DE102004030618A1

DE102004030618A1 - Measuring device for measuring the thickness of sheet material like bank-notes has a multitrack thickness sensor with two opposing fixed shafts driven synchronously

Info

Publication number: DE102004030618A1
Application number: DE200410030618
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schinzel-Reiner; Michael Stapfer; Frank Werner
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-01-26

Abstract

Scanning rollers (SR) (2) and counter rollers (CR) (4) oppose each other and sit on fixed driven shafts (1,3). They also run while touching each other and form a conveyor gap. The CR have a fixed material with a stable dimension (SD). The SR have a soft elastomer (7) with a fixed outer ring (6) with an SD.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Dicke von oder von Dickenunterschieden in blattförmigem Material.The The invention relates to a device for measuring the thickness of or thickness differences in sheet material.

Solche Vorrichtungen können insbesondere zur Dickenmessung von Banknoten eingesetzt werden, lassen sich aber auch in anderem Zusammenhang verwenden, wie zum Beispiel zur Messung von Dickenschwankungen in Blechen, Folien sowie anderem Blattgut. Im Zusammenhang mit Banknoten lassen sich zum Beispiel solche Banknoten detektieren und aussondern, die mittels eines Klebestreifens repariert wurden oder die durch häufigen Gebrauch von schlechter Qualität sind.Such Devices can be used in particular for the thickness measurement of banknotes, can also be used in other contexts, such as Example for the measurement of thickness variations in sheets, foils as well as other sheet material. In connection with banknotes can be to Example to detect and discard such notes that by means of were repaired by adhesive tape or by frequent use of bad quality are.

Auf dem Markt gibt es verschiedenste Systeme, mit denen die Dicke von Banknoten berührend gemessen wird. Diese Systeme basieren in aller Regel auf einem gemeinsamen Grundprinzip mit an Gegenrollen angefederten Abtastrollen. Die Rollen bilden einen radialen Spalt zum Hindurchführen der zu messenden Banknoten, wobei die Spaltweite des Spalts auf Null oder einen Wert eingestellt wird, der zumindest kleiner als die Banknotendicke ist. Aufgrund der durch diesen Spalt hindurchbewegten Banknoten werden die Abtastrollen radial ausgelenkt. Das Maß der radialen Auslenkung dient als Maß für die Dicke bzw. für die Dickenschwankung der betreffenden Banknote.On The market has a variety of systems that allow the thickness of Banknotes touchingly measured becomes. These systems are usually based on a common Basic principle with counter rollers sprung on counter rollers. The roles form a radial gap for passing the banknotes to be measured, wherein the gap width of the gap is set to zero or a value which is at least smaller than the banknote thickness. by virtue of the notes passing through this gap become the scanning rollers radially deflected. The measure of radial deflection serves as a measure of the thickness or for the thickness variation the banknote concerned.

Da die berührende Messung der Dicke von Blattgut mittels angefederter Abtastrollen eine mechanische Messung ist, bei der Massen bewegt werden, sind der Messgeschwindigkeit inhärente Grenzen gesetzt. Denn je höher die Transportgeschwindigkeit des zu messenden Blattguts ist, desto höher ist die Auslenkfrequenz der Abtastrollen und desto größer muß die Vorspannkraft zum Anfedern der Abtastrollen eingestellt werden, damit die Abtastrollen der Dickenkontur des Blattguts schnell genug folgen können. Die Vorspannkräfte dürfen aber nicht beliebig hoch werden, da sich dadurch auch die Wahrscheinlichkeit eines Transportstaus sowie der Verschleiß des Abtastmechanismus erhöhen. Die Transportgeschwindigkeiten berührender Dickenmessvorrichtungen liegen daher in der Regel für quer transportierende Banknotenbearbeitungsvorrichtungen bei maximal etwa 1,5 m/s und für längs transportierende Banknotenbearbeitungsvorrichtungen bei etwas über 2 m/s.There the touching one Measurement of the thickness of sheet material by means of spring loaded cam followers a mechanical measurement is where masses are moved the measuring speed inherent Set limits. Because the higher the transport speed of the sheet material to be measured is the more is higher the Auslenkfrequenz the Abtastrollen and the greater the biasing force be set to spring the Abtastrollen, so that the cam followers of the Thickness contour of the sheet material can follow fast enough. The prestressing forces allowed to but not be arbitrarily high, because this also the probability a transport jam and increase the wear of the scanning mechanism. The Transport speeds more touching Thickness measuring devices are therefore usually transversely transporting Banknote processing devices at a maximum of about 1.5 m / s and for longitudinal transporting Banknote processing devices at just over 2 m / s.

Häufig ist die Dickenmessung nicht die einzige Messung. Gerade in Banknotenbearbeitungsmaschinen werden zahlreiche unterschiedliche Messungen mittels unterschiedlichster Sensoren an Banknoten vorgenommen. Dabei bestimmt das langsamste Meßsystem die maximale Geschwindigkeit des Gesamtsystems.Frequently the thickness measurement is not the only measurement. Especially in banknote processing machines Numerous different measurements are made using a variety of Sensors made on banknotes. This determines the slowest measuring system the maximum speed of the whole system.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dickenmessvorrichtung anzugeben, mit der hohe Transportgeschwindigkeiten des zu messenden Blattguts erzielbar sind.task The present invention is therefore a thickness measuring device specify with the high transport speeds of the measured Blattguts are achievable.

Diese Aufgabe wird durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.These The object is achieved by a measuring device having the features of the claim 1 solved. In dependent on it claims are advantageous embodiments and developments of the invention specified.

Demnach weist eine Vorrichtung zur berührenden Messung der Dicke von oder von Dickenunterschieden in blattförmigem Material in herkömmlicher Weise ein oder mehrere auf einer ersten Welle angeordnete erste Rollelemente und ein oder mehrere auf einer zweiten Welle angeordnete zweite Rollelemente auf, die so zueinander angeordnet sind, dass zwischen den Rollelementen der ersten Welle und den Rollelementen der zweiten Welle ein Spalt mit einer Spaltweite größer oder gleich Null zum Hindurchführen des zu messenden blattförmigen Materials gebildet wird. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, zumindest das bzw. die ersten Rollelemente der ersten Welle als dimensionsstabilen Ring auszubilden, der mittels einem Elastomer drehfest zur Welle fixiert ist. Diese Art Rollelemente wird nachfolgend als „Abtastrolle" bezeichnet. Mittels einer Sensoreinrichtung wird dann die Auslenkung des Rings erfasst, wenn blattförmiges Material durch den Spalt transportiert wird.Therefore has a device for touching Measurement of thickness or thickness differences in sheet material in conventional One or more arranged on a first shaft first Rolling elements and one or more arranged on a second shaft second rolling elements, which are arranged to each other so that between the rolling elements of the first shaft and the rolling elements the second wave a gap with a gap width greater than or equal to zero for passing of the leaf-shaped to be measured Material is formed. According to the invention is now provided, at least the first or the first rolling elements of the first wave as dimensionally stable To form a ring which rotatably fixed by means of an elastomer to the shaft is. This type of rolling elements is hereinafter referred to as "cam follower" a sensor device is then detected the deflection of the ring when sheet form Material is transported through the gap.

„Dimensionsstabil" im Sinne der Erfindung bedeutet nicht notwendigerweise, dass das betreffende Material bzw. der Ring unter allen Umständen 100 % dimensionsstabil ist. So können sich durchaus Abmessungsänderungen durch Temperaturdifferenzen oder aus anderen Gründen ergeben, die durch geeignete Kalibrierung der Vorrichtung berücksichtigt werden können. „Dimensionsstabil" im Sinne der Erfindung bedeutet vielmehr, dass das betreffende Material bzw. der Ring bei den im normalen Betrieb zu erwartenden maximal auf den Ring wirkenden Kräfte keine Dimensionsveränderungen erfährt, die sich in nennenswertem Maße auf das Messergebnis auswirken."Dimensionally stable" in the sense of the invention not necessarily that the material in question or the ring under all circumstances 100 % dimensionally stable. So can quite dimensional changes due to temperature differences or for other reasons, by suitable Calibration of the device are taken into account can. "Dimensionally stable" in the sense of the invention rather means that the material or ring in question the expected maximum in normal operation on the ring acting Forces no dimensional changes learns which are to a significant extent affect the measurement result.

„Drehfest fixiert" im Sinne der Erfindung bedeutet nicht notwendigerweise, dass der Ring relativ zur Welle absolut verdrehstabil ist. Denn aufgrund seiner elastomeren Fixierung ließe sich der Ring bei Anwendung entsprechender tangentialer Kräfte sicherlich geringfügig in Umfangsrichtung relativ zur Welle verdrehen. „Drehfest fixiert" im Sinne der Erfindung bedeutet vielmehr, dass der Ring mit der Welle rotiert."Turn hard fixed "in the sense The invention does not necessarily mean that the ring is relative to the Shaft is absolutely torsionally stable. Because of its elastomeric Fixation would let the ring certainly with appropriate tangential forces slight twist in the circumferential direction relative to the shaft. "Rotationally fixed" within the meaning of the invention rather means that the ring rotates with the shaft.

Durch den besonderen Aufbau der Abtastrolle lassen sich die beim Auslenkvorgang der Abtastrolle bewegten Massen deutlich reduzieren. Zum einen kann der Ring, der aus einem stabilen und in der Regel schweren Material, insbesondere Metall, besteht, vergleichsweise dünn sein, während der restliche Teil der Abtastrolle durch relativ leichtes Elastomer gebildet wird. Das Gesamtgewicht der Abtastrolle ist dementsprechend gering. Zum anderen wird das Elastomer bei einer Auslenkung der Abtastrolle relativ zur Welle nicht vollständig verlagert, sondern lediglich gestaucht und/oder gedehnt. Dies ist leicht zu veranschaulichen an einem Rollelement, bei dem sich der Ring ausschließlich über ein radial zwischen dem Ring und der Welle liegendes Elastomer abstützt. Wird der Ring relativ zur Welle radial ausgelenkt, so wird das dazwischen liegende Elastomer auf einer Seite der Welle gestaucht und auf der anderen Seite der Welle gedehnt. Insbesondere das unmittelbar an die Welle angrenzende Elastomer wird bei diesem Stauch-Dehn-Prozess nicht radial verlagert, so dass offensichtlich insgesamt weniger Masse bewegt wird, als wenn das gesamte Rollelement radial verlagert würde.Due to the special structure of Abtastrol The masses moved during the deflection process of the scanning roller can be significantly reduced. First, the ring, which consists of a stable and usually heavy material, in particular metal, be relatively thin, while the remaining part of the cam follower is formed by relatively light elastomer. The total weight of the cam follower is correspondingly low. On the other hand, the elastomer is not completely displaced in a deflection of the cam follower relative to the shaft, but merely compressed and / or stretched. This is easy to illustrate on a rolling element, in which the ring is supported exclusively by a radially lying between the ring and the shaft elastomer. When the ring is deflected radially relative to the shaft, the elastomer therebetween is compressed on one side of the shaft and stretched on the other side of the shaft. In particular, the immediately adjacent to the shaft elastomer is not radially displaced in this compression-strain process, so that obviously less mass is moved, as if the entire rolling element would be displaced radially.

Noch deutlicher wird der Vorteil der reduzierten bewegten Massen an einem Rollelement, bei dem das Elastomer axial zwischen dem Ring und einer mit der Welle verbundenen Mitnehmerscheibe angeordnet ist. In diesem Falle wird bei einer radialen Auslenkung des Rings im wesentlichen nur der Ring relativ zur Welle verlagert.Yet The advantage of the reduced moving masses becomes clearer Rolling element, wherein the elastomer axially between the ring and a arranged with the shaft drive plate is arranged. In this Trap becomes at a radial deflection of the ring substantially only the ring is displaced relative to the shaft.

Im Zusammenhang mit der Messung von flexiblem Blattgut, wie zum Beispiel Banknoten, reicht es aus, die den Ring und das Elastomer aufweisenden Abtastrollen nur auf einer der beiden Wellen vorzusehen. In diesem Falle wird das der Abtastrolle gegenüberliegende zweite Rollelement auf der zweiten Welle vorzugsweise dimensionsstabil ausgeführt. Bei weniger flexi blem Material, wie zum Beispiel Metallblechen, ist es jedoch zweckmäßig, einander gegenüberliegende Rollelemente auf beiden Wellen als Abtastrollen auszubilden. Die Dicke des Materials ergibt sich dann zu jedem Zeitpunkt aus der Summe der Auslenkungen der sich gegenüberliegenden Abtastrollen.in the Related to the measurement of flexible sheet material, such as Banknotes, it is enough to have the ring and the elastomer Provide Abtastrollen only on one of the two waves. In this Trap becomes the second roller element opposite the cam roller preferably made dimensionally stable on the second shaft. At less However, flexible material, such as metal sheets, is appropriate, each other opposing Form rolling elements on both shafts as cam followers. The Thickness of the material then results at any time from the Sum of the deflections of the opposing cam followers.

Vorzugsweise sind die beiden Wellen in einem definierten festen Abstand zueinander angeordnet, damit eine Auslenkung des Rings einen unmittelbaren Rückschluss auf die Dicke des Blattguts zulässt. Es ist aber auch denkbar, zumindest eine der beiden Wellen in einem elastisch deformierbaren Gummilager zu lagern, um durch Zusammendrücken des Lagers den Abstand der Wellen zueinander zu beeinflussen und voreinzustellen. Der Elastizitätsmodul des Gummilagers sollte dabei aber wesentlich über dem Elastizitätsmodul des Abtastrollen-Elastomers liegen, damit eine Auslenkung des Rings nicht teilweise vom Gummilager aufgenommen wird. Dies würde ansonsten zu Messwertfehlern führen.Preferably are the two waves at a defined fixed distance from each other arranged so that a deflection of the ring an immediate conclusion on the thickness of the sheet material allows. But it is also conceivable, at least one of the two waves in one to store elastically deformable rubber bearing, by compressing the Bearings to influence the distance of the waves to each other and preset. The modulus of elasticity But the rubber bearing should be much higher than the modulus of elasticity the cam follower elastomer so that a deflection of the ring not partially absorbed by the rubber bearing. This would otherwise lead to measured value errors.

Während die Abtastrollen bei herkömmlichen Vorrichtungen für die berührende Dickenmessung freilaufend realisiert sind, insbesondere wenn damit das Blattgut entlang mehrerer Messspuren individuell gemessen werden soll, erlaubt die erfindungsgemäße Gestaltung der Abtastrollen eine drehfeste Anordnung der Rollen auf einer gemeinsamen Welle. Da diese Welle beim Messvorgang selbst nicht verlagert wird, ist es in besonders einfacher Weise möglich, beide Wellen synchron anzutreiben, zum Beispiel über ein übliches Zahnradgetriebe. Abstandstolerante Getriebe, die entweder nicht so exakt oder aber teurer sind, sind nicht erforderlich. Der synchrone Antrieb beider Wellen ermöglicht darüber hinaus den Einsatz von Schmutzabstreifern an dem äußeren Umfang der Rollen beider Wellen, was im Falle freilaufender Abtastrollen sehr schwierig wäre.While the Cam followers in conventional devices for the touching Thickness measurement are realized freewheeling, especially if so that Sheet material can be measured individually along several measuring tracks is allowed allows the inventive design the cam followers a rotationally fixed arrangement of the rollers on a common Wave. Since this wave is not displaced during the measuring process itself, It is possible in a particularly simple manner, both waves synchronously to drive, for example, over a common one Gear transmission. Distance tolerant gear that either does not are as exact or more expensive, are not required. The synchronous Drive both waves possible about that In addition, the use of dirt scrapers on the outer periphery the roles of both waves, which in the case of free-running cam followers would be very difficult.

Der synchrone Antrieb ist auch vorteilhaft für den Fall, dass die Abtastrollen mit den Gegenrollen berührend laufen, das heißt einen Berührungsspalt bilden. Dabei lässt sich ein durch Unrundheiten erzeugter Messwertfehler aufgrund seiner konstanten Wiederholfrequenz von vorn herein ohne weiteres erfassen und berücksichtigen, so dass er sich im Messergebnis nicht niederschlägt. In gleicher Weise kann anhaftende Verschmutzung bei der Bestimmung des Messergebnisses berücksichtigt werden.Of the Synchronous drive is also beneficial in the event that the cam followers touching with the counter-rolls run, that is form a contact gap. Leave it a measurement error generated by roundness due to its constant repetition rate from the outset easily detect and take into account so that it does not settle in the measurement result. In the same way can be adherent Pollution considered in the determination of the measurement result become.

Der dimensionsstabile Ring der Abtastrolle kann mit einer schmutzabweisenden, radial außenliegenden Beschichtung, wie zum Beispiel aus Polytetrafluorethylen (PTFE), versehen sein, die selbst zwar nicht dimensionsstabil sein muß, die dann aber vorzugsweise so dünn ist, dass sich eine etwaige Dickenänderung nicht merklich auf das Messergebnis auswirkt.Of the dimensionally stable ring of the cam follower can be equipped with a dirt-repellent, radially outboard Coating, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), be provided, which itself must not be dimensionally stable, then but preferably so thin is that any thickness change is not noticeable affects the measurement result.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind ein oder mehrere Elastomerrollen auf zumindest einer der beiden Wellen vorgesehen, um die zuverlässige Zuführung der Blattgutvorderkanten in den Spalt zu unterstützen. Die Elastomerrollen haben einen größeren Durchmesser als das oder die auf derselben Welle befindlichen Rollelemente (Abtastrollen oder Gegenrollen), so dass das Blattgut bereits vor Eintritt des Blattguts in den Spalt von den Elastomerrollen erfasst und dem Spalt mittels der Elastomerrollen zugeführt wird. Die Elastomerrollen sind besonders vorteilhaft, wenn die Rollelemente selbst keine griffige Oberfläche besitzen, insbesondere also bei Rollelementen mit metallischen Umfangsflächen. Aber auch diese Umfangsflächen können mittels beispielsweise schräg verlaufender Strukturierungen griffiger für den Blatteinzug gestaltet werden, wobei die Berührungspunkte über den gesamten Umfang so angeordnet sein müssen, daß sich insgesamt ein exakter Durchmesser ergibt.According to one advantageous embodiment are one or more elastomer rollers provided on at least one of the two shafts to the reliable supply of the To support Blattgutvorderkanten in the gap. The elastomer rollers have a larger diameter as the or on the same shaft rolling elements (cam followers or Counter rolls), so that the sheet material already before the entry of the sheet material captured in the gap by the elastomer rollers and the gap by means of fed to the elastomer rollers becomes. The elastomer rollers are particularly advantageous when the rolling elements even no handy surface own, in particular so with rolling elements with metallic peripheral surfaces. But also these peripheral surfaces can by way of example obliquely extending structuring handy designed for the sheet feeder be, with the points of contact on the Whole circumference must be arranged so that overall a precise Diameter results.

Die Klemmwirkung des Blattguts im Spalt mittels der Elastomerrolle wird weiter verbessert durch eine mit der Elastomerrolle zusammenwirkende Klemmrolle auf der entsprechend anderen der beiden Wellen. Diese Klemmrolle ist vorzugsweise dimensionsstabil und hat denselben Durchmesser wie das oder die auf derselben Welle befindlichen Rollelemente (Abtastrollen bzw. Gegenrollen), um sicherzustellen, dass die Klemmung des Blattguts in der durch Abtastrolle und Gegenrolle definierten Spaltebene liegt. Vorzugsweise sind mehrere Abtastrollen nebeneinander angeordnet, um die Dicke des Blattguts entlang mehrerer Messspuren unabhängig erfassen zu können. Zwischen zwei oder jeweils zwei Abtastrollen liegen auf derselben Welle oder auf der den Abtastrollen gegenüberliegenden Wellen die Elastomerrollen und gegebenenfalls die damit zusammenwirkenden Klemmrollen.The Clamping action of the sheet material in the gap by means of the elastomer roller is further improved by cooperating with the elastomer roller Pinch roller on the corresponding other of the two shafts. These Pinch roller is preferably dimensionally stable and has the same diameter as the one or more on the same shaft rolling elements (cam followers or counter rolls) to ensure that the clamping of the sheet material lies in the gap plane defined by the scanning roller and the counter roller. Preferably, several scanning rollers are arranged side by side, to independently record the thickness of the sheet along multiple tracks to be able to. Between two or two scanning rollers are on the same Shaft or on the rollers opposite the cam followers the elastomer rollers and optionally the cooperating pinch rollers.

Als Sensoreinrichtung kommen alle Systeme in Betracht, mit denen eine Signalabnahme direkt am Ring möglich ist, beispielsweise induktive und/oder kapazitive Messwertaufnehmer mit oder ohne mechanische Messwertverstärker (zum Beispiel Hebelübersetzung).When Sensor device come all systems into consideration, with which a Signal pick-up possible directly on the ring is, for example, inductive and / or capacitive transducers with or without mechanical measuring amplifiers (for example, leverage).

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:following the invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings explained. Show:

1 eine erfindungsgemäße Messvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform prinzipiell im radialen Querschnitt, 1 a measuring device according to the invention according to a first embodiment in principle in the radial cross section,

2 die Messvorrichtung aus 1 beim Messvorgang, 2 the measuring device off 1 during the measuring process,

3 die Messvorrichtung aus 1 im axialen Querschnitt, 3 the measuring device off 1 in axial cross section,

4 eine Messvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform prinzipiell im radialen Querschnitt, 4 a measuring device according to a second embodiment, in principle in the radial cross section,

5 die Messvorrichtung aus 4 beim Messvorgang, 5 the measuring device off 4 during the measuring process,

6 die Messvorrichtung aus 4 im axialen Querschnitt, 6 the measuring device off 4 in axial cross section,

7 eine noch weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung prinzipiell im axialen Querschnitt, und 7 a still further embodiment of a measuring device according to the invention in principle in the axial cross section, and

8 eine Ausführungsform einer Abtastrolle für die erfindungsgemäße Messvorrichtung. 8th an embodiment of a cam follower for the measuring device according to the invention.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur berührenden Messung der Dicke von oder von Dickenunterschieden in blattförmigem Material, wie sie insbesondere zur Dickenmessung von Banknoten geeignet ist, prinzipiell im radialen Querschnitt. Demnach sitzt auf einer ersten Welle 1 ein erstes Rollelement 2, das hier als Abtastrolle ausgebildet ist. Auf einer zur ersten Welle 1 parallel liegenden zweiten Welle 3 sitzt eine Gegenrolle 4, die mit der Abtastrolle 2 einen Spalt 5 bildet. Die beiden Wellen 1 und 3 sind ortsfest zueinander so fixiert, dass sich die Abtastrolle 2 und die Gegenrolle 4 berühren. 1 shows a first embodiment of a device for contact measurement of the thickness of or thickness differences in sheet material, as it is particularly suitable for measuring the thickness of banknotes, in principle in the radial cross section. Accordingly, sitting on a first wave 1 a first rolling element 2 , which is designed here as a cam follower. On one to the first wave 1 parallel second wave 3 sits a counter role 4 that with the cam follower 2 a gap 5 forms. The two waves 1 and 3 are fixed to each other so fixed that the cam follower 2 and the counter-roll 4 touch.

Die Abtastrolle 2 besteht bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem äußeren festen Ring, beispielsweise aus Metall, und einem radial innen liegenden, weichen Elastomer 7, mit welchem der äußere Ring 6 unmittelbar auf der ersten Welle 1 fixiert ist.The cam follower 2 exists at the in 1 illustrated embodiment of an outer solid ring, for example made of metal, and a radially inner, soft elastomer 7 with which the outer ring 6 immediately on the first wave 1 is fixed.

Dieser Aufbau ist besonders anschaulich der 3 zu entnehmen. 3 zeigt auch die ortsfeste Lagerung der ersten und zweiten Wellen 1, 3 in stabilen Kugellagern 8, 9, die in einem gemeinsamen Gehäuse 10 aufgenommen sind. Über ein einfaches Zahnradgetriebe 11 werden die beiden Wellen 1, 3 synchron angetrieben, wobei hier die zweite Welle 3 als Antriebswelle dient.This structure is particularly vividly the 3 refer to. 3 also shows the stationary storage of the first and second waves 1 . 3 in stable ball bearings 8th . 9 in a common housing 10 are included. About a simple gear transmission 11 become the two waves 1 . 3 synchronously driven, in which case the second wave 3 serves as a drive shaft.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 umfasst hier fünf Abtastrollen 2 auf der ersten Welle 1 und dementsprechend fünf damit jeweils zusammenwirkende Gegenrollen 4 auf der zweiten Welle 3. Dadurch ergeben sich insgesamt fünf nebeneinander liegende Messspuren für die Dickenmessung an durch den Spalt 5 hindurch transportiertem blattförmigen Material.The embodiment according to 3 here includes five cam followers 2 on the first wave 1 and accordingly five counter-rolls cooperating therewith 4 on the second wave 3 , This results in a total of five adjacent measuring tracks for the thickness measurement on through the gap 5 transported through sheet-like material.

Um die Zuverlässigkeit der Zuführung der Blattgutvorderkanten zum Spalt 5 zu erhöhen, ist zwischen jeweils zwei Abtastrollen 2 ein Elastomerring 12 mit hohem Reibkoeffizienten vorgesehen, der die Abtastrollen 2 radial geringfügig überragt. Dadurch wird das Blattgut aktiv in den Spalt 5 befördert. Auf der gegenüberliegenden Welle 3 befinden sich den Elastomerringen 12 zugeordnete und damit zusammenwirkende Klemmringe 13. Die Klemmringe 13 sind dimensionsstabil und haben denselben Durchmesser, wie die auf derselben Welle 3 befindlichen Gegenrollen 4. Dadurch werden die Elastomerringe 12 in der Ebene des Spalts 5 zusammengedrückt, wodurch eine zuverlässige Klemmung des durch den Spalt 5 hindurchtransportierten Blattguts erreicht wird.To the reliability of the supply of Blattgutvorderkanten to the gap 5 is to increase between each two cam rollers 2 an elastomer ring 12 provided with a high coefficient of friction of the cam followers 2 radially slightly surmounted. As a result, the sheet material is active in the gap 5 promoted. On the opposite shaft 3 are the elastomeric rings 12 associated and cooperating clamping rings 13 , The clamping rings 13 are dimensionally stable and have the same diameter as those on the same shaft 3 located counter-roles 4 , This will make the elastomer rings 12 in the plane of the gap 5 compressed, creating a reliable clamping of the through the gap 5 Through transported sheet material is achieved.

1 zeigt darüber hinaus schematisch eine Sensoreinrichtung zum Messen einer radialen Auslenkung der Abtastrolle 2 senkrecht zur Ebene des Spalts 5. Zur Verstärkung der zu messenden Auslenkbewegung der Abtastrolle 2 dient ein schwenkbar gelagerter, auf der Abtastrolle aufliegender Messverstärkerhebel 14, dessen freies Ende mit einem Messaufnehmer 15 gekoppelt ist. Als Messaufnehmer stehen dem Fachmann eine Vielzahl von Varianten zur Verfügung, einschließlich induktiver oder kapazitiver Messsysteme. Die Messverstärkerhebel 14 aller Abtastrollen 2 sind auf einem gemeinsamen Lagerstab 17 montiert (3). Eine Anfederung 16 sorgt dafür, dass die Messverstärkerhebel 14 ständig auf der Umfangsoberfläche der jeweils zugeordneten Abtastrolle 2 aufliegen. Die Anfederung 16 kann beispielsweise als Federschlauch realisiert sein. 1 moreover schematically shows a sensor device for measuring a radial deflection of the scanning roller 2 perpendicular to the plane of the gap 5 , To reinforce the deflection movement of the cam follower 2 serves a swivel bar, mounted on the cam follower amplifier lever 14 whose free end with a sensor 15 is coupled. As measuring sensors, a large number of variants are available to the person skilled in the art, including inductive or capacitive measuring systems. The measuring amplifier levers 14 all cam followers 2 are on a common storage rod 17 assembled ( 3 ). A springing up 16 ensures that the amplifier lever 14 constantly on the peripheral surface of the respective associated cam follower 2 rest. The springing 16 can be realized for example as a spring tube.

Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel gemäß 1 hat der Messverstärkerhebel 16 desweiteren die Funktion eines Schmutzabstreifers, entsprechend dem an der Gegenrolle 4 angreifenden Schmutzabstreifer 18.In the concrete embodiment according to 1 has the amplifier lever 16 Furthermore, the function of a dirt wiper, according to the counter roll 4 attacking dirt wiper 18 ,

2 zeigt die Messvorrichtung aus 1 beim Messen der Dicke einer Banknote BN, die in Pfeilrichtung durch den Spalt 5 hindurchtransportiert wird. Da die beiden Wellen 1 und 3 ortsfest fixiert sind und die Gegenrolle 4 dimensionsstabil ist, sich also nicht beim Transport der Banknote BN durch den Spalt 5 verformt, ergibt sich lediglich eine Auslenkung der Abtastrolle 2 relativ zur Welle 1. Da der äußere Ring 6 ebenfalls dimensionsstabil ist, verformt sich bei diesem Auslenkvorgang lediglich das weiche Elastomer 7. Der Ring 6 wird dabei radial verlagert. Das heißt, beim Auslenkvorgang der Abtastrolle 2 ändert sich der Durchmesser des äußeren Rings 6 nicht oder jedenfalls nur in einem für den Messvorgang unbedeutenden Maße. Allein das weiche Elastomer 7 verformt sich, indem es im Bereich zwischen dem Spalt 5 und der Welle 1 gestaucht und auf der anderen Seite der Welle 1 entsprechend gedehnt wird. Aufgrund der radialen Verlagerung des äußeren Rings 6 senkrecht (Pfeilrichtung) zur Ebene des Spalts 5 wird der Messverstärkerhebel 14 gegen die Kraft der Anfederung 16 ausgelenkt, und die Auslenkung seines freien Endes wird mittels des Messaufnehmers 15 erfasst. 2 shows the measuring device 1 When measuring the thickness of a banknote BN, in the direction of the arrow through the gap 5 is transported through. Because the two waves 1 and 3 Fixed in place and the counter role 4 dimensionally stable, so not when transporting the bill BN through the gap 5 deformed, there is only a deflection of the cam follower 2 relative to the wave 1 , Because the outer ring 6 is also dimensionally stable, deformed in this deflection only the soft elastomer 7 , The ring 6 is displaced radially. That is, during the deflection of the cam follower 2 the diameter of the outer ring changes 6 not or at least only in a size that is insignificant for the measuring process. Only the soft elastomer 7 deforms by being in the area between the gap 5 and the wave 1 upset and on the other side of the shaft 1 is stretched accordingly. Due to the radial displacement of the outer ring 6 perpendicular (arrow direction) to the plane of the gap 5 becomes the measuring amplifier lever 14 against the force of springing 16 deflected, and the deflection of its free end is by means of the sensor 15 detected.

4 bis 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, welches sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel in zwei Aspekten unterscheidet, nämlich einerseits hinsichtlich der Art der Sensoreinrichtung zum Messen der Auslenkung des äußeren Rings 6 und andererseits hinsichtlich der Anordnung der die Transportfunktion unterstützenden Elastomerringe 12. 4 to 6 show a second embodiment, which differs from the first embodiment in two aspects, namely on the one hand with respect to the type of sensor device for measuring the deflection of the outer ring 6 and on the other hand, with regard to the arrangement of the elastomeric rings supporting the transport function 12 ,

Das heißt, bei dieser Ausführungsform befinden sich die zwischen den Abtastrollen 2 liegenden Elastomerringe 12 auf der gegenüberliegenden, zweiten Welle 3. Mit den Elastomerringen 12 zusammenwirkende Klemmringe 13 auf der gegenüberliegenden Welle, das wäre hier die erste Welle 1, fehlen. Dadurch wird im wesentlichen nur noch die Transportfunktion zum Spalt realisiert, um die Blattgutvorderkanten dem Spalt zuverlässig zuzuführen. Die Klemmfunktion ist nicht von so entscheidender Bedeutung, da die dimensionsstabilen Ringe 6 ohnehin berührend mit den Gegenrollen 4 laufen und das Blattgut demzufolge ohnehin in dem dadurch gebildeten Berührungsspalt 5 klemmen. An dieser Stelle sei gleichzeitig angemerkt, dass die Abtastrollen 2 und Gegenwalzen 4 auch beabstandet zueinander angeordnet sein können, wobei die Spaltweite selbstverständlich kleiner sein muss als die Dicke des zu messenden Blattguts. Vorzugsweise beträgt die Spaltweite in diesem Fall etwa die Hälfte der Dicke des zu messenden Blattguts.That is, in this embodiment, there are those between the cam followers 2 lying elastomer rings 12 on the opposite, second wave 3 , With the elastomer rings 12 cooperating clamping rings 13 on the opposite wave, that would be the first wave here 1 , absence. As a result, substantially only the transport function to the gap is realized in order to reliably supply the Blattgutvorderkanten the gap. The clamping function is not of such crucial importance as the dimensionally stable rings 6 anyway touching with the counter-roles 4 run and the sheet material therefore anyway in the contact gap formed thereby 5 terminals. At this point it should be noted at the same time that the cam followers 2 and counter-rolls 4 can also be arranged spaced from each other, the gap width must of course be smaller than the thickness of the sheet material to be measured. In this case, the gap width is preferably about half the thickness of the sheet material to be measured.

Als Sensoreinrichtung dienen bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel auf einer gemeinsamen Leiterkarte 19 angeordnete induktive Spulen 20, deren Induktivität durch den Abstand der Spulen 20 von einem der jeweiligen Spule 20 zugeordneten äußeren Ring 6 abhängt. Demzufolge führt eine Auslenkung einer Abtastrolle 2 (5) zu einer Reduzierung des Abstands zwischen dem festen Ring 6 und der Spule 20 und dies wiederum zu einer Änderung der Induktivität der Spule 20, welche als Maß für die Dicke der gemessenen Banknote BN gilt.As a sensor device are used in this second embodiment on a common printed circuit board 19 arranged inductive coils 20 whose inductance is determined by the distance of the coils 20 from one of the respective coil 20 associated outer ring 6 depends. As a result, a deflection of a cam follower leads 2 ( 5 ) to a reduction in the distance between the fixed ring 6 and the coil 20 and this in turn to a change in the inductance of the coil 20 , which is a measure of the thickness of the measured banknote BN.

Da es bei dieser Ausführungsform schwierig ist, einen Schmutzabstreifer in die Sensoreinrichtung zu integrieren, ist hier für die Abtastrolle 2 ein separater Schmutzabstreifer 18 vorgesehen.Since it is difficult in this embodiment to integrate a dirt wiper in the sensor device, here is for the cam follower 2 a separate dirt wiper 18 intended.

Die 1 bis 6 zeigen lediglich eine spezielle Ausführungsvariante des Prinzips einer erfindungsgemäßen Abtastrolle 2, bei der ein dimensionsstabiler Ring über ein weiches Elastomer mit einer ortsfest montierten Welle verbunden ist. Es gibt zahlreiche andere denkbare Varianten, von denen eine beispielhaft in 7 dargestellt ist. Auch hier bildet die auf einer ersten Welle 1 montierte Abtastrolle 2 mit der auf einer zweiten Welle 3 montierten Gegenrolle 4 einen Berührungsspalt 5. Die Abtastrolle 2 umfasst wiederum einen äußeren, dimensionsstabilen Ring 6, der über ein Elastomer 7 relativ zur Welle 1 fixiert ist, dies jedoch über Zwischenschaltung eines auf der Welle 1 aufgesetzten Mitnehmerrings 21. Das heißt, die Fixierung des Rings 6 mittels des Elastomers 7 drehfest zur Welle 1 erfolgt in axialer statt in radialer Richtung. Die radiale Fixierung übernimmt der Mitnehmerring 21, der aber wiederum dimensionsstabil ist. Dadurch lässt sich die bei der Auslenkung der Abtastrolle 2 bewegte Masse deutlich reduzieren.The 1 to 6 show only a special embodiment of the principle of a scanning roller according to the invention 2 in which a dimensionally stable ring is connected via a soft elastomer to a fixedly mounted shaft. There are numerous other conceivable variants, one of which is exemplary in 7 is shown. Here, too, forms on a first wave 1 mounted cam follower 2 with the on a second wave 3 mounted counter roll 4 a contact gap 5 , The cam follower 2 again comprises an outer, dimensionally stable ring 6 that has an elastomer 7 relative to the wave 1 is fixed, but this by interposing one on the shaft 1 attached driving ring 21 , That is, the fixation of the ring 6 by means of the elastomer 7 rotationally fixed to the shaft 1 takes place in the axial instead of in the radial direction. The radial fixation takes over the driving ring 21 , which in turn is dimensionally stable. This allows for the deflection of the cam follower 2 significantly reduce moving mass.

Für den in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Ring 6 der Abtastrolle 2 eignet sich beispielsweise Stahl, insbesondere härtbarer Stahl wie 115CrV3, um eine höhere Verschleißfestigkeit zu erreichen. Auch Wälzlagerstahl ist für den Ring 6 geeignet.For the ring described in the above embodiments 6 the cam follower 2 For example, steel, in particular hardenable steel such as 115 CrN3, is suitable for achieving higher wear resistance. Also rolling bearing steel is for the ring 6 suitable.

Für das in dens vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Elastomer 7 der Abtastrolle 2 eignet sich allgemein Materialien mit geringer innerer Dämpfung und guten Rückstelleigenschaften sowie guten Dauerlaufeigenschaften. Verwendet werden kann beispielsweise Zellkautschuck auf EPDM/CR-Basis oder Silikon, z. B. mit einer Härte ShoreA 30°, auch Silikon für Spritzgußanwendungen. Wie in 8 dargestellt, kann die Abtastrolle 2 aus einem Ring 6 und einen auf die Welle 1 aufsetzbaren Ring 1' bestehen, zwischen denen sich das Elastomer 6 befindet. Das Elastomer 6 weist geichmäßig angeordnete Löcher 22 auf, die so eingebracht werden, daß die Abtastrolle 2 die gewünschten Elastizitätseigenschaften aufweist. Statt den dargestellten Löchern 22 können auch andere, gleichmäßig angeordnete Aussparungen vorgesehen werden, z. B. Schlitze.For the elastomer described in the above embodiments 7 the cam follower 2 is generally suitable materials with low internal damping and good recovery properties and good endurance properties. For example, cellular rubber based on EPDM / CR or silicone, eg. B. with a hardness ShoreA 30 °, also silicone for injection molding applications. As in 8th shown, the cam follower 2 from a ring 6 and one on the shaft 1 attachable ring 1' between which are the elastomer 6 located. The elastomer 6 has geichmäßig arranged holes 22 on, which are introduced so that the cam follower 2 having the desired elasticity properties. Instead of the holes shown 22 It is also possible to provide other, uniformly arranged recesses, eg. B. slots.

Claims

Device for contact-measuring the thickness of or thickness differences in sheet material, in particular for banknotes (BN), comprising a first shaft ( 1 ) with at least one first rolling element ( 2 ) and a second wave ( 3 ) with at least one second rolling element ( 4 ), wherein the rolling elements ( 2 . 4 ) a radial gap ( 5 ) for passing the sheet material to be measured, and a sensor device ( 14 . 15 ; 19 . 20 ) for detecting a radial deflection of at least the first rolling element ( 2 ), characterized in that at least the first rolling element ( 2 ) a dimensionally stable ring ( 6 ), which by means of an elastomer ( 7 ) rotationally fixed to the shaft ( 1 ) and that the sensor device ( 14 . 15 ; 19 . 20 ) is arranged to detect the radial deflection of the ring ( 6 ).

Device according to claim 1, characterized in that the second rolling element ( 4 ) is dimensionally stable.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the first shaft ( 1 ) and the second wave ( 3 ) are arranged at a fixed distance from each other.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first shaft ( 1 ) and the second wave ( 3 ) are driven synchronously.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gap ( 5 ) is a contact gap.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor device ( 14 . 15 ) one with the ring ( 6 ) cooperating measuring amplifier lever ( 14 ).

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor device ( 19 . 20 ) an inductive coil ( 20 ) whose inductance depends on the deflection of the ring ( 6 ) being affected.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized by a dirt wiper ( 18 ) on the outer circumference of at least the first rolling element ( 2 ).

Device according to claims 8 to 6, characterized in that the dirt wiper ( 18 ) a component of the amplifier lever ( 14 ).

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that two or more first rolling elements ( 2 ) next to each other on the first wave ( 1 ) are arranged.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized by at least one elastomer roller ( 12 ) on at least one of the two shafts ( 1 . 3 ), wherein the elastomer roller ( 12 ) has a larger diameter than the at least one on the same shaft ( 1 respectively. 3 ) located rolling element ( 2 respectively. 4 ).

Device according to claim 11, characterized by one with the elastomer roller ( 12 ) cooperating dimensionally stable pinch roller ( 13 ) on the corresponding other of the two waves ( 3 respectively. 1 ), the pinch roller ( 13 ) has the same diameter as the at least one on the same shaft ( 3 respectively. 1 ) located rolling element ( 4 respectively. 2 ).

Device according to claims 10 to 11 or 12, characterized in that between two or in each case two rolling elements ( 2 respectively. 4 ) one of the at least one elastomer roller ( 12 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the ring ( 6 ) by means of the elastomer ( 7 ) in the axial direction on a dimensionally stable driving ring ( 21 ) of the first wave ( 1 ) is fixed against rotation.