengen- oder Temperaturverteilung
des Hilfsstoffes oder die Verteilung seiner chemischen Zusammensetzung auch quer
zur Walzrichtung R zu ermitteln.
In 1 ist weiterhin zu erkennen, dass
das von der Detektoreinrichtung 12 erzeugte Abtastsignal einer Analyseeinrichtung
14 zugeführt wird, um von dieser ausgewertet zu werden. Bei der Analyseeinrichtung
handelt es sich um eine Spektralanalyseeinrichtung, welche beispielsweise im infraroten
Lichtbereich oder nach dem Prinzip der laserinduzierten zeitaufgelösten Fluoreszenz-Spektralanalyse
arbeitet. Die Analyseeinrichtung 14 wertet das von der Detektoreinrichtung
12 empfangene Abtastsignal im Hinblick auf verschiedene Messgrößen
des Hilfsstoffes 50 aus. Bei diesen analysierten Messgrößen kann
es sich z.B. um die Menge des Hilfsstoffes pro Flächeneinheit, dessen chemische
Zusammensetzung, die Homogenität von dessen Verteilung auf dem Umformgut
40 z.B. auch quer zur Walzrichtung R und/oder um die Schichtdicke des Hilfsstoffes
50 auf dem Umformgut 40 handeln.
Die Analyse des Hilfsstoffes 50 gemäß dem in
1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel vor dessen
Eintritt in die Umformeinrichtung 20 mit Hilfe der oben unter Bezugnahme
auf 2 beschriebenen Detektoreinrichtung ermöglicht
vorteilhafterweise z.B. eine Kontrolle, ob das Hilfsmittel in Breitenrichtung, d.h.
quer zur Walzrichtung R in gewünschter Weise auf der Oberfläche des Umformgutes
40 aufgebracht ist. Gewünscht ist in der Regel eine gleichmäßige
homogene Verteilung; alternativ dazu kann jedoch auch eine gezielt inhomogene Verteilung
gewünscht sein. Die Verteilung bezieht sich insbesondere auf die Schichtdicke
des aufgetragenen Hilfsstoffes 50; sie kann sich jedoch auch auf dessen
lokale Zusammensetzung beziehen. Sollte die von der Analyseeinrichtung
14 durchgeführte Spektralanalyse eine von der gewünschten Mengen-Verteilung
abweichende Verteilung ergeben, so besteht bei der in 1
gezeigten Anordnung die Möglichkeit, gezielt auf die Sprühdüsenreihe
30 einzuwirken, indem z.B. einzelne von deren Sprühdüsen gezielt
ein- oder abgeschaltet werden. Falls erforderlich kann eventuell auch auf die chemische
Zusammensetzung des aufgetragenen Hilfsstoffes korrigierend eingewirkt werden, indem
einzelne Komponenten dieses Hilfsstoffes durch Zugriff auf entsprechende Vorratsbehälter
verstärkt oder weniger stark dem Hilfsstoff beigemengt werden. Aufgrund der
Tatsache, dass die Spektralanalyse des Abtastsignals erfindungsgemäß online
erfolgt, können die beispielhaft beschriebenen korrigierenden Eingriffe quasi
in Echtzeit auch während eines laufenden Umformprozesses vorgenommen werden.
Während des Abtastvorganges wird der Hilfsstoff 50 auf
der Oberfläche des Umformgutes 40 vorzugsweise mit Hilfe eines Beleuchtungsmittels
16 beleuchtet, um das Erkennen der Messgrößen für den Hilfsstoff
durch die Detektoreinrichtung zu verbessern.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in Walzrichtung
R gesehen nur hinter der Umformeinrichtung 20 angeordnet ist. Die Vorrichtung
10 ermöglicht dort eine Analyse des Hilfsstoffes 50 auf der
Oberfläche des Umformgutes 40 nach erfolgtem Umformprozess. Insbesondere
besteht so die Möglichkeit, die nach dem Umformprozess auf der Oberfläche
verbleibende Restmenge des Hilfsstoffes 50 zu ermitteln. Die Restmenge
kann vorteilhafterweise z.B. einer Regelung für die Menge des Hilfsstoffes
50 zugeführt werden, welche die vor der Umformeinrichtung zugeführte
Menge an Hilfsstoff z.B. im Sinne einer Minimalmengenschmierung regelt. Die Minimalmengenschmierung
zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Eingangsseite der Umformeinrichtung
20 nur so viel Hilfsstoff 50 aufgetragen wird, wie während
des Umformprozesses benötigt wird. Selbstverständlich ermöglicht
die Analyse des Hilfsstoffes 50 hinter der Umformeinrichtung
20 auch wiederum eine Analyse der chemischen Zusammensetzung des Hilfsstoffes
50 und eine gegebenenfalls erforderliche Korrektur der chemischen Zusammensetzung.
Wie bereits oben unter Bezugnahme auf 1 erwähnt,
kann die chemische Zusammensetzung durch die gezielte Beeinflussung der Teilmengen
der Einzelkomponenten des Hilfsstoffes durch Zugriff auf entsprechende Vorratsbehälter
gezielt gesteuert werden. Auch können eventuelle Kontaminationen in dem Hilfsstoff
zeitnah erkannt und eventuell beseitigt werden. Eine Kontamination des Hilfsstoffes
50 kann z.B. durch Hydraulikflüssigkeit erfolgen, welche sich während
des Umformprozesses in der Umformeinrichtung 20 mit dem Hilfsstoff
50 mischt.
Aus der Information über die chemische Zusammensetzung der Restmenge
des Hilfsstoffes auf der Oberfläche des Umformgutes 40 nach dem Umformprozess
kann außerdem gezielt auf die Temperatur des Hilfsstoffs Einfluss
genommen werden.
4 zeigt schließlich ein drittes Ausführungsbeispiel
für die vorliegende Erfindung, welches im Wesentlichen eine Kombination des
ersten und zweiten Ausführungsbeispiels darstellt. Die Kombination ist darin
zu erkennen, dass bei dem dritten Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße
Vorrichtung 10 sowohl vor wie auch hinter der Umformeinrichtung
20 angeordnet ist. Durch die beidseitige Anordnung der Vorrichtung wird
es möglich, die oben erwähnten Messgrößen für den Hilfsstoff
50 sowohl vor, wie auch nach dem Umformprozess zu ermitteln und dann miteinander
zu vergleichen. So kann z.B. aus der detektierten Menge des Hilfsstoffes
50 vor und hinter der Umformeinrichtung 20 auf den Verbrauch des
Hilfsstoffes während des Umformprozesses geschlossen werden. Der Verbrauch
seinerseits ermöglicht einen Rückschluss über die thermischen Bedingungen
während des Umformprozesses und die thermischen Bedingungen ermöglichen
bei genauer Kenntnis des Umformprozesses wiederum einen Rückschluss auf die
Qualität des Umformgutes 40 nach Durchlaufen des Umformprozesses,
d.h. einen Rückschluss auf dessen Glanz, dessen Planheit, dessen Texturierung
oder dessen Rautiefe.
Ein Vergleich der chemischen Zusammensetzung des Hilfsstoffes
50 vor und nach der Umformeinrichtung 20 ermöglicht einen
Rückschluss auf den Verbrauch bestimmter Additive oder die Bildung von Reaktionsprodukten
während des Umformprozesses. Diesem Verhalten kann entgegengewirkt werden oder
es kann ganz gezielt unterstützt werden, letzteres in den Fällen, wo umformrelevante
Stoffe erst während des Umformprozesses gebildet werden.
Zum Durchführen der soeben beschriebenen Vergleichsoperationen
und zum Durchführen einer jeweils geeigneten Beeinflussung des Hilfsstoffes
50 oder des Umformprozesses ist eine Vergleicher- bzw. Regelungseinrichtung
erforderlich, die in 4 mit den Bezugzeichen
70 bezeichnet ist.
Die Regelungseinrichtung 70 kann insbesondere ausgebildet
sein, den gesamten Umformprozess auf Basis eines mathematischen Models desselben
im Hinblick auf die oben genanten vorab definierten Qualitätsmerkmale für
das Umformgut 40 geeignet zu regeln. Zu Realisierung dieser Qualitätsmerkmale
werden der Regelungseinrichtung 70 geeignete Messgrößen, welche
Ist-Werte repräsentieren, zugeführt, und typischerweise mit vorgegebenen
Soll-Werten verglichen. So werden auch die von der erfindungsgemäßen Auswerteeinrichtung
14 ermittelten und oben definierten Messgrößen, wie z.B. die
Menge des Hilfsstoffes 50 pro Flächeneinheit, dessen Temperatur, dessen
chemische Zusammensetzung oder dessen Verteilung auf der Oberfläche des Umformgutes,
der Regelungseinrichtung 70 zugeführt und unter Berücksichtigung
des mathematischen Models des Umformprozesses geeignet ausgewertet. Das Messgerät
60 in 4 repräsentiert beispielhaft die
Messung der übrigen Messgrößen als Eingangsgrößen für
die Regelungseinrichtung 70, welche nicht von der Analyseeinrichtung
14 bereitgestellt werden. Zur Realisierung der gewünschten Qualitätsmerkmale
des Umformgutes ist die Regelungseinrichtung 70 ausgebildet, nach Auswertung
der empfangenen Messgrößen unter Nutzung des mathematischen Modells des
Umformprozesses in geeigneter Weise aus dem Umformprozess einzuwirken. Diese Einwirkung
geschieht traditionell insbesondere durch Einstellung der Walzenkraft bei der Umformeinrichtung
20, aber die Beeinflussung kann auch gemäß der vorliegenden Erfindung,
wie oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele bereits beschrieben,
die Menge, die chemische Zusammensetzung, die Verteilung oder die Temperatur des
appliziten Hilfsstoffes 50 betreffen.