DE2227627C3 - 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 Detektonanordnung, 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 Warenbähnen sehr störend. Solange sich die Warenbahnen noch im Herstellungsverfahren befinden, können derartige Fremdkörper eine große Gefahr für die Behandlüngsmasch'inen darstellen Und erheblichen Schaden Verursachen. Es sind deshalb Detektoranordnungen bekannt geworden^ die endlos

ablaufende Warenbähnen 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 Kunststeffmaterial 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 Aufladungen erzeugen und zu beträchtlichen Ladungsarsammlungen führen. Durch unkontrollierte Entladungen in unmittelbarer Nähe des Spulensystems können außerordentlich starke Störimpulse auf die Spulensysteme einwirken und das Vorhandensein eines Metallfremdkörpers 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 Ladung; ansammlungen 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 '--orden, 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 auch nicht eine schnelle Ableitung von Ladungsansammlungen. Darüber hinaus ist mit dem DE-GM 7119 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 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* 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 allein 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 Merkmalen 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 irr 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 darunterliegender. 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 Klebermaterk 's 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 Abdeckungsb/eite über dem Spulensystem liegen, so daß das Spulensystem trotz der zusätzlichen Abschirmung mittels der kammförmigen Leiteranordnung weiterhin auf in der Warenbahn vorhandene Metallfremdko.per anspricht.

Die Randbereiche der Abdeckung können für das feuchtigkeittdichte Verkleben mit der Trägerplatte des Spulensystems von Leiteranordnungen freigehalten sein. Dies dient der Erhaltung der Schutzfunktion der Abdeckung, die bei feuchtigkeitsdichter 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 hinf.ichtlich 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,
ίο Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen balkenförmigen Tastkopf einer Detektoranordnung, über den eine auf Fremdkötper zu untersuchende Warenbahn geführt ist;
Fig.2 einen vergrößerten Querschnitt des Tastkopfes nach Fig. 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 I eiteramrdnung erkennenläßt;

F i g. 5 einen Querschnitt der Abdeckung mit zwei « kammförmigen Leiteranordnungen und der Trägei platte 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 jo 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 Spulensy-

i) stern eingearbeitet, das auf metallische Fremdkörper in der Warenbahn 1 ansprichi. Der Tastkopf 2 ist mit Lagerungen 4, 5 an den Trägern 6, 7 des Maschinengestells 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 Spuhnsystem 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

·» 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

w 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.

Ί5 die wiederum Entladungen hervorrufen, welche in unmittelbarer Nähe des Spulensystems S'.örimpülse erzeugen und metallische Fremdkörper auf der Warenbahn vortäuschen können. Stärkere und dauernd stattfindende Entladungen könnten den Ausfall der

wi Detektoranordnunf: 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 *;if 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 iö einerseits und der Abdeckung 11 andererseits ist bei der Ausführungsfofm nach Fig.3 und 4 eine dünne, kammförmige Leiteranordnung 12 zur Sammlung und 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

O bd Oi Δ A t^l

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 Hohlraumes 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 Leiteranprdnung 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, kammförrnig ausgebildet. Über den Bereich 22 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 vollkom

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-to men ein.

In Fig.5 ist ein Querschnitt der Abdeckung 11 mit zwei kammförmigen Leiteranordnungen 12 und 12a dargestellt, während Fig. 6 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Fig.5 zeigt. Aus Symmetriegründen sind zwei deckungsgleiche karhrriartige Leiteranordnungen 12, 12a vorgesehen, die in der in Fig.6 dargestellten Weise ineinandergreifen. Die Leitefanordnungen 12 und 12a sind zunächst voneinander isoliert und ohne Berührungskontakt und werden erst über die Erdungsanschlüsse an den Punkten 13, 14 an ein gemeinsames Massepotential gelegt Auch bei dieser Ausführungsform verbleiben die Bereiche 26 und 27 der Abdeckungsbreite frei. Die Bereiche 22 und 22a sind von den beiden Sammelleisten 24, 24a überdeckt, während sich die Kammstege 23 und 23a über den Bereich 21 der Abdeckungsbreite erstrecken, der nach dem Zusammenbau des fertigen Tastkopfes über dem Spulensystem

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iv ^u fiv.gi»n iMririiiii. v/unuiu in ι ig, j UIlU U UCI Zeichnung für jede der kammförmigen Leiteranordnungen 12,12a lediglich ein Kontaktpunkt 13 und 14 mit den zugeordneten Erdungsdrähten 15 und 16 dargestellt ist, können beliebig viele derartige als Masscanschlüsse ausgeführte Kontakte angebracht werden, um das Spulensystem 10 sicher gegen jegliche äußeren Störfelder abzuschirmen und eine gute Sammlung und Ableitung elektrostatischer Ladungen auf der Abdekkung i t zu erzielen.

Hinsichtlich der durch isoliertes Verkleben der mit den Leiteranordnungen versehenen Abdeckung 11 mit der Trägerplatte 9 an den Stellen 17 und dem Zwischenraum 18 und dem dadurch erreichten Schutz gegen Feuchtigkeit und korrosive Einflüsse gilt das oben im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig.3 und 4 gesagte. Auch bei der verbesserten Ausführungsform mit zwei ineinandergreifenden kammförmigen Leiteranordnungen nach Fig.5 und 6 sind die Leiteranordnungen als Kupferauflage in Form und nach dem Verfahren einer gedruckten Leiterplatte auf der Abdeckung 11 mit speziellem Sonderkleber aufgeklebt. Der verwendete Sonderkleber besteht für eine einwandfreie Kontaktgabe aus elektrisch leitendem Material. Die bereits beschriebenen Merkmale und Eigenschaften der Abdeckung mit einer kammförmigen Leiteranordnung gelten im übrigen entsprechend für die Ausführungsform mit zwei ineinandergreifenden Leiteranordnungen 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) mitteis 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 Tastkopf anordnung über dem Spulensystem (10) liegen.

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

5. Schutzabdeckung nacn den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (11) mit zwei deckungsgleichen, mit ihren Kammstegen (23, 23s) ohne Berührungskontakt ineinandergreifenden Leiteranordnungen (12, YIa) versehen ist, die mittels eines elektrisch leitfähigen Klebermaterials mit der Abdeckung und durch Erdungsdrähte (15,16) mit Masse verbunden sind.

6. Schulzabdeckung 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.