DE2516713A1

DE2516713A1 - Vorrichtung und verfahren zur messung des umfanges bzw. durchmessers von stabfoermigen gebilden

Info

Publication number: DE2516713A1
Application number: DE19752516713
Authority: DE
Inventors: Terence Collins
Original assignee: Cigarette Components Ltd
Current assignee: Cigarette Components Ltd
Priority date: 1974-04-17
Filing date: 1975-04-16
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR2268245A1; US3967383A; GB1513859A; FR2268245B1; CH606983A5

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Umfanges bzw. Durchmessers von stabförmigen Gebilden

Die Erfindung bezieht sich auf dieMessung des Durchmessers bzw. des Umfanges von stabförmigen Gebilden.

Die Messung des Umfanges bzw. des Durchmessers von stabförmigen Gebilden ist auf einer Reihe von Gebieten von Bedeutung. Beispielsweise ist die Überwachung des Umfanges ein wichtiger Kontrollfaktor für die Güte bei der Herstellung von Zigarettenfiltern, bei denen die Einheitlichkeit des Umfanges der Filterstäbe wesentlich für die zufriedenstellende und wirkungsvolle Arbeitsweise der zur Herstellung von Filterzigaretten verwendeten automatischen Maschinen ist.

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Bislang hat man den Umfang von Filterstäben mit Hilfe von pneumatischen Vorrichtungen überprüft, wobei der jeweilige Stab mit einem Ende in eine Öffnung größeren, vorgegebenen Durchmessers eingeführt wurde, durch welche Luft bei vorgegebenem Druck hindurchgeblasen wird. Dabei wird der Druckunterschied zwischen der freien öffnung und der durch den Stab besetzten öffnung als Maß für den Stabumfang genommen. Eine derartige Meßmethode ist bei porösen Stäben, wie z. B. Zigarettenfiltern, wenig genau und zuverlässig, da einerseits die Luft sowohl an dem Stab vorbei als auch durch den Stab hindurchdringen kann, andererseits dieser Faktor sich von Stab zu Stab ändern kann. Darüber hinaus ist eine solche Vorrichtung aus Energiegründen kostspielig, da üblicherweise der Luftstrom unabhängig davon aufrechterhalten bleibt, ob eine Messung vorgenommen wird oder nicht.

Die Erfindung schlägt eine Meßvorrichtung vor, die gekennzeichnet ist durch einen über einem mittleren Teil zu einer geschlossenen Schlaufe gebogenen Streifen, dessen Enden sich von der Schlaufe in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, durch zwei an den jeweiligen Enden des Streifens befestigte Halterungen, welche eine voneinander weg oder aufeinander zu gerichtete Bewegung zur Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Schlaufenumfanges ausführen, und durch eine auf den Abstand von zwei Bezugspunkten ansprechende Vorrichtung, wobei die beiden Bezugspunkte zur Anzeige des Schlaufenumfanges an den jeweiligen Halterungen angeordnet sind.

Im Betrieb wird ein Eichstab bekannter Abmessungen, z.B. aus Metall axial in die Schlaufe eingeführt und es werden die Halterungen so weit voneinander fortbewegt, bis die Schlaufe in Eingriff mit dem Stab kommt, wodurch man eine "Null"-An- . zeige auf der Anzeigevorrichtung erhält; die Schlaufe wird dann entspannt und der gleiche Vorgang unter Verwendung eines zu messenden Teststabes wiederholt. Normalerweise wird bei der Eichung oder Kalibrierung unter Verwendung eines Eich-

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stab'es die Anzeigevorrichtung so eingestellt, daß sie die bekannten Maße oder Abmessungen des Eichstabes anzeigt und dann auch eine direkte Anzeige der entsprechenden Maße der nachfolgenden Teststäbe liefert. Andererseits kann die Anzeigevorrichtung auch so geeicht werden, daß sie die Differenz ■ der Maße der jeweiligen Eich- und Teststäbe anzeigt. Der zur Messung und Anzeige herangezogene Wert wird normalerweise der Umfang sein, da die Veränderung des Schlaufenumfanges gleich der Änderung des Abstandes zwischen den Bezugspunkten ist, jedoch können erforderlichenfalls auch die mit dem Umfang über eine lineare Beziehung verknüpften Maße des Durchmessers oder des Radius oder auch des Querschnitts, der jeweiligen Eichung der Anzeigevorrichtung entsprechend, angezeigt werden.

Bei einer solchen Anordnung kann eine der Halterungen fest oder es können beide Halterungen aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sein. Im letzteren Falle können die beiden Halterungen beispielsweise an Schwenkarme angelenkt sein, so daß sie sich gezwungenermaßen bei ihrer Verschiebung aufeinander zu bzw. voneinander weg in einem festen, vorgegebenen, vorzugsweise im gleichen Verhältnis bewegen. Die beiden Halterungen sind vorzugsweise elastisch gegeneinander vorgespannt, so daß sie zur Entspannung der Schlaufe zusammengeschoben werden müssen, wobei die Halterungen sich dann unter der Wirkung der Vorspannung voneinander entfernen und die Schlaufe um den eingesetzten Stab mit einer Kraft ziehen, welche äich von Messung zu Messung keinesfalls wesentlich verändert.

Der Streifen soll im Betrieb im wesentlichen undehnbar sein, wobei z.B. Polyester ein geeignetes Material darstellt. Der Streifen ist vorzugsweise ao ausgebildet, z.B. symmetrisch bezüglich seiner Längsachse, daß beim Auseinanderziehen der

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Enden, um die um den Stab geschlungene Schlaufe in Eingriff zu bringen, keinerlei Drehbewegung auf den Stab ausgeübt wird, Bei einer geeigneten Form des Streifens weist dieser eine Zunge in Längsrichttmg im Abstand von einem Ausschnitt oder einer öffnung auf, durch welche die Zunge unter Bildung der ge~ schlossenen Schlaufe hindurclig®st@ekt WiM₀ ü® si&^a derartigem Streifen genau auszuwechseln, kann dsr Streifen sn ©iner fertigen Schlaufe geformt in Fora ©iner Kassette ©der Patrone angeordnet werden_β Bis Enden des sclilaiLfenfSr-migsa St: ΈΘΤά®Ώ. an geeigneten₉ voneinander getrennten Platten₉ Kunststoff material o. dgl_a aufgeklebt ede? in asidsre? "befestigt, deren nach innen gerichtete Enden sich zueinander um einen Teil des Sehlauf ©mmfangas erstrecken und zwischen©inander eine Führung und ein© Abdeckung für.die bilden. Die Plattenenden weisen vorzugsweise dl© 90°-Bogens auf und bilden somit eine im allgemeinen halbteels« ■ ,. " fgrmige Abdeckung _g wenn sie sich auf der Sehlauge bei deren " ■' . .,-größtem Durchmesser abstützen. Das freie innere lade aslndesteßs \- einer der Platten weist vorzugsweise eine: tangential verstehen-*: -/ de Zunge auf, welche beim Trennen der Platten voneinander, zum ,',-λ Zusammenziehen dar Schlaufe dazu beiträgt, die Platten ausge- - \; fluchtet EU halten und die Schlaufe zu schützen und zu steuern.. Dia Kassette oder Patrone wird so in di© Meßvorrichtung eingebaut*'.. daß jeds Platte auf einer Halterung befestigt wird* beispiels« ■■ 'Ji weise salt in die Süßeren Enden der Platten eingestanzten Löchern;) durch welche Stifte oder Schrauben 2ur Befestigung mit der _'', "X Halterung eingesetzt werden. .'■_:., ;"!'

Bei der Ausführungsform mit einer festen und einer bewegliehen. H^k Halterung karm die bewegliche Halterung als Teil eines Um- ;,^s t formers ausgebildet oder an einem Umformer angeschlossen eein,' ; " der lineare Änderungen der Stellung der beweglichen Halterung in Spannungsdifferenzen umformt. Sind Beide Halterungen b@- ·> '; weglich angeordnet, so kann jeder von diesem Teil eine® Um-f , '" ΐ formers oder an einen solchen angeschlossen sein, wenn jedoch ; ^ ^;'.^

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die Halterungen wie oben "beschrieben miteinander verbunden sind, so daß ihre Verschiebungen in einem bestimmten Verhältnis stehen, braucht nur eine der Halterungen Bestandteil des Umformers oder an diesen angeschlossen zu sein. Zum Messen und Anzeigen von Umfang, Durchmesser oder Radius kann ein linearer Umformer verwendet werden, der Positionsveränderungen linear in Spannungsdifferenzen umformt; das Ausgangssignal des linearen Umformers kann über eine Standardverstärkung- und Abgleichschaltung einem Digital-Einbaumeßgerät zugeführt werden, das geeicht ist und eine den Abmessungen der Schlaufe des Streifens entsprechende Anzeige liefert.

Die oben erwähnten elektrischen Bauelemente wie der lineare Umformer, das Digital-Einbaumeßgerät und der Schaltkreis sind alle als Standardbauelemente im Handel erhältlich.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Bewegung der beweglichen Halterung oder der Halterungen mit Hilfe einer Kurven- oder Mitnehmerscheibe gesteuert. Beispielsweise sind die Halterungen wie oben erwähnt elastisch gegeneinander vorgespannt und die bewegliche Halterung bzw. Halterungen starr an einer Exzenterrolle befestigt, so daß die Kurvenscheibe zwischen zwei Stellungen hin- und herbewegbar ist, wobei die Halterungen in der einen Stellung gegen die Wirkung der Federvorspannung unter Entspannung der Schlaufe zur Aufnahme oder zum Loslassen eines Stabes zusammengeführt sind, während beim Einnehmen der anderen Stellung es den Halterungen ermöglicht, sich unter der Wirkung der Federvorspannung voneinander zu entfernen, so daß die Schlaufe zur Durchführung einer Messung einen Stab ergreift. Wenn somit beide Halterungen beweglich sind, kann die Kurvenscheibe einen im allgemeinen ringförmigen Rumpf aufweisen, dessen innere Außenfläche im allgemeinen elliptisch ist. Jede Halterung weist eine mit der elliptischen Kurvenscheibenfläche in Eingriff stehende Exzenterrolle auf, welche in diametral einander gegenüberliegenden Stellungen der Ellipse angeordnet sind. Wenn somit

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die Kurvenscheibe in eine Stellung gedreht wird, in der die Exzenterrollen an einander gegenüberliegenden Enden der kleinen Achse der Ellipse angeordnet sind, so werden die Exzenterrollen und damit die Halterungen unter Entspannung der Schlaufe des Streifens zusammengezogen, während bei der Drehung der Kurvenscheibe aus dieser Stellung heraus die durch die Federvorspannung gesteuerten Exzenterrollen sich voneinander entfernen können und dabei die Schlaufe anziehen. Bei dieser Anordnung, bei der die Halterungen wie oben bereits angegeben über Exzenterrollen und Kurvenscheiben miteinander verbunden sind, erfolgt eine gesteuerte Bewegung der Halterungen aufeinander zu bzw. voneinander weg bei gleicher Verschiebung, so daß lediglich eine der Halterungen an die Anzeigevorrichtung zu deren Betätigung angeschlossen sein muß.

Erfolgt die Bewegung der Kurvenscheibe mit Hilfe eines Motors, so kann die Kurvenscheibe in diesem Falle eine zweite Kurvenfläche aufweisen, z.B. die äußere Umfangsfläche bei einer ringförmigen Kurvenscheibe, welche die Wirkungsweise des Motors steuert oder zumindest dazu beiträgt. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Betriebszyklus folgendermaßen ablaufen: Eine Drehung der Kurvenscheibe, die die Halterungen in ihre engste Stellung zueinander bei größtem Umfang der Schlaufe versetzt, bringt die zweite Kurvenscheibenfläche in eine Stellung, welche ein Anhalten des Motors zur Folge hat. Einsetzen eines Eich- oder Teststabes durch die entspannte Schlaufe setzt den Motor in Bewegung, der die Kurvenscheibe in eine zweite Stellung dreht, in der die Halterungen unter der Wirkung der Federvorspannung ihre am weitesten voneinander entfernte Stellung unter Anziehen der um den Stab geschlungenen Schlaufe einnehmen, wobei die zweite Kurvenscheibe in dieser zweiten Stellung den Motor wiederum anhält. Nach einer kurven, eine Messung ermöglichenden Zeitspanne startet der Motor automatisch und dreht die Kurvenscheibe in eine dritte Stellung, in der die Halterungen

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teilweise in ihre eng benachbarte Stellung gezogen werden und die Schlaufe zur Entfernung des Stabes entspannt wird, wobei

die zweite Kurvenscheibenfläche in dieser dritten Stellung den Motor anhält. Durch das Entfernen des Stabes wird der Motor erneut in Gang gesetzt und lässt die Kurvenscheibe in ihre erste Stellung zurückkehren.

Eine derartige Anordnung ist besonders nützlich, wenn der Streifen se angeordnet ist, daß die Achse der Schlaufe senkrecht steht. Die Kurvenscheibe, deren Drehachse parallel zur Achse der Schlaufe verläuft, kann dann Sc geformt sein, daß sie in ihrer ersten, eben erwähnten Stellung einen Anschlag bildet, welcher einen in die Schlaufe eingesetzten Stab trägt, während sie in ihrer dritten _t oben erwähnten Stellung es dem Stab ermöglicht, senkrecht durch die Schlaufe hindurch und an der Kurvenscheibe vorbei zu fallen. Eine derartige Anordnung ist insbesondere geeignet, wenn die Stäbe der Meßvorrichtung automatisch zugeführt werden*

Eine einzige erfindungsgeniäßs Keßvorrichtung kann bei einem großen Bereich von Durchmessern verwendet werden, wobei dieser Bereich sämtliche in der Filterzigarettenherstellung auftretenden Gü3en umfasst. Dies stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber der bisherigen Praxis dar, bei der zur Messung des gesamten Bereiches von auftretenden Stabdurchmessern mehr als eine pneumatische Vorrichtung erforderlich war.

Die Verwendung von erfindungsgemSßen Meßvorrichtungen bei üblichen Zigarettenfiltern mit einem umfang von ungefähr 24,50 mm hat wiederholbare Umfangs-Messungen ergeben, wobei die Messungen Abweichungen kleiner 0,01 mm voneinander aufwiesen«

Im folgenden sollen anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispieie der Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

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. δ.

Fig. 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Meßstreifens;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des zu einer betriebsfertigen, geschlossenen Schlaufe geformten Streifens;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Meßvorrichtung;

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer weiteren AusführungEfcrn? einer Heilvorrichtung;

Fig. 5 eine Draufsicht der Meßvorriohtung nach Fig. 4;

Fig. 6 eine Eeixenansicht, teilweise im Schnitt der Meßvorrichtung nach Fig. 4;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Streifens in Form einer Kassette;

Fig. 8 eine Draufsicht zur Darstellung von Einzelheiten eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Meßvorrichtung;

Fig. 9 und 10 Darstellungen im Schnitt längs der Linien IX-IX bzw. X-X der Fig. 8; und in

Fig. 11 bis 13 Draufsichten zur schematischen Darstellung der Wirkungsweise der Kurvenscheibe und der angeschlossenen Teile nach Fig. 8 bis 10.

In den Fig. 1 und 2 weist der Streifen 2 aus Polyester o. dgl. an einem Ende eine Zunge 4 auf, welche im Betrieb durch eine öffnung 6 im Rumpf des Streifens 2 unter Bildung einer geschlossenen Schlaufe hindurchgeführt ist. Es ist klar, daß durch Bewegung der freien Enden des sch!aufenfö naiven Streifens auf* einander zu bzw. voneinander weg sich der Umfang der Schlaufe vergrößert oder abnimmt.

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In Pig. 3 ist das eine Ende des schlaufenförmigen Streifens 2 an einer fest angeordneten Halterung 8 und das andere Ende an einer Halterung 10 befestigt, welche in einer parallel zu den vorstehenden Enden des Streifens verlaufenden Richtung auf das starre Befestigungselement 8 zu bzw. von diesem weg bewegbar ist. Zur Durchführung einer gesteuerten Bewegung der Halterung 10 kann eine beliebige, übliche Vorrichtung, beispielsweise eine Nockenscheibe verwendet werden. Die Halterung 10 ist über eine Stange 12 an einem linearen Umformer 14 angeschlossen, der seinerseits über einen üblichen Schaltkreis an ein digitales Einbauinstrument 16 mit einem Bedienungsknopf 18 angeschlossen ist. Die Bewegung der Halterung 10 in Richtung des Bezugspunktes 20 auf der starren Halterung 8 oder von dieser weg erzeugt eine lineare Änderung der Ausgangsspannung am Umformer 14. Zur Eichung oder Kalibrierung wird ein - Eichstab mit bekannten Maßen, wie z.B. ihrem Umfang, durch die Schlaufe des Streifens eingeführt und die Halterung 10 vom Bezugspunkte 20 so weit entfernt, bis der Streifen den Stab ergreift. Anschließend wird die Anzeige am Anzeigeinstrument eingestellt, beispielsweise auf die Null-Marke oder zur Anzeige der bekannten Abmessungen de· Stabes. Die Halterung 10 wird dann in Richtung des Bezugspunktes 20 bewegt, der Eichstab entfernt, ein zu messender Stab in die Schlaufe eingeführt und die Halterung 10 anschließend vom Bezugspunkt 20 so weit entfernt, bis die Schlaufe den Teststab ergreift. Das Anzeigeinstrument gibt dann die entsprechende Abmessung des Teststabes oder äerei Differenz von der des Eichstabes an.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 6 sind beide eingeklemmten Enden des schlaufenförmigen Streifens bewegbar. Der beispielsweise aus Fig. 1 und 2 ersichtlicte schlaufenförmig ausgebildete Streifen 22 (vgl. Fig. 4 bis 6) weist zwei Enden auf, von denen das eine in einer Klemme 24 und das andere in einer Klemme 26 eingeklemmt ist. Die Klemme 24 ist fest auf einer Platte 25 angeordnet, welche ihrerseits fest auf einem

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ersten Paar von Gleitelementen 28 unterhalb und zu "beiden Seiten der Klemme 24 fest montiert ist, während die Klemme _r 26 und die Platte 27 in ähnlicher Weise fest auf einem zweiten Paar von Gleitelementen 30 angeordnet ist. Die Klemme 24, die Platte 2? und die Gleitelemente 28 bilden die eine Halterung der Meßvorri', während die Klemme 26, die Platte 27 und die Gleitelemente 30 die andere Halterung bilden. Die Gleitelemente 28 und 30 sind aufeinander^ und voneinander weg verschiebbar auf Führungen 32 angeordnet, welche mit Führungshalterungen 34 fest auf einem Rahmen 36 montiert sind. Die Gleitelemente 28 und 30 sind über Betätigungsarme 38 miteinander verbunden, die über einen Stift oder Zapfen 40 aneinander angelenkt sind, wobei die distalen Enden der Betätigungsarme 38 gegenüber den Gleitelementen 28 und 30 schwenkbar sind. Somit versetzt die horizontale Bewegung des Schwenkzapfens 40 senkrecht zu den Führungen 32 die Gleitelemente und damit die Klemmen 24 und 26 aufeinander^u bzw. voneinander weg in Bewegung, wodurch der Umfang der Schlaufe des Streifens 22 vergrößert bzw. vermindert wird* Bei dieser Ausführungsform wird eine derartige Bewegung des Schwenkzapfens 40 von einer Stange 42 und einer nicht gezeichneten, im Umformer 52 angeordneten vorgespannten Feder gesteuert, welche die Halterungen 24, 25 und 28 betätigt. Die Stange 42 ist schwenkbar an einem Ende am Schwenkzapfen 40 befestigt und weist am anderen Ende einen Knopf 46 auf. Die vorgespannte Feder drückt die Gleitelemente 28 und 30 und die Klemmen 24 und 26 in eine Stellung, in der die Enden des Streifens 22 unter Verringerung des Umfanges der Schlaufe des Streifens voneinander weggezogen werden. Ein Herabdrücken des Knopfes 46 gegen die Federvorspannung verursacht eine Bewegung der Stange 42 und damit des Schwenkzapfens 40 und der Betätigungsarme 38 aus ihrer Ruhestellung und bewegt ferner die Gleitelemente 28 und 30 sowie die Klemmen 24 und 26 gegen die Wirkung der Federvorspannung im Umformer dichter zusammen, wodurch der Umfang der Schlaufe des Streifens vergrößert , und das Einführen oder Entfernen eines Eich- oder Teststabes in

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die Schlaufe ermöglicht wird. Beim Loslassen des Knopfes 46 können die Gleitelemente unter der Wirkung der vorgespannten Feder im Umformer 52 sich wieder voneinander entfernen und· dabei die um einen eingesetzten Stab geschlungene Schlaufe mit einer Kraft anziehen, die im wesentlichen bei Jedem Test konstant ist, wobei die Arme 38 und der Zapfen 40 die Stange 42 in ihre ausgestreckte Ruhestellung zurückschieben. Bei difeser Ausführungsform ist ein horizontal verlaufendes, im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung der Klemmen, d.h. parallel zur Bewegungsrichtung des Schwenkzapfen 40 verlaufendes Führuig srohr 4b vorgesehen, da?, zur Einführung und zum Herausnehmen der Eich- oder Teststäbe dient, vobei nur der untere Teil des Rohres am Sxandort des Streifens herausgeschnitten ist, um einerseits die Befestigung und das Ersetzen des schlaufenförmigen Streifens zu ermöglichen und andererseits eine Abdeckung und eine Führung für den oberen Teil des Schlaufenumfanges zu bilden.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der schlaufenförmige Streifen in Form einer Kassette angeordnet, die im folgenden anhand der Fig. 6 näher erläutert werden soll, wobei das Rohr 48 in diesem Falle zwei voneinander getrennte Abschnitte mit einer dazwischenliegenden Lücke in Anpassung an die Kassette aufweisen kann.

Das Rohr 48 weist eine nach außen verbreiterte Singangsöffnung 50 zum Einführen von Eich- oder Teststäben auf. Soll ein ■ Stab in das Rohr 48 und durch die Schlaufe des Streifens eingeführt werden, so wird die Schlaufe durch Herabdrücken des Knopfes 46 entspannt und nimmt ihren größtmöglichen Durchmesser ein. Durch Loslassen des Knopfes 46 wird die Schlaufe so weit angezogen, bis sie den Stab ergreift, wobei die dadurch erfolgende Verschiebung der Gleitelemente 28 in der oben beschriebenen Weise auf einen linearen Umformer 52 einwirkt. Daß Ausgangesignal des linearen Umformers 52 wird in der oben b·-

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schriebenen Weise von einem üblichen, nicht gezeichneten Abgleichschaltkreis auf ein digitales Meßgerät 54 übertragen, welches zur Anzeige von z.B. dem Umfang des Stebes oder der Differenz im Umfang gegenüber einem Eichstab beispielsweise in mm geeicht ist. Die Eichung der Vorrichtung mit Hilfe eines Eichstabes erfolgt in der oben anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Weise. Zur Durchführung einer Eichung vrird ein <Eichstab bei herabgedrücktem Knopf 46 in die Schlaufe des Streifens vorgeschoben, der Knopf 46 losgelassen, so daß die Schlaufe den Stab ergreift und die auf dem DigitalseEgerät 54 erscheinende Anzeige erforderlichenfalls eingestellt, und zwar entweder auf Null oder auf die bekannte A'nnessung deε Stabes wie z.B. OSBSEBr₁ Umfang.

Die anhand der Fig. 4 bis 6 beschriebene Au.sflihrtmgEfcns lässt sich in der Weise abändern_r daß statt des ober: beschriebenen Mechanismus mit Druckknopf, Stange, Schwenkzapfen und Ee-" tätiglings arm en eine Anordnung mit Ivurvensche-ioe und ZL::2 enterrolle in der bersits geschriebener.·. Weise verwendet χζζό die Kurvenschsibe vorzugsweise von eines: Mi.-t.or- επεεtriebst wird.

Während bei den anhand der Fif-, J. bie 6 bssg-ehriebenen. Ausführung^· formen d:..e Ashss der Schlaufe des Strtiienfe horizontal verläuft, keasrj. gelDetvsrr-tändlich dieee Achse i-l Lllgsmeinsn i.sde beliebige-Orientierung habsr. und vcrt-s;ilht:fter Vsi£e senkreehr £ii£eorclaet sein, inßgbeisoncisre wenn die Tejstst«bs der Heßvorrichtung sutosatiech zugeführt vsroen. Die Anordnung mit der Kurvenscheibe und der Esaenterrolle ist besonders vorteilhaft im lederen Pfeile bei einer Meßvorriehtung alt einer gegerAilier der Horisontclen geneigten Achse dsr Schlaufe, insbesondere wenn die Kurvenscheibe bo ausgebildet ist, daß sie beim ersten Einführen eines Stabes «inen Anschlag oder eine Halterung bildet und nach der Durchführung der Messung den Stab εη ihr vorbeifallen läßt.

Bei'dein in Fig. 7 dargestellten Ausführurjgsbelspiel in Form

„ _1; „ COPY B08S4i/039B BADOR₁₃INAL

Kassette sind die Enden des Streifens 22 an entsprechenden, voneinander getrennten Kimststoffplatten 62, beispielsweise aus Polyacrylat angeklebt, deren innere Enden 64 sich bogenförmig aufeinander^ erstrecken und einen halbkreisförmigen, sich um die einander gegenüberliegenden Außenteile der Schlaufe des Streifens frei erstreckenden Schild oder Führung bilden, wenn sie sich aufeinander abstützen. Das innere Ende 64 einer der Platten 62 weist erkennbar einen tangential verlaufenden zungen·* förmigen Ansatz 66 auf, welcher durch eine komplementäre Aussparung oder Ausschnitt in der anderen Platte hindurchpasst. Werden die Platten 62 bei Betätigung der Meßvorrichtung voneinander weg oder aufeinander zu bewegt, so trägt dieser Ansatz 66 dazu bei, die Platten in richtiger Ausfluchtung zueinander zu halten und eine Abdeckung und Steuerung über der Schlaufe des Streifens zu bilden. Auf einer oder beiden Platten 62 lassen sich ein oder mehrere Ansätze 66 mit oder ohne dazupassenden Ausschnitten anordnen. Die Verwendung derartiger Kassetten erleichtert das Auswechseln der Streifen, da eine Platte 62 jeweils in einfacher Weise an jeder Halterung befestigt ist, beispielsweise unter Verwendung von geeigneten Löchern 68, durch welche entsprechende Stifte oder Schrauben mit der Halterung in Eingriff kommen. Wie bereits erläutert lassen sich derartige Kassetten vorteilhaft statt der anhand der Fig. 3 bis 6 erläuterten Befestigungsvorrichtung für den Streifen verwenden.

In den Fig, S bis 13 ist eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art dargestellt, bei der die Stäbe der Schlaufe eines Streifens mit senkrechter Achse senkrecht zugeführt werden. Die Bewegung der Halterungen wird von Exzenterrollen gesteuert, welche mit der inneren Mitnehmerfläche einer horizontalen ringförmigen von einem Motor angetriebenen Scheibe in Eingriff steht, wobei die Scheibe so ausgebildet ist, daß sie beim Aufnehmen und Messen dee Stabes deren unteres Ende haltert und danach die Stange hindurchfallen lässt, wenn die Scheibe sich weiterdreht und unter Entspannung des Streifens

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den Stab nach der Messung loslässt.

Die Vorrichtung weist einen mit Schenkeln 94 auf einer Tragplatte 92 angeordneten Meßkopf 90 auf, der mit einem senkrechten Eintrittsrohr 100 mit erweiterter Eingangsöffnung zur Zuführung der Stäbe versehen ist. In Anpassung an dab* Rohr 100 ist der schlaufenförmige Streifen 104 in Form einer Kassette (vgl. Fig. 7 ) angeordnet, wobei die Achse der Schlaufe des Streifens senkrecht angeordnet und ihre zwei Platten 62 an den entsprechenden beweglichen Halterungen 106 und 108 befestigt sind. Die Halterung 108 betätigt einen linearen Umformer 110, der über eine Verstärkung^» und Abgleichschaltung an ein nicht gezeichnetes digitales Einbaumeßgerät in der oben beschriebenen Weise angeschlossen ist. Der Umformer 110 ist elastisch vorgespannt und drückt zum Anziehen der Schlaufe des Streifens 104 die Halterungen 106 und 108 auseinander.

Unterhalb des Streifens und der Halterungen ist eine im allgemeinen ringförmige horizontale Scheibe 112 mit Hilfe eines Elektromotors 114 drehbar um ihre senkrechte Achse angeordnet. Der Motor 114 ist auf der Tragplatte 92 mit Schenkeln 96 angeordnet und weist einen Antriebsriemen 98 zum Antrieb der Scheibe 112 über die auf einer Achse 126 in einem Joch 128 angeordnete Rolle 124 auf, an denen die Scheibe 112 befestigt ist. Die Achse 126 ist an beiden Enden in Lagarn 130 in der Tragplatte und in der oberen Platte gelagert. Die Scheibe weist eine innere elliptisch© Mitnehmerfläche 116 und eine profilierte Außenkante 118 auf, welche bei einigen Drehstellungen in die Linie des Rohres 100 zur» Halterung eines in der Schlaufe des Streifens 104 angeordneten Stabes eindringt und in anderen Stellungen das Rohr 100 freilässt, so daß ein Stab durch das Rohr hindurch an der. Scheibe vorbeifallen kann.

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ORIGINAL INSPECTED

Die beiden fest an den entsprechenden Halterungen 106 und 108 angeordneten Exzenterrollen 120 mid 122 kommen mit der Mitnehmerfläche 116 in diametral gegenüberliegenden Stellungen in Eingriff. Die elastische Vorspannung des Umformers 110 drückt die Exzenterrollen auseinander und in Eingriff mit der Kurvenscheibe 112, wobei durch Drehung der Kurvenscheibe in entsprechender Weise die Exzenterrollen gegen die Vorspannung unter Entspannung der Schlaufe dem Streifen 104 zum einen zusammengezogen werden und andererseits die Möglichkeit haben, sich unter der Wirkung der Vorspannung zum Anziehen der Schlaufe voneinander zu trennen.

Im Betrieb wird die Wirkungsweise des Motors von Fotozellenschaltern oder Lichtschranken 132 und 134 sowie nicht gezeichneten Zeitschaltern gesteuert. Die auf dem Meßkopf 90 mit einer Klammer 136 angeordnete Lichtschranke 134 weist eine Lichtquelle und ein lichtempfindliches Element auf gegenüberliegenden Seiten am Rande der Scheibe 112 auf. Die Lichtschranke 132 ist, wie scheraatisch in Fig. 10 und 11 angedeutet, mit einer Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Element oberhalb der Scheibe 112 an einander gegenüberliegenden Punkten des Raumes angeordnet, der von einem Stab in der Meßstellung eingenommen wird, wenn dieser seine Stellung auf der Scheibe 112 zur Messung durch den Streifen 104 eingenommen hat,

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist am besten anhand der Fig. 11 bis 13 verständlich, welche die Scheibe in den verschiedenen Drehstellungen zeigt. Erkennbar ist die Lichtschrankte 132 ständig geschlossen, wenn sie nicht durch die Anwesenheit eines Stabes unterbrochen ist. Die Lichtschranke 134 ist nur geschlossen, wenn eines der Löcher 138 oder eine der profilierten Außenkanten 140 der Scheibe 112 sich zwischen der Lichtquelle und der Fotozelle befindet. In der Stellung nach Fig. 11 erhalten beide Fotozellen Licht und der Motor und die Scheibe sind in dieser Stellung angehalten, wobei di· Exzenterrollen 120 und 122 am dichtesten beieinander stehen und

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die Schlaufe im Streifen 104 ihren größten Durchmesser aufweist. Ein durch das Rohr 100 gefallene¹ Stab ruht auf der Scheibe 112 und unterbricht die Lichtschranke 132, wodurch der Motqr* 114 zur Drehung der Scheibe 112 in die Stellung nach iFlg₀ 12 betätigt wird. Wird die Lichtschranke 134 wieder geschlossen, so wird der Motor 114 zeitweilig aberregt₉ um die Scheibe 112 für eine kurze Zeitspanne in der Stellung nach Fig_a 12 zu * * halten. Während dieser Drehung bleibt der Stab Immer noch auf der Scheibe 112 und die Exzenterrollen .trennsasich voneinander auf den von dem Stab bestimmten größten Abstand* da der Streifen 104 unter der Wirkung der elastisches, "Vorspannung d#s Umformers sich so eng wie möglich an dea Stab anlegt, Naeii Ablauf eier Zeitspanne, in der die Messung des Stabes wie oben SFlIutsrt angezeigt wird, startet der- Motor von nsusiß und bewegt lie Scheibe in die Stellung nach FIg₀ ί3$ in äer die B3üs©nterrollea unter Entspannung der um den Stab gewundenen Schlaufe im Streifen 104 zusammengezogen sind und ü®r- nicht mehr von der Scheibe 112 gehaltene Stab aus dem Rohr 100 herausfällt,, Nach dem Herausfallen des 3tab@s ist di© Lichtschranke 132 wieder geschlossen und die Lichtschranke 134 geöffnet, bo daß der Motor τοπ neuem startet und .die Scheibe 112 in eine Stellung nach Fig* 11 bringt, in der beide Lichtschranken geschlossen sind und der Motor angehalten wird, wenn die Schlaufe dss Streifens 104 ihren größten Durchmesser erreicht hat und aur Durchführung einer Messung ©inen neuen Stab aufnehmen kann.

Vorzugsweise ist am Meßkopf 90 ein Vibrator 142 zur Einstellung des Streifens vor der Messung jedes neuen Stabes angeordnet, der vorzugsxireise automatisch betätigt wird, wenn die Scheibe die Stellung nach Pig, 12 erreicht hat«

Obwohl die beschriebene Vorrichtung im wesentlichen anhand der» Messung des Umfanges von Zigarettenfiltern erläutert worden ist, ist klar, daß sie ganz" allgemein zur Uisfangsiaessung von ^! Stäben geeignet und "verwendbar ist» Weiterhin ist einsichtig,

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daß trotz der Berücksichtigung von Bezugspunkten diese lediglich im übertragenen Sinne gemeint sind und nicht notwendigerweise die beiden Halterungen erkennbare Bezugspunkte laufweisen müssen.

Weiterhin ist klar, daß verschiedene Veränderungen an den beschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden können; beispielsweise ist bei der Ausführungsform nach Fig. 8 bis 13 die Scheibe 112 so ausgebildet, daß bei einer vollständigen Umdrehung zwei Meßzyklen durchgeführt werden können. Obwohl dies offenbar die einfachste Anordnung ist, kann die Scheibe selbstverständlich auch zur Durchführung von einem oder von mehr als zwei Meßzyklen bei jeder vollständigen Umdrehung ausgebildet sein. D_arüber hinaus können bei der Scheibe 112 die angegebenen profilierten Ausschnitte an ihrer Außenkante durch geeignet geformte Schlitze im Ringteil der Scheibe ersetzt werden. Bei einer anderen Ausführungsform brauchen die"Elemente der Lichtschranke 134 nicht auf beiden Seiten der Mitnehmerscheibe 112 angeordnet werden, sondern können auf beiden Seiten einer weiteren, zentrierten und drehbar auf eine Achse 126 angeordneten Scheibe angeordnet sein, welche mit einem Loch oder Löchern zur geeigneten Verbindung zwischen der Lichtquelle und dem lichtempfindlichen Element der Lichtschranke 134 versehen ist, so daß der richtige Ablauf der Wirkungsweise bei der Drehung der Achse 126 sichergestellt ist. All diese Abwandlungen oder beliebig· Kombination von zweien oder mehreren lassen sich bei der Ausführungsform nach Fig. 8 bis verwenden.

Patentansprüche: - 18 -

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Claims

Patentansprüche

(Vy Vorrichtung zum Messen des Urafanges bzw. des Durchmessers von stabförmigen Gebilden, gekennzeichnet durch einen über einen mittleren Teil zu einer geschlossenen Schlaufe gebogenen Streifen, dessen zwei Enden sich von der Schlaufe in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, durch zwei an den jeweiligen Enden des Streifens befestigte Halterungen, die zur Vergrößerung oder Verringerung des Schlaufenumfanges aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, und durch eine auf den Abstand zweier auf jeweils einer Halterung angeordneten Bezugspunkte ansprechende Vorrichtung, welche die Größe der Schlaufe anzeigt.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Streifen eine im Abstand von einem Ausschnitt oder einer öffnung angeordnete Zunge aufweist, die durch die öffnung zur Bildung einer geschlossenen Schlaufe hindurchgesteckt ist.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Enden des schlaufenförmigen Streifens fest an entsprechenden, voneinander getrennten Platten befestigt sind, die ihrerseits jeweils auf einer der beiden Halterungen befestigt sind und die nach innen gerichtete, um einen Teil des Umfanges der Schlaufe bogenförmig verlaufende Enden aufweisen.
4. Meßvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Enden der Platten jeweils einen 90°-Bogen aufweisen, so daß sie beim Zusammenstoßen eine Überdeckung der Schlaufe bilden.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eines der freien.Innenenden der Platten eine tangential vorstehende Zunge auf v/ei st, die beim Trennen der Platten zum Anziehen der Schlaufe zur Halterung der Plätten in Ausfluchtung beiträgt.

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6. Meßvorrichtimg nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Halterung fest angeordnet und die andere bezüglich der ersten bewegbar ist.
7. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daS beide Halterungen bewegbar sind.
8. Meßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Halterungen aneinander angelenkt sind, so daß sie sich bei ihrer Bewegung aufeinander zu oder voneinander weg in einem festen Verhältnis zueinander verschieben,
9. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebungsverhältnis eins zu eins ist.
10. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die bewegliche Halterung oder zumindest eine der beweglichen Halterungen bei ihrer Bewegung einen Umformer betätigt, der die Lageveränderungen in elektrische Signale zur Anzeige der Größe der Schlaufe umformt.
11. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Halterungen elastisch gegeneinander vorgespannt sind,
12. Meßvorrichtung nach Anspruch 10 und 11', dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halterungen vom Umformer elastisch gegeneinander vorgespannt sind.
13. Meßvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des oder der beweglichen Halterungen von einer Kurvenscheibe gesteuert wird, daß die bewegliche Halterung oder die beweglichen Halterungen starr an

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einer Exzenterrolle zum Eingriff mit der Kurvenscheibe befestigt sind, und daß die Kurvenscheibe zwischen einer Stellung oder Stellungen in der oder denen die Halterungen gegen die elastische Vorspannung unter Entspannung der Schlaufe zur Aufnahme oder zum Loslassen eines Stabes zusammengezogen werden, und einer Stellung oder Stellungen bewegbar ist, welche es ermöglicht oder ermöglichen, daß die Halterungen unter Wirkung der Federvorspannung sich voneinander trennen und die Schlaufe zur Durchführung einer Messung eines StabeErgreift.
14.Meßverrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe einen im allgemeinen ringförmigen Körper mit einer inneren Kurvenscheiben-Umfangsflache eluhi Eingriff mit der oder den Exzenterrollen aufweist, die Kurvenscheibe drehbar angeordnet ist und die Kockenscheibenflache ein derartiges Profil aufweist, daß bei einer Drehung die Halterungen nacheinander zur Entspannung der Schlaufe zusammengezogen werden und sich anschließend unter der Wirkung der Federvorspannung zum Anziehen der Schlaufe vrieder voneinander trennen.
15.Meßvorrichtung nach Anspruch *4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Halterungen bewegbar angeordnet sind, daß die innere Kurvenseheiben-Umfangsfläche im allgemeinen elliptisch ist, und daß die Exzenterrollen der beiden Halterungen an diametral einander gegenüberliegenden Punkten der Ellipse angeordnet sind.
16. Meßvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch .gekennzeichnet , daß die Bewegung der Kurvenscheibe durch einen Motor erfolgt.
17. Meßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Motors zur Drehung der Kurvenscheibe durch Fotozellen gesteuert ist.
18. Meßvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung in der Weise arbeitet, daß

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die Drehung der Kurvenscheibe zur Bewegung der Halterungen in ihre geschlossene Stellung bei maximalem Umfang der Schlaufe die Kurvenscheibe in eine Stellung bringt, in der der Motor, angehalten wird, daß das Einsetzen eines Eich- oder Teststabes durch die entspannte Schlaufe den Motor betätigt, der die'Kurvenscheibe in eine zweite Stellung dreht, in welcher die Halterungen unter der Wirkung der elastischen Vorspannung zum Anziehen der , um den Stab geschlungenen Schlaufe sich voneinander getrennt haben und in welcher der Motor zeitweilig angehalten wird, um die Anzeige der Messung des Stabes zu ermöglichen, woraufhin der Motor erneut startet und die Kurvenscheibe in eine dritte Stellung dreht, in der die Halterungen teilweise zur Entspannung der Schlaufe zum Loslassen des Stabes teilweise in ihre benachbarte Stellung gezogen werden und in der der Motor angehalten wird, und daß das Entfernen des Stabes den Motor betätigt, der dann die Kurvenscheibe in ihre erste Stellung zurückbewegt.
19. Meßvorrichtung nach /nspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen mit senkrecht verlaufender Achse der Schlaufe und die Kurvenscheibe mit parallel zur Achse der Schlaufe verlaufender Achse angeordnet sind, und daß die Kurvenscheibe so ausgebildet ist, daß sie in den ersten und zweiten Stellungen einen Anschlag zur Halterung eines in die Schlaufe eingesetzten Stabes bildet und es in ihrer dritten Stellung ermöglicht, daß der Stab durch die Schlaufe hindurch und an der Kurvenscheibe vorbei fällt.
20. Meßvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 19, gekennzeichnet .durch einen die Vorrichtung in Schwingungen versetzenden Vibrator, der eine Einstellung der um den Stab geschlungenen Schlaufe des Streifens vor jeder Anzeige der Messung des Stabes sicherstellt.
21. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen symme-crisch bezüglich einer Längsachse ausgebildet, so daß beim Auseinanderziehen seiner Enden/

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die um den Stab gelegte Schlaufe in Eingriff zu bringen, keine resultierende Drehbewegung auf den Stab ausgeübt wird.
22. Streifen zur Umfangsmessung, gekennzeichnet durch eine in Längsrichtung im Abstand von einer Zunge angeordnete Öffnung oder einen Ausschnitt im Streifen, durch welchen die Zunge zur Bildung einer geschlossenen Schlaufe hindurchführbar ist, wobei die freien Enden des Streifens sich voneinander fort erstrecken.
23. Streifen nach Anspruch 22, dessen Zunge durch die öffnung zur Bildung der geschlossenen Schlaufe hindurchgeführt und dessen freie Enden fest an den entsprechenden Platten befestigt sind.
24. Streifen nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich net, daß die nach innen gerichteten Enden der Platten sich um einen Teil des Schiaufenumfanges toogenförmig aufeinander zu erstrecken.
25. Streifen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
weisen.

net, daß die Enden der Platten jeweils einen 90°-Bogen auf-
26. Streifen nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich net, daß das innere Ende mindestens einer der Platten ©ine tangential vorstehende Zunge aufweist, die bei deren Trennung zur Aufrechterhaltung der ausgefluchteten Stellung der Platten beiträgt.
27. Verfahren zur Messung und. Anzeige der Größe des Querschnittes bzw. des Umfanges eines Stabes, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

a) Anordnen eines Streifens zu einer geschlossenen Schlaufe, wobei die beiden gegenüberliegenden Enden des Streifens

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sich von der Schlaufe in entgegengesetzte Richtungen erstrecken,

b) Einsetzen ^ines Stabes axial durch die Schlaufe, ' _t

c) Auseinanderzifehen der einander gegenüberliegenden Enden des Streifens, um die Schlaufe um den Stab einzuziehen,

d) Erhalten einer Anzeige des Abstandes zwischen fest vorgegebenen Bezugspunkten einerseits und Bezugspunkten auf öen gegenüberliegenden Enden des Streifens andererseits, sobald dieser um den Stab angezogen ist, und

e) Vergleichen der gemessenen Anzeige mit einer in gleicher Weise erhaltenen Anzeige, bei der die Schlaufe um einen Stab bekannter Querschnitts-Abmessungen angezogen worden ist.

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