Die neue Ultraschall-Doppelbogenkontrolle funktioniert wesentlich zuverlässiger als andere berührungslose Verfahren und ist universell einsetzbar. Neben Papieren von 30 g/m² bis hin zu Kartonstärken von 1200 g/m² lassen sich auch metallisierte, glänzende oder hochtransparente Folien sowie Klebestellen detektieren. Das System besteht aus Sender, Empfänger sowie Auswerteeinheit und lässt sich durch externes Teach-in und automatische Schaltschwellennachführung programmieren.
Dipl.-Ing. (FH) Volker Paroth, Technikredaktion LOGOS
Auch wenn elektronische Medien auf dem Vormarsch sind und das „papierlose Büro“ heiß diskutiert wird: Als Informationsträger ist Papier praktisch Teil unserer Kultur und wird uns durch Tageszeitungen, Briefe, Bücher, Prospekte, Fachschriften, Kunstdrucke noch lange erhalten bleiben. Sicheres Papierhandling ist daher in diesem Bereich eine wichtige Voraussetzung für rationelle Verarbeitungsprozesse. Bei automatischen Papiereinzügen muss man beispielsweise die ungewollte Zuführung mehrerer Bögen verhindern. Eine neue Doppelbogenkontrolle auf der Basis von Ultraschall kombiniert jetzt eine bislang nicht gekannte Detektionssicherheit mit hoher Universalität.
Nicht nur in der Drucktechnik sollen Doppelbogenkontrollen kostspielige Maschinenstillstandszeiten vermeiden oder komplexe Mechaniken vor Beschädigung schützen. Ebenso bei Verpackungsmaschinen, der Verarbeitung von Folien und beim Zählen von Etiketten oder Belegen gilt es, unbeabsichtigt übereinander liegende Papier- oder Folienbögen sicher zu erkennen. Die derzeit zu diesem Zweck eingesetzten kapazitiven oder optischen Systeme können prinzipbedingt nicht immer die gewünschte Funktionssicherheit garantieren. Es ist bekannt, dass kapazitive Sensoren empfindlich auf Veränderungen der Umgebungsbedingungen wie Feuchte und Temperatur reagieren. Für metallisch beschichtete Folien sind sie prinzipiell ungeeignet. Optische Verfahren wiederum lassen sich durch glänzende oder transparente Oberflächen und von bedruckten Materialien leicht irritieren. Denn in Abhängigkeit des Druckmusters kann die Lichtdurchlässigkeit an der Abtaststelle beträchtlich variieren. Zuverlässige Referenzwerte kann man selbst bei verschiedenen Aufträgen mit gleichem Papiertyp nicht voreinstellen. Optische Systeme sind darüber hinaus anfällig für Verschmutzung.
Luftspalt als verräterische „Schallmauer“
Der Elektronikspezialist hat eine mit Ultraschall arbeitende Doppelbogenkontrolle entwickelt, die wesentlich zuverlässiger als andere berührungslose Verfahren funktioniert. Die Doppelbogenkontrolle beruht auf dem Einwegprinzip und besteht aus Sender, Empfänger und Auswerteeinheit (Bild 1). Während der Ultraschall das Messobjekt durchläuft, misst das System die Dämpfung des Signals. Liegen zwei Papierbögen übereinander wird der Schall mehrfach im Luftspalt zwischen den Bögen hin und her reflektiert, wobei er sich quasi „totläuft“. Die Dämpfung ist daher bei Doppelbögen ungleich höher als bei einem einzelnen Bogen, so dass eine sichere Identifikation realisiert ist (Bild 2). Es können Papiere von 30 g/m² bis hin zu Kartonstärken von 1200 g/m² verarbeitet werden.
Sender und Empfänger der Doppelbogenkontrolle sind optimal aufeinander abgestimmt. Die Ultraschall-Kapseln arbeiten bei Frequenzen von 180 kHz sehr schmalbandig. Der Öffnungswinkel beträgt 10 °. Mit einer Ansprechgeschwindigkeit von 5 ms berechnet die mikroprozessorgesteuerte Auswerteeinheit das Ergebnis und generiert ein entsprechendes Schaltsignal. Der kurzschlussfeste PNP-Schaltausgang schaltet Ströme bis 200 mA. Bei veränderten Umgebungsbedingungen macht die automatische Schaltschwellennachführung im Unterschied zu anderen Systemen ein Nachjustieren überflüssig.
Auch bei beengten Platzverhältnissen findet sich für die nur 64 mm breite, 98 mm hohe und 37 mm tiefe Auswerteeinheit immer ein geeigneter Einbauplatz. LEDs signalisieren die jeweiligen Schaltzustände. Sender und Empfänger sind in zylindrischen Gehäusen der Größe M 18 untergebracht. Um Fehlauswertungen durch stehende Wellen zu vermeiden, montiert man Sender und Empfänger in einem Winkel von 20…45° zur Mittelsenkrechten der Papierebene (Bild 3). Das System erfüllt die Schutzart IP 65, die Betriebstemperatur reicht von 0…50 °C. Zur Versorgung dienen 24 V Gleichspannung.
Universell und vielfältig einsetzbar
Hohe Erkennungssicherheit, vielseitige Verwendung sowie Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung eröffnen der neuen Ultraschall-Doppelbogenkontrolle eine Fülle von Einsatzbereichen:
Neben der generellen Detektion von Luft, Einzel- und Doppelbögen in der Papierverarbeitung finden sich überall dort Anwendungsmöglichkeiten, wo eine automatische Unterscheidung von Einzel- oder Doppelbögen notwendig ist, um Maschinenstillstandszeiten zu minimieren oder Ausschuss zu vermeiden, zum Beispiel im Druckbereich an Rollenoffsetmaschinen, bei Verpackungs-, Falz-, Etikettier-, Beleg- und Kuvertiermaschinen.
In Verbindung mit Verpackungsmaschinen ist die Verarbeitung metallisierter, glänzender oder hochtransparenter Folien interessant. Auch Klebestellen, die Bogenanfang und Bogenende von Aluminiumverpackungsfolien markieren, lassen sich erfassen. Weitere Informationen – QE 600. Adresse VISOLUX Elektronik GmbH, Prinzenstraße 85, 10969 Berlin.
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