-
Die
Erfindung betrifft eine Ultraschall-Bogenkontrolleinrichtung für Bogendruckmaschinen
gemäß dem Oberbegriff
des ersten Anspruchs.
-
Bogenkontrolleinrichtungen
werden vor allem als Doppelbogenkontrolleinrichtungen hinter Schuppenanlegern
von Bogendruckmaschinen eingesetzt, um zu verhindern, dass zwei
oder mehrere Bogen bei fehlerhafter Bogenvereinzelung gleichzeitig
in die Druckmaschine einlaufen, wodurch insbesondere bei höheren Bedruckstoffdicken
Druckmaschinenschäden
verursacht werden. Aufgrund ihrer einfachen Bedienbarkeit haben
sich dafür
Ultraschall-Doppelbogenkontrolleinrichtungen durchgesetzt.
-
Aus
der
DE 40 22 325 C2 ist
eine derartige akustische Vereinzelungskontrolle für blattartige
Gegenstände
bekannt, die aus Sender- und Empfängereinheiten besteht, die
an eine Auswerteelektronik angeschlossen sind, wobei die Auswerteelektronik über eine
selbsttätige
Kalibrierung verfügt.
-
Aufgrund
des relativ großen
Abstandes zwischen Sender- und Empfängereinheit sind Ultraschall-Doppelbogenkontrolleinrichtungen
störanfällig gegenüber hochfrequenten
Umgebungsgeräuschen,
wie sie z.B. durch Blasluftdüsen
oder Druckluftsteuerungen verursacht werden. Fremdschall führt zu Fehlinterpretationen
des empfangenen Schallsignals, so dass entweder Fehlalarme ausgelöst oder
Doppelbogen nicht erkannt werden. Zur Umgehung dieses Problems können Kombinationen mehrerer
Doppelbogenkontrolleinrichtungen mit unterschiedlichen Messprinzipien
vorgesehen werden, z. B. eine Kombination von Ultraschall- und kapazitiven
Sensoren (
DE 200 18
193 U1 ).
-
Nachteilig
an dieser Lösung
sind die hohen Kosten für
die zusätzliche
Kontrolleinrichtung.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit geringem wirtschaftlichen
Aufwand eine Ultraschall-Bogenkontrolleinrichtung mit geringer Störanfälligkeit
gegenüber
von Fremdschalleinflüssen
zu schaffen.
-
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des ersten Anspruchs
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 4 bis
8.
-
Zur
Verhinderung des seitlichen Einstreuens von Störschallwellen ist gemäß der Erfindung
eine möglichst
geschlossene Abschirmung gegen Fremdschall entlang des Messweges
vorgesehen, die sich vom Sender bis zum Empfänger erstreckt und lediglich
im Bereich der Bogenbahn unterbrochen ist, wobei auch vorhandene
Maschinenelemente in die Abschirmung einbezogen werden.
-
Die
erfindungsgemäße Ultraschall-Doppelbogeneinrichtung
mit einer Abschirmung für
den Sender durch den Anlegtisch unterhalb der Bogenebene und mit
einer Abschirmung für
den Empfänger oberhalb
der Bogenebene durch eine Abschirmhülse verhindert, dass in der
Umgebung der Ultraschall-Doppelbogenkontrolleinrichtung durch taktweise
ausströmende
Druckluft an Blaseinrichtungen oder durch Druckluftimpulse von pneumatischen Stelleinrichtungen
erzeugter hochfrequenter Störschall
seitlich über
den freien Luftraum zwischen Sender und Empfänger in den Empfangsbereich
gelangt und die Intensität
des Empfangsstrahles verfälscht.
-
Die
erfindungsgemäße Abschirmung
besitzt die Vorteile, dass sie einfach realisierbar ist, eine hohe
Messsicherheit gewährleistet
und mit dem schallabsorbierenden Material der Abschirmhülse eine
Doppelfunktion realisierbar ist – die Eliminierung von Fremdschalleinstreuungen
im Erfassungsbereich des Ultraschall-Empfängers und die schalldichte
Ankopplung zu angrenzenden, höhenbeweglich gelagerten
Schutzeinrichtungen, wie z.B. einem Bogendeckblech.
-
Die
Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
Die dazugehörigen Zeichnungen
haben folgende Bedeutung:
-
1 Darstellung
einer Ultraschall-Doppelbogenkontrolleinrichtung mit Abschirmhülse an einem
Anlegtisch mit Bogendeckblech
-
2 Darstellung
einer Ultraschall-Doppelbogenkontrolleinrichtung mit Abschirmhülse an einem
Anlegtisch in Schnittdarstellung
-
3 Darstellung
einer Ultraschall-Doppelbogenkontrolleinrichtung mit Abschirm- und
Schutzhülse
an einem Anlegtisch mit Bogendeckblech in Schnittdarstellung
-
Wie
aus der 1 ersichtlich, ist die Ultraschall-Bogenkontrolleinrichtung
an einem Anlegtisch 1 angeordnet, auf dem Bogen 2 vereinzelt
und in Schuppenformation zu einer Anlegelinie gefördert werden.
-
Ein
Ultraschall-Sender 4 ist unterhalb der die Bogenebene bildenden
Bogenschuppenformation in einer seiner Außenkontur angepassten Aussparung im
Anlegtisch 1 angeordnet, ein Ultraschall-Empfänger 5 ist
in einem Abstand von ca. 20 ... 40 mm vom Sender 4 oberhalb
des Anlegtisches 1 an einer (nicht dargestellten) Traverse
gestellfest angeordnet.
-
Die
den Sender 4 und Empfänger 5 verbindende
Längsachse
kann zur Erhöhung
der Unempfindlichkeit des Messverfahrens gegenüber Bogenbewegungen zu einer
Senkrechten in einem Neigungswinkel bis zu 35° seitlich geneigt sein.
-
Ein
vom Sender 4 emittierter Ultraschall-Sendestrahl wird entsprechen
der Bogendicke beim Durchdringen des Bogens 2 abgeschwächt und vom
Empfänger 5 erfasst.
Eine mit Sender 4 und Empfänger 5 gekoppelte
Auswerteeinrichtung (nicht dargestellt), die in die Maschinensteuerung
integriert ist, ermittelt aus dem Verhältnis von Sendestrahl- und Empfangsstrahlintensität und unter
Berücksichtigung der
vorgegebenen oder an Referenzbogen ermittelten Bogeneigenschaften
die Anzahl der übereinander
liegenden Bogen 2 im Schuppenstrom und löst über die
Maschinensteuerung einen Alarm und einen Stopp der Bogenzufuhr aus,
wenn im relevanten Messintervall z.B. ein Mehrfachbogen anstelle
eines Einfachbogens registriert wird (Doppelbogenkontrolleinrichtung).
-
Die
versenkte Anordnung des Senders 4 in einer angepassten
Aussparung im Anlegtisch 1 bewirkt einerseits, dass der
Anlegtisch 1 quasi als Abschirmung gegenüber Fremdschall
im Bereich unterhalb der Bogenebene fungiert. Die Wandung der Bohrung
oder Aussparung im Anlegtisch 1 kann zusätzlich mit
einer schallabsorbierenden Schicht ausgestattet sein, die Fremdschalleinstreuungen
aus der Umgebung unterhalb des Anlegtisches 1 reduziert und
Durchmessertoleranzen zwischen Sendergehäuse und Bohrung ausgleicht.
-
Der
Empfänger 5 oberhalb
der Bogenebene ist von einer Abschirmhülse 6 umgeben, die
sich bis zur Bogenebene erstreckt. Die Abschirmhülse 6 für den Ultraschall-Empfänger 5 besteht
in einer ersten Ausführungsform
vollständig
aus einem schallabsorbierenden Material, wie z. B. Schaumstoff (2).
-
Zur
Erhöhung
der Verschleißfestigkeit
der Abschirmung kann ein mehrschichtiger Aufbau der Abschirmung
vorgesehen sein (3). Eine äußere Schutzhülse 7 aus
einem verschleißfesten
Material (z.B. Metall) mit schallabweisender Oberfläche verhindert
dabei mechanische Einwirkungen auf die innere schallabsorbierende
Abschirmhülse 6.
Die Stirnseiten der Hülsen 6, 7 sind
entsprechend des Neigungswinkels der Sender- Empfänger-Anordnung parallel
zur Bogenebene abgeschrägt.
-
Die
Abschirmhülse 6 wird
im einfachsten Fall auf den Empfänger 5 aufgesteckt
(2). Im Falle eines mehrschichtigen Aufbaus der
Abschirmung kann die äußere Schutzhülse 7 zweckmäßig mittels
einer Schraubverbindung mit dem Empfänger 5 verbunden werden.
Dazu weist die Schutzhülse 7 beispielsweise einen
oberen Gewindering 8 mit einem Anschlussgewinde für den Empfänger 5 auf
(3).
-
Anstelle
separater Abschirm- und Schutzhülsen 6,7 ist
es ebenso möglich,
eine Schutzhülse 7 mit einer
Innenauskleidung aus schallabsorbierendem Material einzusetzen.
-
Oberhalb
der Bogenschuppenebene befindet sich zweckmäßig in geringem Abstand ein
bogenabweisendes Bogendeckblech 3. Das Bogendeckblech 3 hat
die Aufgabe, die ankommenden Bogen 2 zu führen und
den Empfänger 5 vor
mechanischen Einwirkungen durch Fremdkörper in der Bogenbahn zu schützen. Zur
leichteren Beseitigung von störenden
Bogen 2 oder Fremdkörpern
ist das Bogendeckblech 3 vertikal beweglich, d.h. aushebbar,
gelagert. Das Bogendeckblech 3 weist im Erfassungsbereich der
Ultraschall-Bogenkontrolleinrichtung
eine Durchtrittsöffnung
für den
Empfangsstrahl auf.
-
Da
der Ultraschall-Empfänger 5 fest
angeordnet ist, muss zur Aufrechterhaltung einer annähernd schalldichten
Abschirmung des Luftraumes zwischen Bogendeckblech 3 und
Ultraschall-Empfänger 5 die
Beweglichkeit des Bogendeckbleches 3 durch eine elastische
Pufferzone im unteren Bereich der Abschirmung gesichert werden.
Ein ringförmiger elastischer
Bereich 9 bildet dazu den unteren Endabschnitt der Abschirmhülse 6.
Vorteilhaft ist die Verwendung von elastischem schallabsorbierenden Material
für die
gesamte Abschirmhülse 6.
-
Bei
Verwendung einer äußeren Schutzhülse 7 ist
an dieser ein zusätzlicher
ringförmiger
elastischer Bereich 9 (z.B. Schaumstoff oder Moosgummi) angeordnet,
der den Freiraum bis zum Bogendeckblech 3 überbrückt und
stirnseitig auf dem Bogendeckblech 3 konzentrisch zur Strahldurchtrittsöffnung aufliegt.
Der so gebildete ringförmige
elastische Bereich 9 gleicht die Vertikalbewegungen des
Bogendeckbleches 3 bei Bogenlaufstörungen aus. In einer vorteilhaften
Ausführungsform
(3) ist dazu die Abschirmhülse 6 bis zum Bogendeckblech 3 verlängert, so
dass der untere Abschnitt der Abschirmhülse 6 aus der Schutzhülse 7 herausragt
und den flexiblen Dichtungsring bildet. Das schallabsorbierende
Material muss dazu zusätzlich
elastische Eigenschaften aufweisen.
-
Zur
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung:
Der
in einer Bohrung im Anlegtisch 1 unterhalb der Bogenschuppenformation
befindliche Ultraschall-Sender 4 emittiert taktweise einen
Sendestrahl in Richtung auf die Bogenebene. Durch die Anordnung
des Senders 4 in einer Bohrung oder Ausnehmung des Anlegtisches 1 ist
der untere Luftraum bis zur Bogenebene abgeschlossen, so dass eine
Beeinträchtigung
des Sendestrahles durch Fremdschall nahezu ausgeschlossen ist. Oberhalb
der Bogenebene befindet sich der Ultraschall-Empfänger 5,
dessen Erfassungsbereich durch die Abschirmhülse 6, die sich bis
zum Bogendeckblech 3 erstreckt und auf diesem flächig aufliegt,
bis zur Bogenebene abgeschirmt wird. Seitliche Störschalleinstreuungen
werden von der Abschirmhülse 6 abgewiesen.
Von den Bogenoberseiten im Bereich der Doppelbogenkontrolleinrichtung
reflektierte Störschallwellen,
die über den
schmalen Luftspalt zwischen Abschirmhülse 6 und Bogen 2 in
den Luftraum innerhalb der Abschirmhül se 6 eindringen könnten, werden
weitgehend vom Bogendeckblech 3 eliminiert, das die Störschallwellen
reflektiert, bevor sie die Bogenoberfläche erreichen. Sollten doch
Fremdschallwellen durch Mehrfachreflexionen eingestreut worden sein,
werden sie beim Auftreffen an der Innenseite der Abschirmhülse 6 durch
die schallabsorbierende Oberfläche
gelöscht,
bevor sie den Empfänger 5 erreichen
können. Somit
gelangen nur die vom Sender 4 emittierten Schallwellen,
die sich in Richtung der Sender 4 und Empfänger 5 verbindenden
Längsachse
ausbreiten, in den Erfassungsbereich des Empfängers 5, wodurch die
angestrebte Störsicherheit
erreicht wird.
-
Wird
im Havariefall das Bogendeckblech 3 zwecks Bogenentfernung
angehoben, wird der ringförmige
elastische Bereich 9 im unteren Bereich der Abschirmhülse 6 vorübergehend
gestaucht. Aufgrund der Elastizität wird nach der Rückbewegung des
Bogenabdeckbleches in seine Normallage der schalldichte Anschluss
der Abschirmhülse 6 gegenüber dem
Bogendeckblech 3 aufrechterhalten.
-
Der
Einsatz der erfindungsgemäßen Ultraschall-Bogenkontrolleinrichtung
ist nicht auf die Doppelbogenkontrolle an der Bogenanlage beschränkt, sondern
kann auch entlang des gesamten Bogenweges durch die Druckmaschine
z.B. auch zur Fehlbogenkontrolle o.ä. verwendet werden. Im Rahmen
der Erfindung kann ebenso auch der Ultraschall-Sender 4 mit
einer Abschirmhülse 6 ausgestattet
sein, wenn die konstruktiven Gegebenheiten die Nutzung vorhandener
abschirmender Maschinenelemente, wie z. B. Ausnehmungen in Anlegtischen 1,
Bogenführungselementen
oder Verkleidungsblechen nicht zulassen. Ebenso können auch
die Positionen von Sender 4 und Empfänger 5 vertauscht
sein.
-
- 1
- Anlegtisch
- 2
- Bogen
- 3
- Bogendeckblech
- 4
- Sender
- 5
- Empfänger
- 6
- Abschirmhülse
- 7
- Schutzhülse
- 8
- Gewindering
- 9
- ringförmiger elastischer
Bereich