DE3336741C2 - Kantenfühler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kantenfühler zum Abtasten einer Warenbahnkante mit einem schwenkbaren Fühlarm, der mit einer Schalteinrichtung verbunden ist, die bei einer Fühlerarmauslenkung zur Abgabe wenigstens eines Signals betätigbar ist. Bei bekannten, mechanischen Kantenfühlern betätigt der Fühlerarm elektrische Kontakte oder Schaltventile, durch die dann Signale erzeugt werden. Dies ist insofern ungünstig, als der Fühlerarm zum Betätigen der Schalteinrichtungen eine bestimmte Kraft aufzubringen hat und zudem zwischen dem Bereich, in dem der Fühlerarm an der Kante anliegt und in dem er die Schalteinrichtung betätigt, eine Hub- oder Kraftunter- bzw. -übersetzung stattfindet, wenn nicht der Fühlerarm über seine Schwenkachse hinaus extrem weit verlängert ist, was ebenfalls unzweckmäßig ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch vermieden, daß der Fühlerarm ein metallisches Element trägt und daß die Schalteinrichtung einen elektrischen Näherungsinitiator aufweist, der neben dem Bewegungsweg des Elementes angeordnet ist und mit dem Element berührungsfrei zusammenarbeitet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kantenfühler der im

ίο Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bekannte Kantenfühler dieser Art sitzen üblicherweise schwenkbar in einem Tragkörper, in dem Schaltkontakte oder Schaltventile untergebracht sind, die der Fühlerarm mit einer über seine Schwenkachse hinausgehenden Verlängerung betätigt wenn er von der Warenbahnkante ausgelenkt wird. Der Fühlerarm muß für diese Tätigkeit eine bestimmte Kraft aufbringen, mit der er dann die Warenbahnkante beaufschlagt was bei empfindlichen Waren unzweckmäßig ist Ferner ist der bauliche Aufwand zur Unterbringung des Fühleranns und seiner Verlängerung ungünstig, da neben der Warenbahnrandkante zumeist nur wenig Platz zur Verfügung steht Ein besonders schwerwiegender Nachteil liegt darin, daß die von dem Fühler tatsächlich abgegriffene Bewegung der Warenbahnkante einer Bewegungsunter- oder -übersetzung unterliegt «he sie an die Schalteinrichtung weitergegeben wird. Darunter leidet jedoch die Ansprechempfindlichkeit des Kantenfühlers. Bei einem aus der Zeitschrift »Control Engineering«, Mai 1964, Seite 78, Punkt 5, bekannten Kantenfühler dieser Art ist in der Schalteinrichtung ein Differentialumwandler vorgesehen, dessen Kern am Fühlerarm befestigt ist wobei der Fühlerarm unmittelbar an der abzutastenden Warenbahnkante anliegt Der Differentialumwandler ist in der Lage, ein der jeweiligen Position der Warenbahnkante proportionales Signal zu erzeugen, das anzeigt ob die Warenbahnkante einen bestimmten Punkt über- oder unterschritten hat. Der Kern des Differentialumwandlers befinde.. "üch am Fühlerarm annähernd zwischen dessen Berührungsbereich mit der Warenbahnkante und seiner Schwenkachse, die im übrigen parallel zur Warenbahnlaufrichtung liegt. Der Kern ist ein massives Metallelement, dessen Masse mit aufwendigen Maßnahmen kompensiert werden muß, damit die Warenbahnkante keine unzweckmäßig großen Betätigungskräfte auf den Fühlerarm auszuüben hat. Die Abfühlgenauigkeit dieses bekannten Kantenfühlers ist unbefriedigend, weil sich aus der Lage des Metallkernes in bezu₆ auf die Schwenkachse eine Untersetzung der Warenbahnkantenbewegung eintritt und weil zudem unvermeidliche Flatterbewegungen der Bahn, die zum Annähern und Entfernen der Warenbahnkante an die bzw. von der Schwenkachse führen, zu einer weiteren Verfälschung der Bewegungsübertragung auf den Differentialumformer führt. Zudem benötigt der bekannte Kantenfühler oberhalb der Bahn beträchtliche Bauhöhe, die üblicherweise bei solchen Kantenfühlern stark beschränkt ist.

Aus der DE-AS 25 34 823 ist die Verwendung von elektrischen Näherungsinitiatoren zur Randabtastung laufender Metallbahnen bekannt, jedoch ist dort als den Initiator betätigendes Element jeweils die Warenbahnkante selbst eingesetzt. Bei diesen Näherungsinitiatoren, deren Tastfläche parallel zur Warenbahnebene liegt, ist die Fühlgenauigkeit unbefriedigend, weil Flatterbewegungen der Bahn zu verfälschten Signalen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Kantenfühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch eine niedrige Bauhöhe und eine verbesserte Abfühlgenauigkeit auszeichnet Der zu schaffende Kantenfühler soll ferner gegen Flatterbewegungen unempfindlicher sein als die bekannten Lösungen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dank dieser Ausbildung braucht die Schalteinrichtung nicht oberhalb der Warenbahn angeordnet zu werden, was Bauhöhe einspart, sondern sie liegt annähernd auf der gleichen Höhe wie die Warenbahn selbst Der weitere, besondere Vorteil dieser Ausbildung liegt darin, daß die Bewegungen der Warenbahnkante praktisch ohne Unter- oder Übersetzungen an die Schalteinrichtung übermittelt werden, und zwar auch bei Flatterbewegungen der Warenbahn, so daß die zu erzeugenden Korrektursignale keiner nennenswerten Verfälschung unterliegen. Trotz der getrennten Bauweise wird die Abfühlgenauigkeit verbessert Die mit dem Näherungsinitiatcr zusammenarbeitende, plättchenförmige Fahne ist leicht und klein, so daß die Warenbahnkante keine nennenswerten Betätigungskräfte auf den Fühlerarm auszuüben hat Sein Arbeitsspiel ist leichtgängig. Sein Ansprechverhalten ist außerordentlich sensibel. Der Näherungsinitiator hat schließlich den Vorteil, daß die Fahne nicht in ihn einzudringen braucht sondern daß es genügt, wenn er benachbart zum Bewegungsweg der Fahne angeordnet ist Die Plättchenform erhöht das Ansprechverhalten auf dem Näherungsinitiator. Der Kantenfühler arbeitet verschleißfrei, da zwischen dem sich verschwenkenden Fühlerarm und dem Näherungsinitia tor kein Berührungskontakt vorliegt und da der Näherungsinitiator auch bei einer Verschmutzung oder Verstaubung zuverlässig arbeitet

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 2 hervor. Die Anlagekufe behandelt die Warenbahnkante sehr schonend. Es ergeben sich nur geringfügige und vernachlässigbare Reibungskräfte zwischen dT Anlagekufe und der Warenbahnkante. Die Kufe wird jedoch einzeln vorstehende Fransen zur Seite drücken und den wahren Warenbahnkantenverlauf anzeigen. Die Anlagekufe läßt sich, wie auch die Fahne, sehr leicht ausbilden, was der leichtgängigen Beweglichkeit des Fühlerarms zugute kommt

Besonde s günstig ist dabei die Ab. bildung gemäß Anspruch 3, da mit der balligen Form ein schonendes Erfassen der Warenbahnkante gewährleistet ist. Mit der Befestigung der plättchenförmigen Fahne gegenüber der Anlagekufe erhält ier Näherungsinitiator unverfälschte und nicht über- oder untersetzte Anzeigen, so daß die gewünschte unempfindsame Feinfühligkeit gegeben »st An der Anlagekufe läßt sich auch die Fahne sicher und geschützt anbringen. Sie wird bevorzugt anzulöten sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist in Anspruch 4 enthalten. Dank dieser Krümmung liegt zwischen dem Näherungsinitiator und der Fahnenoberseite bei der Bewegung des Fühlerarms stets der gleiche Abstand vor, so daß der Näherungsinitiator die mitgeteilten Bewegungen unverfälscht registriert.

Zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform eines Kantenfühlers gemäß Anspruch 5, bei der die Schwenkachse des Fühlerarms im Tragkörper einer ein Walzenpaar abstützenden Bahnführungsvorrichtung angeordnet ist, und die Anlagekante an der Kante der zwischen den Walzen laufenden Warenbahn anliegt. Bei dieser Ausbildung ist der Fühlerarm mit dem Näherungsinitiator baulich in die Bahnführungsvorrichtung so eingegliedert, daß er möglichst wenig eigenen Platz beansprucht Dank der Verstellbarkeit des Näherungsinibators läßt sich der Kantenfühler hervorragend auf die jeweiligen Arbeitsbedingungen einstellen. Der Tragteil kann dabei in der Führungsvorrichtung eine zusätzliche Funktion haben, z. B. als Auflage der Bahn dienen, wenn diese nicht läuft

Vorteilhaft ist ferner das Merkmal von Anspruch 6, ίο da die Anschlußleitungen des Näherungsinitiators bei der Ausbildung geschützt liegen.

Ferner ist auch das Merkmal von Anspruch 7 vorteilhaft da der Näherungsinitiator auf diese Weise geschützt wird und zwar sowohl gegen mechanische Be-Schädigungen als auch gegen eine zu starke Verschmutzung. Außerdem lassen sich die miteinander beeinflussenden Elemente besser aufeinander ausrichten und enger zueinander setzen.

Eine baulich einfache und preiswerte Lösung geht ferner ata Anspruch 8 hervor. Dieser Fühlerarm läßt sich grazil und damit leicht atia^iden und an der Schwenkachse sehr leichtgängig und gu. befestigen.

Die Befestigung des Fühlerarms an der Schwenkachse gestaltet sich schließlich gemäß Anspruch 9 besonders einfach, da der Fühlerarm mit dem Nabenteil nur auf di<_ Schwenkachse aufgesteckt und dann in der jeweils zweckmäßigsten Lage festgeklemmt werden kann.

Nachstehend wird anhand der Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Teil einer Warenbahnführungsvorrichtung mit einem Kantenfühler, senkrecht zur Warenbahnebene gesehen,

F i g. 2 einen Fühlerarm des Kantenfühlers von F i g. 1 in Richtung seiner Schwenkachse gesehen und
F i g. 3 den Fühlerarm von F i g. 2, senkrecht zu seiner Schwenkachse gesehen.

Aus F i g. 1 ist eine Warenbahn-Führungsvorrichtung

1 (in ihren Umrissen und nur teilweise dargestellt) erkennbar, in die ein Kantenfühler baulich eingegliedert ist Die Führungsvorrichtung 1 besitzt einen gehäusear-% en Tragkörper 2, der mit einem angedeuteten Befestigungsteil 3 an einem nicht dargestellten Stellsupport angebracht ist Am Tragkörper 2 sind zwei Walzen 5,6 angebracht, deren Achsen 16a durch den Tragkörper 2 bis zum Deckel 4 reichen. Die beiden Walzen 5,5 bilden einen Walzenspalt, durch den eine Warenbahn in Richtung eines Pfeiles 18 läuft. Die Warenbahnkante ist mit 17 bezeichnet. Der Tragkörper 2 ist am Stellsupport derart schräg angeordnet, daß die Walzen 5,6 den Warenbahnrandbereich schräg zur Laufrichtung zwischen sich einklemmen uv:d demzufolge eine zum Tragkörper

2 hin gerichtete Kraft auf die Warenbahn auszuüben vermögen, mit der die Warenbahn breitgehalten und in ihrei Laufrichtung korrigiert werden kann. Der Führungsvorrichtung 1 gegenüberliegend ist im anderen Warenbahnrandbereich eine gleichartige spiegelbildlich angeordnete Führungsvorrichtung 1 zugeordnet

Am Tragkörper 2 ist die Walze 5 mit einer feststehenden Welle 16 dre^ubar gelagert. In der Zeichnung nicht sichtbar liegt hinter dieser Welle 16 eine weitere Welle, die die andere Walze 6 lagert.

Unterhalb der Walzen 5,6 ist mit einen! Flansch 7 ein Tragteil 8 mit fingerartiger Form befestigt, der den Walzen 5, 6 zugewandt eine fensterförmige Ausnehmung 9 besitzt.

An dem Tragkörper 2 ist eine Achse 10 befestigt, auf der ein Fühlerarm 11 schwenkbar gelagert ist. Der Fühlerarm 11, der in den F i g. 2 und 3 detailliert dargestellt

ist, besitzt nahe seinem freien Ende eine Anlagekufe 12 und an deren Rückseite eine metallische Fahne 13. Die Fahne 13 arbeitet berührungslos mit einem Näherungsinitiator 14 zusammen, der in der Ausnehmung 9 des Tragteils 8 verstellbar angeordnet ist. Anschlußleitungen IS führen von dem Näherungsinitiator 14 durch den Tragteil 8 in den Tragkörper 2 zum nicht dargestellten Schaltteil. Der Fühlerarm 11 erstreckt sich zwischen den Wellen 16 der Walze 5,6 hindurch. Die metallische Fahne 13 ist derart bogenförmig gekrümmt, daß ihr Krüm- to mungsmittelpunkt in etwa mit der Schwenkachse 10 zusammenfällt. Die Anlagekufe 12 befindet sich an einem abgebogenen Teil des Fühlerarms 11.

Der Näherungsinitiator 14 ist auf die Bewegungsbahn der Fahne 13 ausgerichtet, so daß sich diese bei einem is Verschwenken des Fühlerarmes 11 an dem Näherungsinitiator 14 vorbeibewegt, ohne ihn zu berühren.

Elektrische Näherungsinitiatoren sind bekannt. Es sind dies beispielsweise elektrische Komponenten, die mit einer Spule ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das durch die Bewegung der ebenfalls metallischen Fahne verändert wird und die Induktivität der Spule ändert woraus eine Signalspannung oder ein Signalstrom ableitbar ist, der der jeweiligen Position der Fahne in bezug auf den Näherungsinitiator proportional ist. Eine andere Möglichkeit wäre es, den Näherungsinitiator als Hall-Element auszubilden, dessen Frequenz sich in dem Maße verändert, wie eine magnetisierte, metallische Fahne sich relativ dazu bewegt. Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, eine Art Plattenkondensator zu schaffen, von dem die eine Platte die Fahne ist, während die andere Platte der Näherungsinitiator ist. Je nachdem wie weit sich die beiden Platten überschneiden, wird die Kapazität dieses Plattenkondensators verändert, woraus wiederum eine Signalspannung oder ein Signal- strom ableitbar wird.

Beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel wird das von Näherungsinitiator 14 erzeugte Signal dazu genutzt, den Bahnlauf in bezug auf die Bahnführungsvorrichtung zu korrigieren, d. h. bei einem seitlichen Ver- laufen der Bahnkante 17 unter Auslenken des Fühlarmes 11 eine entsprechende Korrekturkraft auf die Bahn auszuüben.

Aus den F i g. 2 und 3 ist der Aufbau des Fühlerarmes 11 im Detail erkennbar. Dieser ist an einem scheibenförmigen Nabenteil 19 in einer radialen Bohrung 22 befestigt, vorzugsweise festgelötet Ein radial verlaufender Spannschlitz 20 durchsetzt den Nabenteil 19, in dem eine tangentiale Spannschraube 21 sitzt mit der der Nabenteil 19 an der Schwenkachse 10 befestigbar ist

Der Fühlerarm 1 f besteht aus einem gebogenen Metalldraht und besitzt zwei um 90° zueinander versetzte L-förmige Längsabschnitte 23 und 24. Am freien Ende des Abschnittes 24 ist die Anlagekufe 12 festgelötet die eine ballige Anlagefläche für die Warenbahnkante 17 hat Der Abschnitt 23 verläuft in etwa radial zur Schwenkachse 10, während die Anlagekufe 12 voreilend zu dieser radialen Erstreckung liegt An der Rückseite der Anlagekufe 12 ist die Fahne 13 festgelötet deren Ende wiederum annähernd mit der radialen Erstreckung des Abschnittes 23 abschließt Die Fahne 13 erstreckt sich in etwa senkrecht von der Rückseite der Anlagekufe 12 weg und wird durch ein dünnes Blechplättchen gebildet das in der vorerwähnten Weise gekrümmt gebogen ist

Die Form des Fühlerarmes 11 spielt in diesem Zusammenhang keine besondere Rolle. Wichtig ist nur, daß die Fahne 13 annähernd in dem Bereich angeordnet ist, wo der Fühlerarm 11 die Kante 17 der Warenbahn abtastet, damit die Bewegung der Kante 17 direkt und unverfälscht an den Näherungsinitiator 14 übertragen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Kantenfühler zum Abtasten einer laufenden Warenbahnkante mit einem verschwenkbar gelagerten Fühlerann, der an die Warenbahnkante unmittelbar anlegbar ist und mit wenigstens einer stationären, elektrischen Schalteinrichtung in Arbeitsverbindung steht, die bei einer Auslenkung des Fühlerarms um die Schwenkachse zur Abgabe wenigstens eines Signals betätigbar ist, wobei der Fühlerarm ein metallisches Element trägt, dessen Bewegungsweg durch die Schalteinrichtung berührungsfrei überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine plättchenförmige Fahne (13) ist die am Fühlerarm (11) unmittelbar benachbart zu dessen Berührungsbereich mit der Warenbahnkante (17) und an der der Warenbahnkante (17) abgewandten Seite des Fühlerarms (11) angebracht ist, und da6 die Schalteinrichtung einen elektrischen Näherungsinitiator (14) aufweist, der neben den?. Bewegungsweg der plättchenförmigen Fahne (13) angeordnet ist.

2. Kantenfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerarm (11) eine Anlagekufe (12) mit einer sich senkrecht zur Warenbahnebene erstreckenden Anlagefläche (25) aufweist

3. Kantenfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Anlagefläche (25) der Anlagekufe (12) zur Warenbahnkante (17) zugewandt ballig ausgebildet ^:st daß die Schwenkachse (10) annähernd senkrecht zur Warenbahnebene liegt und daß die plättchenförmige Fahne (i3) an der der Warenbahnkante (17) abgewandten Seite der Anlagekufe (12) in etwa senkrecht absteheno befestigt ist

4. Kantenfühler nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die plättchenförmige Fahne (13) mit einer annähernd in der Schwenkachse (10) liegenden Krümmungsachse bogenförmig gekrümmt ist

5. Kantenfühler nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schwenkachse des Fühlerarms im Tragkörper einer ein Führungswalzenpaar abstützenden Bahnführungsvorrichtung angeordnet ist und der Fühlerarm den Führungswalzen benachbart an der Warenbahnkante anliegt, dadurch gekennzeichnet daß der Näherungsinitiator (14) verstellbar in einem Tragteil (8) angebracht ist der benachbart zu den Führungswalzen (5,6) am Tragkörper (2) befestigt ist.

6. Kantenfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußleitungen (15) des Näherungsinitiators (14) durch den Tragteil (8) in den Tragkörper (2) geführt sind.

7. Kantenfühler nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Tragteil (8) eine fensterartige Ausnehmung (9) vorgesehen ist, in der der Näherungsinitiator (14) im Tragteil (8) geborgen untergebracht ist.

8. Kantenfühler nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerarm (11) als einarmiger Hebel mit in zwei um 90° zueinander angeordneten Ebenen jeweils L-förmigen Abschnitten (23,24) ausgebildet und an einem der Schwenkachse (10) zugeordneten Nabenteil (19) befestigt ist.

9. Kantenfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenteil (19) einen zu einer Sitzbohrung radialen Spaimschlitz (20) und eine tangentiale Spanneinrichtung (21), mit der der Nabenteil (19) an der Schwenkachse (10) befestigbar ist aufweist