DE19935856A1 - Transparente Abdeckung für Sensoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine transparente Abdeckung für Sensoren, insbesondere ein Fenster für optische Sensoren. DOLLAR A Bekannte transparente Abdeckungen für Sensoren weisen den Nachteil auf, daß einerseits teueres Material verwendet werden muß, um eine Mindestbetriebsdauer erreichen zu können, und daß andererseits jede notwendige Reparatur der transparenten Abdeckung einen hohen Aufwand bedeutet, weil die transparenten Abdeckungen fest, d. h. unlösbar, mit dem die Sensoren tragenden Gehäuse verbunden sind. DOLLAR A Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, eine lösbare Verklebung für die transparente Abdeckung zu verwenden, wodurch sowohl das Ziel der Kapselung der Sensoren als auch das Ziel der Servicefreundlichkeit mit kostengünstigem Material erreicht werden kann. Die Verwendung eines Hilfsmittels zum Abheben der transparenten Abdeckung, das direkt an der Oberfläche der transparenten Abdeckung befestigt werden kann, erleichtert den Austausch der transparenten Abdeckung und erhöht so die Servicefreundlichkeit.

Description

Die Erfindung betrifft eine transparente Abdeckung für Sensoren, insbesondere ein Fenster für optische Sensoren.

In Maschinen zur Verarbeitung von blattförmigen Gegenständen, wie z. B. Banknoten, wird eine Vielzahl von optischen Sensoren eingesetzt. Häufig müssen die Sensoren vor Umwelteinflüssen, wie sie bei der Handhabung derartiger blattförmiger Gegenstände auftreten, z. B. Staub, geschützt werden. Die Sensoren werden deshalb in z. B. staubdichte Gehäuse eingebaut, die mindestens einen Bereich aufweisen, der für die Sensoren transparent ist, bei optischen Sensoren also beispielsweise aus Glas besteht, und über den die blattförmigen Gegenstände zur Untersuchung mittels der Sensoren geführt werden. Um die geforderte Kapselung der Sensoren zu erreichen, werden die transparenten Bereiche, also Fenster z. B. aus Glas, in die die Sensoren enthaltenden Gehäuse unlösbar eingeklebt. Da die Fenster durch den Kontakt mit den blattförmigen Gegenständen einem erhöhten Verschleiß unterliegen, muß hochwertiges, verschleißfestes Glas, z. B. Saphirglas, verwendet werden.

Der im Zusammenhang mit transparenten Abdeckungen für Sensoren bekannte Stand der Technik weist somit den Nachteil auf, daß einerseits teueres Material verwendet werden muß, um eine Mindestbetriebsdauer erreichen zu können, und daß andererseits jede notwendige Reparatur der transparenten Abdeckung einen hohen Aufwand bedeutet, weil die transparenten Abdeckungen fest, d. h. unlösbar, mit dem die Sensoren tragenden Gehäuse verbunden sind. Zudem ist beim Entfernen der transparenten Abdeckung darauf zu achten, daß keine Fremdkörper in den Sensorraum eindringen oder die Sensoren nicht beschädigt werden. Einfache Demontage, z. B. durch Abziehen, Durchschneiden der Klebefläche, z. B. mittels Draht, Wegdrücken von der Sensorseite oder Zerstörung der Verklebung mittels Hitze, Strahlung oder Lösemitteln ist deshalb nicht möglich. Zudem ist durch den mit dem Gehäuse bündigen Einbau, bei dem häufig keine nennenswerten Spalte verbleiben, um einen problemlosen Transport der blattförmigen Gegenstände zu ermöglichen, ist der Einsatz von Werkzeugen für das Abheben der transparenten Abdeckungen nahezu unmöglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine transparente Abdeckung für Sensoren sowie ein Hilfsmittel für die Handhabung der transparenten Abdeckung anzugeben, die mit geringerem Aufwand zu realisieren und im Betrieb servicefreundlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche gelöst.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß durch die Verwendung einer lösbaren Verklebung für die transparente Abdeckung sowohl das Ziel der Kapselung der Sensoren, als auch das Ziel der Servicefreundlichkeit erreicht werden kann. Die Verwendung eines Hilfsmittels zum Abheben der transparenten Abdeckung, das direkt an der Oberfläche der transparenten Abdeckung befestigt werden kann, erleichtert den Austausch der transparenten Abdeckung und erhöht so die Servicefreundlichkeit.

Vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Verklebung der transparenten Abdeckung mittels eines Doppelklebebandes oder einer Doppelklebefolie realisieren.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verklebung der transparenten Abdeckung wird ein Doppelklebeband oder eine Doppelklebefolie verwendet, deren beide Seiten unterschiedliche Haftkraft aufweisen. Die Seite mit der größeren Haftkraft wird mit der transparenten Abdeckung in Berührung gebracht, weshalb das Doppelklebeband nach der Entfernung der transparenten Abdeckung vom Gehäuse an der auszutauschenden transparenten Abdeckung verbleibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand von Figuren.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Gehäuse für Sensoren mit einer erfindungsgemäßen transparenten Abdeckung,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Hilfsmittel zum Abheben der transparenten Abdeckung, und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Hilfsmittel und das Gehäuse aus den Fig. 1 und 2, welcher der Erläuterung der Funktionsweise des Hilfsmittels dient.

Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße transparente Abdeckung 1, beispielsweise eine Glasscheibe bestehend aus industriell gefertigtem Floatglas, eine lösbare Verklebung 2 sowie ein Gehäuse 3 auf. Das Gehäuse 3 und die Glasscheibe 1 bilden zusammen ein Sensorbehältnis 4, in dem nicht dargestellte Sensoren angeordnet werden können. Zum Zwecke der Untersuchung ebenfalls nicht dargestellter blattförmiger Gegenstände, wie z. B. Banknoten, werden diese über die Glasscheibe 1 und somit über die darunter liegenden Sensoren geführt. Durch die vollständige Verklebung 2 der Glasscheibe 1 mit dem Gehäuse 3 entsteht ein verkapseltes Sensorbehältnis 4, das somit z. B. staubdicht ist und den für die Sensoren benötigten Schutz zur Verfügung setellt.

Zur Herstellung der Verklebung 2 sind prinzipiell alle Klebstoffe geeignet, die sich ohne Rückstände von den zu verklebenden Teilen, d. h. der Glasscheibe 1 und dem Gehäuse 3, entfernen lassen, insbesondere ist die rückstandsfreie Entfernung des Klebstoffs von dem Gehäuse 3 anzustreben. Dies ist vor dem Hintergrund zu verstehen, daß die Glasscheibe 1 ohnehin ausgetauscht werden soll, wenn sie z. B. einen vorgegebenen Grad an Verschleiß erreicht hat. Zur rückstandsfreien Entfernung des Klebstoffs ist es entscheidend, daß der Klebstoff einen inneren Zusammenhalt aufweist, der größer als die Haftkraft nach außen ist, d. h. die Kohäsionskräfte müssen größer als die Adhäsionskräfte sein. Ebenso sind Klebstoffe geeignet, deren Rückstände sich mit geringem Aufwand entfernen lassen, z. B. durch Lösemittel oder mechanische Bearbeitung.

Neben den bereits Erwähnten Anforderungen an den Kleber, wie einfache und rückstandsfreie Lösbarkeit sowie Dichtwirkung, müssen geeignete Kleber eine Vielzahl weiterer Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise muß die Verklebung 2 eine definierte Dicke aufweisen, um eine genaue Einpassung der Glasscheibe 1 in das Gehäuse 3 zu gewährleisten, damit im Transportweg der blattförmigen Gegenstände keine Stufungen auftreten, welche die blattförmigen Gegenstände beschädigen könnten. Die vorgegebene Dicke darf sich auch im Betrieb nur geringfügig ändern. Der Kleber muß außerdem eine ausreichende Anfangshaftfestigkeit aufweisen und soll unmittelbar nach der Applikation und ausreichendem Montagedruck seine Endfestigkeit erreichen. Der Kleber muß weiterhin eine geforderte Mindesthaftfestigkeit aufweisen, um eine Selbstablösung der Glasscheibe 1 innerhalb einer geforderten Mindestlebensdauer, die wenigstens so groß wie die Lebensdauer der Glasscheibe 1 ist, ausschließen zu können. Darüber hinaus muß der verwendete Kleber den Umwelteinflüssen am Aufstellungsort sowie den durch den Betrieb verursachten Belastungen standhalten. Insbesondere betrifft dies Temperatur, Luftfeuchte, Strahlung wie z. B. UV-Strahlung, verwendete Reinigungs- und Lösemittel usw.

Als vorteilhaft hat sich die Verwendung von beidseitig klebender Klebefolie bzw. Klebeband zur Realisierung der Verklebung 2 herausgestellt. Damit läßt sich beispielsweise die geforderte Dicke der Verklebung 2 problemlos herstellen. Wird Klebeband eingesetzt, wird dies entlang der zu verklebenden Konturen angebracht, z. B. auf der Glasscheibe 1. Beim Einsatz von Klebefolie wird diese ausgestanzt oder ausgeschnitten, um die für die Verklebung 2 benötigte Kontur zu erzeugen. Ein geeignetes beidseitig klebendes Klebeband ist beispielsweise das unter der Bezeichnung Scotch 4656 F von der Firma 3M vertriebene Klebeband.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn eine beidseitige Klebefolie bzw. ein Klebeband verwendet wird, dessen beide Seiten unterschiedliche Haftkraft aufweisen. Die Seite mit der größeren Haftkraft wird auf die Glasscheibe 1 aufgeklebt, die dadurch als vorproduziertes Ersatzteil gefertigt werden kann. Mit der weniger stark haftenden Seite der Klebefolie bzw. des Klebebands wird die derart vorbereitete Glasscheibe 2 in die dafür im Gehäuse 3 vorgesehene Stelle eingeklebt. Beim späteren Entfernen der Glasscheibe 1 verbleibt die Klebefolie bzw. das Klebeband wegen der unterschiedlichen Haftkraft an der Glasscheibe 1. Ein geeignetes beidseitig klebendes Klebeband ist beispielsweise das unter der Bezeichnung Customlink 1315 von der Firma Biolink vertriebene Klebeband.

Fig. 2 zeigt ein Hilfsmittel für die Handhabung der transparenten Abdeckung, d. h. ein Hebewerkzeug zum Ablösen der verklebten transparenten Abdeckung. Das Hebewerkzeug weist eine Tragstruktur 5, z. B. einen Tragbalken, mit mindestens einem lösbaren Befestigungsmittel 8 auf, das direkt auf der Oberfläche der abzulösenden transparenten Abdeckung befestigt wird. Das bzw. die lösbaren Befestigungsmittel 8 können z. B. von Saugnäpfen gebildet werden. Zusätzlich sind an den Enden des Tragbalkens 5 Einrichtungen zur Erzeugung einer Vorspannung 6, z. B. Schrauben, angebracht, die auf Auflager 7 wirken.

In Fig. 3 ist das Hebewerkzeug aus Fig. 2 auf das Sensorbehältnis 4 aus Fig. 1 aufgesetzt. Zur Befestigung der Saugnäpfe 8 auf der Glasscheibe 1 werden die Auflager 7 mittels der Schrauben 6 maximal zurückgedreht und der Tragbalken 5 bzw. die Saugnäpfe 8 werden gleichmäßig fest angedrückt. Die Saugnäpfe 8 des Hebewerkzeugs sind dann, wie in Fig. 3 dargestellt, auf der abzuhebenden Glasscheibe 1 befestigt, die Auflager 7 liegen auf dem Gehäuse 3 auf und mittels der Schrauben 6 ist eine Vorspannung von z. B. 0,1 N/mm² eingestellt. Die Vorspannung ist dabei so zu bemessen, daß sich die Saugnäpfe nicht von der Glasscheibe 1 ablösen. Über den Tragbalken 5 wirkt diese Vorspannung über die Saugnäpfe 8 und die Glasscheibe 1 auf die Verklebung 2. Nach kurzer Zeit führt der in der Verklebung 2 einsetzende Fließvorgang zu lokalen Ablösungen, wobei es vorteilhaft sein kann, die Vorspannung während des Ablösevorgangs nachzustellen. Leichte Schrägstellung des Tragbalkens 5 durch einseitig stärkere Erzeugung der Vorspannung mittels einer der Schrauben 6 induziert zusätzliche Schälkräfte. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die zulässige Durchbiegung der Glasscheibe 1 nicht überschritten wird, um den Bruch der Glasscheibe 1 und somit eine Verschmutzung oder Beschädigung der Sensoren zu vermeiden. Nach dem Ablösevorgang wird auf dem Gehäuse 3 verbliebenes, Klebermaterial von Hand entfernt, eine neue Glasscheibe 1, die beispielsweise wie oben beschrieben mit einem Klebeband vorbereitet ist, kann eingesetzt werden und durch entsprechenden Andruck verklebt werden. Um die abgehobene Glasscheibe 1 von den Saugnäpfen 8 des Hebewerkzeugs zu lösen, wird die Glasscheibe 1 schräggestellt, um die Saugnäpfe 8 zu verkanten. Mittels eines dünnen, steifen und nicht scharfkantigen Gegenstands, z. B. einer Visitenkarte, läßt sich die Befestigung lösen, indem der Gegenstand unter die Saugnäpfe 8 geschoben wird.

Neben der beschriebenen Ausführungsform der lösbaren transparenten Abdeckung sowie des Hilfsmittels zum Ablösen der Abdeckung sind vielfältige andere Ausgestaltungen denkbar. Insbesondere für das Hilfsmittel zum Ablösen der Abdeckung sind Abwandlungen denkbar, beispielsweise die Verwendung anderer lösbarer Befestigungsmittel als die oben beschriebenen Saugnäpfe. Ebenso ist es möglich mehr Auflager und Einrichtungen zur Erzeugung einer Vorspannung vorzusehen, falls geeignete Lagerpunkte am Gehäuse vorgesehen sind. In einer anderen Realisierung kann es vorgesehen sein, daß nur eine Einrichtung zur Erzeugung einer Vorspannung vorgesehen ist, in diesem Fall ist die oben beschriebene Durchbiegung der Abdeckung besonders zu beachten.

Claims (9)

1. Transparente Abdeckung für in einem Gehäuse angebrachte Sensoren, insbesondere ein Fester für optische Sensoren, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Abdeckung (1) mittels einer lösbaren Verklebung (2) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist.

2. Transparente Abdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Abdeckung (1) eine Floatglasscheibe ist.

3. Transparente Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklebung (2) ein beidseitig klebendes Klebeband oder eine beidseitig klebende Klebefolie ist.

4. Transparente Abdeckung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das beidseitig klebende Klebeband oder die beidseitig klebende Klebefolie auf den beiden Klebeseiten unterschiedliche Haftkraft aufweisen.

5. Transparente Abdeckung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das beidseitig klebende Klebeband oder die beidseitig klebende Klebefolie mit der Klebeseite mit der größeren Haftkraft auf die transparente Abdeckung (1) aufgebracht ist.

6. Hilfsmittel zum Ablösen der transparenten Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch Tragstruktur (5) mit mindestens einem lösbaren Befestigungsmittel (8), das direkt auf der Oberfläche der abzulösenden transparenten Abdeckung (1) befestigt werden kann, mindestens zwei Auflagern (7) und mindestens einer auf eines der Auflager (7) wirkenden Einrichtung zur Erzeugung einer Vorspannung (6).

7. Hilfsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Befestigungsmittel (8) von Saugnäpfen gebildet werden.

8. Hilfsmittel nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Auflager (7) eine Einrichtung zur Erzeugung einer Vorspannung (6) vorgesehen ist.

9. Hilfsmittel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung einer Vorspannung (6) Schrauben sind.