DE1980303U

DE1980303U - Nachweisgeraet fuer metalle in einem anderen erzeugnis.

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Publication number: DE1980303U
Application number: DE1967S0061637
Authority: DE
Original assignee: Materiel Electromagnetique S I
Current assignee: Materiel Electromagnetique S I
Priority date: 1966-07-12
Filing date: 1967-07-10
Publication date: 1968-03-07
Also published as: FR1493026A; BE701246A; GB1187458A

Description

P.Ä.381780*10.7.67

PAiENTANWAiT 8 Mönchen , den 5.7.1967, DR. WILHELM HASSE DIPLOMINGENIEUR

SOCIETE INDUSiTEIELLE DE MAO EEEOTBOMAGNETIQUE "S.I.M.E." SO-GIETE ANONYME, 199, Avenue Paul-Yaillant-Couturier, LE BLANC-Mesnil (95) Prance

Nachweisgerät für Metalle in einem anderen Erzeugnis

Die Neuerung bezieht sich auf ein Nachweisgerät für Metalle, Metall-Teilchen, Splitter, Partikel oder dgl., die beispielsweise in einem zu überprüfenden Material (das von Metall frei sein müßte) enthalten sind, wobei der Nachweis durch die Störungen erfolgt, die diese Teilchen, Splitter oder Gegenstände aus Metall in der !fortpflanzung eines elektromagnetischen leides verursachen.

Derartige Nachweisgeräte sollen bereits geringe metallische Verunreinigungen auch unter erschwerten betrieblichen Bedingungen aufzeigen.

Es sind Metallnachweisgeräte bekannt, die beispielsweise zum Nachweisen von Metallsplittern in einem nichtmetallischen Material bestimmt sind; sie weisen mindestens einen elektrisch durch diese Metallsplitter beeinflußten Umgang

auf, so daß die Metallplitter durch ihre Anwesenheit ein Signal erzeugen. Ein derartiges Gerät wird insbesondere im Zusammenhang mit einer !Transporteinrichtung, beispielsweise einem Transportband, verwendet, wobei das von dem Transportlband geförderte Material vor dem Umgang oder den Umgängen vorbeiläuft, die den Nachweisrahmen darstellen.

Schwierigkeiten ergeben sich deswegen, weil diese Nachweisrahmen häufig in Industrieanlagen montiert sind, wo sie den störenden Bedingungen unterliegen, die in diesen letzteren herrschen, insbesondere Schwingungen, Stoßen, Temperaturveränderungen usw. ausgesetzt sind, die von benachbarten Geräten, Werkzeugmaschinen oder dgl. stammen.

Diese verschiedenen Störungsgründe rufen induktive Veränderungen ohm'scher oder kapazitiver Art in plötzlicher oder progressiver Weise in der elektrischen Schaltung hervor. Daraus ergeben sich Unregelmäßigkeiten und Risiken einer unzeitigen Erzeugung von Signalen, die nicht dem Vorhandensein eines Metallsplitters entsprechen; um die Entstehung derartiger Signale zu vermeiden, mußte die inhärente Empfindlichkeit des Gerätes verringert werden.

Die Aufgabe der Neuerung ist darin zu sehen, soweit als möglich Jegliche relative Verschiebung der Umgänge im Ver-

hältnis zueinander zu vermeiden, und zwar im Verhältnis zu ihren Befestigungsmitteln und dem "betrieblichen Umge"bungsmilieu. Damit wird die Verwendungsmöglichkeit des Gerätes vergrößert.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die im Abstand zueinander vorgesehenen Erzeuger- und Empfängereinrichtungen eines magnetischen Feldes aus mindestens einer leitenden Strecke bestehen, die jeweils auf einem Träger vorzugsweise durch Aufdrucken der Stromkreise erstellt sind.

Es wird also mindestens ein gedruckter Stromkreis auf einer unverformbaren Trägerplatte erstellt, die es aber gestattet, sie einem Gestell anzupassen, das eine gute mechanische !Festigkeit hat und teilweise eine komplementäre Form, die es gestattet, in einfacher Art und Weise eine gute Befestigung dieser Trägerplatte sicherzustellen. Vorteilhafterweise hat die Trägerplatte eine flache Form. Demgemäß ist die Leichtigkeit der Befestigung einer solchen Platte klar, wobei diese Befestigung äußerst starr sein kann (Verklebung und/oder Verschraubung usw.).

Die genannte Platte kann eine Wicklung aus einem oder mehreren Umgängen aufweisen, oder auch mehrere Wicklungen^ die untereinander in geeigneter Art und Weise elektrisch gekuppelt sind»

Die Neuerung besteht auch darin, zur Herstellung der Wicklungen des Nachweisgerätrahmens die Technik der gedruckten Stromkreise zu verwenden durch Ätzen eines mit einer Metallschicht überzogenen Isoliermaterials oder durch Bildung einer leitenden Ablagerung. Es ist allgemein verständlich, daß die Anwendung dieser Technik gedruckter Stromkreise es gestattet, eine starre relative Stellung der Wicklungen und der Elemente sicherzustellen, die diese Wicklungen darstellen, und zwar sowohl in ihrem Verhältnis zueinander als auch im "Verhältnis zu ihren Befestigungsmitteln.

Vorteilhafterweise ist das Gestell ein Gehäuse, das teilweise als elektrische und/oder elektromagnetische Abschirmung dient. Eine Vorrichtung nach der Neuerung, die nachstehend als Gehäuse bezeichnet wird, besteht aus einem kastenartigen Gehäuse, das mindestens teilweise durch eine Trägerplatte für einen gedruckten Stromkreis geschlossen ist. Dieser eine Abschirmung bildende Kasten besteht aus einem Material, das in Abhängigkeit von dem Milieu gewählt ist, gegen das ein Schutz erwünscht ist: in dem Falle, in dem ein Schutz gegen den Einfluß von anderen Metallteilen als denen, die nachgewiesen werden sollen, gewünscht wird, besteht der Kasten vorteilhafterweise aus einem antimagnetischen Material. Wenn es notwendig ist, sich gegen den Einfluß magnetischer Felder zu schützen, besteht er aus einem magnetischen Material.

Ein solcher, eine starre Einheit bildender Kasten kann fest an einem anderen Kasten angekuppelt sein, um erneut eine nicht verformbare Einheit aus zwei Kästen zu bilden, zwischen denen das zu überprüfende Erzeugnis hindurchgeführt wird. Diese beiden Kästen sind vorteilhafterweise so angeordnet, daß die !Flächen der Trägerplatten, die den gedruckten btromkreis oder die gedruckten Stromkreise tragen, einander gegenüberliegen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung gestattet mindestens eine Metallplatte, die fest an jedem der Kästen angebracht ist (durch Kleben und/oder Verschrauben usw.), die genannte unverformbare Einheit herzustellen.

Diese beiden Kästen können unabhängig voneinander wirken, wobei jeder von ihnen gleichzeitig die Wicklung oder Wicklungen umfaßt, die das elektromagnetische PeId bilden, und die entsprechende Empfängerwicklung oder Wicklungen. Yorteilhafterweise ist jedoch mindestens eine der Wicklungen eines Kastens, der das elektromagnetische Feld erzeugt mit mindestens einer Empfangswicklung gekoppelt, die zu dem anderen Kasten gehört.

Die Wicklungen können einen einzigen Umgang oder mehrere Umgänge, fraktioniert oder nicht, konzentrisch oder seitlich, ineinander eingeschachtelt oder nicht, aufweisen.

Im Grenzfalle kann mindestens eine der Wicklungen aus
einem im wesentlichen geradlinigen Draht bestehen.

Bei einem verbesserten Gerät nach der Neuerung unterliegen die Wicklungen praktisch keinerlei gegenseitiger Verschiebung, selbst wenn die Gesamtheit des Gerätes Stoßen oder
Schwingungen ausgesetzt ist, was die Hauptschwierigkeit
ausschaltet, die bei bisher bekannten Geräten dieser Art
auftraten.

Indem die Breite und die Stärke der leitenden Teile der
Stromkreise verändert werden,können leicht Anpassungen
der Impedanzen erzielt werden, insbesondere zwischen der
Wicklung, die das elektromagnetische EeId erzeugt und der Speisung für diese.

Die Abmessungen einer Trägerplatte können zwischen wenigen Quadratzentimetern Oberfläche (um eine Machweisvorrichtung für die Annäherung, für das Zählen oder für das Vorbeilaufen zu schaffen) und Oberflächenabmessungen in der Größenordnung eines Quadratmeters und sogar mehr schwanken, um
Nachweisgeräte herzustellen, die bei Transportbändern großer Breite verwendbar sind.

Es ist verständlich, daß die Stärke der Trägerplatten, die mit einem gedruckten Stromkreis versehen sind, gering ist,

was es gestattet, die Wicklungen in einer Entfernung anzuordnen, die genügend weit von dem Gestell entfernt ist, ohne dadurch, die Gesamtabmessungen des Gerätes zu vergrößern.

Diese Entfernung verringert die Störungskapazitäten, deren Veränderungen störende Wirkungen hervorrufen können, so daß auf diese Art und Weise das Regulieren und Ausgleichen des Gerätes erleichtert wird.

Da außerdem die verteilten Belastbarkeiten der Wicklungen gering sind, gibt dies die Möglichkeit, innerhalb eines weiten Jrequenzfeldes zu arbeiten und insbesondere mit sehr hohen Grundfrequenzen und harmonischen Frequenzen,

Die Trägerplatten nach der Neuerung können leicht und schnell ausgetauscht werden, wenn sie infolge irgend eines Zwischenfalles beschädigt worden sind.

Außerdem gestattet die Technik der gedruckten Stromkreise die Herstellung von fast identischen Wicklungen, was abermals Einstellungsschwierigkeiten verhütet.

Die Neuerung sieht die Verwendung der einen und/oder der anderen Oberfläche eines flachen Trägers vor, um dort durch Drucken die verschiedenen Wicklungen auszubilden. In diesem

Falle liegen die erzielten Wicklungen in sehr nahe aneinander liegenden parallelen Ebenen und können sich teilweise oder vollständig überlagern.

Die Neuerung sieht weiterhin vor, eine Gesamtheit zu schaffen, die aus der Überlagerung mehrerer solcher flacher Träger besteht, von denen jeder auf einer Oberfläche oder auf den beiden Oberflächen eine Induktanz oder mehrere Induktanzen trägt, die Teil einer Erzeugervorrichtung für ein elektromagnetisches Feld sind oder für eine Empfangsvorrichtung des genannten Feldes.

Die Verwendung von dünnen aneinander geklebten Isolierträgern gestattet es, einen Schichtenaufbau zu erzielen, der mehrere elementare Stromkreise umfaßt, die in geeigneter Art und Weise miteinander verbunden sind.

Nach der Neuerung wird auch die Fläche der Trägerplatte, die derjenigen gegenüberliegt, die die Wicklungen trägt, für die Herstellung mit der Technik gedruckter Stromkreise von elektrostatischen Abschirmungen verwendet, die durch gekreuzte Leiter gebildet werden, die eine JLrt von Gitter bilden und deren Abstände zu den Rahmen unveränderlich bleiben, und zwar trotz der Stöße und Schwingungen, die das Gerät ertragen muß, und die so die 'Übertragungsbedingungen des Feldes nicht verändern.

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele und zwar zeigt:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung, die in einem Nachweisgerät nach der Neuerung verwendet wird,

Fig. 2 das elektrische Schaltbild, das der Vorrichtung nach Mg. 1 entspricht,

Fig. 5 eine der Fig. 1 analoge Ansicht, aber für eine andere Ausführungsform,

Fig. 4 das elektrische Schema, das der Vorrichtung nach Fig. 3 entspricht,

Fig. 5 eine Ansicht eines Teils einer Vorrichtung für eine weitere Ausführungsform, und

Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht eines Nachweisgerätes nach der Neuerung, wobei es sich um eine auseinander gezogene Darstellung handelt.

In Fig. 1 ist gezeigt, daß die Vorrichtung nach der Neuerung einen ersten flachen Träger 1 aus Isoliermaterial in

Folien- oder Plattenform besteht. Darauf ist durch die Technik der gedruckten Stromkreise eine Induktanz 2 ausgebildet, die die Form einer langen Spirale aufweist, wobei die Umgänge geradlinige Teile 3 parallel zu den langen Seiten 4 und 5 des flachen Trägers oder der Platte zeigen, die durch gebogene Teile 6 miteinander verbunden sind. Die Enden 7 und 8 der Induktanz 2 sind mit einer Wechselstromquelle verbunden, so daß die Induktanz 2 die Bolle eines Generators für ein elektromagnetisches Feld bildet.

Zur Vorrichtung gehört ein zweiter flacher Träger 10, der vorteilhafterweise parallel zum ersten flachen Träger 1 liegt und ebenfalls aus einem folien- oder plattenförmigen Isoliermaterial besteht, auf dem - gedruckt - Stromkreise einer ersten Induktanz 11 und einer zweiten Induktanz 12 vorgesehen ist, von denen jede die Form einer Iäng3fclien Spirale aufweist, wobei die Umgänge geradlinige Teile 13 parallel zu den langen Seiten 14 und 15 des flachen Trägers oder der Platte aufweisen, die durch gebogene Teile 16 miteinander verbunden sind. Die Enden 17? 18 und 19 und 20 der Induktanzen 11 und 12 sind so miteinander verbunden, daß beide in dem dargestellten Beispiel die Bolle eines Empfängers spielen·

Die elektrische Schaltung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Induktanz 2 und die Induktanzen 11 und 12 sind

auf den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Träger 1 und 10 aufgedruckt und das zu überprüfende Material wird zwischen den genannten Trägern hindurchgeführt.

Selbst wenn die Trägerplatte 10 gewissen Bewegungen ausgesetzt ist, beispielsweise infolge von Stoßen oder Schwingungen, die das Gerät, in das sie eingebaut ist, erschüttern, werden die Schaltungsverhältnisse zwischen den Induktanz en 11 und 12 nicht verändert.

Bei der in 3?ig· 3 dargestellten Ausführungsform trägt eine erste Platte 21, die nach der Technik der gedruckten Stromkreise hergestellt ist, eine erste Induktanz 22 und eine zweite Induktanz 23, und eine zweite rechteckige Platte 24 wie die erste Platte, die in der Verlängerung dieser letzteren liegt, trägt eine erste Induktanz 25 und eine zweite Induktanz 26» wobei sich die Induktanz 25 im wesentlichen inder Verlängerung der Induktanz 22 befindet und die Induktanz 26 im wesentlichen in der Verlängerung der Induktanz 23 liegt. Parallel zu den Platten 21 und 24 ist eine Platte 27 angeordnet, die eine aus einem Umgang bestehende Induktanz 27A trägt.

Die elektrische Schaltung kann beispielsweise so sein, wie in Pig* 4 schematisch dargestellt, wo die Induktanzen 22, 23, 25 und 26 die Hollen von Sekündärspulen spielen,

die induktiv mit der einzigen Primärspule 27A zusammenarbeiten. Die Signale werden zwischen den Verbindungsklemmen 35 und 36 abgenommen, wobei die Anschlußklemme 37 als gemeinsamer Punkt einer Brückenschaltung an einem Verstärker dient.

Die verschiedenem elektrischen Verbindungen können durch einen Draht, ein Kabel oder ein metallisiertes Band hergestellt werden, das ein Teil des gedruckten Stromkreises ist oder nicht.

Hei der Ausführungsform, wie sie in Pig· 5 gezeigt ist, umfaßt eine Induktanz 28, die mit der Technik der gedruckten Stromkreise her§estellt ist, eine Verschiebung 29 in der ein herausragender Teil 30 einer benachbarten Induktanz 31 angeordnet ist, wodurch die Induktanzen auf diese Art und Weise ineinandergeschachtelt sind.

Gewisse der Induktanzen können eine Ausgleichsrolle spielen und ihre materielle Verbindung mit den aktiven Induktanzen über den flachen Trägern gestattet es ihnen, eine wirksame Holle zu spielen.

Es wird eine Ausführungsform vorgesehen, gemäß der eine Fläche des Trägers aktive Stromkreise trägt, wobei die Ausgleichswicklungen von der anderen !Fläche getragen werden.

Die Träger der gedruckten Stromkreise haben eine Form, die es gestattet, sie leicht einem Gestell anzupassen, das eine gute mechanische Starrheit aufweist.

In Fig. 6 hat ein Gestell 32 die Form eines Gehäuses mit Ilr-f örmigem Querschnitt und ist teilweise durch einen Träger 33 geschlossen, dessen Fläche 33-A· mindestens eine gedruckte Induktanz trägt, wobei die Gesamtheit ein erstes Gehäuse 32-33 darstellt.

Der Träger 33 ist starr an dem Gestell 32 beispielsweise durch Kleben und/oder Verschrauben befestigt.

Parallel zu dem ersten Gehäuse ist ein zweites, dem ersten analoges Gehäuse angeordnet, das aus einem Gestell 34- besteht, auf dem ein Träger 35 befestigt ist, dessen Oberfläche 35-Ä- mindestens eine gedruckte Induktanz trägt.

Die beiden Gehäuse sind so angeordnet, daß sie einen Durchlaß 38 bilden, wobei die Flächen 33-i und 35A der Träger 33 uncl 35 sich gegenüber liegen.

Der Durchlaß 38 gestattet die Überprüfung eines vom Transportband 39 geförderten Material.es 40.

Die beiden Gehäuse sind miteinander mit Hilfe der Seitenplatten 36 und 37 verbunden, die fest auf jedem der Ge-

/Ic

häuse durch Verschrauben und/oder Verkleben und/oder Verschweißen befestigt sind.

Es ist klar, daß dank dieser Anordnung jegliche relative Verschiebung der Induktanzen im Verhältnis zueinander und in allgemeiner Art im Verhältnis zu ihren Befestigungsmitteln und zum Umgebungsmilieu praktisch ausgeschaltet ist.

Das Gehäuse kann außerdem die elektronische Einrichtung enthalten, um eine der Induktanzen zur Erzeugung des elektromagnetischen !Feldes zu erregen, sowie die Mittel, die mit der Induktanz verbunden sind, die die Holle des Empfängers spielt, um ein Alarmsignal zu liefern, wenn ein Metalleinschluß vor dem Gerät vorbeiläuft.

Die Neuerung umfaßt außerdem eine Ausf uhrungsform gemäß der der flache Träger eine dünne Folie ist, die, mit der Technik der gedruckten Stromkreise erzielt, eine oder mehrere tibertragungs- und Empf angs indukt anz en trägt, wobei die genannte folie dann gemäß einem Zylinder oder einer anderen geometrischen Form gerollt oder auch gefaltet ist.

Die Anordnung, die eine gerollte Folie verwendet, gestattet es, eine Art Bohr zu bilden, durch das das zu überprüfende Material hindurchläuft. Da dieses Material außerdem die Wicklungen durchläuft, kann die Empfindlichkeit des Gerätes dadurch beträchtlich erhöht werden.

Claims

Patentanwalt 8 München den 5 7.1967/H

DR. WILHELM HASSE

DIPLOMINGENIEUR

Schutz ansprüche

1. Nachweisgerät für Metalle, Metall-Teilehen, Splitter, Partikel oder dgl., die beispielsweise in einem zu. überprüfenden Material (das von Metall frei sein müßte) enthalten sind, wobei der Nachweis durch die Störungen erfolgt, die diese Teilchen, Splitter oder Gegenstände aus Metall in der !Fortpflanzung eines elektromagnetischen !Feldes verursachen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeuger- und Empfangseinrichtungen eines magnetischen Feldes aus mindestens einer leitenden Strecke bestehen, die auf einem Träger durch die Technik der gedruckten Stromkreise gebildet ist,

2, Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeuger- und Empfängereinrichtungen des Magnetfeldes aus einer gleichen leitenden Wicklung bestehen.

3· Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß diese Erzeuger- und Empfängermittel des Magnetfeldes aus getrennten leitenden Wicklungen bestehen.

— 2 — ·'"

4. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Träger, auf dem mindestens eine leitende Strecke, ausgebildet ist, flach ist.

3· Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Träger, auf dem mindestens eine leitende Strecke ausgebildet ist, gemäß einem Zylinder aufgerollt ist·

6. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Träger, auf dem mindestens eine leitende Strecke ausgebildet ist, gefaltet ist·

7. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mindestens eine leitende Strecke auf einer einzelnen Fläche trägt.

8. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Träger auf seinen beiden Oberflächen leitende Strecken trägt.

9· Gerät nach den Ansprüchen 1 und 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mindestens eine leitende Strecke auf einer Oberfläche trägt, sowie leitende Netze, die geeignet sind, eine elektrostatische Abschirmung auf der anderen Oberfläche zu bilden.

10. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 3»

dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten leitenden Wicklungen auf mehreren einander überlagerten Trägern ausgebildet sind.

11. Gerät nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Wicklungen: sich mindestens teilweise überlagern.

12. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 3₅

dadurch gekennzeichnet, daß diese Träger nebeneinander in einer gleichen Ebene angeordnet sind.

13. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 3j

dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere leitende Wicklungen umfaßt, die ineinander eingeschachtelt sind.

14·. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 4·,

dadurch gekennzeichnet, daß der flache Träger auf einem Gestell befestigt ist, das eine gute mechanische Starrheit aufweist.

15· Gerät nach Anspruch 14-,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell ein Gehäuse ist, das als elektrische Abschirmung dient, wobei das genannte

Gehäuse teilweise durch den genannten Träger geschlossen ist.

16. Gerät nach Anspruch 15»

dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Gehäuse umfaßt, von denen jedes teilweise von einem flachen Träger geschlossen ist und die genannten Gehäuse übereinander in einer gewissen Entfernung angeordnet sind und die Träger sich einander gegenüber liegen, wobei Mittel vorgesehen sind, um die beiden Gehäuse starr miteinander zu verbinden.

17· Gerät nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß der zu jedem Gehäuse gehörende Träger gleichzeitig mindestens eine leitende Strecke umfaßt, die ein elektromagnetisches Feld erzeugt und mindestens eine leitende Strecke, die das genannte Feld empfängt.

18. Gerät nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine leitende Strecke, die ein elektromagnetisches Feld erzeugt und die auf einem Träger ausgebildet ist, der zu einem Gehäuse gehört, mit mindestens einer leitenden Strecke gekuppelt ist, die das Feld empfängt, das auf dem Träger gebildet wird, der zu dem anderen Gehäuse gehört.