DE2742244A1

DE2742244A1 - Einrichtung zum zaehlen von in einem schuppenstrom auf einer foerderbahn anfallenden druckprodukten

Info

Publication number: DE2742244A1
Application number: DE19772742244
Authority: DE
Inventors: Rene Pomey
Original assignee: Ferag AG
Current assignee: Ferag AG
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1977-09-20
Publication date: 1978-05-11
Also published as: JPS5355215A; JPS6059630B2; CH600446A5; SE433013B; SE7710494L; GB1581282A; US4139765A; DE2742244C2

Description

27422U

A 2134

Patentanwalt

Dipl.-lng. Werner Gramm Braunschweig, den 19. Sept. 1977

33 Braunschweig - Anwaltsakte: 3703 Pt. -

Theodor-Heuss-Strae· 1

F e r a g AG

Hinwil (Schweiz)

Einrichtung zum Zählen von in einem Schuppenstrom auf einer Förderbahn anfallenden Druckprodukten.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zählen von in einem Schuppenstrom auf einer Förderbahn anfallenden Druckprodukten, mit einem unter der Wirkung einer Anpresskraft auf dem Schuppenstrom aufliegenden, gegen Mitnahme in Förderrichtung gehalterten Fühler, der mit einem elektrischen Signalgeber zusammenwirkt.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (Schweizer Patentschrift Nr. 382.477) ist der Fühler an eine Fahne gekoppelt, wobei beim Vorbeilauf eines Druckproduktes der Fühler und

809819/0586

damit die Fahne ausgelenkt werden, wodurch eine Lichtschranke unterbrochen wird, welche ihrerseits das zum Zählen erforderliche Signal liefert. Diese Bauweise bewährt sich, solange die Dicken der zu zählenden Druckprodukte ein Mindestmass nicht unterschreiten und darüber hinaus nur innerhalb relativ enger Grenzen gehalten sind. Ausserdem ist auch die Zählgeschwindigkeit der bekannten Einrichtung nicht mehr in jedem Falle der Produktionskapazität moderner Rotationspressen gewachsen. Dies ist ohne weiteres verständlich, wenn man bedenkt, dass zum Beispiel die die Lichtschranke unterbrechende Fahne bei einem nur durch die Dicke von einem oder zwei Blättern Papier hervorgerufenen Ausschlag nicht imstande ist, die Lichtschranke mit ausreichender Sicherheit zu unterbrechen und dass die Fahne nach jeder Unterbrechung der Lichtschranke diese wieder freigeben muss. Ausserdem müssen bei sehr dicken Exemplaren besondere Massnahmen ergriffen werden, um das Mass des Ausschlages der Fahne zu begrenzen.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die imstande ist, Druckprodukte in praktisch allen vorkommenden Dicken, d.h. von Einzelblättern bis über einhundert Blatt starke Druckprodukte einwandfrei zu zählen, ohne von der Dicke der anfallenden Druckprodukte bedingte bauliche Anpassungsarbeiten vorzusehen.

Dementsprechend ist die vorgeschlagene Einrichtung erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler der Ausleger einer in einer Halterung montierten, tonabnehmerartigen Wandlerzelle ist, welche Halterung ein zur Abstützung auf dem Schuppenstrom dienendes Stützelement aufweist, wobei das freie Ende des Auslegers dazu eingerichtet ist, die Oberfläche des Schuppenstromes im Bereich der Auflage des Stützelementes abzutasten.

809819/0586

27422U

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen enthalten.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsvariante ,

Fig. 2 eine Ansicht, zum Teil im Schnitt, in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Ausführungsvariante,

Fig. 4 eine Anordnung mit zwei aufeinanderfolgend angeordneten Signalgebern,

Fig. 5 ein Blockschema einer für die Ausführungsvarianten der Fig. 1, 2 und 3 geeigneten elektrischen Schaltung,

Fig. 6 ein Blockschema einer für die Anordnung der Fig. 4 geeigneten elektrischen Schaltung, und

Fig. 7 eine Darstellung von elektrischen Signalen, die beim Betrieb der Schaltungen der Fig. 5 und 6 entstehen.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtung 10 erkennt man eine durch Führungsschienen 11 gebildete Förderbahn, auf der ein Schuppenstrom 12 von gefalteten Druckprodukten 13 (hier Zeitungen) mit vorlaufendem Falz in Richtung des Pfeiles 14 gefördert wird. Die Antriebsmittel, die den Schuppenstrom

809819/0586

in Richtung des Pfeiles 14 bewegen, können beliebiger Art
sein, zum Beispiel ein Bändchenförderer, dessen Bändchen zwischen den Schienen 11 angeordnet sind, oder ein an den seitlichen Rändern des Schuppenstromes 12 angreifender Transporteur (beides nicht dargestellt).

An der dem Schuppenstrom 12 abgekehrten Seite sind an zwei
benachbarten Schienen 11 die Enden der Schenkel eines U-förmigen Tragbügels 15 fest verschraubt. An einem den Zwischenraum zwischen den Schenkeln des Tragbügels 15 überbrückenden und in diesen verankerten Schwenkzapfen 16 ist ein als Ganzes mit 17 bezeichneter Geber schwenkbar aufgehängt. Der Geber weist ein Gehäuse 18 auf, an dem einerends eine an dem Tragbügel 15 verankerte Zugfeder 19 angreift, die bestrebt ist,
das Gehäuse 18 und mithin den ganzen Geber 17 in Fig. 1 im
Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken. Am Gehäuse 18 ist ferner eine von diesem abstehende, Kufe 20 befestigt,
die ein in der Art eines Skis umgebogenes freies Ende 21 aufweist. Daraus ergibt sich, dass die auf der Unterseite des
durch eine mittels einer Feder 22 belasteten Anpressrolle 23 auf die Führungsschiene 11 angedrückten Schuppenstromes 12
aufliegende Kufe 20 das Gehäuse 18 und mithin der Geber 17 nach Massgabe der vorbeibewegten Druckprodukte 13 Nickbewegungen
ausführt, deren Amplitude von der Dicke der Druckprodukte 13 abhängt.

Es sind indessen nicht diese Nickbewegungen, die zur Erzeugung der Signale herangezogen werden. Zu diesem Zweck ist im Inneren des Gehäuses 18 auf einem Block 24 eine Wandlerzelle 25 - in diesem Falle eine piezoelektrische - befestigt, an der wie bei einem herkömmlichen Tonabnehmer, ein Ausleger 26 befestigt ist. Der Ausleger 26 erstreckt sich durch eine im Gehäuse 18 ausge-

809819/0586

27422U

bildete Oeffnung 27 etwa parallel zur Kufe 20. Das freie Ende 28 des Auslegers 26 steht um ein geringes Mass h in der Grössenordnung von bis etwa einem Millimeter über das die Abstützfläche des Gebers 17 bildende Ende 21 der Kufe 20 in Richtung auf den Schuppenstrom 12 vor, solange dieses Ende nicht direkt auf der abgetasteten Oberfläche desselben aufliegt. Bei Auflage dagegen, liegt das freie Ende 38 praktisch in derselben Ebene wie der Berührungspunkt des Endes 21 am Schuppenstrom.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann am freien Ende des Auslegers 26 ein kleines Gleitplättchen 29 aus einem abriebfesten Material befestigt sein. Daraus ergibt sich, dass die erwähnten Nickbewegungen des Gebers 17 allein noch kein Signal im Wandler

25 erzeugen. Das Ende des Auslegers 26 erfasst dagegen - einem Tonabnehmer ähnlich - die feinsten Unebenheiten, einschliesslich der Rauheit des Papiers, und liefert ein kontinuierliches Signal, dessen Form etwa ein Abbild der Feinstruktur der abgetasteten Oberfläche ist.

Es versteht sich, dass die Wandlerzelle 25 nicht notwendigerweise eine piezoelektrische zu sein braucht. Es liegt im Ermessen des Fachmannes, eine induktive, eine kapazitive oder eine andere mechanisch- elektrische Wandlerzelle zu verwenden, vorausgesetzt, sie liefere auf geringste Ausschläge des Auslegers

26 direkt ein verarbeitbares elektrisches Signal.

Das von der Wandlerzelle 25 erzeugte Signal wird über eine Leitung 30, vorzugsweise über ein abgeschirmtes Kabel einer noch zu beschreibenden Schaltung zugeführt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist als ortsfestes Element ein Führungsrohr 35 vorgesehen, auf dem eine als Gehäuse ausgebildete Hülse 38 verschiebbar gelagert ist. Die

809819/0586

Hülse 38 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 39, die das Bestreben hat, die Hülse mit ihrem verrundeten und vom Führungsrohr 35 abstehenden Ende 40 von diesem weg und von unten, an den Führungsschienen 11 vorbei, auf den in Fig. 3 nicht dargestellten Schuppenstrom zu drücken. Der Scheitel 41 des verrundeten Endes 40 der Hülse 38 ist als Abstützfläche ausgebildet und weist eine durchgehende Bohrung 42 auf. Durch die Bohrung 42 hindurch erstreckt sich ein in dieser verschiebbarer Abtaststift 43, dessen äusseres Ende um das Mass h über den Scheitel 41 vorsteht,solange der Abtaststift nicht auf einer Oberfläche aufliegt. Das innere Ende des Abtaststiftes 43 ist im mittleren Bereich eines Spreizbügels 31 aus einem elastisch biegsamen Material, z.B. aus einem Gummi verankert. Die beiden freien Enden dieses Spreizbügels 31 sind je an einem freien Ende eines piezoelektrischen Wandlerelementes 32, 33 befestigt, deren andere Enden fest in einem in der Hülse 38 befestigten, z.B. eingepressten Stopfen 34 verankert sind. Von jedem der Wandlerelemente 32, 33 geht eine Ader der durch eine Bohrung 36 im Stopfen 34 und eine Bohrung 37 in der Wand der Hülse 38 führenden Leitung 30 aus, die an die noch zu beschreibende Schaltung führt.

Ein quer durch die Hülse 38 führender und an dieser befestigter Stift 44 erstreckt sich durch einen in der Wand des Führungsrohres 35 ausgebildeten, in axialer Richtung verlaufenden Schlitz 45. Durch den Schlitz 45 und den Stift 44 ist somit die axiale Bewegungsfreiheit der Hülse 38 auf dem Führungsrohr 35 zumindest in der einen Richtung begrenzt. In der anderen Richtung kann die offene Stirnseite 61 der Hülse 38 mit einer am Führungsrohr 35 ausgebildeten Schulter 62 als Anschlag zusammenwirken. Die Vorspannung der Druckfeder 39 lässt sich mittels einer durch eine Mutter 63 blockierbare Stellschraube 64 einstellen.

809819/0586

Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig, 1 führt hier die Hülse nach Massgabe der groben Unebenheiten Auf- und Abbewegungen aus, die indessen nicht zur Erzeugung eines Signales führen. Die feinen Unebenheiten dagegen, die von der Hülse 38 nicht, oder auf nicht wahrnehmbare Weise erfasst werden, werden vom Abtaststift 43 erfasst und über den Spreizbügel 31 in dem Sinne auf die Wandlerelemente 32, 33 übertragen, dass diese voneinander weggespreizt, d.h. durchgebogen werden, was zur Erzeugung eines auswertbaren elektrischen Signals auf der Leitung 30 führt. Das von der Hülse 38 umschlossene Luftkissen wirkt den Auf- und Abbewegungen der Hülse 38 gewissermassen als Dämpfungselement entgegen und verhindert somit, dass diese Auf- und Abbewegungen zu niederfrequenten Resonanzbewegungen führen, die den Scheitel 41 der Hülse 38 zeitweise vom Schuppenstrom abheben könnten.

Die Ausführungsvariante der Fig. 4 kommt praktisch einer Verdoppelung derjenigen der Fig. 1 gleich. Es sind zwei Geber 17^ und 1?2 in einem Abstand voneinander angeordnet, der kleiner ist als der kleinste praktisch vorkommende Abstand zweier aufeinander folgenden Druckprodukte 13 im Schuppenstrom 12. Der Grund, weshalb bei der Fig. 4 zwei Geber vorgesehen sind, wird aus der Erläuterung der Fig. 6 hervorgehen. Es versteht sich, dass in Fig. 4 auch zwei Geber in der Art der Fig. 3 verwendet werden können.

In Fig. 5 und 6 sind Blockschemata von Schaltungen angegeben, die beispielsweise an die Einrichtung der Fig. 1 bis 3 bzw. 4 angeschlossen werden können. Man erkennt in Fig. 5 die Wandlerzelle 25 bzw. die Wandlerelemente 32, 33, die über die Leitung 30 an einen Vorverstärker 46 mit variabler Verstärkung angeschlossen sind. Die Ausgangsleitung 47 des Vorverstärkers 46 ist an ein Schwellenwertfilter 48 (der mit einem Tiefpass kombiniert sein kann) angeschlossen. Das Filter 48 lässt nur Signale durch, deren

809819/0586

_Αλ 27422U

Amplitude einen einstellbaren Schwellenwert übersteigt. Mit seiner Ausgangsleitung 49 ist das Filter an einen weiteren Verstärker 50 angeschlossen, dessen Ausgangsleitung 51 einerseits über die Rückkopplungsleitung 52 an den Vorverstärker 46 zurückgeführt ist, um dessen Verstärkungsfaktor zu regeln, andererseits an einen monostabilen Multivibrator 53 angeschlossen ist. Der monostabile Multivibrator 53 weist eine Rückkippzeit t^ auf, die auf alle Fälle geringer ist, als die Durchlaufzeit zweier Druckprodukte

80981 9/0586

13 mit dem praktisch geringstmöglichen Abstand. Das Filter filtert jenen Anteil des von der Wandlerzelle 25 bezw. den Wandlerelementen 32, 33 dargebotenen Signales heraus, der aus der Oberflächenrauheit der bestrichenen Papieroberfläche herrührt und lässt nur jenen Anteil durch, der durch die Sprünge verursacht wird, die die Spitze des Auslegers 26 bezw. des Abtaststiftes 43 beim Sprung von einer Papierlage auf die andere ausführt. Diese Signale sind auf alle Fälle von höherer Amplitude.Am Ausgang 51 erscheint also bei jedem Durchlauf eines Druckproduktes 13 ein bezüglich Frequenz und Periodenzahl zwar unbestimmtes aber bezüglich Amplitude (wegen des variablen Verstärkungsgrades des Vorverstärkers 46) gut definiertes Signal, das den monostabilen Multivibrator 53 anstösst. Dieser nun digitalisiert jedes der anstehenden Signale auf einen bezüglich seiner Dauer von der Rückkippzeit t. abhängigen Impuls, der auf dem Ausgang 54 des monostabilen Multivibrators 53 ansteht und einem Zähler 55 weitergeleitet wird. Der Zähler 55 kann ein anzeigender Zähler sein, ein Vorwahlzähler, der beim Erreichen eines bestimmten Zählwertes über eine Leitung 56 Steuerfunktionen auslöst, oder aber auch ein über eine Programmleitung 57 vorprogrammierbarer Zähler.

In Fig. 6 sind funktionell sich entsprechende Schaltungsteile wie in Fig. 5 bezeichnet, mit dem Unterschied, dass die Bezugsziffern, die zu den dem nachfolgend angeordneten Geber 17-zugeordneten Schaltungsteilen gehören, ein Apostroph tragen. Auch die Funktion der Schaltungsteile 46, 48 und 50, sowie 46¹, 48' und 50¹ ist praktisch dieselbe wie in Fig. 5. Der Unterschied besteht im wesentlichen darin, dass die Ausgangsleitung 51 des Verstärkers 50 an den SET- Eingang eines bistabilen Multivibrators 58 und die Ausgangsleitung 51* des Verstärkers 50' an den RESET- Eingang des Multivibrators 58

809819/0586

geführt ist. Am Ausgang 59 desselben erscheint somit ebenfalls ein digitalisiertes Signal, das heisst ein Impuls, dessen Dauer indessen nicht konstant ist, sondern von der Laufzeit eines Druckproduktes vom ersten Geber 17 zum zweiten Geber 17_ entspricht. Damit lassen sich,namentlich bei sehr dicken Druckprodukten, bei denen die "Blume" (dem Hauptfalz gegenüberliegende Schnittkante) nicht eine vergleichsweise regelmässige Treppe mit der Papierstärke als Stufenhöhe ist, oder bei schlecht (nicht mittig) gefalteten Druckprodukten, Signale ausschalten, die zu einer Fehlzählung führen würden.

In den ersten zwei Zeilen der Fig. 7 ist die Signalform angedeutet, die von den Gebern 17. (1. Zeile) und 17_ (zweite Zeile) erzeugt wird. Diese Signalform entspricht - solange der Ausleger bezw. der Abtaststift nur der Papieroberfläche entlang gleitet - einem Rauschsignal, das etwa die Rauhigkeit des Papiers wiedergibt. Dieses Rauschsignal erfährt bei jedem Vorbeilauf eines Druckproduktes eine erhebliche Veränderung, da der Abtaststift dann der Papierdicke entsprechende Sprünge ausführt. In den ersten beiden Zeilen der Fig. 7 sind je zwei solche Sprünge zu erkennen, die jedoch, entsprechend der versetzten Lage der Geber 17, und 17» zeitlich versetzt sind. Mit der gestrichelten Linie 60 ist in Fig. 7 ausserdem die Schwellwertspannung des Filters 48 bezw. 48' angegeben. Auf der Ausgangsleitung 49 des Filters 48 (bezw. am Ausgang 51 des Verstärkers 50) erscheint somit nur ein Signal wie etwa in Zeile der Fig. 7 dargestellt. Ein analoges Signal, allerdings zeitlich versetzt, erscheint auf der Ausgangsleitung 49' bezw. auf der Ausgangsleitung 51' des Verstärkers 50'. Das Signal der Zeile 3 der Fig. 7 stösst nun den monostabilen Multivibrator 53 der Fig. 5 an, an dessen Ausgang sodann ein digitales, impulsförmiges Signal erscheint, dessen Dauer t. der Rückkipp-

809819/0586

zeit des monostabilen Multivibrators 53 entspricht (Fig. 7, Zeile 4).

Anders verhält es sich bei Fig. 5. Das zeitlich zuerst auf der Ausgangsleitung 49 (bezw. 51) anstehende Signal stösst den bistabilen Multivibrator 58 an, der dann solange ein Sig-: nal an seinem Ausgang 59 erzeugt, bis er vom zeitlich danach auf der Leitung 49' (bezw. 51') anstehenden Signal zurückgestellt wird (Fig. 7, Zeile 5).

Es versteht sich, dass anstelle der Schaltungselemente 53, 58 auch Relais verwendet werden können. Ausserdem kann die Digitalisierung der Signale auch unmittelbar nach der Filterstufe erfolgen, wo das von der Wandlerzelle 25 bezw. den Wandlerelementen 32, 33 praktisch kontinuierlich erzeugte Signal bezüglich Amplitude diskriminiert wird.

Mit der dargestellten Einrichtung können sehr hohe Zählfrequenzen erreicht werden, weil die bewegten Massen sehr klein sind und weil die ohnehin praktisch trägheitsfrei arbeitenden Wandlerzellen bezw. Wandlerelemente beliebig empfindlich gestaltet werden können. Ausserdem ist die beschriebene Einrichtung unempfindlich gegen Fremdlicht und braucht, weil sie von der Förderbahn her den Schuppenstrom abtastet nicht der Dicke der anfallenden Exemplare angepasst zu werden.

809819/0586

Claims

-JfI-

2 7 4 2^44

PATENTANSPRUECHE

Einrichtung zum Zählen von in einem Schuppenstrom auf einer Förderbahn anfallenden Druckprodukten, mit einem unter der Wirkung einer Anpresskraft auf dem Schuppenstrom aufliegenden, gegen Mitnahme in Förderrichtung gehalterten Fühler, der mit einem elektrischen Signalgeber zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler der Ausleger (26; 43) einer in einer Halterung (18; 35) montierten, tonabnehmerartigen Wandlerzelle (25; 32, 33) ist, welche Halterung (18; 35) ein zur Abstützung auf dem Schuppenstrom (12) dienendes Stützelement (20; 41) aufweist, wobei das freie Ende (28) des Auslegers (26; 43) dazu eingerichtet ist, die Oberfläche des Schuppenstromes (12) im Bereich der Auflage des Stützelementes abzutasten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (18; 35) auf der dem Schuppenstrom (12) abgekehrten Seite der Förderbahn (11) montiert ist und mit ihrem Stützelement (20; 41) durch diese hindurchgreift.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement eine Kufe (20) ist, die an einem die Wandlerzelle (25) enthaltenden Gehäuse (18) befestigt ist und von diesem absteht.

809819/0586

26.8.1977
uk

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) schwenkbar aufgehängt ist, und dass eine Feder (19) vorgesehen ist, um die Kufe (20) auf den Schuppenstrom (12) federnd vorzuspannen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kufe (20) rechtwinklig zu der Schwenkachse (16) des Gehäuses (18) gerichtet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (26) der Wandlerzelle (25) im wesentlichen gleich gerichtet ist wie die Kufe (20).

7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung eine auf einem ortsfest montierten Führungsrohr (35) verschiebbar gelagerte, und von diesem abstehende Hülse (38) ist, in der das Wandlerelement (32, 33) eingebaut ist, und deren abstehendes Ende (40) eine Stützfläche (41) aufweist, wobei der Ausleger (43) des Wandlerelementes (32, 33) sich durch diese Stützfläche (41) hindurch erstreckt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (39) vorgesehen ist, die bestrebt ist, die Hülse (38) vom Führungsrohr (35) weg zu drängen.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das abstehende Ende (40) der Hülse (38) bis zur Stützfläche (41) hin verrundet ist und dass der Ausleger ein Stift (43) ist, der sich durch eine Bohrung (42) in der Stützfläche (41) heraus erstreckt.

809819/0586

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kufe ein an seinem Ende umgebogener Arm (20) ist, wobei der Ausleger (26) mit seinem Ende (28) das umgebogene Ende (21) des Armes (20) kreuzt.

11. Verfahren zum Betrieb der Einrichtung nach Anspruch 1, zum Zählen von gefalteten Druckprodukten, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger der Wandlerzelle auf jene Seite des Schuppenstromes gerichtet wird, an der die dem Falz gegenüber liegenden Kanten der Druckprodukte zugänglich sind.

Difcl.-Ing. Werner Gramm
Patentanwalt

8098 19/0886