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JP3105925B2 - 層の厚さを測定する方法およびこの方法を実施するための装置 - Google Patents

層の厚さを測定する方法およびこの方法を実施するための装置

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JP3105925B2
JP3105925B2 JP06510516A JP51051694A JP3105925B2 JP 3105925 B2 JP3105925 B2 JP 3105925B2 JP 06510516 A JP06510516 A JP 06510516A JP 51051694 A JP51051694 A JP 51051694A JP 3105925 B2 JP3105925 B2 JP 3105925B2
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layer
roll
measuring
movement
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グレミンガー・ハンスウエリィ
シェーネンベルガー・ニクラウス
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ビューラー・アクチェンゲゼルシャフト
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    • B02C4/28—Details
    • B02C4/32—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members
    • B02C4/36—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members in mills specially adapted for paste-like materials
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、移動する面上のペースト状またはねり粉状
の粉砕物質の層の厚さを測定する方法と、この方法を実
施するための層厚測定装置に関する。
本発明の根底をなす課題は、例えばロールミルにおけ
る粉砕プロセスに悪影響を及ぼすことなしに、粉砕材料
の層の厚さを測定することができる、容易に実施可能な
方法を提供することにある。製品の高品質を常に一様に
維持するには、加工プロセス、特にペースト状のチョコ
レート原料の粉砕を予め設定した制御条件のもとで実施
する必要があり、その際ロールミルのロールの表面のよ
うな粉砕面上の層の厚さの検出が、品質保証のための最
適な判断基準の一つである。本発明の根底をなす他の課
題は、前記方法を簡単に、迅速にかつ経済的に実施する
ことができる層厚測定装置を提供することである。
この課題を解決するための第一歩は、ペースト状また
はねり粉状の粉砕材料の特別な特性を認識することであ
る。この粉砕材料は、互いに押し付けられる２個の回転
体の表面に分配される傾向がある。機械式測定センサの
場合、センサの予め設定された押付け力を確保するため
に、所定の押圧力で測定しようとする層に押し付けなけ
ればならない。しかしその結果、例えばセンサに取り付
けられた、層に接触するローラが、粉砕材料を支持する
面の速度、即ち粉砕材料を支持するロールミルのロール
の周速と略同じ速度で回転し、その際測定ローラ上に或
る程度の粉砕材料層が形成されて、これが測定結果の誤
差を生じることが不可避である。従って本発明に至る第
二歩は、この障害となる現象または状態を阻止するとい
う課題を解決することである。
本発明は、冒頭に述べた種類の方法において、請求の
範囲第１項の特徴を提案する。この驚くほど簡単な手段
によって、従来この種の層厚測定装置の適用を妨げてい
た作用、即ち測定ローラの上に層が形成される作用が避
けられる。このような方法では測定ローラ上に層が巻き
つくという作用が回避される。測定ローラの前に層が停
滞してやはり測定誤差を招くと普通考えられていたの
で、この解決策は驚くべきことである。実際に試験した
結果、そのような懸念は問題にならず、むしろこの手段
により、場所をとらない簡単な構造で高い測定精度を達
成できることが判明した。
原理的には、制動は摩擦力の使用により達成できる
が、予め設定した大きさの制動力を与えるのが有利であ
ることが判明した。これは摩擦だけでは達成できない。
なぜなら、摩擦力は温度、湿度などの影響で著しく変化
するからである。この予め設定した大きさの摩擦力は本
発明の特徴の他の特徴に従って、測定ローラを原動力に
よって、層或いは動く面の移動速度よりも遅い速度で駆
動することにより得られる。測定ローラの原動力駆動に
より、予め設定した、層の移動速度に適合する回転速度
を非常に容易に生じることができる。
測定精度の条件と関連するもう一つの問題は、ゼロ点
調整、即ち層の厚さを測定する際の基準面の問題であ
る。そこで、本発明の他の実施形では、動く面の上に層
が存在する前または生ずる前のセンサの出力信号が記憶
され、この動く面の上に層が存在している間、前もって
記憶した信号と少なくとも周期的に比較される。その
後、比較した結果が次の段階、すなわち層を支持する動
く面の移動速度の調節段階、粉砕材料の供給量の調節段
階、粉砕材料の圧力、温度および粘度の調節段階、ゼロ
点位置への接近または到達の際のスイッチを切ることに
よるロールの乾燥運転防止段階およびまたは層の厚さの
表示段階の少なくとも一つに使用される。
更に、本発明の他の実施形では、好ましくはロールミ
ルのロールの円筒状表面のような移動面の移動方向に直
角に、例えばばねに抗して移動可能な２個の測定ローラ
が設けられ、この測定ローラの移動およびまたは少なく
ともロールからの高さの位置を検出する電子式センサが
測定ローラに付設されている。
本発明の他の特徴によれば、測定ローラの各々がジェ
ネレータに相対回転しないように連結され、その誘導的
に発生する制動トルクが測定ローラの速度に依存する制
動のために使用される。従って、制動力の自動制御をき
わめて簡単な方法で達成することができ、そのため設備
費の低減と、更に殆ど保守不要の運転が可能になる。
本発明の好ましい実施形により、層またはロールの上
の接触面に於ける各測定ローラの外周面の幅とその直径
との比を1:5未満、好ましくは1:10未満に選定すれば、
特に良好な、即ち正確な測定結果が得られる。即ちこの
構成は同様に、測定ローラに層が付着する傾向を防止す
るように作用する。
本発明の他の実施態様では、センサの出力信号がフィ
ルタ機構と増幅機構を経て評価段に供給され、この評価
装置が、センサから送られて、増幅および濾過された出
力信号を記憶装置または比較装置に選択的に送るための
切換段を備えている。この比較装置に、一方では記憶装
置から読み出し可能な信号と他方ではセンサから送られ
た実際の信号が供給可能である。好ましくは比較装置の
出力部に、ロールミルの制御用パラメータの少なくとも
一つを制御する制御装置の入力部が接続されている。正
常運転、運転開始または運転終了のようなロールの運転
状態に応じて、切換装置を操作するための選択スイッチ
が設けられている。それによって、優れた測定精度に加
えて、ゼロ点調整の要求が僅かの設備費で確実に満たさ
れる。ここで記憶装置とは、ゼロ点を表す所定の値を保
持し再生し得る全ての回路または装置を意味する。
ロール自体の偏心または層を支持する面の凹凸によっ
て生ずる不正確な測定結果は、ロールの偏心により生ず
る信号の触れを低減または除去するように、センサの出
力信号を低域フィルタを経て少なくとも間接的に切換装
置に送ることによって避けることができる。
図に略示した実施例の次の説明に基づいて、本発明の
他の詳細が明らかになる。
図１は、特に図示のようにロールミルの制御に使用さ
れる本発明の層厚測定装置の回路図である。
図２は図１の層厚測定器のケーシングの拡大断面図で
ある。
図３はその底面図である。
実質的にドイツ連邦共和国特許第3153304号公報に従
って形成されたロールミルWWに、層厚測定器SMが設けら
れている。この測定器は最上部のロールの上の層に接触
する測定ローラを有し、この測定ローラとロールとの間
隔がセンサとしての誘導コイルによって測定される。
図２と図３はこの層厚測定器SMの細部を示す。本実施
例ではケーシング30の中において、レバー状の支持体31
が２個の測定ローラ32の中間に配置されている。原理的
には支持体31を中央に配置する代わりに、二叉状の支持
体を設け、その二叉アームの間で１個の測定ローラ、場
合によっては幅を広く形成した測定ローラを軸承するこ
とも可能である。勿論、支持機構31の自由端にはセンサ
用ケース33が設けてあり、その中に、ケースの開口を通
して測定を行うセンサ34（誘導コイル、場合によっては
コンデンサプレート）が配置してある。それによってセ
ンサ34と測定ローラ32が対称的に形成されている。
支持機構31は好ましくは弾性アーム35を備えている。
この弾性アームにより、測定ローラ32の面がその都度の
ロール５の移動方向に正確に合うようにケーシング30が
取り付けられていない場合であっても、測定ローラ32は
容易に偏向することができる。ケーシング30を取り付け
る場合に公差の自動的な補正に追加してまたはその代わ
りに使用可能なもう一つの手段として、ロール５の回転
方向に対して直角の軸36を中心に支持機構31を揺動自在
に支持することができる。
そのために、弾性アーム35は、回転ローラ32がロール
５の表面に弾性的に押し付けられるか或いは弾性的に変
位できるように形成することが可能である。所望であれ
ば支持機構31のユニバーサル式懸架装置を設けてもよ
い。
冒頭で述べたように、測定ローラ32の周速を、測定ロ
ーラを摩擦連結的に連行するロール５の周速よりも遅く
して、測定ローラの上での層の形成を避けることによ
り、測定精度を高めることができる。当然スリップ損失
が生ずるが、ロール５の表面のペースト状またはねり粉
状の製粉材料がその都度の測定ローラ32の外周に層を形
成するのを防ぐには充分ではない。そのため各測定ロー
ラ32に制動装置37が付設されている。これは摩擦制動装
置であってもよいが、それぞれのロール５の速度に依存
した、一層良好に定められた制動力を加えるようにする
と確実である。このために制動装置37をジェネレータ状
に形成し、即ち制動装置37の中に誘導電流を発生しこれ
で制動するようにする。その代わりにロール５の周速よ
りも遅い速度を測定ローラ32に与えるように、測定ロー
ラ32をモータで駆動することも考えられる。
粉砕材料の付着の防止を促進するもう一つの手段とし
て、測定ローラ32を比較的に薄く形成し、例えばロール
５上の層に接触する各測定ローラの外周面の幅Ｂとその
直径Ｄとの比を1:5未満、好ましくは1:10未満に選定す
る方法がある。このように薄い測定ローラはロール５の
上の層の中に食い込み、それに伴い測定誤差を生ずる恐
れがあると考えられたが、実際には驚くべきことに全く
その反対で、この手段は、特に制動装置37による制動作
用と関連して、寧ろこのローラ32の表面に於いて一種の
“自浄作用”をもたらすことが判明した。
センサ34の信号は支持機構31に沿ってほぼ回転軸36ま
で送られ、それからケーシングの壁に沿ってケーブルキ
ャリヤ38に達し、そこから信号は外部に達する。図１に
示すように、次に信号は前置増幅器39に送られる。この
前置増幅器の出力は、増幅・フィルタ機構40に接続して
いる。この機構40は例えば増幅器41と低域フィルタ42と
を備え（場合によってはこの逆の順序）、その際低減フ
ィルタはロールの偏心に基づく信号の振れを濾過する働
きをする。
信号は、フィルタ・増幅機構40に続いて評価回路43に
達する。この評価回路43はアナログ／デジタル変換器44
を備え、アナログの形で送られた信号をデジタルに変換
する。次にこのデジタル信号は切換スイッチ段45に達す
る。この切換えスイッチ段は信号を出力45′または45″
に分ける。
出力45′には、クロック発振器46により駆動される記
憶装置RAMが接続している。切換段45の出力45″は比較
器47の入力を形成し、そのもう一つの入力は記憶装置RA
Mの出力によって形成される。
前置増幅器39の出力信号は他のもう一つのフィルタ・
増幅段40′にも送られる。この段には交流カップリング
付き増幅器41′と帯域フィルタ42′とが設けてある。こ
のフィルタ42′の周波数は場合によっては調整入力42″
により調整し得る。
このフィルタ機構40′により、ロール５上のドクター
ブレード18が摩耗したために生じた不正を検出できる。
このフィルタ機構40′を通過した信号は好ましくは整流
器段48に送られ、これにはしきい値スイッチ49が接続し
ている。整流器段48からの信号が予め設定したしきい値
を超えた場合、即ちロール５の回転毎の信号の変化が大
き過ぎた場合には、これはドクターブレード18が摩耗し
て研磨または交換が必要であることを示す。そのために
音響およびまたは視覚による警報装置50が設けてある。
整流器段48からの信号が今だ前記スイッチ段49のしき
い値を超えていない時には、場合によってはこの信号を
破線で示した導線51により、比較装置22用の補正値とし
て用いることができる。ロールミルに使用するこの種の
比較装置はドイツ連邦共和国特許第3153304号公報に記
載してあり、引込みロールの駆動軸の速度を調節する働
きをする。この駆動軸は電動機10により１本または２本
の引込みロール1,2を制御された速度で駆動し、これに
対してその他の少なくとも２本のロール３〜５は別の電
動機20により駆動される。最後のロール５には公知のよ
うにドクターブレード18が設けてある。引込みロール1,
2とロール３〜５の両方に、油圧制御装置127で操作可能
なそれぞれ一つの押付け装置６または７が設けてある。
特に図２から判るように、それぞれの測定ローラ32は
正常運転の際はロール５上の材料層の表面に接触してい
る。ここで問題になるのは正確なゼロ点の確認、即ちそ
れぞれの測定ローラ32を直接ローラ５の表面に接触させ
た時に生じる信号の確認である。
そのために、図１には二つの方法が示してあり、これ
はそれぞれ単独にまたは図示のように組み合わせて使用
することができる。ロールを押し付けるシリンダ6,7は
一対の管52,53を介して油圧制御段127に接続されてい
る。この制御段は好ましくは実質的にドイツ連邦共和国
特許第3016785号公報に記載の切換弁27付きの制御装置
に相当する。これにより、ロールを正常運転状態から、
ロールが互いに押し付けられていないロールの分離状態
に切換えることができる。この切換えは制御レバー54を
備えた、電気的に作用する手動の制御装置227によって
行われる。
更に、空（から）運転防止用のそれ自体公知の装置55
が設けてある。この装置は例えばドイツ連邦共和国特許
出願公開第3634715号公報に準じて形成することができ
るので、その機能の詳細な説明についてはここでは省略
する。実質的にはこの装置55はロール２の表面を光学的
に監視し、ロール２の表面に製品が存在しない場合（空
運転）に、出力信号導線56または56′と電気的制御装置
227を介してロールミルWWの運転を自動的に停止する。
反対にロールミルWWの運転を手動で停止した場合には、
導線57,57′を介して遮断することによって、装置55は
レバー54の位置により制御される。
両方の導線部分57と57′または56と56′は、セレクタ
スイッチ58を介して相互に接続している。このセレクタ
スイッチ58は出力導線59に接続しており、この出力導線
を介して切換段45が制御される。その際、この切換段45
の制御は空運転防止装置55の出力信号に依存しておよび
またはレバー54の位置に存在して行うことができる。
ロールミルWWの運転を開始し、粉砕しようとする材料
の層がロール５の上で測定ローラの範囲に未だ達してい
ない時には、層厚測定器SMの出力信号が段39,40,44を経
て先ず最初に切換スイッチ段45の出力45′で記憶装置RA
Mに導かれて記憶させる。それによって、正確なゼロ点
が確認される。
材料の層が測定ローラ32に到達すると直ちに、或いは
予め設定した時間が経過した後直ちに（このために切換
段34または58にクロック発振器を設けることができ
る）、切換段45が電極を交換するので、層厚測定器SMの
他の信号が出力45″に達する。同時に記憶装置RAMは出
力45′を介して読出し状態に切り換えられるので、比較
器47には一方では導線45″から現状の信号が送られ、同
時に他方では記憶装置RAMからゼロ点信号が送られ、そ
れによって層の厚さの正確な比較を行うことができる。
比較器47の出力信号は、目標値発振器dsの信号と比較す
るために比較器22に送られ、ドイツ連邦共和国特許第31
53304号公報により知られている引込みロール駆動軸EW
の速度制御が行われる。
比較器47からの測定信号を他の方法、例えば層厚の単
なる表示、圧力、温度および粉砕材料の粘度の制御等に
使用できることは言うまでもない。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 5/00 - 5/30 B02C 4/32 B02C 23/00 G01B 21/00 - 21/32

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】動く面上のペースト状またはねり粉状の粉
    砕物質の層の厚さを測定する方法にして、可動に支承し
    た測定ローラが前記の動く面に接触させられ、層を有す
    る面が動く間に、動く面の移動方向に対して直角方向の
    測定ローラの変位が、出力信号を発生するセンサによっ
    て検出され、その際この出力信号のパラメータが測定ロ
    ーラの変位或いは層の厚さと機能的に関連している方法
    において、前記測定ローラが、測定しようとする層の上
    で回転する間、制動力を受けることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】次の特徴ａ）,b）、すなわち ａ）回転速度に依存する信号を発生し、この信号に依存
    して測定ローラの制動力が調節され、 ｂ）測定ローラが原動力によって、層或いは動く面の移
    動速度よりも遅い速度で駆動される の少なくとも一つを有することを特徴とする請求の範囲
    第１項の方法。
  3. 【請求項３】センサの出力信号が濾過され、好ましくは
    振れの大きさが測定および評価され、好ましくはしきい
    値を超えたときにこれが表示されること特徴とする請求
    の範囲第１項または第２項の方法。
  4. 【請求項４】動く面上に層が存在または形成される前の
    センサの出力信号が記憶され、動く面上に層が存在して
    いる間に前もって記憶した信号と少なくとも周期的に比
    較され、好ましくはその後で、比較した結果が次の段
    階、すなわち層を支持する動く面の移動速度の調節段
    階、粉砕材料の供給量の調節段階、粉砕材料の圧力、温
    度および粘度の調節段階、ゼロ点位置への接近または到
    達の際のスイッチを切ることによるロールの乾燥運転防
    止段階およびまたは層の厚さの表示段階の少なくとも一
    つに使用されることを特徴とする請求の範囲第１〜３項
    のいずれか一つの方法。
  5. 【請求項５】少なくとも１個の測定ローラ（32）が、ロ
    ールミル（WW）のロール（５）の円筒状表面のような動
    く面の移動方向に対して直角に、付勢方向に抗して移動
    可能に設けられ、測定ローラの運動およびまたは少なく
    とも動く面（５）からの高さの位置を検出する電子式セ
    ンサ（34）が測定ローラに付設されている、請求の範囲
    第１〜４項のいずれか１つの方法を実施するための装置
    において、各測定ローラ（32）に１個の制動装置（37）
    が付設され、その制動力が好ましくはロール（５）また
    は測定ローラ（32）の表面の移動速度に依存して制御可
    能であることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】測定ローラがロールの表面の方向のほか
    に、これと直角の方向にも移動可能に支持されており、
    好ましくは支承レバーがロールの手前においてロール表
    面の移動方向に延び、これにより測定ローラがロールの
    動きに追従して駆動可能であることを特徴とする請求の
    範囲第５項の装置。
  7. 【請求項７】測定ローラ（32）の各々がジェネレータに
    固定連結され、その誘導的に発生した制動トルクが、測
    定ローラ（32）の速度に依存する制動のために使用され
    ることを特徴とする請求の範囲第６項の層厚測定装置。
  8. 【請求項８】層またはロール（５）の上の載置面に於け
    る各測定ローラ（32）の外周面の幅（Ｂ）とその直径
    （Ｄ）との比が1:5未満、好ましくは1:10未満であり、
    およびまたは好ましくはロールミルのロールの円筒状表
    面のような動く面の移動方向に直角に、例えばばね力に
    抗して移動可能の２個の測定ローラが設けられ、測定ロ
    ーラ運動およびまたは少なくともロールからの高さ位置
    を検出する電子式センサ（34）が測定ローラに付設され
    ていることを特徴とする請求の範囲第５〜７項のいずれ
    か一つの装置。
  9. 【請求項９】センサ（34）の出力信号がフィルタ（42ま
    たは42′）を介して評価段（43または48〜51）に供給さ
    れ、ロール（５）およびまたは層の偏心により生ずる信
    号の振れを低減または除去するために、好ましくはセン
    サ（34）の出力信号が低域フィルタ（42）または帯域ス
    ィルタ（42′）を介して案内されることを特徴とする請
    求の範囲第５〜８項のいずれか一つの層厚測定装置。
  10. 【請求項１０】評価装置が、センサ（34）から送られた
    出力信号を記憶装置（RAM）または比較装置（47）に選
    択的に供給するために、切換段（45）を備え、この比較
    装置に、一方では記憶装置（RAM）から読み出し可能な
    信号と地方ではセンサ（34）から送られた実際の信号が
    供給可能であり、好ましくは比較装置（47）の出力部
    に、ロールミル（WW）の制御用パラメータの少なくとも
    一つを制御する制御装置（22）の入力部が接続され、場
    合によっては、正常運転、運転開始または運転終了のよ
    うなロールミル（WW）の運転状態に応じて、切換装置
    （45）を操作するための選択スイッチ（58）が設けられ
    ていることを特徴とする請求の範囲第５〜９のいずれか
    一つの層厚測定装置。
JP06510516A 1992-10-30 1993-10-06 層の厚さを測定する方法およびこの方法を実施するための装置 Expired - Fee Related JP3105925B2 (ja)

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CH3386/92-7 1992-10-30
CH338692 1992-10-30
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JPH07506903A JPH07506903A (ja) 1995-07-27
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