DE4335870A1 - Einrichtung zum optischen Erfassen von mehrlagig einlaufenden Papierbögen - Google Patents

Description

Die Einrichtung bezieht sich auf eine Einrichtung zum optischen Erfassen von mehrlagig einlaufenden Papierbögen an taktgesteuerten Maschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art weist die Lichtschranke für die Durch­ leuchtung der Papierbögen einen Lichtsender mit ausgeprägter Lichtbündelung auf, z. B. eine Infrarotdiode mit einem Öffnungswinkel R (Halbintensitäts-Strahl­ winkel) von ca. 12°, und die lichtempfindliche Fläche liegt in der Größenord­ nung von 1 mm² Diese Eigenschaften der Lichtschranke bedingen eine hohe Empfindlichkeit der Einrichtung gegen Bedruckung und Papierflattern. Daher ist nicht auszuschließen, daß die Einrichtung beim Kontrollieren derartiger Papier­ bögen auch bei nicht vorhandenem Doppelbogen ansprechen kann. Außerdem bewirken ungenaue Glastropfenlinsen im Lichtsender und Lichtempfänger mit­ unter eine große Streuung der Strahlstärke in Achsrichtung, und die Ausrichtung der Lichtschranke wird durch die schmale Sendekeule erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsge­ mäßen Art dahingehend zu verbessern, daß sowohl der Einfluß der Bedruckung von Papierbögen als auch die Auswirkung flatternden Papiers auf ein Geringst­ maß reduziert wird, desgleichen Streuungen der Strahlstärke.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Einrichtung zur Doppelbogenkontrolle,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Lichtsenders und Lichtempfän­ gers in Zuordnung zu einem Papier-Anlegetisch,

Fig. 3 die Ausrichtung des Lichtsenders und Lichtempfängers mittels einer Ausrichthilfe (Schablone).

Die Einrichtung zur Doppelbogenkontrolle gemäß Fig. 1 weist eine aus einem Lichtsender 10 und einem Lichtempfänger 11 bestehende Einweglichtschranke auf, die den in Pfeilrichtung ankommenden Papierbögen 12 zugeordnet und über Kabel 13, 13′ an eine Auswerteeinheit 14 mit programmierbarem Verstärker angeschlossen ist. Der Halbintensitätstrahlwinkel R (stark divergierende Keule) des Lichtsenders 10 liegt in einem 15° übersteigenden Winkelbereich, vorzugs­ weise im Bereich zwischen 40 und 80°.

Zum Erfassen der Bogenvorderkanten (Lagekontrolle) ist ein Lichttaster 15 vor­ gesehen, der zusammen mit der Einweglichtschranke in einem gemeinsamen Gehäuse 16 untergebracht sein kann und ebenfalls über im Kabel 13 geführte Verbindungsleitungen elektrisch an die Auswerteeinheit 14 angeschlossen ist.

Bei erkanntem Doppelbogen leuchtet eine Anzeigediode 17 in der Auswerteein­ heit 14 auf, zum Beispiel rot oder rot blinkend. Weitere, nicht dargestellte An­ zeigedioden geben z. B. Rotsignal ab, wenn die Papierart wegen der Papierstärke (zu dick oder zu dünn) nicht kontrollierbar ist oder wenn auf den Lichttaster re­ flektiertes Licht auftrifft. Die Anzeige, ob die Betriebsspannung und der Abfra­ geimpuls anliegen, der Reflexlichttaster aktiviert und das Gerät funktionsbereit ist, erfolgt jeweils über eine separate Diode, wobei diese allesamt in derselben Farbe, jedoch in einer anderen Farbe als rot, z. B. grün, aufleuchten können. Diese Dioden sind ebenfalls nicht dargestellt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der gestrichelt angedeutete, in einem sepa­ raten Gehäuse 18 untergebrachte Lichtempfänger 11 eine dem Strahlwinkel R des Lichtsenders 10 und mit dem Strahlkegel (Keule) angepaßte einstückige lichtempfindliche Fläche auf. Aus Kostengründen sowie grundsätzlich kann die lichtempfindliche Fläche auch aus einer entsprechenden Anzahl diskreter Einzel­ elemente gebildet sein, deren Ausgänge parallel geschaltet sind. Ein so aufge­ bauter Lichtempfänger ist mit 11′ bezeichnet.

Eine derart ausgebildete Lichtschranke ist unempfindlicher gegenüber aufge­ druckten Mustern 20 auf den Papierbögen 12 bei geringem Versatz des Meß­ punktes bei nachfolgenden Papierbögen. Die Ausdehnung der lichtempfindlichen Fläche des Lichtempfängers 11 liegt dabei vorzugsweise in der Größenordnung über 30 mm².

Der durch eine einheitliche Fläche verkörperte Lichtempfänger 11 liegt zweck­ mäßigerweise unmittelbar unterhalb der Innenseite der für Infrarotlicht durchläs­ sigen Abdeckung 23 des Gehäuses 18, (Abstand des Lichtempfängers 11 von der ihm zugewandten Papierfläche vorzugsweise ≧ 2 mm), wogegen bei aus dis­ kreten lichtempfindlichen Elementen gebildetem Lichtempfänger 11′ dieser einen etwa im Bereich zwischen fünf und zehn Millimetern liegenden Abstand von der Oberfläche der lichtdurchlässigen Abdeckung 23 aufweist. Ein solcher Abstand ist aus Gründen der Empfindlichkeit des aus Einzelelementen bestehen­ den Lichtempfängers gegen Druckmuster auf den Papierbögen zweckmäßig bzw. erforderlich. Der Einfluß eventuell flatternder Papierbögen wird durch die An­ ordnung des in einem separaten Gehäuse 21 installierten Lichtsenders 10 in einem bestimmten Abstand h von der Oberfläche 19′ des Anlegetisches 19 wei­ testgehend eliminiert, wobei der Abstand h vorzugsweise im Bereich zwischen 12 und 30 mm liegt.

Zur Anpassung der Lichtempfänger 11 bzw. 11′ an die jeweilige Gegebenheit können diese höhenverstellbar im Gehäuse 18 untergebracht sein. Zu diesem Zweck können die Lichtempfänger bzw. deren Träger in an der Innenwandung des Gehäuses 18 angebrachten Vertikalnuten geführt und mittels lösbarer Arre­ tierelemente z. B. in Form von Kugel-Federanordnungen in der jeweils ge­ wünschten Position festlegbar sein.

Als Lichtsender eignen sich insbesondere IR-Emitter-Dioden auf der Basis Gal­ lium-Aluminium-Arsenid (GaAlAs). Das Empfangssignal des Lichtempfängers 11 bzw. 11′ wird beispielsweise mit einem vorher eingespeicherten Referenz­ wert eines Originalpapierbogens verglichen. Die bei einem Doppelbogen auftre­ tende Signalabweichung wird, wie vorstehend bereits ausgeführt worden ist, über ein entsprechendes Ausgangssignal (Anzeigediode 17 leuchtet auf) gemel­ det. Gegebenenfalls wird der die Bogenzufuhr übernehmende Maschinenteil ab­ geschaltet.

Der Abstand h des Lichtsenders 10 von der Oberfläche 19′ des Anlegetisches 19 wird dabei, wie Fig. 3 zeigt, auf einfache Weise mittels einer Ausrichthilfe 22 (Schablone) bei gleichzeitiger Ausrichtung des Lichtsenders 10 und des Lichtempfängers 11 bzw. 11′ eingestellt.

Der Lichtempfänger 11 bzw. 11′ mit seinem Gehäuse 18 und seiner sendelicht­ durchlässigen Abdeckung 23 wird etwas über die Oberfläche des Anlegetisches 19 überstehend in diesem montiert. Mittels der an die Gehäusekonturen des Lichtsenders und des Lichtempfängers angepaßten Ausrichthilfe 22 (Schablone) wird dann der Lichtsender 10 in der vorgeschriebenen Höhe mittig über dem Lichtempfänger 11 bzw. 11′ gehalten.

Nach dem Ausrichtvorgang wird der Lichtempfänger mit seiner Oberfläche mit der Ebene des Anlegetisches 19 fluchtend in diesen eingebaut.

Der beschriebene Ausrichtvorgang erfordert weder ein Meßgerät noch eine Stromversorgung und ist ohne Sicht auf Sender und Empfänger durchführbar. Der Abstand zwischen Sender und Empfänger kann gegebenenfalls mit einer zweistufigen Lehre kontrolliert werden. Bei korrekter Anordnung paßt nur die erste Stufe der Lehre zwischen Sender und Empfänger. Das Ausrichten des Lichtsenders und des Lichtempfängers wird besonders einfach, wenn das Licht­ sender- und Lichtempfängergehäuse (21, 18) zylindrisch ausgebildet sind, d. h., Rundform aufweisen.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Einrichtung eine in der Auswerteein­ heit 14 untergebrachte Schaltungsanordnung auf, die auch die Kontrolle, ob überhaupt ein Papierbogen vorhanden ist oder nicht, ermöglicht (Fehlbogenkon­ trolle).

Die Schaltungsanordnung ist zu diesem Zweck beispielsweise mit einem nicht dargestellten Fensterkomparator ausgerüstet, der bei außerhalb des Eingangs­ spannungsbereichs U₁ ≦ U_e ≦ U₂ liegender momentaner Eingangsspannung U_e < U₂, wie sie bei nicht durch einen Papierbogen unterbrochenem Strahlen­ gang auftritt, eine Warnsignalabgabe auslöst bzw. die Maschine oder die Bogen­ zufuhr abschaltet.

Bei im Bereich U_e <U₁ liegender momentaner Eingangsspannung ist ein Dop­ pel- oder Mehrfachbogen vorhanden. Beide Signale (U_e < U₂, U_e< U₁) können gemeinsam oder getrennt ausgewertet werden.

Bei im Eingangsspannungsbereich U₁ ≦ U_e ≦ U₂ liegendem Signal liegt ein Einfachbogen vor und am Ausgang des Fensterdiskriminators stehen zwei logi­ sche "1" an, die in an sich bekannter Weise als Eingangsvariable dem Eingang eines UND-Gatters zugeführt werden.

Der Meßbereich kann dabei durch Verändern der Vergleichsspannungen U₁ und U₂ verändert werden. Das heißt, der Eingangsspannungsbereich U₁ ≦ U_e ≦ U₂ (Fenster) kann verringert, vergrößert sowie auch nach beiden Seiten hin ver­ schoben werden.

Claims (10)

1. Einrichtung zum optischen Erfassen von mehrlagig einlaufenden Papierbö­ gen an taktgesteuerten Maschinen, die wenigstens eine Einweglichtschran­ ke für die Durchleuchtung der Papierbogen und eine Auswerteeinheit ent­ hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Einweglichtschranke mit einem einen Halbintensitätsstrahlwinkel R größer gleich 25° aufweisenden Licht­ sender (10) ausgerüstet ist und der Lichtempfänger (11, 11′) einen dem Strahlwinkel R des Lichtsenders (10) angepaßte Ausdehnung aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsen­ der (10) durch einen GaAlAs-IR-Emitter verkörpert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die photosensitive Schicht des Lichtempfängers (11) als einstückige, dem Querschnitt der divergenten Strahlungskeule des Lichtsenders angepaßte Fläche ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der photosensitiven Schicht des Lichtempfängers (11) größer als 30 mm² be­ messen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die photosensitive Schicht des Lichtempfängers (11′) durch eine Anzahl dis­ kreter Lichtempfangselemente gebildet ist, deren Ausgänge parallel ge­ schaltet sind und deren Gesamtquerschnitt dem Querschnitt der divergen­ ten Strahlungskeule des Lichtsenders (10) angepaßt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der aus diskreten Lichtempfangselementen gebildeten Lichtempfängers (11′) von der Oberfläche der lichtdurchlässigen Abdeckung (23) seines Gehäuses (18) im Bereich zwischen 5 und 10 mm liegt.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand h des Lichtsenders (10) von der Oberfläche (19′) des Anlegetisches (19) bei gleichzeitiger Ausrichtung des Lichtsen­ ders (10) und des Lichtempfängers (11, 11′) mittels einer Ausrichthilfe (22) einstellbar ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (21) des Lichtsenders (10) und das Gehäuse (18) des Lichtempfängers (11, 11′) zylindrisch ausgebildet sind.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lichtempfänger (11, 11′) höhenverstellbar im Gehäuse (18) angeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zur Mehrfachbogenkontrolle sowie zur Fehlbogenkontrol­ le mit einem Fensterdiskriminator ausgerüstet ist.