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Vorrichtung zum ständigen- Aufeinanderstapeln und Zählen von Papierbogen
mit einer Absenkvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
ständigen Aufeinanderstapeln und Zählen von Papierbogen mit einer Absenkvorrichtung,
durch die die Oberfläche des sich ständig erhöhenden Papierstapels auf bzw. unterhalb
einer bestimmten maximalen Höhe gehalten wird und die durch eine von einer Lichtquelle
beaufschlagte lichtempfindliche Vorrichtung steuerbar ist.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art sind Lichtquelle und lichtempfindliche
Vorrichtung an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Stapels angebracht. Es
ist dabei nicht möglich, die genaue Höhenlage des jeweils obersten Papierbogens
zu bestimmen und somit einen Papierstapel von bestimmter Höhe und bestimmter Bogenzahl
zu erhalten, da sich die Papierbogen beim Herunterfallen auf den Stapel nicht sofort
flach auf denselben auflegen, sondern sich insbesondere in ihrem mittleren Bereich
nach oben wölben, bis die eingeschlossene Luft langsam an den Kanten des Bogens
entwichen ist. Auch das zuweilen vorkommende Hochflattern des Papierbogenrandes
beim Entweichen der Luft beeinträchtigt eine genaue Messung und Zählung der wirklich
bereits auf den Stapel geförderten Bogen.
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Gemäß der Erfindung ist die lichtempfindliche Vorrichtung auf derselben
Seite des Papierstapels wie die Lichtquelle angeordnet und derart beschaffen, daß
sie die Absenkvorrichtung des Papierstapels in Betrieb setzt, wenn die bei sich
erhöhendem Papierstapel zunehmende Menge des von der Lichtquelle ausgehenden, an
den Kanten der im Lichtstrahlbereich liegenden Papierbogen reflektierten Lichts
einen bestimmten Helligkeitsgrad erreicht bzw. überschritten hat.
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Bei der Anbringung von Lichtquelle und lichtempfindlicher Vorrichtung
auf ein und derselben Seite des Stapels wird der von der Lichtquelle ausgehende
Lichtstrahl von den in seinem Bereich befindlichen Seitenkanten des obersten Bogens
des Stapels reflektiert und diese Reflexion zur Registrierung durch die elektrische
Zelle ausgenutzt. Diese Registrierung ist unabhängig davon, ob die Kanten bereits
unmittelbar aufeinanderliegen oder noch einen gewissen Abstand voneinander haben.
Durch die zwischen den obersten Bogen eingeschlossene und langsam austretende Luft
ergeben sich also keine Ungenauigkeiten in der Messung der Zahl der aufgelegten
Bogen.
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In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquelle
mit der lichtempfindlichen Vorrichtung in gleicher Höhe angeordnet. Eine derartige
Anordnung wurde bereits angewendet; jedoch unterscheiden sich die bekannten derartigen
lichtelektrischen Abtasteinrichtungen von der vorliegenden Erfindung da durch, daß
die Fotozelle zur Auslösung eines Steuervorganges od. dgl. auf einzelne Gegenstände
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spricht, die vorbeibewegt werden und dabei den Lichtstrahl reflektieren. Bei
den Reflexionsstellen kann es sich dabei auch um Markierungen an verhältnismäßig
großen Gegenständen handeln. Während jedoch in diesen Fällen beim Vorbeiführen des
einzelnen Gegenstandes oder der einzelnen Markierung ein elektrischer Impuls ausgelöst
wird, wird im Gegensatz hierzu bei der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von
Reflexionsstellen, die auch einen gewissen Abstand voneinander haben können, berücksichtigt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprüchen enthalten
und in der folgenden Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Teilansicht von der
Seite eines Auslagetisches am Auslegeende einer Papierschneidevorrichtung, welche
die Anordnung der Fotozelle zeigt, wobei die Darstellung aller unwesentlichen Einrichtungen
weggelassen ist, Fig. 2 eine Teilansicht im Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig.
1, welche die Lichtquelle, die Fotozelle und die Höhenmarkenausgabevorrichtung zeigt,
Fig. 3 eine schematische Darstellung, welche den Papierstapel in seiner niedrigsten
Höhe zur Lichtquelle und zur Fotozelle und eine geringeLichtreflexion von der Kante
des Papierstapels zeigt, Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche schematische Darstellung,
bei welcher die Oberkante des Papierstapels höher ist, so daß sich eine größere
Lichtreflexionsfläche ergibt,
Fig. 5 eine schematische Darstellung,
welche den in Fig. 3 und 4 gezeigten Darstellungen ähnlich ist, bei welcher die
Oberkante des Papierstapels ihre maximale Höhe hat, in der die Lichtreflexionsfläche
die Fotozelle zum Ansprechen bringt, um den Absenken mechanismus zu betätigen, Fig.
6 eine der Fig. 3 ähnliche schematische Darstellung nach Beendigung des Absenkvorganges,
wobei die Lichtreflexion so weit verringert ist, daß die Fotozelle das Arbeiten
des Absenkmechanismus abstellt, Fig. 7 ein Schaltbild des Absenkmechanismus für
den Auslagetisch, bei welchem eine Lichtquelle und eine Fotozelle für dessen Betätigung
verwendet sind, Fig. 8 ein Schaltbild des Absenkmechanismus für den Auslagetisch,
bei welchem statt der in Fig. 7 gezeigten Fotozelle eine lichtelektrische Widerstandszelle
verwendet ist.
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Der in den Zeichnungen gezeigte Auslagetisch 5 kann von beliebiger
bekannter Konstruktion sein und befindet sich am Auslegeende 6 der Papierschneidevorrichtung
7. Da sowohl die Papierschneidevorrichtung 7 als auch der Auslagetisch von an sich
Ibekannter Form sein können, sind nur die für das Verständnis der Arbeitsweise der
Einrichtung gemäß der Erfindung wesentlichen Merkmale dargestellt. DiePapierschneidevorrichtung
7 weist eine Auslegewalze 8 auf, über welche Auslegebänder 9 laufen. Der Auslagetisch
5 ist mit Papierführungsschienen 10 versehen, die in geeigneten Abständen quer zur
Maschine angeordnet sind und eine Stapelaufnahmeplattform 11, die durch Seile oder
Ketten 12 an Scheiben 13 aufgehängt ist, welche durch Elektromotoren oder andere
Mittel über ein nicht gezeigtes Untersetzungsgetriebe angetrieben werden können.
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In Abständen quer zur Maschine sind auf der Schwenkwelle 15 Auslegefinger
14 angeordnet, welche die Papierbogen 16 von den Auslegebändern 9 aufnehmen und
sie auf die Oberseite des Stapels 17, der auf der Plattform 11 aufgebaut wird, legen.
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Gegebenenfalls kann eine Höhenmarkenausgabevorrichtung 18 vorgesehen
werden, von der eine Ausführungsform dargestellt ist, welche durch die Schneidvorrichtung
7 getragen wird und von dieser gesteuert wird und dazu dient, Höhenmarken 19 auf
die Oberfläche des Stapels 17 zugeschnittener Papierbögen nach einer bestimmten
Zahl von Arbeitsvorgängen der Papierschneidemesser aufzulegen.
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Der vorangehend beschriebene Mechanismus ist im allgemeinen allen
Maschinen, welche zugeschnittene Bogen auf eine Stapelungsplattform auslegen, gemeinsam.
Die Bogen können von einer Maschine zugeführt werden, die Bogen von einer Rolle
oder einer Mehrzahl von Rollen abschneidet oder von einer Druckpresse oder ähnlichen
Arten von Maschinen kommen.
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Bei der nachfolgend näher beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung
wird eine Lichtquelle 20 und eine Fotozelle 21 vorgesehen, die in geeigneter Weise
geschützt in Gehäusen 20 a und 21 a untergebracht sind.
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Die Gehäuse 20a und 21 a sind auf einer Platte 22 angeordnet, die
an einer der Papierführungsschienen 10 a befestigt ist, welch letztere zu diesem
Zweck eine geringere Höhe hat, damit sie sich nicht im Wege des Lichtstrahls von
der Lichtquelle 20 zur Fotozelle 21 in deren jeweils eingestellter Stellung befindet.
Die Platte 22 ist bei 23 geschlitzt, um eine senkrechte Verstellung zu ermöglichen,
und wird an der Schiene 10a mittels Bolzen 24 und Flügelmuttern 35 gehalten. Das
Gehäuse 20 a ist mit einem Schlitz 20 b versehen, durch den ein Lichtstrahl von
begrenzter Querschnittsfläche
gegen die Kante des Papierstapels gerichtet wird, wobei
die Höhe des Schlitzes 20 b entsprechend der Höhe des Schlitzes 21 b im Gehäuse
21 a vorgesehen ist, so daß die im letzteren befindliche Fotozelle das von der Kante
der Papierbogen reflektierte Licht über einen festen Lichtstärkebereich aufnimmt.
Die Schlitze 20 b und 21 b sind in einer waagerechten Ebene mit einem Winkel zueinander
eingestellt, so daß ihre Achsen sich auf der senkrechten Ebene, die durch die Kante
der Bogen des Stapels 17 gebildet wird, treffen.
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Die Fläche 25 des an der Kante des Papierstapels 17 reflektierten
Lichts nimmt in ihrer Lichtstärke zu, wenn sich der Stapel durch Zufuhr von Bogen
16 von den Auslegebändern 9, wie in Fig. 3, 4, 5 und 6 gezeigt, erhöht. Eine Arbeitsfolge
verläuft, wie in den genannten Figuren dargestellt, wie folgt. In Fig.3 ist die
Fläche des von der Lichtquelle 20 stammenden reflektierten Lichts klein und dessen
Helligkeit reicht nicht aus, die Fotozelle21 zum Ansprechen zu bringen.
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In Fig. 4 ist durch aufgelegte Bogen 16 der Stapel 17 erhöht und damit
die Lichtreflexionsfläche 25 erhöht worden, jedoch nicht in dem Ausmaß, das erforderlich
ist, die Fotozelle zum Ansprechen zu bringen. In Fig. 5 hat die Fläche des reflektierten
Lichts eine Helligkeitsstufe erreicht, die ausreicht, die Fotozelle zum Ansprechen
zu bringen, was zur Folge hat, daß die Scheiben 13 angetrieben und die Plattform
11 mit ihrem Laststapel 17 abgesenkt wird. Das Absenken des Laststapels dauert so
lange an, bis die Größe der lichtreflektierenden Fläche 25 auf die in Fig. 6 gezeigte
kleine Fläche verringert worden ist. Während der beschriebenen Arbeitsfolge werden
weiterhin Bogen 16 ununterbrochen auf den Laststapel 17 aufgelegt, und die Arbeitsfolge
des Absenkvorgangs wiederholt sich, bis die gewünschte maximale Höhe des Laststapels
17 erreicht ist, worauf der Wählschalter 26 in seine Ausschaltstellung bewegt und
die Last aus der Maschine herausgenommen wird, um einen neuen Stapelvorgang einzuleiten.
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Die in Fig. 5 gezeigte maximale Höhe des Laststapels 17 ist so mit
Bezug auf die Auslegehöhe der Höhenmarken 19 eingestellt, die von der Ausgabevorrichtung
18 ausgelegt werden, daß unter allen Betriebsbedingungen die Höhenmarke 19 nach
vorn über die Oberseite des Laststapels und unter den unmittelbar darüber befindlichen
Bogen 16 bei dessen Vorwärtsbewegung durch die Auslegefinger 14 bewegt werden kann.
Das Vorschieben oder Auslegen der Höhenmarke 19 ist mit einer bestimmten Anzahl
beschnittener Bogen, die durch die Papierschneidevorrichtung 7 ausgelegt werden,
koordiniert oder bei einer Druckmaschine oder einer ähnlichen Maschine mit einer
bestimmten Anzahl von durch die Maschine zum Ausladetisch laufenden Bogen abgestimmt,
steht jedoch nicht in einem bestimmten Verhältnis zur Zahl der Bogen des Laststapels
17 unterhalb der eingestellten maximalen Höhenlage der Oberkante des Stapels.
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Jede Neigung einzelner Bogen 16 oder Bogenschichten, sich infolge
von Lufttaschen oder aus anderen Gründen nach oben zu bauchen, führt sofort zu einer
Vergrößerung der Lichtreflexionsfläche an der Oberkante des Laststapels, so daß,
wenn eine bestimmte Helligkeit erreicht worden ist, das Absenken des Laststapels
geschieht, unabhängig von der Zahl der Bogen im Bereich der Lichtreflexion. Dies
hat zur Folge, daß sowohl unter normalen als auch von diesen abweichenden Bedingungen
beim Stapeln der Bogen die obere Stapelebene nicht über die eingestellte obere Grenze
ansteigen kann und stets freier Raum zwischen der Oberseite des Laststapels und
dem ankommenden
Bogen, in dem die Höhenmarke 19 vorgeschoben wer
den kann, vorhanden ist.
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In Fig. 7 ist beispielsweise ein Schaltbild einer Schaltanordnung
gezeigt, bei der eine Fotozelle 21 das reflektierte Licht aufnimmt, das auf den
Laststapel 17 bei 25 von der Lichtquelle 20 gerichtet wird. Das magnetische Relais
28 wird geschlossen, wenn die Röhre 29 dadurch leitend wird, daß Licht auf die Fotozelle
20 fällt. Das magnetische Lastrelais 30 öffnet, wenn die Röhre 31 leitend wird.
Die Röhre 31 wird über eine Verzögerungsschaltung zum Ansprechen gebracht, welch
letztere durch einen Regelwiderstand 32 geregelt wird, der seinerseits durch ein
Relais 28 betätigt wird. Der Wählschalter 26 hat drei Stellungen, die Ausstellung
»0«, die Handbedienungsstellung »H« und die Stellung für selbsttätiges Arbeiten
»A«. Die Steuerung des Mechanismus für das Drehen der Scheiben 13 und das Absenken
des Laststapels 17 geschieht durch das Erregen des Solenoids 27, wenn der Stromkreis
durch das Ansprechen der Fotozelle 21 stromführend wird.
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In Fig. 8 ist eine Abänderungsform der in Fig. 7 gezeigten Schaltanordnung
dargestellt. Bei dieser Schaltanordnung ist an Stelle der Fotozelle 21 und der Röhre
29 eine lichtelektrische Widerstandszelle 33 vorgesehen. Die Verwendung einer lichtelektrischen
Widerstandszelle ist von besonderem Vorteil, wenn der zwischen der Auslegewalze8
der Papierschneidevorrichtung7 od. dgl. und dem Auslagetisch 5 vorhandene Raum begrenzt
ist.
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Die beiden gezeigten Schaltanordnungen können natürlich beliebige
Abänderungen erfahren, solange ihre Wirkung darin besteht, die Höhenlage der Oberkante
des Laststapels zu regeln. Beispielsweise können die magnetischen Relais 28 und
30 ohne weiteres durch Elektronenröhren ersetzt werden.
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Für das Stapeln zugeschnittener Papierbogen auf der Plattform 11
wird diese zuerst auf eine geeignete Höhe für die Aufnahme der ersten wenigen Bogen
16 angehoben, bis das Licht von der Lichtquelle eine Fläche zunehmender Helligkeit
beleuchtet und diese schließlich ausreicht, die Fotozelle 21 oder die lichtelektrische
Widerstandszelle 33 bei der Schaltanordnung nach Fig. 8 zum Ansprechen zu bringen.
Die Empfindlichkeit der Fotozelle21 oder die durch die Lichtquelle 20 erzeugte Beleuchtungsstärke
kann in jedem Falle in Anpassung an den verschiedenen Grad der Lichtreflexion von
dem auf dem Auslagetisch befindlichen Papierstapel eingestellt werden. Eine solche
Einstellmöglichkeit ist erforderlich, wenn statt weißem farbiges Papier oder statt
hellfarbigem dunkelfarbiges Papier gestapelt wird. Die Zeitdauer, während welcher
die Fotozelle oder die lichtelektrische Widerstandszelle erregt bleibt, ist so eingestellt,
daß die Plattform 11 während jeder Arbeitsfolge der Vorrichtung um einen kurzen
Betrag abgesenkt wird. Der jeweilige Betrag der Absenkung hängt von der Zeitverzögerung
ab, die durch die Vakuumröhre verursacht wird, welche ihrerseits durch den Regelwiderstand
32 gesteuert wird. In einem gewissen Ausmaß hängt der Absenkvorgang auch von der
Dicke der zu stapelnden Einzelbögen ab, jedoch dürfte sich bei Papier von durchschnittlicher
Dicke ein Absenkbetrag von etwa 3 mm (Ys Zoll) als zweckmäßig erweisen.
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Eine einwandfreie Arbeitsweise der Vorrichtung ist trotz des Umstandes
gewährleistet, daß mehrere, z. B. bis zu 20 oder 30 Bogen gleichzeitig auf den Stapel
herunterfallen, die nicht sofort völlig aufeinander und auf dem Stapel liegen, da
sich ihr Abstand wegen der entweichenden Luft nur allmählich verringert. Die
lichtelektrische
Abtastung des Stapels arbeitet bereits, wenn sich die Bogen noch in einem gewissen
Abstand voneinander befinden. Dabei addieren sich die durch die Kanten der noch
nicht vollkommen aufliegenden Bogen wiedergegebenen Lichtreflexe. Die Zeitverzögerungseinrichtung
spielt bei dieser Addition zahlreicher Reflexe eine gewisse Rolle.
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Durch die Kombination einer Lichtquelle von gegebener Stärke und
einer Fotozelle oder einer lichtelektrischen Widerstandszelle von bekannter Empfindlichkeit
und da der lteflexionsfaktor der Fläche des Bogenstapels bekannt ist, kann das Absenken
des Laststapels mit hoher Genauigkeit gesteuert werden und die Bewegung von der
größten Höhenlage auf eine Mindesthöhenlage in Anpassung an alle Betriebsbedingungen
eingestellt werden. Außerdem werden fehlerhafte Zählungen der Bogen ausgeschaltet,
da der Bogenstapel niemals eine Höhe erreichen kann, durch die das Vorschieben einer
Höhenmarke 19 verhindert wird, wie dies oft der Fall ist, wenn das Absenken in Abhängigkeit
von der Zahl der auf der Plattform befindlichen Bogen geschieht oder wenn die Plattform
um feste Beträge nach eingestellten Zeitintervallen unabhängig von der Auslegegeschwindigkeit
der Bogen abgesenkt wird.
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Die lichtelektrische Registriereinrichtung gemäß der Erfindung ist
nicht auf die Anwendung flir die Steuerung der Absenkvorrichtung des Stapels beschränkt,
sondern kann auch z. B. für die Zusammenarbeit mit der Bogenauflegevorrichtung eingerichtet
werden.
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PATENTANSP-RUCHE: 1. Vorrichtung zum ständigen Aufeinanderstapeln
und Zählen von Papierbogen mit einer Absenkvorrichtung, durch die die Oberfläche
des sich ständig erhöhenden Papierstapels auf bzw. unterhalb einer bestimmten maximalen
Höhe gehalten wird und die durch eine von einer Lichtquelle beaufschlagte lichtempfindliche
Vorrichtung steuerbar ist, dadurch gekentzeichnet, daß die lichtempfindliche Vorrichtung
(21, 33) auf derselben Seite des Papierstapels (17) wie die Lichtquelle (20) angeordnet
und derart beschaffen ist, daß sie die Absenkvorrichtung (12, 13) des Papierstapels
in Betrieb setzt, wenn die bei sich erhöhendem Papierstapel zunehmende Menge des
von der Lichtquelle (20) ausgehenden, an den Kanten der im Lichtstrahlbereich liegenden
Papierbogen (16) reflektierten Lichts einen bestimmten Helligkeitsgrad erreicht
bzw. überschritten hat.