DE2227627B2 - Abdeckung für das Spulensystem eines Metalldetektors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzabdeckung für ein in einem Tastkopf untergebrachtes, auf metallische Fremdkörper ansprechendes Spulensystem einer Detektoranordnung, mit einer an der Schutzabdeckung angebrachten, geerdeten kammförmigen Leiteranordnung, insbesondere zur Ermittlung von metallischen Fremdkörpern in endlos ablaufenden, über die Abdekkung gleitenden Warenbahnen.

Vielfach sind metallische Fremdkörper in endlos ablaufenden Warenbahnen sehr störend. Solange sich die Warenbahnen noch im Herstellungsverfahren befinden, können derartige Fremdkörper eine große Gefahr für die Behandlungsmaschinen darstellen und erheblichen Schaden verursachen. Es sind deshalb Detektoranordnungen bekannt geworden, die endlos ablaufende Warenbahnen auf metallische oder ferromagnetische Fremdkörper kontrollieren und diese anzeigen. Meistens sind solche Detektoranordnungen für metallische Fremdkörper in Balkenform ausgeführt und tragen an einer Längsseite eines Tastkopfes ein in einer Trägerplatte untergebrachtes Spulensystem, über das die Warenbahn gleitet Um das Spulensystem vor Beschädigungen und Feuchtigkeitseinflüssen zu schützen, ist es mit einer Abdeckung aus Kunststoffmaterial ίο versehen.

Warenbahnen aus einem Grundmaterial mit hohem Oberflächenwiderstand, wie z.B. Fasermaterial auf Polyamid-Basis, können durch die Reibung an der Schutzabdeckung aus Kunststoff hohe elektrostatische is Aufladungen erzeugen und zu beträchtlichen Ladungsansammlungen führen. Durch unkontrollierte Entladungen in unmittelbarer Nähe des Spulensystems können außerordentlich starke Störimpulse auf die Spulensysteme einwirken und das Vorhandensein eines Metall-Fremdkörpers vortäuschen. In der Regel bedarf es eines hohen Aufwandes, um derartige Störimpulse mit elektrischen und elektronischen Mitteln auszuschalten.

Obgleich es bekannt ist einen Kunststoff im Widerstandswert durch Zusatz von metallischem Aluminium herabzusetzen und somit eine bedingte Leitfähigkeit zu erzielen, so hat man es bisher nicht verstanden, die auf der Kunststoffabdeckung sich ergebenden Ladungsansammlungen auf kürzestem Wege abfließen zu lassen und somit störende Nebenerscheinungen zu vermeiden. Es bestand jeweils die Befürchtung, eine zu geringe mechanische Widerstandsfähigkeit im Kunststoff zu erhalten, und somit hat man eine isolierende Kunststoffplatte mit einem gedruckten Stromkreis versehen (DE-GM 19 80 303), so daß sich eine Erzeuger- und eine Empfängereinrichtung eines magnetischen Feldes ergibt mit dem die Metallteile zu registrieren sind. Nebenerscheinungen durch mechanische Reibungsaufladung lassen sich aber hierbei nicht vermeiden.

Es ist in der US 35 19 919 versucht worden, bei einem Hand-Suchgerät gegen Metallteile eine Abschirmung der registrierenden Spulen gegen äußere Einflüsse zu erreichen. Hierbei sind kammförmige Leiteranordnungen gewählt worden, die in der Mitte stegartig zusammengefaßt und dort geerdet sind, die im übrigen aber auf Platinen aufgezogen sind, wobei ihre kammförmigen Enden elektrisch isoliert sind. Diese verhältnismäßig aufwendige Ausführung bringt trotzdem nicht den Vorteil einer sicheren Abschirmung und

so auch nicht eine schnelle Ableitung von Ladungsansammlungen. Darüber hinaus ist mit dem DE-GM 71 19 548 eine aus Kunststoff bestehende Tragrolle für Förderbänder bekannt die mit Füllstoffen wie Metallpulver, Ruß oder Grafit durchsetzt ist und zusätzlich von der leitenden Achse zur Rollenoberfläche verlaufende Kontakt-Drahtbüschel aufweist. Diese Drahtbüschel geben aber nur in den bestimmten Zonen, wo sie an die Oberfläche dringen, eine Ableitung, und der Füllstoff ist wegen der Befürchtung mechanischer Nachteile sehr

w) gering gehalten, wodurch der gewünschte Ableitungserfolg von angesammelten Ladungen nicht gegeben ist. Entgegen der in der Druckschrift geäußerten Meinung sind aber bereits mit Füllstoffen durchsetzte Kunststoffe bekannt bei denen sowohl der elektrische Widerstands-

¹^ wert wie auch der mechanische Abriebswert gesondert und in gewünschter Höhe beeinflußt werden kann. Dabei wird insbesondere ein kupferkaschiertes Material genutzt, bei dem der Wert für den elektrischen

Widerstand durch Zusatz von Aluminium herabgesetzt wird. Dieses Material reicht aber aHein nicht aus, um Ladungen geradlinig und auf kürzestem Wege abzuleiten. Der aufrechterhaltende Widerstandswert ist dabei so bemessen, daß äußere Einflüsse ausreichend gegen das zu schützende Spulensystem abgeschirmt werden.

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln das Auftreten von elektrischen Aufladungen an der Schutzabdeckung zu vermeiden und außerdem auf das Spulensystem einwirkende Störimpulse nicht zuzulassen.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmaler· des Kennzeichens des Hauptanspruchs erreicht. Gerade durch die Überwindung der Ansicht, daß Füllstoffe den Kunststoff mechanisch schwächen würden, wenn diese zur Förderung der Leitfähigkeit einer Schutzabdeckung dienen, und in Verbindung mit diesem bedingt leitfähigen Kunststoff und einer darauf aufgebrachten kammförmigen Leiteranordnung wird die Abschirmung von äußeren Einflüssen auf das Spulensystem erreicht und nicht zuletzt auch die gewünschte Abführung von Ladungen auf kürzestem und vorgezeigtem Wege. Hierfür werden Materialien genommen, die im Handel erhältlich sind. Jedoch erst ihre Zusammenfügung und besondere Anordnung läßt die gewünschte Wirkung eintreten. Mit der aus dem neuen Widerstandsmaterial bestehenden Abdeckung ergibt sich eine verbesserte Sammlung elektrostatischer Ladungen und deren Ableitung gegen Masse. Die kammförmige Ausbildung der Leiteranordnung gestattet eine zusätzliche Abschirmung des darunterliegenden Spulensystems gegen äußere Störfelder, die durch elektrische Schaltvorgänge an der die Warenbahn fördernden Maschine oder durch weiter entfernt auftretende elektrische Entladungen u. dgl. hervorgerufen werden. Außerdem verhindert sie die Ausbildung großer Wirbelstromfelder, die das Spulensystem beeinflussen könnten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2—6. So kann die kammförmige Leiteranordnung mittels eines elektrisch leitfähigen Klebermaterials an der Abdeckung befestigt sein, um eine einwandfreie elektrische Kontaktgabe zu erhalten und dadurch eine sichere elektrische Ableitung vor der Bildung von Ladungsansammlungen an der Abdeckung zu gewährleisten.

Die Kammstege der Leiteranordnung können im mittleren Bereich der Abdeckungsbreite über dem Spulensystem liegen, so daß das Spulensystem trotz der zusätzlichen Abschirmung mittels der kammförmigen Leiteranordnung weiterhin auf in der Warenbahn vorhandene Metallfremdkörper anspricht.

Die Randbereiche der Abdeckung können für das feuchtigkeitsdichte Verkleben mit der Trägerphtte des Spulensystems von Leiteranordnungen freigehalten sein. Dies dient der Erhaltung der Schutzfunktion der Abdeckung, die bei feuchiigkeitsdichter Verklebung mit der Trägerplatte des Spulensystems auch Verunreinigungen oder andere chemische und mechanische Einflüsse vom Spulensystem fernhält.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdeckung mit zwei deckungsgleichen, mit ihren Kammstegen ohne Berührungskontakt ineinandergreifenden Leiteranordnungen versehen, die mittels eines elektrisch leitfähigen Klebermaterials mit der Abdeckung und durch Erdungsdrähte mit Masse verbunden sind. Die Verwendung von zwei deckungsgleichen kammförmigen Leiteranordnungen gestattet es, die Abdeckung hinsichtlich ihrer elektrischen Widerstandscharakteristik und bezüglich ihrer Abschirmwirkung vollsymmetrisch aufzubauen. Das auf Metallfremdkörper in der Warenbahn ansprechende Spulensystem bleibt daher ohne zusätzliche Beeinträchtigung durch die Leiteranordnung voll funktionsfähig.

Schließlich sind weitere Vorteile gegeben, wenn die Merkmale des Anspruchs 6 genutzt werden. Dieser Überzug bietet eine Schonung für die überzogenen Teile und garantiert die feste Verbindung.
iü Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen balkenförmigen Tastkopf einer Detektoranordnung, über den eine auf Fremdkörper zu untersuchende Warenbahn geführt ist;
Fig.2 einen vergrößerten Querschnitt des Tastkopfes nach F i g. 1, der die Abdeckung und die Leiteranordnung erkennen läßt;

F i g. 3 einen Querschnitt der Abdeckung mit daran befestigter Leiteranordnung und der Trägerplatte mit dem Spulensystem;

Fig.4 eine Draufsicht der Abdeckung, die die kammförmige Ausbildung der Leiteranordnung erkennen läßt;

Fig.5 einen Querschnitt der Abdeckung mit zwei kammförmigen Leiteranordnungen und der Trägerplatte mit dem Spulensystem und

F i g. 6 eine Draufsicht der Abdeckung mit den kammförmigen Leiteranordnungen nach F i g. 5.

Gemäß F i g. 1 der Zeichnung wird eine auf metallische Fremdkörper zu untersuchende Warenbahn

I mit einem leichten Umschlingungswinkel über einen balkenförmigen, auf derartige Fremdkörper ansprechenden Tastkopf 2 geführt. Unter der nach oben weisenden Fläche 3 des Tastkopfes 2 ist ein Spulensystern eingearbeitet, das auf metallische Fremdkörper in der Warenbahn 1 anspricht. Der Tastkopf 2 ist mit Lagerungen 4, 5 an den Trägern 6, 7 des Maschinengestell befestigt.
Nach F i g. 2 sitzt in dem Kastenprofil 8 des

in Tastkopfes 2 eine Trägerplatte 9. In der Trägerplatte 9 ist in der Mitte das erwähnte schraffiert gezeichnete Spulensystem 10 eingebettet. Das Spulensystem 10 verläuft in der Trägerplatte 9 über die aus F i g. 1 ersichtliche Gesamtbreite des Tastkopfes 2. Es ist mit

+5 einer Schutzabdeckung 11 versehen, über die die Warenbahn 1 gleitet. Diese Abdeckung 11 dient insbesondere auch dem Schutz des Spulensystems 10 vor Beschädigungen und Feuchtigkeitseinflüssen. Sie besteht aus Kunststoffmaterial. Bei Verwendung nicht leitfähigen Kunststoffmaterials für die Abdeckung 11 könnten sich beim Darübergleiten der zu untersuchenden Warenbahn erhebliche elektrostatische durch Reibung zwischen Warenbahn und Abdeckung verursachte Aufladungen und Ladungsansammlungen bilden, die wiederum Entladungen hervorrufen, welche in unmittelbarer Nähe des Spulensystems Störimpulse erzeugen und metallische Fremdkörper auf der Warenbahn vortäuschen können. Stärkere und dauernd stattfindende Entladungen könnten den Ausfall der

bo Detektoranordnung verursachen. Die Schutzabdeckung

II besteht daher aus elektrostatisch leitfähigem Kunststoffmaterial. Dieses ist zur Ableitung der Ladungsansammlungen mittels eines Leiters (vgl. 15) direkt an dem Kastenprofil 8 geerdet. Der elektrische

'··'· Widerstandswert ist so hoch gewählt, daß kein störender Einfluß auf das mit Wechselspannung betriebene Spulensystem 10 entsteht. Andererseits ist der Widerstandswert so bemessen, daß keine uner-

wünschten Ladungsansammlungen auftreten.

Zwischen der Trägerplatte 9 und dem Spulensystem 10 einerseits und der Abdeckung 11 andererseits ist bei der Ausführungsform nach Fig.3 und 4 eine dünne, kammförmige Leiteranordnung 12 zur Sammlung und s verbesserten Ableitung der elektrostatischen Ladungen auf der Abdeckung 11 und zur Abschirmung des Spulensystems 10 gegen äußere Störfelder vorgesehen. Die kammförmige Ausbildung der Leiteranordnung 12 verhindert auch die Bildung großer Wirbelstromfelder, die das Spulensystem beeinflussen könnten. Die Leiteranordnung 12 ist als Kupferauflage der Abdekkung 11 in Form und nach dem Herstellungsverfahren einer gedruckten Leiterplatte auf der Abdeckung aufgeklebt Sie ist an dem Punkt 13 kontaktgebend mit dem Erdungsdraht 15 verbunden, der seinerseits durch die Bohrung 19 in der Trägerplatte 9 nach unten führt, und dort mit dem Kastenprofil 8 (F i g. 2) des Tastkopfes 2 verbunden ist. Diese Art der Kontaktierung der Leiteranordnung ermöglicht eine Erdung der Leiteran-Ordnung an beliebig vielen Punkten durch Anschluß einer entsprechenden gewünschten Zahl von Erdungsdrähten. Die Leiteranordnung 12 kann außerdem durch Verkleben der Randbereiche 17 der Abdeckung 11 mit der Trägerplatte 9 sowie durch Ausfüllen des Hohlrau- ^ mes 18 mit einem isolierten Kunststoffkleber nach außen hin vollständig gegen Feuchtigkeit und andere korrosive Einflüsse geschützt werden.

In F i g. 4 ist eine Draufsicht der Schutzabdeckung 11 dargestellt, die an ihrer Unterseite mit einer Leiteran-Ordnung 12 versehen ist. Die gestrichelt gezeichnete Leiteranordnung 12 ist im Bereich 21 der Abdeckung 11, der nach dem endgültigen Zusammenbau der Anordnung über dem Spulensystem 10 (Fig.3) zu liegen kommt, kammförmig ausgebildet. Über den Bereich 22 J'"> der Abdeckungsbreite erstreckt sich die Sammelleiste 24 der Kammstege 23. In Fig.4 ist lediglich ein Kontaktpunkt 13 an der Sammelleiste 24 im Bereich 22 der Abdeckungsbreite und der zugeordnete Erdungsdraht 15 dargestellt. Die Bereiche 26 und 27 der "> Abdeckungsbreite sind von Leiteranordnungen freigehalten, damit sich diese Bereiche beim Verkleben der fertiggestellten Abdeckung mit der Trägerplatte 9 mit Klebstoff füllen können und damit die Abdichtung der Leiteranordnung gegen Feuchtigkeit nach außen hin gewährleistet ist (vgl. Fig.3). Der Klebstoff schließt durch die Schicht bei 18 die Leiteranordnung vollkommen ein.

In Fig.5 ist ein Querschnitt der Abdeckung 11 mi zwei kammförmigen Leiteranordnungen 12 und 12; dargestellt, während Fig.6 eine Draufsicht dei Ausführungsform nach Fig.5 zeigt Aus Symmetrie gründen sind zwei deckungsgleiche kammartige Leiter anordnungen 12, 12a vorgesehen, die in der in Fig.f dargestellten Weise ineinandergreifen. Die Leiteranordnungen 12 und 12a sind zunächst voneinander isolier und ohne Berührungskontakt und werden erst über die Erdungsanschlüsse an den Punkten 13, 14 an eir gemeinsames Massepotential gelegt Auch bei diesel Ausführungsform verbleiben die Bereiche 26 und 27 dei Abdeckungsbreite frei. Die Bereiche 22 und 22a sind vor den beiden Sammelleisten 24, 24a überdeckt, während sich die Kammstege 23 und 23a über den Bereich 21 dei Abdeckungsbreite erstrecken, der nach dem Zusammenbau des fertigen Tastkopfes über dem Spulensysteir 10 zu liegen kommt Obwohl in Fig.5 und 6 dei Zeichnung für jede der kammförmigen Leiteranordnungen 12,12a lediglich ein Kontaktpunkt 13 und 14 mit der zugeordneten Erdungsdrähten 15 und 16 dargestellt ist können beliebig viele derartige als Masseanschluss« ausgeführte Kontakte angebracht werden, um da; Spulensystem 10 sicher gegen jegliche äußerer Störfelder abzuschirmen und eine gute Sammlung unc Ableitung elektrostatischer Ladungen auf der Abdek kungll zu erzielen.

Hinsichtlich der durch isoliertes Verkleben der mi den Leiteranordnungen versehenen Abdeckung 11 mi der Trägerplatte 9 an den Stellen 17 und den Zwischenraum 18 und dem dadurch erreichten Schut; gegen Feuchtigkeit und korrosive Einflüsse gilt das obei im Zusammenhang mit der Ausführungsform nacl Fig.3 und 4 gesagte. Auch bei der verbessertei Ausführungsform mit zwei ineinandergreifendet kammförmigen Leiteranordnungen nach F i g. 5 und I sind die Leiteranordnungen als Kupferauflage in Forn und nach dem Verfahren einer gedruckten Leiterplatti auf der Abdeckung 11 mit speziellem Sonderklebei aufgeklebt. Der verwendete Sonderkleber besteht füi eine einwandfreie Kontaktgabe aus elektrisch leitenden Material. Die bereits beschriebenen Merkmale unc Eigenschaften der Abdeckung mit einer kammförmigei Leiteranordnung gelten im übrigen entsprechend für di< Ausführungsform mit zwei ineinandergreifenden Leiter anordnungen nach F i g. 5 und 6.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schutzabdeckung für ein in einem Tastkopf untergebrachtes, auf metallische Fremdkörper ansprechendes Spulensystem einer Detektoranordnung, mit einer an der Schutzabdeckung angebrachten, geerdeten kammförmigen Leiteranordnung, insbesondere zur Ermittlung von metallischen Fremdkörpern in endlos ablaufenden, über die Abdeckung gleitenden Warenbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung

(11) aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial, das mit der kammförmigen Leiteranordnung

(12) elektrisch leitend verbunden ist, besteht, dessen Leitfähigkeit so bemessen ist, daß einerseits die Funktionstüchtigkeit des Spulensystems (10) nicht beeinträchtigt ist und andererseits Ladungsansammlungen auf der Schutzabdeckung (11) unterdrückt sind.

2. Schutzabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kammförmige Leiteranordnung (12) mittels eines elektrisch leitfähigen Klebermaterials an der Abdeckung (11) befestigt ist

3. Schutzabdeckung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammstege (23) der Leiteranordnung (12) im mittleren Bereich (21) der Abdeckungsbreite nach dem Zusammenbau der Tastkopfanordnung über dem Spulensystem (10) liegen.

4. Schutzabdeckung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche (26, 27) der Abdeckung (11) für das feuchtigkeitsdichte Verkleben mit der Trägerplatte (9) von Leiteranordnungen freigehalten sind.

5. Schutzabdeckung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (U) mit zwei deckungsgleichen, mit ihren Kammstegen (23, 23a) ohne Berührungskontakt ineinandergreifenden Leiteranordnungen (12, \2a) versehen ist, die mittels eines elektrisch leitfähigen Klebermaterials mit der Abdeckung und durch Erdungsdrähte (15,16) mit Masse verbunden sind.

6. Schutzabdeckung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (11) auf der Unterseite mit der Leiteranordnung (12) vollständig mit dem leitenden Klebemittel (17, 18) überzogen ist, das gleichzeitig die feste Verbindung zwischen der Abdeckung (11) und der Trägerplatte (9) gibt.