DE1648521C3

DE1648521C3 - Device for testing moving material webs, preferably paper webs, for defects

Info

Publication number: DE1648521C3
Application number: DE19681648521
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Dr. 2308 Preetz; Grieger Dieter 2300 Kiel Jordan
Original assignee: Dr.-Ing. Rudolf Hell Gmbh, 2300 Kiel
Priority date: 1968-02-01
Filing date: 1968-02-01
Publication date: 1976-10-07

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Prufung von bewegten Matenalbahnen. vorzugsweise von Papierbahnen, auf Fehlerstellen durch Abtastung mit mindestens einer Lichtquelle /ur Erzeugung des Abtastlichles. mit quer /ur Materialbahn unc über die Breite der Materialbahn verteilten, gegeneinander abgeschatteten lichtelektrischen Empfängern und mit den Empfangern zugeordneten mechanischen Fühlern, die auf das von der Materialbahn durchgelassene oder von der Materialbahn reflektierte Abtastlicht ansprechen.The invention relates to a device for testing of moving material tracks. preferably from paper webs, for defects by scanning with at least one light source / for generating the scanning light. with transverse material web unc distributed over the width of the material web, shaded against each other photoelectric receivers and mechanical sensors assigned to the receivers, which act on the from respond to scanning light transmitted through the material web or reflected from the material web.

Zur Prüfung einer bewegten Materialbahn auf optisch erkennbare Fehler, wie Risse. Locher und Fremdkörpereinschlüsse, ist es bekannt, die Materialbahn fotoelektrisch abzutasten. Dazu ist eine Reihe von Fotozellen quer zur Materialbahn über ihre gesamte Breite verteilt angeordnet und eine quer /ur Materialbahn ausgerichtete Röhrenlampe, die als Lichtquelle für alle Foto/eilen dient, vorgesehen. Es hat sich jedoch herausgestellt, das Abtastcinrichtungen der genannten Art nicht auf Unebenheiten in der Materialbahn in Form von Falten, die vorwiegend in Richtung der Materialbahn oder in einem spitzen Winkel dazu verlaufen, ansprechen. Solche Falten werden von dem Abtastlicht beidseitig beleuchtet, so daß sie feinen zur optischen Erfassung erforderlichen Schatten werfen. Bei dem Versuch, eine Schattenbildung durch quer zu der Materialbahn einfallendes Schräglicht <ru erreichen, wirkt sich die über die Breite der Materialbahn abnehmende Beleuchtungsstarke störend aus.For testing a moving material web for optically recognizable defects such as cracks. Holes and foreign matter inclusions, it is known to scan the material web photoelectrically. There is also a number of photocells Arranged across the entire width of the material web and a transverse material web aligned tube lamp, which serves as a light source for all photo / rushes, is provided. However, it turned out the scanning devices of the type mentioned not on unevenness in the material web in the form of folds, which predominantly in the direction of the material web or at an acute angle to address it. Such wrinkles are caused by the scanning light Illuminated on both sides, so that they are fine to the optical Capture required shadows. When trying to create a shadow across the material web incident oblique light <ru, the effect is the decreasing over the width of the material web Illuminance disturbing.

Aus der DT-AS 1 1 99 022 ist bereits eine Einrichtung *5 sowohl zum Erkennen von Rissen und Lochen als auch /um Feststellen von Unebenheiten bekannt. Bei dieser Einrichtung ist /um Ermitteln von Rissen und Löchern eine Abtasteinheit vorgesehen, die aus einer ersten I ichtquelle für eine Aufsichis-Abtastung. einer zweiten iVhtquelle für eine Üurchsichts-Ablastung und aus einer Fotozelle zur fotoelektrischen Wandlung des durch die Fehlerstellen in der Materiaibahn modulierten Lichtes der Lichtquellen in elektrische Steuersignale besteht.A device * 5 is already from the DT-AS 1 1 99 022 Known both for the detection of cracks and holes as well as / for the detection of unevenness. At this Device is / to determine cracks and holes a scanning unit is provided, which consists of a first I ight source for a surveillance scan. a second iVhtquelle for a look-through load and off a photocell for the photoelectric conversion of the modulated by the defects in the material web Light from the light sources consists of electrical control signals.

Zur Feststellung von Unebenheiten in der Materiaibahn ist eine weitere Abtasteinheit und ein als Lichtschranke ausgebildeter mechanischer Fühler vorhanden, der in dem direkten Lichtweg zwischen der ersten Lichtquelle und einer weiteren Fotozelle angeordnet ist. Die Lichtschranke verhindert bei glatter Oberfläche der Materiaibahn den Lichtzutritt zu der Fotozelle und wird durch eine Unebenheit aus dem Lichtweg ausgeschwenkt, so daß das von der ersten Lichtquelle ausgehende Licht direkt auf die Fotozelle fällt und ein Steuersignal auslöst.To determine unevenness in the material path there is another scanning unit and a mechanical sensor designed as a light barrier, which is arranged in the direct light path between the first light source and another photocell is. If the surface of the material web is smooth, the light barrier prevents light from entering the photocell and is swiveled out of the light path by an unevenness, so that the emanating from the first light source Light falls directly on the photocell and triggers a control signal.

Als Nachteil wird bei der bereits vorgeschlagenen Einrichtung angesehen, daß zum Erkennen von Löchern und Rissen einerseits und von Unebenheiten andererseits immer zwei getrennte Abtastvomchtungen erforderlich sind, wodurch sich ein erheblicher technischer Aufwand ergibt.A disadvantage of the device that has already been proposed is that for the detection of holes and cracks on the one hand and bumps on the other hand always two separate scanning devices are required, which is a considerable technical Effort results.

Weiterhin steht der mechanische Fühler ständig nut der zu prüfenden Materialbahn in Berührung. Dadurch tritt bei dem Fühler Verschleiß auf und sehr empfindliche Materialbahnen können gar nicht geprüft werden.Furthermore, the mechanical sensor is constantly in contact with the material web to be tested. Through this the sensor will wear and very sensitive material webs cannot be tested at all.

Änderungen der Stärke der Materialbahn auf Grund von llerstellungsfehlern werden bei der genannten Einrichtung nicht erkannt und signalisiert, da der Fühler ständig auf der Materialbahn aufliegt und den direkten Lichtweg von der Lichtquelle zu der Fotozelle sperrt. Ebenso werden Falten in der Materialbahn, die sich etwa quer zu ihrer Transportrichtung über die gesamte Materialbreite oder auch nur über den von den einzelnen Fühlern erfaßten Bereich erstrecken, nicht erfaßt, da diese Falten den Lichtdurchtritt von der Lichtquelle zur Foto/eile verhindern.Changes in the thickness of the material web due to manufacturing errors are recognized in the aforementioned facility not recognized and signaled because the sensor is constantly on the material web and the direct one Blocks the light path from the light source to the photocell. Likewise, there are folds in the material web, which are about transversely to their transport direction over the entire width of the material or just over that of the individual Feelers extend the detected area, not detected, as these folds allow light to pass through from the light source to prevent photo / rush.

Die bekanntgewordene Einrichtung ist daher nicht universell verwendbar und weist außerdem eine Unsicherheit bei der Fehlererkennung auf.The device that has become known is therefore not universally usable and also has an uncertainty in error detection.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Prüfung von bewegten Materialbahnen auf Fehlerstellen dahingehend zu verbessern, daß durch geeignete Ausgestaltung und Anordnung von Lichtquelle, Fotozelle und Fühler gleichzeitig Risse und Löcher in der Materialbahn und Unebenheiten vorgegebener Größe und beliebiger Orientierung sowie Dickenänderung der Materialbahn durch im wesentlichen berührungslose Abtastung feststellbar sind.The invention is therefore based on the object of providing a device for testing moving webs of material to improve on flaws to the effect that by suitable design and arrangement from the light source, photocell and sensor, cracks and holes in the material web and bumps at the same time predetermined size and any orientation as well as change in thickness of the material web by essentially Contactless scanning can be determined.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder mechanische Fühler aus einem elastisch biegsamen, einseitig eingespannten Metallstreifen besteht, der bezüglich seiner Längenausdehnung in der Ruhelage senkrecht zu der Materialbahn ausgerichtet und in Transportrichtung der Materialbahn durch erhabene Unebfnheiten in der Materialbahn entgegen seiner Rückstellkraft auslenkbar ist, daß der Abstand des zur Abtastung der Unebenheiten der Materialbahn vorgesehenen Endes des mechanischen Fühlers zu der glatten Oberfläche der Materialbahn auf die größte zugelassene Höhe der Unebenheiten einstellbar ist, daß das Ende des mechanischen Fühlers eine Blende zur Beeinflussung des an den lichtelektrischen Empfänger gelangenden Lichtes trägt, die zwischen der Materialbahn und dem lichtelektrischen Empfänger angeordnet ist.The object is achieved according to the invention in that each mechanical sensor is made of an elastically flexible, there is a metal strip clamped on one side, which is in the rest position with regard to its linear expansion aligned perpendicular to the material web and in the transport direction of the material web by raised Unevenness in the web of material is deflectable against its restoring force that the distance of the to Scanning the unevenness of the material web provided end of the mechanical sensor to the smooth The surface of the web of material is adjustable to the greatest permitted height of the unevenness that the At the end of the mechanical sensor there is a screen to influence the sensor that reaches the photoelectric receiver Light carries, which is arranged between the material web and the photoelectric receiver.

Diese Einrichtung erfaßt in vorteilhafter Weise so-This device advantageously detects

uohl Risse und Locher als auch I iricbonhcitcii in der Matenalbühn. Sie gestattet din.h d.is gleichzeitige Frkennen beider E ehlerarten. wenn an Sielle des durchgelassenen Lichtes das von der .Materiaibahn rellekneric l-iehl ausgewertet wird.uohl cracks and holes as well as I iricbonhcitcii in the Material stage. It allows din.h that is, simultaneous knowledge of both types of bug. if at Sielle the let through Light that from the .Materiaibahn rellekneric l-iehl is evaluated.

Die Frfmdung wird an Hand der lip I bis j erlaulert. f"s zeigtThe formation is explained on the basis of the lips I to j. f "s shows

E ι g. I ein Ausluhrungsbeispii. i einer Abtastemheit mn einem mechanischen Πι hler in der Ruhelage.E ι g. I an Ausluhrungsbeispii. i a sampling unit mn a mechanical Πι hler in the rest position.

K ι g. 2 die Abtasteinheit mit dem mechanischen I iihler im ausgelenkten Zustand.K ι g. 2 the scanning unit with the mechanical sensor in the deflected state.

I ι g. 3 eine Anordnung mehrerer -\btasieinheiien quer zur Matenalbahn.I ι g. 3 an arrangement of several-elementary units across the Matenalbahn.

F ι g 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer crt'indungsgemallen Abtasteinheit.FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a crt'ind according to the invention Scanning unit.

Eil η elastischer l-ühler I ist einseitig derart in ein Lager 2 eingespannt, daß er in bezug auf seine Längenausdehnung annähernd senkrecht /u einer /u prüfenden Maierialbahn 3 steht. Der Fühler ist als Zunge ausgebildet, die aus Federstahl. Phosphorbronze oder einem anderen elastischen Material Gestehen möge. Durch Verschieben des Layers 2 in Richtung eines Pfeils 4 wird der Abstand des zur Abtastung bestimmten Fndes des Fühlers 1 ;u der Oberflache der Materialbahn 3 einstellbar. Der Abstand wird vorteilhafterweise so gewählt, daß er der hochstzulässigen Unebenheit in eier Materialbahn 3 entspricht. KIe:: ere I ^:nebenheiten können ohne Berührung unier dem Fühlet" I hindiirchgleitcn. Eil elastic η l-ühler I is one-sided in such a way clamped in a bearing 2 that he / u a / u tested Maierialbahn 3 is approximately perpendicular with respect to its longitudinal extent. The sensor is designed as a tongue made of spring steel. Phosphor bronze or some other elastic material may confess. By moving the layer 2 in the direction of an arrow 4, the distance between the probe 1 ; u of the surface of the material web 3 intended for scanning can be adjusted. The distance is advantageously chosen so that it corresponds to the highest permissible unevenness in a material web 3. KIe :: ere I ^: bypasses can slide without touching the feeling "I".

In der dargestellten Ruhelage, in der der Fühler 1 gegen einen Anschlag 5 anliegt. ;st dieser gegenüber einer Fotozelle 6 so ausgerichtet, daß eine an Jen E-Uhler I vorhandene Blende 7 das um der Matenalbahn 3 durchgelassene Licht einer Lichtquelle 8 für eine Durchsicht-Abtastung nicht beeinflußt. In dieser Ruhelage verharrt der I uhlei I. wenn die Materiaibahn 3 keine unzulässigen Unebenheiten aufweist, und dieselbe Anordnung kann zur optischen 1 rkennung von Rissen und Lochern verwendet werden. Diese Anordnung gestattet auch das gleichzeitige Frkennen beider I ehierarten. wenn an Stelle der Lichtquelle 8 fur Durchsicht-Abtastung eine andere Lichtquelle 8 fur Aulsicht-Ahtasmng der Matenalbahn 3 vorhanden ist.In the rest position shown, in which the sensor 1 rests against a stop 5. ; If this is aligned with a photocell 6 so that one at Jen E-Uhler I existing diaphragm 7, the light from a light source 8 passed around the material web 3 for a See-through scanning not affected. The I uhlei I. remains in this rest position when the material path 3 has no impermissible bumps, and the same Arrangement can be used for the visual identification of cracks and holes. This arrangement also allows the simultaneous recognition of both types. if, instead of the light source 8 for see-through scanning, another light source 8 for open-view scanning the Matenalbahn 3 is available.

In I ι g. 2 ist die Auslenkung des Fühlers 1 der ausliihrlii.li in I ι g. I beschriebenen Abiasiemheii dargestellt. In I ι g. 2 is the deflection of the sensor 1 of the ausliihrlii.li in I ι g. I described Abiasiemheii.

Gelang! eine Unebenheit. /. H. eine I alle 9. an den Fühler 1. so wird dieser in Ablaufrichtung der Materialhahn 3. die durch den Pfeil 10 dargestellt ist. mitgenommen und gegen seine Rückstellkraft aus der in I ι g. 1 gezeichneten Ruhelage ausgelenkt Dabei trit; die an dem Fühler 1 angebrachte Eilende 7 in den Lichtweg /wischen Fotozelle 6 und Fichtquelle 8 bei Durchsicht Abtastung bzw. Lichtquelle 8' hei Aufsicht Abtastung. Die Blende 7 unierbricht je nach (irolie de," Auslenkung des Fühlers I mehr oder weniger vollständig den ar? tire Fotozelle 6 gelanget·.: -n I.iehtsiroiii. wodurch die I ehlermeldung ausgelost w;:\l. Nachdem Passieren der Knickfalte 9 legt sich tier I uhler I wieder gegen den Anschlag 5 an.Succeeded! a bump. /. H. one I every 9th to the Sensor 1. this becomes the material tap in the direction of flow 3. which is represented by arrow 10. taken away and against its restoring force from the in I ι g. 1 drawn rest position deflected thereby occurs; the at The rapid end 7 attached to the sensor 1 in the light path / between the photocell 6 and the spruce source 8 when looking through Scanning or light source 8 ', scanning from above. The diaphragm 7 breaks depending on the (irolie de, "deflection of the feeler I more or less completely the ar? tire photo cell 6 reached: -n I. suchtsiroiii. through which the error message is drawn w;: \ l. After passing the crease 9 lies against tier I uhler I again stop 5.

F ι g. i zeigt eine sich über die Breite der Materiaibahn 3 erstreckende Anordnung mehrerer .Abtasteinheilen. |ede Abtasteinheit besteht aus einem Fühler I mn der Blende 7 und einer zugeordneten l-'oto/elle β. Die lot· .zellen β sind gegeneinander durch Zwischenwände Il abgeschattet und über Leitungen 12 elektrisch parallelgeschaltct.Fig. i shows itself over the width of the material web 3 extending arrangement of several .Abtasteinheilen. Each scanning unit consists of a probe I. mn the diaphragm 7 and an associated l-'oto / elle β. The perpendicular cells β are against one another by partitions Il shaded and electrical via lines 12 connected in parallel.

Die Lichtquellen 8 bzw. 8' sind Rohrenlampen, die sich über die gesamte Breite der Materiaibahn 3 erstrecken. The light sources 8 and 8 'are tubular lamps that extend over the entire width of the material web 3.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Establishment / ur testing of moving Maierialbahnen. preferably paper webs, to ^l: EH create by scanning with at least one light source / for generation of the scanning light. with cross-wise material web and across the width of the Maienal web, shaded against each other, photoelectric! Receivers and mechanical sensors assigned to the receivers, which respond to the scanning light transmitted by the material web or reflected by the material web, characterized in that each mechanical sensor (1) consists of an elastically flexible, cantilevered metal strip which, with respect to its Length expansion in the rest position is aligned perpendicular to the material web (3) and can be deflected in the transport direction of the material web (3) by raised unevenness in the Maierial web (3) against its restoring force. that the distance between the end of the mechanical sensor (I) provided for scanning the unevenness of the material web (3) and the smooth surface of the material web (3) can be adjusted to the greatest permitted height of the unevenness. that the end of the mechanical sensor (1) carries a screen (7) for influencing the light reaching the photoelectric receiver (6), which is arranged between the material web (J) and the light-electric receiver (6).