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Vorrichtung zum ständigen Aufeinanderstapeln von Bogen mit einer Absenkvorrichtung
Es ist bekannt, bei Vorrichtungen zum ständigen Aufeinanderstapeln von Papierbogen
eine Absenkvorrichtung vorzusehen, durch die das jeweils oberste Blatt des sich
ständig erhöhenden Papierstapels unterhalb einer bestimmten Höhe gehalten wird,
damit aus einer in bestimmter Höhe angeordneten Zuführvorrichtung die einzelnen
Papierbogen an den Stapel abgegeben und planparallel aufeinandergestapelt werden
können. Es ist weiterhin bekannt, die jeweilige Höhe des Stapels mit Hilfe einer
lichtelektrischen Einrichtung zu erfassen, die bei Erreichen der maximal zulässigen
Stapelhöhe anspricht, den Antrieb für die Absenkvorrichtung einschaltet und damit
den Stapel um eine bestimmte Höhe absenkt.
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Bei einer durch die deutsche Auslegeschrift 1089 329 bekanntgewordenen
Vorrichtung dieser Art sind Lichtquelle und lichtelektrischer Empfänger an zwei
einander gegenüberliegenden Seiten des Papierstapels angeordnet und bilden eine
Lichtschranke. Wenn der Papierstapel die Lichtschranke unterbricht, wird die Absenkvorrichtung
eingeschaltet Mit dieser Vorrichtung ist es nicht möglich, die genaue Höhenlage
des jeweils obersten Papierbogens zu bestimmen, da sich die Papierbogen beim Herunterfallen
auf den Stapel nicht sofort flach auflegen, sondern sich insbesondere in ihrem mittleren
Bereich nach oben wölben, bis die eingeschlossene Luft an den Kanten des Bogens
entwichen ist. In der Zwischenzeit hat aber der Bogen bereits die Lichtschranke
unterbrochen und kann die-Absenkvorrichtung in Betrieb gesetzt haben, obwohl die
Stapelhöhe, bei der die Absenkvorrichtung an sich eingeschaltet werden soll, noch
nicht erreicht war. Ferner ergibt sich bei dieser Art der Stapelkontrolle die Notwendigkeit,
Lichtsender und Empfänger bei jeder Änderung der erwünschten Stapelhöhe erneut genau
gegeneinander einzujustieren.
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Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1089 329 weiterhin eine Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der der lichtelektrische Empfänger auf derselben
Seite des Stapels angeordnet ist wie die Lichtquelle. Die Absenkvorrichtung wird
in Be trieb gesetzt, wenn die sich bei erhöhendem Papierstapel zunehmende Menge
des von der Lichtquelle ausgehenden, an den Kanten der im Lichtstrahl bereich liegenden
Papierbogen reflektierten Lichts einen bestimmten Helligkeitsgrad erreicht hat.
Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß der Helligkeitsgrad des reflektierten Lichts
u. a. eine Funktion der Größe der angeleuchteten Fläche und der Beschaffenheit der
Fläche - dunkle oder helle, glatte oder rauhe Fläche - ist. Bei einem Papierstapel
ist aber
einmal die Seitenfläche in ihrer Gestalt unterschiedlich, da die einzelnen
Blätter nicht so genau aufeinanderfalIen, daß eine glatte Seitenfläche entsteht,
zum anderen können die Ränder je nach der Beschaffenheit der Bogen weiß oder farbig,
gIatt oder rauh usw. sein. Unterschiedlich gefärbte Ränder bedingen Veränderungen
in der Einstellung des Helligkeitsgrades, bei dem die Vorrichtung ansprechen soll;
im Betrieb auftretende Unregelmäßigkeiten in der Kantendeckung der Bogen können
nicht ausgeglichen werden und haben somit zur Folge, daß ein großer Toleranzbereich
für das Ansprechen der Vorrichtung in Kauf genommen werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum ständigen
Aufeinanderstapeln von Bogen mit einer Absenkvorrichtung, durch die der sich ständig
erhöhende Stapel jeweils bei Erreichen einer bestimmten Höhe absenkbar ist und die
über einen von einer Lichtquelle beaufschlagbaren Empfänger steuerbar ist, zu schaffen,
bei der die vorstehend erwähnten Nachteile nicht auftreten, die also unabhängig
von der Art, Beschaffenheit und Farbe der zu stapelnden Bogen für eine einmal gewählte
Einstellung mit geringen Toleranzen bei einer bestimmten Höhe anspricht.
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Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Lichtquelle und der lichtelektrische Empfänger in einem eine veränderbare Abbildungsweite
aufweisenden Reflexabtastkopf zusammengefaßt sind, der oberhalb des Stapels angeordnet
ist, und daß die Absenkvorrichtung in Betrieb gesetzt wird, wenn der Abstand des
Stapels vom Reflexabtastkopf gleich der Abbildungsweite des Abtastkopfes ist. Das
Prinzip, nach dem die Erfindung
arbeitet, ist somit folgendes: Das
vom Reflexabtastkopf ausgesandte Licht: erscheint in einem Abstand, der als Abbildungsweite
bezeichnet ist, als Lichtfleck auf der Oberfläche eines Bogens, wenn dieser eine
Entfernung vom Abtastkopf hat, die gleich der Abbildungsweite ist. Dieser Lichtfleck
ist der Ausgangspunkt für das-reflektierte Licht, das auf den Empfänger gelangt.
Stimmen Abbildungsweite und Entfernung des Bogens nicht überein, erscheint kein
scharfer Lichtfleck auf dem Bogen, vielmehr ein von der Entfernung abhängiges beleuchtetes
Feld, dessen reflektierte Strahlen nur zum Teil und nicht mit genügender Intensität
auf den lichtelektrischen Empfänger auftreffen.-Reflexabtastköpfe der bei der Erfindung
verwendeten Art mit Photozellen, Linsensystemen, halbdurchlässigen Spiegeln sind
an sich bekannt, vgl. zum BeisperJ die- deutsche 'Auslegeschrift 1069 413.
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Sie werden zur Abtastung von optisch abfühlbaren Informationen, z.
B. bei der Registerregelung in Druckmaschinen verwendet. Die Abtastköpfe können
so ausgebildet sein, daß Lichtquelle und lichtelektrischer Empfänger in voneinander
getrennten Gehäuseteilen oder,.Gehäusen untergebracht sind, die mit aufeinander
abgestimmten und auf den abzutastenden Punkt ausgerichteten Optiken versehen sind.
Vorzugsweise wird jedoch ein nach dem Einstrahlprinzip arbeitender Reflexabtastkopf
verwendet. Bei einem solchen Abtastkopf wird das Licht von der Lichtquelle über
einen teildurchlässigen Spiegel und die Optik senkrecht auf die Oberfläche des obersten
Bogens geworfen. Erreicht der Abstand des Stapels vom Reflexabtastkopf dessen Abbildungsweite,
wird das ankommende Licht in sich reflektiert und gelangt :über die Optik und den
teildurchlässigen Spiegel auf-derrlichtelektrischen Empfänger.
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Die Verwendung eines nach dem Einstrahlprinzip arbeitenden Reílexabtastkopfes
bringt den zusätzlichen Vorteil der Vereinfachung der Anordnung.
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Um zu verhindern, daß ein auf den Stapel geförderter Bogen, der-ziifällig
in einer Entfernung vom Reflexabtastkopf Vorbeibewegt wird, die gleich dessen Abbildungsweite
ist, die Absenkvorrichtung in Betrieb setzt, ist in' weiterer Ausgestaltung der
Erfindung eine Zeitverzögerung vorgesehen, so daß bei Übereinstimmung - von Abbildungsweite
und Abstand des Bogens vom Abtastkopf erst eine einstellbare Zeit vergeht, bevor
die Absenkvorrichtung anspricht.
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Diese Zeit ist so gewählt, sie beträgt z. B. 0,8 Sekunden, daß ein
zufällig in dem genannten Abstand vorbeibewegter Bogen-- mit Sicherheit auf dem
Stapel angekommen ist und der lichtelektrische Empfänger infolge des dann größeren
Abstandes nicht mehr anspricht. Um weiterhin zu verhindern, daß ein beim Auftreffen
auf den nächsten Bogen infolge der eingeschlossenen Luft zeitweise nach oben gewölbter
oberster Bogen die: lichtelektris che- Einrichtung zum Ansprechen bringt, kann der
Reflexabtastkopf zum Rand des Bogens hin angewendet werden, wo die Wölbung kaum
noch merkbar ist.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet somit nach einem anderen
Prinzip als die bekannten Vorrichtungen: Während bei den bekannten Vorrichtungen
das Prinzip der Lichtschranke verwendet wird, und zwar entweder in der Form, daß
der in die Schranke gelangende Stapel die Lichtschranke unterbricht, oder in der
Form, daß der in die Schranke gelangende Stapel als Refíektor dient ünd die
Schranke.erst
aufbaut, handelt es sich bei der Erfindung um eine lichtelektrische Längsmessung,
bei der eine bestimmte - einstellbare - Entfernung, nämlich die des Stapels vom
Reflexabtastkopf, erfaßt wird. Die Entfernung ist einstellbar über eine Veränderung
der Optik hinsichtlich ihrer Abbildungsweite.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß Bogen beliebiger
Art, und zwar sowohl verschiedenfarbige Papierbogen wie auch solche aus Textilien,
Kunststoff- oder Metallfolie gestapelt und in ihrer Stapelhöhe erfaßt werden können,
ohne daß es einer Nachstellung der Vorrichtung bedarf. Die einzige Voraussetzung
ist, daß der auf dem Bogen erzeugte Lichtfleck genügend Reflexionsvermögen hat,
um den lichtelektrischen Empfänger zum Ansprechen zu bringen. Das ist aber bei üblichen
Leistungen der verwendeten Bauteile sogar auf Papierbogen mit schwarzer Oberfläche
der Fall, wie Versuche gezeigt haben.
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In der Zeichnung sind rein schematisch ein Auslegetisch am Auslegeende
einer Papierschneidevorrichtung mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Reflexabtastkopfes
(F i g. 1) und der Strahlenverlauf bei einem nach dem Einstrahlprinzip arbeitenden
Reflexabtastkopf (F i g. 2) als Ausführungsbeispiele dargestellt.
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Die Einrichtung nach - F i g. 1 besitzt -einen Auslegetisch 1, der
von beliebiger bekannter Konstruktion sein kann. Der Auslegetisch 1 ist am Auslegeende
2 einer ebenfalls an sich bekannten Papierschneidevorrichtung 3 angeordnet. Die
Papierschneidevorrichtung 3 weist eine Auslegewalze 4 auf, über welche Auslegebänder
S laufen. Der Auslegetisch 1 ist mit. Papierführungsschienen 6 versehen, die quer
zur Maschine angeordnet sind, und eine Stapelaufnahmepiaftform 7, die z. B. durch
Seile oder Ketten 8 an Scheiben 9 aufgehängt ist, welche angetrieben werden, im
allgemeinen von- Elektromotoren über Zwischengetriebe 13. Qberhalb des Auslegetisches
ist ein Reflexabtastkopf 10 angeordnet, der z. B. an einem Gestänge 11 verschiebbar
angeordnet ist und elektrische Zuleitungen 12 aufweist. Wenn ein Papierstapel 15
eine bestimmte Höhe erreicht hat, muß der Auslegetisch 1 abgesenkt werden, um die
weitere ungestörte Zufuhr von Papierbogen 14 zu èrmöglichen.
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Das Steuern des Absenkvorgangs erfolgt über den Reflexabtastkopf-
10. Der Strahlenverlauf eines nach dem Einstrahlprinzip arbeitenden Reflexabtastkopfes,
der vorzugsweise bei der Absenkvorrichtung nach der Erfindung verwendet wird, ist
in F i g. 2 dargestellt. Der Abtastkopf besitzt eine Lichtquelle 21 und einen lichtelektrischen
-Empfänger 22, einen teildurchlässigen - Spiegel 23, der einmal die von der Lichtquelle
kommenden Lichtstrahlen auf eine Optik 24 lenkt, aus der sie austreten, zum anderen
die von außen kommenden reflektierten Lichtstrahlen auf den Empfänger durchläßt.
Zwischen Lichtquelle 21 und Spiegel 23 sowie zwischen Spiegel 23 und Empfänger 22
sind Blenden 25, 26 zum Ausblenden der Lichtstrahlen vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist folgende:
Die von der punktförmig angenommenen Lichtquelle 21 ausgehenden Lichtstrahlen gelangen
durch die Blende 25 auf den teildurchlässigen Spiegel 23, werden dort reflektiert
und durch die Optik 24 auf den obersten Bogenl4 geworfen. Iii Abbildungsweite von
der Optik 24 erscheint das von
der Lichtquelle 21 ausgehende Licht
als scharfer Lichtfleck. Die Höhe des Papierstapels, bei dem der Stapel abgesenkt
werden soll, ist gleich der Abbildungsweite des Abtastkopfes. Ist diese Abbildungsweite
erreicht, werden die auf den Bogen in dem Lichtfleck vereinigten Lichtstrahlen reflektiert
und treffen auf die Optik 24, werden über den Spiegel 23 an den lichtelektrischen
Empfänger 22 geleitet, der das Signal für das Absenken erzeugt. Der lichtelektrische
Empfänger ist das Eingangselement eines -nicht dargestellten - Steuerkreises für
den Antrieb der Absenkvorrichtung. Um zu verhindern, daß ein zufällig im Abstand
der Abbildungsweite am Abtastkopf vorbeigeführter Bogen die Absenkvorrichtung einschaltet,
erfolgt die Einstellung der Absenkung mit Zeitverzögerung. Auch der Absenkvorgang
selbst läuft in Abhängigkeit von einer vorwählbaren Zeit ab.
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Ist der Abstand des Bogens 14 größer als die Abbildungsweite - gestrichelt
in Fig.2 eingezeichnet - gelangen die reflektierten Lichtstrahlen nicht oder nur
zu einem geringen Teil auf die Optik 24 und werden nach dem Passieren des teildurchlässigen
Spiegels 23 noch einmal ausgeblendet. Das so tatsächlich auf den Empfänger 10 gelangende
Licht reicht nicht aus, um die Vorrichtung zum Ansprechen zu bringen.
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Der Reflexabtastkopf wird an der zu überwachenden Stelle so angeordnet,
daß der Lichtfleck sich in der Höhe befindet, die der Stapel maximal erreichen soll.
Die Ausrichtung kann in einfacher Weise durch ein Stück Papier vorgenommen werden,
das an der
gewünschten Stelle unter den Reflexabtastkopf gehalten wird.