DE964272C

DE964272C - Anordnung zum laufenden Messen oder UEberwachen der Breite von Baendern

Info

Publication number: DE964272C
Application number: DEB38930A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried Brockhaus
Original assignee: SIEGFRIED BROCKHAUS DIPL ING
Current assignee: SIEGFRIED BROCKHAUS DIPL ING
Priority date: 1956-01-31
Filing date: 1956-01-31
Publication date: 1957-05-23

Description

Anordnung zum laufenden Messen oder Uberwachen der Breite von Bändern Es besteht die Aufgabe, bei der Herstellung von Bändern die Breite der Bänder laufend zu messen oder zu überwachen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die Bandkanten durch ein oder zwei senkrecht zur Laufrichtung des Bandes bewegte Lichtbündel abgetastet werden. Überschreitet das Lichtbündel eine Bandkante, so entsteht in einem zugehörigen, geeignet angeordneten lichtempfindlichen Organ eine plötzliche Helligkeitsänderung.
Als Maß für die Bandbreite dient bei diesen Anordnungen die Zeitdifferenz zwischen der Helligkeitsänderung an der rechten und an der linken Bandkante.
Die bekannte Anordnung hat verschiedene Nachteile. Unter anderem erfordert eine genaue Messung ein scharf begrenztes Lichtbündel paralleler Lichtstrahlen. Dies läßt sich nur mit einem erheblichen Aufwalld an optischen Hilfsmitteln verwirklichen. Desgleichen ist die Messung der Zeitdifferenz zwischen den plötzlichen Helligkeitsänderungen an der rechten und linken Bandkante sehr kompliziert und entsprechend störanfällig.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Breitenmessung, die sich ebenfalls optischer Hilfsmittel bedient, bei der jedoch die Meßgenauigkeit von der Schärfe der Begrenzung des verwendeten Licht bündels ganz unabhängig ist und die den Vorteil größerer Einfachheit bei gleichzeitig großer Meßgenauigkeit besitzt. Bei der neuen Anordnung wird auf einer Seite des Bandes eine Lichtquelle und auf der anderen Seite des Bandes ein lichtempfindliches Organ angeordnet, wobei erfindungsgemäß das lichtempfindliche Organ - z. B. eine Fotozelle. ein Fotowiderstand oder ein Fotoelement - periodisch so bewegt wird, daß es sich zeitweise im Schatten des Bandes (Dunkelzeit) und zeitweise im Licht befindet (Hellzeit). Die periodische Bewegung des lichtempfindlichen Organs kann kreisförmig oder hin- und hergehend sein. Als Maß für die Bandbreite dient erfindungsgemäß entweder die Summe der Hellzeiten während einer Periodendauer oder einer vielfachen Zeit oder die Dunkelzeit während einer halben Periodendauer bzw. die Summe der Dunkelzeiten während dem Vielfachen einer halben Periodendauer der Bewegung. An der Stelle des lichtempfindlichen Organs kann auch ein kleiner Spiegel angeordnet werden, der das Licht auf das an anderer Stelle befindliche lichtempfindliche Organ wirft.
Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles (Abb. I) näher erläutert werden. Das Band I wird von einer möglichst punktförmigen Lichtquelle 2 angestrahlt. Unterhalb des Bandes ist der Träger 3 des lichtempfindlichen Organs 4 angeordnet. Während der Drehung des Trägers 3 kommt das lichtempfindliche Organ um so länger in den Bereich des Schattens des Bandes I, je breiter das Band ist, während die Summe der Hellzeiten auf der rechten und linken Seite des Bandes entsprechend kürzer wird. Man mißt nun mit irgendeiner Zeitmeßmethode die Dunkelheit oder die Summe der Hellzeiten auf der rechten und linken Seite des Bandes oder die Summe mehrerer solcher Zeiten. In besonders einfacher Weise kann man die Belichtungszeit durch die Elektrizitätsmenge, die durch das lichtempfindliche Organ verursacht wird, messen, vorausgesetzt, daß der Lichtstrom der Lichtquelle konstant ist. Bei genügend hoher Winkelgeschwindigkeit des Tisches kann auch der zeitliche Mittelwert des vom lichtempfindlichen Organ verursachten Stromes durch ein Drehspulinstrument gemessen werden. Die Anzeige entspricht dann dem Mittelwert der Belichtungszeiten über einen gewissen Zeitraum.
Abb. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Licht über die Blende 5 und die Spiegel 6 und 7 auf das lichtempfindliche Organ 4 fällt.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das lichtempfindliche Organ 4 ruht, so daß keine Schleifkontakte zur Übertragung des Meßwertes auf ein ruhendes Instrument erforderlich sind.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen hängt das Meßergebnis noch von dem Abstand des Bandes I vom Träger 3 ab, weil die Lichtstrahlen divergieren.
Um diesen Nachteil-~9u vermeiden, verwendet man für die Messung nach der weiteren Ausbildung der Erfindung ein paralleles Strahlenbündel.
Bei breiten Bändern ist allerdings die Erzeugung eines lichtstarken parallelen Strahlenbündels wegen seines großen Durchmessers sehr teuer. Man kommt mit einem kleinen parallelen Lichtbündel aus, wenn man erfindungsgemäß die Lichtquelle 2 ebenfalls beweglich anordnet und die Bewegung des Tfägers des lichtempfindlichen Organs oder des Spiegelträgers - in den Ausführungsbeispielen Träger 3 - mit mechanischen oder elektrischen Hilfsmitteln so koppelt, daß der ungehinderte Lichtstrahl in jeder Phase der Bewegung das lichtempfindliche Organ trifft. Im Ausführungsbeispiel würde man also die Lichtquelle ebenfalls auf einem rotierenden Träger senkrecht über dem lichtempfindlichen Organ anordnen und die beiden Träger synchron laufen lassen.
Bei breiten Bändern erhält man einen entsprechend großen rotierenden oder hin- und hergehenden Träger für das lichtempfindliche Organ oder die Spiegel und gegebenenfalls einen entsprechend großen Lichtquellenträger. Außerdem nimmt die absolute Genauigkeit der Messung mit der Bandbreite ab, weil eine bestimmte Breitenänderung das Verhältnis der Hellzeit zur Dunkelzeit um so weniger ändert, je breiter das Band ist. Deswegen wird nach der weiteren Ausbildung der Erfindung bei breiten Bändern auf jeder Seite des Bandes ein bewegliches lichtempfindliches Organ und gegebenenfalls auch eine bewegliche Lichtquelle vorgesehen. Es muß dann die Summe der Dunkelzeiten oder die Summe der Hellzeiten der rechten und linken Anordnung zur Anzeige gebracht werden.
Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der letzten Art. Die Lichtquellenträger 10 und I0' tragen die Lampen 2 und 2' sowie die Sammellinsen 8 und 8'.
Die Träger 3 und 3' für die lichtempfindlichen Organe 4 und 4' haben Blenden 5 und 5', durch die das Licht auf die Fotozellen 4 und 4' gelangt, wenn es nicht durch das Band r oder die Lichtschran ken 9 und g' gehindert wird. Die Lichtschranken g und g' begrenzen die Bandbreite, die noch gemessen werden kann, nach oben. Durch diese Einengung des Meßbereiches wird jedoch die Meßgenauigkeit erhöht, sofern man die Hellzeiten zur Messung benutzt. Die Lichtschranken g und g' können auch beweglich angeordnet werden. Man kann dann die Lichtschranken den zu erwartenden oder zulässigen Toleranzen der Bandbreite anpassen. Soll die Meßanordnung für schmale und breite Bänder benutzt werden, dann muß der Abstand der Träger 10 und 3 einerseits und I0' und 3' andererseits einstellbar sein.
Die Lichtschranken g und 9 erlauben auch eine Abänderung des Meßverfahrens in der Weise, daß die Schranken so lange verstellt werden, bis sich eine bestimmte, möglichst kleine Hellzeit oder Dunkelzeit für das darunterliegende lichtempfindliche Organ ergibt. Der Abstand der beiden Lichtschranken ist dann ein Maß für die Bandbreite.
Die Verstellung der beiden Lichtschranken kann auch durch selbsttätige Nachregelung erfolgen. Bei Fortfall der Lichtschranken g und g' kann in ähnlicher Weise der horizontale Abstand der Träger 10 und 3 sowie I0' und 3' von den Bandlianten so lange von Hand oder automatisch geändert werden, bis sich eine bestimmte Hell- und Dunkelzeit für die lichtempfindlichen Organe 4 und 4' ergibt. Der Abstand der Träger ist dann das Maß für die Bandbreite. Schließlich kann das Meßverfahren auch zu einem Nullverfahren ausgebaut werden, indem man eine der ersten Meßanordnung genau gleiche zweite Meßanordnung - die Vergleichsanordnung - vorsieht, bei der die Bandbreite von Hand oder selbsttätig so lange verändert wird, bis sich genau die gleichen Hell- und Dunkelzeiten für beide Anordnungen ergeben. Die Änderung der Bandbreite der Vergleichsanordnung erfolgt dabei an Hand der Differenz der Dunkel- oder Hellzeiten der beiden Anordnungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Anordnung zur Messung der Bandbreite mit Hilfe einer Lichtquelle auf der einen Seite und eines lichtempfindlichen Organs auf der anderen Seite des Bandes, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Organ periodisch so bewegt wird, daß es zeitweilig auf der rechten und zeitweilig auf der linken Seite des Bandes vom Licht getroffen wird (Hellzeiten), während es sich in der Zwischenzeit im Bandschatten befindet (Dunkelzeit), und daß eine Meßanordnung vorgesehen ist, durch die entweder die Dunkelzeit während einer halben Periode der Bewegung oder die Summe der Hellzeiten während einer Periode der Bewegung oder die Summe mehrerer solcher Zeiten gemessen wird.
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des lichtempfindlichen Organs ein Spiegel oder ein sonstiges optisches Hilfsmittel vorgesehen wird. über das der Lichtstrahl gegebenenfalls über weitere optische Hilfsmittel auf das ruhend angeordnete lichtempfindliche Organ fällt.
3. Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsmittel vorgesehen sind, durch die die Lichtquelle ein paralleles, wenigstens nahezu senkrecht zur Bandebene stehendes Strahlenbündel aussendet.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle beweglich angeordnet wird, wobei die Bewegung der Lichtquelle so mit der Bewegung des lichtempfindlichen Organs oder Spiegels gekoppelt ist. daß der ungehinderte Lichtstrahl in jeder Phase der Bewegung das lichtempfindliche Organ trifft.
5. Anordnung nach Anspruch I bis 4 für breite Bänder, dadurch gekennzeichnet, daß auf der rechten und linken Seite des Bandes je eine Lichtquelle und ein bewegliches lichtempfindliches Organ angeordnet sind.
6. Anordnung nach Anspruch I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Hellzeiten durch gegebenenfalls verstellbare Lichtschranken auf der rechten und linken Seite des Bandes verkürzt werden.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur automatischen Verstellung der Lichtschranken in Abhängigkeit von der bzw. den Hell- oder Dunkelzeiten vorgesehen sind.
8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet. daß Mittel zum Messen des Ahstandes der Lichtschranken vorgesehen sind.
9. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger der lichtempfind-Iichen Organe und gegebenenfalls auch die Träger der Lichtquellen verstellbar angeordnet sind.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Messen des Abstandes der beiden Träger der lichtempfindlichen Organe vorgesehen sind.
II. Anordnung nach Anspruch g und IO. dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum automatischen Verstellen des Abstandes der beiden Träger der lichtempfindlichen Organe in Abhängigkeit von den Hell- oder Dunkelzeiten vorgesehen sind.
12. Anordnung nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, der ersten genau gleiche Vergleichsanordnung mit verstellbarer Bandbreite vorgesehen ist und daß Mittel zur Anzeige der Differenz der beiden Meßergebnisse oder zur automatischen Steuerung der Bandbreite der Vergleichsanordnung in Abhängigkeit von dieser Differenz vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung L I86I6 IX/42b; UrA.-Patentschrift S7r. 2 237 8I I; Zeitschrift »General Electrical Review«, Bd. 44, S. 615, 6I6.