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.