DE3143454A1

DE3143454A1 - Vorrichtung zum messen von ueberzugsdicken auf kontinuerlich sich bewegendem material sowie verwendung der vorrichtung

Info

Publication number: DE3143454A1
Application number: DE19813143454
Authority: DE
Inventors: James A. Holler; Boris B. 14216 Buffalo N.Y. Joffe; Peter W. 14120 North Tonawanda N.Y. Raffelsberger; Jerry J. 14150 Tonawanda N.Y. Sprongr; William B. Stanton; John E. 14221 Williamsville N.Y. Tiebor
Original assignee: Twin City International Inc
Current assignee: Twin City International Inc
Priority date: 1981-01-23
Filing date: 1981-11-03
Publication date: 1983-02-03
Also published as: GB2091872B; JPH0216843B2; GB2091872A; JPS57137806A; DE3143454C2; US4383172A

Description

Vorrichtung zum Messen von Überzugsdicken auf kontinuierlich sich bewegendem Material sowie Verwendung der Vorrichtung

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Meßwesen und insbesondere auf ein neues und brauchbares System zur automatischen Dickemessung von Überzügen auf fortlaufend sich bewegendem Streifenmaterial, Bandmaterial und ähnlichem Material unter Anwendung von Strahlung wie etwa ß-Rückstreuung.

Die Technik der ß-Rückstreustrahlung zum Messen ultradünner Überzugsdicken, ist u.a. aus der USA-Patentschrift 3 132 248 bekannt und zur Verwendung in Verbindung hiermit sind mannigfache Arten an Vorrichtungen entwickelt worden. Oftmals wird das Werkstück auf einen Meßtisch gebracht, welcher einen mit Löchern versehenen Träger für das Werkstück in arbeitsmäßiger Ausrichtung mit einer Strahlungsquelle und einer Uachweisvorrichtung aufweist (z.B. USA-Patentschrift 3 115 577). Wo es entweder unpraktisch oder unmöglich ist, das Werkstück auf einen solchen Tisch zu bringen, wird eine bewegliche Meßsonde verwendet, wobei die bewegliche Sonde entweder direkt auf das Werkstück oder auf eine getrennte Trägeroberfläche für ein solches Werkstück gebracht wird. Die USA-Patentschrift 3 529 158 zeigt eine Art einer solchen beweglichen Sonde.

Oft ist es erwünscht, die Überzugsdicke auf einem kontinuierlich sich bewegenden Streifen- oder Bandmaterial zu messen, beispielsweise wenn das überzogene Material aus der Überziehungsvorrichtung kommt. Dies gestattet die Durchführung angemessener Einstellungen beim Überziehungsvorgang bzw. an der Vorrichtung während der

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Herstellung des überzogenen Materials. Jedoch bietet das Messen des sich bewegenden Materials offensichtliche Probleme und gestaltet sich schwieriger, wenn das gemessene Material seiner Art nach durchbrochen bzw, abgesetzt ist, wie beispielsweise ein Streifen von Halbleiterkontakten, und zwar wegen des erforderlichen Bringens der Meßsonde in Beziehung zu dem unter Test befindlichen abgesetzten Material, wenn genaue Messungen erhalten werden sollen. TJm dies zu erreichen sind verschiedene Systeme vorgeschlagen worden.

Bei einem solcher Systeme wird der plattierte Streifen auf ein Meßrad geführt, welches sich mit dem Streifen fortlaufend dreht. Das Rad trägt eine oder mehrere Meßsonden in arbeitsmäßiger Berührung mit dem Streifenüberzug auf dem Rad. Dieses System ist Einschränkungen unterworfen und zwar wegen der Größe des Raddurchmessers, der Wanderungsgeschwindigkeit und des genauen Iagerns der sich bewegenden Probe auf der Sonde bzw. den Sonden.

Bei einem anderen System ist die Meßsonde feststehend und befindet sich auf der einen Seite eines Gleitblockes· Der Streifen bewegt sich über die entgegengesetzte Seite des Blockes und wird durch ein laufend sich drehendes Hiederhalterad mit dieser in Berührung gehalten. Dieses System mißt die mittlere Dicke des Überzuges über eine Streifenlänge während der Zeit, welche zur Messung benötigt wird. Wo der Streifen unterbrochen ist und aus einem Band plattierter Abschnitte bzw. Segmente besteht, wird das Meßsystem während der Intervalle zwischen den Segmenten unterbrochen, was die Fähigkeiten des Systems in Bezug auf die Wanderungsgeschwindigkeit des Streifens :

einschränkt. }

i Erfindungsgemäß soll in erster Linie ein System zum

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Messen der Überzugsdieke kontinuierlich sich "bewegenden Streifenmaterials, welches Segmente von Streifenmaterial aufweist, geschaffen werden, wobei eine Meßsonde selektiv mit dem kontinuierlich sich "bewegenden Streifenmaterial längs im Abstand voneinander befindlichen Punkten in Berührung gebracht wird und für eine vorgewählte Zeitspanne 'damit in Berührung verbleibt, wobei die durch die oben vermerkten Beispiele nach dem Stand der Technik auferlegten Einschränkungen vermieden werden und es möglich wird, mit hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten, ohne den Bewegungsweg des Streifenmaterials zu ändern.

Gemäß einem Aspekt kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Meßsystem durch die Schaffung eines hin- und hergehenden Pendlers, welcher mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit des Materials längs des Bewegungsweges des zu messenden Materials vorwärts bewegt wird und zur Bewegung mit dem Streifenmaterial während des Meßhubes des Pendlers in Berührung steht, und während seines Rückhubes vom Streifen abgehoben ist, wobei der Pendler eine Meßsonde trägt, welche zur genauen Ausrichtung mit den zu messenden Bezirken selektiv einstellbar ist und mit diesen während des Meßhubes des Pendlers in arbeitsmäßigen Kontakt gebracht wird.

Die vorstehenden und andere Ziele, Vorteile und kennzeichnenden Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden eingehenden Beschreibung bestimmter veranschaulichender Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, in denen durchgehend gleiche Bezugszahlen gleichwertige Teile bezeichnen.

Pig. 1 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Pfeile links und rechts der Vorrichtung die Wanderungsrichtung des sich bewegenden Streifenmaterials anzeigen und die Wanderung des hin- und hergehenden Pendlers durch die Pfeile

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unmittelbar unterhalb der Figur angedeutet ist; Pig. 2 ist eine Torderansicht der Vorrichtung;

Pig. 3 ist eine Draufsicht auf den Streifensensor zum Nachweis einer Abnormalität der Höhe des Produktes wie Überlaschung, zur Unterbrechung des Meßganges, und den Streifengesehwindigkeitssensor zum Bestimmen der Geschwindigkeit des Antriebes des Pendlers;

Pig. 4 ist eine Vorderansicht hiervon in vergrößertem Maßstab;

Pig. 5 ist eine Endansicht hiervon auf linie 5-5 von Pig. 2;

Pig. 6 ist eine Draufsicht auf den hin- und hergehenden Pendler mit dem Meßkopf und dem Mechanismus sowohl für Eichung von Hand als auch für automatische Eichung;

Pig. 7ist eine Ansicht auf Linie 7-7 von Pig. 6;

Pig. 8 ist eine Draufsicht, welche die Heberolle veranschaulicht, die den aus Abschnitten bestehenden Streifen außerhalb der Antriebsberührung mit dem Pendler hält;

Pig. 9 ist eine Vorderansicht hiervon;

Pig. 10 ist eine Schnittansicht auf Linie 10-10 von Pig. 2, welche die Pendlerplatte niedergehalten, sowie die Pührungsrollenanordnung zeigt;

Pig. 11 ist eine Schnittansicht auf Linie 11-11 von Pig. 10;

Pig. 12 ist eine fragmentarische Draufsicht, welche den mit einem sich bewegenden Streifen verwendeten PührungsmechaniBmus zeigt und die entfernbare Klammer anzeigt, welche verwendet wird, wenn der Streifen nicht in Segmente unterteilt ist;

Pig. 13 ist eine fragmentarische Schnittansicht auf Linie 13-13 von Fig. 12;

Pig. 14 ist eine der Pig. 12 ähnliche Ansicht, zeigt jedoch die Antriebs- und Ausrichtungsstiftanordnung zur Verwendung mit segmentierten Streifen;

Pig. 15 ist eine Schnittansicht auf Linie 15-15 von Pig. 14, wobei der in Segmente unterteilte Streifen zur besseren Veranschaulichung fortgelassen ist;

Pig. 16' ist eine fragmentarische Einzelheit des Antriebsstiftes in Berührung mit einem segmentierten bzw. in Segmente unterteilten Streifen;

Pig. 17, 18 und 19 veranschaulichen verschiedene Pormen segmentierten Streifenmaterials, auf welche die

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Vorrichtung angewandt werden kann, wobei in Fig. 18 eine andere Antriebs- und Ausrichtungsanordnung angegeben ist;

Fig. 20 ist eine Einzelansicht, welche einen Kettenantrieb für den bewegbaren Pendler veranschaulicht; und

Pig. 21 ist ein fragmentarischer Schnitt auf Linie 21-21 von Fig. 20.

Die Pig. 1 zeigt eine Ausführungsform der allgemein mit 10 bezeichneten Vorrichtung zur Messung der Überzugsdicke auf einem fortlaufend sich bewegenden Streifen 12. Der Überzug kann aus beliebigem Material bestehen und kann auf irgendeine Weise aufgebracht sein wie etwa galvanische Abscheidung, Vakuumabseheidung und autokatalytische Abscheidung. Diese Vorrichtung kann sich irgendwo auf dem Weg des Streifens 12 befinden. Zum Messen eines unuterbrochenen bzw. nicht segmentierten Streifens 12 wird die Vorrichtung intermittierend am Streifen durch eine Hiederhalteklammer 14 befestigt. Zum Messen eines segmentierten Streifens bzw. von Streifen mit markierenden Löchern, können Lokalisiereinrichtungen wie Stifte bzw. übereinstimmende oder zusammenpassende Halterungen verwendet werden. Die Vorrichtung 1o weist einen hin- und hergehenden Pendler 16 auf, welcher durch ein Paar Führungsschienen 18 gleitend gehaltert ist. Der Pendler besitzt eine Grundplatte 20, welche, zusätzlich zur Klammer 14, eine Streifenführungsplatte 22 zum Führen und Haltern des Streifens 12 während der Messung trägt, sowie Einrichtungen wie etwa Flügelschrauben 24 zum seitlichen Lagern der Führungsplatte 22 auf der Grundplatte 20.

Eine Meßkopfanordnung 25 wird vom Pendler 16 getragen und besitzt einen Haltearm 26 (Fig. 7), welcher ein Montageelement 28 zum entfernbaren Anbringen entweder einer geeigneten Ausrichtungsvorrichtung wie etwa einer (nicht gezeigten) Fadenkreuzprojektionseinheit oder einer Meß-

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sonde 30 trägt, welche ein CM-Rohr und eine (nicht gezeigte) radioaktive Isotopenquelle trägt, wobei sowohl die Ausrichtungsvorrichtung als auch die Sonde an sich bekannt sind und daher keiner weiteren Beschreibung bedürfen. Der Meßkopf 25 besitzt auch eine Führung 32, in welcher der Haltearm 26 durch den Motor 27 betätigt wird, um die Sonde 30 in Bezug auf den Streifen 12 vertikal in Stellung zu bringen. Der Meßkopf 25 weist auch ein Paar Kalibrierungsgleitbahnen bzw. Eichungsgleitbahnen 34, 35 auf, wobei die Gleitbahn 34 von Hand betätigt und die Gleitbahn 35 automatisch betätigt wird, wie dies nachstehend eingehender beschrieben sei, und wobei zu verstehen ist, daß jede Gleitbahn, falls gewünscht, fortgelassen werden kann.

Eine Heberollenanordnung 36 mit einer Heberolle 37 wird vom Pendler 16 getragen und dient zum Anheben und Haltern des Streifens 12 um einen vorgewählten Abstand oberhalb der Führungsplatte 22, wenn der Pendler 16 vom Streifen 12 abgehoben sein soll. Eine (nicht gezeigte) zusätzliche Heberolle kann vom Pendler auf der entgegengesetzten Seite der Grundplatte 20 getragen sein. Ein Grobeinstellungsmechanismus mit Handrad 38 und Gewindestab 40 ist zum Vorstellen und Rückziehen der Meßkopf-Montageplatte 29 quer zum Weg des Streifens 12 vorgesehen, um die lage der Sonde 30 in Bezug auf den Streifen 12 einzustellen.

Der Pendler 16 wird längs der Schienen 18 durch eine herkömmliche Antriebsanordnung mit endlosem Band hin- und herbewegt. Das endlose Band 42 ist auf einem Paar Rollen 44, 45 angebracht, wobei letztere eine Einwegkupplung aufweisen und auf Wellen 46, 47 angebracht sind, die in Blocks 48, 49 lagern. Ein herkömmlicher Antriebsmotor 50 mit einer Sicherheitsgleitkupplung oder einem Überholmechanismus 52, welcher hiermit in

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Verbindung steht, treibt die Welle 47 "und damit das Band 42 an. Wie in Pig. 2 gezeigt, weist das Band 42 eine von ihm getragene Rolle 54 auf, welche in einem vertikalen Führungsschlitz 57 zurückgehalten wird, welch letzterer sich an dem einen Ende eines Führungsbügels 59 befindet, der mit seinem anderen Ende an der Grundplatte 20 angegliedert ist. Wenn sich das Antriebsband 42 bewegt, so zieht die Rolle 54 den Pendler 16 durch seinen Hin- und Herbewegungszyklus hindurch, wobei der Pendler 16 bei Vollendung seiner Vorwärtswanderung und auch bei Vollendung seiner Rückwärtswanderung momentan zur Ruhe kommt, während die Rolle 54 vertikal nach abwärts bzw. vertikal nach aufwärts wandert, um die Wanderungsrichtung des Pendlers 16 zu ändern. Jedoch wird der Pendler durch das Förderband 42 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, welche etwas geringer ist als die Geschwindigkeit des sich bewegenden Streifens und wenn Streifen 12 und Pendler 16 während der Vorwärtswanderung des Pendlers 1.6 in Berührung kommen, so gestattet die Einwegkupplung der Rolle 45 es dem Streifen 12, die Antriebsanordnung mit endlosem Band zu überholen und den Pendler 16 mit der Geschwindigkeit des sich bewegenden Streifens vorwärts zu ziehen. An Stelle des endlosen Bandes 42 kann ein herkömmlicher Kettenantrieb 55, wie in den Fig. 20 und 21 gezeigt, oder irgendeine andere geeignete Antriebseinrichtung verwendet werden.

Der Pendler 16 wird durch herkömmliche lagerbock© bzw. Lagerblocks 62 in gleitender Berührung mit der Schiene 18 gehalten und ist in genauer Ausrichtung mit den Schienen 18 geführt und zwar durch eine Führungsrollenanoednung 56, welche von der Grundplatte 20 (Fig. 10) herabhängt und eine befestigte Rolle 58 aufweist, die auf der einen Seite der äußeren Schiene 18 abrollt, sowie eine exzentrisch angebrachte, einstellbare Rolle

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60 besitzt, welche an der anderen Seite der äußeren Sohiene 18 angreift.

Eine Streifenführungsplatte 22 wird vom Pendler 16 getragen und kann zur Verwendung mit "besonderen Arten von Streifen 12 angepaßt werden. Die obere Oberfläche der Führungsplatte 22 kann so gestaltet sein, daß sie dem Profil irgendeines Streifens, sei er segmentiert oder nicht segmentiert, angepaßt ist, um eine Halterung im Meßbereich zu bieten. Die in Fig.. 12 gezeigte Führungsplatte 22 ist zur Verwendung mit einem unsegmentierten, fortlaufenden Streifen 12 konstruiert. Die Führungsplatte 22 besitzt ein Paar Kantenführungen 64, 64^f, welche beide selektiv quer zum Streifenweg einstellbar sind, um verschiedene Breiten von Streifen 12 in Ausrichtung für das Messen zu halten, wenn die Streifen auf dem Weg zu einem (nicht gezeigten) Streifenziehmechanismus über den Pendler 16 gehen. Zu diesem Zweck besitzen die Führungen 64, 64' Je ein Paar Schlitze 65, welche Schrauben 65' zum Befestigen der Führungen 64₉ 64» in eingestellter Stellung auf der Platte 22 aufnehmen. Die Führungen 64, 64· sind dazu vorgesehen, an gegenüberliegenden Seiten des Streifens anzugreifen und sie werden durch einen Block 70 getragen, welcher abnehmbar in einer Querrille in der oberen Oberfläche der Platte 22, beispielsweise durch Schrauben 71, befestigt ist.

Ein Paar im Abstand voneinander befindlicher und entfernbarer Reibungspolster 68 befindet sich auf entgegengesetzten Seiten des Blockes 70, befestigt in Aussparungen der Führungsplatte 22, im wesentlichen fluchtgerecht mit der oberen Oberfläche 70" der Führungsplatte 22. Die ITiederhalteklammer 14 besitzt ein Paar im Abstand voneinander befindlicher Klammerpolster 72, welche in Fig. 12 strichpunktiert angegeben sind und sich in Ausrichtung mit den Reibungspolstern 68 befinden. Wenn der Streifen

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zwiBchen den Kantenführungen 64 ₉ 64' über die Führungsplatte 22 wandert, so kann die Führungsplatte 22, und somit der Pendler 16, mit dem Streifen 12 in Berührung gehalten werden und zwar durch das Klammern des Streifens 12 zwischen den Klammerpolstern 72 und den Reibungspolstern 68, um den Pendler 16 mittels des sich schneller bewegenden Streifens 12 zu "bewegen, wie dies nachstehend eingehender beschrieben sei. Während der Messung kommt die Sonde 30 mit dem Streifen 12 in dem Bezirk in Berührung, welcher durch die inneren Kanten 74 der Klammerpolster 72 und die inneren Kanten der Streifenführungen 64 und 64* abgegrenzt ist.

Die in Pig. 14 gezeigte Führungsplatte 22 ist zur Verwendung mit fortlaufend segmentierten Streifen vorgesehen, wobei der besondere₉ in Fig* 14 gezeigte Streifen mit 12a bezeichnet ist und eine endlose Reihe an Fingern 75 oder anderen Segmenten aufweist, welche sich von entgegengesetzten Seiten eines fortlaufenden Bandes aus erstrecken. Bei dieser Ausfuhrungsform besitzt ein Paar Streifenführungen 76 ₉ welche ähnlieh den Führungen 64, 64' sein können und welche quer zum Streifenweg einstellbar sind, um sich an verschiedene Streifenbreiten anzupassen, Schlitze 77_p welche Schrauben 77' aufnehmen, um sie auf entgegengesetzten Seiten des Streifens 12a am Block 70' zu befestigen«, Ein Antriebsstift 78 und ein Paar im Abstand voneinander befindlicher Ausrichtungsstifte 80, welche vom Block 70" getragen werden und von ihm aus aufrecht stehen^ befinden sich zwischen Kantenführungen 76 und stehen im Abstand voneinander in einem Muster, \*elches zur Berührung mit Segmenten 75 des besonderen Streifens geeignet ist, welcher mit dieser Führungsplatte benutzt wird. Es sei bemerkt, daß Stiftausrichtungsmuster und zueinander passende Führungen, welche von den in Figo 14 gezeigten unterschiedlich sind, zur Verwendung mit unterschiedlich

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gestalteten segmentierten Streifen 12t>_s 12c und 12d, welche in den Pig. 17, 18 "bzw. 19 gezeigt sind, erforderlich sein können.

Wie in Pig. 16 gezeigt, besitzt der Antriebsstift 78 eine Nockenfläche 82 in Nachbarschaft einer aufrecht stehenden Oberfläche 84, wobei letztere einen Absatz bildet, an welchem die eine Seite eines Streifensegmentes 75 angreift, um den Pendler in Wanderungsrichtung des Streifens 12a zu ziehen. Die Nockenfläche 82 gestattet es dem vorhergehenden Segment 75 des Streifens 12a, über den Antriebsstift 78 zu gleiten, um letzteren in Stellung zwischen Segmenten zu bringen und durch das folgende Segment angetrieben zu werden, wie dies nachstehend eingehender beschrieben sei. Wenn der Streifen 12a und der Antriebsstift 78 sich in Antriebsberührung befinden wie dies in den Pig. 14 und 16 gezeigt ist, so werden die Ausrichtungsstifte 80 von den Segmenten 75 auf der gegenüberliegenden Seite des laufenden Bandes des Streifens 12a berührt, wobei eine genaue Ausrichtung zwischen Streifen 12a und dem die Sonde tragenden Pendler aufrechterhalten wird.

Beim Betrieb mit einem fortlaufenden, nicht segmentierten Streifen 12, sind die angemessenen Führungselemente 64, 64' des Pendlers an den Block 70 angegliedert und so eingestellt, daß der Streifen 12 zwischen den zugehörigen Kantenführungen wandert. Jeder gegebene Punkt eines sich bewegenden Streifens 12 wandert zunächst durch die kombinierte Station 88 mit Geschwindigkeitssensor/Mangelsensor, wie eingehend in den Pig. 3 bis 5 gezeigt. Bei der Station 88 wandert der Streifen 12 zwischen einem federbelasteten Sensorrad 90, welches an einem Schwenkarm 92 mit einer Druckfuß- und Rollenanordnung 94 an einem Ende zur Betätigung eines Mikroschalters 96 montiert ist, und einer Sensorbüchse 98 eines herkömmlichen Tachometers 100. Das Rad 90 wird

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mittels der Feder 91 gegen den Streifen 12 gehalten und spannt den Streifen 12 gegen die Büchse 98 vor, wobei das Rad und die Büchse sowie zugehörige Teile auf einem geeigneten Ständer angebracht sind« Die Sensorbüchse 98 wird durch den Streifen 12 gedreht und sendet ein Signal aus, welches der Geschwindigkeit des Streifens 12 entspricht, wobei das Signal auf einen zugehörigen Geschwindigkeitssteuermechanismus 67 übertragen wird_s welcher von an sich bekannter Art sein kann und die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 50 für das endlose Band über die Verbindung 67' einstellte um die Geschwindigkeit des Bandes 42 und des Pendlers 16 auf einer vorbestimmten Höhe unter derjenigen des sich bewegenden Streifens 12 zu halten. Der Mechanismus 67 kann eingestellt werden, um die gewünschte Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Streifen 12 und Motor 50 zu bewirken^ und er arbeitet zur Aufrechterhaltung der ausgewählten Differenz automatisch.

Das Sensorrad 90 spürt abnormale Dicke infolge Überlaschungen, Stapelungen und anderer Abnormalitäten im Streifen 12 auf und betätigt den Sehalter 96 zwecks Unterbrechung der Energiezufuhr zu der die Klammer betätigenden magnetspule 86₉ wodurch der Pendler 16 daran gehindert wird, für eine vorbestimmte Zeitspanne an den Streifen 12 angeklammert zu werden^ nachdem die Mangelstelle unter dem Sensorrad 90 durchgegangen ist. Dies verhindert eine Beschädigung der Meßsonde 30 sowie abnormale Messungen, welche dann auftreten könnten, wenn die Meßsonde 30 den Streifen in dem Bereich berührt, in welchem die Stapelung^ Überlaschung oder ein anderer Mangel lokalisiert ist_e

Während des normalen Betriebes bewegt die Antriebsanordnung mit dem endlosen Band den Pendler 16 mit einer Geschwindigkeit, welche nur wenig langsamer ist als die

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Geschwindigkeit des Streifens 12, um ©ine glatte Berührung von Pendler 16 und Streifen 12 su erzielen* wenn diese zusammengeklammert werden, wodurch plötz«*> liehe j ruckartig© Bewegungen vermieden werden«, Aus diesem Grunde wird die Geschwindigkeit der Antriebs» anordnung für das endlose Band durch geeignete Mittel automatisch eingestellt, um Geschwindigkeitsänderungen des Streifens 12, wie sie durch den Sensor 98 aufgespürt werden, zu kompensieren«

Der Pendler 16 "bewegt sich fortwährend zurück und vor, längs eines vorgewählten Teiles der Schienen 18,welcher durch den Anstand zwischen den Rollen 44, 45 der Endlos-"bandanordnung "bestimmt wird« Die Messungen werden nur während der Vorwärtswanderung des Pendlers 16 durchgeführt und nur dann, wenn keine Anzeige einer Abnormal!« tat durch das Sensorrad 90 gegeben ist«, Die Welle der Rolle 54 ist in einem Bügel 55 befestigt, welcher an das endlose Band 42 angegliedert ist_s wobei das entgegengesetzte Ende des Bügels 55 einen Metallstreifen 55⁸ trägt, der eine reflektierende Oberfläche zum Betätigen einer Fotozelle 61 (Pig« 2) besitzt, bevor der Pendler 16 die vorderste Stellung seiner Wanderung erreicht«. Zu dieser Zeit betätigt die Fotozelle die Magnetspule zum Anheben der Klammer 14 ₉ wodurch der Pendler 16 vom Streifen 12 freigesetzt wird und die Magnetspule 87 zum Anheben der Rolle 57 aktiviert, um den Streifen vom Pendler abzuheben«, Die Rolle 37 wird von einem angelenkten Bügel 69 getragen, welcher um seine Anlenkachse mittels der Magnetspule 87 durch den Kurbelarm 69' geschwungen wird«. Di© Klammer 14 weist eine angelenkte Platte 15 mit Armsa auf₉ welche die Klammerpolster 72 tragen, wobei die Plattt durch die Magnetspule 86 um ihre Anlenkachse geschwungen wird« Es ist selbstverständlich, daß die Magnetspulen 86, 87 durch pneumatische oder hydraulische Betatigungselemente zum Klammern und Entklammem der Klammer 14 und zum Heben und Senken

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der Rolle 37 ersetzt werden können« Eine andere reflektierende Oberfläche 58' ist auf dem Rollenführungsbügel 59 zur Aktivierung einer anderen Fotozelle 61^f vorgesehen, welche die Magnetspule 86 zum Absenken der Klammer 14 zum Klammern des Streifens 12 zwischen den Klammerpolstern 72 und den Reibungspolstern 78 betätigt, und welche auch die Magnetspule 87 zum Absenken der Rolle 37 und des Streifens 12 betätigt. Diese Fotozellen 60, 61· betätigen auch den Motor 27 zum Absenken und Anheben der Meßsonde 30, wobei die Sonde abgesenkt wird, um ihre durchlöcherte Druckwalze 103 in Berührung mit dem Streifen 12 zu bringen, wezm. ein Klammern erfolgt, und die Sonde aus der Berührung mit dem Streifen 12 gehoben wird, wenn ein Entklammera erfolgt. Der Schaltkreis zur Betätigung der Magnetspulen 86 und 87 und des Motors 27 unter Steuerung von Fotozellen 61, 61·, ist von an sich bekannter Art und erfordert keine Beschreibung« Es ist klar, daß andere Fotozellenanordnungen angewandt werden können und daß andere Sensoren als fotoelektrische an die Stelle der oben beschriebenen Anordnung treten können. Die Druckwalze 103 besitzt eine den Streifen berührende Oberfläche mit geeigneten Löchern, um den zu messenden Bezirk zu definieren und sie ist freisetzbar am unteren Ende der Sonde 30 in an sich bekannter Weise mittels einer mit Gewinde versehenen Hülse 103' befestigt.

Eine leichte Zeitverzögerung zwischen dem Klammern des Streifens 12 und der am Streifen angreifenden Sonde 30 ist in die Vorrichtung eingebaut;, um zu gewährleisten, daß der Pendler 16 und der Streifen 12 in Berührung sind, bevor die Sonde 30 am Streifen angreift. Eine Messung der Überzugsdicke wird während der Zeit durchgeführt, wo der Pendler 16 und die Sonde 30 mit dem Streifen 12 in Berührung stehen«, Der Pendler 16 fährt fort hin- und herzugehen, ohne den Streifen 12 zu be-

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rühren, solange das Sensorrad 90 mit der Anzeige fortfährt, daß sich im Streifen Mangel befinden. Ton der Sonde 30 genommene Messungen werden zu-einem .geeigneten Ablesemeehanismus weitergegeben, welcher in Figo 7 schematises mit 107 bezeichnet ist, und welcher diese Information analysieren, speichern und darstellen Kann«

Während des anfänglichen Aufsetzens des Pendlers 16 in Bezug auf den Streifen 12, verwendet man einen Feinein·» Btellungsmechanismus, welcher aus einer Flügelsehraube 102 in Verbindung mit einem Vorsprung 118 des Haltebügels 119 besteht₉ um das Montageelement 28 seitlich des Streifenweges vor- und zurückzuziehen. Der Bügel 119 "besitzt einen Führungeschaft 120, welcher innerhalb eines geeigneten lagers im Arm 26 gleitet« Eine Projak«= tionseinheit mit Fadenkreuz oder eine andere (nicht ge= zeigte) Ausrichtungseinheit wird zunächst in das Element 28 eingesetzt und die Flüge!schraube 102 zum Ausrichten des Elementes 28 mit dem Streifen 12 gedreht» Auf diese Weise wird eine genaue Ausrichtung der vom Element 28 gehaltenen Sonde 30 und des zu messenden Bezirks auf dem Streifen 12 erreichte Die Ausrichtungseinriohtung wird dann vom Element 28 entfernt und die Sonde 30 eingesetzt, welche sich dann in Ausrichtung mit dem auf dem Streifen 12 zu messenden Bezirk befindet.

Was nun das Arbeiten der Vorrichtung in Verbindung mit einem eegmentierten Streifen 12a betrifft, muß erkannt werden, daß das Aufsetzen, das Arbeiten der Gesehwindigkeitssensor/Mängelsensor-Station 38 und der Antrieb des Pendlers durch die Anordnung mit endlosem Band, identisch bleiben« Bei dieser Ausführungsform wird jedoch die Klammer 14 von der Grundplatte 20 entfernt und eine Führungsplattenanordnung mit einem angemessenen Antriebsund Ausrichtungsstift, oder eine andere Anordnung, wird eingesetzt statt der Führungsplattenanordnung, welche mit

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einem -unsegmentierten, fortlaufenden Streifen verwendet wird. Zum Zwecke dieser Erörterung sei auf eine Führungsplattenanordnung Bezug genommen, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist.

Wenn der Pendler 16 seine Yorwärtswanderung "beginnt, so wird die Fotozelle 61» aktiviert und es senkt sioh die Heberolle 37 zu ihrer niedrigen Stellung wie in Mg. 2 gezeigt. Die Höhe des Streifens 12a, wenn dieser sich der Führungsplatte 22 nähert, ist wenig unterhalt der oberen Oberfläche der Führungsplatte» Der Streifen 12a befindet sich daher unter Spannung und sitzt selbst auf der Führungsplatte 22 mittels des ersten Segmentes, welches die aufrecht stehende Kante 84 des Antriebsstiftes 78 berührt. Gleichzeitig liegen andere Segmente an den Ausrichtungsstiften 80 an_e Der Pendler 16 wird dann durch den Streifen vorwärts gezogen und zwar als Ergebnis der Berührung des Streifens 12a und des Antriebsstiftes 78 mit der Einwegkupplung, was das Überholen der Anordnung mit endlosem Band erlaubt, sodaß der Pendler mit dor größeren Geschwindigkeit wandert, mit der sich der Streifen 12a bewegt, d.h.synchron mit dem Streifen 12a. Die Ausrichtungsstifte 80 können schmaler und kürzer sein als der Antriebsstift 78 und wirken nur zur Vermeidung von Fehlausrichtung und Spannung des Streifens 12a, wenn erst einmal der Antriebsstift 78 angegriffen hat. Eine leichte Verzögerung zwischen der Zeit, wann die Heberolle 37 in ihre Niedrigstellung fällt und der Zeit, wann die Sonde 30 am Streifen 12a angreift, ist in die Vorrichtung eingebaut um zu gewährleisten, daß der Streifen 12a und der Antriebsstift 78 in Berührung kommen, bevor die Sonde 30 am Streifen 12a angreift«, Wenn der Pendler 16 sich der Vorwärtsgrenze seiner Wanderung nähert, was durch die Fotozelle 61 nachgewiesen wird, so hebt der Motor 27 die Sonde 30 an und die Magnetspule 87 hebt die Heberolle 37, welche den Streifen 12a vom Antriebsstift 78

la 80 ®uf<= lana forthebt_p und hält diesen Abstand während des gesamten Rückkehrsjklus

Wenn auoh der Motor 50 so angeordnet ist₉ daß er den Pendler 16 während seines Vorwärtszyklus mit einer Ge= sehwindigkeit antreibt₉ welche langsamer 1st als die Ge= sehwindigkeit des sich "bewegenden Streifens ₀ so ist doeh %n verstehen^ daß der Motor 50 raid seine Steuerung so angeordnet sein können _s daß er den Pendler 16 ifährend seines gesamten Rückwärtszyklue mit viel schnellerer Geschwindigkeit antreibt ₀ wodurch die Anzahl an Messungen gesteigert wird_s welche während einer gegebenen Zeitspanne durchgeführt werden können*,

Außerdem ist di© lockenfläche 82 des Antriebsstiftes s© ausgebildet^ daß während des normalen Betriebes₉ wenn der Streifen 12a durch die Roll© 37 auf die Führungsplatte 22 abgesenkt ist_P ein Segments, welches mit der lockenfläche 82 in Berührung steht ₉ über den Stift 78 gleitet _Ώ was ©s dem nächstfolgenden Segment gestattet ₀ mit dem Stift in Berührung su koamen₀

Mit dem segmentierten Streifen können auch andere Antriebs«= und Ausrichtungsanordnungen verwendet werden_Q Eine davon ist in Pigo 18 gezeigte Bei dieser Anordnung ist die !Führungsplatte 22 -und speziell der Block 70" auf dieser^ mit einem Muster erhabener bzw_o vorstehender Stellen Tersehenj, welch® so angeordnet sind;, daß sie mit den Streifensegmenten in der Art einer zusammenpassenden Matrix eingepaßt sind_o

Di© Eichung bzw_o Kalibrierung der Torrichtung 10 erfolgt bei anfänglieher 3s.betriebnahm® und von Zeit zu Zeit danach« Diese Kalibrierung vollzieht man unter Verwendung entweder der Gleitbahn 54 von Hand oder der automatischen Gleitbahn 35 ₉ welche in den Pig₀ 7 und 6 gezeigt sind_o Jede

Gleitbahn befindet sich in horizontaler Orientierung auf der Meßkopf-Montageplatte 29 in winkliger Beziehung zu der anderen zur hin- und hergehenden Bewegung, was es ihnen erlaubt, einzeln längs von Wegen vorwärts zu gehen, welche sich an einem Punkt in dem Raum schneiden, welcher mit dem Öffnungsloch 103 der Sonde 30 ausgerichtet ist. Die Gleitbahn 35 besitzt ein Paar Normen 104, 106, welche seitlich nebeneinander am vorderen Ende der Gleitbahn angebracht sind. Die Norm 104 ist das Grundmaterial des Streifens und die Norm 106 ist das Überzugsmaterial. Begrenzungsschalter 108 befinden sich in Nachbarschaft der Gleitbahn 35 zur Zusammenarbeit mit in geeignetem Abstand befindlichen Kerben 110, welche längs der einen Kante der Gleitbahn 35 vorgesehen sind, und zwar zum Steuern der lage der Normplatten 104, 106 in Ausrichtung mit der Sonde 30, wenn die Gleitbahn durch den Motor 114 vorwärtsbewegt wird, und zum Begrenzen des Rückziehens der Gleitbahn durch den Motor 114, wenn die Kalibrierung erst einmal vollzogen, ist· Die Gleitbahn 34 hält die Normen 104' und 106' der tatsächlichen Dicke und kann eine Iagerastklinke 109 aufweisen, welche in Kerben 110 längs der einen Kante eingreift. Die Sonde 30 wird auf die Norm abgesenkt, nachdem sie in Stellung gebracht ist, und dies kann automatisch unter Steuerung der Schalter 108 vollzogen werden·

Die Gleitbahn 34, welche automatisch betätigbar ist, wird von Hand vor- und zurückbewegt unter Verwendung des Knopfes 112 und Stoßen bzw. Ziehen der Gleitbahn längs ihres Wanderungsweges. Die Gleitbahn 35 wird automatisch vor- und zurückbewegt mittels eines Synchronmotors 114 und der zugehörigen Zahnstangen-Zahnrad-Anordnung 116, welche in Pig. 6 gezeigt ist. Die Gleitbahn 35 verwendet man zur erneuten automatischen Kalibrierung während des normalen Meßvorganges der Yorrich-

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1Q_f raa. eomputergestsuert® periodische fragen dureazufuhren₉ sowie zur Haeheiehungj, wewi di©s nach einer vorgewählten Anzahl von Messungen erforderlich •wirdο Weil Temperatur₉ Absetzen von Staub und Schmutz $, Isotopenzerfall und andere Paktoren die Ablesungen der Sonde beeinträchtigen^ ist dieses Überprüfen und erneut© Eichen ©rforderlieh„ um den Portbestand und die Verlaß= liohkeit der Messungen sicherzustellen*, Es sei bemerkt _s daß weder die Bewegung des Streifens 12₉ 12a₉ b oder c_s noch di© Bewegung des Pendlers 16 während dieses automatischen Überprüfens/Wacheiehens unterbrochen werden_o

Di® Gleitbahnen 3A₉ 35 sind in Pig* 6 in ihrer normalen Stellung der Rüoksiehung während des fortlaufenden Ar= Tbsitens der Yorriohtung 10 gezeigte In dieser Stellung befinden sich die Gleitbahnen 34₉ 35 außerhalb des Weges d@r Sonde 30 und beeinträchtigen nicht die Tertikalbe-= wegung bsWo das Maßnehmen der Sonde 30_o

Wenn ©s gewünscht ist₉ di© Stellung der Sonde 30 in Bezug auf den Streifen 12₉ 12a₉ b oder e während des Betriebes zu verschieben _g beispielsweise um eine Aufein= anderfolg© von Messungen in einer relativen Querrichtung ₉ gefolgt von einer Aufeinanderfolge von Messungen in einer anderen relativen Querrichtung zu nehmen₉ so kann ein Portsehaltmotor 105 arbeitsmäßig mit dem Gewindestab 40 verbunden sein zum automatischenj, periodischen^ erneuten Instellungbringen der Sond© 30 unter Steuerung eines ge= eignet programmierten Computers 106^ wie in Pig_o 1 an= gegeben«, Der Computer 106 kann Teil des Ablesemechanis= mus 10? sein und kann andere Funktionen der Vorrichtung

Zeichnungen kann ersehen werden^ daß die erfindungsge* mäße Vorrichtung keine Begrenzung hinsichtlich der Ge« schwindigkeit setzt ₉ mit welcher der sich bewegende

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Streifen wandert. Der Weg des Streifens braucht nicht zur Anpassung an die Gestalt der Meßvorrichtung verändert zu werden und da die Sonde 30 während des Messens mit dem Streifen 12, 12a, 12b, 12c in Berührung steht, kann eine genauere Messung vollzogen werden, als wenn die Sonde im Abstand vom Streifen stände. Die Durchgangslänge des Pendlers ist so vorgesehen, daß maximale Meßgenauigkeit innerhalb des zur Verfügung stehenden Raumes geschaffen wird.

Die Erfindung ist nicht speziell auf die hier beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsformen abgestellt· Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weiteres gegeben·

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Claims

Patentansprüche

1·y Vorrichtung zum Messen der Überzugsdicke auf Streifenmaterial, welches sich längs eines vorbestimmten Weges
bewegt, unter Anwendung der ß-Strahlungstechnik, gekennzeichnet durch:

a. einen Pendler (16), welcher eine Meßsonde (30) mit einer radioaktiven Isotopenquelle und einer Strahlennachweis einrichtung trägt;

b. Antriebsmittel (42-50) zum Hin- und Herbewegen des Pendlers (16) längs eines vorgewählten Abschnittes des Weges, welcher vom Streifenmaterial (12) durchwandert wird;

c. eine Einrichtung zum selektiven Inberührungbringen und Trennen des Pendlers (16) und des sich bewegenden Streifens (12), wobei der Pendler vom Streifen zur
synchronen Bewegung mit diesem während der Berührung
gezogen wird und wobei der Pendler während der

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Trennung vom Streifen unabhängig von diesem angetrieben wird; und

d. eine Einrichtung zum selektiven Inberührungbringen und Trennen der Sonde (30) mit und vom sich bewegenden Streifen (12), während der Pendler und der Streifen in Berührung stehen.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (98) zum Überwachen der Geschwindigkeit des Streifens und zum Ändern der Geschwindigkeit der Antriebsmittel (42-50) des Pendlers in Reaktion auf Änderungen der Geschwindigkeit des Streifens (12).
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kalibrierungseinrichtungen (34-, 35), welche vom Pendler getragen werden zum Kalibrieren bzw. Eichen der Sonde sowohl während der Bewegung des Streifenmaterials als auch während des Ruhens des Streifenmaterials.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum automatischen Inberührungbringen und Trennen von Pendler und Streifen, eine Klemmeinrichtung aufweist.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen aus einer Reihe im Abstand voneinander befindlicher Segmente besteht.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum automatischen Inberührungbringen von Pendler und Streifen aus einer Lokalisiervorrichtung besteht, welche sich auf dem Pendler befindet.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokalisiervorrichtung eine Anzahl von Stiften aufweist, wobei zumindest einer der Stifte zur Berührung mit der einen Seite eines der Segmente gelagert ist,

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um den Pendler synchron mit dem Streifen anzutreiben, und die anderen Stifte in ITachbarschaft der anderen Seiten anderer Segmente gelagert sind, um Ausrichtung des Streifens in Bezug auf den Pendler aufrechtzuerhalten·
8.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokalisiervorrichtung erhabene "bzw. vorstehende Stellen aufweist, welche mit den Segmenten zusammenpassen und zwar zum Antreiben des Pendlers synchron mit dem Streifen, sowie zum Aufrechterhalten der Ausrichtung des Streifens in Bezug auf den Pendler.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum selektiven Inberührungbringen und Trennen von Pendler und Streifen, Hebeeinrichtungen aufweist,
10.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine dieser Stifteinrichtungen eine Nockenfläche besitzt zum Insteilungbringen des Streifens über dieser Einrichtung, und eine aufrecht stehende Oberfläche in Nachbarschaft eines Endes der Nockenfläche besitzt zum Ergreifen durch den Streifen.
11.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel einen endlosen Antrieb und Einrichtungen zum Übersetzen der Bewegung des Antriebs in die Umkehrung des Pendlers aufweisen.
12.) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungseinrichtung aus einer Rolle besteht, welche an den Antrieb angegliedert ist und mit einem Bügel in Verbindung steht, welcher an den Pendler angegliedert ist.
13.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, T 35/7

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daß die Meßsonde entfernbar von einem Halter getragen wird, welcher vom Pendler getragen wird, wobei der Halter dazu ausgebildet ist, eine Ausrichtungsvorrichtung zum Ausrichten des Halters und somit der Sonde mit dem Streifen zu tragen.
14.) Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Pendler Grob- und Peineinstellungseinrichtungen zum Ausrichten des Halters mit dem Streifen trägt.
15.) Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Einrichtung zum Bewegen der Sonde quer in Bezug auf den Streifen während des Betriebes.
16.) Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Einrichtung zum Aufspüren von Abnormali täten und zum Außerberührunghalten von Sonde und Streifen in Reaktion hierauf.
17.) Vorrichtung zum Messen der Überzugsdicke auf Streifenmaterial, welches sich längs eines vorbestimmten Weges bewegt, gekennzeichnet durch:

a. einen Pendler, welcher eine Meßsonde trägt, die eine die Überzugsdicke nachweisende Einrichtung aufweist;

b. Antriebsmittel zum Hin- und Herbewegen des Pendlers längs eines vorgewählten Segmentes des Weges, welcher vom Streifenmaterial durchwandert wird;

c. eine Einrichtung zum selektiven Inberührungbringen und Außerberührungbringen des Pendlers und des sich bewegenden Streifens, wobei der Pendler vom Streifen zur synchronen Bewegung mit diesem während seiner Berührung gezogen wird und unabhängig vom Streifen angetrieben wird, während keine Berührung besteht; und

d. eine Einrichtung zum arbeitsmäßigen Koppeln und 0? 35/7

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Entkoppeln der Sonde und des sich bewegenden Streifens, während Pendler und Streifen in Berührung miteinander stehen.
18.) Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis

zum Messen der Überzugsdicke auf kontinuierlich sich

bewegendem Streifenmaterial unter Anwendung der ß-Strahlungstechnik, dadurch gekennzeichnet, daß mans

a. einen Pendler, der eine Meßsonde trägt, welche eine radioaktive Isotopenquelle und eine Strahlungsnachweisvorrichtung aufweist, längs eines vorgewählten Segmentes des Weges, welcher vom sich bewegenden Streifenmaterial durchwandert wird, hin- und herbewegt;

b. den Pendler und den sich bewegenden Streifen selektiv in Berührung bringt und außer Berührung bringt, wobei der Pendler während der Berührung vom Streifen zur synchronen Bewegung mit diesem gezogen wird und außerhalb der Berührung mit dem Streifen unabhängig von diesem angetrieben wird; und

c. die Sonde mit dem sich bewegenden Streifen bzw. vom sich bewegenden Streifen selektiv in Berührung bringt bzw. außer Berührung bringt, während der Pendler und der Streifen in Berührung stehen.