DE1573912A1 - Verfahren zum Erkennen von Oberflaechenerhoehungen im Papier und anderem plattenfoermigen Material und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens - Google Patents

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U/p 4651

Tag 15. April 1966 W/He

LASZL0 URMENTI, 18 Ernie Road, Wimbledon, London S.W. 20, England

Verfahren zum Erkennen von Oberflächenerhöhungen im Papier und anderem plattenförmigen Material und Einrichtung zur Ausübung des

Verfahrens.

Verschiedene Verfahren und Einrichtungen zum Erkennen von Oberflächenerhöhungen, wie zum Beispiel Klumpen, Batzen, Palten, Wellen usw. im Papier und anderem bahn- bzw. plattenförmigen Material wurden bereits vorgeschlagen. Die Platte oder dergl. wird dabei über eine Stützrolle geführt und wenigstens ein Abtastglied, welches die Plattenoberfläche berührt, ist so ausgebildet und angeordnet, daß jedesmal, wenn das Abtastglied über eine Oberflächenerhöhung bewegt wird, ein elektrisches Signal ausgelöst wird. Das Abtastglied wird jedoch nicht nur von Oberflächenerhöhungen betätigt. Die Stützrolle ist nie ganz exakt ausgebildet, sondern läuft etwas exzentrisch, weshalb das Abtastglied periodisch auf-und abbewegt wird. Die Dicke der Bahn bzw. Platte ist mehr oder weniger

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großen Schwankungen unterworfen. Um diese Einflüsse zu eliminieren, sind die bekannten Anordnungen so eingerichtet, daß langsame oder lang dauernde Änderungen in der Lage des Abtastgliedes kein Signal erzeugen. Der Nachteil dieser Anordnungen ist, daß lange Falten nicht erkannt werden. Schlaffe Palten oder Wellen können das Abtastglied nicht bewegen und werden deshalb nicht erkannt. Weiterhin ist eine direkte Berührung der Bahn bzw. Platte durch das Abtastglied oft unerwünscht.

Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, Mittel zu finden, welche von den obigen Nachteilen frei sind, um in Papier und anderem bahn- bsw. plattenförnigen Material Oberflächenerhöhungen zu erkennen. Im weiteren soll unter der Bezeichnung Bahn bzw. Platte jedes plattenförmige Material, wie Papier, Folien, Bleche usw. verstanden werden.

Gemäß der Erfindung wird die Platte über eine Stützfläche geführt, mindestens ein Abtastglied wird in der Nähe der Fläche montiert, in welcher die Bahn bzw. Platte die Stützfläche berührt, mindestens ein bewegbares Eontaktglied steht in Berührung mit der Oberfläche der Bahn bzw. Platte und es ist eine elektrische Anordnung vorgesehen, die ein Signal erzeugt, wenn eine Oberflächenerhöhung in der Bahn bzw. Platte versucht, das Abtastglied relativ zur Bahn- bzw. Plattenoberfläche eu bewegen. Hiermit soll zum Ausdruck gebracht werden, daß eine tatsächliche Bewegung nicht stattfinden muß. Eine Oberflächenerhöhung könnte zu schlaff sein, um das Abtastglied relativ zur Bahn- bzw. Plattenoberfläohe bewegen zu können.

Gemäß weiterer Erfindung wird dit Bahn- bzw. Platte über ein· StütEfläche geführt, Bindtatens ein Abtastglied wird in der Nähe.

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der Fläche vorgesehen, in welcher die Bahn bzw. Platte die Stützfläche berührt, mindestens ein Kontaktglied, welches bewegbar angebracht ist, steht in Berührung mit der Oberfläche der Bahn bzw. Platte in der Nähe des Abtastgliedes, es ist mindestens ein Datumglied vorgesehen, das vom Kontaktglied derart gesteuert wird, daß der Abstand zwischen der Oberfläche der Bahn bzw. Platte und dem Datumglied unabhängig von Änderungen der Lage der Stützfläche oder von Änderungen der Dicke der Bahn bzw. Platte konstant gehalten wird und es ist eine elektrische Anordnung vorgesehen, die ein Signal abgibt, wenn eine Oberflächenerhöhung in der Bahn bzw. Platte das Abtastglied relativ zur Bahn- bzw. Plattenoberfläche zu bewegen versucht. Die genannte elektrische Anordnung kann ein Schaltelement mit Ohm'sehen oder Blindwiderstand enthalten, das z.B. einen Teil einer Brückenschaltung bildet.

Weiter wird gemäß der Erfindung eine justierbare Vorrichtung vorgesehen, die eine Änderung der Relativstellung des Abtastgliedes zum Datumglied in einer vorbestimmten Richtung verhindert, in der entgegengesetzten Richtung aber zuläßt. Diese justierbare Vorrichtung kann auf zwei verschiedenen Arten justiert werden. Die Justierung kann so vorgenommen werden, daß das Abtastglied die Bahn bzw. Platte berührt und wenn eine Oberflächenerhöhung das Abtastglied von der Fläche der Bahn bzw. Platte weg bewegt, ändert sich der Abstand zwischen Abtastglied und Datumglied und es wird ein Signal erhalten; wenn das Kontaktglied durch eine Oberflächenerhöhung von der Bahn bzw. Platte weg bewegt wird, nimmt das Kontaktglied das Abtastglied mit sich, wodurch eine Änderung in der relativen Lage zwischen Abtastglied und Datumglied verhindert und kein Signal erhalten wird. Andererseits kann die justierbare Vorrichtung so justiert werden, daß das Abtastglied in einem

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kleinen Abstand, zum Beispiel 0,012 mm von der Oberfläche der Bahn bzw. Platte angeordnet ist, wodurch eine direkte Berührung mit der Platte vermieden wird. Das Kontaktglied steht in Berührung mit der Bahn bzw. Platte und hält den Abstand zwischen der Bahn- bzw. Plattenoberfläche und dem Abtastglied unabhängig von einer evtl. exzentrischen Drehung einer Stützrolle oder von Änderungen in der Dicke der Bahn bzw. Platte konstant. Eine Oberflächenerhöhung, die größer als 0,012 mm ist, wird das Abtastglied berühren und kann es relativ zum Datumglied bewegen, wodurch ein elektrisches Signal ausgelöst wird. Die letztgenannte Methode ist von Vorteil im Falle gewisser gestrichener Papiersorten, wenn eine direkte Berührung der Papieroberfläche mit dem Abtastglied vermieden werden soll. Das Kontaktglied ist an der Erkennung von Oberflächenerhöhungen nicht beteiligt und kann im Falle eines rotierenden Gliedes einen genügend hohen Druck auf das Papier ausüben, damit gewährleistet wird, daß es vom Papier mit Sicherheit ohne Schlupf gedreht wird; deshalb ist eine Berührung des Papiers mit einem rotierenden Kontaktglied nicht nachteilig.

Wenn die justierbare Vorrichtung auf die zuletzt beschriebene Weise justiert wird, nämlich, daß das Abtastglied in einem kleinen, konstanten Abstand von der Plattenoberfläche gehalten wird, ohne sie zu berühren, kann in Fällen, in denen das Band- bzw. Plattenmaterial ein schlechter elektrischer Isolator, z.B. Papier ist, das Abtastglied elektrisch isoliert werden; wenn eine Oberflächenerhöhung am Abtastglied vorbeiläuft, verringert eine Berührung der Oberflächenerhöhung mit dem Abtastglied den elektrischen Widerstand zwischen Abtastglied und Erde infolge des elektrischen Widerstandes des Papiers. Dieser Widerstand kann zwischen

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einigen Megohm und einigen Hundert Megohm betragen und wenn das Abtastglied gut isoliert ist, ist die Widerstandsänderung bezeichnend und kann zur Erzeugung eines Signals verwendet werden. Im letzteren Falle ist es nicht notwendig, das Abtastglied zu bewegen, um ein Signal zu erhalten. Die Kraft, die die Oberflächenerhöhung am Abtastglied ausübt, ist so gerichtet, daß das Abtastglied sich relativ zum Datmmglied zu bewegen versucht, jedoch reicht diese Kraft im Falle einer schlaffen Oberflächenerhöhung nicht zu einer tatsächlichen Bewegung aus. Die zwei Arten, ein Signal zu erhalten, nämlich einerseits eine Widerstandsänderung durch Berührung des Abtastgliedes mit der Oberflächenerhöhung und andererseits eine Bewegung des Abtastgliedes durch die Oberflächenerhöhung zu erzielen, können kombiniert werden. Diese Kombination der zwei Methoden ist von Vorteil, wenn schlaffe Oberflächenerhöhungen, welche das Abtastglied nicht bewegen können, und Klumpen aus Isoliermaterial, welche infolge guter Isolation durch einen Kontakt allein kein Signal hervorrufen können, jedoch hinreichend hart sind, um das Abtastglied zu bewegen, erkannt werden sollen. Wenn solche Klumpen nicht vorhanden sind, kann die Methode der Signalerzeugung durch Widerstandsänderung bei leichter Berührung allein verwendet werden.

Auch soll gemäß der Erfindung zwischen Klumpen und Falten oder Wellen unterschieden werden und es soll eine Vorrichtung angegeben werden, mit deren Hilfe die Empfindlichkeit der Einrichtung für Klumpen und für Falten getrennt geregelt werden kann. Der Grund hierfür ist, daß oft kleine Klumpen eher annehmbar sind als feine lange Falten von gleicher Höhe. Zum Beispiel kann ein Klumpen, der weniger als 0,1 mm hoch ist, annehmbar sein, Falten jedoch, die höher als 0,025 mm sind, müssen erkannt und das solche

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Palten erhaltende Papier muß als Ausschuß aussortiert werden. Solche Falten können mehrere Meter lang sein.

Nach einem Beispiel der Erfindung wird das vom Abtastglied verursachte Signal verstärkt und gleichgerichtet und es werden ein oder zwei Gleichspannungs-Ausgänge vorgesehen. Im falle eines Klumpens ist der Ausgang ein kurzer Gleichspannungspuls. Im lalle einer Palte könnte der Gleichspannungspuls mehrere Sekunden lang dauern. Der eine Gleichspannungsausgang wird zur Erzeugung eines momentanen Signals verwendet, wobei ein veränderlicher Spannungsteiler zur Empfinälichkeitsregulierung verwendet werden kann, und der andere Gleichspannungsausgang wird zwei Widerstand-Kapazität-Kombinationen oder anderen Verzögerungsschaltungen zugeführt, von denen die eine eine kurze Zeitkonstante, z.B. weniger als eine Sekunde, und die andere eine lange Zeitkonstante, z.B. mehrere Sekunden, besitzt. Die letztgenannte Schaltung ist mit Schaltmitteln zur Verkürzung ihrer Zeitkonstante versehen, die ausgeschaltet werden, wenn der Ausgang der Verzögerungsschaltung langer Zeitkonstante von dem Ausgang der Verzögerungsschaltung kurzer Zeitkonstante in einer vorbestimmten Richtung (z.B. nach positiv) verschieden ist. Es sind auch Mittel vorgesehen, um ein kontinuierliches Gleich- oder Wechselspannungssignal zu erzeugen, welches der Ausgang eines Impulsgenerators sein kann, während der Ausgang der Verzögerungsschaltung langer Zeitkonstante von dem Ausgang der Verzögerungsschaltung kurzer Zeitkonstante in einer vorbestimmten Richtung (z.B. nach positiv) verschieden ist.

Ein Klumpen erzeugt einen einfachen kurzen Gleichspannungspuls und eine Palte ein kontinuierliches Signal, welches der Ausgang eines Impulsgenerators sein kann, wobei die Dauer des letztge-

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nannten Signals der Dauer der Palte gleich ist, jedoch durch die Zeitkonstante der letztgenannten Verzögerungsschaltung begrenzt vird.

Die Signale können auf verschiedene Weise ausgewertet werden. Sie können einen Alarm betätigen oder den Rand des Papiers in gleicher Höhe mit dem Fehler bseichnen oder die Prüfung kann auf einem Querschneider stattfinden, welcher mit einer Weiche versehen ist. Im letzten Falle findet die Prüfung statt, bevor das Papier geschnitten wird, und die Signale werden einer Rechenanlage zugeführt, welche eine Zeitverzögerung entsprechend der Zeit vorsieht, die das Papier benötigt, wenn es von der Prüfstelle bi§4ur Weiche transportiert wird, und die Weiche im richtigen Moment betätigt, um das fehlerhafte Papier auszuschneiden.

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel des Abtastgliedes mit zwei Kontaktgliedern und einer Kapazität als Schaltelement,

Fig. 2 ein Beispiel des Abtastgliedes mit einem Kontaktglied und einer Kapazität als Schaltelement,

Fig. 3 ein weiteres Beispiel des Abtastgliedes mit einem Kontaktglied und einer Kapazität als Schaltelement,

Fig. 4 ein Beispiel des Abtastgliedes mit zwei Kontaktgliedern und einer Induktivität als Schaltelement,

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Fig. 5 ein Beispiel mit sich überlappender Anordnung von Abtastgliedern,

Fig. 6 ein Beispiel von Abtastgliedern mit zwei Kapazitäten,

Fig. 7 ein Beispiel einer Brückenschaltung für die Anwendung im Beispiel nach Fig. 6,

Fig. 8 ein Beispiel eines Abtastgliedes mit einem Hilfeglied sun Erkennen von Klebestreifen,

Fig. 9 ein Beispiel eines stationären Abtastgliedes mit Kontaktglied,

Fig.IO ein Detail aus Fig. 9,

Fig.11 ein Detail aus Fig. 9 mit rotierendem Abtastglied,

Fig.12 ein Schaltschema zur Verwendung mit einem isolierten Abtastglied,

Fig. 15 ein Beispiel eines isolierten Abtastgliedes, Fig.14 ein Beispiel eines Schaltschemas,

Fig.15 ein Beispiel eines Schaltechemas mit gegenseitiger Induktion, und

Pig.16 ein Beispiel eines Schaltschemas mit Selbstinduktion.

In Fig. 1 ist 1 ein Abtastglied, welches ein stationärer Stab

oder Streifen oder eine rotierende Walze sein kann und die

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Platte 8 oberhalb der Stützfläche 9_t welche in diesem Beispiel eine Walze ist, berührt oder sich in einem geringen Abstand von der Stützfläche befindet, 2 ist eine Kondensatorplatte, welche am Teil 1 angebracht ist, 3 ist ein in diesem Falle zweitägiges Kontaktglied, wobei die beiden Teile miteinander und mit Glied verbunden sind, das Glied 4 ist ein Datumglied, in vorliegendem Falle eine Kondensatorplatte. Teil 3 kann stationär oder rotierend ausgebildet sein. Die Teile 1 und 3 sind an gelagerten Armen befestigt, welche nicht dargestellt sind, die Lagerungspunkte liegen vorzugsweise in einer geraden Linie, welche parallel zu der Linie verläuft, in der die Teile 1 und 3 die Platte berühren· Wenn die Stützfläche eine exzentrisch rotierende Walze ist oder we

die Dicke der Platte sich ändert, werden die Teile 1 und 3 gleichzeitig und im gleichen Maße gehoben und gesenkt und folglich ändert sich die Kapazität zwischen Kondensatorplatten 2 und 4 nicht. Wenn ein Klumpen oder eine Falte oder andere örtliche Flächenerhöhungen unter Teil 1 hindurchläuft, wird nur Teil 1 angehoben, der Abstand zwischen den Kondensatorplatten 2 und wird vermindert und die Kapazität wird erhöht.

In Fig. 2 bezeichnen 1, 2 , 3, und 4 die gleichen Teile wie in Fig. 1. Hier ist das Kontaktglied 3 einteilig auegeführt.

In Fig. 3 bezeichnen 1, 2, 3 und 4 die gleichen Teile wie in den vorhergehenden Figuren· Die Teile 1 und 3 sind in Grundriß, die Teile 2 und 4 in Aufriß gezeichnet. Der Pfeil gibt di· Richtung an, in welcher eichdas Piatonmaterial bewegt. Eine örtliche Oberfläohenerhöhung oder ein Klebestreifen hebt zuerst den Teil 3 an, wodurch die Kapazität zwischen den Seilen 2 und 4 kurzzeitig erhöht wird. Sine lange Falte in Bewegungsrichtung der Platte verursacht eine Kapasitäteänderung nur ·οlangt, wit

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der Anfang der Palte an dem Teil 3 vorbeiläuft, deshalb ist diese Anordnung zum Erkennen von langen Falten nicht geeignet.

In Pig. 4 ist 1 ein Abtastglied, 3 sind Kontaktglieder, 4 ist ein Glied aus magnetischem Material, 5 ist ein U-förmiger Magnetkern mit Spulen 6 und 7. Wenn der Abstand zwischen den Gliedern 4 und 5 verringert wird, wird die Selbstinduktion der Spulen 6 und 7 oder die gegenseitige Induktion zwischen den Spulen 6 und 7 erhöht.

Pig. 5 zeigt ein Beispiel einer überlappenden Anordnung der Abtastglieder.

In Pig. 6 ist 1 das Abtastglied, welches die Kondensatorplatte 2 trägt, 3 ist ein anderes Abtaatglied, welche? die Kondensatorplatte 4 trägt, 10 ist eine Kondensatorplatte, welche gegenüber den Platten 2 und 4 angeordnet ist, möglicherweise an einem nicht sichtbaren Kontaktglied, wobei z.B. die Kapazitäten zwischen Platten 2 und 10 und zwischen 4 und 10 gleich gewählt sind. Die Arbeitsweise dieses Beispieles wird am besten anhand der Pig. 7 erläutert, welche eine Brückenschaltung darstellt, in der 11 und 12 Widerstände sind; 13 ist die Kapazität zwischen den Platten 2 und 10 der Pig* 6 und 14 ist die Kapazität zwischen den Platten 4 und 10 der Pig. 6. 15 und 16 sind die Kapazitäten von einem anderen JLbtaatglied und können zu 13 und 14 parallel geschaltet werden. Wenn die Glieder 1 und'3 gleichseitig in gleichen Maße gehoben werden, werden die Kapazitäten 13 und 14 i» gleichen Maße geändert und die Spannung zwischen den Punkten 18 und 19 ändert sich nicht. Wenn aber nur eines derGLieder gehoben wird, werden die Kapazitäten ungleich und die Spannung zwischen den Punkten 18 und 19 ändert sich.

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Fig. 8 zeigt eine Anordnung zum Erkennen von Klebestreifen, welche sich über die ganze Breite des Plattenmaterials senkrecht zur Bewegungsrichtung erstrecken. Ein Klebestreifen würde also die Glieder 1 und 3 gleichzeitig heben und würde deshalb nicht erkannt werden. Man könnte natürlich eine Anordnung treffen, bei der mindestens ein Abtastglied ^relativ zum Kontaktglied 3 in Bewegungsrichtung der Platte verschoben ist. Dann würde ein Klebestreifen z.B. das Abtastglied 1 eine kurze Zeit früher heben als das Kontaktglied 3 und es würde ein Signal erhalten werden.

Eine andere Methode ist in Fig. 8 gezeigt. Das Abtastglied 1 ist über der Platte angeordnet, welche sich über die Stützfläche 9, in diesem Falle eine Walze, in Richtung des Pfeiles bewegt. Ein Hilfsabtastglied 17 ist in einer festen Lage relativ zum Abtastglied 1 so befestigt, daß es in Bewegungsrichtung der Platte versetzt ist, und befindet sich einen kleinen Abstand, z.B. 0,1 mm oberhalb der Plattenoberfläche. Klebestreifen sind gewöhnlich dicker, z.B. 0,25 mm. Wenn ein Klebestreifen unter dem Glied 17 vorbeiläuft, wird Glied 17 und auch Glied 1 gehoben. Da die Glieder 1 und 3 sich in der gleichen Linie befinden, wird ein Signal erzeugt, während der Klebestreifen sich vom Glied 17 zum Glied 1 bewegt.

In Fig. 9 ist 20 ein Teil eines Befestigungsgliedes, welches an einem Balken, in der Figur nicht sichtbar, justierbar befestigt ist, 2 ist eine geerdete Kondensatorplatte, welche dae Abtastglied 1 trägt, 29 ist ein Stück Isoliermaterial, welches Teil 1 vom Teil 2 isoliert, der Teil 2 ist an den Stellesa. 24 über Kreuzstreifen 21 und 22 gelagert, 25 ist ein Datu&glisö,

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das an den Stellen 28 über Kreuzstreifen 26 und 27 gelagert ist und das das Kontaktglied 3 aufnimmt, Kondensatorplatte 4 ist über Isolatoren 23 am Datumglied 25 angebracht, 30 ist ein Befestigungsglied, welches Federstreifen 31 und eine Justierschraube 32 trägt, wobei die Glieder 31 und 32 die erwähnte justierbare Vorrichtung bilden.

Pig. 10 zeigt die Teile 1, 2, 4, 30, 31 und 32 der Fig. 9 in Aufriß. Das Abtastglied ist in diesem Falle eine ortsfeste Stange, das Kontaktglied 3 kann jedoch entweder eine ortsfeste Stange oder ein rotierendes Glied sein.

In Betrieb wird das Kontaktglied 3 auf die Oberfläche des zu prüfenden Materiales, z.B. Papier gesetzt und die Schraube 32 so justiert, daß der Federstreifen 31 das Abtastglied 1 um einen kleinen Betrag, z.B. 0,012 mm über die Papieroberfläche hebt. Wenn eine weiche Falte unter dem Abtastglied 1 vorbeiläuft, berührt die Falte das Papier, und wenn auch die Kraft, welche von der weichen Falte auf das Abtastglied ausgeübt wird, nicht ausreicht, um das Abtastglied tatsächlich zu heben, so kann doch die Berührung des Papiers, welches ein schlechter Isolator ist, mit dem isolierten Abtastglied ein elektrisches Signal auslösen, Wenn eine harte F Ite oder ein Klumpei, welehe li";l;er als 0,012 mm sind, tinter dem Abtastglied vorbeilaufen* y;...-■■:? r- s Abtastglied von der Papieroberfläche weg bewegt, woJa:-..-". ^<h '.y-i'f-'x'ii-fi /.wischt·.*:·, uen Konfiensatorplatten 2 und 4 &b~ iiu. :..-■■, '-i :. '..-t·;:::.:.'- erEi?t;g"y v...'"·'.. ¥■*?.:·-:. üs Ώίοητ erwünscht ist, .;·....:;.. .,-. - ^ v·.-. ·._ .-._:.■;;., zssn d:*» :\.-.-^:it,:/ " ...■„■'.-£ 29 - weggelassen· ■.■■.-.■ . ■ ' -.'"■" -■ ;: "Mc::; &i? ^erdsu-.-:- SIiso '"; befestigt . ■;. ■. . ■. .. ;."" '.::.. ::.. i--.·.".. . . 'iJJIifT Üeiz Vc:" taktgüed

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vorbeiläuft, werden die Glieder 3, 4, 30, 31, 1 und 2 gleichzeitig angehoben, so daß der Abstand zwischen den Gliedern 2 und 4 sich nicht ändert und kein Signal erzeugt wird. Wenn eine rotierende Walze als Stützfläche benutet wird und die Walze exzentrisch läuft oder wenn die Dicke der zu prüfenden Platte sich ändert, liegt das Kontaktglied 3 ständig an der Oberfläche der Platte an und trägt die Glieder 1 und 2 über die Streifen 3I» so daß der Abstand zwischen den Gliedern 2 und 4 konstant bleibt. Wenn es nicht erwünscht ist, Klumpen aus Isolierstoff zu erkennen, können die Glieder 4 und 23 weggelassen werden. Anstatt einen geringen Abstand, in unserem Beispiel 0,012 mm, zwischen der Plattenoberfläche und dem Abtastglied vorzusehen, kann durch Justierung der Schraube 32 erreicht werden, daß das Abtastglied 1 die Plattenoberfläche gerade berührt. In diesem Falle wird man von der Isolierung des Abtastgliedes 1 absehen.

Fig. 11 zeigt ein Detail der Abänderung des Beispieles nach Fig. 9 zur Verwendung von rotierenden Walzen als Glieder 1 und 3. Teil 2 ist verlängert und zur Aufnahme eines gelagerten Gliedes 1 in Form einer Walze geeignet ausgebildet. Das Kontaktglied 3 ist eine kurze Walze von ungefähr gleichem Durchmesser wie die Walze 1.

In Fig. 12 ist 66 eine Verstärkerröhre, die als Kathodenverstärker geschaltet ist, 67 ist ein hoher Widerstand, z.B. 500 Hegohm, 68 ist ein Kathodenwiderstand, 69 ist der Auegang, 1 ist das Abtaetglied, 8 ist das au prüfende Papier. Wenn eine Oberflächenerhöhung das Abtastglied 1 berührt, wird infolge der schlechten Isolation des Papiers die Gitterspannung gegen Erde weniger positiv und ein negatives Signal erscheint am Ausgang 60.

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In Pig. 13 "bezeichnen die Ziffern 1, 3, 8, 9, 29 und 32 die gleichen Teile wie in Fig. 9· 25 ist ein Befestigungsglied, an welchem das Abtastglied 1 und das Kontaktglied 3 angeordnet sind. Diese Anordnung ist von Vorteil in den Fällen, in denen die Methode des Erkennens aller Oberflächenerhöhungen durch Ausnutzung der Widerstandsänderung bei Berührung des isolierten Abtastgliedes mit der Oberflächenerhöhung zufriedenstellende Resultate gibt. In Betrieb werden die Kontaktglieder 3» die in diesen Beispielen als läder ausgebildet sind, auf die zu prüfende Platte giegt. Die Lage des isolierten Abtastgliedes 1 wird durch Schrauben 32 justiert. Die Schrauben 32 haben z.B. ein Rechtsgewinde, wo sie in Teil 25 eingreifen, und ein Linksgewinde, wo sie in Teil 29 eingreifen. Das Abtastglied 1 wird so justiert, daß ein kleiner Abstand, z.B. 0,012 mm zwischen Abtastglied und Plattenoberfläche besteht. Das Befestigungsglied 25 ist schwenkbar angebracht und deshalb berühren die Kontaktglieder^ stets die zu prüfende Platte, wenn auch die Rolle 9 exzentrisch läuft oder die Plattendicke Schwankungen unterworfen ist, und deshalb bleibt der Abstand zwischen Abtastglied und Plattenoberfläche konstant. Eine Oberflächenerhöhung, welche größer als 0,012 mm ist, berührt das Abtastglied. Bs kann die Schaltung nach Fig. 12 oder irgend eine andere Schaltung, die zur Feststellung hoher Widerstände geeignet ist, angewendet werden. Die Mittellinien der Teile 1 und 3 können in einer vertikalen Ebene liegen oder die Mittellinie des Kontaktgliedes 3 kann relativ zum Abtastglied 1 in der Bewegungsrichtung der Platte verschoben sein. Im letztgenannten Falle würde ein Klebestreifen das Abtastglied berühren, bevor er die Kontaktglieder erreichen und anheben würde, und destöb ist diese Anordnung zum Erkennen von Klebestreifen geeignet.

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Pig. 14 ist ein Beispiel eines Schaltschemas gemäß der Erfindung bei Verwendung einer Kapazität als Schaltelement. 64 ist ein Oszillatr, 16 ist ein Spannungsteiler, die Elemente 17-18-19-20-21-22 bilden eine Brückenschaltung; 17 ist ein einstellbarer Widerstand, 18 ist ein fester Widerstand, 19 ist die Kapazität zwischen den Kondensatorplatten 3.und 4 einer Sonde oder mehrerer parallel geschalteter Sonden. 20 und 22 sind Kondensatoren, 21 ist ein Widerstand, der veränderlich sein kann oder der einen festen Widerstandswert besitzt, welcher durch Probieren gefunden werden kann. Der Zweck dieses Widerstandes besteht darin, die Phasenlage der Brücke abzugleichen. 23 ist die Eingangsröhre eines Verstärkers, 24 ist ein Widerstand, 25 ist ein Verstärker, 26 und 30 sind Dioden, 27, 28, 31 und 32 sind Widerstände, 29 und 30 sind Kondensatoren, 34 und 35 sind Trioden, 36 und 37 sind Kathodenwiderstände, 38 ist ein Widerstand, 39 ist ein Milliamperemeter, 40 ist ein Ano-denwiderstand, 41 ist ein Spannungsteiler der als Anodenwiderstand benutzt wird, 42 und 43 sind Trioden, 44, 45,46, 47 und 48 sind Widerstände, 49 mtä 50 sind Kondensatoren, 51 ist ein Spannungsteiler, 52 ist ein veränderlicher Widerstand, 53 ist ein Milliamperemeter, 54 ist eia polarisiertes Relais, -Vorzugsweise mit Drehspule und vorzugsweise mit einem Sekun:ärrelais versehen, 55 ist ein normal geschlossener Kontakt, der durch das Relais 54 oder dessen Sek/jiiäärrelais "betätigt wird, 56 ist ein normal offener Kontakt, am: u«^J_ ".'■ ζ Relais 54 oder dessen Sekundärrelais bc- ' <±{?t *> ~ „ Impulsgenerator, 58 ist eine Rechenanl '■->,,. ^: welches die niohi; dargestellte Weiche !>·. . · "" ~~\ Gierende Messer eines Querschneiders, 61 zeugenüe Apparate, die durch. 60 betätigt tör-tön.:

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In Betrieb wird die Brücke so justiert, daß die Ausgangsspannung nach der Verstärkung ungefähr gleich der vom Spannungsteiler 16 abgegriffenen Spannung ist. Wenn dies der Fall ist, zeigt das Milliamper einet er 39» welches eine Skala mit mittlerer NuIilage besitzt, den Wert Null an. Wenn sich ein Klumpen unter einem der Abtastglieder vorbeibewegt, ändert sich die Ausgangsspannung der Brücke kurze Zeit, z.B. 10 Millisekunden, und ein Impuls von gleicher Dauer wird vom Spannungsteiler 41 an die Rechenanlage 58 geleitet. Infolge der viel größeren Zeitkonstante des Verzögerungskreises 44-49, z.B. 200 Millisekunden, und der noch größeren Zeitkonstante des Kreises 46-47-48-50, z.B. 400 Millisekunden, sind die Amplituden der Signale, welche die Röhren 42 und 43 erreichen, vernachlässigbar klein und kein Signal erreicht das Relais 54. Die Empfindlichkeit gegenüber Klumpen kann mit dem Spannungsteiler 41 reguliert werden. Wenn eine Palte unter einem der Abtastglieder vorbeilä'uft, ist das Signal von viel längerer Dauer, länger als zum Beispiel 200 Millisekunden. Es folgt daraus, daß ein Signal die Röhren 42 und 43 erreicht. Es wird angenommen, daß der Widerstand 52 vorher so justiert wurde, daß in Abwesenheit eines Signales der Strom durch das Relais 54 und das Milliamperemeter 53 Null ist.

Zu Beginn des Signals ist die Signalamplitude am Gitter der Röhre 42 infolge des Unterschiedes der Zeitkonstanten größer als am Gitter der Röhre 43 und das Relais 54 spricht an, öffnet die Kontakte 55 und schließt die Kontakte 56. Angenommen, in diesem Beispiel habe der Widerstand 46 einen Wert von 1 Megohm, 47 einen Wert von 6000 0hm (Widerstand 47 könnte weggelassen werden) , 48 einen Wert von 50.000 0ha und 50 einen Wert von 8 Mikrofarad, dann beträgt die Zeitkonstante 400 Millisekunden mit geschlossenen Kontakten 55 und 8 Sekunden mit geöffneten Kontakten

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55. Da die Ansprechzeit des Relais 54 im Vergleich mit 40e Millisekunden gering ist, verursacht ein konstantes Gleiehspannungssignal eine Ungleichheit der Gritterspannungen der Röhren 42 und 43 auf die Dauer von ca. 8-10 Sekunden. Wenn das Signal aufhört, tritt eine Ungleichheit von entgegengesetztem Vorzeichen über eine kurze Zeitdauer auf, da aber das Relais 54 polarisiert ist, werden die Kontakte 55 geschlossen und die Kontakte 56 geöffnet. Da die Zeitkonstante jetzt kurz ist, werden die Gritterspannungen der Röhren 42 und 43 schnell abgeglichen und die Schaltung ist bereit für das nächste Signal. Ein langsames Wandern der Gleichspannung an der Kathode der Röhre 34 beeinflußt den Abgleich der Röhren 42 und 43 nicht.

Die Impulse erzeugenden Geräte 61 und 62 sind so ausgelegt, daß sie bei jeder Umdrehung des rotierenden Messers 60 zwei Pulse erzeugen. Die Rechenanlage gewährleistet die richtige Zeitverzögerung zur Betätigung des Solenoids 59 gerade bevor die Vorderkante des fehlerhaften Blattes die Weiche erreicht.

In Mg. 15 bezeichnen die Ziffern 16, 23, 24, und .64 die gleichen Seile wie in Pig. 14. 14 und 15 sind Spulen, wie in Pig. 4 angedeutet. Der übrige Teil der Schaltung nach der Röhre 23 kann gleich dem nach Pig. I4 nach der Röhre 23 sein. In Betrieb wer den die Spannungsteiler 16 und 63 so justiert, daß die Spannun gen an den Dioden 26 und 30 gleich sind. Wenn dies der Pail ist, zeigt das Instrument 39 Nullstroa an.

Wenn ein Kluapen oder ein· Palte unter de* Abtastglied 1 vorbei läuft, wird die gegenseitige Induktion der Spulen 14-15 erhöht, der Abgleich der Bohren 34-35 wird gestört und ein Signal erzeugt.

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Wenn mehrere Abtastglieder an die gleiche Röhre 23 geschaltet sind, können die Primärspulen 14 in Serie geschaltet sein und in ähnlicher Weise können die Sekundärspulen 15 in Serie geschaltet sein.

In Pig. 16 bezeichnen die Ziffern 16, 17, 18, 23» 24 und 64 gleiche Teile wie in Pig. 14. 14 und 15 sind Spulen, wie in Fig. 4 angedeutet, aber in diesem Beispiel sind die Spulen in Serie geschaltet. 65 ist eine Induktivität, welche einen Zweig der Brückenschaltung 14-15-17-18-65 Mldet. Die Induktivität kann veränderlich sein. Die Schaltung nach der Röhre 23 kann gleich sein der Schaltung nach der Röhre 23 in Fig. 14.

In Betrieb werden 16 und 17 und bei einer veränderlichen Induktivität auch 65 so justiert, daß die Spannungen an den Dioden 26 und 30 gleich sind. Wenn ein Klumpen oder eine Falte unter dem Abtastglied 1 vorbeiläuft, wird die Selbstinduktivität der Spulen 14-15 erhöht, der Abgleich der Röhren 34-35 wird gestört und ein Signal erhalten. Wenn mehrere Abtastglieder an die gleiche Röhre 23 und die diese folgende (schaltung gelegt werden, können die Spulen 14-15 dieser Abtastglieder in Sexie geschaltet werden.

Es ist klar, daß die Empfindlichkeit eines jeden einseinen Abtastgliedes umso geringer wird, je mehr Abtastglieder an den gleichen Verstärker geschaltet werden. Wenn die Platte breit ist, wird es nötig sein, mehr als einen Verstärker vorzusehen. Wenn z.B. 12 Abtastglieder notwendig sind, um die ganse Breite der Platte zu erfassen, könnten 6 Ibtastglieder an einen Verstärker und 6 Abtastglieder an einen zweiten Verstärker geschaltet wer*· den, wobei ewei getrennte Eingangskreise, zwei Verstärker 25 und

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zwei abgeglichene Kreise, die die Röhren 54 und 55 enthalten, vorgesehen sind. Die Röhren 42-45 und die zugehörigen Schaltungen brauchen nicht verdoppelt werden, sondern die Kathoden der beiden Röhren 54 in den zwei abgeglichenen Kreisen können über Dioden in bekannter Weise an den Eingang des die Röhren 42 und 45 enthaltenden Kreises geführt werden.

Falls die Platte in Längsrichtung geschnitten wird und erwünscht ist, daß jeder Teil zu einer getrennten Weiche geführt werden soll, muß der gesamte Kreis der Fig. 14 für jeden Teil der so getrennten Platte wiederholt werden.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abänderungen der obigen Beispiele möglich. Z.B. können die Röhren in den verschiedenen Schaltkreisen bei entsprechender Änderung der Kreise auf bekannte Weise durch Halbleiterelemente ersetzt werden. Die elektromechanischen Relais können durch Halbleitersehaltungen ersetzt werden.

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Claims (1)

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Patentansprüche ;

1. Verfahren zum Erkennen von Oberflächenerhöhungen in "bahn- bzw. plattenförmigen Materialien, z.B. Papier, "bei denen die zu prüfenden Bahnen "bzw. Platten über eine Stützfläche geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Abtastglied (l) beweglich in der Nähe der Fläche angeordnet wird, in welcher die Bahn bzw. Platte (8) die Stützfläche (9) berührt, daß mindestens ein Kontaktglied (3) so beweglich befestigt wird, daß es die Bahn- bzw. Plattenoberfläche in der Nähe des Abtastgliedes berührt, daß die Anordnung der Elemente so getroffen wird, daß eine Änderung der Lage der Stützfläche oder eine Änderung der Dicke der Bahn bzw. Platte das Abtastglied und das Kontaktglied in gleichem Masse hebt und daß eine elektrische Anordnung (2,4) vorgesehen wird, die ein Signal erzeugt, wenn eine Oberflächenerhöhung mit dem Abtastglied in Berührung kommt und somit das Abtastglied sich relativ zur Plattenoberfläche zu bewegen versucht .

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Abtastglied (1), in der Nähe der Fläche, in welcher die Bahn bzw. Platte (8) die Stützfläche (9) berührt, beweglich angeordnet ist, daß mindestens ein Kontaktglied (3) beweglich befestigt ist und die Bahn- bzw. Plattenoberfläche in der Nähe des Abtastgliedes (1) berühren sowie den Kontakt mit der Bahn- bzw. Plattenoberfläche beibehalten kann, wenn die Lage der Stützfläche oder die Sicke der Bahn bzw. Platte sich ändert, und daß eine elektrische Anordnung (2, 4) vorgesehen ist, die ein elektrisches Signal erzeugt, wenn eine Oberflächenerhöhung in der zu prüfenden Bahn bzw* Platte das Abtastglied relativ zur Plattenoberfläche zu bewegen versucht.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Datumglied (4) vorgesehen ist, an dem das Kontaktglied (3) befestigt ist und daß die elektrische Anordnung (2, 4) ein Signal erzeugt, wenn eine Oberflächenerhöhung das Abtastglied relativ zum Datumglied zu bewegen versucht.

4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastglied und das Datumglied schwenkbar montiert sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine justierbare Vorrichtung (31» 32) vorgesehen ist, die das Abtastglied und Datumglied so miteinander verbindet, daß eine Relativbewegung zwischen Abtastglied und Datumglied in einer vorbestimmten Richtung verhindert wird, in der entgegengesetzen Richtung aber zugelassen wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die justierbare Vorrichtung am Datumglied befestigt und so justierbar ist, daß eine Bewegung des Datumgliedes von der Bahn- bzw. Plattenoberfläche weg eine Bewegung des Abtastgliedes in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag verursacht, so daß die Relativstellung zwischen Abtastglied und Datumglied sich nicht ändert, eine Bewegung des Abtastgliedes von der Bahn- bzw. Plattenoberfläche weg das Datumglied jedoch nicht beeinflußt, da die Lage des Datumgliedes durch die Berührung der Bahn- bzw. Plattenoberfläche mit dem Kontaktglied bedingt ist, so daß durch die Bewegung des Abtastgliedes die Relativstellung von Abtastglied und Datuaglied geändert wird.

7. Einrichtung nach Anipruoh 6, dadurch gekennzeichnet, daß die justierbare Vorrichtung so justierbar ist, daß das Abtastgllec die Bahn- bzw. PlatttaoWrf lache berührt;.

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Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die justierbare Vorrichtung so justierbar ist, daß das Abtastglied sich in einem kleinen Abstand von der Bahn- bzw. Plattenoberfläche befindet.

Einrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anordnung ein Signal erzeugt, wenn die Relativstellung zwischen Abtastglied und Datumglied von einer vorbestimmten Stellung verschieden ist.

Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anordnung einen Kondensator enthält, der zwei Kondensatorplatten aufweist, deren eine am Abtastglied und deren andere am Datumglied angebracht ist.

Einrichtung nach Anspruch 9, dadurel^gekennzeichnet, daß die elektrische Anordnung einen offenen Magnetkern aufweist, der am Datumglied angeordnet ist und mindestens eine Spule sowie ein Joch besitzt, das am Abtastglied befestigt ist.

Einrichtung nach Ansprüchen 2-6 , dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastglied elektrisch isoliert ist und in einem geringen Abstand von der Bahn- bzw. Plattenoberfläche angebracht ist, und daß eine elektrische Anordnung vorgesehen ist, die ein Signal erzeugt, wenn eine Oberflächenerhöhung das Abtastglied berührt, wobei das Abtastglied über den elektrischen Widerstand, der zwischen der Oberflächenerhöhung und der geerdeten Stützfläche besteht, geerdet ist

Einrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsabtastglied (17) vorgesehen ist, welches mit dem Abtastglied verbunden und relativ sum Abtastglied in Bewegungsrichtung der Bahn bzw. Platte versetzt ist.

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14. Einrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch einen Verstärker mit Ausgangsgleichrichter, wobei mindestens ein Gleichspannungsausgang gewonnen wird, zwei VerzögerungsbExse mit verschiedenen Zeitkonstanten, Schaltmittel zur Verkürzung der größeren der "beiden Zeitkonstanten, wobei das Schaltmittel ausgeschaltet ist, wenn die Ausgänge an den zwei Verzögerungskreisen um mindestens einen vorbestimmten Betrag in einer vorbestimmten Richtung verschieden sind, und eine Anordnung, die VM ein kontinuierliches Gleich- oder Wechselstromeignal erzeugt, während die Ausgänge der zwei Verzögerungskreise um mindestens einen vorbestimmten Betrag in einer vorbestimmten Richtung verschieden sind.

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