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Verfahren und Vorrichtung zum Ausschalten von Meßfehlern bei dem Verfahren
und der Vorrichtung zum Messen von Flächen für Leder od. dgl.
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Im Patent gI2 I54 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen
von Flächen für Leder od. dgl. vorgeschlagen worden, bei dem der Spannungsabfall
in einem Meßkreis als Meßgröße verwendet werden soll, der mit wachsender bzw. fallender
Meßbreite des Meßgutes ansteigt bzw. abfällt, oder umgekehrt. Zu diesem Zweck wird
dort vorgeschlagen, in einem Meßkreis eine Anzahl von in Reihe hintereinandergeschalteter
Widerstände vorzusehen, die durch von dem Werkstück selbst betätigte Kontakte zu-
bzw. abgeschaltet werden, oder umgekehrt. Je nach der Breite des zu messenden Werlçstückes
wird eine bestimmte Anzahl der über die ganze Breite des Meßtisches in einer Meßbrücke
angeordneten Kontaktstifte angehoben und dadurch entsprechend viele Widerstände
ab- bzw. zugeschaltet, wodurch der Spannungsabfall des Meßkreises ständig verändert
wird.
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Dieser Spannungsabfall soll nun gemäß dem Patent 912 154 in einem
Summierwerlç summiert werden, und zwar kann beispielsweise der veränderliche Spannungsabfall
in Impulsen einem Drehspulmeßwerk zugeführt werden, dessen Drehwinkel über die Durchlaufzeit
des Meßgutes, z. B. über ein Schrittschaltwerk, summiert werden.
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Man kann aber auch gemäß den weiteren Vorschlägen des Hauptpatents
den veränderlichen Spannungsabfall in einer nach Art eines Amperestundenmotorzählers
wirkenden Vorrichtung messen
oder als Ladespannung einem Kondensator
zuführen, dessen Entladestrom in einem Amperemeter oder die nach der Messung am
Kondensator befindliche Ladung bzw. die durch sie hervorgerufene Spannung am Kondensator
gemessen wird.
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Um nun ein möglichst fehlerfreies Meßergebniis zu erhalten, müssen
alle möglichen Fehlerquellen, die durch manuelle Bedienungsfehler oder Eingriffe
von außen bei Beginn, Ende und während des Meßvorganges auftreten können, wirksam
erfaßt und für das Meßergebnis ausgemerzt werden.
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Zunächst ist es einmal erforderlich, für eine konr stante Eingangsspannung
zu sorgen, die auch über den ganzen Meßvorgang erhalten bleiben muß. Dies kann ohne
weiteres durch übliche, auf dem freien Markt befindliche Spannungskonstanthalter
erreicht werden.
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Wie aus der Erläuterung der Meßgrundlagen im Hauptpatent ersichtlich
ist, ist für eine genaue Messung der unter der Meßbrücke durchlaufenden Lederfläche
die exakte Bestimmung der Durchlaufzeit von größter Bedeutung. Es leuchtet ohne
weiteres ein, daß man bei der Festlegung dieser wichtigen Zeitspanne jede mechanisch
manuelle Betätigung, also etwa das manuelle Ein- und Ausschalten des Meßschalters
bei Beginn und Beendigung jeder Messung, unbedingt vermeiden muß, da jede Betätigung
von Hand zu unzuverlässig ist.
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Ferner ist es ohne weiteres möglich, daß während des Meßvorganges,
aber auch zu Beginn und Beendigung desselben, durch manuelle Eingriffe das Meßergebnis
ungenau wird oder sogar absichtlich verfälscht werden kann. Dies kann z. B. dadurch
geschehen, daß das Leder absichtlich oder un;beabsichtigt festgehalten oder schneller
unter der Meßbrücke durchgezogen wird, als die Vorschubwalzen, zwischen denen das
Leder durchläuft, umlaufen. Auch dieser manuelle Bedienungsfehler muß erfaßt und
berücksichtigt werden, und zwar so, daß sein Auftreten keinen Einfluß auf das Meßergebnis
nehmen kann.
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Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur selbsttätigen
Festlegung der Durchlaufzeit des Meßgutes der Meßkreis vom MeBgut selbst durch einen
zwischengeschalteten Steuerkreis und zur selbsttätigen Ausmerzung von manuellen
Bedienungsfehlern zu Beginn, am Ende und während des Meßvorganges der Meßkreis durch
einen in ihn eingeschalteten Synchronkontakt jeweils geschlossen bzw. geöffnet wird.
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Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß einmal der Meßschalter nicht
jedesmal bei Beginn und Ende eines Meßvorganges ein- bzw. ausgeschaltet zu werden
braucht, sondern daß der Beginn und die Beendigung jeder Messung und damit auch
das Zeitintervall zwischen diesen beiden Zeiten zuverlässig und genau durch das
zu messende Werkstück selbst festgelegt ist. Damit sind aber die für eine genaue
Messung ausschlaggebend wichtigen Daten festgelegt.
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Zum anderen wird durch die Einschaltung eines Synchronkontaktes in
den Meßkreis jedes absichtliche oder unbeabsichtigte Eingreifen von außen her bei
Beginn, Ende und während des Meßvorganges insofern wirksam unterbunden, als gerade
solche Eingriffe das Meßergebnis nicht mehr beeinflussen können, sondern sogar zur
Unterbrechung des Meßvorganges benutzt werden, indem bei einem z. B. zu langsamen
oder zu schnellen Durchlaufenlassen des Meßgutes der Meßkreis durch einen in letzteren
eingeschalteten Synchronkontakt geschlossen bzw. unterbrochen wird und damit auch
der Meßvorgang eine Unterbrechung erfährt.
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Zur selbsttätigen Festlegung der Durchlaufzeit ordnet man zweckmäßigerweise
im Steuerkreis ein Relais an, das durch das Werkstück selbst betätigt wird und den
Steuerkreis und damit auch den Meßkreis schließt oder unterbricht.
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Dies erreicht man in einfacher Weise dadurch, daß die im Meßkreis
liegenden, zu den jeweiligen Widerständen gehörigen Kurzschlußkontakte und die im
Steuerkreis liegenden Steuerkontakte durch je einen gemeinsamen, von dem Werkstück
betätigten Kontaktstift der Meßbrücke geschaltet werden.
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Zur Ausmerzung der manuellen Bedienungsfehler bei Beginn, Ende und
während des Meßvorganges sieht man beispielsweise im Meßkreis einen Impulsgeber
vor, dessen Impulszahl lediglich von der Länge des Meßgutes abhängig ist.
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Der Impulsgeber kann beispielsweise aus einer mit der mitgenommenen
Vorschubwalzegekuppelten Scheibe aus Isoliermaterial bestehen, in dem beliebig viele
Metallsegmente eingelassen sind, die mit einem gleichachsig angeordneten Schleifring
in Verbindung stehen.
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Man kann aber, wie schon betont, zur Ausschaltung manueller Bedienungsfehler
bei Beginn, Ende und während des Meßvorganges einen Synchronkontakt benutzen, der
beispielsweise aus zwei mit Kontaktstiften versehenen Scheiben bestehen kann, von
denen die eine Scheibe mit der angetriebenen Vorschubwalze und die andere Scheibe
mit der mitgenommenen Vorschubwalze irgendwie verbunden ist.
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Die Verbindung der einen Scheibe mit der angetriebenen Vorschubwalze
kann beispielsweise durch einen Kettenantrieb od. dgl. erfolgen, was den Vorteil
hat, daß die durch die wechselnde Stärke des Meßgutes entstehenden Höhendifferenzen
mittels eines an sich bekannten Kettenspanners ohne weiteres ausgeglichen werden
können.
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Die eine Scheibe ist auf der Achse der mitgenommenen Vorschubwalze
fest aufgekeilt, während die andere Scheibe auf einer Hohlwelle aufgekeilt ist,
die lose drehbar auf der Achse der mitgenommenen Vorschubwalze gelagert ist. Die
letztere Scheibe ist durch den bereits erwähnten Kettenantrieb mit der Achse der
angetriebenen Vorschubwalze verbunden.
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Zwischen beiden Scheiben ist eine Kupplung angeordnet, die lediglich
die Aufgabe hat, im Leerlauf die beiden Scheiben miteinander zu kuppeln.
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Auf beiden Scheiben sitzen, gegen diese isoliert, Schleifringe und
Kontaktstifte, die ihrerseits leitend miteinånder verbunden sind.
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Man kann aber auch beide Scheiben aus leitendem Material, z. B. Messing,
ausführen, die dann aber gegen ihre Lagerachse bzw. Hohlachse isoliert sein müssen,
d. h. die Scheiben dienen gleichzeitig als Schleifringe, so daß auch diese erspart
werden können.
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Der Strom wird den Schleifringen bzw. den Scheiben durch Bürsten
üblicher Art zu- bzw. abgeführt.
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Bei dieser Anordnung des Synchronkontaktes ist bei gleicher Umlaufgeschwindigkeit
der beiden Vorschubiwalzen bzw. der mit ihnen verbundenen Scheiben der Meßkreis
geschlossen, während bei ungleicher Umlaufgeschwindigkeit der Meßkreis und damit
auch der Meßvorgang unterbrochen wird.
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Letzteres tritt z. B. dann ein, wenn das Leder schneller oder langsamer
unter der Meßbrücke durchläuft, als die Umlaufgeschwindigkeit der angetriebenen
Vorschubwalze beträgt.
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Man kann die Anlage noch dadurch erweitern, daß man in dem Meßkreis
ein Steuerrelais anordnet, welches je nach geschlossenem oder unterbrochenem Meßkreis
eine grüne oder rote Lampe einschaltet, wobei der Bedienungsmann sofort sieht, daß
er einen Bedienungsfehler gemacht hat. Dabei soll die rote Lampe bedeuten, daß ein
Bedienungsfehler vorliegt, während die grüne Lampe den ordnungsgemäßen Meßvorgang
anzeigt. Man kann selbstverständlich auch andere optische oder akustische Zeichen
verwenden. Ist z. B. infolge eines Zurückhaltens des Leders der Meßkreis und damit
auch der Meßvorgang unterbrochen worden und die rote Lampe zum Aufleuchten gekommen,
so muß der Bedienungsmann das Leder so lange festhalten, bis die grüne Lampe wieder
aufleuchtet, d. h. bis beide Vorschubwalzen wieder mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit
umlaufen. Sobald die grüne Lampe wieder aufleuchtet, nimmt die Messung selbsttätig
ihren Fortgang.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Abb. I ein Schaltschema für die selbsttätige Festlegung
der Durchlaufzeiten des Meßgutes, Abb. 2 einen lotrechten Schnitt durch die Ledervorschubvorrichtung,
Abb. 3 einen lotrechten Längsschnitt durch den Synchronkontakt, Abb. 4 ein Schaltschema
für den Einbau des Synchronkontaktes in den Meßkreis, Abb. 5 eine Seitenansicht
eines Impulsgebers und Abb. 6 einen lotrechten Längsschnitt durch den Impulsgeber.
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Mit dem Bezugszeichen I ist der Meßkreis (Abb. I) bezeichnet, in
dessen Zweigleitung I' das Meßwerk 2 eingeschaltet ist. In diesem Meßkreis liegen
beliebig viele in Reihe geschaltete Widerstände8 und ein Belastungswiderstand I3.
Zu jedem Widerstand 8 gehört ein Kurzschlußkontakt 15 und ein Steuerkontakt I6 für
die Ein- und Ausschaltung des Meßkreises. Jedes dieser Kontaktpaare I5, I6 wird
von je einem durch das Werkstück 20 selbst betätigten Kontaktstift 25 der die ganze
Breite des Meßtisches überspannenden Meßbrücke 24 (Abb. 2) gemeinsam geschlossen
bzw. geöffnet. Der Meßkreis I wird über ein Steuerrelais 10 von dem Steuerkreis
3 beeinflußt.
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Im Ruhezustand der Vorrichtung, also wenn sich kein Werkstück unter
der Meßbrücke befindet, ist der Meßkreis I durch das in dem Steuerkreis 3 liegende
Steuerrelais 10 unterbrochen. Sobald nun irgendeiner der Kontaktstifte 25 der Meßbrücke
24 durch das Meßgut 20 angehoben und damit auch die dazugehörigen Kontakte I5 und
I6 geschlossen werden, wird einerseits durch den Kurzschlußkontakt I5 der dazugehörige
Widerstand 8 überbrückt und andererseits durch den Steuerkontakt I6 der unterbrochene
Steuerkreis 3 geschlossen, so daß auch der Meßkreis I durch das Steuerrelais 10
geschlossen wird. Die Messung beginnt in diesem Augenblick vollkommen selbsttätig.
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Nun können entsprechend der Breite des zu messenden Werkstückes beliebig
viele Kurzschlluißkontakte 15 zu- und abgeschaltet werden. Sobald aber der letzte
Kontaktstift 25 abgefallen ist, weil sich kein Werkstück mehr unter der Meßbrücke
befindet, wird der dazugehörige Kurzschlußkontakt I5 und der Steuerkontakt I6 geöffnet
und der Steuerkreis 3 an dieser Stelle unterbrochen, wodurch das Steuerrelais 10
abfällt und auch der Meßkreis I unterbrochen ist, d. h. die Messung wird selbsttätig
dann unterbrochen, wenn das letzte Stück des Meßgutes die Meßbrücke passiert hat.
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Das Werkstück 20 läuft gemäß Abb. 2 zwischen zwei oder vier Vorschiubwallzen2lI,
22 durch, wobei zweckmäßigerweise die untere bzw. die unteren Walzen 21 die angetriebenen
Verschuibwalzen sind, während die obere oder die oberen Walzen 22 durch Reibung
mit dem Werkstück 20 mitlgenommen werden. Normalerweise laufen die oberen und die
unteren Vorschubwalzen mit der gleichen Gescbwindigkeit v um.
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Wird nun das Werkstück 20 absichtlich oder unbeabsichtigt abgebremst
oder beschleunigt, so entsteht zwischen der angetriebenen Vorsahutbwalze 21 und
dem Werkstück 20 ein Schlupf, d. h., die angetriebene Walze 21 läuft mit der gleichen
Umlaufgeschwindigkeit r, weiter, während die mitbenommene, obere Walze 22 mit verzögerter
oder beschleunigter Geschwindigkeit vl umläuft oder unter Umständen sogar stehenbleiben
kann. Beim Zurückhalten des Werkstückes ergibt sich ein zu großes Meßergebnis und
beim Beschleunigen ein zu kleines.
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Da sich solche absichtliche oder unbeabsichtigte manuelle Bedienungs
fehler nie ganz vermeiden lassen, ist es erforderlich, diese nicht nur irgendwie
kenntlich oder sichtbar zu machen, sondern auch für das Meßergebnis unschädlich
zu machen. Dies geschieht am einfachsten und wirksamlsten dadurch, daß man die durch
die Bedienungsfebier hervorgerufenen Unterschiede in der Umlaufgeschwinldigkeit
der angetriebenen und der mitgenommenen Vorschubwalzen 2I, 22 für die Steuerung
des Meßkreises I ausnutzt und sie so unschädiich macht. Zu diesem Zweck wird in
den Meßkreis I ein im folgenden als Synchronkontakt bezeichneter
Unterbrecher
eingebaut, der in Abb. I durch die Bürsten 35 angedeutet ilst.
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Gemäß Abb. 3 sitzt auf der Welle 23 der angetriebenen Walze 21, fest
mit ihr verbunden, ein Kettenrad 49, das über eine Kette 50 mit einem Kettenrad
51 in Verbindung steht. Auf der Welle 27 sitzt eine Scheibe 28, auf der isoliert
und fest mit ilhr verbunden ein Schleifring 29 angeordnet ist. An der Scheibe 28
sitzt ferner, ebenfalls gegen diese isoliert, ein Kontakt 30, der aber mit dem Schleifring
29 leitend verbunden ist Auf ,dem freien Ende der Welle 27 ist außerdem frei drehbar
eine Hohlwelle 3I angebracht, auf der fest aufgekeilt eine Scheibe 32 sitzt. Auf
dieser Scheibe 32 sitzt, ebenfalls gelegen diese isoliert und fest mit ihr verbunden,
ein Schleifring 33. An der Scheibe 32 ist ferner ein Kontakt 34 gegen enstere isoliert
angebracht, der aber mit dem Schleifring 33 leitend verbunden ist. Die Stromzuführung
bzw.
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-ableitung erfolgt in üblicher Weise über die Bürsten 35. Die Hohlwelle
3I trägt ferner das Kettenrad 51, das, wie schon erwähnt, mit dem Kettenrad 49 der
angetriebenen Welle 23 durch die Kette 50 in Verbindung steht.
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Zwischen den beiden Scheiben 28 und 32 ist eine Kupplung 36 vorgesehen,
die die beiden Scheiben im Leerlauf der Maschine mit gleicher Geschwindigkeit kuppelt.
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An Stelle der in Abb. 3 dargestellten Bauweise des Synchronkontaktes
kann man auch die Scheiben 28 und 32 aus leitendem Material, z. B. aus Messling,
herstellen, wodurch die Schleifringe 29, 33 entfallen. Dann müssen aber die Scheiben
32, 28 gegen die Welle 27 bzw. die Hohlwelle 31 isoliert sein. In diesem Falle ist
auch eine Isolierung der Kontakte 30, 34 gegen die Scheiben 32, 28 nicht mehr erforderlich.
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Die Wirkungsweise des Synchronkontaktes, wie er in der Abb. 3 beispielsweise
dargestellt ist, ist folgende: Laufen' ldlie beiden Vorschubwalzen 21, 22 mit der
gleichen Geschwindigkeit v um, so laufen auch die beiden dazugehörigen Scheiben
32, 28 mit der gleichen Geschwindigkeit v um. In diesem Falle berühren sich die
an den Scheiben 32, 28 befindlichen Kontakte 30, 34, und Ider Meßkreis I ist geschlossen,
d. h., die Messung list im Gange.
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Wind nun beispielsweise das Werkstück 20 zurückgehalten, so bleibt
die mit der mitgenommenen Vorschubwalze 22 verbundene Scheibe 28 gegen über der
mit der angetriebenen Vorschubwalze 21 gekuppelten Scheibe 32 zurück, da Idiese
sich über den Kettenantrieb 49, 50, 51 mit der gleichbleib;enden Umlaufgeschwindigkeit
v der angetriebenen Vorschubwalze 21 dreht. Dadurch aber werden Idie an Iden Scheiben
32, 28 befindlichen Kontakte 34, 30 voneinander weg bewegt, wodurch der Meßkreis
I und damit auch die Messung unterbrochen wird.
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Mit dieser als Syncbronkontakt wirkenden Vorrichtung kann man ein
Licht- und/oder akustisches Zeichen verbinden und so eine ein sichtbares oder hörbares
Signal erzeugende Kontrollschaltung erreichen. Das Prinzip einer solchen Kontrollschaltung
ist aus Abb. 4 zu ersehen, die zeigt, wie der Synchronkontakt in den Meßkreis I
eingeschaltet ist. In diesem Meßkreis I befindet sich ferner ein Relais 37, das
bei geschlossenem Meßkreis I, also wenn die beiden Vorschubwalzen 2I, 22 bzw. ihre
mit ihnen gekuppelten Scheiben 32, 28 sich mit der gleichen Geschwindigkeit v drehen,
einen Kontakt 40 schließt, wodurch eine grüne Lampe 42 aufleuchtet.
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Wird der Kontakt 30, 34 infolge ungleichmäßiger Geschwindigkeit der
Vorschubwalzen 2I, 22 unterbrochen, so wird einmal der Meßkreis I unterbrochen und
zum anderen über das Relais 37 der Kontakt 39 geschlossen, so daß der Strom über
eine rot aufleuchtende Lampe 41 fließt. Die rot aufleuchtende Lampe besagt Idem
Bedienungsmann, daß ein Bedienungsfehler gemacht worden ist.
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Ist z. B; beim Aufleuchten der roten Lampe das Werkstück 20 zurückgehalten
avorden, so muß oder Bedienungsmann Idas Leder so lange festhalten, bis die grüne
Lampe wieder aufleuchtet, d. h. bis beide Vorschubwalzen 2I, 22 wieder die gleiche
Umlaufgeschwindigkeit erreicht haben, worauf er das Leder -losläßt. Sobald die grüne
Lampe wieder aufleuchtet, nimmt die unterbrochene Messung selbständig ihren Fortgang.
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Die oben beschriebene Vorrichtung zum Ausschalten manueller Bedienungsfehler
bei Beginn, Ende und während des Meßvorganges kann wesentlich vereinfacht werden,
wenn, wie im Hauptpatent vorgeschlagen worden ist, die Summierung des veränderlichen
Spannungsabfalles über ein Drehspulmeßwerk erfolgt, dessen Drehwinkel über die Durchlaufzeit,
z. B. über ein Schrittschaltwerk summiert werden.
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Für diese Art der Summierung ist ein Impulsgeber erforderlich, der
neben oder an Stelle des Synchronkontaktes in den Meßkreis I eingeschaltet wird
und die in den Abb. 5 und 6 dargestellte Ba,uart haben kann. Dieser Impulsgeber
erfüllt zwei Funktionen. Einmal dient er dazu, die für die -Summierung im Drehspulmeßwerk
erforderlichen Impulse zu erzeugen, und zum anderen, um manuelle Bedienungsfehler
bei Beginn, Ende und während des Meßvorganges auszuschalten.
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Mit dem Bezugszeichen 21 ist wieder die mit gleichbleibender Umlaufgeschwindigkeit
v sich drehende, angetriebene Vorschubwalze für das Leder 20 bezeichnet, während
die Idarüber befindliche Walze 22 (die Idurch idie Reibung mit dem Meßgut mitgenommene
Vorschubwalze ist. Auf der Achse 23 Ider mitgenommenen Vorschubwalze 22 sitzt fest
mit ihr verbunden eine Scheibe 60 aus Isoliermaterial, auf deren Umfang Metallsegmente
61 in erforderlicher Anzahl eingelassen sind. Der Abstand der Metallsegmente untereinander
entspricht einer bestimmten Länge auf zudem Meßgut. Diese Metallsegmente 61 s-tehen
mit Idem auf der Scheibe 6c gleichachsig angeordneten Schleifring 62 in leitender
Verbindung. Durch die Bürsten 63, 64 wird der Strom aus dem Meßkreis I zu- bzw.
abgeleitet.
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Neben seiner eigentlichen Aufgabe als Impulsgeber weist Ider Impulsgeber
noch den großen Vorteil lauf, daß er tden Synchronkontakt in gewissen Fällen ersetzt
bzw. dessen Wirkungsweise insofern
noch verbessert, als nunmehr
alle manuellen Bedienungsfehler während des Meßvorganges, die z. B. durch zu schnelles
oder zu langsames Durchziehen des Leders unter der Meßbrücke erzeugt werden können,
ohne Bedeutung für das Meßergebnis bleiben. Denn gleichgültig, ob ,das Leder abgebremst
oder beschleunigt wird, gibt Idie mit der mitgenommenen Vorschubwalze 22 gekuppelte
Kontaktscheibe 60 stets Idlie Ider Lederlänge entsprechende Anzahl von Impulsen
ab, d. h., wider Impulsgeber arbeitet z.eitunabhängig. Das bedeutet daß die Bedienungsfehler
sich auf Idas Meßergebnis nicht mehr auswirken können.