DE2730654A1 - Detektoreinrichtung fuer die messung von langgestreckten gegenstaenden - Google Patents

Description

17 650/1

S.E.T.I.M., 24, place des Vosges, F - 54000 Nancy

Detektoreinrichtung für die Messung von langgestreckten Gegenständen

809821/OSiS

Beschreibung o^oncr/

j 2/30654

Die Erfindung betrifft eine Detektoreinrichtung für die Längenmessung insbesondere von langgestreckten Produkten der Eisenverhüttung.

Es existieren Detektoreinrichtungen, bei denen eine sehr spezielle, auf die Anmelderfirma zurückgehende Messmethode zur Anwendung kommt und die im Prinzip die Form einer Sender/Empfängeranordnung für Lichtstrahlen aufweisen. Diese Einrichtungen benutzen als Empfänger eine lichtleitende Stange, die an jedem ihrer Enden mit lichtempfindlichen Elementen verbunden ist. Die lichtleitenden Elemente sind von einem beweglichen Zylinder umgeben, der einen oder mehrere Ausschnitte aufweist,und werden durch einen Schrittmotor in Rotation versetzt. Der Drehzylinder ist selbst von einem lichtundurchlässigen Zylinder umgeben, der eine rechteckige, längsgerichtete öffnung aufweist, die sich längs einer Erzeugenden erstreckt. Diese dient zur Hindurchleitung eines Lichtbündels, das durch eine Beleuchtungsrampe erzeugt wird, wobei die Beleuchtungsrampe durch eine Leuchtröhre und einen Parabolreflektor gebildet wird.

Die Rotation des Zylinders bewirkt eine Verschiebung eines Fensters oder eines Lichtbandes längs der rechteckigen Öffnung des feststehenden Zylinders.

Diese Art von Detektoreinrichtung hat den Nachteil, daß eine Anordnung komplexer und komplizierter Einzelteile erforderlich ist, die eine aufwendige Herstellung erfordern (z.B. der Parabolreflektor, das Licht-Leitrohr, den ausgeschnittenen Zylinder usw.).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Detektoreinrichtung zu vereinfachen und darüber hinaus der Einrichtung eine höhere Stabilität zu vermitteln und damit exakte Meßergebnisse zu liefern.

- 2 809821/0545

Erfindungsgeraäss wird diese Aufgabe "bei einer Detektoreinrichtung mit einer Sender/Empfängeranordnung zur Längenmessung langgestreckter, sich bewegender oder ruhender Gegenstände dadurch gelöst, daß ein Lichtstrahlenprojektor in Form einer Reihe von jeweils zwei senkrecht zueinander stehenden Beleuchtungswänden mit jeweils einer zentralen Lichtquelle vorgesehen ist, und daß ein Detektor einen auf einer Antriebsstange mit Schraubennuten sowie auf mindestens einer Führungsstange bewegbaren Träger umfasst, der eine auf das Ende eines Lichtführungsrohres gerichtete lichtempfindliche Zelle trägt.

Die Erfindung hat damit verschiedene Vorteile gegenüber der bekannten Einrichtung, nämlich eine höhere Genauigkeit, eine bessere Stabilität der Messungen, einen einfacheren Aufbau des Hechanismus, woraus die Verwendbarkeit einer grossen Anzahl von im Handel erhältlichen Teilen resultiert.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus den Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Sender/Empfängeranordnung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer abgewandelten Erapfängeranordnung auf nur einer Gleitstange;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Senderanordnung;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Empfängeranordnung, und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Empfängeranordnung.'

Die Detektoreinrichtung zur Längenmessung gemäß vorliegender Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Sender 1 zur Aussendung von Lichtstrahlen, der aus zwei zusammenhängenden Winkelschirmen aufgebaut ist, deren Schenkel senkrecht aufeinander stehen und λΙαλαμτ«/aeniE-ele Beleuchtung aufweisen.

Diese ist dazu bestimmt, ein paralleles Strahlenbündel 2 auszusenden. Weiterhin umfasst die erfindungsgemässe Einrichtung eine Empfängeranordnung 3, bestehend im wesentlichen aus einem beweglichen Träger 4, der für eine seitliche Verschiebung auf einer Antriebsstange 5 montiert ist, die an einen Elektromotor 6, beispielsweise einen Schrittmotor, angekuppelt ist. Der bewegliche Tiäger 4 gleitet außerdem auf einer oder mehreren Führungsstangen 7, die für die Verschiebebewegung eine vollkommende Stabilität gewährleisten.

Der bewegliche Träger 4 trägt auf seiner Vorderseite einen Ze11entrager-Block 8, der wiederum auf seiner Vorderseite eine photoelektrische Zelle 9 aufweist. Die photoelektrische Zelle 9 mündet am Ansatz eines Lichtführungsrohres 10, das senkrecht zur Vorderfläche der Zelle 9 angeordnet ist.

Der Innenaufbau des beweglichen Trägeis 4 ergibt sich im einzelnen aus den Figuren 4 und 3- Das Gehäuse des beweglichen Trägers 4 umfasst zwei symmetrische profilierte Teile 11 und 12, von denen jedes eine zylindrische Ausnehmung 13 bzw. 14 für die Hindurchführung der Antriebsstange 5 bzw. der Führungsstange 7 aufweist. Die Antriebsstange 5 besitzt eine Außenfläche in Form von vier Ebenen 15, die parallel zur Stangenachse verlaufen und an ihrer gemeinsamen Kante jeweils senkrecht aufeinander stehen. An ihrer gegenüberliegenden Kante befindet sich eine zur zugehörigen Ebene jeweils senkrechte Wand 16, deren Umfangsfläche als Schraube geformt ist. Die Steigung dieser Schraube ist so gewählt, daß sie vollkommen bei einer Umdrehung des Motors 6 durchlaufen wird, wobei die vertikale Wand 16 als Rollbahn für Rollelemente dient, beispielsweise für Kugeln 17, die von einer Achse 18 getragen werden. Die Achse 18 - für die oberen Rollkörper - ist fest an einem Trägerteil 19 mittels einer Querschraube 20 montiert. Die Achsen für die unteren Rollkörper sind mittels eines endseitigen Halteringes 21, der durch zwei Schrauben 22 fixiert ist, fest montiert.

Die zweite Ausnehmung 14 ist mit einer Kugelbüchse 22a ausgestattet, die zur Abstützung dient und die Verschiebung längs

809821/Ö54S " * "

der Führungsstange 7 erleichtert.

Weiterhin weist der bewegliche Träger 4, der einen wesentlichen Teil der Detektoreinrichtung ausmacht, auf seiner Vorderseite den bereits erwähnte Zellenträger-Block 8 auf, der die Form einer Gewindebüchse 23 hat. Die Gewindebuchse 23 bildet an ihrer Vorderseite ein zylindrisches Gehäuse 24, das die photoelektrische Zelle 9 enthält. Diese ist im Gehäuse an der gezeigten Position durch ein Zwischenstück 25 fixiert, das eine zentrale Lichtbohrung 26 aufweist. Das Zwischenstück 25 trägt auf der Vorderseite einen Ansatz 27 mit einer Gewindefläche, auf welche das Lichtführungsrohr 10 aufgeschraubt ist. Dieses wird durch ein rohrförmiges Element gebildet, dessen Innenraum 28 als Verlängerung der Lichtbohrung 26 einjustiert ist. Das Lichtführungsrohr 10 weist an seinem freien Ende eine Öffnung 29 auf (Fig. 1), die zur Aufnahme der Lichtstrahlen gedacht ist, welche von der Senderanordnung 1 längs seiner Achse ausgestrahlt werden.

Die Senderanordnung 1 umfasst mindestens zwei rechtwinklig zueinander stehende Doppelflächen 30 mit reflektierenden Wandungen, die gegenüber dem vorstehend geschilderten Empfänger angeordnet sind und jeweils in der Ebene ihrer Winkelhalbierenden senkrecht zur Kante der Schirmflächen und in der Mittelposition hierzu eine Lichtröhre 31 aufweisen, die bei 32 in einer Fassung 33 fixiert sind. Gespeist werden die Lichtröhren 31 über elektrische Leitungen 34. Diese Anordnung erlaubt die Ausbildung paralleler Lichtstrahlenbündel 2, die außerdem parallel zur Ebene der Winkelhalbierenden der zweiflächigen Schirme sind, da die Wendel der Lichtröhren geradlinig und in Längsrichtung der Lichtröhren verläuft. Daraus folgt, daß die Wendel 35 senkrecht zum Wendelkörper abstrahlt, woraufhin die abgegebenen Strahlen auf jeder der reflektierenden Schirmwandungen 36 und 37 der zweiflächigen Schirme unter einem Einfallswinkel von 45° reflektiert werden. Die Schirme bestehen beispielsweise aus

809821/0545

nichtoxydierendem Stahl.

Eine vereinfachte Ausführung der Empfängeranordnung nach der Erfindung ist in Figur 2 dargestellt. Bei dieser Ausführung hat der bewegliche Träger ebenfalls im wesentlichen die Formgestaltung einer Büchse 38, die an einer Seite ihrer Oberfläche einen Ansatz 39 als Träger für das lichtempfindliche Element 9 aufweist. Auf dem Ansatz 39 ist außerdem das Lichtführungsrohr 10 fest montiert.

Die Büchse 38, die den beweglichen Träger darstellt, ist verschiebbar auf einer Stange 40 mit glatter Umfangsfläche angeordnet und über Kugel-Eollkörper gelagert. Sie wird daher als "Eollbüchse" bezeichnet. Die Büchse 38 kann durch eine Einrichtung von außen her in Rotation versetzt werden, beispielsweise durch eine solche, wie sie bereits Gegenstand eines Patents der Anmelderin ist. Diese Einrichtung setzt sich aus einem Drehzylinder mit einem schraubenförmigen koaxialen Ausschnitt und einem feststehenden äußeren Zylinder zusammen, welcher längs einer seiner Erzeugenden eine Rechtecköffnung besitzt. Die Schnittfigur dieser beiden Öffnungen bildet ein Fenster 41 von im wesentlichen rautenförmiger Gestalt, das sich geradlinig über die Länge der Rechtecköffnung versetzt und auf diese Weise das Lichtführungsrohr 10 in seitlicher Richtung verschiebt. Dieses Fenster verkörpert sich als Kreuzungspunkt der beiden gezeichneten Linien, nämlich der gekrümmten Linie 43 und der zur Stange 40 parallelen Gerade 42.

Die vorstehend beschriebene vereinfachte Vorrichtung erfordert die Anwendung einer äußeren Dreheinrichtung und erscheint daher möglicherweise von geringerem Interesse trotz seiner prinzipiell sehr vereinfachten Ausführung.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere die Anordnung gemäß Figur 1 erlauben die Messung der Länge von Gegenständen, insbesondere von Produkten der Eisenverhüttung. Diese Messung vollzieht sich auf der Basis einer

- β - 809821/054S

überwachung der Änderung der Beleuchtungsdichte der Photozelle beim Übergang von einer Dunkelzone zu einer Beleuchtungszone durch Verschiebung des Gegenstandes selbst und/oder des beweglichen Trägers der Einrichtung, der die Empfängeranordnung 2 trägt. Es werden somit Messungen nm unbeweglichen Produkt durchgeführt, wobei letztlich ans Ende des Lichtführungsrohres beim Vorbeilaufen an der vorderen Stirnseite des Produkts die Beleuchtung der Zelle bewirkt und somit das Überwachungssignal abgibt, das den Motor anhält und folglich eine augenblickliche Messung erlaubt. Es ist jedoch auch möglich, Messungen am bewegten Teil bei dessen Vorbeilaufen durchzuführen. Die elektronische Schaltung ist dann so ausgeführt, daß sie die Steuerung des Motors in einer Weise erlaubt, daß das Ende des Lichtführungsrohres konstant der vorderen Stirnseite des zu vermessenden Produktes bis zum Ende der Bewegungsbahn der Empfängereinrichtung folgt. Die Messung wird dann dadurch beendet, daß das hintere Ende des zu vermessenden Produkts, das die Nutzlänge der Schiebestange 5 übersteigt, vorbeiläuft.

Insgesamt kennzeichnet^iomit die erfindungsgemässe Einrichtung durch einen Lichtprojektor, der durch eine Aufeinanderfolge von senkrecht zueinander stehenden Doppelfächen mit zentraler Beleuchtungsquelle gebildet wird. Weiterhin ist ein Detektorkopf vorgesehen, der auf einer Stange mit schraubenförmigen Nuten und mindestens einer Führungsstange bewegbar ist und der ein lichtempfindliches Element trägt, welches zu einer Lichtführung mündet. Die Lichtführung liegt gegenüber dem Lichtbündel. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist vor allem für die Messung von Produkten des Eisenhüttenwesens interessant.

809821/0545

-1-

s e

Claims (3)

1. Ansprüche

   j' i.yDetektoreinrichtung mit einer Sender/Empfänger-Anordnung zur Längenmessung langgestreckter, sich bewegender oder ruhender Gegenstände, insbesondere von Produkten der Eisenverhüttung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtstrahlensender (1) in Form einer Reihe von jeweils zwei senkrecht zueinander stehenden Beleuchtungswänden mit jeweils einer zentralen Lichtquelle vorgesehen ist, und daß ein Detektor (3) einen auf einer Antriebsstange (5) mit Schraubennuten sowie auf mindestens einer Führungsstange (7) bewegbaren Träger (4-) umfasst, der auf seiner Vorderseite eine auf das Ende eines Lichtführungsrohres (10) gerichtete lichtempfindliche Zelle (9) trägt.
2. 2. Detektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (5) vier zu ihrer Längsachse parallel verlaufende ebene Flächen (15) aufweist, von denen jeweils zwei senkrecht zueinander stehen und eine gemeinsame Verschneidungskante besitzen, und daß die vier ebenen Flächen (15) an ihrer der gemeinsamen Verschneidungskante gegenüberliegenden Berandung eine zur jeweiligen Fläche (15) senkrechte Wandung (16) aufweisen, deren Fläche als Schraubenwendel gestaltet ist und eine Steigung aufweist, daß sie bei einer Umdrehung eines Antriebsmotors (6) vollständig durchlaufen wird.
3. 3. Detektoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Senderanordnung (1) durch eine Doppelanordnung von jeweils zwei zueinander senkrecht stehenden reflektierenden Beleuchtungswänden gebildet wird, die der Empfängeranordnung gegenüber stehen, wobei in der Ebene der Winkelhalbierenden der Beleuchtungswände eine senkrecht zur Kante der Beleuchtungswände gerichtete und mittig angeordnete Lichtröhre (31) angeordnet ist.

   809821/0S4S

   ORIGINAL INSPECTED