DE2058101A1 - Device for testing moving webs on paper and the like. for flaws such as discoloration, holes, thickening and similar defects - Google Patents
Device for testing moving webs on paper and the like. for flaws such as discoloration, holes, thickening and similar defectsInfo
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Description
X Ύ Cf -WX Ύ Cf -W
Paul LippkePaul Lippke
Einrichtung zum Prüfen von "bewegten Bahnen aus Papier und dgl. auf Fehler wie Verfärbungen, Löcher, Verdickungen und ähnliche FehlstellenDevice for checking "moving webs of paper and the like" for errors such as discoloration, holes, thickening and similar defects
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zumThe invention relates to a device for
Prüfen von bewegten Bahnen aus Papier und dgl. auf ITesting of moving webs made of paper and the like for I.
Fehler wie Verfärbungen, Löcher, Verdickungen und ähnliche Fehlstellen, bei der die über eine Walze oder Leiste geführte Bahn in einem über die gesamte Breite der Bahn reichenden Prüfbereich beleuchtet wird und das von der Bahn diffus reflektierte Licht zu lichtempfindlichen Elementen gelangt. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in der britischen Patentschrift 899 855 beschrieben.Defects such as discoloration, holes, thickening and similar imperfections, where the over a roller or led strip is illuminated in a test area extending over the entire width of the web and the light diffusely reflected from the web to photosensitive Elements. Such a device is for example in the British patent specification 899 855.
Solche, von einer Bahn diffus reflektiertes Licht auswertende Einrichtungen haben den Nachteil, dass sieSuch devices, which evaluate diffusely reflected light from a web, have the disadvantage that they
keine bzw. keine brauchbaren Meßergebnisse liefern bei g deliver no or no useful measurement results for g
Verdickungen, Knoten, Falten und ähnlichen Fehlstellen in Bahnen. Dies liegt daran, dass z.B. selbst Verdickungen oder Knoten, die dem Betrachter schwarz erscheinen, das auftreffende Licht wegen einer glatten Oberfläche oder aus anderen Gründen derart gut reflektieren, dass sich kaum Änderungen in der Beleuchtungsstärke der für die Prüfung verwendeten lichtempfindlichen Elemente ergeben.Thickenings, knots, folds and similar imperfections in strips. This is because, for example, thickenings themselves or nodes that appear black to the viewer, the incident light because of a smooth Reflect the surface or other reasons so well that there are hardly any changes in the illuminance of the photosensitive elements used for the test.
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Zum Prüfen von Bahnen aus Papier und dgl. auf Verdickungen, Falten und ähnliche Fehlstellen sind deshalb verschiedene Einrichtungen entwickelt und bekannt geworden, die derartige Fehlstellen auf mechanischem Wege erfassen. Eine Einrichtung dieser Art ist z.B. in dem DBGM 6 605 887 gezeigt. Solche mechanisch arbeitenden Einrichtungen beben jedoch den Nachteil, dass diese stets schwebend über der zu prüfenden Bahn gehalten werden müssen, damit die Bahn durch die vorgesehenen Taster oder dgl. nicht beschädigt wird. Saraus resultiert zunächst, dass die Taster solcher Einrichtungen erst von einem bestimmten, unteren Grenzwert ab betätigt werden können, der insbesondere bei ungünstigen Betriebsverhältnissen, schwankender Papierdicke und Spiel in der Tasterkonstruktion gelegentlich sehr hoch liegen kann. Löcher können mit dieser Einrichtung nicht erkannt werden. Aufgrund des Aufbaus und der Arbeitsweise dieser Einrichtungen sind ferner mehr oder weniger grosse Kräfte zur Betätigung der Taster notwendig, die ihrerseits einen Auslösemechanismus betätigen. Obwohl in dea PBOf 6 605 88? schon eine verhältnismässig günstige Lösung bezüglich derartiger Einrichtungen beschrieben ist, haften die erwähnten Nachteile auch dieser Einrichtung grundsätzlich an.For testing webs made of paper and the like. For thickenings, folds and similar defects are therefore Various devices developed and become known that such defects on mechanical Capture paths. A device of this type is shown in DBGM 6 605 887, for example. Such mechanically working However, devices have the disadvantage that they are always kept floating above the web to be tested must so that the web is not damaged by the provided buttons or the like. Saraus initially results that the buttons of such devices can only be operated from a certain, lower limit value, especially with unfavorable operating conditions, fluctuating paper thickness and play in the stylus design can occasionally be very high. Holes cannot be detected with this device. Because of the structure and the mode of operation of these devices are also more or less large forces for actuation the button is necessary, which in turn actuates a trigger mechanism. Although in dea PBOf 6 605 88? beautiful a relatively cheap solution with regard to such devices is described, the disadvantages mentioned adhere also to this facility in principle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und kostengünstige Einrichtung zu schaffen, mit der gleichzeitig sowohl Verfärbungen als auch Verdünnungen, Löcher und Verdickungen und ähnliche Fehlstellen in der Bahn erkannt werden können. Zum Erkennen von Verdickungen und Verdünnungen sollen einerseits nur äußerst geringe Kräfte notwendig sein und andererseits sollen selbst geringste Dickenänderungen festgestellt werden können, ohneThe invention is based on the object of creating a structurally simple and inexpensive device with at the same time discoloration and thinning, holes and thickening and similar defects in the Bahn can be recognized. On the one hand, only extremely small amounts should be used to detect thickening and thinning Forces are necessary and on the other hand even the smallest changes in thickness should be able to be determined without
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dass erst ein bestimmter Grenzwert des Maßes der Dickenänderung überschritten bzw. unterschritten werden müßte.that only a certain limit value of the degree of change in thickness would have to be exceeded or fallen below.
Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art sind die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben dadurch gelöst, dass eine Mehrzahl von quer zur Bewegungsrichtung der zu prüfenden Bahn und in einer zu dieser parallelen Ebene dicht nebeneinanderliegend am einen Ende in einem Lager eingespannter, in Längsrichtung vorzugsweise einstellbarer und quer zur Ebene der Bahn elastischer, vorzugsweise blattfederartiger Fühler vorgesehen ist, deren andere, freie Enden im Prüfbereich in Kontakt mit der fIn a device of the type mentioned at the outset, the objects on which the invention is based are achieved in that a plurality of longitudinally preferably adjustable and transversely clamped in a bearing at one end of a plurality of transversely to the direction of movement of the web to be tested and in a plane parallel to this, are clamped close to each other at one end elastic to the plane of the web is preferably bl ttfederartiger a sensor provided whose other, free ends in the test area in contact with the f
Bahn bringbar sind und derart zur Reflex-ion von auffallendem Licht eingerichtet sind, dass Auslenkungen der im Prüfbereich auf der Bahn liegenden freien Enden der Fühler Änderungen der Beleuchtungsstärke auf den lichtempfindlichen Elementen bewirken. Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht es damit, gleichzeitig sowohl Verfärbungen und ähnliche Fehlstellen als auch Verdickungen, Löcher, Verdünnungen und ähnliche Fehlstellen zu erkennen, wofür bisher aufgrund der erwähnten Problematik beim Erkennen von Verdickungen zwei getrennte Einrichtungen notwendig waren. Durch die Erfindung wird eine von einer bewegten Bahn diffus reflektiertes Licht auswertende Einrichtung zum Erkennen von Verfärbungen und i dgl. derart verbessert, dass nunmehr auch auf einfache und wirkungsvolle Weise Verdickungen, Verdünnungen und Löcher und ähnliche Fehlstellen auf elektro-otischem Wege erkennbar sind. Die vorzugsweise blattfederartigen, elastischen Fühler nach der Erfindung liegen dabei lediglich mit einer äußerst geringen Kraft auf der bewegten BahnTrain can be brought and in such a way to reflect the conspicuous Light are set up that deflections of the free ends of the lying on the web in the test area Feeler changes in illuminance on the photosensitive Cause elements. The device according to the invention thus enables both Discoloration and similar imperfections as well as thickenings, holes, thinning and similar imperfections to recognize what so far two separate ones due to the problem mentioned when recognizing thickenings Facilities were necessary. The invention produces light that is diffusely reflected from a moving web evaluating device for detecting discoloration and the like. Improved in such a way that now also on simple and effective way of thickening, thinning and holes and similar defects on electro-otic Paths are recognizable. The preferably leaf spring-like, elastic sensors according to the invention are only there with an extremely low force on the moving path
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am einen Ende auf, so dass keine Beschädigungen der Bahn zu befürchten sind. Ferner sind die Federkonstanten dieser Fühler derart niedrig, dass zum Betätigen der Fühler durch Verdickungen und ähnliche Fehlstellen in der Bahn nur äußerst geringe Kräfte nötig sind. Die zu "beschleunigende Masse der Fühler ist sehr gaing. Die Fühler brauchen keine nachgeschalteten Geräte mechanisch zu betätigen, sondern es wird lediglich ihre Bewegung ausgenutzt zur Änderung des auf die lichtempfindlichen Elemente gelangenden Lichtstromes. at one end so that no damage to the web are to be feared. Furthermore, the spring constants of these sensors are so low that they can be operated by Thickenings and similar imperfections in the web only require extremely little forces. The one to be "accelerated The mass of the antennae is very gaing. The sensors do not need to operate any downstream devices mechanically, but rather only their movement is used to change the luminous flux reaching the light-sensitive elements.
Durch die Einstellbarkeit der Fühler in ihrer Längsrichtung ist es möglich, die von den Fühlern sowie von der Bahn refelektierten Anteile des insgesamt auf die lichtempfindlichen Elemente gelangenden Lichtstromes in das gewünschte Verhältnis zu bringen. In den beiden möglichen Extremfällen der Einstellung der Fühler werden im einen Fall nur Verdickungen und ähnliche Fehlstellen erfaßt, im anderen Fall nur Fehler wie Verfärbungen und dgl.The adjustability of the sensors in their longitudinal direction makes it possible to measure the sensors and the portions of the total luminous flux reaching the light-sensitive elements in the path are refelected to bring the desired ratio. In the two possible extreme cases of setting the sensors, the in one case only thickening and similar defects are recorded, in the other case only defects such as discoloration and the like.
Nach einem vorteilhaften, weiteren Merkmal der Erfindung wird über die der Einspannstelle abgekehrten, licht reflektierenden Enden der Fühler und der Abdeckung für die lichtempfindlichen Elemente gereinigte Druckluft geblasen. Hierdurch wird verhindert, dass sich an diesen Stellen Papierstaub und ähnliche, das Reflexionsvermögen ändernde Verschmutzungen ablagern bzw. bilden können.According to an advantageous, further feature of the invention, the light-reflecting surface is turned away from the clamping point Purified compressed air is blown at the ends of the sensor and the cover for the photosensitive elements. Through this this prevents paper dust and similar dirt that changes the reflectivity from accumulating at these points can deposit or form.
Nach einem weiteren Merkmal ist es zweckmässig, dass die zum Sauberhalten der Fühler verwendetete Druckluft zuvor an einem im Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung ange-According to a further feature, it is expedient that the compressed air used to keep the sensors clean has to be removed beforehand at one located in the beam path of the lighting device
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ordneten Wärmestrahlenfilter vorbeigeführt wird. Auf diese Weise wird gleichzeitig der Wärmestrahlenfilter gekühlt. Ein solcher Filter ist zwischen der Beleuchtungseinrichtung und den lichtempfindlichen Elementen vorgesehen, um die Wärmebelastung der das reflektierte Licht auswertenden lichtempfindlichen Elemente und nachgeschalteten elektrischen Schaltungselementen gering zu halten.arranged radiant heat filter is passed. In this way, the thermal radiation filter becomes at the same time chilled. Such a filter is provided between the lighting device and the light-sensitive elements, around the heat load of the light-sensitive elements evaluating the reflected light and downstream to keep electrical circuit elements low.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine erfindungsgemässe Einrichtung in der Seitenansicht im Schnitt. In einem Gehäuse 1 befindet sich eine Beleuchtungseinrichtung 2. Im Strahlengang 3 der Beleuchtungseinrichtung 2 ist ein Wärmestrahlenfilter 4· vorgesehen. Der Wärmestrahlenfilter 4 ist in eine im Gehäuse 1 befindlichen Wandung 5 eingesetzt. In einer weiteren Wandung 6 befindet sich auf der der Beleuchtungseinrichtung 2 zugekehrten Seite des Wära.·- strahlenfilters 4 eine lichtdurchlässige Scheibe 7· Die Wandungen 5 und 6 mit dem Wärmestrahlenfilter 4- bzw. der Scheibe 7 bilden einen Kanal 8, durch den über eine öffnung 9 im Gehäuse 1 im bezeichneten Sinne gereinigte Druckluft geblasen wird. Über eine öffnung 10 verläßt die | Druckluft das Gehäuse 1 und bewegt sich im bezeichneten Sinne zwischen der Wandung 11 des Gehäuses 1 und blattfederartigen, elastischen Fühlern 12 auf das mit 13 bezeichnete freie Ende der Fühler 12 und die Abdeckscheibe 21 zu. Das mit 14 bezeichnete Ende der Fühler 12 ist in einem Lager 15 fest eingespannt, welches seinerseits am Gehäuse 1 befestigt ist. Die Fühler 12 können beispiels-The single figure of the drawing shows an inventive Facility in the side view in section. A lighting device is located in a housing 1 2. A thermal radiation filter 4 is provided in the beam path 3 of the lighting device 2. The radiant heat filter 4 is inserted into a wall 5 located in the housing 1. Another wall 6 is located on the side of the Wära facing the lighting device 2. radiation filter 4 a translucent disc 7 · The walls 5 and 6 with the thermal radiation filter 4- and the Disc 7 form a channel 8 through which cleaning is carried out via an opening 9 in the housing 1 in the sense indicated Compressed air is blown. The |. Leaves via an opening 10 Compressed air the housing 1 and moves in the designated sense between the wall 11 of the housing 1 and leaf spring-like, elastic sensors 12 on the designated 13 free end of the sensor 12 and the cover plate 21 to. The designated 14 end of the sensor 12 is firmly clamped in a bearing 15, which in turn on Housing 1 is attached. The sensors 12 can for example
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weise aus Stahl bestehen und haben beispielsweise eine Stärke von 1/10 mm bei einer Länge von z.B. 15 cm und einer Breite von z.B. 5 mm. Die Fühler 12 sind derart dicht nebentinanderliegend im Lager 15 befestigt, dass die bewegte Bahn über ihre gesamte Breite praktisch vollständig auf Fehlstellen wie Verdickungen, Löcher und dgl. abgetastet wird. Um die Fühler in Längsrichtung verstellen zu können, sind in diesen am Ende 14 Langlöcher 25 vorgesehen. Zur Längsverstellung der Fühler sind jedoch auch andere, aufwendigere Dösungen denkbar, die eine einfachere Verstellung erlauben bei gleichzeitig besserer Führung der Fühler in Längsrichtung.wise made of steel and have, for example, a Thickness of 1/10 mm with a length of e.g. 15 cm and a width of e.g. 5 mm. The sensors 12 are such closely adjacent to each other in the bearing 15 attached that the moving web over its entire width practically completely for defects such as thickenings, holes and the like. Is scanned. In order to be able to adjust the sensors in the longitudinal direction, there are 14 elongated holes at the end 25 provided. However, other, more complex solutions are also conceivable for the longitudinal adjustment of the sensors. which allow easier adjustment while at the same time better guiding the sensor in the longitudinal direction.
Die mit 16 bezeichnete, zu überprüfende bewegte Bahn wird im Bereich der Enden 13 der Fühler 12 über eine Walze geführt, damit die Bahn im Prüfbereich nicht flattert und ihre Lage hier definiert ist.The moving web to be checked, denoted by 16, passes over a roller in the region of the ends 13 of the sensors 12 guided so that the web does not flutter in the test area and its position is defined here.
Mit Hilfe von Blenden 18 und 19 wird aus dem von der Beleuchtungseinrichtung 12 abgegebenen Licht ein schmales Lichtbündel 20 ausgeblendet. Bei der in der Zeichnung gezeigten Einstellung der Fühler fällt das Lichtbündel - über die gesamte Breite der Bahn gesehen - teilweise auf die Enden 13 der Fühler 12 und teilweise auf die Bahn 16. Das auf die Bahn 16 gelangende Licht wird von dieser diffus reflektiert, wobei ein grosser Teil dieses diffus reflektierten Lichtes nach abermaligem Durchtritt durch eine Schreibe 21 in der Wandung 11 des Gehäuses 1 auf lichtempfindliche Elemente 22 gelangt. Entsprechend den Verfärbungen und ähnlichen Fehlstellen in der Bahn 16 ändert sich die Beleuchtungsstärke auf den lichtempfind-With the help of diaphragms 18 and 19, the light emitted by the lighting device 12 is turned into a narrow light Light beam 20 hidden. At the one in the drawing As shown in the setting of the sensor, the light beam falls partially over the entire width of the web on the ends 13 of the sensors 12 and partly on the web 16. The light reaching the web 16 is diffusely reflected by the latter, a large part of it being diffuse reflected light after repeated passage through a writing 21 in the wall 11 of the housing 1 photosensitive elements 22 arrives. Corresponding to the discoloration and similar imperfections in web 16 does the illuminance change on the light-sensitive
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lichen Elementen 22. Diese Änderungen werden in bekannter Weise weiterverarbeitet.union elements 22. These changes are further processed in a known manner.
Der Anteil des Lichtbündels 20, der auf die Enden 13 der Fühler 12 fällt, gelangt ebenfalls nach Reflexion an den reflektierenden Enden 13 der Fühler 12 auf die lichtempfindlichen Elemente 22. Treten jedoch Verdickungen, Locher und ähnliche Fehlstellen in der Bahn 16 auf, die sich beispielsweise im bezeichneten Sinn bewegt, so werden die Fühler 12 entsprechend angehoben bzw. abgesenkt, was eine Änderung des Reifexionswinkels zur Folge hat. Dementsprechend ändert sich die aus beiden Lichtanteilen resultierende jThe portion of the light beam 20 that falls on the ends 13 of the sensor 12 also reaches the after reflection reflective ends 13 of the sensor 12 on the photosensitive Elements 22. However, if thickenings, holes and similar defects in the web 16 occur, for example Moved in the indicated sense, the sensors 12 are raised or lowered accordingly, which is a Change of the frost deflection angle. The j resulting from the two light components changes accordingly
Beleuchtungsstärke auf den lichtempfindlichen Elementen 22 entsprechend. Auf diese Weise werden mit Hilfe der lichtempfindlichen Elemente 22 ausser Verfärbungen und ähnlichen Fehlstellen auch Verdickungen, Verdünnungen, Löcher und ähnliche Fehlstellen angepaßt. Darüberhinaus bewirken in der Bahn befindliche Löcher aber auch eine Änderung des von der Bahn diffus reflektierten Lichtanteils. Dies ist wichtig zur Erkennung von Löchern, deren Breitenausdehnung geringer als die der Fühler ist.Illuminance on the light-sensitive elements 22 accordingly. In this way you are using the photosensitive Elements 22 in addition to discoloration and similar defects also include thickening, thinning, and holes and similar defects adapted. In addition, holes in the web also change the Part of the light diffusely reflected by the web. This is important for the detection of holes, their width extension is less than that of the feeler.
In manchen Fällen besteht die Aufgabe, dass die Bahn lediglich auf Fehlstellen wie Verdickungen und dgl. untersucht werden soll und nicht auch auf farbliche Änderungen. Hier- f zu brauchen bei der erfindungsgemassen Einrichtung lediglich die Fühler 12 soweit in Laufrichtung verschoben eingestellt zu werden, dass ihre Enden 13 den gesamten Prüfbereich 24 abdecken. Die hierdurch gebildete elektro-optische Prüfeinrichtung zum ausschließlichen Erkennen von Verdickungen und dgl. weist gegenüber den bekannten Einrichtungen ebenfalls die eingangs erwähnten Vorteile auf.In some cases, the task is that the web is only examined for imperfections such as thickenings and the like should be and not on color changes. Only need for this in the device according to the invention the sensor 12 is set shifted in the direction of travel to be that their ends 13 cover the entire test area 24 cover. The resulting electro-optical Test device for the exclusive detection of thickenings and the like. Compared to the known devices also have the advantages mentioned at the beginning.
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Damit die unter Umständen starke Wolkigkeit, insbesondere bei einer Papierbahn, sich nicht nachteilig auf die Prüfung auswirkt, ist die Walze 17 vorteilhaft mit einem Belag 23 versehen, der derart beschaffen ist, dass auch Bahnen mit starker Wolkigkeit genauso wie Bahnen aus völlig homogenem Material bezüglich des reflektierten Lichtes wirken. Die Farbe des Belages 23 entspricht dabei selbstverständlich der vorherrschenden Farbe der Bahn 16.So that the possibly strong cloudiness, especially in the case of a paper web, does not have a detrimental effect on the test has an effect, the roller 17 is advantageously provided with a covering 23, which is designed in such a way that also webs with strong cloudiness as well as tracks made of completely homogeneous material with regard to the reflected light. The color of the covering 23 naturally corresponds to the predominant color of the web 16.
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