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Prüfgerät zum Prüfen fehlerhafter Folien Die Erfindung bezieht sich
auf ein Prüfgerät zum Prüfen von Folien aller Art auf Löcher. An ein solches Gerät
ist die Aufgabe gestellt, automatisch Löcher festzustellen und zu registrieren,
wobei das Gerät möglichst universell und ohne Eingriff in den Fabrikationsgang einsetzbar
sein soll. Es sollen Folien aller Art, insbesondere auch transparente und glasklare
Folien, wie z. B. PVO- od. Cellophanfolien auf Löcher geprüft werden.
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Es sind Prüfgeräte bekannt, wobei die'verschiedensten Prüfmethoden
zur Anwendung gelangen.
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In einer Ausführungsform passiert die Folie ein elektromagnetisches
Wechselfeld, wobei Löcher, die Inhomogenitätei im Prüfgut darstellen, Feldänderungen
hervorrufen, welche in bestimmten Grenzen eine nachgeschaltete automatische Registriereinrichtung
zum Ansprechen bringen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es auch auf Inhomogenitäten
anspricht, die nicht von Löchern herrühren, die sich bei vielen Herstellungsverfahren
aber nicht vermeiden lassen u nicht Gegenstand einer Prüfung sein sollen.
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Eine andere Ausführungsform wendet ein Verfahren an, das auf pneumatischer
Grundlage arbeitet, wobei die Folie mit einer Düse angeblasen wird und die bei Vorhandensein
von Löchern entstehende Druck-ader oder Strömungsänderungen in geeigneter Weise
zur Anzeige gebracht werden. Mit diesem Verfahren können aber nur größere Löcher
indentifiziert werden. Außerdem ist die Geschwindigkeit der Folie sehr begrenzt.
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Es sind auch eine Reihe von Verfahren bekannt, welche das Prinzip
der optischen Prüfung anwenden, wobei die Folie, von einer Seite beleuchtet, einen
Prüfungsschlitz passiert, hinter welchem, gegen Fremdlicht sorgfältig abgeschirmt,
eine Photozelle Löcher dadurch registriert, daß letztere eine Änderung des Photostromes
bewirken. Diese Verfahren eignen sich zur Prüfung nicht transparenter Folien0 Schließlich
sind auch Verfahren bekannt, welche das Prinzip der punktförmigen Abtastung der
durchlaufenden Folie mittels eines gebündelten Lichtstrahles anwenden, wobei der
Lflchtpunkt, der zur Abtastung dient, auf verschiedene Weise, z. B. mit Hilfe einer
Elektroenstrahlröhre oder mit Hilfe einer Projektionslampe, Optik und Spiegelrad
erzeugt bzw. abgelenkt wird.
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Keines der bekannten Verfahren läßt sich universell für alle Folienarten,
insbesonders für glagklare und transparente Folien anwenden.
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Mit der vorliegenden Erfindung wurde ein Prüfgerät geschaffen, dessen
Eigenschaften die Nachteile der bekannten Geräte vermeidet, insbesondere können
mit ihm auch transparente Folien auf Löcher geprüft werden. Die Funktion des Gerätes
basiert auf der Grundlage der punktförmigen optischen Abtastung der zu prüfenden
Folie.
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Das Erkennen von Löchern in einer glasklaren Folie mit Hilfe der optischen
Abtastung ist nur möglich, wenn es gelingt, zwischen Loch und Folie einen genügend
großen Kontrast herzustellen. Dies kann bei allen Folien erreicht werden, die anisotropes
Verhalten zeigen. Es ist bekannt, daß anisotrope Folien, welche zwischen zwei gekreuzten
Polarisationsfiltern betrachtet werden, eine Aufhellung des Gesichtsfeldes dann
ergeben, wenn die Streckungsrichtung der Folie einen bestimmten Winkel gegen die
beiden Polarisationsebenen einnimmt, Bin Loch in der Folie wird dann deutlich als
dunkler Fleck hervortreten. Es hat sich gezeigt, daß durch geeignetes Hinzufügen
eines%/4 Blättchens der beschriebene Effekt sich umkehrt, d.h. ein Loch in der Folie
kontrastiert als heller Pleck gegen die dann dunkel erscheinende Folie.
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Kennzeichnend für die Erfindung ist nun, daß für die Prüfung transparenter
Folien von der zuletzt beschriebenen Anordung so Gebrauch gemacht wird, daß das
Polarisationsfilter in bekannter Weise zur Foliendurchlaufrichtung gedreht im Strahlengang
der Lichtabtastung vor der zu prüfenden Folie angeordnet ist. Weiterhin ist ein
zweites Polarisationsfilter mit einer #/4 Feste konbinlert und in der PoAarisationsebene
entsprechend gedreht hinttr der zu prUJenden oi e im Strahlengang der Bichtahtantung
angeordnet.
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Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die bekannten Eigenschaften
der Pol.-Filter bei der Prüfung der glasklaren Folien voll zur Geltung kommen. Bei
der Prüfung von nicht transparenten Folien ist eine größere Anzeigeempfindlichkeit
des Gerätes dadurch herstellbar, daß ein Pol.-Filter aus dem Strahlengang entfernt
wird, vorzugsweise das vor der Folie angeordnete Filter. Die staubgeschützte Anordnung
der Pol-Filter, sowie der gesamten optischen EinrichtUng hat den Vorteil, daß das
Gerät auch dort weitgehend wartungsfrei eingesetzt werden kann, wo erfahrungsgemäß
mit starkem Staub- oder Dunstanfall gerechnet werden muß.
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In einem Ausführungsbeispiel werden die Poili-Filter zusammen mit
den optischen Anordnungen jeweils in staubdichte Gehäuse eingesetzt, wobei die Durchlaßöffnungen
für den Strahlengang in beiden Gehäusen mit Spiegelglasplatten staubdicht und spannungsfrei
verschlossen sind.
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Kennzeichnend für die Erfindung ist ferner, daß eine Spezial-Glühlampe
als Lichtquelle verwendet wird, deren Glühkörper aus einem dünnen, geraden und ungewendelten
Draht besteht und der auf der Prüfebene zur Abbildung gelangt. Das Leuchtfadenbild
ist parallel zur Foliendurchlaufrichtung ausgerichtet und fällt in einen Prüfschlitz,
der quer zur Folienlaufrichtung und hinter der zu prüfenden Folien angeordnet ist.
Der Prüfschlitz besteht aus zwei im Abstand voneinander entfernten Blenden. Dadurch
wird erreicht, daß vom Leuchtstrich': immer nur ein definierter Teil zum foztoelektrischen
Indikator
gelangt und daß Presdlicht denselben nicht erreichen kann.
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Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß eine lückenlose
Abtastung auch dann gewährleistet ist, wenn bedingt durch Erschütterungen der projizierte
Leuchtfleck transversal zu seiner Bewegungsrichtung pendelt. Bei punktförmiger Abtastung
muß sonst jede Schwingneigung der gesamten Anordnung vermieden werden, wenn nicht
Abtastlücken entstehen sollen.
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Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal der Erfindung ist, daß ein Wechselstromgenerator
so angeordnet ist, daß er imstande ist, eine Wechselspannung zu liefern, deren Frequenz
sich proportional zur Foliendurchlaufgeschwindigkeit verhält.
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Im Ausführungsbeispiel wird die Poliengeschwindigkeit an geeigneter
Stelle im Kalander mit Hilfe eines Reibrades abgetastet. Auf photoelektrischem Weg
wird mit Hilfe einer Lochscheibe eine Wechselspannung erzeugt, danach verstärkt
und einem Synchronmotor zugeführt, welcher ein Spiegelrad in Drehung versetzt, das
dazu dient, den Leuchtstrich in geeigneter Weise abzulenken0 Durch diese Anordnung
wird erreicht, daß automatisch eine lückenlose Abtastung vorgenommen wird, unabhähgig
davon, mit weicher Geschwindigkeit die Folie des Prüfgerät durchläuft.
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Die Erfindung zeigt noch einen besonderen Vorteil, in dem die gesamte
Prüfanordnung ohne Unterbrechung des Produktionsganges aus der Herstellungsmaschine,
z. B. Kalander, entfernt werden
kann, und daß keinerlei Abschirmmittel
in der Prüfzone angeordnet sind. Die zu prüfende Folie wird dazuhin offen durch
die Prüfebene des Prüfgerätes geführt, ohne mit demselben in Berührung zu kommen.
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Das wird dadurch erreicht, daß Sendergehäuse mit Empfangsgehäuse freitragend
verbunden sind. Das auf Rollen fahrbare Gerät kann somit jederzeit seitlich aus
dem Kalander herausgezogen werden.
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Die Funktion des Ausführungsbeispieles ist folgende: Im Sendergehäuse
befinden sich die Projektionslampe, die Optik, das Spiegelrad, das Pol-Filter und
die Glasplatte.
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Mit Hilfe der Optik wird der Leuchtfden der Projektionslampe scharf
auf der Prüfebene abgebildet. In der Prüfebene befindet sich die durchlaufende Folie.
In Abhängigkeit zur Poliengesc. wird igkeit wird über Generator, Verstärker, Synchronmotor
das Spiegelrad so angetrieben, daß eine lückenlose Abtastung der Folie bei jeder
Foliendurchlaufgeschwindigkeit vorgenommen wird. Das durch die Folie hindurchtretende
Licht passiert den Schlitz. Der hiervon durchgelassene Teil gelangt über die Pol-Filteranordnung
und Lichtleitmittel an die lichtempfindliche Fläche eines Photomultipliers.
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Durch geeignete Anordnung der Lichtleitmittel, insbesonders des Schlitzes
in dem Empfängergehäuse wird erreicht, daß Fremdlicht, welches in den Schlitz fällt,
den Photomultiplier nicht erreichen kann. Der von letzterem erzeugte Photostrom
ändert sich bei Vorhandensein von Löchern impulsförmig.
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Das vom Sekundärelektronenvervielfacher (EV) gelieferte Signal wird
einem Differenzierverstärker zugeführt.
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Das bei Auftreten eines Loches am (SEV) entstehende Signal besitzt,
wie sich gezeigt hat, eine Anstiegzeit von 0,5 bis 1,5 u sek. Sin derartiger Anstieg
gesteht natürlich auch beim jedesmaligen Eintritt des Strahles in die seitliche
Begrenzung der Schlitzblende und würde eine Lochanzeige verursachen0 Die Erfindung
ist nun dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlitzende der Blende keilförmig verjüngt
auslaufend angeordnet ist. Dies führt am (SEV) im Augenblick des Strahleintrittes
in die seitliche Begrenzung der Schlitzblende zu einer wesentlich längeren Anstiegszeit
des Signals, als die durch das Auftreten von Löchern sich ergibt. Dadurch wird vermieden,
daß falsche Lochanzeigen entstehen, denn im Differenzierverstärker werden nur diejenigen
Signale verstärkt, die der Anstiegzeit beim Auftreten eines Loches entsprechen0
Die Figuren 1 bis 4 zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand.
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Fig. 1 teigt schematisch die gesamte Anordnung.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung der Filter und Schlitzblenden.
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Fig. 3 zeigt das Ende bzw. den Anfang einer Schlitzblende. mig 4 stellt
schematisch eine Gesamtansicht der Anordnung dar.
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In Fig. 1 wird der Glühfaden der Lampe 1 über die Optik 2 und das
Spiegelrad 3 auf die zu prüfende Folie 16 projiziert.
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Die Abbildung des Fadens verläuft quer zum Schlitz der Schlitzblende
5. Zwischen dem Spiegelrad 3 und der Folie 16 ist das erste Polarisationsfilter
4 angeordnet, das beim Prüfan von gefärbten bzw. nicht transparenten Folien wegen
des Scharniere 8 aus dem Strahlengange ausklappbar ist.
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Damit kein Fremdlicht in das Aufnahmegerät gelangt, sind zwei Schlitzblenden
5 und 6 hintereinander angeordnet. Nachfolgend tritt der Strahl durch ein zweites
Polarisationefilter 7 mit einer/4-Folie. Der Strahl wird anschließend durch den
HohlspieZgel 9 auf den Sekundärelektronenvervielfacher 10 geworfen.
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Wie schon vorerwähnt, laufen die Schlitze der Blenden 5 und 6 keilförmig
aus, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
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Der Schlitz ist begrenzt durch die, parallellaufenden Kanten 11 und
12, die keilförmig verbunden sind durch die Kante 13.
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In Fig. 4 ist schematisch eine Gesamtübersicht gegeben, wobei im Teil
14 die Teile 1, 2, 3 und 4, im Teil 15 die Teile 5, 6, 7, 9 und 10 angeordnet sind.
Die Apparaturen 14 und 15, welche staubdicht abgekapeelt sind, sind stator verbunden
durch einen Arm 17.