DE7435828U - Verschmutzungsunempfindliches optisches Durchmesset-Meßgerät - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, 2& OKL1974 Berlin und München Werner-von-Siemens-Str. 50

Unsere Zeichen VPA 74/4724 Gdl/Zp

Verschmutzungsunempfindliches optisches Durchmessermeßgerät

Die Neuerung betrifft ein berührungsfrei arbeitendes optisches Durchmessermeßgerät, insbesondere für die Durchmesserbestimmung langgestreckten bewegten Gutes, wie Adern oder Kabel.

In vielen Bereichen der Herstellung langgestreckten Gutes runden Querschnittes kommt es darauf an, den Durchmesser zu bestimmen. So ist es z. B. bei der Herstellung von Adern oder Kabeln wünschenswert, die Wandstärken der Ader- bzw. hantelisolierung zu kennen, um bei der Überschreitung von gegebenen Toleramen mittels einer Regelung die Herstellungsvorrichtungen gezielt steuern zu können. Mechanisch abtastende Meßgeräte konner, oft nur in großen Entfernungen von der eigentlichen Herstellungsvorrichtung angebracht werden. Bei der Ader- bzw. Mantelisolierung können solche mechanisch abtastenden Meßgeräte erst am Ende der Kühlwannen der Extrusionsanlagen angeordnet werden. Zum Ausregeln von Abweichungen bei der Wandstärke ist die Totzeit der Regelung aufgrund der räumlichen Entfernung von Spritzkopf und Meßgerät sehr lang und deshalb äußerst störend.

Mit berührungslos messenden Geräten, die direkt hinter dem Spritzkopf positioniert werden, kann die Totzeit wesentlich verkürzt werden. Die nach dem optischen Prinzip arbeitenden berührungslosen Meßgeräte funktionieren im Grunde so, daß mittels eines von einer \ichtquelle ausgesandten Lichtstrahles ein Schattenbild vom Meßobjekt auf einen Meßwertaufnehmer geworfen wird. Zur Bündelung und Lenkung des Lichtstrahles werden optische Linsen verwendet (DT-OS 2 140 939).

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Bekannte optische Dickenmeßgeräte, die nach diesem oder einem ähnlichen Verfahren arbeiten, leiden gemeinsam unter dem Mangel der Verschrautzungsempfindlichkeit. Bei dem Einsatz dieser optischen Meßgeräte zur Durchmesserbestimmung vor. isolierten Adern oder ummantelten Kabeln zwischen dem Extruder und dem anschließenden Kühltrog ist eine Verschmutzung durch Spritzwasser nicht zu vermeiden. Beim Einsatz hinter einem Markierungsgerät tritt eine zusätzliche Verschmutzung durch Lackspritzer auf. Ganz unabhängig vom Einsatzort sind unter Fertißungsbedingungen Staubablagerungen unvermeidbar. All diese Verschmutzungen haben zur Folge, daß die Transparenz der optischen Abbildung^systeme vermindert tfird oder daß durch diffuse Streuung eine scharfe Abbildung nicht mehr möglich ist.

Aufgabe der Neuerung ist es, optische Durchmessermeßgeräte so zu verbessern, daß sie über längere Zeiten unempfindlich gegen die unter normalen Bedingungen bei der Fertigung auftretenden Verschmutzungen sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Neuerung vor, daß zwischen Meßobjekt und Meßoptik leicht zu reinigende Schutzgläser bzw. -folie™ angeordnet sind. Ein Reinigen der Meßoptik selbst ist kaum möglich, da die Oberflächen von Linsen oder Filtern leicht durch Kratzer oder ähnliches beschädigt werden können. Ein Auswechseln ist ebenfalls nicht zweckmäßig, da dann jedes mal nach justiert werden müßte und außerdem diese Gegenstände teuer sind. Billige Schutzgläser bzw. -folien sind leicht zu reinigen und zu ersetzen, wenn sie durch das häufige Reinigen beschädigt wurden.

Um auch diese Unterbrechungen noch zu verhindern, sieht die Neuerung weiter vor» daß die Schutzgläser bzw. -folien kontinuierlich oder intermittierend an der Meßoptik vorbeiführbar sind.

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Hierdurch erreicht man, daß Staubablagerungen oder auch Verschmutzungen beliebiger anderer Art über einen größeren Zeitraum hinweg keinen störenden Einfluß ausüben können, da sich ständig ein neuer Ausschnitt des Schutzglases oder der Schutzfolie zwischen Meßobjekt und Meßoptik befindet.

Im Hinblick auf eine konstruktive Ausgestaltung empfiehlt es sich, daß die Schutzgläser bzw, -folien als am eine gegen die optische Achse versetzte, zu dieser parallelen Achse rotierende Scheiben ausgebildet sind. Ohne großen Aufwand läßt sich hiermit das kontinuierliche Vorbeiführen der Schutzscheiben oder -folien an der Meßoptik verwirklichen. Je nach dem Grad der zu erwartenden Verschmutzung kann die Geschwindigkeit und damit die Erneuerung des beanspruchten Schutzglasausschnictes gesteigert oder verringert werden. Nach einem vollen Umlauf der Schutzgläs(.r wären diese verschmutzt und müßten ausgewechselt werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich daraus, daß den Schutzgläsern bzw. -folien ein Reinigungsbad zugeordnet ist. Durch ein solches Reinigungsbad wird erreicht, daß die umlaufenden Schutzgläser oder -folien ständig gesäubert werden, so daß nicht nach einem einmaligen Umlauf ein Auswechseln der Schutzscheiben notwendig ist. Die Einrichtung kann damit praktisch beliebig lange Zeiten ununterbrochen im Einsatz sein. Als Spülflüssigkeit kommen für das Reinigungsbad Wasser mit einem Detergsntium oder Lösungsmittel in Frage. Dabei wird man die Spülflüssigkeit immer den Einsatzbedingungen anpassen, d. h. je nach Art der auftretenden Verschmutzung wird man ein entsprechendes Spülmittel wählen.

Um eine Verfälschung des Meßergebnisses durch ain den Schutzgläsern bzw. -folien haften gebliebene Flüssigkeitstropfen oder -schlieren zu verhindern, ist in Weiterbildung der Neue rung vorgesehen, daß den Schutzgläsern bzw. -folien ein fester Wischer bzw. Abstreifer zugeordnet ist. Die Scheiben kommen damit in einem gereinigten, nahezu trockenen Zustand an die

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eigentliche Meßstelle zurück. Auf jeden Fall wird damit erreicht, daß die Scheiben ständig im gleichen definierten Zustand an der Meßstelle vorbeiziehen.

Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung der Verschmutzung der Schutzgläser bzw. -folien besteht darin, daß den feststehenden Schutzgläsern bzw. -folien eine Berieselung3vorr:.chtung zugeordnet ist. Hierbei ist daran gedacht, daß die Scheiben ständig mit einem gleich dicken, gleichmäßig verteilten Schutzfilm einer Flüssigkeit überzogen sind. Auftretende Verschmutzungen werden durch diese herabrinnende Flüssigkeit direkt hinweggespüll; und können sich gar nicht erst festsetzen. Um störende Brecheffekte in der Flüssigkeit oder an den Grenzflächen zwischen Flüssigkeit und Schutzgläser bzw. -folien zu vermeiden, ist es zweckmäßig, daß die Berieselungsvorrichtung mit einer optisch unschädlichen Flüssigkeit, insb. einem Immersionsöl, beschickbar ausgebildet ist. Bei einer optisch unschädlichen Flüssigkeit handelt es sich um eine Flüssigkeit, bei der der Brechungsindex mit dem der Schutzgläser bzw. -folien annähernd übereinstimmt. Um den Verbrauch an einer solchen optisch unschädlichen Flüssigkeit, beispielsweise einem Tmmersionsöl, in Grenzen zu halten, ist es zweckmäßig, diese Flüssigkeit in einem Kreislauf immer wieder zur Berieselung zu verwenden. Dazu muß in diesem Kreislauf eine Reinigungseinrichtung für die Flüssigkeit vorgesehen sein. Wenn bei der Verschmutzung auch Wasserspritzer mit auftreten, muß außerdem ein Wasserabscheider vorgesehen sein.

Bei einem gemäß der Neuerung ausgestalteten Meßgerät kann der Raum zwischen den Schutzgläsern und der Meßoptik mit einem unter leichtem Überdruck stehenden Gehäuse versehen sein. Die Schutzgläser dienen dazu, den eigentlichen Meßraum von Staub, aber auch stärkeren Verschmutzungen, wie Spritzwasser oder Lackspritzern, ~a schützen. Um auch den übrigen Raum noch zumindest von Staub freizuhalten, soll dieser mit beispielsweise ölfreier Preßluft unter leichten Überdruck gesetzt werden. Somit ist

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praktisch eine Verschmutzung oder auch nur Verstaubung von der Lichtquelle bis zum Meßwertaufnehmer hin ausgeschlossen. Ein kontinuierliches Messen über lange Zeiträume ohne aufwendiges Auswechseln von Schutzgläsern, Reinigen oder Nachjustieren der Meßapparatur wird damit ermöglicht.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Neuerung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein optisches Meßgerät im Schnitt, bei dem die Reinigung der Schutzmauer durch rotierende Scheiben und ein Reinigungsbad erreient wird.

Das Licht einer Lichtquelle 1 wird über eine Linse 2 nahezu prallel gemacht und von der gegenüberliegenden Linse 2¹ etwas gebündelt auf einen optischen Meßwertaufnehmer 3 geworfen. Von dem Meßobjekt. 4 wird dadurch ein Schattenbild auf dem Meßwertaufnehmer 3 erzeugt. Die gemeinsam auf ei: sr Achse 5 angeordneten, über diese Achse 5 angetriebenen rotierenden Schutzgläser befinden sich jeweils zwischen Meßobjekt 4 und Linse 2, 2'. Unterhalb dieses optischen Systems befindet sich das Reinigungsbad 7. Oberhalb dieses Reinigungsbades 7, bevor ein jeweiliger Schutzglasabschnitt wieder vor eine Linse 2, 2¹ gelangt, befindet sich ein Abstreifer, der hier im Schnitt nicht dargestellt ist. Damit kommt das Schutzglas 6 immer nahezu trocken vor die Linse.

Der Raum zwischen Linsen 2, 2' und Schutzgläsern 6 wird dadurch abgedichtet, daß an der Linsenfassung 8 flexible Dichtsoheiben angebracht sind, die an der Rückseite der Schutzgläser 6 schleifen. Über zwei Ventile 10 können diese Räume unter Überdruck gesetzt werden.

Fig. 2 zeigt das gleiche optische Meßgerät im Schnitt. Hier wird eine Verschmutzung dadurch verhindert, daß feststehende Schutzgläser 6 zwxschen Meßoptik und Meßobjekt 4 angeordnet sind, die ständig mit einem Immersionsöl berieselt werden. Zum Berieseln sind über die ganze Breite der Gläser 6 Düsen 12 verteilt, um einen gleichmäßigen Schutzfilm zu erhalten. Das Immersionsöl

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wird in einer Wanne 13 aufgefangen und durch Filter 14 vom Schmutz gereinigt. In einem zusätzlichen Wasserabscheider 15 wird Spritzwasser entfernt. Eine Pumpe 16 fördert das öl dann wieder zu den Düsen 12. Auch hier kann der Raum zwischen Linsen 2, 2¹ und Schutzgläsern 6 wieder durch überdruck staubfrei gemacht werden.

9 Ansprüche
2 Figuren

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Claims (7)

ii im t t I JIl G 74 358 28.4 VPA 74/4724 Schutzansprüche

1. Berührungsfrei arbeitendes optisches Durcnmessermeßgerät, insbesondere für die Durchmesserbestimmung langgestreckten bewegten Gutes, wie Adern oder Kabel, dadurch gekennzeichnet_s daß zwischen Meßobjekt (4) und Meßoptik leicht zu reinigende Schutzgläser (6) bzw. -folien angeordnet sind.

2. BerUhrungsfrei arbeitendes Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet„ daß die Schutzgläser (6) bzw. -folien kontinuierlich oder intermittierend an der Meßoptik vorbeiführbar sind.

3. Berührungsfrei arbeitendes Meßgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzgläser (6) als um eine gegen die optische Achse versetzte Achse (5) rotierende Scheiben ausgebildet sind.

4. Berührungsfrei arbeitendes Meßgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Schutzgläsern (6) ein Reinigungsbad (7) zugeordnet ist.

5. Berührungsfrei arbeitendes Meßgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Schutzgläsern (6) bzw. -folien ein fester Wischer bzw. Abstreifer zugeordnet ist.

6. Berührungsfrei arbeitendes Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß den Schutzgläsern (6) bzw. -folien eine Berieselungsvorrichtung (12) zugeordnet ist,

7. BerUhrungsfrei arbeitendes Meßgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Schutzgläsern (6) und der Meßoptik mit einem unter leichten überdruck stehenden Gehäuse versehen ist.