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Einrichtung zur Prüfung der örtlichen Lage von Wasserzeichen, Sicherheitsfäden
oder dergl. in Wertpapieren bzw. Wertpapier -bahnen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Einrichtung zur Prüfung der örtlichen Lage von Wasserzeichen, Sicherheitsfäden
oder dergl. Merkmalen - auch Register genannt - in Wertpapieren bzw. Wertpapierbahnen.
Derartige Prüfungen sind erforderlich, um Aussagen über die Qualität der Wertpapiere
zu erhalten.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die in das Papier eingelegten
Merkmale eine Verdickung des Papiers verursachen bzw. Figuren nach Art eines Reliefs
hinterlassen und somit deren Lage durch Dickenmessung festgestellt werden kann.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht daher darin, eine Kapazitätsmessung
durchzuführen, und zwar in der Art, daß das Papier zwischen zwei Metallplatten gepreßt
wird, von welchen Metallplatten mindestens die eine Vertiefungen oder Aussparungen
(Fenster) aufweist, in welche die dur c h die Merkmale bedingten Erhöhungen eingreifen.
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Bei qualitativ gutem bzw. echtem Wertpapier ergibt sich eine Ubereinstimmung
der Lage der Merkmale mit den Vertiefungen oder Aussparungen der Metallplatten und
damit ein minimaler Abstand der beiden Platten, was wiederum eine maximale Kapazität
zwischen den Platten bedingt. In allen Fällen der Nichtübereinstimmung ergibt sich
eine mehr oder weniger geringere Kapazität. Die Lagetoleranzen der Merkmale können
durch entsprechende Größe der Vertiefungen oder Aussparungen berücksichtigt werden.
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Der Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, daß die Verteilung der
Merkmale in dem Wertpapier über eine beliebig große Fläche mit nur einer Messung
überprüft werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Messung
der Kapazität zugleich Aufschluß über die Qualität des Papiermaterials bezüglich
des Dielektrikums, der Papierdicke, der Papierfeuchtigkeit sowie aller Fehler, die
eine Verdickung des Papiers hervorrufen, wie z.B. Hadern- oder Leimknoten, gibt.
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Wenn man nun größere Flächen des Papiers überprüfen will, kann man
auch gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mehrere Prüfeinrichtungen (Meßstellen)
vorsehen. Es ist dabei vorteilhaft, für alle Meßstellen eine gemeinsame Gegenplatte
vorzusehen, der die den einzelnen Meßstellen zugeordneten zweiten Metallplatten
gegenüberstehen. Diese Weiterbildung der Erfindung hat einmal den Vorteil der Erweiterung
der Prüffläche, zum anderen kann man aber auch die Messungen von den Materialeigenschaften
des Papiers unabhängig machen, wenn man die Ergebnisse der einzelnen Meßstellen
miteinander in Beziehung setzt, d.h. wenn man z. B.
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Differenzmessungen zwischen den einzelnen Flächen bzw. Meßstellen
durchführt. Eine Möglichkeit besteht darin, die Fläche mit der
größten
Kapazität festzustellen und alle anderen Kapazitäten mit dieser zu vergleichen.
Es sind aber auch Varianten der Differenzbildung oder kombinierte Messungen nach
Differenz- und Absolutwerten möglich.
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Die Anzahl und Größe der Platten richtet sich nach dem Muster von
Wasserzeichen und Sicherheitsfäden im Papier. Es ist zweckmäßig, die fehlerhaften
Stellen nach der Prüfung zu kennzeichnen, z.B. durch einen charakteristischen Aufdruck.
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Diese Weiterbildung der Erfindung läßt sich nun vorteilhaft bei der
Überprüfung von Wertpapie rbahnen verwenden.
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Bekanntlich wird das Wertpapier in Bahnen hergestellt, wobei die Wasserzeichen
und Sicherheitsfäden gleichzeitig in das Papier eingelassen werden. Die Plazierung
der Merkmale erfolgt so, daß durch späteres Zerschneiden des Papiers das Endprodukt,
z.B. der Geldschein, entsteht. In der Papierbahn sind also die Merkmale in zwei
Koordinaten in der richtigen Weise verteilt. Mit der Weiterbildung der Erfindung
kann man nun bei entsprechender Anordnung der Meßstellen in einem Takt die gesamte
Breite der Papierbahn erfassen und prüfen.
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Durch entsprechendes taktweises Fortschalten des Papiertransportes
kann man dann nach und nach die gesamte Papierbahn überpnifen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die kapazitive Messung von fehlerfreiem Wertpapier,
Fig. 2 die kapazitive Messung von fehlerhaftem Wertpapier, Fig. 3 -5 weitere Ausführungsbeispiele
der neuen Einrichtung, Fig. 6 den Aufbau einer Prüfeinrichtung, Fig. 7 den Aufbau
einer Prüfeinrichtung für Wertpapierbahnen und Fig. 8 eine Draufsicht auf die Anordnung
nach Fig. 7.
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Wie Fig. 1 zeigt, wird das Wertpapier 1 bei der Messung zwischen den
Metallplatten 2 und 3 eingepreßt. Im Bereich des Wasserzeichens 6 und des Sicherheitsfadens
6 befinden sich in den Platten 2 und 3 die Fenster 4. Die Größe dieser Fenster wird
von der zugelassenen Toleranz der Lage des Wasserzeichens und des Sicherheitsfadens
bestimmt. An den beiden Platten 2 und 3 ist das Kapazitätsmeßgerät 5 angeschlossen.
Die Größe der Kapazität verhält sich nach der bekannten Kapazitätsformel zu der
Plattenfläche und den Dielektrizitätskonstanten direkt und zum Plattenabstand umgekehrt
proportional . Da das Dielektrikum nur von dem Papier gebildet wird, erhält man
in dem gezeigten Beispiel den geringsten Plattenabstand und damit die größte Kapazität.
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Der praktisch meßbare Kapazitätswert wird jedoch stets etwas kleiner
als der theoretisch mögliche sein, da die Platten nicht absolut plan herstellbar
sind, so daß sich im Dielektrikum geringe Luftanteile, die zu Kapazitätsverlusten
führen, befinden.
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In Fig. 2 liegt das Wasserzeichen außerhalb des Toleranzbereiches.
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Man erhält damit eine Kapazitätsverringerung, die nicht nur eine Folge
des größeren Plattenabstandes, sondern auch des zusätzlich entstehenden Luftspaltes
ist. Da die Dielektrizitätskonstante von Luft kleiner ist als von Papier, verringert
der. Luftspalt die Kapazität zusätzlich, was eine Begünstigung der Meßempfindlichkeit
bedeutet.
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In den Fig. 3 - 5 sind verschiedene Ausführungsformen der Platten
dargestellt, die alle denselben Effekt erzielen und etwa das gleiche Meßergebnis
zeigen. Für die Kapazitätsmessung ist es gleichgültig, ob die Fenster nur in einer
Platte wie in Fig. 3 angeordnet sind oder ob an Stelle der Fenster nur Vertiefungen
in den Platten eingelassen sind, wie dies in Fig. 4 und 5 dargestellt ist.
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Fig. 6 zeigt eine praktische Ausführungsform der Erfindung. In den
Platten 2 und 3 sind die Fenster 4 oder Vertiefungen eingelassen.
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Die Platte 2 wird durch die Druckfeder 7 gegen das Papier 1 gepreßt.
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Die Stärke des Druckes soll so sein, daß Welligkeiten im Papier weitestgehend
beseitigt werden, jedoch keine mechanischen Veränderungen am Papier oder an den
Platten erfolgen. Der Hubmagnet 8 dient zum Abheben der Platte. Die Führung der
Platte 2 kann parallel erfolgen; es kann aber auch darauf verzichtet werden.
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Fig. 7 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, bei der mehrere Prüfeinrichtungen
(Meßstellen) nebeneinander angeordnet sind, so daß eine erhebliche Erweiterung der
Prüffläche erreicht wird. Die Meßstellen haben eine gemeinsame Platte 9, die den
einzelnen Platten 10 - 14 der fünf Meßstellen gegenübersteht. Zwischen der Platte
9 und den Platten 10 - 14 befindet sich die Wertpapierbahn 15. Jeder Prüfeinrichtung
ist entsprechend Fig. 6 ein Hubmagnet 16 - 20 zugeordnet.
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Aus Fig. 8 wird die räumliche Anordnung der Meßstellen der Fig.. 7
deutlich; sie umfassen also die gesamte Breite der Papierbahn 15.
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Durch taktweises Bewegen der Papierbahn kann man dann nach und nach
die gesamte Länge der Papierbahn prüfen.
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Mit den Rechtecken 21 - 25 sind Stempelaufdrucke dargestellt, die
die ermittelten fehlerhaften Stellen der Papierbahn kennzeichnen sollen.
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Eine Variante der Anordnung ergibt sich dann, wenn man sich mit der
Prüfung der Registerlage von Wasserzeichen oder Sicherheitsfaden an bestimtnten
Stellen oder in gewissen Abständen begnügt. In diesem Fall entfallen die nicht benötigten
Platten.