DE1164708B - Einrichtung zum Feststellen von Oberflaechenfehlern an laufenden Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: GOIl;

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOIn

Deutsche Kl.: 42 k-52

B 64811 IXb/42 k 16. November 1961 5. März 1964

Einrichtung zum Feststellen von
Oberflächenfehleni an laufenden
Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen

Anmelder:

Fa. Hans Biel,

Neuffen (Württ.), Max-Planck-Straße

Als Erfinder benannt:

Helmut Schäfer, Neuffen (Württ.)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Feststellen von Oberflächenfehlern an einem Sortierquerschneider zulaufenden Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, mit einem an der laufenden Materialbahn anliegenden Abtastorgan sowie 5 einem von diesem beeinflußten elektrischen Signalgeber, der durch Veränderungen elektrischer Größen Mittel zum Aussortieren fehlerhafter Bogen steuert.

Eine derartige Einrichtung ist bekannt. Bei ihr ist
das an der laufenden Papierbahn anliegende Abtast- io
organ massearm und elastisch nachgiebig ausgebildet
und an einem massereichen Schwenkteil befestigt, an
dem der elektrische Signalgeber, z. B. ein elektrischer
Kristall-Schwingungsaufnehmer, befestigt ist, auf den
die an dem Abtastorgan beim Vorbeilaufen von ver- 15
dickten Stellen der Materialbahn auftretenden elastischen Verbiegungen einwirken. Diese Einrichtung hat
verschiedene Nachteile. Zum Abfühlen einer großen
Bahnbreite muß sie mehrfach vorhanden sein. Dadurch wird der mechanische Aufbau sowie die elek- 20

trische Ausrüstung umständlich und kostspielig. Besonders störend ist, daß die Elemente einzeln justiert 2
werden müssen. Es besteht auch die Gefahr, daß bei

hoher Bahngeschwindigkeit durch starke Verdickun- z. B. Farbflecken, Löcher, Risse und dergleichen Fehgen, z. B. in die Papierbahn eingelagerte Leimbatzen, 25 ler, die durch Dickenänderung des Papiers bedingt die Schwingungsaufnehmer beschädigt werden. Zum sind, zeigen nur sehr geringe Helligkeitsunterschiede Abfühlen der Unter- und der Oberseite der Papier- und können deshalb von optischen Prüfeinrichtungen bahn muß die Papierbahn mehrfach umgelenkt wer- nicht mit hinreichender Sicherheit erfaßt werden,
den, da die Papierbahn unterhalb des Abtastorgans Gemäß der Erfindung ist das Abtastorgan durch ein

laufen muß. Es ist ferner nicht zu vermeiden, daß 30 starres, gegenüber allen äußeren Einflüssen abgegleich große Fehler verschiedene starke elektrische dämpftes Gleitstück gebildet, dessen Werkstoff gute Signale geben, je nachdem, ob sie am Rand oder in Körperschalleitfähigkeit besitzt, wobei eine gegenüber der Mitte der einzelnen Abtastorgane auftreten. dem Gleitstück frei schwingend angebrachte kleine

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Gleit- Masse bei in dem Gleitstück auftretenden Schwingunstücke aus elektrisch leitendem Material zu verwen- 35 gen den auf dem Gleitstück befestigten Signalgeber den, die auf der Papierbahn aufliegen und Änderun- beeinflussende Relativbewegungen ausführt,
gen des Übergangstroms vom Gleitstück durch das Der Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß

Papier hindurch zur Walze für die Erzeugung eines keine justierbaren Teile benötigt werden. Man kann Signals benutzen. Diese Einrichtung hat den Nachteil, die ganze Breite der Materialbahn mit einem einzigen daß sie auf ungleiche Feuchtigkeit sowie auf ungleiche 40 Abtastorgan und einem einzigen Signalgeber bestoffliche Zusammensetzung der Papierbahn anspricht herrschen, wobei es einerlei ist, ob die Fehler an der und so falsche Anzeigen ergibt. Metallische Ein- Materialbahn in Randnähe oder in der Mitte liegen. Schlüsse im Papier führen ebenfalls zu falschen An- Deshalb ist auch nur ein einziger Verstärker zur Umzeigen. Außerdem kann diese Einrichtung zwischen Wandlung der abgegebenen Signale in verwertbare plötzlichen und allmählichen, nicht als Fehler emp- 45 elektrische Größen notwendig. Dadurch, daß das Abfundenen Dickenänderungen der Papierbahn nicht tastorgan eine starre Leiste ist, die von der laufenden unterscheiden. Papierbahn her keinerlei Verbiegungen erfährt, kön-

Bekannt sind ferner Prüf- und Sortiereinrichtungen, nen selbst erhebliche mechanische Einwirkungen, insbei denen die Papierbahn optisch abgetastet wird. besondere auch größere örtliche Verdickungen der Solche Einrichtungen sind nur in der Lage, Fehler 5° rasch laufenden Papierbahn keine Beschädigungen festzustellen, wenn diese einen gewissen Helligkeits- empfindlicher Elemente verursachen. Ein weiterer unterschied gegenüber der Papierbahn aufweisen, also Vorteil besteht darin, daß die Einrichtung sowohl von

oben als auch von unten her gegen die Materialbahn angestellt werden kann, wodurch sich umständliche Umlenkwalzensysteme erübrigen.

Zur Umwandlung der in der Größenordnung von einigen μ liegenden Relativbewegungen der kleinen Massen in Veränderungen von elektrischen Größen werden bevorzugt piezo-elektrische Kristalle, wie Seignette-Kristalle, verwendet, die auftretende Schwingungen in Spannungsänderungen umwandeln. Es kann aber auch ein Differentialtransformator verwendet werden, der durch Lageänderungen des kleinen Masseteils verstimmt wird, wobei die Verstimmung als Meßgröße ausgewertet wird. Schließlich können induktive wie auch kapazitive Meßwertwandler Anwendung finden.

Von diesen Möglichkeiten wird nachstehend die erstgenannte an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung des mit dem Signalgeber ausgerüsteten Abtastorgans,

Fi g. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1. Das mit 1 bezeichnete Abtastorgan ist eine vorzugsweise aus Stahl bestehende Leiste, die im Bereich ihrer einen Längsseite in eine am Maschinengestell befestigte Halterung eingespannt ist und mit ihrer gegenüberliegenden Längsseite an der laufenden Papierbahn P zwischen Umlenkwalzen 3 und 4 mit leichtem Druck anliegt. Die aus zwei Klemmplatten 5 und 6 bestehende Halterung ist vom Maschinengestell durch eine Hartgummiplatte 7 gegen in dem Maschinengestell auftretenden Körperschall abgedämpft. Auch die beiden Klemmplatten 5 und 6 und das zwischen diese eingespannte Abtastorgan sind durch eingelegte Hartgummistreifen 8 und 9 voneinander getrennt. Auf diese Weise sind alle äußeren Störeinflüsse von dem Abtastorgan ferngehalten, so daß in dem letzteren nur solcher Körperschall auftreten kann, der von Unebenheiten der laufenden Papierbahn ausgelöst wird. Das Abtastorgan 1 ist so starr ausgebildet, daß es durch die an ihm vorbeilaufende Papierbahn — auch durch große örtliche Verdickungen derselben — nicht verbogen werden kann, also nur den von Unebenheiten der Papierbahn erzeugten Körperschall leitet.

Auf dem Abtastorgan ist der im ganzen mit 10 bezeichnete Signalgeber angebracht. Dieser ist beim Ausführungsbeispiel in einer auf dem Abtastorgan 1 befestigten Dose 11 untergebracht, in der mittels eines Schraubringes 12 eine Bakelitscheibe 13 als elektrisch isolierender Träger für einen Seignette-Kristall 14 befestigt ist. Der Kristall 14 ist in an sich bekannter Weise als dünne mehrschichtige Scheibe mit eingelagerter Metallfolie von etwa quadratischer Form ausgebildet und an zwei diagonal einander gegenüberliegenden Ecken durch Schrauben 15 an der Bakelitscheibe 13 befestigt. An den beiden anderen Ecken der Kristallscheibe ist ein Metallbügel 16 festgelegt, der mit einer kleinen Masse 17 von etwa 1 bis 2 g, z. B. in Gestalt eines Messingscheibchens, verbunden ist. Hierzu hat der Metallbügel 16 beim Ausführungsbeispiel ein Zäpfchen 16', das in eine zentrale Schlitzausnehmung 17' des Massescheibchens 17 eingeklebt ist. An zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Kristallscheibe 14 sind elektrische Anschlußelemente angebracht, die durch die Bakelitscheibe 13 für den Anschluß von Leitungsdrähten herausgeführt sind.

Die beim Gleiten der Papierbahn P an dem Abtastorgan in diesem auftretenden Schwingungen werden über die Dose 11, 12, die Bakelitscheibe 13, die Befestigungsschrauben 1S, den Kristall 14 und den Metallbügel 16 auf die kleine Masse 17 übertragen, die infolge ihrer frei schwingenden Aufhängung mit dem Metallbügel 16 Schwingbewegungen ausführt, deren Amplitude von der Stärke der in dem Abtastorgan 1 aufgetretenen Schwingungen abhängt. Durch diese Schwingbewegungen der kleinen Masse 17 werden auf die Kristallscheibe 14 Biegebeanspruchungen ausgeübt, die zwischen den Anschlußelementen 18 kleine Spannungsänderungen hervorrufen (piezo-elektrischer Effekt). Diese Spannungsänderungen werden in an sich bekannter Weise durch einen Verstärker auf ein zur Auslösung von Steuerungsvorgängen ausreichendes Maß gebracht.

Beim Ausführungsbeispiel ist zwischen das Abtastorgan 1 und die Signalgeberdose 11 eine dünne Gummischeibe 19 eingesetzt, welche die durch die normale Rauhigkeit des Papiers erzeugten Schwingungen hoher Frequenz und kleiner Amplituden ausdämpft. Die Masse 17 wird also im wesentlichen nur dann zum Schwingen angeregt, wenn beim Vorbeigleiten von verdickten Stellen der Papierbahn in dem Abtastorgan eine Schwingung mit großer Amplitude erzeugt wird. Auf größere Länge der Papierbahn sich erstreckende Stärkezunahmen, die nicht als Fehler empfunden werden, bleiben wirkungslos.

Die Größe der Masse 17 bestimmt die untere Grenzfrequenz. Es ist also möglich, mit der Größe des Feder-Maßsystems, d. h. im vorliegenden Fall mit der Größe des Kristall-Massesystems, bevorzugte Frequenzen hervorzuheben.

Das Abtastorgan 1 kann sowohl von oben als auch von unten her an der Papierbahn anliegen. Man kann also an das gleiche Trum der laufenden Papierbahn zwei Abtastorgane von oben und unten her anlegen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die beiden Abtastorgane müssen lediglich in Laufrichtung der Papierbahn etwas gegeneinander versetzt angeordnet sein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Feststellen von Oberflächenfehlern an einem Sortierquerschneider zulaufenden Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, mit einem an der laufenden Materialbahn anliegenden Abtastorgan sowie einem von diesem beeinflußten elektrischen Signalgeber, der durch Veränderungen elektrischer Größen Mittel zum Aussortieren fehlerhafter Bogen steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastorgan durch ein starres, gegenüber allen äußeren Störeinflüssen abgedämpftes Gleitstück (1) gebildet ist, dessen Werkstoff gute Körperschalleitfähigkeit besitzt, und daß eine gegenüber dem Gleitstück frei schwingend angebrachte kleine Masse (17) bei in dem Gleitstück auftretenden Schwingungen den auf dem Gleitstück befestigten Signalgeber (10) beeinflussende Relativbewegungen ausführt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber ein scheibenförmiger piezo-elektrischer Kristall (14) verwendet ist, der in einer auf dem Abtastorgan (1) befestigten Dose (11, 12) untergebracht ist und an dem mittels eines Metallbügels (16) die kleine Masse (17) frei schwingend aufgehängt ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- In Betracht gezogene Druckschriften:

kennzeichnet, daß zwischen das Abtastorgan (1) _ηΛ~~,ο

und die Dose (11, 12) ctes Signalgebeis eine USA.-Patentschrft Nx. 2 942248;

kleine Amplituden dämpfende Gummischeibe Zeitschrift »Electronics«, vom 15.4.1960, S.

(19) eingesetzt ist. 5 bis 66.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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