DE2808532C2

DE2808532C2 - Tastlehre für die mittels einer Einrichtung zur Meßwerterfassung erfolgende Dickenmessung

Info

Publication number: DE2808532C2
Application number: DE2808532A
Authority: DE
Inventors: Tor Grotnes Saratoga Calif. Larsen; Pekka Matti Typpo; Gunnar Cupertino Calif. Wennerberg
Original assignee: Measurex Corp
Current assignee: Honeywell Measurex Corp
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1978-02-28
Publication date: 1991-05-29
Also published as: SE7802363L; JPS625602Y2; JPS5860203U; SE440953B; CA1079957A; FI71615B; FI71615C; DE2808532A1; FR2382673A1; FR2382673B1; JPS53134467A; FI780519A; GB1551607A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tastlehre für die mittels einer Einrichtung zur Meßwerterfassung erfolgende Dickenmessung einer sich in Richtung vom vor-

65 deren zum hinteren Ende der Tastlehre in einer Tastebene fortlaufend bewegenden dünnen Materialbahn mit zwei sich gegenüberstehenden Tastkappen, die gelenkig und federnd an einem Grundgestell gelagert sind und deren Tastflächen parallel zur Tastebene liegen.

Es sind bereits verschiedene Ausführungsfonnen von Tastlehren dieser und ähnlicher Art bekannt (DE-AS 1112 307, CH-PS 2 95 116, US-PS 33 04 615).

Grundsätzlich sind zwei Arten von Dickenmeßlehren zu unterscheiden, nämlich berührungsfreie Meßlehren und mit dem zu messenden Material oder Werkstück in Berührung gelangende Tastlehren. Eine berührungsfreie Meßlehre ist in der US-PS 35 28 002 beschrieben. Theoretisch sind berührungsfreie Meßlehren mindestens ebenso gut und vielleicht noch besser geeignet, weil durch sie das Material, dessen Dicke gemessen werden soll, nicht durch Berührung verunreinigt oder beschädigt werden kann. Dennoch müssen bei manchen Anwendungen wie z. B. bei der Papierherstellung Tastlehren eingesetzt werden, weil Papier eine gewisse Kompressibilität aufweist und eine Dickenmessung des Papiers mittels einer Tastlehre einen anderen Meßwert ergibt als eine Dickenmessung mittels einer berührungsfreien Meßlehre. In den Vereinigten Staaten haben sich die Papierhersteller zu einem Verband (TAPPI) zusammengeschlossen, der Normen für die Papierherstellung entwickelt hat. Die TAPPI-Norm schreibt vor, daß die Dickenmessung mittels einer Tastlehre unter einem bestimmten Anlagedruck zu erfolgen hat. Eine bekannte Tastlehre für diesen Zweck ist in der US-PS 38 28 248 beschrieben.

Die bisher bekannten Tastlehren sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß sie dazu neigen, sehr dünne Materialbahnen wie z. B. Zellgewebe zu zerreißen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zur Dickenmessung bestimmte Tastlehre der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß Beschädigungen der Materialbahn, insbesondere durch Einreißen, nach Möglichkeit ausgeschlossen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung einer solchen Tastlehre sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Tastlehre,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den ersten Meßkopf 16 der in r i g. 1 dargestellten Tastlehre mit Blickrichtung auf die Ebene 2-2,

Fig.3 eine Draufsicht auf den einen Meßkopf 116 einer weiteren Ausführungsform und

F i g. 4 eine Draufsicht auf den einen Meßkopf 216 einer weiteren Ausführungsform einer Tastlehre gemäß der Erfindung.

In F i g. 1 ist eine Tastlehre 10 in Verbindung mit einer Materialbahn 12 veranschaulicht, welche sich in Pfeilrichtung 14 in einer Tastebene vom vorderen zum hinteren Ende der Tastlehre 10 bewegt. Die Tastlehre 10 besteht aus einem auf der einen Seite der Materialbahn 12 angeordneten ersten Meßkopf 16 und einem auf der anderen Seite der Materialbahn 12 angeordneten zweiten Meßkopf 18. Die beiden Meßköpfe 16 und 18 sind symmetrisch zur Tastebene angeordnet und gleich gestaltet.

Der erste Meßkopf 16 umfaßt eine erste Grundplatte 20 und eine erste Schrägfläche 22 zwischen der Grundplatte 20 und der Materialbahn 12. Die Schrägfläche 22 ist an ihrem einen Ende im vorderen Bereich der Tastlehre 10 an der Grundplatte 20 angelenkt Ein elastisches Verbindungsglied in Form eines ersten Balgens 24 verbindet das andere Ende der ersten Schrägfläche 22 im hinteren Bereich der Tastlenre 10 mit der Grundplatte 20. Der Balgen 'iA steht praktisch senkrecht zur Materialbahn 12. An dem anderen Ende der ersten Schrägfläehe 22 ist eine erste Kappe 26 an dem freien Ende des ersten Balgens 24 angebracht; sie weist eine Oberfläche 28 auf, die in ihrem hinteren Bereich praktisch parallel zur Tastebene und damit zur Materialbahn 12 ausgerichtet ist und in ihrem vorderen Bereich eine Anlauffläehe 30 aufweist, die abgerundet sein kann.

Der zweite Meßkopf 18 ist symmetrisch zur Tastebene angeordnet und hat die gleiche Gestalt wie der erste Meßkopf 16. So weist der zweite Meßkopf 18 eine zweite Grundplatte 32, eine zweite Schrägfläche 34 und einen zweiten Baigen 36 auf, welche in gleicher Weise wie die erste Grundplatte 20, die erste Schrägflächc 22 und der erste Balgen 24 des ersten Meßkopfes 16 miteinander verbunden sind. In gleicher Weise wie die erste Kappe 26 mit dem ersten Balgen 24 verbunden ist, ist auch an dem zweiten Balgen 36 eine zweite Kappe 38 angebracht, die ebenfalls eine in ihrem hinteren Bereich praktisch parallel zur Tastebene und damit zur Materialbahn 12 verlaufende Oberfläche 40 und in ihrem vorderen Bereich eine Anlauffläche 42 aufweist Der erste und der zweite Meßkopf 16 und 18 sind so angeordnet, daß beide Balgen 24 und 36 praktisch koaxial zueinander ausgerichtet sind. Bei Ausführung einer Messung mit der Tastlehre 10 stehen die erste Kappe 26 und die zweite Kappe 38 in Berührung mit der Materialbahn 12, wobei sich die erste Kappe 26 unmittelbar gegenüber der zweiten Kappe 38 befindet

Anstelle der beiden Balgen 24 und 36 können auch elastische Verbindungsglieder von anderer Ausführung vorgesehen sein. Balgen werden jedoch vorzugsweise verwendet, da sie zur Unterbringung elektronischer Bauelemente zur Dickenbestimmung der zwischen den Kappen hindurchlaufenden Materialbahn 12 geeignet sind. Solche elektronischen Bauelemente können aus einer im ersten Balgen 24 angeordneten Magnetspule bestehen, die mit einer aus einem Werkscoff von magnetischer Suszeptibilität bestehenden zweiten Kappe 38, etwa aus Eisen oder Ferrit, zusammenwirkt Derai tige elektronische Meßvorrichtungen sind bereits bekannt und beispielsweise in der US-PS 38 78 248 beschrieben. Abgesehen von elektronikbedingten Werkstoffvorgaben können die Grundplatten 20 und 32 und die Schrägflächen 22 und 34 aus einem beliebigen Werkstoff wie z. B. einem Metall oder einem Kunststoff hergestellt sein.

Die Tastlehre 10 weist mehrere Vorteile auf, die sie besonders gut zur Dickenmessung dünner Folien wie z. B. von Zellstoffgeweben geeignet machen. Ein Vorteil ist darin zu sehen, daß bei der Tastlehre 10 die einzigen auf Dickenschwankungen der Materialbahn 12 beweg- ω lieh ansprechenden Bauteile aus den Balgen 24 und 36 bestehen, welche sich entsprechend unterschiedlichen Dicken der Materialbahn 12 zusammenziehen bzw. ausdehnen. Die Balgen 24 und 36 sind wesentlich weniger massiv als die erste oder zweite Grundplatte 20 und 32. Solche leichten, nur wenig massiven beweglichen Bauteile wie die Balgen 24 und 36 bewirken, daß bei Dickenschwankungen eine nur sehr geringe Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Beschädigungen oder Einreißen der Materialbahn während des Meßvorgangs besteht

Ein anderer Vorteil der Tastlehre 10 ergibt sich durch die Anlaufflächen 30 und 42 an den beiden Kappen 26 und 38. Diese bilden zusammen eine Kurvenführung für die zwischen die Kappen 26 und 38 eintretende und mit diesen in Berührung gelangende Materialbahn 12, wodurch wiederum die Reißneigung vermindert wird. Schließlich ist das Zusammenspie' der Balgen 24 und 36 und der Schrägflächen 22 und 34 zu nennen. Die größte Reißwahrscheinlichkeit besteht bei einer Dickenzunahme der Materialbahn 12. In diesem Falle ziehen sich die Balgen 24 und 36 zusammen, wobei sich gleichzeitig die Schrägflächen 22 und 34 verschwenken und eine schmaler werdende V-förmige Einführung bilden, durch welche die Möglichkeit des Hängenbleibens und Reißens noch weiter herabgesetzt wird.

Fig.3 zeigt eine Draufsicht auf einen ersten Meßkopf 116 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tastlehre. D' .ser erste Meßkopf 1IS liegt einer (nicht dargestellter») Materiaibahn 12 in gleicher Weise gegenüber wie der erste Meßkopf 16 bei der Ausführungsform nach F i g. 1, wobei sich die Materialbahn 12 in Pfeilrichtung 114 vom vorderen zum hinteren Ende der Tastlehre bewegt. Der erste Meßkopf 116 umfaßt eine erste Grundplatte 120 und eine erste Schrägfläche 122. Das eine Ende der ersten Schrägfläche 122 ist im vorderen Bereich des ersten Meßkopfs 116 an der ersten Grundplatte 120 angeknkt Ein (nicht dargestellter) erster Balgen verbindet das andere Ende der ersten Schrägfläche 122 mit der ersten Grundplatte 120 im hinteren Bereich des ersten Meßkopfs 116. Der erste Meßkopf 116 liegt in einer solchen Weise über der Materialbahn 12, daß der Balgen praktisch senkrecht zur Tastebene bzw. zur Materialbann 12 steht. Eine erste Kappe 126 ist an dem freien Ende des ersten Balgens 126 befestigt; sie befindet sich in Nähe des zweiten Endes der ersten Schrägfläche 122. Die erste Kappo 126 weist eine in ihrem hinteren Bereich praktisch parallel zur Tastfläche bzw. zur Materialbahn 12 ausgerichtete Obe: iläche 128 und in ihrem vorderen Bereich eine Abrundung 130 auf. Die Grundplatte 120, die Schrägfläche 122, der Balgen und die Kappe 126 sind somit ;n gleicher Weise ausgebildet wie die erste Grundplatte 20, die erste Schrägfläche 22, der erste Balgen 24 und die erste Kappe 26 bei der anhand F i g. 2 beschriebenen ersten Ausführungsform und haben im wesentlichen gleiche Arbeitsweise. Der erste Meßkopf 116 weist jedoch außerdem einen ersten Stift 129 auf. Dieser ist praktisch senkrecht zu dem einen Ende der ersten Schrägfläche 122 angeordnet. Das eine Ende des Stifts 129 ist an der ersten Schrägfläche 122 angebracht Sein anderes Ende ist im "jrderen Bereich an der ersten Grundplatte 120 angebracht. Der erste Stift 129 ist mit der ersten Schrägfläche 122 in der Wc'^e verbunden, daß sich dm Schrägfläche 122 um den Stift 129 verdrehen kann. Das kann in der Weise ermöglicht sein, daß die erste Schrägfläche 122 mit einer Bohrung versehen ist, in welche der erste Stift 129 eingreift Zur leichten Drehbarkeit muß natürlich die Bohrung etwas größer sein als der Durchmesser des ersten Stifts 129. Eine Tastlehre mit einem Meßkopf 116 entsprechend der Ausführungsform viach Fig.3 weist selbstverständlich zwei in gleicher Weise ausgebildete und auf beiden Seiten der Materialbahn 12 entsprechend der Darstellung in F i g. 1 angeordnete Meßköpfe auf.

In Fig.4 ist eine Draufsicht auf einen Meßkopf 216 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform darge-

stellt. Dieser erste Meßkopf 216 liegt der (hier nicht dargestellten) Materialbahn 12 in gleicher Weise gegenüber wie der erste Meßkopf 16 bei der Ausführungsform nach Fig. 1, wobei sich die Materialbahn Ϊ2 vom vorderen zum hinteren Ende des ersten Meßkopfs 216 hin bewegt. Der erste Meßkopf 216 umfaßt eine erste Grundplatte 220 und eine erste Schrägfläche 222. Das eine Ende der ersten Schrägfläche 222 ist im vorderen Bereich des ersten Meßkopfs 216 an der ersten Grundplatte 220 angelenkt. Ein (nicht dargestellter) erster BaI-gen verbindet das andere Ende der ersten Schrägfläche 222 im hinteren Bereich des ersten Meßkopfs 216 mit der ersten Grundplatte 220. Der erste Meßkopf 216 liegt der Materialbahn 12 in der Weise gegenüber, daß der Balgen praktisch senkrecht zur Materialbahn 12 steht. Eine an dem freien Ende des ersten Balgens befestigte erste Kappe 226 befindet sich in Nähe des anderen Endes eier ersten Schrägfiäche 222 und weist eine in ihrem hinteren Bereich praktisch parallel zur Materialbahn 12 ausgerichtete Oberfläche 228 und in ihrem vorderen Bereich eine Abrundung 230 auf. Die erste Grundplatte 220, die erste Schrägfläche 222. der ersten Balgen und die erste Kappe 226 sind somit in gleicher Weise wie die erste Grundplatte 20, die erste Schrägfläche 22, der erste Balgen 24 und die erste Kappe 26 entsprechend der zuerst beschriebenen Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 ausgebildet und haben praktisch gleiche Arbeitsweise. Außerdem umfaßt der erste Meßkopf 216 einen ersten Stift 229, der praktisch senkrecht zu dem einen Ende der ersten Schrägfläche 222 ausgerichtet ist und der mit seinem einen Ende an der ersten Schrägfläche 222 und mit seinem anderen Ende an der ersten Kappe 226 angebracht ist. Die Anbringung des ersten Stifts 229 an der ersten Schrägfläche 222 gestattet ein Verdrehen dieser um den Stift 229. Dazu kann die erste Schrägfläche 222 mit einer Bohrung versehen sein, in welche der erste Stift 229 eingreift, wobei zur leichten Drehbarkeit die Bohrung etwas größer sein muß als der Durchmesser des ersten Stifts 229. Eine mit einem Meßkopf 216 entsprechend der Ausführungsform nach Fig.4 ausgebildete Tastlehre 10 umfaßt natürlich ebenfalls zwei gleichgestaltete Meßköpfe zu beiden Seiten der Materialbahn wie in Fig. 1.

Ein besonderer Vorteil der Ausführungsformen nach den F i g. 3 und 4 besteht darin, daß die Schrägflächen 122 und 222 einen weiteren Freiheitsgrad aufweisen. Dadurch wird die Kappe 126 bzw. 226 bei ihrer Gleitbewegung über die Materialbahn 12 weniger starr gehalten, so daß sie einer geringeren mechanischen Beanspruchung und ein^em geringeren Verschleiß ausgesetzt ist Infolgedessen weist die erfindungsgemäße Tastlehre eine längere Lebensdauer auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims

Patentansprüche:

1. Tastlehre für die mittels einer Einrichtung zur Meßwerterfassung erfolgende Dickenmessung einer sich in Richtung vom vorderen zum hinteren Ende der Tastlehre in einer Tastebene fortlaufend bewegenden dünnen Materialbahn mit zwei sich gegenüberstehenden Tastkappen, die gelenkig und federnd an einem Grundgestell gelagert sind und deren Tastflächen parallel zur Tastebene liegen, dadurch gekennzeichnet,

daß das Grundgestell symmetrisch zu beiden Seiten der Tastebene angeordnete Meßköpfe (16,18) von im wesentlichen gleichem mechanischen Aufbau mit je einer Grundplatte (20,32; 120; 220) aufweist die je eine der beiden Tastkappen (26,38; 126; 226) trägt,
daß am vorderen Teil jeder Grundplatte (20,32; 120; 220) eine sich zwischen dieser und der Tastebene erstreckende Strebe (22,34; 122; 222) gelenkig angebracht ist, deren anderes Ende durch ein elastisches Verbindungsglied (24,36; 124; 224) mit zur Tastebene senkrechter Achse mit dem hinteren Teil der jeweiligen Grundplatte (20,32; 120; 220) verbunden ist und daß die jeweils einer Seite der Tastebene zugeordnete Tastkappe (26, 38; 126; 226) an dem mit dem entsprechenden Ende der Strebe (22. 34; 122; 222) verbundenen elastischen Verbindungsglied (24, 36; 124; 224) angebracht ist und jedenfalls im Bereich des hinteren "leils ihrer Tastfläche (28, 40; 128; 228) als breite, zur TastebeiK prak:"jch parallele ebene Räche ausgebildet ist

2. Tastlehre nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Tastkappen (26, 38; 126; 226) eine mit der Materiaibahn (12) in Berührung gelangende Oberfläche (28, 40; 128; 228) aufweist.

3. Tastlehre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite elastische Verbindungsglied (24,36; 124; 224) einen Balgen aufweist.

4. Tastlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen elastischen Verbindungsglied (24,36; 124; 224) eine Magnetspule angeordnet ist.

5. Tastlehre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem anderen elastischen Verbindungsglied (36) angebrachte Tastkappe (38) einen Werkstoff mit magnetischer Suszeptibilität aufweist.

6. Tastlehre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Strebe (22, 34; 122; 222) um einen zu dem einen Ende der Strebe (22, 34; 122; 222) senkrecht stehend angeordneten und an der Grundplatte (20, 32: 120; 220) oder an der Tastkappe (26, 38; 126; 226) angebrachten Stift (129, 229) verdrehbar gelagert ist.

7. Tastlehre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil der Tastkappe (26,38; 126; 226) eine abgerundete Anlauffläche (30, 42; 130; 230) aufweist.