DE930289C - Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Dicke bzw. Dickendifferenz von endlosen, vorzugsweise flaechigen Gebilden - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Dicke bzw. Dickendifferenz von endlosen, vorzugsweise flächigen Gebilden Die Erfindung hat eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Dicke bzw. Dickendifferenz von endlosen, vorzugsweise flächigen Gebilden, wie Folien, Werltstoffbahnen u. dgl., sowie von Drähten zum Gegenstand, bei welcher die durch die zu messenden Gegenstände begrenzten Bewegungen eines milt konstanter Frequenz s'dhwingenden Tastorgans in elektrische Impulse von entsprechender Intensität umgeformt und diese als von dem Schwingungsausschlag des Tastorgans abhängige elektrische Größe gemessen werden.
• Es sind sogenannte Rauhtiefenmesser bekanntgeworden, die nach dem Differentialtastverfahren arbeiten, wobei die Oberfläche der Probe unter einer mit konstanter Frequenz schwingenden elektromagnetisch gesteuerten Tastspitze mit gleichmäßigem Vorschub entlang geführt wird. Zu diesem Zweck ist ein, durch Membranen federnd gehaltener, durch eine Impulsgeberspule angetriebener Tastbolzen vorgesehen, dessen freies Ende mit einer in den Luftspalt eines Dauermagnetsystems hineinragende Spule in Verbindung steht. In dieser Schwingspule treten durch die Bewegung Spannungen auf, deren Höhe ein Vergleichsmaß für die gemessene Rauhigkeit darstellt. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß eine besondere Spannungsquelle für den Impulsgeber notwendig ist, die zudem zwecks Aufrechterhaltung einer konstanten S chwingamplitude selbst konstant bleiben muß. Ferner sind die in der Schwingspule auftretenden Wechselspannungen so gering, daß eine elektrische Verstärkung vorgesehen sein muß.
• Ferner wurde schon eine Einrichtung zur Längenmessung auf elektromagnetischer Grundlage vorgeschlagen, bei welcher mit vier zu einer Meßbrücke zusammengeschlossenen Drosselspulen gearbeitet wird, wovon die eine als Meßdrossel mit einem beweglichen Anker versehen ist, dessen Taststift gegen einen Prüfling zur Anlage gelangt. Durch die beim Anlegen des Taststiftes bewirkte Veränderung des Luftspaltes zwischen Anker und Kern der Drossel ändert sich der magnetische Widerstand des Kraftlinienweges und damit die Federstärke und der Scheinwiderstand der Drossel, so daß das Meßinstrument in der Diagonale der Brücke einen von der Dicke des Prüflings abhängigen Ausschlag anzeigt. Auch bei dieser Anordnung ist zum Betrieb eine konstante Stromquelle notwendig. Ferner kann jeweils immer nur eine Messung vorgenommen werden, da sich der Taststift stets in Ruhe befindet.
• Eine kontinuierliche Messung ist also mit diesem System nicht möglich.
• Bekannt ist ferner ein Meßinstrument mit vor den Polen zweier Magnetsysteme um eine Mittelachse schwingendem Anker, dessen Lage in Abhängigkeit von der Dicke der zu messenden Teile veränderlich ist. So entsteht eine entsprechende Änderung des Kraftflusses in den Luftspalten der Dauermagnete, die sich wiederum in einer Änderung der elektrischen Induktion in den die Dauermagnete umschließenden Spulen auswirkt. Für die Aufrechterhaltung der Schwingungen dieses Ankers ist aber eine Spannungsquelle erforderlich, die ebenfalls sehr konstant sein muß, wenn das Meßergebnis für einen längeren Zeitraum nicht gefälscht werden soll. Diese Anordnung ist also für dauernde Messungen betrieblich nicht geeignet. und außerdem in ihrem ganzen komplizierten Aufbau empfindlich.
• Die Nachteile der bekannten Anordnungen werden bei der Erfindung dadurch vermieden, daß ein aus elastischen Mitteln zusammengesetztes, mit einem mechanischen Antrieb gekoppeltes und in Richtung auf die Werkstoffbahn. schwingendes System mit einem Tastorgan sowie mit einer als Anker wirkenden Zunge aus ferromagnetischem Werkstoff vorgesehen ist, die entsprechend den Amplitudenausschlägen des Tastorgans über den beiden Polen eines feststehenden Magnetsystems schwingt, von welchem einer oder beide Magnetpole und/oder das die Pole verbindende Joch von einem mit einem elektrischen Meßgerät in Verbindung stehenden Solenoid umschlossen sind. Die Kopplung des schwingenden Tastorgans, dessen Amplitude von der Stärke des zu prüfenden Stoffes abhängig ist, mit einer mechanischen Antriebsquelle, wie z. B. einem Motor, macht die Anwendung von besonderen Stromquellen überflüssig und gewährleistet ferner einen robusten Aufbau und weitgehende Unempfindlichkeit. Die neue Vorrichtung eignet sich daher besonders zur laufenden Kontrolle von Folien, die aus den Walzen eines Kalanders austreten. Da ferner die Meßspannungen nicht auf elektrodynamischem Wege mittels Schwingspule, wie bei bekannten Anordnungen, sondern auf elektromagnetischem Wege durch die Änderung des Magnetflusses eines Dauermagnetsystems unter Verwendung eines mit dem Tasterstift in mechanischer Verbindung stehenden, vor den Polen der Magnete schwingenden Ankers erzeugt werden, besitzt der in den Magnetspulen entstehende Meßstrom eine solche Stärke, daß er unmittelbar, also ohne Zwischenschaltung elektrischer Verstärkung, zur Messung herangezogen werden kann.
• In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens besteht das schwingende System aus zwei einseitig in einem verschiebbaren Rahmen fest eingespannten, in Abstand übereinander und parallel liegenden Blattfedern gleicher Länge, die an ihren Enden beide mit einem das Tastorgan und den Anker tragenden Stab verbunden sind, wobei das dem Taster abgewandte Ende des Stabes an einer eingespannten Blattfeder hängt, die etwa in der Mitte ihrer freien Länge über Kurbelstange und Exzenter mit einer Antriebsmaschine, wie. z. B. einem Elektromotor, gekuppelt ist.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in einer schematischen Darstellung veranschaulicht.
• Der Elektromotor I erzeugt über einen Exzenter 2 und die Kurbelstange 3 eine schwingende Bewegung der in dem Halter 4 fest eingespannten Blattfeder 5, deren anderes Ende 6 mit dem einen Teil des Schwingungssystems bildenden Stab 7 verbunden ist. Dieses System besteht aus den beiden Blattfedern 8, die parallel übereinander in den Sockel g eingespannt sind, so daß der an den freien Enden dieser Federn befestigte Stab 7 je nach der Durchbiegung der Blattfeder 5 Bewegungen in der Richtung auf den zu messenden Gegenstand und senkrecht zur Schwingbewegung der Blattfeder 5 ausführt. An dem anderen Ende des Stabes 7 ist das tellerförmige Tastorgan II befestigt. An dem Stab 7 ist ferner die als Anker dienende Zunge I2 angebracht, unterhalb der mit geringem Luftab-- stand zwei mit Spulen 13 versehene Dauermagnete I4 auf einem sie tragenden und verbindenden Bügel I5 befestigt sind. Unterhalb des Tastorgans II befindet sich die feste Auflage I6, über welcher das Meßobjekt, in vorliegendem Falle eine Bahn I7 aus Kunststoff, geführt wird. Die in der Spule I3 induzierten Wechselspannungen werden über einen Gleichrichter I8 in Graetzschaltlu!ng und nach Glättung durch den Kondensator 19 dem Meßinstrument 20 zugeführt. Wenn kein Meßobjekt vorhanden ist, dann schwingt der Anker 12 mit einer Amplitude, entsprechend den seitlichen, durch den Exzenter 2 bewirkten Ausbiegungen der Blattfeder 5 (gestrichelt). vor den mit den Spulen I3 versehenen Dauermagneten I4, und induziert dort eine Wechselspannung. Bringt man nun eine Folie zwischen die Auflage I6 und das Tastorgan II, so wird der Anker in seinem Hub durch die Folie I7 abgebremst und dadurch eine geringere Spannung als bei vollem Ausschlag erzeugt. Diese geringere Spannung, die nach Gleichrichtung und Glättung an dem Galvanometer 20 abgelesen werden kann, zeigt unmittelbar das Maß für die Dicke des Meßobjektes an. Die Justierung der Vorrichtung kann durch vertikale Verschiebung des das ganze System tragenden Rahmens 9 bzw. durch Änderung des Exzenterhubes, oder des Angriffspunktes an der Blattfeder 5 erfolgen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Dicke bzw. Dickendifferenzen von endlosen, vorzugsweise flächigen Gebilden, wie Folien Werkstoffbahnen u. dgl., sowie von Drähten, bei welcher die durch die zu messenden Gegenstände begrenzten Bewegungen eines mit konstanter Frequenz schwingenden Tastorgans in elektrische Impulse von entsprechender Intensität umgeformt und diese als von dem Schwingungsausschlag des Tastorgans abhängige elektrische Größen gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus elastischen Mitteln zusammengesetzes mit einem mechanischen Antrieb gekoppeltes, in Richtung auf die Werkstoffbahn schwingendes System mit einem Tastorgan sowie mit einer als Anker wirkenden Zunge aus ferromagnetischem Werkstoff vorgesehen ist, die entsprechend den Amplitudenausschlägen des Tastorgans über den beiden Polen eines feststehenden Dauermagnetsystems schwingt, von welchem einer oder beide Magnetpole und/ oder das die Pole verbindende Joch von einem mit einem elektrischen Meßgerät in Verbindung stehenden Solenoid umschlossen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingende System aus -zwei in horizontaler Lage einseitig eingespannten, in Abstand übereinander und parallel liegenden Blattfedern gleicher Länge besteht, deren freie Enden mit einem das Tastorgan und den Anker tragenden Stab verbunden sind, und daß dieser Stab von einer weiteren vertikal gelagerten Blattfeder gehalten ist, die durch eine Antriebsmaschine über Exzenter und Kurbelstange in Schwingungen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stabes versetzt wird.

   Angezogene Druckschriften: Werkstattstechnik und Maschinenbau, Jg. In42, Heft 6, S. 249 ff.; Werkstatt und Betrieb, Sept. I95I, S. 438; deutsche Patentschrift Nr. 740 78I; deutsche Patentanmeldung ST 2646 IXb/42b; schweizerische Patentschrift Nr. 204 267; USA.-Patentschriften Nr. 2 569 IO5, 2 297 25I.