CN101566457B - 用于测量印刷品的厚度的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于测量印刷品的厚度的测量装置，尤其是一种用于测量借助传送装置沿导引装置传送的印刷品的厚度的测量装置，它具有利用导引装置构成测量间隙的、对印张在背对导引装置的那一侧上进行加载的测量元件，所述测量元件与评估装置相连，朝着导引装置在处理过程中进给到印刷品上的测量元件能够同步地以传送速度运动通过导引装置的朝着传送方向延伸的测量区。

Description

用于测量印刷品的厚度的测量装置
技术领域
本发明涉及一种用于测量借助传送装置沿导引装置输送的印刷品的厚度的装置，它具有利用导引装置构成测量间隙的、对印张在背对导引装置的那一侧上进行加载的测量元件，测量元件与评估装置相连。
背景技术
在现有技术中，CH-A-523 787公开了一种用于测量印刷品厚度的装置。它具有探测轮，探测轮配设有配对轮。待测量的印刷品经过这两个轮之间。探测轮根据已测得的印刷品厚度偏转。因此可以检测和剔除缺失一张或多张印张的薄型印刷品。该装置在实践中业已证明是适用的。然而在纸张薄的印刷品中，单张印张会因为碾压而彼此相对移动。在两个轮之间进行的测量可能会在有敏感表面的印刷品上形成不希望有的标记。因为辊必须支承得十分精确并在运行迅速的机器中得以驱动，所以该测量装置较为复杂。
US-A-4,170,346公开了一种测量装置，连续的印刷品可以通过该装置电容地并因而无接触地被测量。然而电容测量在测量薄型印刷品时不够精确，并存在较大的变化。
EP-A-0 714 789公开了一种配订联动机上的测量装置，它同样用探测轮和配对轮工作。探测轮垂直于传送方向的运动借助激光束来检测。这种装置同样存在上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，创造一种所述类型的测量装置，它避免了上述缺陷和问题。按本发明的测量装置尤其应当设计为，可以更具保护性地以及特别是无须碾压地测量印刷品。
该目的在一种所属类型的测量装置中由此实现，即，测量元件分别至少可局部地与待测量的印刷品共同运动，且待测量的印刷品可分别利用测量元件朝着导引装置得到加载。因而在按本发明的测量装置中，测量元件与待测量的印刷品一起运动，由此避免碾压和损伤印刷品。印刷品的厚度可机械地用测量元件探测，这样做也能对较薄的单个印张进行测量。当然也可以用这种测量装置来测量更厚的产品，如报纸、小册子、书籍和类似物。按本发明的测量装置的另一个优点在于，印刷品的产品几何形状在测量过程中不会被破坏。测量点能以简单的方式方法在印刷品上移动。此外还能实现较为简单的构造。
按本发明的一种扩展设计规定，测量元件可以以基本上与待测量印刷品的传送速度相同的速度运动。因而测量过程中可以避免测量元件和待测量印刷品之间发生相对运动，这尤其实现了特别具保护性的测量。
优选朝着位置固定的导引装置进行测量。这种导引装置可以用简单结构例如通过一种刚性的板条结构或类似结构实现。为避免摩擦力，可设导引装置的测量区域，它设有减小摩擦的涂层，例如合适的塑料。此外按一种扩展设计规定，可在导引装置的受加载侧生成气垫。
按本发明的一种扩展设计，测量元件可以分别基本上横向于印刷品的传送方向朝着印刷品运动。但原则上也可考虑这样一种设计，即，与传送方向成直角地偏移。测量元件尤其可沿其纵向线性地运动或摆动。
按本发明的一种扩展设计，测量元件可以有控制地朝着各个待测量的印刷品运动。测量元件朝着印刷品运动的速度优选控制为，使得速度随着与印刷品的距离越来越近而减小。因而可以实现一种更具保护性而又精确的测量。可基于基准测量进行控制。所以可以让测量元件的速度直接在加载印刷品前下降。因此一种视印刷品的平均厚度而定的运动特性曲线也是可以的。所以厚型印刷品，如报纸、小册子和类似物品可以用不同于例如由薄纸构成的单个印张的运动特性曲线来测量。
按本发明的一种扩展设计，设置测量设备，它可用来确定测量元件在加载印刷品时经过的测量段。这种测量设备可以设计成不同的。它可以例如是机械的、光学的、电气的或诸如此类。尤其设置一种可以无接触地确定上述行程的测量设备。特别是设置具有激光束的测量设备。
按本发明的一种扩展设计，所述测量设备具有测量线圈。测量线圈可以直接设置在测量元件上，并可迅速而精确地对测量元件的运动进行测量。
按本发明的一种扩展设计，测量元件设置在支架或滑动架上，所述支架或滑动架为各自的测量可与待测量的印刷品一起沿印刷品的传送方向运动。支架或滑动架可例如利用直线电动机或其它适用的伺服电动机运动。支架或滑动架可以利用电动机随待测量印刷品的节拍沿传送方向在测量区域内运动并然后再次被带回到起始位置。
按本发明的一种扩展设计，测量元件利用电动机、特别是直线电动机朝着待测量的印刷品运动。测量元件随印刷品传送的节拍进行运动。直线电动机使测量元件的运动受到控制。精确控制的运动特性曲线也尤其可行。于是可极为精确地在接近印刷品时降低测量元件的速度。因而实现了尤其快速的测量。例如印刷品也可以进行多次测量。由此，例如控制性的测量也是可以的。
按本发明的一种扩展设计规定，测量元件具有前端，其上支承着可运动的部件，特别是轮或球。可选在上述前端上形成气垫。由此实现对印刷品更具保护性的探测。
按本发明的一种扩展设计，测量元件可移动地支承在导引元件中。该导引元件优选可沿印刷品的传送方向运动。测量元件因而可以同时伴随着探测运动朝着在传送方向上的印刷品运动。
测量元件的前端可以通过对直线电动机的相应控制而在任意一个可变化的轨迹上运动。
按本发明的一种扩展设计规定，测量元件可通过张紧的弹簧元件的力朝着待测量的印刷品运动。弹簧元件在测量元件每次返回到静止位置时再度被张紧。
按本发明的一种扩展设计规定，测量元件基本上设计为凸模或指形。测量元件在此尤其设置有前部探测面，用它来加载待测量的印刷品。当测量元件具有在所述探测面上形成气垫的机构时，加载特别具有保护性。
按本发明的一种扩展设计规定，测量装置具有至少两个测量元件，它们关于传送段基本上彼此对称地布置。因而可以实现进一步取消了作用在导引装置上的测量力的测量装置。例如可以当在配页链上传送印刷品时，镜像对称地设置两个测量元件，并使它们同时运动。特别是由此可以对相同印刷品进行简单而双重的厚度测量。因而可以减少测量错误。特别规定的是，至少两个测量元件设置在同一个支架或滑动架上，并因而可以同时运动。
其它有利的特征由从属权利要求、下文说明以及附图得出。
附图说明
本发明的实施例在下文借助附图详细说明。附图中：
图1是按本发明的测量装置和传送装置沿图2线段I-I的示意性剖面图；
图2是按本发明的装置和一部分传送装置的示意性俯视图；
图3a-3d示出测量元件的实施例；
图4a-4c是传送装置实施例的示意性剖面图；
图5是按本发明的测量装置和一部分传送装置的示意性立体视图；
图6是按本发明的测量装置的一种变型的示意性视图；
图7a-7c示出测量元件的运动特性曲线，其中垂直轴线表示位置，水平轴线表示时间；
图8是按本发明的装置和一部分传送装置的示意性侧视图；
图9是测量装置沿图8线段IX-IX的示意性剖面图。
具体实施方式
在图1和2中示出的测量装置1设在公知的配订联动机2上，打开的印刷品13在该配订联动机中骑坐地用传送装置4朝箭头16方向(图2)传送。传送装置4在此尤其是配页链，它以相同的间距分别具有两个侧向突出的夹板3，利用它们将印刷品13分别抓住。配订联动机2具有底座5，底座5在上端具有鞍形的导引装置34，印刷品13通过该导引装置导引。印刷品13分别具有折合部14，印刷品可以是能轻易折叠的印张或也可以是报纸、杂志、小册子。但按图1的鞍形导引装置34和折合部4不是强制性的。印刷品13也可以例如是书籍，它们可以用适合的传送装置传送。例如也可以在通道或类似物中进行传送。
测量装置1具有测量元件8，测量元件8在导引元件12内在双箭头9的方向上可移动地被导引。有了与驱动器19相连的导引元件12，测量元件8就能绕转动轴55转动。测量元件8在双箭头方向上的转动运动随印刷品13的传送节拍进行。测量元件8与一个另外的支承在轴55上的驱动器69相连，该驱动器69促使测量元件8沿双箭头9方向运动。这种进给运动同样随输送的印刷品13的节拍进行。驱动器19和69优选具有在此未示出的直线电动机。
测量元件8设计成棒形或凸模形，并按图3a具有带探测面22的顶端21。顶端21构成测量元件8的前端或正面端部。在图3b中示出的另一种测量元件23具有顶端24，球25可旋转地支承在该顶端24中。球25在这种情况下构成探测面22。在按图3c的实施形式中，设置有测量元件26，它在前端具有可绕轴28旋转支承的轮27。轮27在此构成了所述的探测面22。图3d最后示出了测量元件29的另一种不同实施形式的剖面图，此测量元件29具有顶端30，此顶端30具有探测面31，探测面31上可以形成气垫32。顶端30在此具有通道或气孔，空气可用预定的压力沿箭头33方向输送给所述通道或气孔。空气通过所述通道或气孔到达探测面31，并在此构成气垫32。
按照图1，部件11固定在测量元件8上并与测量元件8一起运动。部件11用于测量在这一可移动的部件11和固定的距离测量设备10之间的间距，所述距离测量设备10与评估装置17连接。间距例如光学地借助激光来确定。激光束在此被反射到部件11上。这样的测量设备对专业人员来说是公知的，因而无需在此多加解释。基于这种距离测量就能相应地确定测量元件8的位置。
作为前面提到的光学地测量所述部件11和距离测量设备10之间距离的替代方案，图6所示用测量线圈51进行的测量也是可行的，测量元件8′的铁氧体磁芯53插入所述测量线圈51中。测量线圈的电感通过无接触工作的传递单元52传递给评估装置17。测量元件这样运动，使得探测面22在导引装置34的测量区67内对印刷品13的外侧15进行加载。加载的持续时间是可调的。印刷品13在加载持续期间在传送装置4上被测量元件8所经过的行程被称为测量段68。当然也可考虑其它适用的距离测量设备。
如图2所示，测量元件8的顶端21通过绕转动轴55的转动运动和沿双箭头9方向的进给运动这两个运动的叠加而划出了一条轨迹62。这相应地适用于测量元件23、26和29。转动速度调整为，使得探测面22在印刷品13的传送方向上沿测量段67基本上以印刷品13的速度运动。有利的是，印刷品13通过测量元件8的加载持续时间是恒定的，且与传送装置4的传送速度无关。测量段68因而随着传送速度的加大而变短。但也可考虑的是，根据传送装置4的传送速度来调整加载持续时间，从而使测量段68保持恒定。驱动器69在测量段48的末端将测量件8拉回，且测量件8随着转动运动而被带到起始位置。如图2和8所示，测量件8的顶端21划出了一条测量执行轨迹62。可以考虑的是，在印刷品13上执行多次测量。
在按图5的一种不同的实施形式中，导引元件63可移动地支承在两个平行于传送方向延伸的导引杆47上。这两个杆47固定在两个彼此间隔设置的支架49上。导引元件63因而可以在这两个支架49之间来回推移。为使导引元件63运动，设置有驱动器64，它支撑在其中一个支架49上并通过驱动杆44与导引元件63相连。驱动器64具有例如在此未详细示出的直线电动机。直线电动机根据传送装置4的节拍进行控制。
测量元件65横向于传送方向的运动通过控制杆41来控制，控制杆41在一端经转动铰链45与其中一个支架49连接。控制杆在另一端则与驱动器46相连，该驱动器46使控制杆41沿图6所示箭头70的方向离开导引装置34地运动。测量元件65在与顶端21对置的那一端具有凹槽，控制杆41啮合在其中。为了利用测量元件65对印刷品13进行加载，驱动器46使控制杆41反向于箭头70的方向运动。作用在测量元件65上的弹簧元件43促使测量元件65在测量区67内朝着导引装置34或印刷品13按压。测量结束时，测量元件65被控制杆41从印刷品取走，此时弹簧元件被压缩。上述距离测量设备10在图5中没有示出。按照图6，距离测量在此同样用测量线圈51和铁氧体磁芯53实现，或可选光学地实现。
若印刷品13在导引装置34上通过测量间隙54运动，那么印刷品13与导引装置34间隔地通过两块导板6导引。同时至少在一个位于折合部14下方的区域内测量印刷品13的厚度。测量元件8为此沿输送方向优选基本上以和印刷品13相同的速度运动。当测量元件65的顶端21以其正面在弹簧元件43的压力下沿测量段68加载印刷品13时，测量元件65因此基本上以和印刷品13相同的速度运动。因此，在探测面22和印刷品13的外侧15之间无运动因而无摩擦和挤压地就可以实现测量。基于测量元件8、65的压力，印刷品13在加载区域内朝着导引装置34的面50按压。导引装置34因而为已传送的印刷品13构成了底盘固定的背面。
为在导引装置34上的加载区域内将对印刷品13的损害保持到尽可能小，例如可以使用在图4a至4c中所示的导引装置34、34′和34″。按图4a的导引装置34具有两个彼此成锐角延伸的面35和36。加载在此设在面36上。为减小摩擦，可在位于面36上的测量区域67上生成气垫37。面36为此具有多个通道。它们具有例如在10至30微米范围内的较小直径。在导引装置34的内部生成大小例如为几巴，如6巴的气压。空气经由通道向外流出并构成了所述的气垫37。
在按图4b的导引装置34′中，在两个面上都形成气垫37或37′。如图5和6所示，这种导引装置34′适用于一种使用两个对称布置的测量元件65和65′的实施形式。这种实施形式接下来还会详细解释。
按图4c的导引装置34″在测量区67内具有凹槽38，板形插入件39插入其中。该插入件39具有面40，面40相对于印刷品13具有特别高的滑动能力。减小摩擦的插入件39例如可以由合适的氟化塑料制成或恰当地加以涂层。在此也可作为替代方案或附加方案设置气垫。
如上所述，测量元件65和65′直至加载印刷品13的行程用距离测量设备10或借助线圈51来测量，并把相应的测量值传送给评估装置17。印刷品13在加载区越厚，该行程就越小。对已测得的值与无需印刷品13的存在就能求得的参考值作比较。这种参考测量可定期重复进行。
加载印刷品13后，测量元件65和65′再次运动到高位。弹簧43在此被张紧。该运动例如通过曲线控制或如上所述用直线电动机实现。如上所述，印刷品13也可以同步地在不同区域内测量两次或两次以上。因而例如可以控制，在印刷品13上是否如规定的那样粘贴有卡片、货样或类似物。此外，还可用这些测量计算平均值。无论如何，这都实现了一种可靠和精确的测量。
在按图5和6的实施形式中，关于中部平面对称地分别同时通过两个测量元件65和65′进行测量。由此就可进一步消除由测量元件65和65′施加的测量力。因此实现了更为精确的测量。此外，印刷品13分别在两个区域内被测量。这些区域可以具有不同或相同的厚度。由此例如在一侧，如测量元件65′的一侧上设一个货样，它同样可以被测量或者说可以控制它的出现。
图8和9示出了插送机60，印刷品13在该机器中用夹板3′在通道57内传送。传送方向在图8中为从左向右，如箭头61所示。印刷品13在此分别靠在通道57的下棱边56上。厚度测量利用如上所述那样设计的测量装置1进行。测量元件8取代导引装置34对构成测量区67的板59进行加载，所述板59固定地装在通道57内。板59可以设计成减小摩擦的。它可以由优化滑动能力的材料构成或具有此处未示出的缺口并通过空气接头58与压缩空气相连。相应地，在板59的上侧构成了在此未示出的气垫。印刷品13在此也被相继随节拍地传送，它们可以是单独的纸张、报纸、小册子、书籍或类似物。
图7a用曲线示出了探测面22在探测过程中的位置，探测过程中既不存在印刷品13也不存在导引装置34。将测量元件8的运动控制为，使得它在区域A内以较快的速度运动。这一速度在区域B内减小直至到达点C。继点C后出现区域D，测量元件8在该区域D内又运动到静止位置或起始位置。这种运动凭弹簧43的张紧力进行，并同样可以以较高的速度进行。整个循环是例如在约为100毫秒的时间间隔内进行的。驶出行程在此例如为14至16毫米。
图7b示出了测量元件8在作基准测量时的运动。因而在无印刷品13的情况下相对位置固定的导引装置34进行测量。通过加载导引装置34或板59生成区域C′，测量元件8在该区域内在导引装置34上沿导引装置滑行。为基准测量当然也可以取消测量元件8、65、65′沿传送方向的运动。测量元件8在这种情况下可以仅通过沿双箭头9的进给运动来加载导引装置。
图7c示出了对印刷品13进行厚度测量时的曲线走向。测量元件8的行程基于印刷品13一个边的厚度S而被限定，因而存在区域C″，它相应地长于区域C′。在到达区域C″前，这里还存在一个区域B′，测量元件8的速度在区域B′内减小。其主要优点在于，测量元件8或探测面22以较小的速度击中印刷品，因而相应地留下轻微的标记。可从按图7b的基准测量中推导出一种合适的和最理想的减速。如图所示，按照图7C的测量，印刷品13一个边的厚度S约为2毫米，这一点正如图7b和7c的比较所示。使用按本发明的测量装置可以测量范围在0.05至20毫米或更大的厚度。

Claims (16)

1.用于测量借助传送装置(4)沿导引装置(34)传送的印刷品(13)的厚度的装置，所述装置具有利用导引装置(34)构成测量间隙(54)的、对印张(13)在背对导引装置(34)的那一侧上进行加载的测量元件(8、23、26、29、65)，所述测量元件与评估装置(17)相连，其特征为，朝着导引装置(34)在处理过程中进给到印刷品(13)上的测量元件(8、23、26、29、65)能够同步地以传送速度运动通过导引装置(34)的朝着传送方向延伸的测量区(67)，其中，所述测量元件(8、23、26、29、65)能够分别至少局部地与待测量的印刷品(13)共同运动，因而在测量过程中避免了在所述测量元件和待测量印刷品之间发生相对运动，并且所述测量区(67)内的测量段(68)由测量元件(8、23、26、29、65)在印刷品(13)上的停留时间确定。
2.按权利要求1所述的装置，其特征为，所述测量区(67)构成所述导引装置(34)的一部分。
3.按权利要求2所述的装置，其特征为，所述测量区(67)减小摩擦地构成。
4.按权利要求3所述的装置，其特征为，所述测量区(67)由气垫(37)构成。
5.按权利要求3所述的装置，其特征为，所述测量区(67)由优化滑动能力的材料构成。
6.按权利要求1所述的装置，其特征为，所述测量元件(8、23、26、29、65)的进给运动可以延迟。
7.按权利要求1所述的装置，其特征为，设置了测量设备(10、11)，利用所述测量设备可以在测量时确定所述测量元件(8)距所述导引装置(34)的距离。
8.按权利要求7所述的装置，其特征为，所述测量设备(10、11)设计为传感器或电线圈。
9.按权利要求1所述的装置，其特征为，所述测量元件(8、23、26、29、65)设置在导引元件(12、63)上，所述导引元件能够为了所述印刷品(13)的测量或探测而沿所述印刷品(13)的传送方向被机动地驱动并再回到静止位置。
10.按权利要求1所述的装置，其特征为，所述测量元件(8、29、65)在前端具有构成气垫(32)的机构。
11.按权利要求1所述的装置，其特征为，所述测量元件(8、23、26、29、65)为探测待测量印刷品(13)而直线运动或绕后端部转动。
12.按权利要求1所述的装置，其特征为，所述测量元件(8、23、26、29、65)可通过张紧的弹簧(43)的力而进给到所述印刷品(13)上。
13.按权利要求1所述的装置，其特征为，它具有至少两个关于所述传送装置(4)的传送方向基本上彼此对称地布置的测量元件(8、23、26、29、65)。
14.按权利要求13所述的装置，其特征为，所述测量元件(8、23、26、29、65)可同时操纵。
15.在配页装置中的按权利要求1至14之一所述的装置，所述印刷品(13)通过夹板(3)骑坐式地在该装置上得到运送，且所述印刷品(13)的至少一个边的厚度被测量。
16.在配页机中的按权利要求1至14之一所述的装置，其中，所述印刷品(13)的厚度在通道(57)内被测量。
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