Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle der Heftung
von Produkten mittels einer Drahtheftvorrichtung, mit Messmitteln
zum Prüfen der Heftklammerqualität.
Druckprodukte werden bekanntlich vielfach mit Klammern geheftet,
wobei eine Drahtheftvorrichtung verwendet wird. Drahtheftvorrichtungen
weisen jeweils einen Heftkopf und einen Umbieger
auf, mit denen der Heftvorgang durchgeführt wird. Dieser
umfasst das Zuführen eines Drahtes, das Abschneiden eines
Rohlings, die Klammerformung, das Durchstechen des zu heftenden
Produktes und das Umbiegen der beiden Klammerschenkel.
Es sind zudem im Stand der Technik Verfahren und Vorrichtungen
bekannt, mit denen das Vorhandensein einer Heftklammer an
einem Produkt geprüft werden kann. Dies soll es ermöglichen,
ein Produkt mit einer fehlenden Heftklammer auszuschleusen.
Eine solche Prüfung erfolgt beispielsweise mit einem Metalldetektor,
der in Transportrichtung gesehen nach der Drahtheftvorrichtung
angeordnet ist. Jede durchlaufende Heftklammer
löst einen Impuls aus. Ein fehlender Impuls ist ein Hinweis
auf ein Produkt mit einer fehlenden Heftklammer. Weiter ist
durch die EP 0 205 144 eine Vorrichtung bekannt geworden, bei
welcher eine fehlende Heftklammer mit einem Sensor ermittelt
wird, der an einem Heftapparat angeordnet ist. Der Sensor
besteht aus einem Näherungsschalter oder ist als optischer
Sensor ausgebildet.
Bei den oben erwähnten Verfahren und Vorrichtungen kann jedoch
lediglich die Anwesenheit und nicht die Qualität einer Heftung
geprüft werden. Es werden somit auch Heftklammern als vorhanden
angezeigt, die defekt sind und beispielsweise einen abstehenden
Schenkel aufweisen. Solche defekte Heftungen sind sehr
unerwünscht, da sie zu Verletzungen des Benutzers bzw. Lesers
eines solchen Druckproduktes führen können. Es sind im Stand
der Technik deshalb bereits zahlreiche Massnahmen vorgeschlagen
worden, mit denen solche defekte Heftungen festgestellt
und die entsprechenden Druckprodukte ausgeschleust werden
können. So ist aus der EP 1 029 443 A des Anmelders eine Vorrichtung
zur Kontrolle der Heftung von Produkten bekannt geworden,
bei welcher an der Drahtheftvorrichtung Messmittel
angeordnet sind, mit denen Zustandsänderungen eines Umbiegers
oder eines die Klammern durchtreibenden Heftkopfes der Drahtheftvorrichtung
ermittelt werden. Diese Mittel sind beispielsweise
als Dehnmessstreifen ausgebildet. Mit diesen wird die
Kraft ermittelt, welche bei der Bildung der Heftklammer am
Umbieger auftreten. Weicht die Kraft von einem vorbestimmten
Wert ab, so wird angenommen, dass die Heftung fehlerhaft ist
und entsprechend wird das Produkt über die Maschinensteuerung
ausgeschleust. Geprüft wird hier somit der Heftvorgang in der
Drahtheftvorrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere geeignete
Massnahmen zur Prüfung der Heftklammerqualität zur Verfügung
zu stellen.
Die Erfindung ist beim gattungsgemässen Verfahren dadurch
gelöst, dass die Messmittel jeweils den Dichteverlauf an einer
durchlaufenden Heftklammer prüfen. Der Erfindung liegt die
Erkenntnis zugrunde, dass bei defekten Klammern, bei denen
beispielsweise ein Schenkel vorsteht oder fehlt, der Dichteverlauf
wesentlich abweicht von demjenigen einer fehlerfreien
Heftklammer. Bei einer solchen fehlerfreien Heftklammer sind
die beiden Schenkel vorhanden und wie vorgesehen umgebogen,
sodass sie üblicherweise keine Gefahr für eine Verletzung
bilden. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können aber auch
andere Defekte einer Heftung ermittelt werden. Dies ist beispielsweise
auch dann möglich, wenn die Klammer eine sogenannte
Ösenheftklammer ist und bei dieser die Öse defekt, beispielsweise
verbogen ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Messmittel in Transportrichtung gesehen nach einem Heftkopf
der Drahtheftvorrichtung angeordnet sind und die Heftklammern
im Durchlauf gemessen werden. Ein solches Verfahren
eignet sich insbesondere für einen Sammelhefter. Die Druckprodukte
werden hierbei von einer Sammelkette gefördert.
Die Messung ist dann besonders zuverlässig und funktionssicher,
wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Messmittel
so angeordnet sind, dass sie sich beim Messvorgang auf
der Innenseite des Produktes befinden, wobei das Produkt geöffnet
ist. Die Messmittel können bei dieser Weiterbildung der
Erfindung vergleichsweise nahe an die zu prüfenden Heftklammern
gebracht werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Messmittel einen Sensor aufweisen, der ein Magnetfeld
erzeugt, das die zu prüfenden Heftklammern durchlaufen. Dies
ermöglicht eine besonders genaue Prüfung des Dichteverlaufs.
Besonders geeignet ist hierbei gemäss einer Weiterbildung der
Erfindung ein elektrischer Schwingkreis.
Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Kontrolle
der Heftung von Produkten mittels einer Drahtheftvorrichtung,
mit Messen zum Prüfen der Heftklammerqualität. Bei der erfindungsgemässen
Vorrichtung sind die genannten Messmittel so
ausgebildet, dass mit ihnen der Dichteverlauf einer durchlaufenden
Heftklammer prüfbar ist. Die Messmittel sind vorzugsweise
im Bereich einer Transportkette eines Sammelhefters so
angeordnet, dass die Klammern bei geöffneten Druckprodukten
von unten geprüft werden.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen
Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der
Zeichnung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch ein Teilschnitt durch einen
Sammelhefter mit einer erfindungsgemässen
Vorrichtung,
- Fig. 2
- schematisch eine räumliche Ansicht eines
gehefteten Druckproduktes und einer erfindungsgemässen
Vorrichtung,
- Fig. 3
- ein Blockschema eines besonders geeigneten
Schwingkreises eines Sensors
- Fig. 4a und 4b
- schematische Darstellungen fehlerfreier
Klammern,
- Fig. 5a und 5b
- schematische Darstellungen fehlerhafter
Klammern,
- Fig. 6
- schematisch ein Bauelement der erfindungsgemässen
Vorrichtung,
- Fig. 7
- Signalverlauf bei einem Produkt mit zwei im
Abstand zueinander angeordneten fehlerfreien
Klammern, wobei die horizontale Achse
die Zeitachse ist,
- Fig. 8
- der Signalverlauf bei einer Klammer mit
einem abgeschnittenen Schenkel, wobei wiederum
die horizontale Achse die Zeit angibt.
Die Figur 1 zeigt ein Druckprodukt 1, das sich auf einem an
sich bekannten Sammelhefter S der druckverarbeitenden Industrie
befindet. Das Druckprodukt 1 ist beispielsweise eine Broschüre
und besteht aus mehreren Seiten 2, die an einem Rücken
3, beispielsweise gemäss Figur 2 mit zwei Heftklammern 10
zusammengehalten sind. Grundsätzlich kann das Produkt 1 auch
lediglich mit einer Heftklammer 10 oder mit mehr als zwei
Heftklammern 10 zusammengehalten sein. Die Heftklammer 10 ist
eine übliche Klammer gemäss Figur 4a, die einen im Wesentlichen
geraden Heftklammerrücken 10b und zwei um 180 Grad abgebogene
Heftklammerschenkel 10a aufweist. Die Heftklammerschenkel
10a bilden Enden der Heftklammern 10 und sind wie ersichtlich
nach innen gebogen, sodass sie an der Innenseite 4 des
Druckproduktes 1 anliegen. Die Heftklammern 10 können auch
gemäss Figur 4b ausgebildet sein und besitzen in diesem Fall
etwa mittig eine Öse 10c, die am Rücken 3 bzw. an der Aussenseite
5 des Druckproduktes 1 nach oben vorsteht. Die Heftklammer
10' weist ebenfalls nach innen gebogene Heftklammerschenkel
10a auf. Grundsätzlich sind auch andere Formen von Heftklammern
denkbar.
Der Sammelhefter S besitzt einen gestellfesten Sattel 8 mit
einem Sattelfirst 9. Für den Transport der Druckprodukte 1 ist
eine Sammelkette 6 vorgesehen, die eine endlose Gliederkette
ist und die in bestimmten Abständen flügelartige Mitnehmer 7
aufweist, welche die Druckprodukte 1 mitnehmen. Der Sammelhefter
S und die Sammelkette 6 sind hier aber lediglich Beispiele
für Transport- bzw. Sammelvorrichtungen zum Bilden von Druckprodukten
1, wie beispielsweise Broschüren. Der Transport der
Druckprodukte 1 kann somit auch mit anderen Transportmitteln
erfolgen.
Zum Bilden der Heftklammern 10 ist eine Heftmaschine 11, insbesondere
eine Drahtheftvorrichtung vorgesehen, die gemäss den
Figuren 1 und 2 so angeordnet ist, dass die Druckprodukte 1
von oben geheftet werden. Beim Heftvorgang befindet sich das
Druckprodukt 1 zwischen einem hier nicht gezeigten Heftkopf
und einem Umbieger. Nach der Bildung der Klammerform wird das
zu heftende Druckprodukt 1 durchstochen. Das Umbiegen der
beiden Klammerschenkel erfolgt in bekannter Weise mit hier
nicht gezeigten Schenkelbiegern. Sind gemäss Figur 2 beispielsweise
zwei Heftklammern 10 gebildet, so wird das Druckprodukt
1 auf der Sammelkette 6 in Richtung des Pfeiles 22
(Fig. 2) zur weiteren Bearbeitung transportiert. Das Druckprodukt
1 wird beispielsweise einer Schneidmaschine zugeführt.
Erfolgt der oben genannte Vorgang zur Bildung der Heftklammer
10 nicht korrekt, so kann beispielsweise die in Figur 5a gezeigte
Klammer 10" oder die in Figur 5b gezeigte Klammer
10''' am Druckprodukt 1 vorhanden sein. Diese Klammern
10" und 10''' sind fehlerhaft. Bei der Klammer 10" gemäss
Figur 5a ist ein Klammerschenkel 10a' nicht wie vorgesehen
nach innen umgebogen, sondern steht um 90 Grad vom Heftklammerrücken
10b ab. Entsprechend steht dieser Klammerschenkel
10a' an der Innenseite 4 des Druckproduktes 1 vor. Bei der
Klammer 10''' ist ebenfalls ein Klammerschenkel 10a''' nicht
korrekt umgebogen. Die beiden Klammern 10" und 10''' bilden
ein Risiko für eine Verletzung für den Benutzer des Druckproduktes
1. Die Verletzungsgefahr besteht insbesondere bei Kindern.
Um solche fehlerhaften Heftklammern 10" und 10''' sowie
andere fehlerhafte Bildungen erkennen und die entsprechenden
Druckprodukte 1 ausschleusen zu können, sind Messmittel 12
vorgesehen, die vorzugsweise so angeordnet sind, dass die
Druckprodukte 1 gemäss den Figuren 1 und 2 über diesen Messmitteln
12 transportiert werden. Die Messmittel 12 befinden
sich an der Innenseite 4 des Druckproduktes 1 und unmittelbar
unterhalb jeweils eines Rückens 3 eines Druckproduktes 1. Die
Messmittel 12 weisen gemäss Figur 6 einen Sensor 13 mit einem
Sensorkopf 17 auf, in dem eine Spule 18 angeordnet ist. Über
eine Signalleitung 14 ist der Sensorkopf 17 zur Signalaufbereitung
mit einem Oszillator 19 verbunden. Eine Auswerteinheit
20 besitzt eine Sensorkarte 21 mit einem Mikroprozessor. Die
Messmittel 12 weisen für den Sensor 13 vorzugsweise einen
Schwingkreis K gemäss Figur 3 auf. Der Schwingkreis K weist
die oben genannte Spule 18 auf, die parallel zu einem Kondensator
24 und zu einem Widerstand 25 geschaltet ist. Weiter
sind ein ASIC (Application-Specific Integrated Circuit)-Schaltkreis
26, ein Gleichrichter 27, ein Tiefpass und ein
Microcontroller 29 vorgesehen. Die genannten Bauelemente und
die Funktionsweise eines solches Schwingkreises sind dem Fachmann
bekannt. Über dem Messmittel 12, das in der Heftmaschine
11 in Transportrichtung nach dem Heftkopf und dem Umbieger angeordnet
ist, befindet sich eine Bürste 23, die ortsfest ist
und welche den Rücken 3 des durchlaufenden Druckproduktes 1
nach unten am First 9 anpresst. Damit ist gewährleistet, dass
der Abstand zwischen dem Rücken 3 und dem Sensor 13 im Wesentlichen
stets etwa gleich ist. Die gebildeten Klammern 10 laufen
somit über dem Sensor 13 in konstantem Abstand hinweg.
Grundsätzlich könnte der Sensor 13 ebenfalls in gleicher Richtung
mitbewegt und nachher wieder zurückgeführt werden. Wesentlich
ist somit die relative Bewegung zwischen Sensor 13
und Druckprodukt 1. Befindet sich eine Heftklammer 10 über dem
Sensor 13, so wird die Induktivität des Schwingkreises durch
diese Heftklammer 10 beeinflusst, wobei die Frequenz geändert
wird. Durch den Oszillator 19 und die Auswerteinheit 20 wird
diese Frequenzänderung ermittelt. Die Beeinflussung der Induktivität
des Schwingkreises ist abhängig von der Dichte der
Klammer 10, somit im Wesentlichen des Anteils des Metalls der
Klammer 10 pro Längeneinheit. Der Signalverlauf entspricht damit
weitgehend der Form der Heftklammer 10. Da sich die Klammern
10" und 10' ' ' in ihrer Form wesentlich von der Heftklammer
10 unterscheiden, ist entsprechend dieser Signalverlauf
unterschiedlich. Dies wird nachfolgend anhand der Figuren 7
und 8 illustriert.
Die Figur 7 zeigt den Signalverlauf beim Prüfen eines Druckproduktes
1 mit zwei fehlerlosen Heftklammern 10, die gemäss
Figur 2 im Abstand zueinander angeordnet sind. Der Abstand
zwischen den beiden Heftklammern 10 beträgt 27 mm. Sie sind
aus einem Kupfer- oder Stahldraht mit einem Durchmesser von
0,6 mm gebildet. Die beiden Klammern 10 bilden jeweils gemäss
Figur 6 zwei Pulse P1 und P2. Aus diesen Peaks wird mit einem
Algorithmus jeweils ein digitales Signal D1 bzw. D2 generiert.
Nachfolgend wird dieser Algorithmus näher erläutert.
Als Grundlage für den Algorithmus dient ein Ruhesignal, welches
den ungedämpften Zustand des Sensors 13 anzeigt. Dieses
Ruhesignal ist temperaturabhängig und zudem von umliegenden
Metallteilen beeinflussbar. Um ein sicheres Arbeiten des Sensors
13 zu gewährleisten, ist ein von der Maschinensteuerung
16 erzeugtes Referenzsignal vorgesehen, mit welchem das Ruhesignal
laufend angepasst wird. Dieses Signal wird auch beim
Einschalten der Maschine und insbesondere des Sammelhefters
erzeugt.
Mit dem Algorithmus werden die digitalen Signale D1 bzw. D2
generiert, wenn sich eine Heftklammer 10 über dem Sensor 13
befindet. Zudem wird eine Schwelle 30 berechnet, welche unterhalb
des Ruhesignals liegt. Sobald ein analoges Signal unter
die Schwelle 30 fällt, wird ein Signal "Heftklammer detektiert"
ausgegeben und zu der Schwelle 30 ein Hysteresewert
addiert. Dies verhindert ein Prellen im Schaltpunkt. Die genannte
Schwelle 30wird adaptiv zum eigentlichen Analogsignal
nachgeführt, bis eine Minimum erreicht ist. Ist ein solches
Minimum gefunden, wird die Schwelle 30 nicht mehr verändert.
Sobald das Analogsignal die Schwelle 30 überschreitet, wird
das Signal "Heftklammer detektiert" rückgesetzt und die neue
Schwelle 30 basierend auf dem Sensorsignal berechnet und nachgeführt.
Die Schwelle 30 wird dem analogen Signal so lange
nachgeführt, bis der maximale Wert erreicht ist. Danach wird
die Schwelle 30 konstant gehalten und auf ein neues Unterschreiten
bzw. auf eine neue Heftklammer 10 gewartet.
Der Grad der Adaption der Schwelle 30 kann über zwei Parameter
eingestellt werden. Der eine bestimmt die Stärke der Adaption
im Aus-Zustand und der andere die Adaption im Ein-Zustand des
Signals "Heftklammer detektiert". Befindet sich das Sensorsignal
im Ruhezustand, wird ein fixer Offset zum Ruhesignal substrahiert,
um die Schwelle 30 zu berechnen.
Bei einem Druckprodukt 1 mit zwei einwandfreien Heftklammern
10 oder 10' werden somit gemäss Figur 7 jeweils für jede Heftklammer
ein digitales Signal D1 bzw. D2 erzeugt. Bei einer
fehlerhaften Heftklammer 10" oder 10''' werden gemäss Figur 8
zwei digitale Signale D1' und D2' erzeugt. Der entsprechende
Peak P' ist aufgrund des Dichteverlaufs einer solchen fehlerhaften
Heftklammer 10" bzw. 10''' entsprechend ungleichmässig,
was dazu führt, dass hier nicht nur ein digitales Signal,
sondern die zwei Signale D1' und D2' erzeugt werden. Die Steuerung
erkennt, dass für die Heftklammer 10" bzw. 10''' zwei
digitale Signale D1' bzw. D2' erzeugt werden und veranlasst
die Ausschleusung dieses fehlerhaften Druckproduktes 1.