DE19843718C2 - Dickendetektor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dickendetektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Erfassen einer Dicke eines Papierblattes oder dergleichen.

Bei einem üblichen Dickendetektor für ein Papierblatt oder dergleichen, das mittels eines Bandes gefördert und gehalten wird, sind eine Rolle (oder Walze) mit einer befestigten Welle und eine bewegliche Rolle (oder Walze) mit einem Lageraufbau, der vertikal beweglich ist, einander entgegengesetzt und paarweise angeordnet. Wenn ein Papierblatt oder dergleichen zwischen dem Paar von Rollen hindurchgeht, wird der Betrag der Versetzung der beweglichen Rolle als Dicke des Objekts erfaßt. In diesem Fall ist eine Mehrzahl von Rollenpaaren so angeordnet, daß eine Dickenverteilung des Objekts in der zu der Förderrichtung, in welcher das Objekt befördert wird, senkrechten Richtung meßbar ist.

Bei einer üblichen Vorrichtung, die ein anderes Erfassungsverfahren verwendet, sind optische Abstandsmeßgeräte an vorbestimmten Intervallen über und unter einem zu vermessenden Objekt einander entgegengesetzt vorgesehen. Der Abstand zu dem Objekt wird durch jedes der optischen Abstandsmeßgeräte gemessen, um so die Dicke desselben zu erfassen.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren des Erfassens einer Dicke über eine Verlagerung einer Rolle hat die Rolle ein gewisses Gewicht und deswegen staut sich das Papier oder dergleichen manchmal an dieser Rolle. Auch erzielt dieses Verfahren nur ein geringes Ansprechvermögen auf eine schnelle Änderung, die dann verursacht wird, wenn das Kopfende eines laufenden Objekts zwischen die Rollen eintritt, wenn das hintere Ende des Objekts aus den Rollen austritt oder wenn eine Oberfläche, an welcher ein Klebstreifen haftet, hindurchläuft. Deswegen ist die Erfassungsgeschwindigkeit begrenzt. Folglich gab es einen Bedarf für einen Detektor, der zum Erfassen einer Dicke eines Objekts bei einer hohen Geschwindigkeit mit einer hohen Genauigkeit fähig ist.

Im Falle des Erfassens einer Dickenverteilung in der Breitenrichtung durch Verlagern von Paaren von Rollen, können die Rollen aufgrund der Rollenlagerelemente oder dergleichen nicht fest genug vorgesehen werden. Es ist daher schwierig, die Auflösung in der Breiten­ richtung zu erhöhen. Weiter gibt es das Problem, daß ein Schwingen eines Objekts als eine Verlagerung der Rolle gemessen wird, so daß die Erfassungsgenauigkeit verschlechtert wird, wenn ein Objekt während seines Durchlaufens in der Dickenrichtung schwingt. Vom Gesichtspunkt der Herstellung aus gesehen, sind die Herstellungskosten hoch, da die Fertigungs- oder Maßgenauigkeit der Rollen und der Rollenlagerelemente erhöht sein muß, um ein Klappern oder Rattern während der Drehung der Rollen zu verringern und hier­ durch eine gewisse Meßgenauigkeit zu erhalten.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren des Erfassens einer Dicke unter Verwendung von optischen Abstandsmeßgeräten verändert sich die Menge von Reflexionslicht abhängig von einer Einfärbung eines zu vermessenden Objekts, und deswegen sind Fehler in den Dickenmeßergebnissen enthalten. Ein optisches Abstandsmeßgerät, das nicht durch eine Einfärbung eines Objekts beeinflußt wird, ist teuer und hat große Außenabmaße, was den Raum, in welchem der Abstandssucher installiert werden kann, begrenzt. Deswegen gab es ein Bedürfnis für einen Dickendetektor mit einem geringen Preis, der nicht durch eine Einfärbung eines zu vermessenden Objekts beeinflußt wird und der keinen großen Instal­ lationsraum belegt.

Die EP 0 394 109 A2 und die US 3 892 043 offenbaren jeweils einen Detektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die DE 43 37 094 A1 offenbart einen Dickendetektor mit einem Hebelmechanismus, dessen Bewegung als Reaktion auf eine Dickenänderung gemessen wird.

Die vorliegende Erfindung hat deswegen zum Ziel, einen Dickendetektor zu schaffen, der ein hohes Ansprechvermögen auf eine schnelle Änderung der Dicke eines zu vermessenden Objekts erzielt und zum Erfassen der Dicke eines mit hoher Geschwindigkeit laufenden Papierblattes oder dergleichen fähig ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Detektor nach Anspruch 1.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es wird ein Dickendetektor angegeben, bei welchem eine Mehrzahl von Dickenerfassungsabschnitten so vorgesehen sind, daß sie in der Breitenrichtung des zu vermessenden Objekts nahe beieinander liegen.

Weiter wird ein Dickendetektor angegeben, der nicht durch eine Schwingung eines zu vermessenden Objekts in der Dickenrichtung desselben beeinflußt wird.

Es wird ferner ein Dickendetektor mit geringem Preis angegeben, der nicht durch eine Einfärbung eines zu vermessenden Objekts beeinflußt wird.

Nach einer Ausführungsform ist jedes der elastischen Teile (elastische Glieder) durch zwei oder mehrere elastische Schichten bzw. Filmschichten gebildet, welche mittels eines Klebeteils aneinander haften, das als Dämpfungsmaterial wirkt. Jede der Spulen oder Windungen der elastischen Teile besteht aus gedruckten Spulen oder Windungen, die jeweils an beiden Seiten einer der elastischen Schichten vorgesehen sind und miteinander über ein Durchgangsloch verbunden sind.

Die Masse der Kopfendabschnitte der elastischen Teile, welche die Dicke eines zu ver­ messenden Objekts erfassen, ist klein, und ein Dämpfungsteil ist in jedem der elastischen Teile vorgesehen. Es ist daher möglich, einen Dickendetektor vorzusehen, der ein exzellentes Ansprechvermögen auf eine schnelle Änderung der Dicke des zu vermessenden Objekts hat, zum Erfassen der Dicke eines mit einer hohen Geschwindigkeit laufenden Papierblattes oder dergleichen fähig ist und nicht durch eine Schwingung oder ein Aus­ schlagen des Objekts in der Dickenrichtung desselben beeinflußt wird.

Da jedes der elastischen Teile in einfacher Weise derart konstruiert werden kann, daß es eine geringe Gesamtbreite hat, können eine Mehrzahl von jeweils aus den elastischen Teilen bestehenden Paaren einfach in einer Richtung senkrecht zu der Förderrichtung, in welcher das zu vermessende Objekt gefördert wird, vorgesehen werden. Es ist deswegen möglich, einen Dickendetektor zu schaffen, der zum Erfassen einer Dickenverteilung eines Objekts in der Breitenrichtung desselben fähig ist.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Dickenerfassungsvorrich­ tung nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die schematisch den Aufbau eines Dickendetektors der Ausführungsform zeigt;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Dickendetektor;

Fig. 4 ist eine Ansicht zum Erläutern des Aufbaus eines Hauptteiles eines Dickende­ tektors;

Fig. 5 ist eine Draufsicht, die den Aufbau einer Spule in einer elastischen Schicht zeigt;

Fig. 6 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer Spule in einer elastischen Schicht zeigt;

Fig. 7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Modifikation eines Dickendetektors zeigt;

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das eine Dickensignalerfassungsschaltung zeigt; und

Fig. 9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Ausgangs einer Dickensignalerfassungs­ schaltung zeigt.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Dickenerfassungsvorrichtung 30 nach einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung. Die Dickenerfassungsvorrichtung 30 weist einen Dickendetektor 31, eine Dickensignalerfassungsschaltung 32 und Vorschubrollen oder -walzen 33 und 34 auf. Das durch die Dickensignalerfassungsschaltung 32 erfaßte Dicken­ signal wird an einen Verarbeitungsrechner oder Host-Computer 40 geliefert. Der Host- Computer 40 verarbeitet das Dickensignal.

Fig. 2 ist ein Blockbild, das den Dickendetektor 31 zeigt. Ein zu vermessendes Objekt 1, das ein Papierblatt, wie zum Beispiel eine Postkarte, ist, wird in der Richtung des Pfeiles A bewegt und durch eine nicht gezeigte Fördereinrichtung wie zum Beispiel einem Förderband oder dergleichen gehalten. Elastische Glieder oder Teile 2 und 3 sind jeweils an beiden Seiten des Objekts 1 vorgesehen, wobei ihre Enden an Halteabschnitten 6a und 6b befestigt sind. Die anderen Enden der elastischen Teile 2 und 3 sind derart angeordnet, daß sie jeweils gegeneinander drücken und in Kontakt mit beiden Oberflächen des Objekts 1 gehalten werden. Die Oberflächen der elastischen Teile 2 und 3, die denjenigen Ober­ flächen derselben, welche in Kontakt mit dem Objekt 1 gebracht werden, entgegengesetzt sind, sind mit Spulen 4 bzw. 5 versehen. Anschlußleitungen 7 und 8 der Spulen 4 und 5 sind an eine Schaltung angeschlossen, die später beschrieben wird. Die Fördereinrichtung für das Objekt 1 können Förderrollen oder -walzen sein, die an der Vorder- und der Rückseite des Dickendetektors vorgesehen sind.

Fig. 3 ist eine Draufsicht, die den in Fig. 2 gezeigten Aufbau zeigt. Wie in Fig. 3 gezeigt, hat das elastische Teil 2 eine schmale streifenartige Form, wobei ein Ende davon an dem Halteabschnitt 6a gehalten ist und das andere Ende einen Abschnitt (oder Endabschnitt) aufweist, der in Kontakt mit dem Objekt gebracht wird und der mit der Spule 4 versehen ist. Das elastische Teil 3 hat den gleichen Aufbau wie das in Fig. 3 gezeigte elastische Teil 2. Die an dem vorderen Endabschnitt oder Kopfendabschnitt des elastischen Teils 2 vorgesehene Spule 4 und die an dem vorderen Endabschnitt oder Kopfendabschnitt des elastischen Teils 3 vorgesehene Spule 5 sind einander entgegengesetzt.

In den Fig. 2 und 3 sind, wenn das Objekt 1 nicht vorhanden ist, die elastischen Teile 2 und 3 in Kontakt miteinander, wobei sie gegeneinander drücken. Wenn ein Objekt 1 in Richtung des Pfeiles A bewegt wird und zwischen die elastischen Teile 2 und 3 eintritt, werden die elastischen Teile 2 und 3 jeweils in die Richtungen der Pfeile B und C ge­ drückt und geöffnet.

Fig. 4 zeigt die Einzelheiten der elastischen Teile 2 und 3. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist das elastische Teil 2 durch eine Vereinigung von elastischen Schichten (wie zum Beispiel Polyimidschichten) 2a und 2b mittels eines Klebemittels 2c, wie zum Beispiel eines Doppelklebebandes oder eines mit Kleber doppelt überzogenen Bandes oder dergleichen, miteinander gebildet. Das Klebemittel dient auch als ein Dämpfungsmaterial zum Dämpfen von Vibrationen oder Schwingungen der elastischen Schichten 2a und 2b. Wie das elasti­ sche Teil 2 ist auch das elastische Teil 3 durch Vereinigung der elastischen Schichten 3a und 3b mittels eines Klebemittels 3c miteinander aufgebaut. Die Spule 4 (die aus 4a und 4b besteht) und die Spule 5 (die aus 5a und 5b besteht) sind durch an der elastischen Schicht 2a bzw. der elastischen Schicht 3a vorgesehene gedruckte Spulen gebildet. Ein verschleißfestes Teil oder Verschleißschutzteil 9 dient dazu, einen Verschleiß der elasti­ schen Teile 2 und 3 aufgrund des Gleitens oder Schleifens eines Objekts 1 an den elasti­ schen Schichten 2b und 3b zu verhindern. Das Verschleißschutzteil 9 wird durch Befesti­ gen eines verschleißfesten Materials an die elastischen Schichten 2b und 3b mittels Be­ schichtung, Überziehen, Auftragen oder dergleichen erhalten und ist aus einer DLC- (von engl. Diamond-Like Carbon, d. h. diamantähnlichem Kohlenstoff) Dünnschicht (die zum Beispiel eine Dicke von 0,8 µ hat), einer Keramikdünnschicht oder dergleichen gefertigt. Eine DLC-Dünnschicht ist aus einem Material gefertigt, das ein Kristallgitter ähnlich oder gleich demjenigen von Diamant hat.

Das Verschleißschutzteil 9 dient auch dazu, eine Änderung von Ausgangssignalen aufgrund einer allmählichen Reduzierung des Abstands zwischen den Spulen 4 und 5 durch Ver­ schleiß derjenigen Abschnitte der elastischen Teile 2 und 3 und des Objekts 1, die während der Gleitbewegung in Kontakt miteinander gebracht werden, zu verhindern, oder dient dazu, einen Verschleiß der Spulen 4 und 5 zu verhindern. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Verschleißschutzteile 9 an denjenigen Abschnitten der elastischen Schichten 2b und 3b befestigt, die in direkten Kontakt mit dem zu vermessendem Objekt 1 gebracht werden, um hierdurch einen Verschleiß der elastischen Schichten 2b und 3b zu verhindern. Wie durch die hier beteiligten Erfinder durchgeführte Experimente ergeben haben, wurden die elastischen Schichten nach 300.000 Blättern von Papier, die als zu vermessende Objekte 1 hindurch liefen, dort nahezu abgenützt, wo die elastischen Schichten 2b und 3b Polyi­ midschichten waren und kein Verschleißschutzteil 9 vorgesehen war. Jedoch wurde dort, wo DLC-Schichten als Verschleißschutzteile 9 vorgesehen waren, selbst nach 1.000.000 hindurch gelaufener Blätter Papier kein Verschleiß aufgefunden, und der Detektor konnte für eine lange Zeitspanne benutzt werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen den Aufbau der Spule 4. Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, ist bei der Spule 4 (die 4a und 4b aufweist) zum Beispiel eine Spule 4a aus einem leitfähigen, gedruckten Spiraldraht an dem Kopfendabschnitt der elastischen Schicht 2a an der Vor­ deroberfläche davon gebildet, und eine weitere Spule 4b, die die gleiche Spulenrichtung hat, ist an der rückseitigen Oberfläche des Kopfendabschnitts der elastischen Schicht 2a wie bei der Vorderoberfläche gebildet. Ferner sind die Spulen 4a und 4b an der vorderen und rückseitigen Oberfläche durch ein leitfähiges Durchgangslochteil 4c verbunden. Die Spulen 4a und 4b sind über Anschlüsse 4d bzw. 4e an Anschlußleitungen 7 und 8 ange­ schlossen. Hierbei ist anzumerken, daß die Spule 5 (die 5a und 5b aufweist) mit dem gleichen Aufbau wie die Spule 4 aufgebaut ist und derart angeordnet ist, daß sie der Spule 4 entgegengesetzt ist.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher eine Mehrzahl von Paaren, die jeweils aus den in Fig. 2 gezeigten elastischen Teilen 2 und 3 bestehen, angeordnet sind. Wie in Fig. 7 gezeigt, sind Paare 10a, 10b, 10c, . . ., 10n der elastischen Teile in einer Richtung (oder Breitenrichtung) senkrecht zu der Förderrichtung eines zu vermessenden Objekts 1 an­ geordnet, und jedes der Paare erfaßt die Dicke des Objekts 1. Durch eine solche Erfassung der Dicke des Objekts 1 in der Breitenrichtung, wird die Verteilung der Dicke des Objekts 1 erfaßt. Wenn eine Vielzahl von Paaren, die jeweils aus den elastischen Teilen 2 und 3 bestehen, derart in der Breitenrichtung des Objekts 1 angeordnet sind, kann die Dickenver­ teilung des Objekts 1 gemessen werden. Zusätzlich kann die Auflösung der Dickenver­ teilung durch Reduzierung der Breite eines jeden elastischen Teils und durch entsprechen­ des Erhöhen der Anzahl von Paaren elastischer Teile angehoben werden.

Fig. 8 zeigt eine Dickensignalerfassungsschaltung 20. Eine Brückenschaltung 12 weist zwei feste Widerstände R1 und R2, die relativ zueinander gleiche Widerstandswerte haben, eine Erfassungsspule 12a, die durch Schalten der Spule 4 (die 4a und 4b aufweist) und der Spule 5 (die 5a und 5b aufweist) in Reihe miteinander aufgebaut ist, eine Blindspule 12b und Abgleichsteuerwiderstände 18 und 19 auf.

Die Blindspule 12b ist durch lagenweises Übereinanderlegen zweier gedruckter Spulen D1 und D2, die den Spulen 4 und 5 gleichen, mit einem eingefügten konstanten Abstand dazwischen und durch Schalten der Spulen D1 und D2 in Reihe miteinander gebildet. Die Induktivität der Blindspule 12b ist im wesentlichen gleich der Induktivität der Erfassungs­ spule 12a, wenn der Abstand (lichte Weite) zwischen den elastischen Teilen 2 und 3 Null ist, d. h. wenn kein Gegenstand oder Objekt zwischen den elastischen Teilen 2 und 3 vorhanden ist. Die Blindspule 12b ist vorgesehen, um Fehler zu reduzieren, die durch eine Veränderung eines Ausgangssignals von der Erfassungsspule 12a aufgrund einer Umge­ bungsänderung wie zum Beispiel einer Temperaturänderung oder dergleichen verursacht sind.

Die Abgleichsteuerwiderstände 18 und 19 sind Widerstände zum Schaffen einer solchen Einstellung, durch welche die Differenz zwischen der durch den Widerstand R1 und die Erfassungsspule 12a erzeugten Impedanz und der durch den Widerstand R2 und die Blind­ spule 12b erzeugten Impedanz auf Null reduziert wird. Deswegen wird die Brückenschal­ tung 12 durch Einstellung der Abgleichsteuerwiderstände 18 und 19 abgeglichen.

Eine Schwingungserzeugungs- oder Oszillatorschaltung 13 dient dazu, eine Sinuswellen­ spannung zu der Brückenschaltung 12 zu liefern. Die Sinuswellenspannung von der Oszillatorschaltung 13 wird durch den Widerstand R1 und die Erfassungsspule 12a geteilt und eine abgeteilte Spannung wird zu einem der Eingänge einer Differentialverstärker­ schaltung 14 geliefert. Die Sinuswellenspannung aus der Oszillatorschaltung 13 wird auch durch den Widerstand R2 und die Blindspule 12b geteilt und eine abgeteilte Spannung wird auf den anderen der Eingänge der Differentialverstärkerschaltung 14 eingegeben. Das heißt, eine Differentialspannung, die einer Induktivitätsänderung (die eine Änderung der Dicke des zu vermessenden Objekts ist) entspricht, wird in die Differentialverstärker­ schaltung 14 eingegeben. Ein Dickensignalausgang aus der Differentialverstärkerschaltung 14 wird zu einer phasenempfindlichen Erfassungsschaltung 15 geliefert. Eine Phaseneinstellschaltung 16 wird mit einer Sinuswellenspannung beliefert, die gleich derjenigen ist, welche von der Oszillatorschaltung 13 zu der Brückenschaltung 12 geliefert wird, und sie setzt die Phase des Sinuswellensignals auf einen gewünschten Wert, welcher zu der phasenempfindlichen Erfassungsschaltung 15 geliefert wird.

Die phasenempfindliche Erfassungsschaltung 15 führt eine Wellenerfassung und Gleich­ richtung an einem ein zu vermessendes Objekt betreffenden Dickensignal aus der Differen­ tialverstärkerschaltung 14 unter einer derartigen Phasenbedingung durch, daß die Sensitivi­ tät der Phaseneinstellschaltung 16 hoch ist. Das heißt, die phasenempfindliche Erfassungs­ schaltung 15 extrahiert eine ein Objekt betreffendes Dickensignal aus einem von der Differentialverstärkerschaltung 14 gelieferten Signal und richtet dasselbe gleich. Deswegen wird der Ausgang der phasenempfindlichen Erfassungsschaltung 15 zu einem gleichgerich­ teten pulsierenden Strom.

Das Ausgangssignal aus der phasenempfindlichen Erfassungsschaltung 15 wird zu einem Filter/Verstärker 17 geliefert. Der Filter/Verstärker 17 verstärkt das durch die phasen­ empfindliche Erfassungsschaltung 15 einer Wellenerfassung und Gleichrichtung unter­ worfene Signal und reduziert gleichzeitig Welligkeiten, um hierdurch einen Durchschnitts­ wert des Dickensignals auszugeben.

Im folgenden wird eine Erläuterung der Funktion des Dickendetektors angegeben, der mit dem oben beschriebenen Aufbau konstruiert ist.

Bei den Fig. 2 und 3 sind, wenn kein zu vermessendes Objekt vorhanden ist, die elasti­ schen Teile in Kontakt miteinander, wobei sie gegeneinander drücken. Wenn ein Objekt 1 in Richtung des Pfeiles A läuft und zwischen die elastischen Teile 2 und 3 eintritt, werden die elastischen Teile 2 und 3 in die Richtung der Pfeile B und C gedrückt und geöffnet, so daß der Abstand zwischen den Spulen 4 und 5 vergrößert wird.

Gleichzeitig wird, wenn das Objekt 1 schwingt und sich in Richtung des Pfeiles B verlagert, das elastische Teil 2 durch das Objekt nach oben gedrückt und deformiert, und das elastische Teil 3 wird in die Richtung des Pfeiles B deformiert, wobei es dem Objekt 1 aufgrund seiner Rückstellkraft folgt, so daß der Abstand zwischen den Spulen 4 und 5 nicht verändert wird. Wenn das zu vermessende Objekt 1 sich in die Richtung des Pfeiles C verlagert, verformen sich die elastischen Teile 2 und 3 dementsprechend in vergleich­ barer Weise. Deswegen wird der Abstand zwischen den Spulen 4 und 5 in Beziehung mit irgendeiner Schwingung des Objektes 1 nicht verändert, so daß das Dickenerfassungssignal nicht verändert wird.

Darüberhinaus verlagern sich, wenn das vordere Ende oder Kopfende des Objekts 1 zwischen die elastischen Teile 2 und 3 eintritt oder wenn das rückwärtige Ende desselben zwischen den elastischen Teilen 2 und 3 hinaustritt, die Kopfenden der elastischen Teile 2 und 3 schnell, und sie vibrieren. Um solche Vibrationen zu reduzieren, sind die elasti­ schen Teile 2 und 3 in einer Weise konstruiert, bei welcher die elastischen Schichten 2a und 2b, die das elastische Teil 2 bilden, mittels eines mit Klebstoff doppelt bedeckten Bandes oder Doppelklebebandes 2c als Dämpfungsteil (oder viskoses Material) aneinander geklebt sind, wobei die elastischen Schichten 3a und 3b, die das elastische Teil 3 bilden, ebenfalls mittels eines mit Klebstoff doppelt bedeckten Bandes oder Doppelklebebandes 3c, wie in Fig. 4 gezeigt, aneinander geklebt sind. Auf diese Weise sind durch die Doppel­ klebebänder 2c und 3c Dämpfungseffekte vorgesehen.

Wenn die Spulen 4 und 5 in Reihe miteinander geschaltet sind, ergibt sich die Induktivität L in folgender Weise.

L = L1 + L2 + 2M

Wobei L1 die Induktivität der Spule 4 ist, L2 die Induktivität der Spule 5 ist und M eine Gegeninduktivität zwischen den Spulen 4 und 5 ist.

Die Gegeninduktivität M ist positiv, wenn die Ausrichtungen der durch die Spulen 4 und 5 erzeugten Magnetfelder in einer selben Richtung orientiert sind. Die Gegeninduktivität M ist negativ, wenn die Ausrichtungen der Magnetfelder in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind. Wenn sich der Abstand zwischen den Spulen 4 und 5 ändert, ändert sich die Gegeninduktivität M, so daß sich die serielle Induktivität L der Spulen ändert. Deswe­ gen wird der abgeglichene Zustand der Brückenschaltung 12 abgebrochen, wodurch sich die Ausgangswelle der Differentialverstärkerschaltung 14 ändert, so daß sich das Aus­ gangssignal der Filter/Verstärker-Schaltung 17 ändert. Weiter wird die Dicke des zu vermessenden Objekts 1 aus dem Ausgangssignal der Filter/Verstärker-Schaltung 17 basierend auf Bedingungen wie zum Beispiel der Fördergeschwindigkeit, einer Referenz­ spannung und dergleichen bestimmt.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines Ausgangssignals aus der Dickensignalerfassungsschaltung 20. Dieses Beispiel wurde als ein Ergebnis einer Erfassung erhalten, die durchgeführt wurde, als ein Stück Papier mit einer Dicke von 80 µm, an welches Zellophanbänder mit einer Dicke von 60 µm diskontinuierlich geklebt waren, mit einer Laufgeschwindigkeit von 9 m/s als ein zu vermessendes Objekt hindurch befördert wurde. In Fig. 9 gibt der Bereich von dem Abschnitt A zu dem Abschnitt G die Länge des Papierstücks an, und die Ab­ schnitte B, C, D, E und F geben Wellenformen an Stellen an, wo die Zellophanbänder angeklebt sind. In diesem Fall haben die angeklebten Zellophanbänder eine Breite von 18 mm an jedem der Abschnitte B und D, eine Breite von 40 mm an dem Abschnitt C, eine Breite von 3 mm an dem Abschnitt E und eine Breite von 5 mm an dem Abschnitt F. So konnten die Veränderung der Dicke des Papierstücks, das mit einer hohen Geschwindigkeit (9 m/s) mit daran angeklebten Zellophanbändern hindurchläuft, klar mit einem exzellenten Ansprechvermögen erfaßt werden.

In einem Fall, bei dem die Dicke des zu erfassenden Objekts 1 vorbestimmt ist, kann eine Referenzspannung (von zum Beispiel 0,3 V) eingestellt werden, so wie durch eine obere durchbrochene Linie in Fig. 9 dargestellt, und es kann bestimmt werden, daß die Dicke des Objekts 1 größer als die vorbestimmte Dicke ist, wenn ein Wert größer als die Referenzspannung ausgegeben wird. Andererseits kann, wie durch eine untere durchbrochene Linie in der Figur angezeigt, bestimmt werden, daß die Dicke des Objekts kleiner ist als eine vorbestimmte Dicke, wenn ein Wert, der kleiner ist als eine andere Referenzspannung (oder zum Beispiel 0,1 V) ausgegeben wird.

Wie oben beschrieben sind bei dem Dickendetektor nach der vorliegenden Erfindung elastische Teile, die jeweils aus einer streifenartigen elastischen Schicht oder einer Mehr­ zahl von streifenartigen elastischen Schichten bestehen, derart vorgesehen, daß sie ein zu vermessendes Objekt zwischen sich schichtenweise (in Sandwich-Anordnung) anordnen. Ein Ende jeder Schicht ist befestigt, und das andere Ende jeder Schicht ist in Kontakt mit der jeweils entgegengesetzten Schicht, so daß die sich in Kontakt befindlichen Enden gegeneinander drücken. Der Abstand, der geschaffen wird, wenn ein Papierblatt oder dergleichen durch einen solchen Kontaktabschnitt hindurchlaufen gelassen wird, wird als eine Änderung eines elektrischen Signals durch eine Erfassungsspule erfaßt, die bei jedem elastischen Teil derart vorgesehen ist, daß keine Erfassungsspule einen direkten Kontakt mit dem Objekt 1 hat.

Auf diese Weise ist es möglich, ein exzellentes Ansprechvermögen auf eine schnelle Änderung der Dicke eines zu vermessenden Objekts zu erzielen, und es ist möglich, die Dicke eines Papierblattes oder dergleichen, das mit einer hohen Geschwindigkeit läuft, zu erfassen. Darüberhinaus können Erfassungsabschnitte nahe beieinander angeordnet werden, und es ist möglich, einen Dickendetektor mit einem geringen Preis vorzusehen, der nicht durch eine Schwingung eines zu vermessenden Objekts in der Dickenrichtung oder einer Einfärbung desselben beeinflußt wird.

Auch werden elastische Schichten, Doppelklebebänder und gedruckte Spulen als die elastischen Teile bildende Bauteile verwendet. Eine oder eine Mehrzahl von elastischen Schichten, die das oben beschrieben elastische Teil bilden, sind mittels eines Klebemateri­ als verklebt, und die elastische Schicht nutzt das Klebematerial als Dämpfungsteil oder Dämpfungsglied zum Reduzieren einer durch eine schnelle Änderung der Dicke eines zu vermessenden Objekts verursachten Vibration.

Als eine Folge davon, hat das elastische Teil eine reduzierte Masse und eine Rückstell­ kraft, so daß ein Ansprechen auf eine schnelle Änderung der Dicke bei einer hohen Geschwindigkeit möglich ist. Gleichzeitig begrenzt das an das elastische Teil geklebte Dämpfungsteil eine Vibration des elastischen Teils, so daß das elastische Teil selbst dann nicht vibriert, wenn sich die Dicke schnell ändert.

Darüberhinaus werden die Spulen mit Sinuswellenspannungen belegt, und eine durch ein zu vermessendes Objekt verursachte Änderung des Abstandes zwischen den Spulen wird als Impedanzänderung der Spulen erfaßt. Die Spule ist durch eine an wenigstens einer der elastischen Schichten, die das elastische Teil bilden, vorgesehene gedruckte Spule gebildet, und eine verschleißfeste dünne Schicht ist an denjenigen Abschnitt geklebt oder angeheftet, wo ein elastisches Teil einem anderen elastischen Teil entgegengesetzt ist und Kontakt mit demselben hat. Als Folge ist es möglich, einen Verschleiß der Kontaktabschnitte der elastischen Teile aufgrund von Reibung zwischen den elastischen Teilen und einem zu vermessenden Objekt, wodurch der Abstand zwischen den Spulen verändert werden würde, zu verhindern, und es kann verhindert werden, daß sich das Erfassungssignal hierdurch ändert.

Um eine Verteilung der Dicke in der Breitenrichtung zu erfassen, sind eine Mehrzahl von Paaren von elastischen Teilen in der Breitenrichtung eines zu vermessenden Objekts angeordnet. In diesem Fall können die Abstände zwischen den Paaren von elastischen Teilen reduziert werden, wenn die Breite jeder Spule innerhalb eines Bereichs verengt wird, der die Erfassungsfähigkeit nicht beeinflußt, so daß die Breite jedes elastischen Teils entsprechend reduziert wird, und wenn die Paare von elastischen Teilen in derartigen Abständen angeordnet sind, bei welchem die Paare von elastischen Teilen in der Breiten­ richtung nicht in Kontakt mit einander gebracht werden. Deswegen werden diejenigen Abschnitte, an denen eine Dickenerfassung nicht durchgeführt werden kann, reduziert und die Auflösung kann angehoben werden.

Zusätzlich ist jedes Paar von elastischen Teilen derart angeordnet, daß sie einander entgegengesetzt sind und gegeneinander drücken. Deswegen schwingt, wenn ein zu vermessendes Objekt schwingt, jedes elastische Teil dem Objekt folgend, und der durch die Dicke des Objekts erzeugte Abstand bleibt unverändert, so daß die Dicke ohne Rück­ sicht auf eine Schwingung des zu vermessenden Objekts erfaßt werden kann.

Weiter wird die Erfassung durch die feste Halterung und die Rückstellkräfte der elasti­ schen Teile erreicht, und es werden keine drehbaren Teile verwendet. Deswegen erfährt der Dickendetektor keine Beeinflussung durch "Rattern" oder "Klappern". Da die Fertig­ keitsgenauigkeit nicht so hoch sein muß, wie sie bei dem Rollen- oder Walzenverfahren erforderlich ist, erzielt der Dickendetektor einen geringen Preis.

Da die Dicke durch Herstellung eines direkten Kontakts mit einem zu vermessenden Objekt erfaßt wird, erfährt die Dickenerfassung, anders wie bei der optischen Methode keine Beeinflussung durch Einfärbung des Objekts.

Claims (11)

1. Dickendetektor, der
ein Paar von Teilen (2, 3), die einander zum Halten eines zu vermessenden Objektes (1) entgegengesetzt sind, und die Kopfendabschnitte haben, welche in Kontakt mit beiden Oberflächen des Objekts (1) gebracht werden, und
eine Meßeinrichtung (20) zum Messen eines Abstandes zwischen den Kopfend­ abschnitten des Paares von Teilen (2, 3) als eine Dicke des Objekts unter Verwendung einer Induktivität, aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teile (2, 3) jeweils elastisch sind, wobei jeder der Kopfendabschnitte mit Spulen oder Windungen (4, 5) versehen ist, und
daß die Meßeinrichtung (20) angepaßt ist zum Messen des Abstands unter Verwendung der Gegeninduktivität der für jedes der elastischen Teile vorgesehenen Windungen oder Spulen.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Teile (2, 3) jeweils durch zwei oder mehrere elastische Schichten (2a, 2b; 3a, 3b) gebildet werden, welche mittels eines Klebeteils (2c, 3c) aneinander haften, das als Dämpfungsmaterial wirkt.

3. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4, 5) der elastischen Teile (2, 3) jeweils Spulenteile (4a, 4b; 5a, 5b) enthalten, die jeweils an beiden Seiten von je einer der elastischen Schichten (2a, 2b; 3a, 3b) des entsprechenden elastischen Teils vorgesehen sind.

4. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4, 5) der elastischen Teile (2, 3) jeweils gedruckte Spulen oder Windungen enthalten, die jeweils an beiden Seiten von je einer der elastischen Schichten (2a, 2b; 3a, 3b) des entsprechenden elastischen Teils vorgesehen sind.

5. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4, 5) der elastischen Teile (2, 3) jeweils gedruckte Spulen oder Windungen enthalten, die jeweils an beiden Seiten von je einer der elastischen Schichten (2a, 2b; 3a, 3b) des entsprechenden elastischen Teils vorgesehen sind und miteinander durch ein Durchgangsloch (4c, 5c) verbunden sind.

6. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulen (4, 5), die an den Kopfendabschnitten der elastischen Teile (2, 3) vorgesehen sind, derart in Reihe geschaltet sind, daß sie als eine Erfassungsspule (12a) wirken, und
daß die Meßeinrichtung (20)
eine Brückenschaltung (12), die einen ersten Widerstand R1, der in Reihe mit der Erfassungsspule (4, 5; 12a) geschaltet ist, einen zweiten Widerstand, der einen Wider­ standswert gleich demjenigen des ersten Widerstands R1 hat, und eine Blindspule (12b), die in Reihe mit dem zweiten Widerstand geschaltet ist und eine Induktivität hat, die gleich derjenigen der Erfassungsspule (4, 5; 12a) ist, wenn die Kopfendabschnitte der elastischen Teile in Kontakt miteinander sind, aufweist,
einen Differentialverstärker (14), der einen ersten Eingang, der an einen Anschlußabschnitt zwischen der Erfassungsspule (12a) und dem ersten Widerstand R1 angeschlossen ist, und einen zweiten Eingang, der an einen Anschlußabschnitt zwischen der Blindspule (12b) und dem zweiten Widerstand R2 angeschlossen ist, aufweist,
einen Schwingungserzeuger oder Oszillator (13) zum Liefern einer Sinuswelle zu der Brückenschaltung (12), und
eine Einrichtung (15, 17) zum Ausgeben eines die Dicke des Objekts darstellenden Signals unter Verwendung eines Ausgangs des Differentialverstärkers, aufweist.

7. Detektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (20) ferner Abgleicheinstellwiderstände (18, 19) zum Einstellen eines Abgleichs zwischen einer durch den ersten Widerstand R1 und die Erfassungsspule (12a) erzeugten Impedanz und einer durch den zweiten Widerstand R2 und der Blindspule (12b) erzeugten Impedanz aufweist.

8. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschleißschutzteil (9) an einer Oberfläche von jedem der elastischen Teile (2, 3), die in Gleitkontakt mit dem Objekt gebracht wird, vorgesehen ist.

9. Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißschutzteil (9) aus Keramik gefertigt ist.

10. Detektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißschutzteil (9) aus einer diamantähnlichen Kohlenstoffschicht gefertigt ist.

11. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der Paare von elastischen Teilen (2, 3) in einer Richtung senkrecht zu einer Förderrichtung, in welcher das Objekt gefördert wird, vorgesehen ist.