DE1098739B - Verfahren und Vorrichtung zur laufenden UEberwachung von Papier, Folien oder sonstigen Bahnen oder blattfoermigen Erzeugnissen auf optisch erkennbare Abweichungen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur laufenden UEberwachung von Papier, Folien oder sonstigen Bahnen oder blattfoermigen Erzeugnissen auf optisch erkennbare AbweichungenInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur laufenden Überwachung von Papier, Pappe, Folien oder sonstigen
bahn- und blattförmigen Erzeugnissen auf optisch erkennbare' Abweichungen (Fehlerstellen)
unter Benutzung eines Gerätes zur Abtastung der die Überwachungseinrichtung durchlaufenden Erzeugnisse
mittels eines quer zur Durchlaufrichtung des Erzeugnisses geführten Lichtstrahles und mittels einer
lichtempfindlichen Einrichtung (Fotozelle, Sekundärelektronenvervielfacher od. dgl.), auf die die Helligkeit
des vom Lichtstrahl auf dem zu prüfenden Erzeugnis erzeugten Lichtflecks einwirkt
Es ist bekannt, bei der Prüfung der Eigenschaften von Bahnen diese von einer Lichtquelle aus anzustrahlen
und das von der Oberfläche des Erzeugnisses reflektierte oder das durch das Erzeugnis durchgelassene
Licht auf fotoelektrische Einrichtungen einwirken zu lassen und so durch Änderungen des dabei
erzeugten Stromes Änderungen in den Eigenschaften des Erzeugnisses festzustellen. Eine besonders einfache
Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise bei der bekannten Einrichtung gegeben, bei der an beiden
Seiten einer auf seitliche Einrisse zu prüfenden, die Vorrichtung durchlaufenden Bahn je eine fest angeordnete
Lichtschranke angebracht ist und bei der ein Einriß sich durch Stromerzeugung in einer der beiden
fotoelektrischen Zellen bemerkbar macht; hier findet allerdings nicht die Prüfung einer Oberfläche statt,
sondern lediglich die Prüfung auf zwei in Randnähe liegenden Linien einer Oberfläche. Zur Prüfung von
Oberflächen wurde auch vorgeschlagen, über einer laufenden Materialbahn eine Vielzahl von Abtasteinheiten
nebeneinander und gegebenenfalls in mehreren Reihen gegeneinander versetzt anzuordnen, um durch
lückenloses Überdecken der ganzen Materialbreite eine Prüfung der Gesamtoberfläche zu erzielen. Auf
dem Gebiet der Papierprüfung haben sich solche Vorrichtungen in der Praxis nicht durchsetzen können,
weil jede einzelne Abtastvorrichtung je eine andere Charakteristik aufweist, also bei der nötigen Vielzahl
die Einrichtung sich nicht so einstellen läßt, daß Fehler gleicher Größe auch gleichwertige Signale auslösen
oder aber bei einer verringerten Zahl λόπ Abtaststellen
die Empfindlichkeit für das Aufdecken kleiner Fehler nicht mehr ausreicht.
Zur Behebung dieses Mangels wurde auch vorgeschlagen, Papierbahnen ihrer Breite nach durch eine
Vorrichtung abzutasten, bei der eine stark angeleuchtete Bahn von fotografischen Kameras abgetastet
wird, die in einer rotierenden Trommel so untergebracht sind, daß die Objektivlinsen im Trommelumfang
liegen, und auf die Abtastung der Bahnbreite durch eine Kamera unmittelbar eine weitere Abtastung
durch die in der Trommel benachbarte Kamera er-
Verfahren und Vorrichtung
zur laufenden überwachung von Papier,
zur laufenden überwachung von Papier,
Folien oder sonstigen Bahnen
oder blattförmigen Erzeugnissen
auf optisch erkennbare Abweichungen
Anmelder:
Feldmühle Papier- und Zellstoffwerke
Aktiengesellschaft,
Düsseldorf-Oberkassel, Burggrafenstr. 7
Düsseldorf-Oberkassel, Burggrafenstr. 7
Dr. Richard Thler, Büderich bei Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
folgt, wobei im Inneren der Trommel eine an der Drehung nicht teilnehmende Fotozelle so angeordnet
ist, daß ihr nacheinander das Licht des in der Kamera jeweils entstehenden Bildes zugeführt wird. Auch bei
diesem Verfahren ist die Breite der mit einer Linsentrommel überwachbaren Papierbahn beschränkt, so
daß in der Praxis eine Mehrzahl solcher Einrichtungen nebeneinander eingesetzt werden müßte. Schließlich
ist es auch bekannt, für das Abtasten von Papierbahnen zum Auffinden störender Flecken Lichtstrahlen
zu benutzen, die quer zur Bewegungsrichtung der Papierbahn über diese Bahn bewegt werden, wobei
dann die von diesem Lichtfleck auf der Bahn erzeugte Helligkeit zur Einwirkung auf eine lichtelektrische
Vorrichtung gebracht wird. Bei der Beschreibung dieses Verfahrens wird ausgeführt, daß der Abtaststrahl
die Randpartien der Bahnen mit geringerer Geschwindigkeit abtasten soll als den Mittelteil, was durch besonders
geformte Spiegel erreicht werden soll. Der Zweck dieser Maßnahmen liegt nach der erwähnten
Beschreibung darin, bei einer Differentiation des in der fotoelektrischen Einrichtung entstehenden Stromes
auch an den Rändern gut erkennbare Signale beim Auftreten von Fehlern zu erhalten. Der Nachteil
dieses Verfahrens liegt insbesondere darin, daß Flecken gleicher Größe nicht zu gleichartigen Signalen
führen, daß vielmehr die von gleichartigen Flecken ausgelösten Signale verschieden ausfallen, je nachdem,
ob der Fleck in der Bahnmitte oder am Rand liegt.
109 508/192
Der Zweck der Erfindung besteht im wesentlichen darin, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten
Vorrichtungen eine Überwachung für Papierbahnen und ähnliche Bahnen zu schaffen, bei der es sichergestellt
ist, daß gleichartige Fehler auch gleichartige elektrische Signale erzeugen, so daß dann die Fehlermeldung
bei der Überwachung auf Fehler von einem bestimmten Wert beschränkt werden kann. Es wurde
gefunden, daß dieses Ziel in einer für die Praxis ausreichenden Form nur dann erreichbar ist, wenn mit
einem bestimmten Abtastverfahren auch eine besondere Schaltung in der elektrischen Auswerteeinrichtung
verbunden wird.
Dementsprechend besteht die Erfindung in der Kombination folgender Maßnahmen:
Zunächst wird zur Abtastung der zu prüfenden Fläche ein enggebündelter und auf der Abtastlinie
nur einen kleinen Lichtfleck verursachender Lichtstrahl benutzt, dessen Querbewegung in an sich bekannter
Weise, etwa durch Reflexion eines von einer festen Lampe ausgehenden Strahles, mittels eines umlaufenden
vielflächigen Spiegelrades erzeugbar ist und der durch auf seinem Wege eingeschaltete Linsen und
Blenden auf der Abtastlinie den kleinen Lichtfleck mit scharfen Grenzen und mit innerhalb dieser Grenzen
gleichmäßig verteilter Helligkeit erzeugt.
Die Auswirkung dieser Maßnahme besteht darin, daß beim Auftreten eines Fehlers das in der lichtelektrischen Einrichtung entstehende Signal nicht nur
zur Meldung des Fehlers geeignet ist, sondern gleichzeitig auch eine Bewertung des Fehlers enthält. Selbst
wenn der abtastende Lichtfleck nur etwa 1 mm Kantenlänge aufweist, so ist doch seine Größe noch ein
Vielfaches der zu ermittelnden kleinsten Fehler. Handelt es sich etwa um eine völlig schwarze Fehlerstelle,
deren Fläche 0,2 mm2 beträgt, so verringert er die Helligkeit des abtastenden Lichtflecks und damit die
Stärke des in der lichtelektrischen Einrichtung erzeugten Stromes um 20%. Die gleiche Verringerung
tritt ein, wenn etwa im Lichtfleck eine graue Stelle von doppelter Größe vorhanden ist, auf der sich das
reflektierte Licht um 50 % vermindert. Beide bei diesem Beispiel genannten Fehler ergeben also die gleiche
Änderung des von der lichtelektrischen Einrichtung ausgehenden Stromes, also gleiche Signale, obwohl es
sich nicht um Fehler gleicher Größe (am Flächeninhalt gemessen) handelt. Jedoch muß man beide Fehler
als »von gleichem Wert« bezeichnen, denn für das Auge ist ein kleiner schwarzer Fleck genauso störend
im Gesamteindruck wie etwa ein größerer grauer Fleck. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß dieser für
die Leistung der Überwachungseinrichtung sehr wichtige Vorteil nicht schon dadurch erreicht wird, daß
die Flächenabtastung nach den bekannten Vorveröffentlichungen mit einem Lichtfleck erfolgt, vielmehr
ist der beabsichtigte Zweck nur erreichbar, wenn erfindungsgemäß ein kleiner Lichtfleck mit scharfen
Grenzen und mit innerhalb dieser Grenzen gleichmäßig verteilter Helligkeit benutzt wird.
Die beabsichtigte Bewertung der Fehler bzw. die Erzeugung gleichartiger elektrischer Signale für gleichwertige
Fehler ist weiterhin an die Voraussetzung geknüpft, daß die zu prüfenden Papiere oder Bahnen durch
eine Fördereinrichtung über die Abtastlinie so geführt werden, daß sie in dieser Linie flach und flatterfrei
liegen. Diese Maßnahme ist deshalb ebenfalls ein Element der erfinderischen Kombination. Würde nämlich
die Möglichkeit bestehen, daß die Bahn in der Abtastlinie eine Lage einnimmt, die von der normalen
ebenen Lage abweicht, so würde sich die vom Licht- ; fleck zur fotoelektrischen Einrichtung gelangende
Lichtmenge schon bei kleinen Winkeln zur Normallage erheblich ändern können, insbesondere wenn Einfallswinkel
und Ausfallswinkel dabei in die Nähe des Bereichs direkter Reflexion kommen.
Wie bereits erwähnt wurde, wird erfindungsgemäß der geschilderte Abtastvorgang für die zu prüfenden
Papiere oder Bahnen mit einem besonderen Auswertevorgang des in der lichtelektrischen Einrichtung vom
ίο Lichtfleck erzeugten elektrischen Stromes kombiniert.
Dabei wird der erzeugte elektrische Strom einer Auswerteeinrichtung zugeführt, die eine Abschneidestufe
enthält, nämlich einen Verstärker, dessen Charakteristik eine geknickte Kennlinie aufweist und der im
Bereich eines solchen Knickes arbeitet und dadurch nur die von solchen Fehlern ausgehenden Signale als
Fehlermeldung weitergibt, die einen bestimmten Wert überschreiten. Während im Eingang dieser Abschneidestufe
also ein im wesentlichen kontinuierlicher Strom wechselnder Spannung zugeführt wird, weist
der Ausgang dieser Stufe lediglich Einzelimpulse für jeden einzelnen Fehler auf, der die Notwendigkeit des
Aussortierens der betreffenden Stelle der Bahn oder des betreffenden Blattes anzeigt. Bei der Erfindung
erscheint auch das Kombinationsmerkmal, das die besonderen Auswertungsmaßnahmen für den in der
lichtelektrischen Einrichtung erzeugten Strom betrifft, für die Lösung der Aufgabe notwendig, bei der
Prüfung gleichwertige Fehler zu gleichwertigen elekirischen
Impulsen umzuwandeln. Bei dem geschilderten Wege wird vor allem der Nachteil früherer Vorschläge
vermieden, bei denen die Stromausbeute der verwendeten lichtempfindlichen Einrichtungen in der
Weise ausgewertet wird, daß eine Anzeigevorrichtung auf das Maß der jeweiligen Änderung der Lichtmenge
zum Ansprechen gebracht wird. Der Nachteil dieser bekannten Auswerteverfahren liegt darin, daß eine
Dunkelstelle zu einer völlig verschiedenen Wertung führt, je nachdem, ob die Veränderung der Helligkeit
plötzlich eintritt wie etwa bei einem scharf begrenzten schwarzen Fleck oder ob die Änderung allmählich
eintritt wie bei einem schwarzen Fleck, der von einem nach außen heller werdenden grauen Rand umgeben
ist. Der zuletzt geschilderte Fehler macht sich bei einer auf die Veränderung der Helligkeit ansprechenden
Auswertung gegebenenfalls überhaupt nicht bemerkbar, wenn nämlich der Übergang von Hellgrau zu
Schwarz nur ganz allmählich erfolgt. Ein weiterer Vorteil der geschilderten erfindungsgemäßen Auswertung
des in der lichtelektrischen Einrichtung vom Lichtfleck erzeugten elektrischen Stromes liegt auch
darin, daß sie eine besonders einfache Möglichkeit zur Ausschaltung des Auswertungsvorganges bietet. Eine
solche Ausschaltung ist beim Zeilenwechsel zweckmäßig, also in der Zeit, die zwischen dem Zeitpunkt
liegt, wenn ein Lichtfleck nach Überquerung der zu prüfenden Bahn den Bahnrand überschreitet, und dem
Zeitpunkt, wenn der folgende Lichtfleck den anderen Bahnrand erreicht. Eine solche Pause im Prüfvorgang
kann beispielsweise notwendig werden, wenn in einer Vorrichtung eine Bahn geprüft werden soll, die
schmaler als die breiteste Bahn ist, für die die Prüfeinrichtung bestimmt ist. Es genügt nämlich, während
dieser Pause der lichtelektrischen Einrichtung eine größere Lichtmenge zuzuführen, als der normalen
während der Prüfung zugeführten Lichtmenge entspricht; die Entstehung von Signalen, die Fehlersignalen
ähnlich sein und Einzelimpulse im Ausgang der Abschneidestufe erzeugen könnten, ist damit von
selbst ausgeschlossen. Bei den bekannten, auf eine
Veränderung der Helligkeit ansprechenden Auswerteverfahren ist dieser einfache Weg zur Berücksichtigung
der Prüfungspausen durch die Art der Auswertung ausgeschlossen. Auch bei der Prüfung der Oberflächen
einzelner Bogen entsteht eine Prüfungspause in der Zeit zwischen dem Durchlauf eines Bogenendes
über die Abtastlinie und dem Einrücken der Vorderkante des folgenden Bogens in diese Abtastlinie. Auch
in dieser Pause bietet der bei der Erfindung verwendete besondere Auswertevorgang den Vorteil, daß
durch eine Lichteinwirkung auf die lichtempfindlichen Einrichtungen das Auftreten von Fehler signal en während
der Pause mit einfachsten Mitteln und mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Die elektrische Auswertung entsprechend der Erfindung endet im übrigen nicht mit der Abschneidestufe
als solcher, vielmehr werden die von der Abschneidestufe weitergegebenen Impulse, gegebenenfalls nach
nochmaliger Verstärkung, in an sich bekannter Weise Registriervorrichtungen für die Fehlermeldung und/
oder Schaltvorrichtungen zugeführt, die das Aussondern derjenigen Erzeugnisse bewirken, die mit den
durch die Impulse im Ausgang der Abschneidestufe ermittelten Fehler behaftet sind.
Ein weiterer besonderer Vorteil der angegebenen Kombination liegt auch darin, daß sich damit eine
wirksame Prüfung mit einer in der Praxis nötigen hohen Geschwindigkeit der zu prüfenden Flächen
durchführen läßt. Dies mag durch das folgende Zahlenbeispiel veranschaulicht werden, in welchem die
gegenseitige Abhängigkeit zwischen der Größe des abtastenden Lichtflecks, der Geschwindigkeit der zu
prüfenden Bahn bei der Bewegung über die Abtastlinie und der Zahl der Abtastlinien in der Zeiteinheit
zum Ausdruck kommt. Verwendet man beispielsweise ein mit 3000 UpM angetriebenes Spiegelrad, das aus
zwanzig einzelnen Spiegeln zusammengesetzt ist, so bewirkt dieses Rad mit 50 Umdrehungen in der
Sekunde 50 · 20= 1000 Abtastungen in der Sekunde.
Richtet man die Bündelung des Strahles so ein, daß der Lichtfleck auf der Abtastlinie eine Kantenlänge
von etwas mehr als 2 mm aufweist, und berücksichtigt man, daß zur vollständigen Abtastung der Oberfläche
der auf einen Abtaststreifen folgende zweite Abtastslreifen den vorangehenden berühren, oder ein wenig
überschneiden muß, so erhält man als Mittenabstand zweier aufeinanderfolgender Abtaststreifen den Wert
2 mm. Bei 1000 Abtastungen in der Sekunde kann also die zu prüfende Bahn mit einer Geschwindigkeit
von 2000 mm je Sekunde, d. h. mit 2 m in der Sekunde oder 120 m in der Minute, geführt werden,
was einer praktisch ausreichenden Prüfgeschwindigkeit entspricht. Will man den Lichtfleck zur Erhöhung
seiner Ansprechempfindlichkeit verkleinern oder bei gleicher Lichtfleckgröße die Prüfgeschwindigkeit noch
erhöhen, so ist dies ohne weiteres durch eine Erhöhung der Drehzahl des Spiegelrades möglich, das
zweckmäßig durch einen unmittelbar mit dem Spiegelrad gekuppelten Elektromotor angetrieben wird, der
über einen Frequenzwandler aus dem Stromnetz mit entsprechend erhöhter Frequenz gespeist werden kann.
Die Erfindung betrifft nicht nur die bereits geschilderte Kombination.von Verfahrensmaßnahmen, sondern
auch die zweckmäßige Ausbildung der für die Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung.
Einzelheiten und Vorteile des Verfahrens bzw. der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einzelner Ausführungsbeispiele, die auch schematisch noch
durch die Zeichnungen erläutert sind. Dabei zeigt
Fig. 1 schematisch den allgemeinen Aufbau einer für das Verfahren nach der Erfindung geeigneten
Prüfeinrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie H-II nach Fig. 1 durch eine Prüfeinrichtung in etwas abgeänderter
Ausführungsform,
Fig. 3 ein Schema der in der lichtempfindlichen Einrichtung entstehenden Stromsignale mit der Wirkung
der Abschneidestufe,
ίο Fig. 4 ein Schaubild einer Prüfeinrichtung ähnlich
Fig. 1 und 2 mit zusätzlichen Einrichtungen für die Führung des abtastenden Lichtstrahles,
Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild als Beispiel für die Auswertung der in Fig. 3 dargestellten Signale
zur Schaltung von Einrichtungen zur Sortierung der in einer Prüfeinrichtung geprüften Bogen entsprechend
dem Prüfergebnis,
Fig. 6 den schematischen Aufbau einer Prüfeinrichtung, bei der einzelne Bogen von beiden Seiten her
auf Fehler geprüft und der Prüfung entsprechend sortiert werden,
Fig. 7 das Schema einer Vorrichtung für den Fall, daß bei einer Bahn nicht die in der Aufsicht erkennbaren
optischen Fehler, sondern die bei der Durchsieht erkennbaren Fehler festgestellt werden sollen.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 handelt es sich darum, die obere Fläche der Bahn 10, also etwa einer
weißen Papierbahn, aiuf optisch erkennbare Fehlerstellen zu prüfen. Die Bahn wird auf ihrem Wege
zur Prüfeinrichtung fort von unteren und oberen Führungsbahnen 11 getragen und gefördert, die über
die Umlenkrollen 12 geführt sind. Die eigentliche Prüfeinrichtung befindet sich in einem Gehäuse 13,
mit dem einerseits der Einfluß äußerer Lichtquellen auf das Prüfergebnis ausgeschaltet wird und das andererseits
die Möglichkeit bietet, durch Zufuhr gefilterter Luft bei geringem innerem Überdruck alle
im Gehäuse liegenden Teile völlig staubfrei und sauber zu halten und damit jede Störung durch Verschmutzung
auszuschalten. Innerhalb des Gehäuses 13 wird die Bahn 10 von einem über die Lenkrollen 14
geführten und von einem dieser Rollen angetriebenen Band 15 geführt, das einerseits luftdurchlässig und
andererseits dunkel ausgeführt ist, also etwa aus einer engmaschigen schwarzen Siebbahn besteht. Die dunkle
Farbe der Siebbahn hat den Zweck, in dem Falle, daß die zu prüfende Bahn ein Loch aufweisen sollte,
an diesem Loch einen Kontrast gegenüber der hellen Oberfläche der Bahn zu schaffen, um auch das Loch
als Fehler registrierbar zu machen. Ist das Siebband 15 gut durchsichtig, so genügt es auch, wenn das Sieb
über einen dunklen Untergrund geführt wird. Das Siebband 15 läuft über einen Saugkasten 16 an sich
bekannter Ausführung, der an eine Luftpumpe zur Erzeugung eines Vakuums angeschlossen ist. Damit
wird erreicht, daß die Bahn 10 in ihrer ganzen Breite in eine völlig flache, flatterfreie Lage gezwungen
wird. Sollte die Papierbahn eine Beule aufweisen, die sich — z. B. durch eine an der Abtastlinie angeordnete
Saugvorrichtung ■—· nicht flachlegen läßt, so ergibt sich von selbst in der Abtastlinie eine kleine
Falte, die dann in der lichtempfindlichen Einrichtung zu einem Fehler anzeigenden Signal führt, so daß
das Prüfverfahren nicht nur auf Oberflächenflecke oder Löcher, sondern auch auf unzulässige Beulen der
Papierbahn oder auf Falten, die schon an sich in der Papierbahn: gegeben waren, anspricht. In der Mitte
des Saugkastens liegt dann die Abtastlinie 17 für den die Bahn abtastenden Lichtstrahl. Dieser Lichtstrahl
20 wird von einer am Gehäuse fest angeordneten
Lichtquelle 21 erzeugt. Zweckmäßig wird eine Lampe großer Helligkeit und mit hoher Leuchtdichte verwendet,
etwa eine Ouecksilberdarnpfhöchstdrucklampe bzw. eine Xenon-Höchstdrucklampe, wobei letztere
den Vorteil besitzt, daß die spektrale Verteilung der von ihr gelieferten Strahlung innerhalb des ganzen
sichtbaren Spektrums gleichmäßig ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Sortierung gegebenenfalls
auch nach den verschiedensten Helligkeits- bzw. Farbgraden durchzuführen, ohne daß durch den Lichtstrahl
bzw. durch seine Farbe selbst die Gefahr einer Fehlmessung herbeigeführt wird.
Durch Reflexionseinrichtungen hinter der Lampe t und durch geeignete Linsen auf dem weiteren Wege
des Lichtstrahles wird das von der Lichtquelle 21 ausgehende Licht zu einem engen Strahl gebündelt,
der auf das Spiegelrad 22 gerichtet ist. Dieses Spiegelrad besitzt auf seinem Umfang eine Vielzahl
ebener Spiegel, beispielsweise zwanzig solcher Spiegel, und wird von einem Motor 23 mit hoher Drehzahl
unmittelbar angetrieben.
Wie bereits oben ausgeführt wurde, werden zweckmäßig Drehzahlen einer Größenordnung von 3000
bis 9000LTpM verwendet. Durch die Spiegel des Spiegelrades 22 wird der Lichtstrahl auf die Abtastlinie
17 reflektiert, wobei jeder einzelne Spiegel infolge seiner Drehung den auf der Abtastlinie 17 erzeugten
Lichtfleck über die Bahn 10 quer zur Bewegungsrichtung von einem Rand der Bahn zum anderen
Rand wandern läßt. Das von dem auf der Abtastlinie wandernden Lichtfleck ausgehende Licht
wird dann von einer fotoelektrischen Einrichtung 24 aufgenommen, die in dem Gehäuse 13 angeordnet ist.
Der im lichtempfindlichen Empfänger 24 erzeugte Strom wird durch die Leitungen 26, gegebenenfalls
über Verstärker, der Abschneidestufe 37 zugeführt, so daß diese Abschneidestufe lediglich die gewünschten
Fehler anzeigenden Signale in Form von Einzelimpulsen zur Auswertung weitergibt. Zweckmäßig
benutzt man als lichtempfindliche Einrichtung einen sogenannten Foto-Multiplier, also eine an sich
bekannte Vorrichtung, in der die durch das Licht zur Emission gebrachten Elektronen zunächst zur Auslösung
einer sekundären und verstärkten Elektronenemission verwendet werden. Bei diesen Foto-Multipliern
ist bei konstanten Betriebsbedingungen der Ausgangsstrom des Vervielfachers völlig proportional
dem einfallenden Lichtstrom. Die Lichtumwandlung und die Vervielfachung ist dabei praktisch frequenzunabhängig.
Selbstverständlich ist an Stelle des genannten Foto-Multipliers auch jede andere fotoelektrische
Einrichtung verwendbar, die einen ausreichenden elektrischen Strom proportional der zugeführten
Lichtmenge liefert.
Man kann bei den Hauptanwendungsgebieten der Erfindung zwei Gruppen unterscheiden. Die eine
Gruppe betrifft die Anwendung für die Prüfung langer bzw. endloser Bahnen, wenn nämlich die zu prüfende
Bahn unmittelbar von einer Herstellungsmaschine, also z. B. von einer Papiermaschine,
kommt, die eine endlose Bahn liefert, oder die zu prüfende Bahn von einer großen Rolle abgewickelt wird.
Bei der zweiten Gruppe handelt es sich um die Prüfung einzelner Bogen, die auf die Transportvorrichtungen
der Prüfeinrichtung einzeln aufgegeben werden und die Prüfeinrichtung mit einem gewissen Abstand
voneinander durchlaufen. Für jeden* der beiden Fälle wird zweckmäßig die Prüfeinrichtung dem
Sonderzweck angepaßt. In Fig. 1 sind mit strichpunktierten Linien noch Zusatzeinrichtungen schematisch
angedeutet, die für die Prüfung einzelner Bogen als zweckmäßig in Frage kommen und dazu bestimmt
sind, daß die Lücke zwischen dem Ende eines Bogens und dem Anfang des nächsten Bogens nicht zu einem
Fehlersignal führt. Die Aufgabe wird am einfachsten dadurch gelöst, daß die Bogenreihe zusätzlich von
einer Vorrichtung abgetastet wird, die die Möglichkeit der Abgabe eines Fehlersignals während des
Durchlaufs des Bogenzwischenraums durch die Abtastlinie ausschaltet. Eine solche Abtastung ist am
linken Rand der Fig. 1 durch die Kontaktfinger 30 schematisch angedeutet, durch die ein elektrischer
Stromkreis für diejenige Zeit geschlossen wird, in der ein Bogenzwischenraum den Kontakt durchläuft.
Wenn durch die Kontaktgabe in den Fühlern 30 ein Strom in den Leitungen 31 ausgelöst wird, spricht
ein Relais in der Schalteinrichtung 32 an. Das von diesem Relais gegebene Signal kann entweder in der
Weise ausgewertet werden, daß mit einer Verzögerung, die dem Abstand der Fühler 30 von der Abtastliiiie
17 entspricht, das Licht einer zusätzlichen Lichtquelle 33 durch Stromgabe in den Leitungen 34 für
diejenige Zeit, die dem Durchlauf des Bogenzwischenraums durch die Abtastlinie 17 entspricht, über den
Spiegel 35 auf die lichtempfindliche Einrichtung 24 zur Einwirkung gebracht wird, so daß diese den
Bogenzwischenraum nicht als Dunkelstelle, also als Fehler, registrieren kann. Statt die Lichtzufuhr zur
lichtempfindlichen Einrichtung 24 durch die Einrichtungen 33, 34 und 35 zu beeinflussen, kann man natürlich
auch durch einen ebenfalls verzögerten Stromstoß in den Leitungen 36 unmittelbar auf die Einrichtung
37 einwirken, der die Signale der Einrichtung 24 durch die Stromleitungen 25 zur Auswertung zugeführt
werden und in der ebenfalls das Fehlersignal beim Durchgang eines Bogenzwischenraums durch die
Abtastlinie 17 durch den impuls in den Leitungen 36 gelöscht wird. Eine weitere Möglichkeit für die Berücksichtigung
der Bogenzwischenräume ist dadurch gegeben, daß im Saugkasten 16 eine zusätzliche Lichtquelle
38 untergebracht ist, die die unter Ziffer 30 bis 36 beschriebenen Einrichtungen zu ersetzen vermag,
vorausgesetzt, daß das Transportband 15 und der Deckel des Saugkastens 16 mit genügender Lichtdurchlässigkeit
ausgebildet sind. Ist dies der Fall, so fällt das von der Lampe 38 ausgehende Licht während
des Durchlaufs eines Bogenzwischenraums durch die Abtastlinie 17 unmittelbar und verzögerungslos auf
die lichtempfindliche Einrichtung 24 und verhindert damit ein Fehlersignal für die Zeit des Durchlaufs
eines Bogenzwischenraums. Allerdings wird bei dieser Anordnung auch eine Fehlersignalgabe verhindert,
wenn etwa ein Loch in einem Bogen sich über diejenige Stelle der Abtastlinie 17 bewegt, die genau
über der Lampe 38 liegt. Diese unerwünschte Wirkung kann aber durch besondere Mittel verhindert
werden, die weiter unten bei der Beschreibung der Fig. 6 erläutert sind.
Wie bereits oben erwähnt wurde, sind die in Fig. 1 dargestellten Einrichtungsteile nur als ein schematisches
Beispiel für die Verwirklichung des Verfahrens nach der Erfindung anzusehen, so daß das
Verfahren auch mit anderen Mitteln verwirklicht werden kann. Beispielsweise kann an Stelle des Transportbandes
15 auch eine Siebwalze verwendet werden, über deren Scheitel die zu prüfende Bahn 10 oder die
einzelnen Bogen geführt werden und die in dem Bereich, der von der Bahn 10 umschlungen wird, eine
Saugeinrichtung bekannter Ausführung umschließt. Die Abtastlinie 17 liegt dann auf einer Mantellinie
9 10
der Walze, in der durch die Saugwirkung ebenfalls und zweier Empfangseinrichtungen 24 ist also die
ein völlig flatterfreies Flachlegen der zu prüfenden Möglichkeit gegeben, den obenerwähnten Nachteil der
Bahn zu erzielen ist. Für die Zuleitung und Ableitung sonst vorteilhaften unmittelbaren Lichtabtastung der
der zu prüfenden Bahn kann jede beliebige bekannte Bogenzwischenräume zu beheben.
Transporteinrichtung verwendet werden. Auch bei der 5 Ein wesentlicher Teil des Verfahrens nach der Er-Lichtstrahlabtastung ist eine Änderung hinsichtlich findung liegt selbstverständlich in der Auswertung der Wege des Lichtstrahles möglich. In Fig. 2 ist ein der in den lichtempfindlichen Empfangseinrichtungen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform 24 in Form eines elektrischen Stromes von verändereiner Einrichtung ähnlich Fig. 1 in der Ebene H-II licher Stärke erzeugten Signale. In Fig. 3 ist schauschematisch dargestellt. Als Saugeinrichtung für das io bildlich ein Beispiel für den Stromverlauf dargestellt, Flachhalten der Erzeugnisbahn 10 dient hier eine wie er sich im Betrieb etwa bei der in Fig. 2 darge-Siebtrommel 40, in der ein Saugkasten 41 unter- stellten Vorrichtung ergibt, wobei die Kurve sowohl gebracht ist. Die Siebtrommel 40 ist in Lagern 42 in ein Bild des Ausgangsstromes der lichtelektrischen der Wand des Gehäuses 13 gelagert und wird von Einrichtung wie auch des Ausgangsstromes der dieser einem Zahnrad 43 mit der gewünschten Geschwindig- 15 Einrichtung nachgeschalteten Verstärker darstellt, keit zum Antrieb der Erzeugnisbahn bzw. der Einzel- Die Stromkurve zeigt in regelmäßigen Abständen bogen angetrieben. Der Saugkasten 41 nimmt an der nach oben gerichtete Spitzen 50. Diese Stromspitzen Bewegung der Trommel 40 nicht teil und ist auf den entstehen, sobald der abtastende Lichtstrahl auf die beiden Rohren 44 fest gelagert, die durch die hohlen Spiegel 25 fällt, also durch die gute Reflexion an die-Zapfen der Trommel 40 hindurchgeführt sind. Das 20 sen Spiegeln eine erhöhte Lichtzufuhr zu den Empeine Rohr dient zum Anschluß des Saugkastens an fängern 24 auftritt. Der Abstand α dieser Spitzen enteine Vakuumpumpe, das andere zur Durchführung spricht also der für eine Breitenabtastung gegebenen der elektrischen Leitungen 45 für die im Saugkasten Zeit, also etwa bei dem im dritten Absatz dieser Beangeordneten Lampen 38. In der Figur ist von den Schreibung erwähnten Zahlenbeispiel V1000 Sekunde, Einrichtungen zur Erzeugung des Abtaststrahles 25 entsprechend 1000 Abtastungen in der Sekunde. Läuft lediglich das Spiegelrad 22 mit dem Motor 23 dar- ein Bogenzwischenraum über die Abtastlinie, so ergibt gestellt. Bei diesem Beispiel fällt der Lichtstrahl in sich durch die Wirkung der Lampen 38 ebenfalls eine der Blickrichtung auf das Spiegelrad und wird von erhöhte Lichtzufuhr in den lichtempfindlichen Empdiesem genau senkrecht zur Abtastlinie auf der Bahn fangseinrichtungen und damit die im Schaubild mit 10 reflektiert. Zur Aufnahme des von der Abtastlinie 30 51 bezeichneten größeren Erhöhungen der Stromausgehenden Lichtes sind bei diesem Beispiel zwei kurve. Die Dauer b dieser Stromerhöhung 51 beträgt lichtempfindliche Einrichtungen 24 ebenfalls in der bei einem Bogenzwischenraum von 2 cm etwa V100 Sesenkrechten Ebene über der Abtastlinie angeordnet, künde, wenn die abzutastende Bahn mit 2 m/Sek. über und es wird damit erreicht, daß der von den beiden die Abtastlinie geführt wird. Der freie Abstand c Einrichtungen 24 beim Abtasten erzeugte Strom 35 zwischen zwei Erhöhungen 51 beträgt bei einer keinen wesentlichen Unterschied aufweist, wenn der Bogenlänge von 1 m dementsprechend 0,5 Sekunden, abtastende Lichtfleck in der Mitte oder am Rand der Weist einer der abgetasteten Bogen einen Fehler auf, Bahn liegt. In Fig. 2 ist an beiden Rändern der ab- so macht sich jeder dieser Fehler an der Stromkurve zutastenden Bahn 10 je ein Spiegel 25 bzw. ein Strei- durch mehr oder weniger große Abweichungen 52 fen, der etwas heller als die zu prüfende Bahn ist, an- 40 nach unten bemerkbar. Der bei der Erfindung gestellgeordnet, so daß es nicht erforderlich ist, daß die ten Aufgabe entsprechend sind nur diese, einen Fehler Bahn des abtastenden Lichtflecks genau mit der Breite anzeigenden Signale auszuwerten. Sie werden von der Bahn 10 übereinstimmt. Der abtastende Licht- allen übrigen Signalen in einfacher Weise durch Bestrahl kann an jedem Bahnende die Bahnbreite etwas nutzung eines Verstärkers (z. B. einer Verstärkerüberschreiten, ohne daß dadurch ein Fehlersignal aus- 45 röhre) getrennt, dessen Charakteristik durch eine gegelöst wird, da bei der Überschreitung die Spiegel knickte Kennlinie dargestellt wird und bei dem durch bzw. die helleren Streifen 25 den lichtempfindlichen die Wahl der Gittervorspannung im Ausgangsstrom Einrichtungen 24 Licht zukommen lassen. Zweck- nur diejenigen Signale enthalten sind, die unterhalb mäßig werden die Spiegel 25 auswechselbar ange- einer bestimmten Abschneidelinie d-d liegen, also die ordnet, so daß bei der Prüfung schmalerer Erzeugnis- 50 Signale, die in Fig. 3 mit 52 bezeichnet sind. Das bahnen entsprechend breitere Spiegel verwendet wer- Schaubild der Fig. 3 erläutert gleichzeitig "die Bedeuden können, ohne daß das Prüfergebnis dann irgend- tung der Größe des abtastenden Lichtflecks für den wie beeinflußt würde. Innerhalb des Saugkastens sind Erfolg des Prüfungsverfahrens. In der hier darzum Abtasten der Bogenzwischenräume zwischen zwei gestellten Stromverlaufskurve erreicht nämlich das Einzelbogen zwei Lampen 38 angeordnet, die durch 55 Fehlersignal nur dann die Nullinie, wenn ein völlig das Sieb der Trommel 40 eine ausreichende Licht- schwarzer Fleck auf der zu prüfenden Papierbahn menge den Empfangseinrichtungen 24 beim Durchlauf größer als der abtastende Lichtfleck ist, der Augeneines Bogenzwischenraums zukommen lassen. Die An- blickswert der von der Abtastlinie ausgehenden Lichtordnung zweier Lampen hat hier den Vorteil, daß menge also den Wert Null erreicht. Wenn aber eine sich die von den Lampen ausgehende Lichtmenge so 60 Schwarzstelle auf dem Papier kleiner ist als der abeinregeln läßt, daß das Fehlersignal nur unterbleibt, tastende Lichtfleck oder ein gleichwertiger Graufleck wenn beide Lampen gleichzeitig die beiden hinter- vorliegt, so erstreckt sich das Fehlersignal 52 nicht einandergeschalteten Empfangseinrichtungen 24 an- bis zur Nullinie, sondern nur bis zu einem Punkt, der strahlen, was beim Durchlauf eines Bogenzwischen- der Helligkeitsverminderung des abtastenden Lichtraums über die Abtastlinie ohne weiteres der Fall ist. 65 flecks durch die Fehlerstelle entspricht. Es ist also er-Läuft aber ein in einem Bogen befindliches Loch nui kennbar, daß es zur Erzielung einwandfreier Signale über eine der beiden Lampen, so reicht deren Licht zweckmäßig ist, mit einer möglichst geringen Größe nicht aus, um ein Fehlersignal zu verhindern. Schon des Lichtflecks, mit einer möglichst großen Lichtbei dieser Anordnung zweier Lampen 38, die auch intensität dieses Flecks und gleichzeitig mit einer durch eine lange Leuchtröhre ersetzt werden können, 70 möglichst hohen Abtastgeschwindigkeit bei dem Ver-
Transporteinrichtung verwendet werden. Auch bei der 5 Ein wesentlicher Teil des Verfahrens nach der Er-Lichtstrahlabtastung ist eine Änderung hinsichtlich findung liegt selbstverständlich in der Auswertung der Wege des Lichtstrahles möglich. In Fig. 2 ist ein der in den lichtempfindlichen Empfangseinrichtungen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform 24 in Form eines elektrischen Stromes von verändereiner Einrichtung ähnlich Fig. 1 in der Ebene H-II licher Stärke erzeugten Signale. In Fig. 3 ist schauschematisch dargestellt. Als Saugeinrichtung für das io bildlich ein Beispiel für den Stromverlauf dargestellt, Flachhalten der Erzeugnisbahn 10 dient hier eine wie er sich im Betrieb etwa bei der in Fig. 2 darge-Siebtrommel 40, in der ein Saugkasten 41 unter- stellten Vorrichtung ergibt, wobei die Kurve sowohl gebracht ist. Die Siebtrommel 40 ist in Lagern 42 in ein Bild des Ausgangsstromes der lichtelektrischen der Wand des Gehäuses 13 gelagert und wird von Einrichtung wie auch des Ausgangsstromes der dieser einem Zahnrad 43 mit der gewünschten Geschwindig- 15 Einrichtung nachgeschalteten Verstärker darstellt, keit zum Antrieb der Erzeugnisbahn bzw. der Einzel- Die Stromkurve zeigt in regelmäßigen Abständen bogen angetrieben. Der Saugkasten 41 nimmt an der nach oben gerichtete Spitzen 50. Diese Stromspitzen Bewegung der Trommel 40 nicht teil und ist auf den entstehen, sobald der abtastende Lichtstrahl auf die beiden Rohren 44 fest gelagert, die durch die hohlen Spiegel 25 fällt, also durch die gute Reflexion an die-Zapfen der Trommel 40 hindurchgeführt sind. Das 20 sen Spiegeln eine erhöhte Lichtzufuhr zu den Empeine Rohr dient zum Anschluß des Saugkastens an fängern 24 auftritt. Der Abstand α dieser Spitzen enteine Vakuumpumpe, das andere zur Durchführung spricht also der für eine Breitenabtastung gegebenen der elektrischen Leitungen 45 für die im Saugkasten Zeit, also etwa bei dem im dritten Absatz dieser Beangeordneten Lampen 38. In der Figur ist von den Schreibung erwähnten Zahlenbeispiel V1000 Sekunde, Einrichtungen zur Erzeugung des Abtaststrahles 25 entsprechend 1000 Abtastungen in der Sekunde. Läuft lediglich das Spiegelrad 22 mit dem Motor 23 dar- ein Bogenzwischenraum über die Abtastlinie, so ergibt gestellt. Bei diesem Beispiel fällt der Lichtstrahl in sich durch die Wirkung der Lampen 38 ebenfalls eine der Blickrichtung auf das Spiegelrad und wird von erhöhte Lichtzufuhr in den lichtempfindlichen Empdiesem genau senkrecht zur Abtastlinie auf der Bahn fangseinrichtungen und damit die im Schaubild mit 10 reflektiert. Zur Aufnahme des von der Abtastlinie 30 51 bezeichneten größeren Erhöhungen der Stromausgehenden Lichtes sind bei diesem Beispiel zwei kurve. Die Dauer b dieser Stromerhöhung 51 beträgt lichtempfindliche Einrichtungen 24 ebenfalls in der bei einem Bogenzwischenraum von 2 cm etwa V100 Sesenkrechten Ebene über der Abtastlinie angeordnet, künde, wenn die abzutastende Bahn mit 2 m/Sek. über und es wird damit erreicht, daß der von den beiden die Abtastlinie geführt wird. Der freie Abstand c Einrichtungen 24 beim Abtasten erzeugte Strom 35 zwischen zwei Erhöhungen 51 beträgt bei einer keinen wesentlichen Unterschied aufweist, wenn der Bogenlänge von 1 m dementsprechend 0,5 Sekunden, abtastende Lichtfleck in der Mitte oder am Rand der Weist einer der abgetasteten Bogen einen Fehler auf, Bahn liegt. In Fig. 2 ist an beiden Rändern der ab- so macht sich jeder dieser Fehler an der Stromkurve zutastenden Bahn 10 je ein Spiegel 25 bzw. ein Strei- durch mehr oder weniger große Abweichungen 52 fen, der etwas heller als die zu prüfende Bahn ist, an- 40 nach unten bemerkbar. Der bei der Erfindung gestellgeordnet, so daß es nicht erforderlich ist, daß die ten Aufgabe entsprechend sind nur diese, einen Fehler Bahn des abtastenden Lichtflecks genau mit der Breite anzeigenden Signale auszuwerten. Sie werden von der Bahn 10 übereinstimmt. Der abtastende Licht- allen übrigen Signalen in einfacher Weise durch Bestrahl kann an jedem Bahnende die Bahnbreite etwas nutzung eines Verstärkers (z. B. einer Verstärkerüberschreiten, ohne daß dadurch ein Fehlersignal aus- 45 röhre) getrennt, dessen Charakteristik durch eine gegelöst wird, da bei der Überschreitung die Spiegel knickte Kennlinie dargestellt wird und bei dem durch bzw. die helleren Streifen 25 den lichtempfindlichen die Wahl der Gittervorspannung im Ausgangsstrom Einrichtungen 24 Licht zukommen lassen. Zweck- nur diejenigen Signale enthalten sind, die unterhalb mäßig werden die Spiegel 25 auswechselbar ange- einer bestimmten Abschneidelinie d-d liegen, also die ordnet, so daß bei der Prüfung schmalerer Erzeugnis- 50 Signale, die in Fig. 3 mit 52 bezeichnet sind. Das bahnen entsprechend breitere Spiegel verwendet wer- Schaubild der Fig. 3 erläutert gleichzeitig "die Bedeuden können, ohne daß das Prüfergebnis dann irgend- tung der Größe des abtastenden Lichtflecks für den wie beeinflußt würde. Innerhalb des Saugkastens sind Erfolg des Prüfungsverfahrens. In der hier darzum Abtasten der Bogenzwischenräume zwischen zwei gestellten Stromverlaufskurve erreicht nämlich das Einzelbogen zwei Lampen 38 angeordnet, die durch 55 Fehlersignal nur dann die Nullinie, wenn ein völlig das Sieb der Trommel 40 eine ausreichende Licht- schwarzer Fleck auf der zu prüfenden Papierbahn menge den Empfangseinrichtungen 24 beim Durchlauf größer als der abtastende Lichtfleck ist, der Augeneines Bogenzwischenraums zukommen lassen. Die An- blickswert der von der Abtastlinie ausgehenden Lichtordnung zweier Lampen hat hier den Vorteil, daß menge also den Wert Null erreicht. Wenn aber eine sich die von den Lampen ausgehende Lichtmenge so 60 Schwarzstelle auf dem Papier kleiner ist als der abeinregeln läßt, daß das Fehlersignal nur unterbleibt, tastende Lichtfleck oder ein gleichwertiger Graufleck wenn beide Lampen gleichzeitig die beiden hinter- vorliegt, so erstreckt sich das Fehlersignal 52 nicht einandergeschalteten Empfangseinrichtungen 24 an- bis zur Nullinie, sondern nur bis zu einem Punkt, der strahlen, was beim Durchlauf eines Bogenzwischen- der Helligkeitsverminderung des abtastenden Lichtraums über die Abtastlinie ohne weiteres der Fall ist. 65 flecks durch die Fehlerstelle entspricht. Es ist also er-Läuft aber ein in einem Bogen befindliches Loch nui kennbar, daß es zur Erzielung einwandfreier Signale über eine der beiden Lampen, so reicht deren Licht zweckmäßig ist, mit einer möglichst geringen Größe nicht aus, um ein Fehlersignal zu verhindern. Schon des Lichtflecks, mit einer möglichst großen Lichtbei dieser Anordnung zweier Lampen 38, die auch intensität dieses Flecks und gleichzeitig mit einer durch eine lange Leuchtröhre ersetzt werden können, 70 möglichst hohen Abtastgeschwindigkeit bei dem Ver-
fahren nach der Erfindung zu arbeiten. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die Abschneidelinie d-d in
einfachster Weise in ihrer Höhenlage" verstellbar ist;
es bedarf hierzu lediglich der Veränderung der Gittervorspannung mittels eines Potentiometers. Die An-
Ordnung und Verwendung eines solchen Potentiometers hat den wesentlichen' Vorteil, .daß auch während
des Betriebes eine Auswahl derjenigen Fehlergrößen möglich ist, die entweder schon als Ausschuß
gelten sollen oder noch als brauchbares Erzeugnis.
In dfen meisten Fällen scheint es erwünscht, die
Abschneidelinie d-d verhältnismäßig nahe an die in
der Abschneidevorrichtung zur Löschung gebrachten Signale 53 heranzubringen, so daß auch die in Fig. 3
von kleinsten Fehlern ausgehenden Signale 54 mit von dem Prüfverfahren erfaßt werden. Um dies zu erreichen,
ist es allerdings erforderlich, daß die Stromstärke der Signale 53, die man gewissermaßen als
Normalsignale bzw. als Störpegel der Anlage bezeichnen könnte, in möglichst konstanter Höhe über der
Nullinie liegt. Würde man die in der Vorrichtung benutzten Prüflampen 21 an das normale Lichtnetz anschließen,
so würden schon die üblichen Schwankungen in der Spannung dieses Netzes zu unerwünschten
Störungen führen. Es ist deshalb zweckmäßig, diese Lampen von besonderen Generatoren zu speisen, die
mit an sich bekannten Mitteln für eine völlig konstante Spannung an den Lampen sorgen. Bei Verwendung solcher besonderen Stromquellen mit konstanter
Spannung ist es dann möglich, die Abschneidelinie d-d sehr weit von der Nullinie entfernt
zu legen, um auch kleinste Fehler auf der zu überwachenden Bahn in Signale umzusetzen.
Durch die gleichmäßige Verteilung des Lichtes über die Fläche des Lichtflecks ist dabei sichergestellt, daß
eine Fehlerstelle, die kleiner als die Lichtfleckfläche ist, nicht verschieden starke elektrische Signale auslöst,
je nach der zufälligen Lage des Fehlers innerhalb des abtastenden Lichtflecks. Ein Beispiel für eine
zweckmäßige Ausbildung der Vorrichtungen zur Erzeugung eines allen Anforderungen entsprechenden
Lichtflecks ist in Fig. 4 in einem Schaubild dargestellt. Die Lampe 21 zur Erzeugung des Strahles
liegt hier in einem Kasten 60 und erhält über die Anschlüsse 61 ihre Betriebsspannung. Durch die Optik
62 wird der ausgehende Lichtstrahl gesammelt und in der ersten Abbildungsebene 63 vereinigt. Eine zweite
Optik 64 bewirkt eine Fokussierung des Lichtstrahles auf dem Spiegelrad 22, wobei der Lichtstrahl durch
das vom" Motor 23 angetriebene Spiegelrad seine Ablenkung erhält. Der Lichtstrahl wird von dem Spiegelrad
22 längs der Abtastlinie 17 auf dem bandförmigen Material 10 abgelenkt. In den Strahlengang zwischen
dem Spiegelrad 22 und der Abtastlinie 17 wird zweckmäßig noch eine stabförmige Linse 65 eingeschaltet,
die den bis dahin zwar schmalen, aber noch erheblich langen Querschnitt des Strahles in einen ungefähr
quadratischen Fleck gleicher Schmalheit auf der Abtastlinie umformt. Damit ist der wichtige Vorteil verbunden,
daß eine wesentlich größere Lichtmenge dem abtastenden Lichtfleck zugeführt werden kann, als
wenn man die weiter unten beschriebene Blende 68 so eng einstellt, daß schon hier ein Lichtstrahl mit quadratischem
Querschnitt geformt wird. Zwischen der Abtastlinie 17 und den beiden lichtempfindlichen Einrichtungen'24,
mit denen die jeweilige Helligkeit auf der Abtastlinie 17 gemessen wird, kann ebenfalls eine
weitere stabförmige Linse 66 angeordnet werden, die einen möglichst großen Teil der von der Abtastlinie 17
ausgehenden Strahlung den Eingangslinsen der beiden lichtempfindlichen Einrichtungen 24 zuführt. Die
Linse 66 dient damit als Ersatz der sonst bei ähnlichen Anlagen verwendeten zusätzlichen lichtsammelnden
Elemente, wie parabolischer oder elliptischer Spiegel, mit denen man ebenfalls einen Teil der von einem
hellen Objekt ausgehenden Streustrahlen auf eine lichtempfindliche Einrichtung zu sammeln vermag.
Wenn die lichtempfindlichen Einrichtungen 24 und der vom Spiegelrad 22 zur Abtastlinie führende Lichtstrahl
in der gleichen Ebene oder annähernd in der gleichen Ebene liegen, können die beiden Stablinsen
65 und 66 auch durch eine einzige Linse ersetzt werden. In dem Beispiel nach Fig. 4 sind die lichtempfindlichen
Einrichtungen 24 verhältnismäßig weit aus dei Ebene des vom Spiegelrad zur Abtastlinie 17 pendelnden
Lichtstrahles herausgesetzt, um recht nahe an der Abtastlinie angeordnet sein zu können. Die Lichtintensität
der von den lichtempfindlichen Einrichtungen aufgenommenen Strahlung nimmt selbstverständlich
mit der Annäherung an die Abtastlinie zu. Auf dem Wege des Lichtstrahles von der Lampe 21 zum
Spiegelrad 22 ist noch in der ersten Abbildungsebene 63 eine in zwei Richtungen mit Hilfe der Justierschrauben
67 verschiebbare Blendeneinrichtung 68 vorgesehen, die schon oben erwähnt wurde.
Zur Anpassung der Lichtquelle an die jeweils vorliegenden
Sortierprobleme ist es vorteilhaft, in dem Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem ersten
Objektiv beispielsweise eine Filteranordnung vorzusehen, deren Filter 69 verschiedene spektrale Bereiche
aus dem Gesamtspektrum der Lichtquelle 21 ausblenden können. Die Filteranordnung kann dabei von
Hand oder automatisch bewegt oder eingestellt werden.
Der in den lichtempfindlichen Einrichtungen 24 erzeugte Strom wird durch die Leitungen 26, wie schon
oben beschrieben, einer in Fig. 4 nicht dargestellten Abschneidestufe zugeführt, wie sie in Fig. 1 mit 37
bezeichnet ist.
Für die weitere Auswertung dieser Signale ist eine Mehrzahl von Möglichkeiten gegeben. Wird die Erfindung
für das Abtasten von Bahnen großer Länge verwendet, die zunächst zu Rollen aufgewickelt werden,
um dann später verarbeitet zu werden, so kann man die von der Abschneidestufe gelieferten Signale
einer Registriervorrichtung zuführen, der für jede einzelne
Rolle ein Registerstreifen entnommen wird. Bei der Weiterverarbeitung ist dann aus dem Registerstreifen
ohne weiteres ersichtlich, welche Stellen der Bahn Fehler aufweisen, so daß diese Fehlerstellen
dann entweder beim Einlauf in die weiterverarbeitende Vorrichtung herausgeschnitten werden können oder
am Schluß des Verarbeitungsvorganges die nicht einwandfreien Erzeugnisse ausgeschieden werden. Letzteres
ist beispielsweise bei Rotationsdruckmaschinen ohne weiteres möglich, da die Druckerzeugnisse am
Ende dieser Maschine in Bogen aufgeteilt und abgelegt werden, wobei man dann die fehlerhaften Exemplare
aus der Ablage entfernen kann. Verwendet man für das Ausscheiden der fehlerhaften Stellen automatische
Einrichtungen, so kann der der Abschneidestufe nachgeschaltete Registerstreifen etwa nach Art einer Lochkarte
ausgebildet sein, so daß durch elektrische Abtastung des Lochstreifens automatisch die zur Beseitigung
der fehlerhaften Erzeugnisse eingesetzten Vorrichtungen ausgelöst werden können. Selbstverständlich
können die fehleranzeigenden Signale auch magnetisch auf Magnetbändern oder irgendwelchen
anderen bekannten Signalspeichern aufgenommen werden, die dann bei der Weiterverarbeitung zur Anzeige
der Fehler oder zur Schaltung von fehleraussondernden Einrichtungen eingesetzt werden können.
Weiterhin ist es auch möglich, insbesondere bei der Überwachung von Einzelbogen, mit Hilfe der in der
Abschneidestufe erzeugten Signale unmittelbar Schaltvorrichtungen für die Aussonderung der fehlerhaften
Bogen zu betätigen, wofür weiter unten noch Beispiele angeführt werden. Es ist auch möglich, die Signale
gleichzeitig zur Registrierung und zu S ehalt vor gangen
zu benutzen. Es kann beispielsweise bei der laufenden Überwachung langer Bahnen in einer Herstellungsmaschine
für Folien (Papiermaschine) zweckmäßig sein, neben der Herstellung eines Registerstreifens für
jede hergestellte Rolle noch akustische oder optische Signale unmittelbar beim Auftreten einer Fehlerstelle
auszulösen. Der Zweck der Überwachungsvorrichtung liegt nämlich nicht ausschließlich darin, hinterher zu
wissen, ob und wo bei der Herstellung Fehler aufgetreten sind. Wichtig ist unter Umständen auch, daß
der Maschinenführer auf Fehler aufmerksam gemacht wird und gegebenenfalls Maßnahmen gegen eine Wiederholung
der Fehler trifft. Zweckmäßig ist für diesen Fall, daß von der Überwachungsvorrichtung zwei aufeinanderfolgende
Signale von jeder Fehlerstelle ausgelöst werden, von denen das erste Signal unmittelbai
beim Passieren der Bahn an der Abtastlinie erfolgt, also etwa durch eine Klingel das Vorliegen einer
Fehlerstelle nur ankündigt, während das zweite Signal zeitlich mit dem Vorbeilauf der Fehlerstelle an einer
leicht überschaubaren Stelle des späteren Bahnlaufs zusammenfällt, etwa beim Einlauf der Bahn in die
Wickelvorrichtung. Das zweite Signal ist dann zweckmäßig optisch durch das Aufleuchten einer Lampe gegeben.
Der durch das Klingelsignal zu dieser Stelle hergerufene Maschinenführer wird durch das Aufleuchten
der Lampe aufmerksam gemacht, daß in diesem Augenblick die Fehlerstelle sichtbar sein muß, er
kann also die Art des Fehlers sehen und gegebenenfalls Maßnahmen gegen eine Wiederholung treffen,
wenn der Fehler z. B. bei der Herstellung des Erzeugnisses durch das Auftreten von Schaum in der Siebpartie
einer Papiermaschine oder durch ähnlich behebbare Störungen entstanden sein sollte. Wie oben erwähnt
ist, können die von der Abschneidestufe 37 ausgehenden Signale nicht nur in Registriervorrichtungen
ausgewertet, sondern auch unmittelbar zur Steuerung von Vorrichtungen verwendet werden, mit denen z. B.
fehlerhafte Erzeugnisse von fehlerfreien getrennt werden. Ein Beispiel für die elektrische Schaltung einer
solchen Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Es handelt sich hier um die
Prüfung von einzelnen Bogen 70, die in Richtung des Pfeiles 71 mit nicht näher dargestellten Fördermitteln
über die Abtastlinie 17 geführt werden. Die zu dieser Abtastlinie gehörigen lichtempfindlichen Einrichtungen
einschließlich der Abschneidestufe sind durch die Vierecke 24 und 37 angedeutet. Der von einem Fehler
72 auf einem der Bogen von der Abschneidestufe 37 ausgehende kurzzeitige Stromstoß wird einem Relais
73 zugeführt. Der zugehörige Schalter 74 wird durch eine Federklinke 75 vorerst geschlossen gehalten, ohne
daß jedoch durch diesen Schalter schon ein Strom fließt; im Stromkreis liegt nämlich noch ein Unterbrecher
76, befestigt auf der Welle 77. Diese Welle 77 wird so angetrieben, daß sie eine Umdrehung in der
Zeit macht, in der die Vorderkanten zweier Bogen 70 aufeinanderfolgen, also synchron mit dem Bogenanleger,
der die Bogen in die Überwachungsvorrichtung aufgibt, und gegebenenfalls mit diesem Bogenanleger
durch gemeinsamen Antrieb verbunden. Der Unterbrecher 76 hat den Zweck, die Betätigung der Weiche
78 so lange zu verzögern, bis die Vorderkante des Bogens mit dem Fehler 72 in die Nähe der Weiche 78
gelangt ist, denn die Aufgabe der Weiche besteht darin, jeden mit einem Fehler behafteten Bogen aus
dem normalen, durch den Pfeil 71 angedeuteten Förderweg nach unten abzulenken, etwa in einen hinter
und unter der Weiche 78 liegenden Kasten für Ausschuß. Liegt der Bogen mit dem Fehler 72 kurz voider
Weiche 78, so erreicht der auf Isolierscheibe 76 angeordnete stromführende Metallteil 79 den zugehörigen
Schleifkontakt, schließt den Stromkreis über den Schalter 74 und schaltet so das Relais 80 ein, wobei
dieses Relais 80 zur Umstellung der Weiche 78 dient. Die Vorderkante der Weiche 78 liegt bei dem
angegebenen Beispiel zwecks einfacherer Schaltung genau um den Abstand e der Vorderkanten zweier
Bogen von der Abtastlinie 17 entfernt. Daraus folgt, daß sich bei dieser Schaltung die Weiche auch dann
richtig umstellt, wenn der Fehler 72 statt an der angegebenen Stelle dicht an der Vorderkante oder an der
Hinterkante des Bogens liegen würde. Ein geringerer Abstand e würde das richtige Erfassen der Bogen mit
Fehlern an der Hinterkante ausschließen, ein größerer Abstand aber zusätzliche Verzögerungs- oder Speichereinrichtungen
nötig machen.
Kurz nach dem Zeitpunkt des Umschaltens der Weiche liegt also ein Bogenzwischenraum sowohl über
der Weichenvorderkante wie auch über der Abtastlinie. Zu dieser Zeit muß nun der Schalter 74 wieder
geöffnet werden, damit das Relais 73 in die Lage kommt, auf etwaige Fehler des folgenden Bogens neu
anzusprechen. Hierzu dient der auf die Federklinke 75 einwirkende Magnet 81, zum genannten Zeitpunkt eingeschaltet
vom auf der Welle 77 angeordneten Kontakt 82. Damit durch dieses Ausschalten die Weiche
78 unbeeinflußt, also vorerst offen bleibt, bis der Bogen mit dem Fehler 72 die Weiche durchlaufen hat,
betätigt der Anker des Relais 80 gleichzeitig mit der Weiche 78 auch den Schalter 83, der den Schalter 74
überbrückt, und zwar für die vom Kontakt 84 auf der Welle 77 eingestellte Zeitdauer des Bogendurchlaufs.
Nach dem Bogendurchlauf wird die Weiche 78 durch Einwirkung einer Feder 85 in die Ausgangslage zurückgestellt,
da dann der Strom für das Relais 80 am Kontakt 84 unterbrochen wird, es sei denn, daß inzwischen
auch beim nächsten Bogen ein Fehler ermittelt und der Schalter 74 geschlossen wurde. Im letzteren
Fall bleibt die Weiche vom Relais 80 verstellt, da dies Relais dann auch über den Kontakt 79 und den
Schalter 74 unter Strom bleibt.
Wie das Schaltbild nach Fig. 5 erkennen läßt, spricht der Schalter 74 jeweils beim ersten Fehler
eines Bogens an, die von weiteren Fehlern desselben Bogens ausgehenden Signale ändern den Schaltzustand
nicht mehr. Es kann aber erwünscht sein, auch eine Angabe über die Zahl der Fehler eines Bogens zu erhalten.
Dies ist ohne weiteres möglich, wenn man die von der Abschneidestufe 37 ausgehenden Signale sowohl
einer Schaltvorrichtung, verkörpert in Fig. 5 durch das Relais 73, als auch gleichzeitig einer Registriervorrichtung,
in Fig. 5 bei 86 angedeutet, zuführt. Hier handelt es sich um einen Impulszähler an
sich bekannter Bauart, in dem die von der Abschneidestufe 37 ausgehenden Signale gezählt werden und ihre
Summe auf eine Registriervorrichtung übertragen wird. Diese Summe kann dann für eine gewisse
Bogenzahl, etwa jeweils für 10 oder 100 Bogen, auf einen Registerstreifen aufgetragen werden und gibt so
den gewünschten Aufschluß über die Fehlerzahl. Die
in einem Imuplszähler festgestellte Fehlerzahl für einzelne Bogen kann aber selbstverständlich auch unter
entsprechender Abänderung der Schalteinrichtungen dazu ausgenutzt werden, diejenigen Bogen auszusortieren,
bei denen eine bestimmte Fehlerzahl je Bogen überschritten wird. Das Relais 73 nach Fig. 5 wird
dann vom Impulszähler aus betätigt, sobald in diesem Zähler die Überschreitung einer vorbestimmten Fehlerzahl
festgestellt wird.
Das in Fig. 5 dargestellte Beispiel für eine Schalteinrichtung löst nach den vorstehenden Ausführungen
die Aufgabe, die von der lichtempfindlichen Einrichtung 24 zu verschiedenen Zeitpunkten ausgehenden
Impulse auf eine Schaltvorrichtung für den Bogenweg, nämlich auf die Weiche 78, unter wechselnder Verzögerung
so zu übertragen, daß die Verstellung der Weiche in dem Zeitpunkt erfolgt, wenn sich die Vorderkante
eines Bogens dieser Weiche nähert. Diese Aufgabe läßt sich selbstverständlich auch mit jeder
anderen bekannten Verzögerungseinrichtung lösen, insbesondere auch durch die Verwendung magnetischer
Signalspeicher, die auch auf umlaufenden Einrichtungen (gegebenenfalls synchron zum Bogenlauf
angetrieben) angeordnet sein können. Die Anwendung magnetischer Speicher hat den Vorteil, daß die gespeicherten
Signale sich in einfacher und bekannter Weise rechtzeitig löschen lassen, so daß die Speicher unmittelbar
nach dem Löschen für neue Signale aufnahmefähig sind. Die Darstellung nach Fig. 5 zeigt also nur
ein Beispiel, das ohne weiteres durch andere Schaltungen mit ähnlicher Wirkung ersetzbar ist.
Zur weiteren Erläuterung der Anwendiungsmöglichkeiten
der Erfindung ist in Fig. 6 schematisch der Längsschnitt durch eine vollständige Anlage zur Prüfung
einzelner Papier- oder Kartonbogen auf optisch erkennbare Abweichungen in der Güte und zur Sortierung
dieser Bogen auf Grund der Feststellungen dargestellt. Die zu prüfenden Bogen werden als
Stapel 90 auf einer Palette 91 und auf einem Hubtisch 92 am Einlaßende der Prüfvorrichtung eingesetzt. Ein
Bogenanleger 93 führt in bestimmten Zeitabständen jeweils den obersten Bogen den Förderbändern 94 zu,
die den Fördermitteln 11 nach Fig. 1 entsprechen und die einzelnen Bogen der ersten Lichtstrahlabtastung
mit der Abtastlinie 95 zuführen. Da diese Abtastvorrichtung in Fig. 1 bereits dargestellt ist, sind in Fig. 6
lediglich der äußere Kasten 96 und die Fördereinrichtungen dargestellt, die den Bogen über den Saugkasten
97 unter der Abtastlinie 95 führen. Nach dem Verlassen der Abtasteinrichtung werden die einzelnen
Bogen weiter durch die Förderer 98 in einen weiteren Abtastkasten 99 eingeführt, in dem die Unterseite der
Bogen auf der Abtastlinie 100 von unten her abgetastet wird, so daß also in dieser Anlage eine Prüfung
beider Oberflächen der Bogen stattfindet. Weitere Förderbänder 101 führen dann die Bogen, die die Abtastvorrichtung
99 verlassen, zu den drei Ablagekästen 102, 103 und 104 für die geprüften Bogen, in denen
diese Bogen auf absenkbaren Paletten gestapelt werden und die mit den üblichen Rütteleinrichtungen 105
zur Herstellung ebener Abschlußflächen für die Bogenstapel ausgerüstet sind. Die Zuteilung der abgetasteten
Bogen zu den einzelnen Ablagekasten erfolgt durch die beiden Weichen 106 und 107, deren Betätigung
und Wirkungsweise schon bei der Erläuterung von Fig. 5 beschrieben worden ist.
Bei der Verwendung von Ablagekästen, wie sie für
die Beispiele nach Fig. 6 in Frage kommen, ist es auch zweckmäßig, die Kästen oder einzelne derselben mit
einem Bogenzählwerk 108 in an sich bekannter Ausführung auszurüsten und gegebenenfalls auch mit den
ebenfalls bekannten, vom Bogenzähler aus gesteuerten Vorrichtungen zum Einschießen von Riesbogen.
Weiterhin ist zu der in Fig. 6 dargestellten Anlage zu bemerken, daß bei Hintereinanderschaltung von
zwei Überwachungseinrichtungen in der angegebenen Weise in jeder einzelnen Überwachungseinrichtung
eine Lichtquelle als Abtasteinrichtung für die Bogenzwischenräume untergebracht ist. Liegen diese Lichtquellen,
quer zur Laufrichtung des Bogens betrachtet, an verschiedenen Stellen, so ergibt sich damit der Vorteil,
daß ein Loch in den zu überprüfenden Bogen als Fehler registriert wird, denn ein solches Loch kann
nur bei einer der beiden Lampen durch die Lichtwirkung von der Registrierung ausgeschlossen werden, es
löst aber in der anderen Vorrichtung mit Sicherheit ein Fehlersignal aus.
Die in Fig. 6 dargestellte Einrichtung läßt sich für eine Mehrzahl von Anwendungsfällen verwenden.
so Wäre nur die Aufgabe gegeben, die mit dem Stapel 90
der Prüfeinrichtung zugeführten Bogen in fehlerfreie Bogen und in Ausschußbogen zu trennen, so würde
hierzu die Anordnung von zwei Ablagekästen genügen. Die Darstellung von drei Ablagekästen in Fig. 6 zeigt,
daß man im Rahmen des Grundgedankens der Fehlerabtastung auch weitere Aufgaben als die eben genannte
einfache Aufgabe zu lösen vermag.
Man kann sich also beispielsweise die Aufgabe stellen, eine solche Anlage, wie sie in Fig. 6 gezeichnet
ist, zur Nachsortierung lediglich solcher Bogen zu benutzen, bei denen in einem vorangehenden Sortiergang
Fehler ermittelt sind. Die Nachsortierung kann dann unter dem Gesichtspunkt erfolgen, daß im Kasten 104
diejenigen Bogen gesammelt werden, die die Fehler auf der zweiten Hälfte der Bogen enthalten, im Ablegekasten
103 diej enigen Bogen, die die Fehler in der ersten Bogenhälfte aufweisen, und im Ablegekasten 102 schließlich
die Bogen, bei denen sich Fehler auf beiden Bogenhälften befinden. Mit dieser Nachsortierung ist die
Möglichkeit gegeben, die den Ablagekästen 103 und 104 zu entnehmenden Bogenstapel durch einen Mittelschnitt
in zwei Stapel zu zerlegen, von denen der eine Stapel aus fehlerfreien Halbbogen besteht und der andere
Stapel aus fehlerhaften Halbbogen. Da die fehlerfreien
Halbbogen ohne weiteres verwendbar sind, ergibt sich durch diese Auslese eine wesentliche Verringerung
des Ausschusses. Die Schaltung zur Auslösung der beiden Weichen 106 und 107 bedarf in
diesem Falle selbstverständlich einer Abänderung gegenüber der in Fig. 5 dargestellten Schaltung. Dabei
kann man für die von den lichtempfindlichen Vorrichtungen 24 ausgehenden Signale eine an sich füi
andere Anwendungsfälle bekannte sogenannte Torschaltung anwenden und mit dieser Schaltung die für
die vordere und die hintere Bogenhälfte gültigen Signale voneinander trennen. Ergibt sich für die vordere
Bogenhälfte kein Fehler, so wird auch bei keiner Weiche eine Verstellung veranlaßt. Ergibt sich in dei
vorderen Bogenhälfte jedoch ein Fehler, so wird das Fehlersignal zur Verstellung der Weiche 107 mit entsprechender
Verzögerung ausgenutzt. Wird bei der Abtastung der hinteren Bogenhälfte kein Fehler festgestellt,
so wird ebenfalls keine Änderung in der Weichenschaltung vorgenommen; nur wenn in der zweiten
Bogenhälfte ein Fehler vorliegt, wird das entsprechende Signal dem Relais zur Verstellung der
Weiche 106 zugeführt. Dieses Relais ist allerdings mit der Schalteinrichtung für die Weiche 107 durch eine
Sperrschaltung in der Weise verbunden, daß die Weiche 106 nur betätigt wird, wenn auch der Weiche
17 18
107 schon von der ersten Bogenhälfte her ein Verstell- Oberflächen einwandfrei sind und nur auf der anderen
impuls übermittelt ist; war die erste Hälfte jedoch Fehler aufweisen. Solche Bogen sind auch nicht wertfehlerfrei, so wird die Weiche 106 auch dann nicht los, sondern nur für einseitigen Druck (Plakate) einverstellt,
wenn ein Fehler auf der hinteren Bogenhälfte wandfrei verwendbar. Dabei ist sowohl die Möglichsignalisiert
wird. Auf diese Weise ergibt sich die oben 5 keit gegeben, für nicht vorsortierte Bogen eine Einbereits
beschriebene gewünschte Verteilung der ein- richtung mit vier Ablagekästen für die vier Bogenzelnen
Bogen in die drei Ablagekästen 102, 103 Sorten — Fehler auf keiner Seite, Fehler auf der
und 104. Oberseite, Fehler auf der Unterseite, Fehler auf beiden
Das eben geschilderte Beispiel zeigt, daß das Ver- Seiten — zu verwenden oder in einer Einrichtung mit
fahren nach der Erfindung zur Lösung völlig verschie- io drei Ablagekästen vorsortierte Bogen zu sortieren,
dener Aufgaben eingesetzt werden kann, indem die nämlich fehlerhafte Bogen in drei Gruppen: Fehler
Schaltungen dem jeweiligen Zweck angepaßt werden. oben, Fehler unten, Fehler auf beiden Seiten.
Die Lösung der Aufgabe, einen Stapel von Bogen, Die bisherigen Beispiele zeigen schon, daß die Er-
von dem bei jedem bereits ein Fehler festgestellt wor- findung geeignet ist, jede Aufgabe auf vollauto-
den ist, in völlig unbrauchbare Bogen und solche 15 matischem Wege zu lösen, die man auch für eine
Bogen zu trennen, bei denen wenigstens jeweils eine Handsortierung bei Prüfung durch das Auge stellen
Bogenhälfte noch benutzbar ist, kann selbstverständ- kann. Nachstehend werden aber auch noch einige wei-
lich auch in der Weise durchgeführt werden, daß für tere Beispiele genannt, bei denen bisher noch nicht
die Abtastung einer Bogenoberfläche zwei getrennte näher beschriebene zusätzliche oder abgeänderte Mi t-
Vorrichtungen eingesetzt werden, von denen jede nur 20 tel benötigt werden.
einen Bogenteil abtastet, was nicht unbedingt der vor- Als ein solches Beispiel ist zunächst eine Sortierung
dere und der hintere Bogenteil sein muß, sondern ge- nach der Farbe der Fehler zu nennen. In diesem Fall
gebenenfalls auch ein rechter und ein linker Bogenteil. macht man von der bei der Beschreibung von Fig. 4
Handelt es sich um eine Vorrichtung, bei der Einzel- schon erwähnten Möglichkeit der Benutzung von
bogen auf jeder ihrer beiden Oberflächen auf Fehler zu 25 Farbfiltern Gebrauch und verwendet ebenfalls zwei
prüfen sind, so ist die Darstellung nach Fig. 6 noch in hinlereinanderliegende Abtastvorrichtungen, von
der Weise zu ergänzen, daß jeweils zwei Vorrichtungen denen die eine mit einem über das gesamte; sichtbare
für die Abtastung von oben her und für die Abtastung Spektrum reichenden Licht, die andere dagegen bei-
von unten her hintereinandergeschaltet werden; in die spielsweise mit einem Gelbfilter arbeitet. Die mit dem
Stromleitung zu den Schalteinrichtungen für die Be- 30 Gelbfilter versehene Einrichtung spricht dann auf alle
tätigung der Weichen 106 und 107 sind dann jeweils Fehler an, nämlich sowohl auf schwarze als auch be-
Verzögerungseinrichtungen einzubauen, die den ver- vorzugt auf blaue Fehlerstellen, während die mit
i-chiedenen zeitlichen Abstand der Abtastlinien von weißem Licht arbeitende Vorrichtung auf blaue
den einzelnen Weichen überbrücken. Stellen nur unzureichend reagiert (wegen der Spek-
Ein weiteres Beispiel für die Verwendung des 35 tralempfindlichkeit der üblichen Foto-Multiplier). Daneuen
Verfahrens für eine Sonderaufgabe ergibt sich mit ist ohne weiteres die Möglichkeit gegeben, unter
durch die Aufgabe, eine Anzahl von Bogen, die noch Verwendung der bei dem Beispiel für eine Sortierung
nicht vorsortiert sind, so in die Ablagekästen 102, 103 nach der Fehlergröße beschriebenen Schaltung eine
und 104 einzubringen, daß im Ablagekasten 104 die- Einteilung der zu prüfenden Bogen in die drei Grupjenigen
Bogen aufgenommen werden, die keine Fehler 4° pen vorzunehmen: Bogen ohne Fehler, blaufleckige
aufweisen, im Ablagekasten 103 diejenigen Bogen, die Bogen und Bogen mit anderen Fehlern,
nur kleine Fehler aufweisen, die also als Bogen Das Verfahren nach der Erfindung ist dabei nicht »zweiter Wahl« noch für Anwendungszwecke ver- einmal auf die Feststellung von Fehlern beschränkt, käuflich sind, bei denen höchste Qualitätsanforderun- die in der Aufsicht auf den Bogen optisch erkennbar gen nicht gegeben sind, und im Ablagekasten 102 die- 45 sind. Es kann auch für eine Prüfung in der Durchjenigen Bogen, die größere Fehler aufweisen und des- sieht Verwendung finden. Ein Beispiel für diese Möghalb unverwendbar sind. Diese Aufgabe läßt sich auch Hchkeit ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Bei diemit einer der Fig. 6 entsprechenden Vorrichtung sem Beispiel wird entsprechend dem bei Fig. 1 lösen, etwa in der Weise, daß sowohl für das Abtasten beschriebenen Beispiel eine Bahn 10 mit den Transder Oberseite als auch für das Abtasten der Unterseite 5° porteinrichtungen 11 durch einen Abtastbereich geje zwei Abtastvorrichtungen zur Anwendung korn- führt. Die Abtastlinie 17 liegt hier jedoch nicht auf men, bei denen in den Abschneidestufen die Ab· einem Saugkasten wie bei dem Beispiel nach Fig. 1, schneidelinien d-d nach Fig. 3 in verschiedener Höhe sondern zwischen den beiden Saugkästen 110 und 111., dem gewünschten Gütegrad entsprechend eingestellt über die die beiden luftdurchlässigen Transportbänder ist. Diejenigen Bogen, die in keiner Abtastvorrichtung 55 112 und 113 geführt sind. Das Band 112 wird dabei ein Fehlersignal auslösen, gelangen dann ohne weiteres mit der den Transportvorrichtungen 11 entsprechenals fehlerfrei in den Ablagekasten 104, da bei diesen den Geschwindigkeit angetrieben, das Band 113 da-Bogen keine Verstellung der Weichen erfolgt. Signale, gegen um ein geringes Maß schneller. Über den beiden die von der auf kleine Fehler eingestellten Abtastein- Saugkästen 110 und 111 wird der Bahn 10 die für die richtung ausgehen, werden zur Umstellung der Weiche 60 Abtastung nötige völlig flache Lage gegeben. Die 107 benutzt. Werden bei diesen Bogen auch Signale in etwas höhere Geschwindigkeit des Bandes 113 erzeugt der nur auf grobe Fehler eingestellten Abtastvorrich- dabei in der Abtastlinie 17 eine ausreichende Zugtung gegeben, so wird zusätzlich auch die Weiche 106 spannung, um die ebene Lage auch zwischen den beiverstellt und auf diese Weise die Aufgabe einer Sor- den Saugkästen mit Sicherheit aufrechtzuerhalten. Die tierung nach Fehlergröße gelöst. 65 dabei etwa auftretende vorübergehende Dehnung der
nur kleine Fehler aufweisen, die also als Bogen Das Verfahren nach der Erfindung ist dabei nicht »zweiter Wahl« noch für Anwendungszwecke ver- einmal auf die Feststellung von Fehlern beschränkt, käuflich sind, bei denen höchste Qualitätsanforderun- die in der Aufsicht auf den Bogen optisch erkennbar gen nicht gegeben sind, und im Ablagekasten 102 die- 45 sind. Es kann auch für eine Prüfung in der Durchjenigen Bogen, die größere Fehler aufweisen und des- sieht Verwendung finden. Ein Beispiel für diese Möghalb unverwendbar sind. Diese Aufgabe läßt sich auch Hchkeit ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Bei diemit einer der Fig. 6 entsprechenden Vorrichtung sem Beispiel wird entsprechend dem bei Fig. 1 lösen, etwa in der Weise, daß sowohl für das Abtasten beschriebenen Beispiel eine Bahn 10 mit den Transder Oberseite als auch für das Abtasten der Unterseite 5° porteinrichtungen 11 durch einen Abtastbereich geje zwei Abtastvorrichtungen zur Anwendung korn- führt. Die Abtastlinie 17 liegt hier jedoch nicht auf men, bei denen in den Abschneidestufen die Ab· einem Saugkasten wie bei dem Beispiel nach Fig. 1, schneidelinien d-d nach Fig. 3 in verschiedener Höhe sondern zwischen den beiden Saugkästen 110 und 111., dem gewünschten Gütegrad entsprechend eingestellt über die die beiden luftdurchlässigen Transportbänder ist. Diejenigen Bogen, die in keiner Abtastvorrichtung 55 112 und 113 geführt sind. Das Band 112 wird dabei ein Fehlersignal auslösen, gelangen dann ohne weiteres mit der den Transportvorrichtungen 11 entsprechenals fehlerfrei in den Ablagekasten 104, da bei diesen den Geschwindigkeit angetrieben, das Band 113 da-Bogen keine Verstellung der Weichen erfolgt. Signale, gegen um ein geringes Maß schneller. Über den beiden die von der auf kleine Fehler eingestellten Abtastein- Saugkästen 110 und 111 wird der Bahn 10 die für die richtung ausgehen, werden zur Umstellung der Weiche 60 Abtastung nötige völlig flache Lage gegeben. Die 107 benutzt. Werden bei diesen Bogen auch Signale in etwas höhere Geschwindigkeit des Bandes 113 erzeugt der nur auf grobe Fehler eingestellten Abtastvorrich- dabei in der Abtastlinie 17 eine ausreichende Zugtung gegeben, so wird zusätzlich auch die Weiche 106 spannung, um die ebene Lage auch zwischen den beiverstellt und auf diese Weise die Aufgabe einer Sor- den Saugkästen mit Sicherheit aufrechtzuerhalten. Die tierung nach Fehlergröße gelöst. 65 dabei etwa auftretende vorübergehende Dehnung der
In ähnlicher Weise läßt sich mit einer Einrichtung Bahn 10 kann sich hinter dem Band 113 im Auftreten
nach der Erfindung, und zwar auch mit einer Aus- eines kleinen Durchhanges 114 bemerkbar machen, in
führungsform ähnlich der in Fig. 6 dargestellten, die dem die Bahn ihre Zugspannung verliert und von den
Aufgabe lösen, aus einem Bogenstapel diejenigen folgenden Transporteinrichtungen 11 wieder mit dei
Bogen auszusortieren, die auf der einen ihrer beiden 70 normalen Geschwindigkeit weiterbewegt wird. Auf
Claims (19)
- diese Weise,wird die Bahn durch.-die in -.der; Abtastlinie 17 -senkrecht zur ..Ebene .der Bahn-lO. gegebene Ebene geführt, ohne bier·.von· irgendwelchen ;Tr-agbändern begleitet zu.werden.:P.erivon.einem Spiegelrad· in der bereits beschriebenen Weise,.zur Abtastlinie-17:geführte abtastende ,Lichtstrahl JUlStkann. dann durch die Bahn.lO hindurchtteten ;und, soweit rer -in der Bahn nicht -absorbiert wurde, von der lichtempfindlichen Einrichtung .24 ,aufgenommen .und -in elektrische Energie umgeformt werdet}, .die dann in -der 'bereits beschriebenen Weis,ein.Signale:zur.Anz.eige von Fehlern umformbar .ist. Damit besteht auch die Möglichkeit, ;außer Papierbahnen auch etwa .durchscheinende oder durchsichtige Folien mit dem Verfahren nach der Erfindung auf Fehlerfreiheit ,zu prüfen-und die Signale =15 zur Registrierung der Fehler -oder .zur Betätigung von Schalteinrichtungen für ihre Aussonderung auszunutzen. Wenn eine .durchsichtige Bahn -durch eine lichternpfindliche Einrichtung, der der durchgelassene Teil des Abtaststrahles zugeführt wird, überwacht ao werden soll, die Bahn aber keine .ausreichende Festigkeit aufweist, um in der in Fig. 7 dargestellten Einrichtung in ebener Lage über die Abtastlinie 17 geführt zu werden, so ist es natürlich ohne weiteres ,möglich, die zu prüfende Bahn auf dem Wege zwischen den Bändern 112 und 113 durch eine durchsichtige Platte, etwa eine eben geschliffene Glasplatte, zu stützen und dje Voreilung in. der Geschwindigkeit des Bandes 113 gegenüber der Geschwindigkeit des Bandes. 112 sowie das Vakuum im Kasten 111 auf ein se geringes Maß einzustellen, wie es der Bahnfestigkeit entspricht.Aus den im Zusammenhang mit Fig. 7 erläuterten Beispielen ergibt sieh ebenso wie aus den vorangehenden Erläuterungen, daß die Erfindung nicht auf Papiererzeugnisse oder ähnliche Folien beschränkt ist, sondern für alle bahn- oder blattförmigen Erzeugnisse beliebiger Herkunft verwendbar ist, bei denen durch Beobachtung entweder des von der Bahn reflektierten Lichtes oder des von der Bahn durchgelassenen Liehles Abweichungen in der Qualität festgestellt werden können.,FATENTANSPBtTCHE:1·. Verfahren zut laufenden- Überwachung von Papier-, Pappe, Folien oder sonstigen bahn,- oderblattförmigen Erzeugnissen auf optisch erkennbare Abweichungen (Fehlerstellen); unter Benutzung eines. Gerätes zur Abtastung der die Überwachungseinrichtung durchlaufenden Erzeugnisse mittels eines quer zur Durchlaufrichttmg des Erzeugnisses geführten Lichtstrahles und mittels einer lichtempfindlichen! Einrichtung; (Fotozelle, Sekundärelektronen.yerivielfacher od. dgli), auf die. die.Helligkeit des vom Lichtstrahl auf; dem zu-prüfenden Erzeugnis erzeugten Lichtflecks einwirkt, gel^ennzeichnet·· dg,du.rshj daß zur- Abtastung: der Flächen, ein- stark, gebündelter· und auf der. Abtastlinie ημΓ; einen [ kleinen Lichtfleck verursachender Lichtstrahl benutzt .wird, dessen Querbewegungän 60: an sich- bekannter Weise, etwa; durch' Reflexion eines von, einer festen-Lampe ausgehenden Strahles, mittels, ein.es umlaufenden :vielfiachigen Spiegelrades .erzeugbari ist und der- durch- auf- seinem Wege eingeschaltete Linsen und =.Blenden·auf r der Abtastlinie· den kleinen. Lichtfleck· mit scharfen: Grenzen und -mit innerhalb- dieser Grenzem:gleichmäßig verteilter-Helligkeit-erzeugt, dadurch, daß) die, zu prüfenden,,Papiere: odec- Bahnen: durchweine Fördereinrichtung« über- die· Abtastlinie so 'gefuhut 70-■werden, daß diese "inrdieser-Linie flach* und flatter-■freiiliegen/daduich, daß d£r: inkier Empfangsein-'·riefetiing^vöth Lichtfl'eck1 erzeugte eTektrische Strom 'über '"einen "Verstärker'"ether Auswerteeinrichtung -zugeführt'Wird, die eine AbsehneidestufC1 nämlich einen 'Verstärker, 'enthält, dessen. Charakteristik einfeigekhiekte'Linie aüfweist'-und:im Bereich eines solchen Knickes arbeitet und dadurch nur die von -solchen 'Fehlern 'ausgehenden Signale 'als Fehler-•meldung weitergibt, die 'einen bestimmten Wert überschreiten, 'Sowie dadurch, daß diese von der Abschneidestufe weitergegebenen Signale dann, gegebenenfalls nach nochmaliger Verstärkung, in an sich bekannter Weise "Registriervorrichtungen ■für die Fehlermeldung urid/öde'r Schaltvorrichtungen für das Aussondern der Erzeugnisse betätigen, die mit den weitergemeldeten Fehlern behaftet sind.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet •durch die Verwendung einer Abschneidestufe, bei der die relative Größe der zur Auswertung "kommenden Signale auf einen beliebigen Wert einstellbar ist.
- 3. Verfahren riäöh Anspruch 1 oder 2, "dadurch gekennzeichnet, daß der ¥uf Abtastung benutzte Lichtstrahl auf einer konstanten Lichtmenge gehalten wird, und zwar dadurch, daß die zu seiner Erzeugung dienende Lichtquelle (z. B. Quecksilberhöehstdrucklampe öder Xenon-Höchstdrucklampe) 'ah eine besondere Stromquelle mit konstanter Spannung angeschlossen ist; beispielsweise an einen besonderen mit konstanter Drehzahl angetriebenen Generator.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur laufenden Überwachung durchsichtiger. Erzeugnisse, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die abgetastete Bahn durchgelassen? Teil des Lichtstrahles der lichtempfindlichen Einrichtung zugeführt wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Flachhalten der zu prüfenden Bahn über Säugkästen geführte Förderbänder verwendet werden.
- 6. Vorrichtung* zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß ini' Strahlengang des Lichtstrahlesauf dem Wege von der Lichtquelle (21) zum Spiegelrad (22) eine in zwei Richtungen verschiebbare und in ihrer Größe justierbare Blende (67) angeDraeht ist, deren wirksame öffnung kleiner als- der Lichtstrahldurchmesser ist und die sich im hellsten, in seinem Querschnitt homogenen Teil des-Lichtstrahl es befindet.
- 7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche l· bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des Abtaststrahl es kurz vor" der" Abtastlinie eine stabförmige Linse (65) angeordnet is't!
- 8. Vorrichtung'zur Durchführung eines Verfahrens flach''eiriern" der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet', daß zur Überwachung der Erzeugnisse eine ini Verhältnis zur Oberfläche kontrastierend; gefärbte Unterlage _ an der Abtaststelle verwendet wird,- also bei Erzeugnissen mit heller Oberfläche beispielsweise' eine dunkelgefärbte Unterlage (15);
- 9'Λ Vorrichtung'zur1 Durchführung'eines Verfahrend nach-einenr der Ansprüche'1 bis "5, gekennzeichnet durch' zwei odeir' inehr" hintereinanderg^schaitete Fotozollen (24) mit Sekundärelektf-önettverviel'fächer, die in verhältnismäßiger Näheder Abtastlinie (17) und über die Länge dieser Linie verteilt angeordnet sind und denen gegebenenfalls noch Sammeleinrichtungen (66) für das von der Abtastlinie ausgehende Licht vorgeschaltet sind.
- 10. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 zur Verwendung bei in Einzelbogen aufgeteilten Erzeugnissen, die mit Abstand voneinander durch die Überwachungsvorrichtung geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Abtastvorrichtung (Kontakttaster 30 oder Lichtstrahltaster mit Lichtquelle 38) für die Zwischenräume zwischen den Einzelbogen eingeschaltet ist, die eine Ausschaltung der Überwachungseinrichtung während des Durchlaufs des Zwischenraums durch den Bereich der Abtastlinie bewirkt, beispielsweise indem während dieses Durchlaufs ein zusätzlicher Lichtstrahl auf die lichtempfindliche Einrichtung (24) gerichtet wird, der damit eine Signalauslösung durch den Zwischenraum verhindert.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet, durch eine Abtastvorrichtung (30) für die Bogenzwischenräume, die nur dann die Überwachungseinrichtung ausschaltet, wenn diese Abtastvorrichtung Beginn und Ende des Bogenzwischenraums an beiden Seitenkanten der Bogen gleichartig feststellt.
- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis11, dadurch gekennzeichnet, daß in den an die Überwachungseinrichtung anschließenden Förderweg der einzelnen Bogen eine steuerbare weichenartige \ror richtung (78, 106, 107) eingeschaltet ist, mit der die Bogen wahlweise einer Ablegestelle für gute Bogen oder einer Ablegestelle für abweichende oder fehlerhafte Bogen zugeführt werden können, und dadurch, daß diese Weiche unmittelbar von der lichtempfindlichen Einrichtung (24) in der Weise unter Zwischenschaltung einer Verzögerungseinrichtung gesteuert wird, daß die Weiche zu dem Zeitpunkt verstellt wird, wenn sich die Vorderkante eines Bogens der Weiche nähert.
- 13. Vorrichtung nach Anspruch 12 zum Nachsortieren der als abweichend oder fehlerhaft aussortierten Bogen, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Überwachungseinrichtung, mit der jeweils die einzelnen Teile eines Bogens auf das Vorhandensein von Abweichungen kontrolliert werden und bei der durch die Anordnung zweier oder mehrerer Weichen (106, 107) in dem weiteren Förderweg der Bogen das aufgegebene Bogenmaterial in Gruppen sortiert wird, nämlich in eine Gruppe mit Abweichungen in allen Bogenteilen und in weitere Gruppen, die fehlerfreie Bogenteile aufweisen, so daß bei diesen letztgenannten Gruppen ein entsprechender Schnitt durch den Stapel genügt, um diesen Stapel in fehlerfreie Teilbogen und abweichende Teilbogen zu trennen.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 mit Einrichtungen zur Einstellung der durch die Signale anzuzeigenden Fehlergrößen, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Wege der Bogen nach Durchlaufen der Abtasteinrichtungen zwei oder mehr Weichen (106, 107) angeordnet sind, deren Schaltung eine Trennung der Bogen in fehlerfreie Bogen und in Bogen gestattet, deren Abweichungen jeweils eine bestimmte an der Abschneidestufe einstellbare Größe, Art oder Menge nicht überschreitet.
- 15. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 zur Überwachung der Beschaffenheit beider Oberflächen eines Erzeugnisses, gekennzeichnet durch Hintereinanderschaltung zweier gleichartiger Überwachungseinrichtungen (96 und 99), bei denen in jeder die eine der beiden Oberflächen durch einen Lichtstrahl abgetastet wird.
- 16. Vorrichtung nach Anspruch 15 für mit Abstand durchgeführte Einzelbogen mit einer Abtasteinrichtung entsprechend Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden hintereinandergeschalteten Überwachungseinrichtungen je eine zusätzliche Lichtquelle (38) so untergebracht ist, daß die beiden zusätzlichen Lichtquellen an verschiedenen Stellen, quer zur Laufrichtung der Bogen betrachtet, liegen.
- 17. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des abtastenden Lichtstrahles eine Einrichtung zum wahlweisen Einsatz von Lichtfiltern (69) vorgesehen ist, die ein Ansprechen der Überwachungseinrichtung auf Farbabweichungen ermöglicht.
- 18. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit beim Auftreten einer Fehlstelle ausgelösten akustischen oder optischen Zeichen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fehlerstelle das Zeichen mit einer solchen Verzögerung auslöst, daß es zeitlich mit dem Vorbeilauf der Fehlerstelle an einer überschaubaren Stelle des späteren Bahnlaufs zusammenfällt, wobei dieses Zeichen auch als zweites einem vorangehenden Signal folgen kann.
- 19. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Überwachung langer Bahnen, z. B. der von einer Papiermaschine erzeugten oder auf einer Streichmaschine verarbeiteten Bahnen, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsvorrichtung eine Registrieranlage zur Aufzeichnung der Fehler oder Abweichungen angeschlossen ist, die die Lage der Fehlerstellen im Verhältnis zur Bahn erkennen läßt, so daß jeder die Herstellungsmaschine verlassenden Rolle eine der Registrieranlage zu entnehmende Aufzeichnung zugeordnet werden kann, nach der bei der Weiterverarbeitung die abweichenden oder fehlerhaften Teile wiedererkannt und von der Verarbeitung gegebenenfalls auszuschließen sind.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 007 077, 1 016 034; deutsche Patentschriften Nr. 929 822, 806 606;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 711 854;
USA.-Patentschriften Nr. 2 570 288, 2 735 329;
britische Patentschrift Nr. 725 199.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen© 109 508/192 1.61
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