-
Banddickenmesser
Es sind Banddickenmesser mit elektrischer Feinmeßlehre
bekannt, bei denen das zu messende Band zwischen zwei Tastrollen des Banddickenmessers
durchläuft. Die beiden Tastrollen sind dabei in Parallelführungen gelagert und übertragen
den Meßwert mit vollem Betrage auf eine induktive Feinmeßlehre. Mit Hilfe einer
Mikrometerschraube wird dabei der Sollwert der Bandstärke eingestellt, so daß nur
die Differenz zwischen Soll- und Istwert als Meßwert auf die induktive Feinmeßlehre
gegeben wird.
-
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Ausführung ist die große
Massenträgheit, die durch die Tastrollen und den Meßbügel bedingt ist, der die untere
Tastrolle mit der Meßeinrichtung verbindet.
-
Die Erfindung betrifft einen Banddickenmesser zu laufenden direkten
Abtastung eines durchlaufenden Bandes mit Hilfe von gleitenden Tastflächen.
-
Erfindungsgemäß sind die mit den Tastflächen versehenen Taststücke
in Kugelgelenken gelagert, deren Mittelpunkte in den Tastflächen oder sehr dicht
dahinter so angebracht sind, daß die Verbindungslinie der Kugelmittelpunkte senkrecht
oder nahezu senkrecht auf den Tastflächen steht. Die hohlkugelförmigen Gegenstücke
der Taststücke sind zweckmäßig in zwei schalenförmigen einarmigen Meßhebeln angebracht.
Die beiden Meßhebel sind an einer gemeinsamen Drehachse zusammengefügt und diese
Drehachse wird durch zwei Drucklager gebildet, die unter der Vorspannung einer Feder
stehen. Die spiel freie Lagerung der beiden Meßhebel ist durch Blattfedern in radialer
und axialer Richtung gesichert.
-
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Fig. I einen senkrechten Querschnitt durch den Banddickenmesser,
Fig. 2 den dazugehörigen Grundriß. In Fig. 3 und 4 ist eine Anordnung dargestellt,
die es gestattet, den Banddickenmesser der räumlich wechselnden Lage des durch ihn
hindurchgeführten Bandes anzupassen.
-
In den Fig. I und 2 bezeichnet 1 die Taststelle,
2
eine induktive Feinmeßlehre bekannter Bauart, die in diesem Fall der Einfachheit
halber als Viereck dargestellt ist. 3 ist der obere, 4 der untere Meßhebel. Jeder
Meßhebel hat schalenförmige Gestalt, so daß sie in der gezeichneten zusammengeklappten
Stellung gleichzeitig das Gehäuse des Banddickenmessers bilden. Mit 5 sind zwei
Auflagerpunkte bezeichnet, die gleichzeitig die Drehpunkte bei der Offnung des Gehäuses
bilden, wenn dasselbe auf ein zu messendes Band aufgesetzt werden soll. Beiderseits
des unteren Meßhebels 4 sind Zapfen 6 angebracht, an denen der Banddickenmesser
aufgehängt oder in sonstiger geeigneter Weise befestigt werden kann. 7 ist das Band,
das im Querschnitt gezeichnet ist und senkrecht zur Papierebene durch das Maul des
Banddickenmessers hindurchläuft. Die Anordnung ist so getroffen, daß die beiden
Auflagerpunkte 5 in der verlängerten Bandebene liegen. Mit 8 und 9 sind zwei tellerförmige
Gleitkufen bezeichnet. Sie besitzen an ihrer dem Band zugekehrten Seite ebene Tastflächen
mit leicht abgeschrägten Auflaufkanten. Die Tastflächen sind an einigen Stellen
mit Gleitstücken aus Hartmetall versehen. Durch eine besondere, nicht dargestellte
Anordnung wird dafür gesorgt, daß die Gleitkufen 8, 9 sich um ihre senkrechte Achse
nicht drehen können, so daß die Hartmetalleinsätze beider Tastflächen sich stets
genau gegenüberstehen. Die Gleitkufen sind in Kugelgelenken gelagert, und diese
sind so ausgebildet, daß der Kugelmittelpunkt jeder Gleitkufe möglichst genau in
der Tastfläche liegt.
-
Die Verbindungslinie beider Kugelmittelpunkte liegt senkrecht zur
Fläche des abzutastenden Bandes.
-
Wenigstens eine der beiden Gleitkufen muß dabei sowohl in der Höhe
als auch nach der Seite fein justierbar sein, so daß die angegebenen Bedingungen
für die Einstellungen erfüllt sind.
-
10 ist eine Mikrometerschraube für die Sollmeßeinstellung der Banddicke,
und ihre Ablesung kann an dem vergrößerten Teilkreis ii erfolgen. Die Mikrometerschraube
wirkt über den Zwischenhebel 12 auf die Nulleinstellung der induktiven Feinmeßlehre.
Der Hebel 12 wird durch die Feder I3 an den festen Anschlagbolzen I4 und die Tastkuppe
I5 der Mikrometerschraube angedrückt. Die Gleitflächen von Hebel I2 an den Berührungsstellen
des Bolzens 14, der Mikrometerschraubenkuppe 15 und des Taststiftes I6 der Feinmeßlehre
sind so versetzt, daß die Mittelpunkte von I4, I5 und I6 in einer Linie liegen und
ihre Verlängerung bei einer mittleren Blechdicke gerade durch die Verbindungslinie
der Drehpunkte 5 hindurchgeht.
-
Die satte Anlage in den Kugelgelenken wird durch die mit Federvorspannung
in der Nähe der Kugelmittelpunkte angreifenden Zugspeichen I7 gewährleistet.
-
An dem oberen Meßhebel 3 ist ein Traggriff I8 befestigt, mit dem
man das Gerät an die Meßstelle heranführen kann. Beim Transport öffnen sich die
Meßhebel wie das Maul einer Zange, so daß das Überschieben über die Blechkante und
das Einlegen der Zapfen 6 in die festen Lagerschalen bequem erfolgen kann. Ein nicht
dargestellter Rasthebel rastet in einem am unteren WIeßhebel 4 befestigten Zapfen
ein, so daß das Gerät im stabilen Gleichgewicht so aufgehängt ist, daß ein Berühren
der Gleitflächen an dem laufenden Band 7 vermieden wird. Erst nach dem Betätigen
dieses Rasthebels, dessen oberes Ende 19 neben dem Traggriff I8 aus dem Gehäuse
heraustritt, schließt sich das Meßgerät über der Meßstelle, so daß nun mit gleichmäßigem
Meßdruck von oben und unten die Abtastung erfolgt.
-
Die Einhaltung der Relativlage der beiden Kugelmittelpunkte von 8
und 9 muß sehr genau sichergestellt werden. Das wird gewährleistet durch eine besondere
Ausführung der Lagerstellen 5, die durch zwei kugelförmige 13erülhrungsstellen 20,
21 aus Ilartmetall sowie durch eine blattfeder 22 sichergestellt wird. Die Blattfeder
gewährleistet eine spielfreie Lagerung innerhalb der Blechebene und die Hartmetallauflagen
eine solche in der dazu senkrechten Richtung, die inshesondere zur einwandfreien
Übertragung des Meßwertes auf die induktive Feinmeßlehre erforderlich ist. Eine
Feder 23 sorgt dafür, daß die Hartmetallauflagen 20, 21 stets mit Vorspannung aneinanderliegen.
-
Wenn das gewalzte Blech auf einer Haspel aufgewickelt wird, so ändert
sich nach Fig. 3 die Neigung des aus dem Walzenständer 24 heraustretenden Bandes
7. Hierbei treten Winkel- und Höhendifferenzen auf, die sich durch die Kugelgelenke
an den Gleitkufen 8 und 9 und durch die Zapfenaufhängung 6 allein nicht mehr ausgleichen
lassen. In Fig. 3 ist eine für diesen Fall geeignete Bügelhalterung für den Banddickenmesser
dargestellt.
-
Die Lagerzapfen 6 der Meßeinrichtung werden in die halbrunden Lagerschalen
des Tragbügels 25 eingelegt. Dieser Tragbügel ist um eine senkrechte Welle 26 drehbar
aufgehängt in einem Hebel 27, der bei 28 am Walzenständer 24 mit waagerechter Welle
befestigt ist. Am Hebel 27 ist eine Rolle 29 angebracht, die von unten unter dem
Band 7 zum Anliegen kommt und daher die Lage des Hebels 27 stets so ausrichtet,
daß die Fluchtlinie der Lagerzapfen 6 in gleicher Höhe und parallel zur Blechkante
des Bandes 7 erhalten bleibt. Der Hebel 27 wird durch eine am Walzenständer befestigte
Feder hochgedrückt.
-
Für den Fall, daß in dem Blech ein tieferer Einriß vorkommt, besteht
die Gefahr, daß die Tastflächen mit den Kanten dieses Einrisses zum Anschlag kommen,
so daß bei großen Bandgeschwindigkeiten heftige Stöße auftreten können, die das
Gerät und insbesondere die Lagerung, an den Lagerstellen 5 bzw. die Blattfedern
22 beschädigen könnten.
-
Zur Vermeidung solcher Störungen dient die Lagerung des Bügels 25
um die senkrechte Welle 26, die durch eine Ratsche 30 gehemmt ist. Im Falle eines
harten Anschlages zwischen Meßgerät und Band wird die Meßeinrichtung um die senkrechte
Welle 26 im rechten Winkel seitlich herausgeschwenkt, so daß die Meßstelle selbsttätig
außer Eingriff kommt.
-
Die Lagerung des Hebels 27 mit einem Zapfen 28, der in der Verlängerung
des Walzenspaltes am Walzenständer angebracht werden muß, kann konstruktive Schwierigkeiten
bereiten. Deshalb ist nach
Fig. 4 eine Abwandlung der konstruktiven
Durchbildung des Traghebels 27 in der Weise getroffen, daß Zwischengelenkhebel 3I,
32 vorgesehen sind, die die gewünschte Kreisbogenführung des Tragbügels 25 gewährleisten,
ohne daß die Schwenkachse am Walzenspalt unmittelbar realisiert werden muß. Dieses
Kurbelgetriebe sorgt für die ungefähre Parallelführung der Zapfenlagerung im Tragbügel
25 zur Blechkante.
-
Durch die besonders trägheitsarme Ausführung der Banddickenmeßeinrichtung
ist das beschriebene Gerät für laufende direkt abtastende Banddickenmessungen bei
sehr viel höheren Bandgeschwindigkeiten geeignet als die eingangs genannten bisher
bekannten Ausführungen. Damit steigt jedoch auch die Gefahr einer Betriebsstörung
bei Bändern mit seitlichen Einrissen oder sonstigen plötzlichen Unel,enheiten. Nian
kann zwar die Tastflächen anschriigen, so daß die CTnebenheiten mit der .Nfeßeinrichtung
nicht zum harten Anschlag kommen, sondern diese sich schlittenkufenartig bei I3anduilel)eilheite1'
öffnell können. Trotzdem kann es vorkommen, daß größere Unebenheiten, wie sie beispielsweise
bei Kissen oder Löchern im Band auftreten können, zum harten Anschlag kommen. Um
auch in solchen Fällen ein betriebssicheres Ausweichen der hleljeinrichtung zu gewährleisten,
wird nach einem weiteren Erfindungsvorschlag an der senkrechten Welle 26 eine Blattfeder
befestigt, die mit einem Abstreifer dicht über der Bandoberfläche quer zu seiner
Laufrichtung angebracht ist. Durch eine Fehlerstelle im Bande wird der Abstreifer
betätigt und der Stoß elastisch auf die zum Ausschwenken dienende Welle 26 übertragen.
Die Meßeinrichtung kann daher selbst bei Bandgeschwindigkeiten bis zu 15 m/sec und
mehr ohne Beschädigung im Störungsfalle ausgeschwenkt werden.
-
Unter Umständen kann die Anordnung auch so abgeändert werden, daß
der Taststift I6 der Feinmeßlehre unmittelbar an die Stelle einer der Gleitkufen
8, 9 tritt und die Messung dann direkt zwischen dem Taststift und einer Gleitkufe
erfolgt.
-
Diese Messung ist allerdings nur zulässig bei einem Band von solcher
Festigkeit, daß die Flächenpressung unter dem Taststift, die, genau genommen, eine
punktförmige Berührung darstellt, nicht zu hoch wird. Diese Anordnung wird daher
unter Umständen bei Filmen, Magnettonbändern u. dgl. nicht angewendet werden können.