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Verfahren und Einrichtungen zur Doppellagenkontrolle bei
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Bogenverarbeitung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
für die Signalisierung von Doppel- und Mehrfachlagen bei der Verarbeitung von Boyenmaterialien,
insbesondere beim maschinelle Bedrucken von Papierlagen. Das Verfahren und die Einrichtung
dienen zur rechtzeitigen Unterbrechung der Bogenzufuhr und -verarbeitung, um Störungen
des Produktionsablaufes, Beschädigungen der Verarbeitungseinrichtungen sowie Verluste
an Bogenmaterial zu verhindern, die bei doppelter und mehrfacher Lage auftreten.
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Es ist allgemein bekannt, daß zur Doppellagenkontrolle kapazitive
Verfahren und Einrichtungen angewendet werden, bei denen das Bogenmaterial Meßkondensatoren
als Dielektrikum durchläuft, deren Kapazität sich mit der Anzahl der Bogenlagen
ändert. Von der Kapazitätsänderung wird ein Schaltsignal abgeleitet, das bei Doppel-
und Mehrfachlage eine Unterbrechung der Bogenzufuhr und -verarbeitung bewirkt. Als
nachteilige Einflüsse bei der kapazitiven Doppellagenkontrolle können Maschinenschwingungen
auftreten, die über Abstandsänderungen der Meßkondensatorelektroden Kapazitätsänderungen
und damit Fehl unterbrechungen oder die Nichtregistrierung einer Doppellage zur
Folge haben. Darüber hinaus beeinträchtigen Änderungen der Eigenschaften des Bogenmaterials
während der Verarbeitung die Kontrollsicherheit, indem die an Hand von Musterbogen
eingestellten Kalibrierwerte durch eine geänderte Dielektrizitätskonstante (z.B.
infolge von Schwankungen der Papierfeuchte) über- bzw. unterschritten und damit
Fehireaktionen ausgelöst werden. Es sind weiterhin Einrichtungen zur kapazitiven
Doppellagenkontrolle bekannt (DE-AS 15 e 9/13 - 1238492), bei denen diese Störeinflüsse
auf folyende Weise gemindert werden: Die Gewinnung eines Schaltsignals erfolgt mit
Hilfe von zwei hochfrequenzgespeisten, plattenförmigen Meßkondensatoren in Brückenschaltung.
Die Meßkondensatoren werden dadurch gebildet, daß zwei Kondensatorplatten, die zwecks
mechanischer Kopplung an einem gemeinsamen Trägerelement befestigt sind, über dem
Fördertisch, der für die Platten als Gegenplatte dient oder
in den
die Gegenplatten als Teile des Tisches eingelassen sind, angeordnet werden. Ober
den Fördertisch werden die einem Stapel einzeln entnommenen Bogen in schuppenartiger
Oberlappung der unmittelbaren Verarbeitung zugeführt. Die Messung erfolgt der Fördergeschwindigkeit
entsprechend getaktet zu den Zeitpunkten, zu denen sich im Normalfall zwischen beiden
Meßkondensatoren die gleiche Anzahl von Bogenlagen befindet. Am Indikatorzweig der
Brückenschaltung liegt (abgesehen von Störsignalen) unabhängig von der Dielektrizitätskonstante
des Bogenmaterials nur dann ein Signal an, wenn der jeweils letzte dem Fördertisch
aus einem Stapel zugeführte Bogen doppelt oder mehrfach liegt.
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Durch Befestigung der beiden Kondensatorplatten an einem gemeinsamen
Trägerelement kann bei dieser Kontrolleinrichtung der Störeinfluß von Maschinenschwingungen
nurin begrenztem Maße gemindert werden. Die möglichen Meßstellen liegen um eine
Bogenlänge voneinander entfernt, so daß bei der dadurch erforderlichen Länge des
Trägerelementes die beiden Meßkondensatoren schwingungsmäßig weitgehend entkoppelt
sind und damit Brückenverstimmungen durch den Einfluß von Maschinenschwingungen
entstehen. Weitere Nachteile dieser Einrichtung bestehen darin, daß bei Änderung
der Bogenlänge eine Anpassung des Meßstellenabstandes sowie eine Neueinstellung
der Meßtaktzeiten erforderlich sind. Bei Anlauf der Bogenverarbeitung besteht außerdem
für den ersten Bogen keine Kontrollmoglichkeit.
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Das Ziel der Erfindung ist es, durch Erhöhung der Funktionssicherheit
und Vereinfachung der Bedienung kapazitiver Einrichtungen zur Doppellagenkontrolle,
die Verarbeitungskontinuität und die Materialausnutzung zu erhöhen und darüber hinaus
die Gefahr der Beschädigung von Produktionsanlagen durch Doppellagenverarbeitung
zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kapazitives Verfahren
und eine entsprechende Einrichtung zur Doppel lagenkontrolle bei Bogenverarbeitung
zu schaffen, die bei Unempfindlichkeit gegenüber Änderungen der Dielektrizitätskonstante
des Bogenmaterials während der Verarbeitung durch Maschinenschwingungen in ihrer
Funktionssicherheit nicht beeinträchtigt wird, die keine Anpassung der Meßstellen
und Taktzeiten an geänderte Bogenlängen erfordert und die Möglichkeit zur Kontrolle
des jeweils ersten Bogens bei Anlauf der Bogenverarbeitung bietet.
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Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß bei dem Verfahren zur
Doppellagenkontrolle bei schuppenartig überlappter Bogenzuführung unter Verwendung
zweier hochfrequenzgespeister, plattenförmiger Meßkondensatoren in Brückenschaltung
erfindungsgemäß durch Abtastung der Oberlappungsgrenzen zweier Bogen Hochfrequenzimpulse
unterschiedlicher Phasenlage gebildet, die Impulse verstärkt und phasenbezogen gleichgerichtet
werden, je nach Polarität die Aufladung eines von zwei Speicherkondensatoren erfolgt
und die Summe der Spannungen der beiden Speicherkondensatoren durch einen Schwellwertschalter
ausgewertet wird. Eine auswertbare Brückenverstimmung liegt vor, solange sich eine
Oberlappflngsgrenze im Bereich beider Meßkondensatoren befindet, so daß im Takt
der durchlaufenden Oberlappungsgrenzen Hochfrequenzimpulse entstehen.
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Die Bildung von Impulsen unterschiedlicher Phasenlage wird bei einer
entsprechenden Einrichtung zu diesem Verfahren dadurch gewährleistet, daß die beiden
Meßkondensatoren in Bewegungsrichtung der Bogen hintereinander so angeordnet sind,
daß die Überlappungsgrenze zwischen dem jeweiligen unmittelbar der Verarbeitung
zugeführten und dem nächstfolgenden Bogen und die Oberlappungsgrenze zwischen dem
nächstfolgenden und übernächsten Bogen beide Meßkondensatoren im Mindestabstand
einer Kondensatorlänge durchlaufen.
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Brückenverstimmungen durch Maschinenschwingungen werden dadurch unterbunden,
daß die unmittelbar benachbarten Meßkondensatorplatten jeweils paarweise mechanisch
miteinander gekoppelt sind, indem die oberen Platten an einem gemeinsamen Trägerelement
befestigt werden und die unteren Platten Bestandteile des Fördertisches, auf dem
die Bogenzuführung erfolgt,. sind.
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Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt: Fig. 1 die Anordnung der Meßkondensatoren
am Fördertisch und den Arbeitsablauf Fig. 2 das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen
Einrichtung Die beiden oberen Kondensatorplatten . gleicher Abmessungen der Meßbrücke
1 sind an einer gemeinsamen Trägerplatte befestigt, die Gegenplatten bildet der
Fördertisch. Der Doppelkondensator ist am Ende des Fördertisches, auf dem das Bogenmaterial
schuppenartig überlappt mit der Fördergeschwindigkeit v der Maschine zugeführt wird,
so angeordnet, daß die über lappungsgrenze 2 zwischen dem jeweiligen unmittelbar
der Maschine zugeführten Bogen 3 und dem nächstfolgenden Bogen 4 sowie die Oberlappungsgrenze
5 zwischen dem Bogen 4 und dem jeweils übernächsten Bogen 6 nacheinander den Doppelkondensator
in einem Abstand, der gleich der Länge des Doppelkondensators ist, durchläuft. Die
Oberlappungsgrenze 2 bildet das Ende des Bogens 3, während dieser unter Beschleunigung
auf die Maschinengeschwindigkeit v' (v'> v) von der Maschine übernommen und der
Bogen 4 freigelegt wird. Im Normalfall durchlaufen den Doppelkondensator also Lagensprünge
in der Folge -zwei auf einen Bogen und ein auf zwei Bogen. Nur beim Durchlauf der
Oberlappungsgrenze 5 kann eine Lagendifferenz von mehr als einem Bogen auftreten,
es sei denn, eine Doppel-oder Mehrfachlage des Bogens 3 wurde vorher nicht erkannt.
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Der jeweilige in seiner Höhe der Lagenzahländerung entsprechende Hochfrequenzimpuls
7 am Indikatorzweig der Meßbrücke 1
ist, je nachdem, ob ein Lagensprung
von zwei auf einen Bogen oder umgekehrt vorliegt, mit dem Signal des die Brücke
speisenden Hochfrequenzgenerators 8 in Phase oder gegenüber diesem Signal um 1800
phasenverschoben. Die Hochfrequenzimpulse 7 werden durch einen auf die Frequenz
des Hochfrequenzgenerators 8 abgestimmten Verstärker 9 verstärkt und anschließend
durch eine phasenempfindliche Gleichrichterschaltung 10 gleichgerichtet. Je nach
Polarität des gleichgerichteten Impulses wird danach einer der beiden Speicherkondensatoren
11; 12 aufgeladen. Das Zeitverhalten der Schaltung ist so ausgelegt, daß die Kondensatorspannungen
den Amplituden der gleichgerichteten Impulse jeweils proportional und unabhängig
von der Fördergeschwindigkeit v sind. Die Entladezeitkonstante der in ihrer Kapazität
übereinstimmenden Speicherkondensatoren 11; 12 bei Entladung über die Entladewiderstände
13; 14 ist groß gegen den zeitlichen Abstand der beim Durchlauf der Oberlappungsgrenzen
2 und 5 entstehenden Impulse.
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Die Summe der Spannungen beider Speicherkondensatoren 11; 12 wird
durch einen Schwellwertschalter 15 ständig ausgewertet und ist im Normalfall gleich
Null. Tritt ein Lagensprung mit einer Lagendifferenz größer als Eins auf, so liegt
am Schwellwertschalter 15, über den die Abschaltung der Bogenverarbeitungseinrichtung
erfolgt, ein entsprechendes Schaltsignal an.
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Zur Gewährleistung des Anfahrprozesses ist durch vorheriges Einlegen
eines Musterbogens in den in Förderrichtung 2. HeB-kondensator, der für Lagensprünge
von zwei auf einen Bogen zuständige Speicherkondensator 11 zu laden, denn ein solcher
Lagensprung bleibt zu Beginn der Bogenverarbeitung aus. Die mit dem Musterbogen
erzeugte Spannung kann am Einsteller 16 mittels Nullindikator 17 festgehalten werden.
Bei Wiederanlauf, wenn das gleiche Bogenmaterial weiterverarbeitet wird, kann diese
Spannung jeweils vom Einsteller 16 über den Umschalter 18 abgegriffen und an den
Speicherkondensator 11 gelegt werden. Unmittelbar nach Verarbeitung der ersten Bogen
kann mit Hilfe des Umschalters 18 eine Umstellung auf Selbstjustierung erfolgen.