DE1807665A1

DE1807665A1 - Abtastvorrichtung fuer Unstetigkeiten

Info

Publication number: DE1807665A1
Application number: DE19681807665
Authority: DE
Inventors: Palmer Charles Guy
Original assignee: PALMER CHARLES GUY
Current assignee: PALMER CHARLES GUY
Priority date: 1968-06-19
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1970-02-19
Also published as: US3577955A; CH487391A; GB1202108A; NL6816630A

Description

"Abtastvorrichtung für Unstetigkeiten" 1807665

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Abtastmittel zum Nachweis von Unstetigkeiten oder Störungen in einer Oberfläche, die sich in einer vorgegebenen Richtung in Bezug auf die Abtastmittel bewegt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zum Abtasten von Unstetigkeiten oder Störungen, die in einem Umgrenzungsprofil auftreten.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel eine Vorrichtung ^ zum Zählen von Gegenständen, die von einem Fördersystem bewegt werden, zu schaffen, wobei die Vorrichtung auf Unstetigkeiten in dem Umgrenzungsprofil einer Oberfläche anspricht und als Zähloder Prüfeinheit verwendet werden kann. Sie Erfindung hat ferner zum Ziel eine Vorrichtung zu schaffen, die ganz allgemein Störungen oder Unstetigkeiten in einer beliebigen Richtung auf einer Oberfläche nachweisen kann, wenn sich die Oberfläche in einer bestimmten Richtung am Abtastgerät vorbeibewegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet zum Zählen von Gegenständen, die sich auf Förderbändern bewegen und deren Größe gelegentlich schwanken kann. Ein Beispiel einer derartigen Anwendung ist das Zählen von Zeitungen, die sich auf einem Förderband bewegen, nachdem sie in einer Presse gedruckt und gefaltet worden sind. Auf einem solchen Förderband sind die Zeitungen in überlappender Anordnung angebracht, derart, daß die Faltkante nach vorne weist. Die Zeitungen sind so übereinander gestapelt, daß jede Zeitung einen Teil einer anderen Zeitung überdeckt und daß die Vorderkante etwa 10 Zentimeter gegenüber der Vorderkante der darunter liegenden Zeitung nach hinten verschoben ist. Die erfindungsgemäße Abtastvorrichtung kann jede einzelne Zeitung nachweisen, indem sie auf das Vorübergleiten der Vorderkante beim Durchgang jeder Zeitung anspricht. Die Vorderkante stellt eine Unstetigkeit im^ Papierdurchfluß dar und diese Unstetigkeit in der Umgrenzungslinie der Oberfläche wird mit der Abtastvorrichtung nachgewiesen.

Zwar iat der Anwendungsbereich der -crrindung nicht auf das Zählen von Zeitungen auf einem Förderband beschrankt, doch ist die Erfindung für diesen Zweck besonders geeignet. Lie zur Erklä-

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rung der Erfindung beschriebenen Ausführungsformen und die Abbildungen beziehen sich dementsprechend auf diesen speziellen Anwendungszweck.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung ein lachweisgerät zum Zählen von Zeitungen zu schaffen, die genügend stabil, zuverlässig, genau und preisgünstig herstellbar ist. (Die Dicke von Zeitungen ändert sich gewöhnlich von Tag zu Tag; auch treten Schwankungen der Papierdicke in jeder Ausgabe auf.) Die Erfindung hat ferner zum Ziel eine als Zeitungszähler arbeitende Vorrichtung zu schaffen, die Zeitungen verschiedener Dicke ohne Nachstellungen der Vorrichtung zuverlässig abzählen kann. Diese Eigenschaft macht die Verwendung der Erfindung für andere Einsätze möglich. Es ist deshalb ein weiteres Ziel der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, die Unstetigkeiten verschiedenen Ausmaßes zu messen vermag, ohne daß dabei eine Einstellung der Vorrichtung auf den zu erwartenden Unstetigkeitsgrad notwendig ist.

Diese und andere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand eines Abtastgeräts zur Feststellung von in einer Richtung auftretenden Unstetigkeiten auf einer Oberfläche dargestellt, wobei sich die Oberfläche am Abtastgerät vorbeibewegt und erste und zweite Abtastmittel vorgesehen sind, die auf das Ausmaß der in einer Richtung auftretenden Unstetigkeiten an zwei in einem Abstand voneinder befindlichen, einander zugeordneten Punkten ansprechen. Diese Abtastmittel wirken zusammen und verändern ihre Stellung entsprechend dem Ausmaß der auftretenden Unstetigkeiten. Ferner sind Anzeigemittel vorgesehen, die auf eine Änderung von vorgegebenem Ausmaß in der Stellung der beiden Abtastmittel ansprechen und daraufhin ein Signal abgeben. >

Figur 1 der Zeichnungen ist ein Seitenaufriß der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung und zeigt Teile mehrerer Zeitungen, wie sie auf einem Förderband· erscheinen; eine der Zeitungen ist durch die Zälilstallung gelaufen,, während, die nächste Zeitung noch nieb,t an der Sahlstellung angelangt ist.

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Figur 2 ist ein Aufriß der in Figur 1 dargestellten Abtastvorrichtung und zeigt zusätzlich einige Zeitschriften, wie sie bei ihrem Transport auf einem Förderband für Zeitschriften erscheinen, wenn eine Zeitschrift an einem Punkt der Abtastvorrichtung angelangt ist, an dem diese auf die Zeitung anspricht.

Figur 3 ist ein Aufriß der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Abtastvorrichtung und zeigt ferner noch Abschnitte einiger Zeitungen, wie sie bei ihrem Transport auf einem Förderband erscheinen, wenn eine Zeitung gerade durch die Zählstellung gelaufen ist.

Figur 4 ist ein Aufriß der Abtastvorrichtung der Figuren 1, 2 und 3 und zeigt zusätzlich einen Teil einer Zeitung, wie sie bei ihrem Transport auf einem Förderband für Zeitungen erscheint, wobei eine Zeitschrift, die dicker ist als die in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Zeitungen, an der Zählstellung angelangt ist.

Figur 5 ist eine schematische Darstellung einer anderen Aueführungsform der Zeitungszählvorrichtung und zeigt daneben Abschnitte verschiedener Zeitungen, wie sie auf einem der Zählvorrichtung zugeordneten Fördersystem erscheinen; die Anordnung ist so, daß eine Zeitung durch die Zählstellung gelaufen ist, während die nächstfolgende Zeitung noch nicht an der Zählstellung angelangt ist.

Figur 6 ist eine schematische Darstellung der in der Figur 5 dargestellten Ausführung«form und zei^t Zeitungen auf einem Fördersystem; eine dieser Zeitungen ist in der Stellung angelangt, in der die Abtastvorrichtung auf sie anspricht.

Figur 7 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung, in der eine Optik zum -kinaatz kommt; die Stellung, in der keine Zeitung oder Unstetigkeit nachgewiesen wird, ist dargestellt.

Figur 8 ist eine schematische Darstellung der in Figur 7 gezeigten Anordnung und zeigt ueren Betrieb beim Nachweis einer Unstetigkeit.

Figur 9 ist schließlich ein teilweiser ,Querschnitt längs tier in Figur 5 mit 9-9 bezeichneten Linie.

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Es wird nun auf die Figur 1 Bezug genommen, in der eine mit 10 bezeichnete Abtastvorrichtung dargestellt ist, die auf den . Rahmen der Fördervorrichtung 11 montiert ist. Bei der in Figur 1 gewählten Darstellung wird eine Anzahl Zeitungen von der Fördervorrichtung von links nach rechts bewegt. Die Zeitungen sind auf dem Förderband so angeordnet, daß aufeinanderfolgende Zeitungen sich teilweise überlappen, derart, daß die Vorderkante jeder Zeitung etwa 10 Zentimeter hinter der Vorderkante der vorhergehenden Zeitung liegt. In Figur 1 sind Seile zweier mit 12 bzw. 13 bezeichneter Zeitungen angedeutet. Wie aus der Darstellung der Figur 1 folgt, ergeben sich in der Oberseite der Reihe von Zeitungen Unstetigkeiten in senkrechter Richtung. Die Begrenzungölinie der Papieroberfläche der Zeitungen ähnelt einer Aufeinanderfolge von Wellenbergen und Wellentälern. Das Ausmaß der Unstetigkeiten oder Sprünge in der als ganzes gesehenen Zeitungsoberfläche wird von der Dicke der Zeitungen bestimmt und wächst mit der Gesamtseiten-

zahl jeder Zeitung.

Die Abtastvorrichtung 10 besteht aus zwei Abtastfühlern, die so angebracht sind, daß sie der oberen Umhüllungsfläche der Zeitungsreihe zumindest dann folgen, wenn eine Unstetigkeit in der Oberfläche auftritt, die sich nach oben in Vertikalrichtung über , die durchschnittliche Hohe des von den Zeitungen gebildeten Bandes erstreckt. Diese Abtastfühler sind so angeordnet, daß ihr Bewegungsvorgang als Komponente eine Bewegung in Richtung der Unstetigkeit (d.h. im vorliegenden Fall, in Vertikalrichtung) enthält. In der Darstellung der Figur 1 bewegen sich die Zeitungen von links nach rechts und die Abtastfühler haben (in der Fortschreitungerichtung der Zeitungen) einen gewissen Abstand voneinander. Eine mit dem Förderband ankommende Zeitung stößt zuerst am Abtastfühler 14 an und trifft dann auf den Abtastfühler 16 oder geht unter ihm hindurch. Im Betrieb führt eine Bewegung des Abtastfühlers infolge einer in Vertikalrichtung verlaufenden Unstetigkeit, die unter dem Abtastfühler hindurchläuft, zur Erzeugung eines Signals. Wie weiter unten noch ausgeführt, ist das Signal eine Funktion, der unter-

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schiedlichen Betätigung der beiden Abtastfühler 14 und 16. Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung ist ein Beispiel einer Abtastvorrichtung zum JTachweis von in einer Sichtung auftretenden Unstetigkeiten auf einer Oberfläche, die sich in einer bestimmten Sichtung relativ zur Abtastvorrichtung bewegen kann. Die ersten * und zweiten Abtastmittel dieser Vorrichtung sprechen auf die Größe der Unstetigkeit, bezogen auf zwei in einem gewissen Abstand voneinander gelegene Punkte, an und verändern dabei den Abstand als Funktion der Größe der Unstetigkeit. Die Vorrichtung umfaßt ferner Anzeigemittel» die auf eine Veränderung (von festsetzbarem Ausmaß) des zu einem Signal führenden Zustande ansprechen. Drei Ausführungsformen der Erfindung sind in äen Zeichnungen zur Erläuterung gezeigt. Eine Ausführungsform ist in den Figuren 1-4 gezeigt» eine andere in den beiden Figuren 5 und 6, In diesen beiden Ausftihrungsformen sind die Verhältnisse, auf die die Anzeigemittel ansprechen, gegeben durch die Lage der ein Parallelogramm bildenden Teile. In der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ausführungsform sind bestimmte optische Verhältnisse, auf die die Anzeigemittel ansprechen, maßgebend. Allgemein gesehen, kann die Erfindung von jedem physikalischem Zustand Gebrauch machen, der durch Mittel verändert werden kann» die auf Höhendifferenzen zwischen verschiedene^ Punkten auf einem Oberfläohenprofil oder auf einer Umrißlinie ansprechen.

Wie aus Figur ¹I zu ersehen» umfaßt die Abtastvorrichtung eine mit 18 bezeichnete Parallelogrammanordnung mit den vier Drehpunkten 19» 20, 21 und 22. Diese vier Drehpunkte bzw. die an ihnen eingesetzten Stifte definieren eine geometrische Figur mit vier Seiten. Die Parallelogrammanordnung 18 umfaßt auch ein Seitenglied 24, das zwei der vier Drehpunkte (d.h. die Stifte 19 und 20) trägt. Die Parallelogrammanordnung umfaßt ein weiteres Seitenglied 25, auf dem die beiden anderen Drehpunkte 21 und 22 angebracht sind. Durch die Drehpunkte 20 und 21 ist das Querstück 26 mit jedem der Seitenglieder 24» 25 verbunden. Mittels eines gleitenden Drehpunkts 28 iat das Querstück 26 mit dem

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Rahmen 27 der Abtastvorrichtung 10 verbunden, der die Teile der Parallelogrammanordnung trägt. Diese gleitende Verbindung besteht aus einem vom Querstück 26 gehaltenen Stift und einem im Eahmen

27 angebrachten Schlitz. In der zur Barstellung gewählten-Ausführungsform ist der Stift fest mit dem lahmen 27 verbunden, während der Schlitz 29 im Querstück 26 vorgesehen ist· Der Schlitz 29 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Mittellinie zwischen dem Paar von Drehpunkten 19 und 20 und.dem anderen.Paar von Drehpunkten 21 und 22; der Schlitz liegt in einer Ebene zwischen diesen beiden Drehpunktspaaren. Die Gründe für diese Anordnung werden weiter unten erläutert werden. Die Abtastfühler 14 und 16 sind an den Stiften 30 bzw. 31 am Rahmen 27 befestigt* Die unteren Enden der Abtastfühler erstrecken sich nach unten in den Bewegungsbereich der Gegenstände bzw. der ünstetigkeiten» die abgetastet werden sollen. Beide Abtastfühler erstrecken sich über die Drehpunkte am Eahmen 27 hinaus und sind an den oberen Enden mit jjeweile einem Seitenglied der Par$llelograiBiöanordnung verbunden. So ist der Abtastfühler 14 an seinem obere*! Ende am Seitenglied 25 über den Stift 22 angekoppelt. Der Abtastfühler 16 ist an seinem oberen Ende über den„Drehpunkt hzw* Stift 19 an das Seitenglied 24 der Parallelogrammanordnung angeschlossen. MittpX, die im vorliegenden Fall aus einer spulenförmigen Feder 34 be-f stehen, sind vorgesehen vm 4as Querstück 26 nach oben zu drücken, sodaß die Seitenglieder 24 und 25 nach oben gezogen werden tuädr dadurch die oberen Enden der beiden Abtastfühler 14 und 16 angehoben werden.' Dabei werden die untereii Enden der Abtastfühler 14 und 16 nach unten gedreht und kommen mit der Oberfläche oder der ümhüllungslinie in Berührung, in der ünstetigkeiten festg@~ * stellt werden sollen. Ein Ende der Feder 34 ist über den S|ift

28 mit dem Rahmen 27 verbunden. Das andere Ende der Feder 34 ist vermittels der Befestigungsschraube 30 am■ Qiierstttek 26 befestigt. Die Federwirkung wird begrenzt durch den Anschlag 36_f der am oberen Ende des Abtastfühlers 16 anliegt (sieJp figure 1)_.

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"1 " Am oberen Ende des Abtastfühlers ist mit 38 ein Übertragungselement angedeutet, das ein Signal abgibt» je nachdem ob seine Blendenöffnung 39 vom Verschluß 40 überdeckt ist oder nicht. Der Verschluß 40 wird von dem Quer β tück 26 der Parallelogrammanordnung getragen. Der Verschluß 4-0 ist in geeigneter Weise am Querstüok befestigt, z.B. mittels der Befestigungsschrauben Bei der Bewegung der Abtastfühler 14 und 16 wird das Querstück 26 auf und ab bewegt, wobei das Ausmaß der Bewegung durch den Schiit» 29 begrenzt ist, in dem der Stift 28 eingesetzt ist. Das Querßtück 26 kann ilen auch um den Stift 28 drehen, wobei die Drehung durch die auf Stiften sitzende, am oberen Ende des Querstücke, neben demselben angebrachte Rollen 42 (rechts) und 43 (links) begrenzt itt. Die anderen beiden, mit 44 bzw. 45 bezeichneten felle enthalten Magnete, die auf das magnetische Material des QueretÜcks 26 einwirken und dessen festhalten bewirken. Dieser Vorgang wird weiter unten noch ausführlicher beschrieben.

Inder in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird eine iarallelogrammanordnung benutzt, doch ist es nicht unbedingt notwendig, daß je zwei Seiten genau parallel oder gleich lang sind. Bs 1st ein besonderer Vorteil der Erfindung, daiß die Parallelogrammanordnung benutzt werden kann, ohne daß hohe Genauigkeit der Parallelogrammstruktur erforderlich ist. In den dargestellten Ausführungsformen ist die vierte Seite des Parallelogramms weggelassen und die Abstände zwischen den Drehpunkten, die die Enden der vierten Parallelogrammseite definieren, können innerhalb weiter Grenzen variieren, sodaß also die Parallelogrammseiten nur ungefähr parallel, ihre Längen nur ungefähr gleich sein müssen· Der Begriff "Parallelogramm¹¹ bedeutet also in diesem Zusammenhang nicht ein geometrisch exaktes Parallelogramm, sondern, nur eine Näherung der Idealform; die Abtastung kann eine Änderung der Seitenlage oder eine Abweichung von der Parallelogrammform oder beides zur Folge haben.

Di« Figuren 1 — 4 zeigen vier Ansichten der Vorrichtung in verschiedenen Stellungen, die sich aus der Bewegimg der Abtast-

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fühler 14, 16 durch die auf dem Förderband unter den Abtastftih- j, lern hindurchbewegten Zeitungen ergeben. In Figur 1 lit die Tor- ^! richtung in ihrer Ruhestellung gezeigt. Dae untere Ende dee Abtastfühlers 14 berührt nicht die Zeitung 12 und dae untere Ende des Abtastfühlers 16 liegt gerade anderZeitung an, sodaß keiner der Abtastfühler durch das Zeitungspapier in eine Drehung versetzt werden kann. Vielmehr ist die Stellung der Abtastfühler durch die Vorspannung der Feder 34 und die lage der Ansohläge ^f 36 und 42 bestimmt. Die Drehung des Querstücke 20 tot durch den Anschlag 42 begrenzt. Die nach oben gerichtete Bewegung dee Quer-

* stücke 26 und anderer Teile der Abtastvorrichtung ißt durch den Anschlag 36 begrenzt. Die Abtastfühler 14 und 16 der Figur 1 v/erden um den gleichen Betrag weitergedreht (im abgebildeten Beispiel findet jedoch keine Drehung statt) und dabei wird der Verschluß 40 in eine Stellung verschoben, in der die Blende 39 freigegeben wird, sodaß das den Übertrager 38 erreichende licht ein Signal erzeugt, das seinerseits keinen Unterschied (oder einen sehr kleinen Unterschied) in der Drehstellung der Abtaetfühler 14» 16 anzeigt.

Figur 3 zeigt die Vorrichtung zu einem Zeitpunkt, da die Fördervorrichtung die Zeitung 13 in eine Stellung weitergeführt - hat, in der beide Abtastfühler 14 und 16 um den gleichen Winkel

. · weitergedreht sind. Aus einem Vergleioh der Figuren 1 und 3 sieht man, daß die Abtastfühler 14 und 16 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wurden, sodaß die Parallelogrammseiten 24, 25 nach unten gedrückt wurden,. und daß das Querstück 26 und der an ihm befestigte Verschluß 40 sich ebenfalls nach unten bewegten. 'Obwohl beide Abtastfühler gedreht wurden, bleibt die Blendenöffnung 39 unbedeckt, denn die Abtastvorrichtung 10 gibt ein Signal auf eine Unstetigkeit hin nur ab, wenn ein bestimmter, feetsetzbarer Unterschied in der Drehung der beiden Abtastfühler auftritt· . . . Es wird nun auf die Figur 2 Bezug genommen, die die verschiedenen feile der Abtastvorrichtung 10 zu einem Zeitpunkt zeigt, der zwischen den in den Figuren 1 und 3 dargestellten Zeiten

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einzuordnen ist, nämlich der Zeitpunkt, an dem die Vorderkante •der" Zeitung 15 den Abtastfühler 14 berührt und weitergedreht hat, wenn jedoch der Abtastfühler' 16 noch nicht die Zeitung berührt hat und von ihr weitergedreht worden ist. Die abgebildete Drehung des Abtastfühlers 14 entgegen dem Uhrzeigersinn

. Jiäit eine Abwärtsbewegung der Parallelogrammseiten 25 zur Folge und diese Bewegung hat die Vorspannung durch die Feder 54 zu überwinden. Der Abtastfühler 16 ist dabei nicht gedreht worden, sodaß keine nach unten gerichtete Kraft auf das Seitenglied 24 ausgeübt wurde. Folglich wird das Querstück 26 um den Stift 28 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und aus der Stellung, in der es den Anschlag 42 berührt, in Berührung mit dem linken Anschlag 45 gebracht. Der Übertrager 58 und seine Blende 59 sind fest in Bezug auf den Rahmen 27; der Verschluß 40 ist bewegbar zusammen mit dem Querstüek 26. Der Verschluß 40 bewegt sich in eine Stellung, in der - wie in Figur 2 gezeigt - die Blende 59 verdeckt ist, worauf der Übertrager 58 ein Signal abgibt, das ■ bedeutet, daß eine einen gewissen Betrag überschreitende Differenz in der Drehbewegung der Abtastfühler 14 und 16 aufgetreten ist.

Zusammenfassend gesehen ergibt sich folgende Situation» Wenn die unteren Enden der Abtastfühler auf gleicher Höhe Riegen, können die beiden Abtastfühler um gleiche Beträge angehoben und gesenkt werden, ohne daß es dabei zu einer Drehung des Verschlusses 40 kommt. Wenn der Abtastftihler 14 über das untere Ende des Abtastfühiers 16 angehoben wird, dreht sich der Verschluß bis er an den Anschlag 45 anstößt. Eine weitere Ablenkung des Abtagtfühlers 14 relativ zur Stellung des Abtastfühlers 16 führt zu einem Abrollen"des Quersttioks am Rollenanschlag 45, wobei der Abtastfühler 16 angehoben wird, Wenn der Abtastfühler'16 auf die Höhe des Abtastfühlers 14 angehoben ist, dreht sich der Verschluß 40 in umgekehrter Richtung, bis er auf den Anschlag 42 trifft. Die Verwendung von zwei Abtastfühlern und die Abhängigkeit der . Vorrichtung von Unterschieden in deren Drehung statt vom Ausmaß der Drehung eines Abtastfühlers ergeben ein Ansprechen auf; Unste-

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tigkeiten in der Oberfläche-, ohne daß es dabei notwendig ist die Vorrichtung nachzueichen, wenn die Größe der Unstetigkeit sich ändert.

Zeitungen werden mit relativ großer Geschwindigkeit auf "den Förderbändern fortbewegt, sodaß das Auftreten von Unstetigkeiten (d.h. das Auftreffen aufeinanderfolgender Zeitungen auf den Abtastfühlern) mit einer Häufigkeit erfolgen könnte, die etwa der Resonanzfrequenz von in der Vorrichtung verwendeten Teilen entspricht. Eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung enthält Mittel zur Begrenzung der Schwingungen der Abtastfühler und zur Dämpfung derselben· So enthält eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung zum Beispiel Dämpfungsmittel, die dem Begins einer lageänderung der Abtastfühler entgegenwirken und zwar im stärkeren Maß, als sie der Vollendung einer einmal begonnenen Lageänderung Widerstand leisten. Eine Äusführungsform der Dämpfungsmittel ist in den figuren 1-4 dargestellt. Dabei ist je ein Magnet an jeder Seite des Querstücks 26 am Hahmen 27 angebracht. Das Qtierstück besteht aus magnetischem Material oder hflt einen magnetischen Ansatz an Stellen, die den Magneten 44, 45 j nahe gelegen sind* Wenn das Querstück 26 iß.eine Extremstellun^ gedreht ist, liegt es an einem dieser Magnete an oder kömmt ihfi zumindest sehr nahe. Die Anziehung des Querstücks an die Magnete ist eine nichtliaeare Funktion des Abstands zwischen dem Quer-! stück und dem Magneten und ist sehr hoch, wenn das Querstück nahe dem Magneten, befindlich ist. Die Folge ist, daß eine Sperrwirkung entsteht« -.:.'■

Figur 4 zeigt eine andere Anordnung, die Schwingungen verhindert und wesentlich zur Erhöhung der lebensdauer der Abtast- · vorrichtung beiträgt. Die Stifte 30 und 31 zur Befestigung .der Abtastfühler 14 und 16 sind in einem gewissen Abstand voneinander angebracht» sodaß der untere Abtastfühler 14 naoh einer gewissen Drehstrecke an den Abtastfühler 16 anliegt. Dadurch wird es möglich sehr dicke Zeitungen zu zählen (wie s.B. die leitung 46), ohne daß es dabei zu edner zu großen Drehung der· beiden Abtast-

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"fühler kommt. Die gestrichelten Linien in Figur 4 machen ersichtlich,, daß die Torrichtung wie für die Figuren 1,2 und 3 beschrieben arbeitet, selbst wenn die Dicke der Zeitungen sehr stark anwächst.

Ua mit Sicherheit einen Betrieb der Abtastfühler für Unstetigkeiten tu erreichen, der sich von der Betriebsart unterscheidet, in dir sioh ,beide Fühler um den gleichen Betrag drehen, sind besondere Mittel vorgesehen. In der in den Figuren 1-4 dargestellten .Ausfiüirungeform bestehen diese Mittel aus einem Drehpunkt "oder Drehzapfen, der zwischen den Rahmen 27 und dem Querstück 26 eingesetzt ist· Die Achse des Drehzapfens liegt zwischen den Parfllelogräameeiten 24 und 25; der Schlitz, in dem sioh die Drehzapfen bewegen können, erstreckt sich in der zur Mittelebene zwischen ien !beiden Parallelograomeeiten parallelen Richtung.

Die In dpn^Figuren 5 und 6 dargestellte Ausftihrungsfprm enthält ebenfalls Mittel, die auf Bewegungsunterschiede zwischen AbtastfUhiern statt auf das absolute Ausmaß der Bewegung derselbe'n ansprechen*

der in diesen beiden Figuren dargestellten AusführungstMseü -ditse; Mittel zwei gegenüberliegende der vier das Parall#iöfra»|i a^i^innenden Drehpunkt! in einer Anordnung, in der der Abstajia, aluf din sich diese beiden Drehpunkte voneinander entfernen ,köniien, gegrenzt ist. Gemäß Figur 5 sind wieder zwei Abtastfühler iror|;e sehen, τοη denen der «ine mit 50, der andere mit 51 bezeichnet ist.Der Abtaetfühler 51 let auf des Drehzapfen 52 an einer Qteile angebracht, die In Bezug auf den Papierdurchfluß und die Bewegung der Fördervorrichtung stromaufwärts im Vergleich zum Abtaetfühler 30 liegt, der selbst auf dem Drehzapfen 53 drehbar gelagert ist. Die oberen Enden der Abtaetfühler SO, $Ί sind Über Drehzapfen mit den unteren Enden der Seitenglieder 54 bzw. 50 verkoppelt ^ sodaß eine ait 56 bezeichnete Par alle lo-r grammanordnung entsteht. Die Verbindung zwischen dem Abtaetfühler ' 50 und dem Seitenglied 54 wird durch den Drehzapf en 57 hergestellt; ,entsprechend ist der Abtastfühler 51 durch den Drehzapfen 58 mit

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dem Seitenglied 55 verbunden. An ihren oberen Enden sind die Seitenglieder 54, 55 durch das Querglied 59 verbunden, das über den Drehpunkt 60 mit dem oberen Ende des Seitengliedes 54 und über den Drehpunkt 61 mit dem oberen Ende des Seitengliedes 55 zusammenhängt. Mittel, z.B. eine Feder 62* sind vorgesehen um diese Anordnung in eine Stellung zu drücken, in der die Abtastfühler 50, 51 in die äußerste Stellung gelangen, die sie bei einer Drehung im Uhrzeigersinn einnehmen können (siehe Figur 5)· * In den Figuren 5 und 6 ist das Seitenglied 55 nicht voll sichtbar, da es hinter einer nach unten sich erstreckenden Verlänge-

t rung des Querglieds 59 liegt. In dieser Verlängerung 63 iet ein gekrümmter Schlitz 64 vorgesehen, durch den der Drehzapfen 58 ragt; dieser Drehzapfen kann sich in dem Schlitz hin und her bewegen.

Beim Betrieb der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Vor_r richtung ergeben die beiden Abtastfühler 50, 51 bei ihrer Drehung im Uhrzeigersinn (beide werden um den gleichen Betrag gedreht) eine nach unten gerichtete Zugwirkung an den Seitengliedern 54, 55 dee Parallelogramms. Dies führt zu einer nach unten gerichteten Bewegung des Querglieds 59, wobei die durch die Mittel 62 erzeugte Vorspannung überwunden werden muß. Der Winkel zwischen den beiden Seitengliedern 54, 55 und dem Querglied .59 ändert «ich • nicht und folglich bleibt die Verlängerung 63 in ihrer Stellung, d.h. der Stift 56 bleibt im rechtsseitigen Ende dee gekrümmten Schlitzes 64 (Figur 5)· Wenn jedoch der Abtastfühler 50 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, eodaß seine Drehung die entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Drehung dee Abtastfühlere '51 Überschreitet, dann nehmen die Parallelogrammteile die in Figur 6 ■gezeigte Lage ein. Das Seitenglied 54 wird nach unten gezogen, wobei das linke Ende des Querglieds 59 nach Überwindung der Wirkung der Feder 62 gesenkt wird. Da keine Drehung dea Abtastftihlers 51 stattfindet, wird das Seitenglied 55 nicht nach unten gezogen und sein oberes, am Drehzapfen 61 befestigtes Ende bleibt in seiner ursprünglichen Lage. Die Folge ist, daß das Querglied

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59 um den Drehpunkt 61 gedreht wird, wodurch die Verlängerung 63 entgegen dem Uhrzeigersinn nach rechts ausweicht (Figur 6). Diese Bewegung is möglich, da der Schlitz 64 die Form eines Kreisbogens hat, wobei der Mittelpunkt des Kreises mit dem Drehpunkt 61 zusammenfällt. Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich, ergibt eine , Differenz in der Bewegung der Abtastfühler 50 und 51 eine nach links gerichtete Drehung der Yerlängerung 63 des Querglieds 59 um den Drehpunkt 61. Diese Drehung wird gemessen· durch die Wechselwirkung zwischen einem magnetischen Übertrager 66 und dem Arm 67 und zur Anzeige gebracht. Zumindest am oberen Ende dieses Arms ist ein magnetischer Einsatz vorgesehen, dessen Anwesenheit bzw. Fehlen eine entsprechende Änderung im Übertrager 66 ergibt, aus der sich eine Anzeige ableiten läßt. Dieser Arm'trägt an seinem unteren Ende den Drehpunkt 58 und ist außerdem selbst drehbar um den Drehpunkt 68, der zwischen dem Drehpunkt 61 und dem Schlitz 64 auf der naoh unten gerichteten Verlängerung 63 des Querglieds 59 liegt. Der Drehpunkt 68 gleitet in einem Schlitz in einer der Parallelogrammseiten, nämlich dem Schlitz

69 in dem Seitenglied 67. Dieser Schlitz ist notwendig um ein Verklemmen der Anordnung zu verhindern, da der Abstand zwischen dem Drehpunkt 61 und dem Schlitz 64 größer ist als der Abstand zwischen dem Drehpunkt 68 und dem Drehpunkt 58. Eine andere Lösung ist es den Schlitz 64 seitlich aufzuweiten um ein Verklemmen zu verhindern. Die Anordnung der verschiedenen Teile und der Drehpunkte ist am deutlichsten in Figur 9 dargestellt. Wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt, hat diese Ausführungsform zwei Anschläge

70 und 71 und ein Paar magnetischer Ansätze 72, 73, die ein Zurückhalten bewirken. Die Teile 70, 71, 72 und 73 haben die gleiche Funktion wie die entsprechenden Teile 42, 43, 44 und 45 der Figur 1.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der von einer zusätzlichen Optik Gebrauoh gemacht wird. In Figur 7 ist mit 75 ein der Umhüllungskontur folgender Abtastfühler bezeichnet, der auf dem Drehstift 76 gelagert ist}

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ein gleichartiger, mit 77 bezeichneter Abtastfühler ist-tun den Stift 78 drehbar. Die oberen Enden dieser beiden Abtastfühler haben Drehpunkte im Querstück 79· Das obere Ende des Abtastfühlers 75 ist am Drehpunkt 80 drehbar am Querstück 79 befestigt,'während "der Abtastfühler 77 über einen Stift in einem im Querstück 79 angebrachten Schlitz gleitet. In der gezeigten Ausführungsform ist der Stift am oberen Ende des Abtastfühlers 77 angebracht, während der Schlitz sich in Längsrichtung des Querstücks 79 erstreokt. Eine Zugspannung wird auf die so gebildete Parallelogrammanordnung ausgeübt durch das Zusammenwirken der an den Abtastfühler 75 angeschlossenen Feder 81 und einer weiteren, an den Abtastfühler 77 angeschlossenen Feder 91· Diese Zugspannung bewirkt, daß die Abtastfühler 75 und 77 in die äußerste Stellung im Uhrzeigersinn gedreht werden, die sie - wie in Figur 7 gezeigt - einnehmen können. Ein Spiegel 82 ist am Abtastfühler 75 montiert und liegt im Strahlengang des von einer Quelle 83 ausgehenden, im Kollimator 84 gesammelten Lichte. Der Spiegel 82 lenkt den Lichtstrahl zu dem auf dem Abtaatfühler 77 angebrachten Spiegel 85, von wo der Lichtstrahl in das Objektiv 86 reflektiert wird» Dieses Objektiv sammelt das Licht in einem Brennpunkt, der sich in einem gewissen Abstand vom Objektiv befindet. Die beiden Spiegel 82 und 85 sind an den Abtastfühlern 75 bzw. 77 angebracht und rotieren bei der Drehung der Abtaatfühler mit. Ferner ist eine Sammellinse 87 vorgesehen, die z.B. aus einem Konus aus transparentem Kunststoff bestehen kann, in dem das Licht zur Konusspitze hin gebündelt wird. Ein an der Konusspitze angebrachtes lichtempfindliches Element 88 spricht auf den Jsiüfall von Licht (bzw. das Fehlen einfallenden Lichts) an. Die Spiegel 82 und 85 sind so angebracht, daß bei einer Drehung der Abtasijfühler 75 "und 77 um den gleichen Betrag der Brennpunkt oberhalb des ^J Objektivs 86 nicht mehr in den Bereich der Sammellinse 87 fällt. Dies kann durch verschiedene Spiegelanordnungen erreicht werden, von denen eine in Figur 7 dargestellt ist. Wenn des⁵ Abtastfühler 75 entgegen dem Uhrzeigersinn weitergedreht wird und seine Drehung

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die de» Abtaatfühlere 77 überschreitet,'so wird der Brennpunkt de* Tom ObjektiT 86 ausgehenden Lichts verschoben, so daß Licht auf die Sammellinse 87 fällt. Die* führt zu einer Erregung des lichtempfindlichen BleMiit* 88 und zu einer nachfolgenden Anseigt, die bedeutet, daß ein Unterschied im Ausmaß der Drehung der beiden Abtaetftihler besteht.

Be*timm$· Ausführungsformen der Erfindung wurden dargestellt und beechriebtn, doch sind Abänderungen möglich. Abgesehen rom 8tand der Technik 1st der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht durch die in £er Beschreibung dargestellten Einzelheiten gegeben, sondern ausschließlich durch die nachfolgenden Patentansprüche beetiejit_#

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BAD OfilGJNAL

PATENTANWÄLTE

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN 8 MÖNCHEN 2 · THERESIENSTRASSE 33

Dipl.-Ing. MARTI N LICHT Dr. REINHOLD SCHMIDT Dipl.-Wirtsch.-lng. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

CHARLES GUY PALMER Orange, Kalifornien West Collins 937 V. St. A.

Möndien,den 6, November 1968 Ihr Zeichen Unser Zeichen

He/De

Patentanmeldungt "Abtastvorrichtung für Unstetigkeiten"

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

* MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon. 281202 · Telegramm-Adresse: Lfpatli/München Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oskar-von-MiHer-Ring, Klo.-Nr. 882495 · Postscheck-Konto·. München Nr. 143397

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REI NHOLD SCHMIDT

Claims

■ · PATENTANSPRÜCHE

1. Abtastvorrichtung zum Nachweis von eindimensionalen Unstetigkeiten in einer Oberfläche, die sich in einer Richtung in Bezug auf die Abtastvorrichtung bewegt, gekennzeichnet durch erste und zweite Abtastmittel, die auf das Ausmaß der Unstetig-r keit an zugeordneten, im Abstand voneinander befindlichen Stellen ansprechen und einen physikalischen Zustand als Punktion des Ausmaßes der Unstetigkeit verändern, und Anzeigemittel, die auf eine bestimmte, festsetzbare Veränderung des Zustande ansprechen und ein Ausgangssignal abgeben.

2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste und zweite Abtastmittel im Abstand voneinander angebrachte, in der gewählten Richtung verstellbare Abtastfühler (14, 16) vorgesehen sind, deren Bewegung vom Ausmaß der Unstetigkeit der Oberfläche abhängt, und daß die auf eine bestimmte, festsetzbare Veränderung des Zustande ansprechenden Mittel eine Anordnung umfassen, die den Unterschied in der Bewegung der Abtastfühler nachweist.

3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Nachweis des Bewegungsunterschieds der Abtastfühler, (14, 16) aus einer Parallelogrammstruktur (18) mit vier Drehpunkten (19, 20, 21, 22).besteht, die eine vierseitige Figur definieren, in der gegenüberliegende Seiten parallel» wenngleich nicht notwendigerweise streng parallel sind; daß die beiden Abtastfühler (14, 16) über ein entsprechendes Paar von Drehpunkten (19, 22) angekoppelt sind und die Veränderung der abgetasteten Umhüllungßfläche in eine entsprechende Bewegung der Drehpunkte (19, 22) umsetzen? und daß die Mittel zum Nachweis des Unterschieds der Bewegung der Abtastfühler (14, 16) Veränderungen der Winkel an dem Paar gegenüberliegender Parallelogrammseiten nachweisen, unter denen sich die Seite mit den beiden benachbarten Drehpunkten befindet.

4. Abtastvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Sperrvorrichtung, die gewährleistet, daß eine größere Kraft

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zur Erzeugung einer Lageänderung in Form einer Winkeländerung zweier gegenüberliegender Parallelogrammseiten erforderlich ist · als zur Durchführung einer einmal begonnenen Lageänderung«

5. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die ersten und zweiten Abtastmittel zwei den Umhüllungs-

■ linien folgende Ab t as t fühl er (H, 16) umfassen, die Drehungen ausführen können und in einer Richtung zur Herstellung eines Kontakts mit der abzutastenden Oberfläche durch eine Feder vorgespannt werden, und daß die Anzeigemittel auf Änderungen der relativen Drehstellungen der Abtastfühler ansprechen.

6. Abtastvorrichtung nach Anspruch 5_t dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Abtastfühler (H, 16) bei einer einen gewissen, festsetzbaren Winkel überschreitenden Drehung an dem anderen Abtastfühler anliegt, derart, daß die relative Drehung der beiden Abtastfühler 04," 16) begrenzt wird.

7. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel aus einer Parallelogrammanordnung (18) mit vier Drehpunkten (19» 20, 21, 22) bestehen, die eine vierseitige Figur definieren, deren gegenüberliegende Seiten ungefähr parallel sind, wobei ferner erste und zweite, zwischen zugeordneten Paaren von Drehpunkten (19, 20 bzw. 21, 22) sich erstrekkende Parallelogrammseiten (24, 25) sowie ein Querstück (26) vorgesehen sind, das drehbar mit jeder der Parallelogrammseiten

f (24, 25) an Drehpunkten (20, 21) verbunden ist, und daß die ersten und zweiten Abtastmittel aus zwei im Abstand voneinander angebrachten Abtastfühlern (14, 16) bestehen, die sich in einer Richtung in einem den Oberflächenunstetigkeiten entsprechendem Maß bewegen, wobei jeder Abtastfühler (14, 16) an einer zugeordneten Parallelogrammseite (24 bzw. 25) an einem Drehpunkt (22 bzw. 19) an der Parallelogrammanordnung (18) angekoppelt iet«

8. Abtastvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Querstück (26) um eine zu den durch die Drehpunkte (19, 20, 21, 22) verlaufende Drehachsen parallele Achse (28)

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drehbar ist, die auf der Verbindungslinie zugeordneter Drehpunkte (2O₉ 21) liegt. . *

9. Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eich das Queretück (26) entlang der Mittellinie der Parallelogram»·ittη (24, 23) bewegen kann, und daß die Anzeigemittel auf die Drehung dee Queretücke (26) ansprechen, jedooh nioht auf eine Verschiebung des Querstttcks (26) längs der Mittellinie.

10. Abtastvorrichtung nach Anspruch 9t gekennzeichnet durch eine Sperrvorrichtung, die eine dem Beginn einer Drehbewegung des Queretücke (26) entgegenwirkende Kraft ausübt·

11. Abtastvorrichtung nach Anspruoh 10, dadurch gekennzeichnet, daB die Sperrvorrichtung Magnete (44, 45) umfaßt, die in der Bewegungsrichtung des Queretüoke (26) liegen und eine Begrenzung der Drehbewegung des Queretücke (26) an beiden Endpunkten darstellen.

12· Abtastvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet duroh Mittel «ur Begrensung der Bewegung eines Glieds der Parallelogrammanordnung (18), sodaß deren Bewegung nur auf •inen Unterschied in der Bewegung der Abtastftihler (14, 16) hin in einer Richtung stattfindet, derart, daß eine Bewegung der Teile der Parallelogrammanordnung (18) in einer Richtung hintangehalten wird, wenn sloh beide Abtaetfühler (14, 16) um den gleiohen Winkel drehen.

13. Abtastvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet duroh einen Rahmen '(10), in Bezug auf den die Parallelogrammanordnung und die Abtastfühler eingeeicht werden können, und durch eine Sperrvorrichtung, in der ein Abrollen zwischen einem Glied der Parallelogrammanordnung (18) und dem Rahmen (10) stattfindet.

14. Abtastvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß in den Mitteln zur Begrenzung der Bewegung ein Drehpunkt (28) zwischen dem Querstück (26) und dem Rahmen (10) vorgesehen ist, derart, daß eine Bewegung des Querstücks (26) relativ zum Rahmen (10) längs der Mittellinie zwischen den Paaren von Drehpunkten (19, 20, 21, 22) stattfinden kann.

15. Abtastvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Begrenzung der Bewegung den Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Drehpunkten (19» 22) der vier Drehpunkte (19, 20, 21, 22) bis auf einen bestimmten Maximalwert einengen.

16. Abtastvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Begrenzung der Bewegung eine auf einen Drehstift gleitende Verbindung herstellen zwischen dem Querstück (61) und dem Drehpunkt (58) am Abtastfühler (51).

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