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Lichtelektrische Anordnung zum Prüfen von Papier, Geweben und ähnlichen
Stoffen, vorzugsweise Lochkarten
Die bekannten Holleritih-Lochkarten erfordern sowohl
Genauigkeit als auch einwandfreie Beschaffenheit bei der Herstellung, besonders
wenn sie für elektrische Abfühlung verwendet werden.
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Das Papiermaterial, aus dem diese Karten hergestellt werden, muß sorgfältig
ausgewählt werden.
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Daher ist die Überprüfung des Karten- oder Papiervorrats heson4ers
wichtig. Normalerweise besteht diese Überprüfung in einer Vorabtastung des Kartons,
aus dem die Karten herausgeschnitten werden, mit Hilfe elektrischer Einrichtungen,
um etwa leitende Teilchen oder unerwünschte Löcher in diesem Material festzustellen,
weil solche Fehler falsche Ergebnisse bei. der Auswertung gelochter Karten durch
die Tabelliermaschine od.dgl. verursachen würden. Außer dliesen genannten Fehlern
können aber auch nach andereUnvollkommenheiten, sogenannte Schlammpunkte, auftreten.
Solche Stellen sind nichtleitend und werden bei der elektrischen Vorabfühlung des
Papiervorrats nicht entdeckt.
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Ein solcher SchlammpurAt macht sich als Fehler bei der Auswertung
mittels der Tabelliermaschine mitunter erst bemerkbar, wenn die betreffende Karte
,schon mehrmals durch. die Maschine gelaufen ist. Schlammpunkte treten als Bläschen
in der Karte auf und bestehen meistens aus durch Bruchstücke gego rener Papierfasern
spröde gewordenen Teilen, die bei der Papierherstellung in
dieses
eingebettet werden. Nach dem Zerkleinern des Papiervorrats zu Lochkarten und besonders
nach Zuführung dieser Karte durch die Transportvorrichtung in der Maschine könnten
die Bläschen platzen, so daß sich Löcher bilden, die den Lochungen gleichwertig
sind und dadurch als falsche Angaben auftreten oder aber bei der Karten zuführung
ein Zerreißen oder Zerknittern der Karte hervorrufen. Unter diesen Gesichtspunkten
sind Schlammpunkte mitunter unangenehmer als leitende Teilchen in der Karte.
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Bisher wurden solche Schlammpunkte lediglich durch Betrachten des
Papiers oder Kartons aufgefunden, in letzter Zeit auch durch photoelektrische Anordnungen,
bei denen Licht durch deti Karton fiel, dessen Stärke sich bei Vorliegen von, Schlammpunkten
veränderte. Die Erfindung verbessert dieses lichtelektrische Verfahren. Bei dem.
früheren Verfahren zum Aufsuchen solcher Schlammpunkte lag die Beobachtungsstelie
bei dem Kartenvorrat an den Schneidemessern, an denen der Karton in verhältnismäßig
geringer Geschwindigkeit vorbeibewegt wurde. Beim Auffinden solcher Fehler wurde
ein Mechanismus in Tätigkeit gesetzt, der das fehlerhafte Papier mit auffälligen
Streifen versah. Danach wurden die den Vorrat verlassenden Kartenstreifen in Kartenlängen
geschnitten und bedruckt. Die Bedienungsperson mußte dann jeden Kartenstapel durchblättern
und daraus die mit Streifen versehenen Karten von Hand aussortileren.
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Neuerdings werden jedoch neue, verbesserte Papierschneidvorrichtungen
angewendet, bei denen die Geschwindigkeit des durchlaufenden. Kartons gegenüber
den früheren horldnungen vier- bis achtmal größer ist. Dadurch eignen sich die früheren
Verfahren nicht mehr zuverlässig zur Anzeige von solchen Kartenfehlern.
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Bei der Hers-tel'lung der Lochkarten ist es üblich, d;en Kartorxvorrat
in Rollen von Kartenbreite zu zerschneiden und dann jede solcher Rollen in eine
Kartenbedruckm!aschine zu bringen, in welcher dann das Band nach Fehlern untersucht
wird. Die nach Beendigung dier Karten'herstellung mit Fehlern behafteten Karten
werden selbsttätig ausgeworfen. Auf solche Einrichtungen bezieht sich auch die vorliegende
Erfindung. Ein besonderes Merkmal ist eine lichtelektrische Vorrichtung zur Untersuchung
des Papiervorrats, bei dem Veränderungen im Material selbsttätig aufgefunden werden,
ehne daß falsche Anzeigen von Fehlern gegeben werden. Ein anderes Merkmal liegt
darin, daß das Überprüfen des Papiers durch verschieídene Papierdicke nicht beeinträchtigt
wird. Weitere Merkmale gehen aus der Beschreibung hervor, die sich in Verbindung
mit den Zeichnungen auf ein besonderes Beispiel bezieht.
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In Fig. I werden im Zusammenhang mit einer Kartendruckmaschine die
Hauptteile der Erfindung erläutert, nämlich eine lichtelektrische Einrichtung 10
zur Auffindung von Schlammpunkten, der Kartenstreifen 11 des Papiervorrats, ein
Röhrenverstärker 12 mit dem Ausgangsrelais I3 und ein Kartenauswerfer 14. Die als
Beispiel zur Erläuterung der Erfindung dienende Anordnung arbeitet folgendermaßen:
Ein Motor 15 mit einer Riemenscheibe 16 treibt über den Riemen 17 eine Scheibe I8
an, die sich entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn dreht. Die Scheibe 18 sitzt auf der
Welle I9, die ein Zahnrad 20 trägt, das weitere Zahnräder 21, 22 und 23 antreibt.
Zahnrad 23 kämmt mit den Zahnrädern 24 und 25, die an den Transportrollen 26 bzw.
27 sitzen. Der Kartenstreifen II wird von einer nicht dargestellten Vorratsrolle
durch die Bewegung der Transportrollen 26 und 27 und der damit zusammenarbeitenden
Rollen 28 bzw. 29 über die Leerrolle 30 an der lichtelektrischen Einrichtun 10 vorbei
und über die Rollen 31 und 31a gezogen.
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Normalerweise sind die Rollen 26 und 28 mit Druckzylindern ausgestattet,
und eine nicht dargestellte Vorrichtung bei den Rollen 27 und 29 schnlesidet den
Streifen II in Kartenlh.ngen, so daß einzelne Karten 32 entstehen. Die abgeschnittenen
Teile des Streifens, d. h. die Karten 32, werden nach oben geschoben, bis .sie auf
Elammern, 33 treffen, dile am. Umfange der Trommel 34 drehbar gelagert sind und
je durch eine Feder gegen den Trommelmantel gedrückt werden. Die Trommel 34 sitzt
auf der Welle 19 und bewegt sich mit dieser entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Ein
feststehender Anschlag 35 stößt gegen den Fortsatz 36 jeder Klammer 33, wenn die
Trommel umläuft, und dreht die Klammer (s. auch Fig. 2), damit sie eine Karte 32
aufnehmen kann, wie dies aus Fig. 2 deutlich het'vorgeht.
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Wenn ein Schlammpunkt durch die lichtelektrische Einrichtung 10 entdeckt
wird, gelangt ein Signal auf den Röhrenverstärker 12, der das Relais I3 erregt,
um den Auswerfmechaniismius 14 zu steuern. Dieser öffnet die Klammer 33, weiche
die betreffende Karte mit dem Schlammpunkt festhält.
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Die Karte wird dadurch losgelassen und in einen Behälter 37 (Fig.
I) geworfen.
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Die Fig. I zeigt, daß der Streifen II über eine gebogene Fläche 40
mit Schlitzen 41 und 42 geführt wird, die quer zur Bewegungsrichtung des Kartenstreifens
II verlaufen. Die Vorrichtung 10 enthält zwei Photozellen 43 und 44 und eine Lichtquelle
45. Von der Lichtquelle wird das Licht mit Hilfe des .RefleWçtors46 bei jedem der
Schlitze 41 und 42 von der Oberfläche des Streifens 11 auf die Photozellen 43 und
44 geworfen. Zwei lichtabschirmelde Wände 47 sorgen dafür, daß keinerlei Licht von
der Lichtquelle direkt zu den Photozellen gelangt. Eine zweite Lichtquelle 48 liegt
direkt oberhalb der ersten und ist mit einem Reflektor 49 ausgestattet. Von dieser
aus fällt Licht durch den Streifen 11 bei jedem der Schlitze 41 und 42 auf die Plhotozellen
43 und 44. Die Photozellen erhalten also nicht nur das Licht, das von der Lichtquelle
45 kommt und vom Streifen reflektiert wird, sondern auch das Licht von der Lichtquelle
48, das durch den Streifen hindurchtritt. Daraus folgt, daß jede Veränderung des
Streifens II, z. B. wenn ein Schlammpunkt an den Schlitzen 41 und 42 vorbeigeführt
wird, den. Betrag des durchtretenden oder
reflektierten Lichts,
das zu den lichtelektrischen Zellen gelangt, verändert.
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Der Kartenauswerfer I4 ist im einzelnen auch aus den Fig. 2 und 3
zu erkennen. Er enthält einen Elektromagneten 50 mit dem Joch 51 und dem Anker 52,
der einen Arm 53 sowie einen Hilfsarm 54 trägt. Eine Feder 55 gibt dem An0ær 52
normalerweise eine Vorspannung, die fbn von der Polfläche des Magneteni 50 fortzieht.
Auf dem Ende des Armes 53 sitzt eine runde abgeschrägte Scheibe 56, die mit Stiften
58 in einem Zahnrad 57 zusammenarbeitet. Diese Stifte haben von der Welle 59 sämtlich
gleichen Abstand und sind auch auf der Zahnradfläche in gleichem Abstand voneinander
angeordnet, quer durch das Zahnrad verschiebbar und etwas länger, als das Zahnrad
dick ist. Ihre Stellung ist normalerweise so (wie bei dem Stift 58 oben in Fig.
3), daß jsie von dem scbrägkantigen Nockens6 in ,d1as Zahnrad 57 gledrückt werden,
wenn sie an diesem vorbeilaufen.
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Bei Erregung des Magneten 50 jedoch wird die Scheibe 56 unter der
Einwirkung des Ankers 52 gegen das Zahnrad 57 gedrückt und bewirkt dadurch, daß
der betreffenlde Stift 58 auf der anderen Zahnradseite wieder heraustritt, wie dies
an dem unteren Stift 58 in Fig. 3 gezeigt ist.
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Ebenfalls mit dem Za'hnrad 57 und den Stiften 58 zusammen arbeitet
ein lolbenartiges Stück6I, ,das in einem Lager 62 verschiebbar ist, welches seinerseits
an einer auf der Karten druckmaschine befestigten Tragleiste 63 sitzt und so angeordnet
ist, daß seine Spitze 6Ia jeden Stift 58 berührt, der unter dler Einwirkung der
Scheibe 56 aus seiner normalen Lage verschoben ist. Die Tragleiste hält auch noch
ein anderes kolbenartiges Stück 64, das ebenfalls verschiebbar gelagert ist und
normalerweise mittels einer Feder 65 gegen die Tragleiste gedrückt wird. An den
Enden der kolbenartigen Stücke ist eine runde Platte 66 befestigt. Von dem Stück
61 geht ein dünnerer Ansatz 6Ib durch die Platte, denen Rand abgeschrägt ist. Das
Ansatzstück 6Ib und die Platte 66 sind so angeordnet, daß sie normalerweise die
Federn 65 der an der Trommel 34 liegenden Klammern 33 nicht stören. Wenn jedoch
ein Stift 58 herausgetreten ist, wird der Kolben 6I Idurch diesen Stift durch Druck
auf seine Spitze 6Ia nach rechts bewegt (Fig. 2), wenn sich das Zahnrad 57 in Uhrzeigerrichtung
dreht. Infolgedessen stößt die Platte 66 gegen den Hebel 36 der betreffenden Klammer
33, hebt Diese an und bewirkt damit die Freigabe der Karte 32, die vorher gegen
die Trommel gedrückt wurde; zur gleichen Zeit stößt wider Vorsprung 61b die Karte
kräftig fort. Wenn sich dann das Zahnrad 57 weiterdreht, wird der Stift 58 unter
tder Einwirkung des Nockens. 6o wieder in seine normale Stellung zurückgeführt.
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Der Röhrenverstärker I2 ist in dem Stromkreis unten in Fig. I dargestellt.
Die Photozellen 43 und 44 sind mit dem Verstärker I2 so verbunden, daß die Anode
der Zelle 44 an der positiven Klemme einer Gleichstromquelle über die Leistung 67
liegt und die Kathode von 44 mit der Anode der Zelle 43 in Verbindung steht, deren
Kathode über Leitung 68 am Minuspol dieser Gleichstromquelle bzw. Erde liegt. Diese
Verbindungsleitung der Zellen 43 und 44 führt über den Kondensator 69 zum Steuergitter
einer Elektronenröhre 70, die mit einer weiteren Röhre 7I in üblicher Weise über
einen Widerstand 72 und den Kondensator 73 sowie ein Potentiometer 74 widerstandsgekoppelt
ist, das die Verstärkerempfindlichkeit regelt. Ein Eingangswiderstand 75 ist an
Röhre 70 vorgesehen, die sich durch ihren Kathodenwiderstand 76 mit parallel geschaltetem
Kondensator 77 selbst ihre Vorspannung gibt, um normalerweise nichtleitend zu sein.
Die Rölhre 7I ist normalerweise leitend und hat in ihrem Ausgang den llelastungswiderstand
78. Mit der Röihre 7 I gekoppelt ist eine gasgefüllte Röhre 79.
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Wenn die Röhre 71 nichtleitend wird, reicht ihr Potentialablfall aus,
um die Röhre 79 in; den leitenden Zustand zu versetzen und dadurch das Relais 13
zu erregen. Die Anoden der Röhren 70, 7I und 79 werden über die Leitung80 gespeist,
die mit dem positiven Pol einer zweiten Gleichstromquelle verbunden ist, deren negativer
Pol an der geerdeten Leitung 8r liegt. Wenn das Relais I3 erregt wird, stellt sein
Kontakt I3a einen Stromkreis her, der vfon einer dritten Gleichstromquelle über
die Leitungen 82 und 83 zu ,dem Solenoid 50 (Fig. 3) verläuft. Gleichzeitig bewirkt
die Betätigung des Solenoids 50, daß der Armi 54 (Fig. 3) einen Kleinstschalter
84 betätigt, ,der mit dem Relais I3 über die Leitungen 85 und 86 in Reihe liegt
und den Zündkreis der Röhre 79 öffnet. Normalerweise ist der Verstärker so eingestellt,
daß ,die Röhren 70 und 7.9 gesperrt sind, die Röhre 7I dagegen leitend ist, nachdem
sie vorher gesperrt war und die Röhre 79 gezündet hatte.
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Wenn ein Schlammpunkt von dunklerer Farbe als der Kartonstreifen
II über den Schlitz ßI läuft, verringert sich die auf die Zelle 43 fallende Lichtmenge,
Xdie Zelle wird weniger leitend, erhöht daher das an ihr herrschende Potential und
gibt einen positiven Impuls auf den Kondensator 69, der die Röhre 70 leitend macht,
die Röhre 71 sperrt und dadurch Röhre 79 zündet, so daß das Relais I3 anspricht.
Der Kontakt I3a des Relais wird geschlossen und erregt das Solenoid, so daß der
Stift 58 gegenüber der Scheibe 56 gezwungen wird, aus dem Zahnrad hervorzutreten,
wie oben beschrieben wurde. Der Stift 58, nachdem das Zahnrad 57 ungefähr um 270.0
weiterbewegt ist, trifft auf die Spitze 6I, die eine Karte 32 aus ihrer Lage an
der Trommel 34 aus der Klammer 33 auswirft.
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Die Zeitperiode dieses Vorgangs ist so hemessen, daß sie derjenigen
entspricht, die erforderlich ist, wenn ein Punkt des Streifens II von ,der Mitte
der lichtelektrischen Einrichtung 10 in eine Lage kommt, welche dem Auswurfmechanismus
14 (Fig. I) gegenüberliegt, so daß die ausgeworfene Karte den aufgefundenen Schlammpunkt
hat.
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Wenn der dunkel gefärbte Schlammpunkt über den Schlitz 42 kommt,
wird die auf die Zelle 44 fallende Lichtmenge verringert, und ihr Widerstand erhöht
sich, so daß ein negativer Impuls dem Kon-
densator 69 zugeführt
und der Verstärker 12 nicht betätigt wird.
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Wenn ein vSchlammpunkt von hellerer Farbe als der Kartonstreifen
11 über den Schlitz 41 kommt, erhöht sich die auf die Zelle 43 fallende Lichtmenge,
und ihr Widerstand und der Spannungsabfall daran verringern sich so, qdaß ein negativer
Impuls dem Kondensator 69 zugeführt wird und der Verstärker I2 ebenfalls nicht betätigt
wird.
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Wenn jedoch der hell gefärbte oder ein durchwichtiger Punkt über
den Schlitz 42 kommt, erhöht sich die auf die Zelle 44 fallende Lichtmenge, und
ihr Widerstand verringert sich so, daß ein positiver Impuls dem Kondensator 69 zugeführt
wird, wodurch der Verstärker betätigt wird, der dann bewirkt, daß die Karte 32 mit
dem Schlammpunkt aulsgeworfen wird.
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Die Anordnung ist in keiner Weise nur auf die Auffindung von Schlammpunkten
beschränkt, sondern arbeitet auch, wenn eine plötzliche Veränderung des Papierstreifen6
II eine Veränderung der Lichtmenge bewirkt, die auf die Zellen 43 und 44 fällt und
den Verstärker 12 in der bereits beschriebenen Weise betätigt. Infolgedessen bringen
dunkle oder helle Marken, Löcher oder Brüche in dem Streifen II eine ähnliche Wirkung
hervor und veranpassen den Auswurf der Karte 32, die diese Marken enthält. Aus diesem
Grunde bewirkt auch Papier nicht gleichförmiger Dicke normalerweise ebenfalls ein
Ansprechen der Anordnung. Es ist jedoch bekannt, ,daß bei unterschiedlicher Papierdicke
die besondere Bearbeitung der Vorratsrollen bei dickerem Papier einen größeren Glanz
hervorruft. Diese Erscheinung macht sich die vorliegende Erfindung zugute. Wenn
nämlich das Papier ,dicker ist, wird weniger Licht hinldurchtreten; da jedoch der
Walzprozeß bei der Herstellung in solchen Fällen einen größeren Glanz hervorruft,
erzeugt ,die Anordnung der Lichtquellen ein ausgleichendes Ansteigen der reflektierten
Lichtmenge, so daß der Gesamtbetrag an Licht, das auf die lichtelektrischen Zellen
fällt, im wesentlichen konstant bleibt. Dieses lichtkompensierende Merkmal kann
-noch verfeinert werden, wenn man die Intensitäten der beiden Lichtquellen 45 und
48 gegenseitig verändert. Dies kann durch Lichtquellen verschiedener Leuchtkraft
oder durch vorgeschalteten Widerstand, durch Blenden, größeren Abstand der Lichtquellen
oder andere bekannte Mittel erreicht werden. Die-veränderlichen Widerstände 87 und
88 in den Leitungen nach Fig. I ermögLichen die Einstellung der Lichtmengen der
Lichtquellen 45 und 48 zu diesem Zweck.