DD149053A1

DD149053A1 - Kapazitive kontroll-und auswerteeinrichtung an buchbinderei-und druckmaschinen

Info

Publication number: DD149053A1
Application number: DD80218913A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Beyer
Original assignee: Wolfgang Beyer
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1981-06-24
Also published as: DE3100065A1; DE3100065C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung zur Kontrolle von Fehl- und/oder Mehrfachbogen in Buchbinderei- und Druckmaschinen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Genauigkeit derartiger Kontroll- und Auswerteeinrichtungen zu erhoehen. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kondensatorenanordnung mit einer ihr zugeordneten Auswerteschaltung zu schaffen, die Einfluesse auf die Meszwerte durch Schwingungen der Kondensatorplatten und Aufwerfungen der Bogen kompensieren und damit falsche Kontrollergebnisse ausschlieszen. Die technische Aufgabe wird dadurch geloest, dasz eine Kondensatorplatte des Meszwertgebers an zwei Stellen aufgetrennt ist und sich auf einem Grundkoerper befindet,dasz beide Kondensatorplatten in der Maschine elastisch gelagert sind,wobei das zu kontrollierende Bodenmaterial sich zwischen dem mittleren Teil der aufgetrennten u. der zweiten Kondensatorplatte befindet u. diese kapazitive Anordnung in einer Meszbrueckenschaltung angeordnet ist.Die nachfolgende Auswerteschaltung wertet das Ausgangssignal der Meszbrueckenschaltung auf Normal-, Fehl- und Mehrfachbogen aus.

Description

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Kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung an Buchbinderei- und Druckmaschinen

Anwendungsgebiet^ der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung zur Kontrolle von Pehl- und/oder Mehrfachbogen in Buchbinderei- und Druckmaschinen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist eine Kondensatorenanordnung nach der DS 1«238.4-92, bei der die Bogen durch das elektrische Hauptfeld zweier zueinander parallel verlaufenden Kondensatorplatten transportiert v/erden. Auftretende Schwingungen der Platten zueinander oder sonstige äußere mechanische Einflüsse werden erfindungsgemäß dadurch kompensiert, indem die beiden Platten mechanisch miteinander gekoppelt werden. Die untere Platte des Kondensators ist dabei ein Teil des Bogenanlegetisehes. Die beschriebene hohe Empfindlichkeit ist praktisch nicht zu realisieren, da die Distanzschwankungen kapazitiver Kontrollanordnungen bei dem derzeitigen Stand der Technik unter + 0,05 mm liegen müssen. Auftretende Aufwerfungen der Bogen bei hohen Transportgeschwindigkeiten führen zu veränderten Kapazitätswerten und unter Umständen zu Fehlinformationen für die nachfolgende Auswertesohaltung·

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Nach, der DE-PS 1.611.356 ist weiterhin bekannt zur Kontrolle von Doppelbogen eine Kapazitätsmeßbrücke mit einem kapazitiven Meßwertgeber und Yergleichsgeber zu verwenden. Bei dieser Vorrichtung ist ein zum selbsttätigen Brückeηabgleich dienendes Stellglied dem Keßwertgeber zugeordnet. Mechanische Schwingungen und Aufwerfungen der Bogen gehen auch bei dieser Anordnung mit in das Heßergebnis ein.

Ziel der Erfindung .

Es ist das Ziel der Erfindung, eine kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung zur Kontrolle von Fehl- und/oder Mehrfachbogen an Buchbinderei- und Druckmaschinen zu schaffen, die eine höhere Genauigkeit besitzt.

des Wesens der,Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kondensatorenanordnung mit einer ihr zugeordneten Auswerteschaltung zu schaffen, die Einflüsse auf die Meßwerte durch Schwingungen der Kondensatorplatten und Aufwerfungen der Bogen kompensieren und damit falsche Kontrollergebnisse ausschließen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Kondensatorplatte des Meßwertgebers an zwei Stellen aufgetrennt ist und sich auf einem Grundkörper befindet, daß beide Kondensatorplatten des Meßwertgebers in der Maschine elastisch gelagert sind, sowie das zu kontrollierende Bogenmaterial sich zwischen dem mittleren Teil der aufgetrennten Kondensatorplatte und der zweiten Kondensatorplatte befindet und diese kapazitive Anordnung in einem Zweig der Meßbrücken schaltung angeordnet ist, des weiteren in einem anschließenden Meßbrückenzweig in Form einer Parallelschaltung mit dem Vergleichsgeber zwei Kondensatoren, bestehend aus den beiden seitlichen Teilen der aufgetrennten und der zweiten Konden-

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satorplatte des Meßwertgebers, geschalten sind, zudem der Meßbrückenschaltung eine zwecks Auswertung der 'Meßwerte nach Fehl-, Normal- oder Mehrfachbogen, sowie zur Kompensation der Einflüsse durch Aufwerfungen des Bogenmateriales dienende elektronische Schaltung nachgeordnet»ist«

Die kapazitive Anordnung innerhalb der Maschine kann so gestaltet werden, daß die an zwei Stellen aufgetrennte Kondensatorplatte des Meßwertgebers über der sich im Anlegetisch befindenden zweiten Kondensatorplatte des Meßwertgebers gelagert ist.

Möglich ist auch eine derart gebildete kapazitive Anordnung, daß die zweite Kondensatorplatte des Meßwertgebers über der an zv/ei Stellen aufgetrennten und im Anlegetisch befindlichen Kondensatorplatte des Meßwertgebers gelagert ist.

Zweckmäßig ist es, die Auswerteschaltung so zu gestalten, daß die elektronische Schaltung zur Auswertung der Meßwerte nach Fehl-, Normal- oder Mehrfachbogen, sowie zur Kompensation der Einflüsse durch Aufwerfungen des Bogenmateriales, aus einen einem Verstärker nachgeordneten Gleichrichter und an dessen Ausgang zwei parallel geschalteten Schmitt-Triggern drei lieg at oxen nachgeordnet sind, von denen zwei Negatoren gemeinsam mit ihren Eingängen an den Ausgang des ersten Schmitt-Triggers und die Ausgänge der Negatoren jeweils an den ersten Eingang zweier nachfolgender UND-Gatter geschalten sind und aus einem dritten Negator, dessen Eingang mit dem Ausgang des zweiten Schmitt-Triggers und der Ausgang des Negators mit dem zweiten Eingang des ersten UND-Gatters verbunden ist, sowie aus einem dritten UND-Gatter, dessen zwei Eingänge jeweils mit einem Ausgang der beiden Schmitt-Trigger und der zweite Eingang des dritten UND-Gatters mit dem zweiten Eingang des zweiten UND-Gatters verbunden ist, besteht»

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Pur die Angleichung der relativem Kapazitätsänderungen der einzelnen kapazitiven Anordnungen des Meßwertgebers ist es sinnvoll, daß den zwei Kondensatoren, bestehend aus den beiden äußeren Teilen der aufgetrennten und der zweiten Kondensatorplatte des Meßwertgebers, jeweils ein Meßwertverstärker zugeordnet ist©

Die elastische Lagerung des Meßwertgebers wird dadurch vorteilhaft realisiert, daß die Lagerung beider Kondensatorplatten des Meßwertgebers in gummiartigen Material erfolgte

Als Ausführungsform des MeßwertVerstärkers ist es zweckmäßig, daß der Meßwertverstärker einen Wechselstromverstärker aufweist«

Die erfindungsgeraäße Lösung kompensiert mechanische Einflüsse auf das Meßergebnis, wie Schwingungen der Kondensatorplatten parallel zueinander, auftretende Schräglagen der Kondensatorplatten durch Erschütterungen, Schwingungen entlang der Längsachse der Kondensatorplatten und Aufwerfungen der Bogen, vollständig. Die Genauigkeit der kapazitiven Kontroll- und Auswerteeinrichtung wird dadurch erhöht,

Ausführunssbeispiel.

An einem Ausführungsbeispiel soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigenj

Pig» 1: Schnitt durch die Meßwertgeberanordnung nach Variante 1 mit der zugehörigen Schaltung,

ig* 2s Schnitt durch die Meßwertgeberanordnung nach Variante 2 mit der zugehörigen Schaltung,

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Fig. 3* Meßbrückenschaltung, Fig. 4: Auswerteschaltung.

Bei der erfindungsgemäßen kapazitiven Kontroll- und Auswerteeinrichtung wird wie in den bekannten kapazitiven Kontrolleinrichtungen zur Meßwerterfassung ein Meßwertgeber in Form eines Plattenkondensators verwendet. Die bisher bekannten Kontrolleinrichtungen haben den Nachteil, daß mechanische Schwingungen der Kondensatorplatten des Meßwertgebers in das Meßergebnis mit eingehen und Ursache für Fehlinformationen sind. Zur Verhinderung dieser Schwingungen wird bei dem derzeitigen Stand der Technik eine starre Verbindung in Form einer mechanischen Kopplung verwendet« Fehlinformationen können dadurch aber nicht vollständig beseitigt werden, da sich Distanzschwankungen unter + 0,05 ram nicht realisieren lassen.

Aufwerfungen von Bogen werden durch den dadurch hervorgerufenen größeren Volumenanteil im Dielektrikum als Mehrfachbogen registriert. Zur Beseitigung dieser Fehlinformationen und damit zur Erhöhung der Genauigkeit kapazitiver Kontrolleinrichtungen an Druck- und Buchbindereimaschinen wurde die vorliegende Erfindung geschaffen.

Bei der in Figur 1 dargestellten Variante 1 der Meßwertgeberanordnung ist eine Kondensatorplatte des Meßwertgebers an zwei Stellen aufgetrennt. Der so entstandene mittlere Teil 1 der Kondensatorplatte und die gegenüber liegende Kondensatorplatte 2 bilden den Meßkondensator 3» durch dessen Dielektrikum der zu kontrollierende Bogen 4 geführt wird. Die zu beiden Seiten des mittleren Teiles 1 der aufgetrennten Kondensatorplatte liegenden Teile 5 ußci 6 bilden jeweils mit der Kondensatorplatte 2 die Vergleichskondensatoren 7 und 8, Durch die Aufbringung der aufgetrennten Kondensatorplat.te auf

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den Grundkörper 9 führen die Vergleichskondensatoren 7» 8 und der Meßkondensator 3 die gleichen Schwingungen aus. Die Meßwertgeberanordnung liefert Kapazitätswerte der Vergleichskondensatoren 7 und 8 ohne den Bogen H im Dielektrikum und des Meßkondensators 3 Kit dem Bogen H im Dielektrikum. Der Vergleich dieser Werte erfolgt durch die in Figur 3 dargestellte Meßbrückenschaltung 10, In dem einen Brückenzweig ist der Meßkondensator 3 und in dem anschließenden Brückenzweig sind die beiden Vergleichskondensatoren 7 und 8 sowie der Festkondensator 11 in Form einer Parallelschaltung angeordnet. Der Festkondensator 11 hat die Kapazität, die sich aus der Differenz der Meßkondensatorkapazität (ohne Bogen im Dielektrikum) und der Gesamtkapazität der Vergleichskondensatoren 7 und 8 ergibt. Durch diese Anordnung treten Kapazitätsänderungen durch Schwingungen in beiden Brückenzweigen gleichermaßen auf und gehen deshalb nicht ι mit in das Ausgangssignal der Meßbrückenschaltung 10 ein· Für die Kompensation der mechanischen Schwingungen der Kondensatorplatten parallel zueinander genügt ein Vergleichskondensator außerhalb der Bogenlaufbahn. Zur Kompensation von auftretenden Schräglagen des Grundkörpers 9 mit der aufgetrennten Kondensatorplatte sind zu beiden Seiten der Bogenlaufbahn die Vergleichskondensatoren 7 und 8 angeordnet. Der geraeinsame Grundkörper 9 aller drei Teile 1, 5» 6 der aufgetrennten Kondensatorplatte bewirkt die gleiche Schräglage aller drei Teile 1, 5» 6, Die Vergleichskondensatoren 7 und 8 geben unter der Voraussetzung, daß ihre Teile 5 und 6 zusammen die gleiche Fläche haben wie'.Teil 1, die vorhandene Kapazitätsänderung des Meßkondensators 3 durch die Schräglage wieder. Da es aber praktisch nicht zu realisieren ist, die Fläche der Teile 5 und 6 so groß zu machen, wird die Fläche der Teile 5 und 6 entsprechend den örtlichen Gegebenheiten gewählt und die Änderung des Stromflusses durch die Vergleichskondensatoren 7, 8 mittels eines linearen Meßwertverstärkers in Form des Wechselstromverstärkers 12 ver-

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stärkt. Die Größe der notwendigen Verstärkung richtet sich nach der"Flächengröße der Teile 5 und 6. Zur Unterdrückung periodischer Schwingungen entlang des Grundkörpers 9 wird der Grundkörper 9 elastisch gelagert. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Lagerstelle 13 aus guramiartigen Material besteht*

Die Variante 2 der Meßwertgeberanordnung ist in Figur 2 dargestellt. Im Unterschied zur Variante 1 ist der Grundkörper 9 mit der aufgetrennten Kondensatorplatte nicht über dem Bögeηanlegetisch 14, sondern im Bögeηanlegetisch 14 angeordnet. Die prinzipielle Zuordnung der Schaltungselemente innerhalb der Meßbrückenschaltung 10 zeigt Figur 3·

Dem Ausgang der Meßbrückenschaltung 10 ist eine Auswerteschaltung 15 nachgeordnet, die in Figur 4 dargestellt ist.

Das zum Eingang der Auswerteschaltung 15 gelangende Ausgangssignal der Meßbrückenschaltung 10 wird durch den Wechselspannungsverstärker 16 verstärkt und durch den nachfolgenden Gleichrichter 17 gleichgerichtet. Das gleichgerichtete Signal gelangt danach zu den Schmitt-Triggern 18 und 19· Beide Schmitt-Trigger sind parallel geschaltet. Die Triggerschwelle des Schmitt-Triggers 18 ist so eingestellt, daß sie überschritten wird, wenn sich ein Bogen 4 im Dielektrikum des Meßkondensators 3 befindet. An dem Schmitt-Trigger 19 ist die Triggerschwelle so eingestellt, daß sie überschritten wird, wenn sich gleichzeitig zwei oder mehr Bogen 4 im Dielektrikum des Meßkondensators 3 befinden. Haben beide Schmitt-Trigger 18, 19 am Ausgang ein O-Signal (Fehlbogen), dann liegt an den zwei Eingängen des UND-Gliedes 20 durch die zwischengeschalteten Negatoren 21 und 22 jeweils ein 1-Signal an und damit auch am Ausgang A der Auswerteschaltung 15·

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Hat der Schmitt-Trigger 18 am Ausgang ein 1-Signal und der Schmitt-Trigger 19 ein O-Signal (Normalbogen), dann erscheint durch die Zusammenschaltung des Ausganges vom Schmitt-Trigger 19 Mit dem ersten Eingang des UND-Gliedes 23 über den Negator 24- und der Zusammenschaltung des Ausganges vom Schmitt-Trigger 18 mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 23 am Ausgang B ein 1-Signal·

Der Fall, daß die Schmitt-Trigger 18 und 19 beide am Ausgang ein 1-Signal haben bewirkt durch die Zusammenschaltung der Ausgänge dor Schmitt-Trigger 18 und 19 niit Jeweils einem Eingang des UND-Gliedes 25 am Ausgang C ein 1-Signal.

Der Abstand der Triggerschwellen der Schmitt-Trigger 18 und 19 bewirkt die Kompensation der MeßwertVerfälschungen durch Aufwerfungen der Bogen„ Das Volumen des Bogenmateriales bei Aufwerfungen der Bogen vergrößert sich maximal um den Paktor 3jO , ist also nie so groß wie die Erhöhung des Volumens durch einen zusätzlichen Bogen. Diese Tatsache gewährleistet eine vollständige Kompensation dieses Störfaktors durch die Schmitt-Trigger 18 und 19« Aufwerfungen erhöhen zwar die Eingangsspannung des Schmitt-Triggers 19» erreichen aber nie dessen Schwelle»

Die zu den Ausgängen A, B, C der Auswerteschaltung 15 gelangenden Signale werden zur Anzeige der Fehl-, Normal- und Mehrfachbogen, zur Registrierung und zur notwendigen Steuerung der Maschinenfunktionen genommen»

Claims

Erfindungsanspruch

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1. Kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung für Fehl- und/oder Mehrfachbogen an Buchbinderei- und Druckmaschinen mit einer eine kapazitive Meßbrücke, bestehend aus einem kapazitiven Meßwertgeber und Vergleichsgeber, aufweisenden Auswerteschaltung, gekennzeichnet dadurch, daß eine Kondensatorplatte des Meßwertgebers an zwei Stellen aufgetrennt ist und sich auf einem Grundkörper befindet, daß beide Kondensatorplatten des Meßwertgebers in der Maschine elastisch gelagert sind, sowie das zu kontrollierende Bogenmaterial sich zwischen dem mittleren Teil (1) der aufgetrennten Kondensatorplatte und der zweiten Kondensatorplatte (2) befindet und diese kapazitive Anordnung in einem Zweig der Meßbrückenschaltung angeordnet ist, des v/eiteren in einem anschließenden Meßbrückenzweig in Form einer Parallelschaltung mit dem Vergleichsgeber zwei Kondensatoren (7; 8), bestehend aus den beiden seitlichen Teilen (5; 6) der aufgetrennten und der zweiten Kondensatorplatte (2) des Meßwertgebers, geschalten sind, zudem der Meßbrückenschaltung eine zwecks Auswertung der Me ßwerte nach Fehl-, Normal- oder Mehrfachbogen, sowie zur Kompensation der Einflüsse durch Aufwerfungen des Bogenmateriales dienende elektronische Schaltung (15) nachgeordnet ist,

2. Kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die an zwei Stellen aufgetrennte Kon&ensatorplatte des Meßwertgebers über der sich im Anlegetisch (Ή) befindenden zweiten Kondensatorplatte (2) des Meßwertgebers gelagert ist.

3· Kapazitive Eontroll- und Auswerteeinrichtung nach. Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Kondensatorplatte (2) des Meßwertgebers über der an zwei Stellen aufgetrennten und im Anlegetisch (14) befindlichen Kondensatorplatte des Meßwertgebers gelagert ist.

4* Kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektronische Schaltung (15), zur Auswertung der Meßwerte nach Pohl-, Normaloder Mehrfachbogen, so\vie zur Kompensation der Einflüsse durch Aufwerfungen des Bogenmateriales, aus einen einem Verstärker (16) nachgeordneten Gleichrichter (17) und an dessen Ausgang zwei parallel geschaltenen Schmitt-Triggern (1 8; 19) drei Negatoren (21·, 22; 24) nachgeordnet sind, von denen zwei Negatoren (21; 24) gemeinsam mit ihren Eingängen an den Ausgang des ersten Schmitt-Triggers (19) und die Ausgänge der Negatoren (21 j 24) jeweils an den ersten Eingang zweier nachfolgender UND-Gatter (20; 23) geschalten sind und aus einem dritten Negator (22), dessen Eingang mit dem Ausgang des zweiten Schmitt-Triggers (18) und der Ausgang des Negators (22) mit dem zweiten Eingang des ersten UND-Gatters (20) verbunden ist, sowie aus einem dritten UND-Gatter (25), dessen zwei Eingänge jeweils mit einem Ausgang der beiden Schmitt-Trigger (18; 19) und der zweite Eingang des dritten UND-Gatters (25) mit dem zweiten Eingang des zweiten UND-Gatters (23) verbunden ist, besteht.

5· Kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß den zwei Kondensatoren, bestehend aus den beiden äußeren Teilen (5? 6) der aufgetrennten und der zweiten Kondensatorplatte (2) des Meßwertgebers, jeweils ein Meßwertverstärker zugeordnet ist.

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6. Kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Grundkörper (9) in gummiartigen Material gelagert sind.

7> Kapazitive Kontroll- und Auswerteeinrichtung nach Punkt 1, und 5j gekennzeichnet dadurch, daß der Meßwertverstärker einen Wechselstromverstärker aufweist*

Hierzu £...Seiten Zeichnungen