DE2828103A1

DE2828103A1 - Blattabtaster

Info

Publication number: DE2828103A1
Application number: DE19782828103
Authority: DE
Inventors: Antonius Dipl Ing Dr Vinnemann
Original assignee: Hermann Co Heinrich GmbH
Current assignee: Hermann Co Heinrich GmbH
Priority date: 1978-06-27
Filing date: 1978-06-27
Publication date: 1980-01-03
Also published as: GB2025906A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Hans Lengosnh Dr.-Ing. Heinz Hosenthien 7000 Stuttgart', He.dweg €2 Telafon (0711) 296523

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Anmelderin:

Firma

Heinrich Hermann GmbH 8c Co.

Ulmer Str. 300

7000 Stuttgart 60

Blattabtaster

Die Erfindung betrifft einen Blattabtaster mit einer auf dem Blatt oder einem Blatträger auflegbaren Abtastspitze, deren Bewegung senkrecht zum Blatt in ein Steuersignal umsetzbar ist. Solche Blattabtaster sind notwendig z.B. bei der Ausgabe von Selbst-

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klebeetiketten, die im Abstand voneinander auf einem Trägerblatt angeordnet sind, von dem sie abgelöst und auf eine beliebige glatte Unterlage geklebt werden. Das vom Blattabtaster kommende Signal wird z.B. zum Weitertransport des Spendegerätes verwendet. Auch bei Blattanlegern und dergl. muß überprüft werden, ob gerade ein Blatt vorliegt, damit die weitere ordnungsgemäße Bearbeitung eingeleitet werden kann.

Bei bekannten mechanischen Blattabtastern wird der Hub der Abtastspitze über einen Ubersetzungshebel vergrößert und auf einen Mikroschalter übertragen, weil der Mikroschalter einen relativ großen Schalthub benötigt. Bei höherer Schaltfrequenz muß der Übersetzungshebel mit einer großen Federkraft vorgespannt werden, so daß eine große Reibung auf dem Etikettenpapier in Kauf genommen werden muß und große Zugkräfte benötigt werden, die eine hohe Motorleistung und eine große Schaltkupplung erfordern. Wegen der sich daraus ergebenden großen Massen kann nur mit relativ niedriger Schaltfrequenz und damit geringer Etikettierleistung gearbeitet werden. Bei Dauerbetrieb ergibt sich ein großer Verschleiß der Abtastspitze, die Standzeit ist durch den Mikroschalter beschränkt.

Für die Etikettenrand-Erkennung sind auch opto-elektronische Blattabtaster bekannt, die mit Durchlicht-

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schranken oder Reflexlichtschranken arbeiten. Hier ist man abhängig von der Transparenz bzw. dem Reflexionsgrad des Trägerpapiers und des Etikettenpapiers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blattabtaster zu schaffen, der universell eingesetzt werden kann, eine hohe Schaltfrequenz zuläßt und eine lange störungsfreie Laufzeit gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Bewegung der Abtastspitze unmittelbar in ein elektrisches Signal übergeführt ist. Dazu ist die Abtastspitze mit einem induktiven Aufnehmer bzw. einem aktiven Biegeelement verbunden. Der induktive Aufnehmer kann in Form eines dynamischen Tonabnehmersystems gehalten sein, das aktive Biegeelement kann als piezo-elektrischer Biegeschwinger ausgebildet sein und insbesondere aus einem Kristall-Tonabnehmer, vorzugsweise einem Stereo-Tonabnehmer bestehen oder aber ein biegeempfindliches Widerstandselement, vorzugsweise einen integrierten Druckwandler, z.B. in Form eines Silicon-Chips bilden. Auf diese Weise kann wegen der geringen Masse des Systems eine hohe Abtastfrequenz erreicht werden, die Anpreßkraft ist gering, die Reibung kann vernachlässigt werden· Das elektrische Schaltsignal wird direkt von der Hub-

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bewegung abgeleitet. Es ergibt sich eine Unabhängigkeit von optischen und dielektrischen Eigenschaften des Etiketten- und Trägermaterials, ebenso von der Oberflächenstruktur. Neben einer hohen Etikettiergeschwindigkeit ist eine Unterscheidung von Etikettenanfang und Etikettenende möglich, der Aufwand für den Blattabtaster selbst ist von der Herstellungs- und Montageseite aus betrachtet gering. Die erfindungsgemäßen induktiven und piezoelektrischen Blattabtaster arbeiten dynamisch, sie liefern schon bei geringen Lageänderungen der Abtastspitze ein relativ hohes Ausgangssignal, das dann, auch wenn die Auslenkung beibehalten wird, nach einer e-Funktion auf Null abklingt. Eine besondere Justierung des Systems erübrigt sich. Das biegeempfindliche Widerstandselement arbeitet statisch, das heißt das Signal fällt nach einem mechanischen Abtastsprung nicht auf Null ab.

Zur mechanischen Abtastung kann bei einer ersten Ausführungsform die Abtastspitze das Ende eines etwa senkrecht zum Blatt stehenden Stiftes bilden, der Stift trägt einen von einer Differenzspule umgebenen permanenten Magneten. Die Kraftübertragung kann günstig beeinflußt werden, wenn die Abtastspitze am Ende eines in einem ortsfesten Halter aufgenommenen elastischen Abtastarm angeordnet ist und am Arm zwischen

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der Abtastspitze und dem Halter ein Tastelement des induktiven Aufnehmers angreift. Bei Verwendung eines piezoelektrischen Biegeschwingers oder eines biegeempfindlichen Widerstandselementes können diese als Abtastarm ausgebildet sein, der in einem ortsfesten Halter aufgenommen ist und an seinem freien Ende die Abtastspitze trägt. Vorzugsweise kann auch hier die Abtastspitze am Ende eines in einem ortsfesten Halter aufgenommenen Abtastarm angeordnet sein, wobei vom Halter das Biegeelement ausgeht, der mit dem Abtastarm über ein schwingungsübertragungselement verbunden ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Hal ter schwingungssteif ausgebildet, er weist zwei Arme auf, von denen der eine Arm als Auflage für das abzutastende Blatt und der andere Arm als Aufnahme für den Biegeschwinger dienen.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ragt die Abtastspitze aus der Unterseite eines Gehäuses heraus, die als Auflagefläche auf der Blattoberfläche dient. Das Signal wird vorzugsweise über einen Impedanzwandler, einen Tiefpaß, einen Inverter, einen Impulsformer und eine Verknüpfung verstärkt.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung perspektivisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1-5 fünf verschiedene Ausbildungen von Blattabtastern,

Fig. 6a -6d ein Etikettenband im Schnitt mit vom Blattabtaster ausgelösten Signalen.

Auf einem Blatträger 1 sind Blätter 2 im Abstand voneinander angeordnet. In den Darstellungen handelt es sich beim Blatträger 1 um ein Trägerband mit klebstoff abweisender Oberfläche und bei den Blättern 2 um vom Blatträger 1 ablösbare Selbstklebeetiketten. Mit dem Blattabtaster sollen der Blattanfang und das Blatt· ende festgestellt werden, vom Blattabtaster abgegebene Impulse dienen Steuerzwecken, insbesondere für den Transport des Blatträgers 1.

Bei der Ausbildung nach Fig. 1 hat man einen Halter 3, der zwei Arme 4,5 aufweist, die über einen Steg 6 miteinander schwingungssteif verbunden sind. Vo« Arm 4 geht ein Abtastarm 7 aus, der als aktives Biegeelement 8 ausgebildet ist und an seinem vorderen Ende eine Abtastspitze 9 trägt. Der Blatträger 1 gleitet bei seiner Bewegung in Richtung des Pfeiles 10

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über den Arm 5.

Bei der Ausbildung nach Fig. 2 befindet sich die Abtastspitze 9 wieder am Ende eines elastischen Abtastarmes 7, der im Halter 3 festgelegt ist. Aus diesem Halter 3 erstreckt sich auch das aktive Biegeelement 8 als elektrischer Aufnehmer, das mit dem Abtastarm 7 über ein Schwingungsübertragungselement 11 gekoppelt ist. Um eine Überbiegung zu vermeiden, ist ein Wegbegrenzungsanschlag 12 angeordnet, der in nicht näher dargestellter Weise wie der Halter 3 im festen Abstand starr mit einem Tisch 13 verbunden ist, auf dem der Blatträger 1 aufliegt und in Richtung des Pfeiles 10 bewegt wird.

Wie in Fig. 3 angedeutet ist, können auch zwei aktive ßiegeelemente 8 im Halter 3 vorgesehen sein, die über das Schwingungsübertragungselement 11 mit dem Abtastarm 7 gekoppelt sind, üie Biegeelemente 8 sind unter 45° gegen die Auflagefläche des Blatträgers 1 geneigt. Auf diese Weise kann bei vertikaler Kraftrichtung die Spannung der einzelnen Elemente 8 summiert werden. Bei horizontaler Kraftrichtung ist die Schwingungsamplitude der beiden Signale gegenphasig, die Signale heben sich auf.

üie Biegeelemente 8 werden durch piezoelektrische Bigeschwinger oder biegeempfindliche Widerstands-

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elemente gebildet. Im letzteren Falle werden bevorzugt integrierte Druckwandler eingesetzt, z.B. in Form eines Silicon-Chips, das sich biegt, wenn der Druck verändert wird. Durch Widerstände, die auf dem Chip montiert sind, werden dem Druck proportionale elektrische Signale erzeugt. Diese Bauteile können'temperaturkompensiert sein, erfordern keine Nachkalibrierung und produzieren ein verstärktes Ausgangssignal· Neben der dargestellten Balkenform kann das Biegeelement 8 auch die Form eines Tellers aufweisen oder in anderer Weise flächenförmig ausgebildet sein.

Bei der Ausbildung nach Fig. 4 wird ein induktiver Aufnehmer 14 verwendet. Die Abtastspitze 9 befindet sich am Ende eines etwa senkrecht zum Blatt 2 stehenden Stiftes 15, der einen Permanentmagnet 16 trägt· Der Permanentmagnet 16 ist umgeben von einer Differenzspule 17, so daß bei einer Vertikalbewegung der Abtastspitze 9 über die Leiter 18,19,20 ein Differenzsignal zur Verfügung steht.

Eine günstigere Kraftübertragung erreicht «an nit der Anordnung nach Fig. 5. Der induktive Aufnehmer greift hier über ein Tasteleaent 21 an de« elastischen Abtastarm 7 an, der an seinem freien Ende wieder den Abtaststift 9 trägt und an seine* anderen Ende am Halter 3 festgelegt ist.

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In den Fig. 6b bis 6c sind die Signale wiedergegeben, die durch einen dynamischen Blattabtaster beim Abtasten eines Etikettenbandes ausgelöst werden. Das Etikettenband ist in Fig. 6a wiedergegeben, der Blattträger 1 besteht aus einem Trägerband mit siliconisierter Oberfläche, auf der Selbstklebeetiketten als Bänder 2 aufgeklebt sind. Wird der Blatträger 1 mit den Blättern 2 am Blattabtaster vorbeigeführt, so ergibt sich, solange die Abtastspitze 9 auf dem Blatt 2 aufliegt, eine Rauschsignalamplitude 22. Bewegt sich die Abtastspitze 9 am Ende des Blattes 2 nach unten, so erhält man (Fig. 6b) ein hohes Ausgangssignal 23 mit einer Nutzsignalamplitude 24, die nach einer e-Funktion rasch abklingt. Wird die Abtastspitze 9 durch den Anfang des nächsten Etikettes nach oben gehoben, so ergibt sich ein Ausgangssignal 25 nach der anderen Seite. Bei weiterer Verarbeitung der Signale über einen Tiefpaß und einen Verstärker erhält man Digitalimpulse, wie sie in Fig. 6c wiedergegeben sind.

Die Steuersignale erhalten durch eine Schaltlogik schließlich die in Fig. 6d wiedergegebene Form, die unmittelbar bei der Verwendung statischer Blattabtaster, also insbesondere unter Verwendung biege-

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empfindlicher Widerstandseleraente erreicht wird.

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Claims

-X- Paten tan Sprüche

1. Blattabtaster mit einer auf einem Blatt oder einem Blatträger auflegbaren Abtastspitze, deren Bewegung senkrecht zum Blatt in ein Steuersignal umsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Abtastspitze (9) unmittelbar in ein elektrisches Signal übergeführt ist.

2. Blattabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastspitze (9) mit einem induktiven Aufnehmer (14) verbunden ist.

3. Blattabtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als induktiver Aufnehmer (14) ein dynamisches Tonabnehmersystem eingesetzt ist.

4. Blattabtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastspitze (9) das Ende eines etwa senkrecht zum Blatt (2) stehenden Stiftes (15) bildet und der Stift <15) einen von einer Differenzspule (17) umgebenen Permanentmagnet (16) trägt.

5. Blattabtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastspitze (9) am Ende eines in

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einem ortsfesten Halter (3) aufgenommenen elastischen Abtastarm (7) angeordnet ist und am Arm (7) zwischen Abtastspitze (9) und Halter (3) ein Tastelement (21) des induktiven Aufnehmers (14) angreift.

6. Blattabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastspitze (9) mit einem aktiven Biegeelement (8) verbunden ist.

7. Blattabtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Biegeelement (8) als piezoelektrischer Biegeschwinger ausgebildet ist,

8. Blattabtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Biegeelement (8) als biegeempfindliches Widerstandselement ausgebildet ist.

9. Blattabtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Biegeelement (8) einen Abtastarm (7) bildet bzw. mit einem solchen verbunden ist und der Abtastarm (7) in einem ortsfesten Halter (3) aufgenommen ist und an seinem freien Ende die Abtastspitze (9) trägt.

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10. Blattabtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (3) schwingungssteif ausgebildet ist und zwei Arme (4,5) aufweist, von denen der eine Arm (5) als Auflage für das abzutastende Blatt (2) und der andere Arm (4) als Aufnahme für das aktive Biegeelement (8) dient,

11. Blattabtaster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (4,5) mit Abstand nebeneinander liegen und auf einer Seite durch einen Steg (6) miteinander verbunden sind.

12. Blattabtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastspitze (9) am Ende eines in einem ortsfesten Halter (3) aufgenommenen Abtastarm (7) angeordnet ist, vom Halter (3) des aktiven Biegeelementes (8) ausgeht und Abtastarm (7) und Biegeelement (8) über ein Schwingungsübertragungselement (11) miteinander verbunden sind«

13. Blattabtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Biegeelement (8) ein Wegbegrenzungsanschlag (12) zugeordnet ist·

14. Blattabtaster nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vom Halter (3) zwei aktive Biege-

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elemente (8) ausgehen, die über das Schwingungsübertragungselement (11) mit dem Abtastarm (7) gekoppelt und im Winkel von 45° angeordnet sind,

15. Blattabtaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Biegeelement (8) aus einem Kristall-Tonabnehmer besteht.

16. Blattabtaster nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (8) als Stereo-Tonabnehmer ausgebildet ist.

17. Blattabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastspitze (9) aus der Unterseite eines Gehäuses herausragt, die als Auflagefläche auf der Blattoberfläche dient.

18. Blattabtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal über einen Impedanzwandler, einen Tiefpaß, einen Inverter, einen Impulsformer und eine Verknüpfung verstärkt ist.

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