DE3234148A1

DE3234148A1 - Verfahren und einrichtung zur bestimmung von falzabweichungen

Info

Publication number: DE3234148A1
Application number: DE19823234148
Authority: DE
Inventors: Andreas DDR 7125 Liebertwolkwitz Engel; Reinhold DDR 7101 Rückmarsdorf Freistedt; Frank DDR 7254 Machern Schumann; Werner Stiefel
Original assignee: Kombinat Polygraph Werner Lamberz VEB; Polygraph Leipzig Kombinat Veb
Current assignee: Kombinat Polygraph Werner Lamberz VEB; Polygraph Leipzig Kombinat Veb
Priority date: 1981-11-27
Filing date: 1982-09-15
Publication date: 1983-06-01
Also published as: US4578052A; DD201435A1; IT1157098B; IT8268379A0; JPS58113705A

Description

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Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von Falzabweichungen

Öle Erfindung betrifft ein Verfahren und die Einrichtung zur Prüfung gefalzter Bogen auf Falzabweichungen von der Sollfalzlinie.

Die Prüfung der Falzabweichungen gefalzter Bogen erfolgt durch Vergleich bzw. Messung der Lageabweichung der Istfelzlinle von der Sollfalzlinie. Auch bei exakter Einstellung der Papieranechläge, z. B. in den Falztaechen einer Taschenfalzmaschine, treten bei einem Teil des Falzgutes diese Falzabweichungen zwangsläufig auf, da neben anderen Einflußfaktoren die einzelnen Falzbogen mit Toleranzen für ihre Außenabmessungen behaftet sind und die Bogen im Moment der Falzbildung mit der Vorderkante am Papieranschlag anliegen. Die Falzabweichungen treten mit bestimmter Wahrscheinlichkeit auf und unterliegen einer für die angewendete Maschinentechnik charakteristischen Häufigkeitsverteilung. Zulässige Grenzwerte der Kenngrößen der Häuf igkeitevertellung, ζ. B. Spannweite, werden erzeugnisspezifisch vorgegeben. In der DOR steht für die statistisch gesicherte Prüfung der Falzbogen nach Realisierung des Falzvorganges der Standard TGL 23225 zur Verfügung, der vorrangig zur Qualitätsbeurteilung bei Maschinenabnahmeprüfungen heranzuziehen ist. Im grafischen Betrieb ist seine Anwendung während der Produktion zur Beurteilung der Falzgenauigkeit nach statistisch gesicherten Methoden auf Grund des hohen zeitlichen Aufwandes und der

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•tarken visuellen Belastung der Prüfpereon nicht geeignet. Hier erfolgt eine subjektiv geprägte Sichtkontrolle mit geringem Stichprobenumfang, bei der jedoch die Satzepiegellage berücksichtigt wird.

Bei der Bestimmung der Falzabweichungen bezogen auf die Blattaußenkanten, wie eie bei der häufig genutzten Variante des oben genannten Standards erfolgt, bleibt die Einflußgröße der Satzspiegellage unberücksichtigt, obwohl eigentlich sie die Bezugebasis für die Sollfalzlinie bildet. Aus den genannten Gründen eind beide Methoden nicht geeignet, auf der Baaie von exakt ermittelten Falzabweichungen in der Anlaufphase der Produktion und während des Betriebes, die Einstellung einer Maschine gezielt zu korrigieren, daß die sich verändernden beim Drucken und Schneiden entstehenden systematischen Abweichungen und andere Einflußfaktoren optimal eliminiert werden.

Ea ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der Falzabweichungen zu entwickeln, mit welchen die Beurteilung der Falzqualität in kürzester Zeit in der Anlaufphase der Produktion und während doe Betriebes zur gezielten Korrektur der eingestellten Maachinenwerte möglich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Meßwerterfassung der Falzabweichungen von der Sollfalzlinie in Abhängigkeit vom Satzspiegel und deren schnelle Auswertung für den ausgeführten Falz zu realisieren.

Erreicht wird dieses erfindungsgemäß dadurch, daß auf das Falzgut dem Druckbild zugeordnete Marken aufgebracht werden, der Bereich dieser Markierungen nach der Falzung

innerhalb der Maschine von Sensoren, vorzugsweise von optoelektronischen Reflextestern, zur Gewinnung von Lageinformationen erfaßt wird und eine elektronische Auswer tung der gewonnenen Legeinformationen zur Ermittlung der die Falzqualität bestimmenden Parameter erfolgt.

Diese Parameter der Häufigkeitsverteilung der ermittelten Längen« und Winkelfalzabstßnda. bezogen auf eine druckbildorientierte Sollfalzlinie, sind jeweils der Hittelwert und die Steuerung kennzeichnenden statistischen Kenngrößen wie Spannweite oder Standardabweichung.

Der Vergleich des Mittelwertes mit dem Sollwert, welcher die systematische Abweichung in Größe und Richtung erfaßt, ist Voraussetzung für eine gezielte Korrektur dee eingestellten liaschinenwertee. Des weiteren ist es möglich, Falzabweichungen zu'erfassen, die außerhalb einee vorgegebenen Toleranzbereiches liegen und diese Bogen auszusondern..

Die zur Auswertung herangezogene Menge der Falzbogen ist in Grenzen frei wählbar. Der Prüfvorgang erfolgt in der Anlaufphase der Verarbeitung nach Formatwechsel des FaIzgutes zur Einregulierung der Falzmaschine und in der Betriebephase zeitweilig oder laufend zur Überwachung der Produktion und erforderlichenfalls zur Nachregulierung bei Veränderungen der beim Drucken, Schneiden und Falzen entstehenden systematischen Abweichungen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Bestimmung von Falzabweichungen besteht aus in definierten Positionen im Verlauf des Förderweges der Falzbogen innerhalb der Falzmaschine angeordneten Sensoren, vorzugsweise optoelektronischen Reflextastern, einem Steuerteil und einer mit dieser verbundenen elektronischen Auswerteeinrichtung mit Ausgang für eine Anzeigevorrichtung und/oder für eine anschließende Regeleinrichtung. Damit werden in Abhängigkeit von der Größe der Falzabstände bzw. der Falzgutgeschwindigkeit Impulse registriert, verarbeitet und als

charakteristische, vorzeichenbehaftete Größe angezeigt

und/oder zur Stellgröße umgesetzt. Die elektrische Auswerteeinrichtung beinhaltet einen Konatantenspeicher, welcher die jeweils zur Rechnung notwendigen konstanten Oaten bereit stellt. Zähl- und Vergleichsschaltungen sowie eine Anzeigeeinheit.

Aus führungsbeispiel

Öle Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen für die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung von Falzäbweichungen näher erläutert,

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 die äußere Form eines nach den Werkfalzschema zu

falzenden Satzspiegelbogens mit Falzmarken für den 1. bis 3. Bruch (Auswertung let von der Felzgutgsschwindigkeit abhängig)

Fig. 2 die äußere Fom eines nach dem Werkfalzschema zu falzenden Satzsplsgelbogens mit Falzraarken für den 1.bis 3· Bruch (Auswertung geschwindigkeitsunabhängig)

Fig. 3 «ins vereinfachte Draufsicht auf einen Ausschnitt siner Taschenfalzmaschine alt einer Einrichtung zur Erfassung von Lageinfornationen der auf dem durchlaufenden Falzgut befindlichen Falzmarken

Fig« 4 zwei einfach gefalzte Bogen mit Abweichungen von der Sollfalzlinie und Felzmarken sowie die zugeordneten einer Toröffnungezeit entsprechenden !■pulslängen

Fig. 5 das Blockschaltbild für die Einrichtung zur Deetimmung von Falzabweichungen unter Mutzung der momentanen Falzgutgeschwindigkeit

Fig. 6 das Blockschaltbild für die Einrichtung zur geschwindigkeitsunabhängigen Destimmung von Falzabweichungen

Zum Zeitpunkt der Gestaltung der Druckform ist die bei der Weiterverarbeitung des Dedruckstof.fes anzuwendende Falzart bekannt. Unter Berücksichtigung des späteren Dogendurchlaufs in der Falzmaschine werden den Falzlinien der aufeinanderfolgenden Falzungen je zwei Falzmarken zugeordnet. Oiese Anordnung genügt folgenden Prämissen:

- Die beiden einer Falzlinie zugeordneten Harken liegen aymetrisen zu den beiden in Laufrichtung befindlichen Oogenkanten und parallel der Sollfalzlinie in einem fest vorgegebenen Abstand.

- Der Abstand beider Marken parallel zur Sollfalzlinie 1st möglichst groß zu wählen.

- Die einzelnen Marken liegen vollständig oder zum Teil im vorgesehenen Beschnittraum und gehen nicht ins Enderzeugnis ein, bzw. wirken im Enderzeugnis nicht störend.

Die einfachste Marken form ist ein Rechteck bestimmter Länge und Dreite.

Ein möglicher, den anderen vorgelagerter Sensor, stellt für jeden das Falzwerk verlassenden Falzbogen die Oetriebsbereitschaft der beiden falzmarkenerfassenden Sensoren her.
Das Felzgut 2 durchläuft den Erfassungsbereich dieser Sensoren 3, wobei die Falzkante bei beiden einen Schaltzustand auslöst, der erst durch den Eintritt der Marken in die Abtastfelder in einen anderen übergeht.

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Dieser bleibt für die Zeit des Markendurchlaufs erhalten. Ein Einflußfaktor auf die Dauer beider Schaltzustände ist die momentane Falzgutgeschwindigkeit. Während der erste Schaltzustand außerdem vom Abstand zwischen Falzkante und Harke abhängt, wird der zweite Schaltzustand zusätzlich durch die Markenbreite bestimmt. Die Wiederholung der Schaltzustände beim weiteren Durchlauf des Falzbogens verhindert eine Endschaltung.

Die nutzung der Schaltzustände zur Ermittlung der Falzabweichungen soll durch Figur 5 veranschaulicht werden. ΐ-iit dem Eintreten des Falzbogens in den Erfassungebereich des vorgelagerten Sensors 3 wird über ein Steuerteil 8 die 3etriebsbereitschaft der beiden symmetrisch zur Mitte der Einlaufbreite liegenden Sensoren 3 hergestellt. 'Vird von diesen die Falzkante des Bogens erfaßt/ so ändern sich die Schaltzustände von B auf A . Diese änderung entspricht einer Toröffnung durch die Umschalter 9 für eine von einem Quarzgenerator 15 bereitgestellte konstante Impulsfrequenz, deren Impulse von den ."ähl- und Vergleichsschaltungen 10 registriert werden. Das Eintreten dar Markenaufdrucke in die Meßbereiche der Sensoren 3 hat eine Änderung der Schaltzustände von A auf B zur Folge. Die Impulse der Quarzfrequenz werden jetzt von den Zählern in einen bzw. in beiden Geechwindigkaitsbausteinen Il registriert, bis nach dem Durchlauf der f1arke(n) eine erneute Zustandsänderung erfolgt, welche dan Zählvorgang beendet und die Sensoren abschaltet. Die Geschwindigkeitsbausteine 11 stellen aus den Eingangsgrößen: gezählte Impulse, Quarzfrequenz und konstante Harkenbreite eine Information über die momentane Falzgeachwindigkeit bereit. Diese wird neben der, während des Schaltzuatandes A gezählten Impulsmenge und der Sollgröße aus dem Konstantanepeicher 12 sowie einer Information über den Abstand der Sensoren 3 zur Berechnung der Abweichung des entsprechenden Falzes in der Zähl- und Vergleichseinrichtung 10 genutzt. Diese kann nach Festlegung des Scheitelpunktes in Längen-

und Winkelabweichung unterschieden werden und zur Anzeige 16 kommen.

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Für eine eich anschließende Regelung let jedoch nicht die Abweichung jedes einzelnen Cogens interessant, sondern die durchschnittliche Abweichung des Mittelwertes einer Menge von Falzbogen vom Sollwert. Dazu erfolgt eine Mittelwertbildung der in den Zähl- und Vergleichseinrichtungen 10 gespeicherten Einzelabweichungen bzw. der summierten Impulamengen sowie ein Vergleich mit dem Sollwert. Die Bogenzahl, der Sollwert und Grenzwerte einer zulässigen Toleranz werden über den Konstantenspeicher 12 eingegeben. Dia Abweichung des Mittelwertes einer bestimmten Bogenanzahl vom Sollwert bzw. die Oberschreitung einer Toleranzgrenze wird in digitaler Form der Anzeigeeinheit 16 zugeführt und/oder durch Umsetzer 13 zur Stellgröße für ein die Falzabweichung beeinflussendes Stellglied 14 weiterverarbeitet, Dei der Berechnung der Falzabweichungen des 2.und 3. Falzes ist der geometrische Einfluß der Abweichungen des 1. bzw.des 1. und 2, Falzes zu berücksichtigen.

Figur 1 stellt einen Satzspiegelbogen mit Falzmarken

dar, welcher nach dem //erkfalz (3 Bruch, kreuz) verarbeitet werden soll. Die Marken zur Erkennung'der Falzabweichung des ersten Falzes (I), des zweiten Falzes (II) und des dritten Falzes (III) befinden sich auf der Unterseite des in die Taschenfalzmaschine einlaufenden Planobogens. Die dafür notwendigen Abtasteinrichtungen liegen nach jedem Falzwerk oberhalb des Dogenlaufes. Die Erfassung der Falzabweichungen der einzelnen Falzbrüche ist bereits unmittelbar hinter den Falzwalzen möglich. Dazu sind mindestens zwei Sensoren 3. vorzugsweise optoelektronische Reflextaster, verstellbar am "ogenlauf der Falzmaschine nach jedem Falzwerk angebracht.

Figur 3 stellt eine vereinfachte Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Taschenfalzmaschine dar. Die beiden Sensoren 3 können entlang einer Parallele zu den

Falzwalzen 1 stufenlos verstellt werden. Sinnvoll ist eine Verbindung dieser Verstellung mit der des Führungelineale 7 vor dem entsprechenden FaIzwerk 1 , Die symmetrische Verstellung wird z. B. dadurch erreicht» daß die in einer Gleitführung 6 laufenden Sensoren 3 mit einer Gewindespindel 4 in Verbindung stehen, deren Gewindesinn sich -in der Mitte ändert. Die Anpassung der Stellung der Sensoren 3 an die Breite des einlaufenden Falzgutes 2 kann anhand einer Milimeterekola, welche mit der Gleitführung 6 verbunden ist, durch Drehen eines am Ende der Sρin.de 1 angebrachten Handrades- 5 erfolgen und/oder durch die Betätigung eines elektrischen Antriebes. Die für die Berechnung der Falzabweichungen notwendige Rückmeldung des jeweiligen Standes der Sensoren 3 erfolgt beispielsweise durch eine lineare Widerstandeänderung.

Der Aufbau der zur Ermittlung der Falzabweichungen genutzten elektronischen Erfassungs- und Auswerteeinrichtung ist aus dem Dlockschaltbild gemäß Figur 5 ersichtlich. Als Sensoren 3 werden vorzugsweise optoelektronische Reflextaster eingesetzt. Zur Auswertung der gewonnenen Lageinformationen und Ermittlung der die Falzqualität bestimmenden Parameter dienen entweder ein Konstanteilspeicher 12 in Verbindung mit Zähl- und Vergleiche einrichtungen 10, einem Geschwindigkeitsbaustein Il sowie einer Anzeigeeinheit 16 und/oder Umsetzern 13 zur Gewinnung einer Stellgröße, oder ein Mikroprozessor bei der Erfassung der Falzabweichungen mehrerer Falzbrüche.

rigur 4 stellt zwei einfach gefalzte Bogen dar, deren Abweichungen von der Sollfalzlinie durch die Abstände der Falzmarken zu den Falzkanten und durch den Abstand zwischen den Sensormeßfeldern charakterisiert sind. Durchlaufen die Falzbogen mit annähernd gleichförmiger Geschwindigkeit den Erfassungsbereich der Sensoren, so werden entsprechend der Beschaffenheit der Reflexions-

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fläche die Schaltzustände Λ und Π eintreten, welche als Voraussetzung für die wechselweise Registrierung von Impulsen der Quarzfrequenz zur Ermittlung der Falzgeschwindigkeit bzw. des Abstandes der Marke von der Falzkante benötigt werden. Von der elektronischen Auewerteeinheit werden mit diesen informationen fUttelwertabwe-ichungen vom Sollwert für Längen- und IVlnkelabweichungen dee Palzbruches borechnet, angezeigt und/oder zur Steuerung der Maschine umgesetzt. Mit der erfindungsgernäßsn Einrichtung zur Ceetimmung der Falzabweichungen ist ohne manuelle Auswertung der Falzbogen, hinsichtlich der auf eine druckbildorientierte Sollfalzlinie bezogenen Längenbzw '/.'inkelabweichungen jederzeit eine gezielte Korrektur eingestellter Maschlnenwerte möglich.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel für die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung von Falzabweichungen geschieht die fießwertaufnahme nahezu unabhängig von der Falzgutgeschwindigkeit.

Die Anordnung der Falzmarken entspricht im wesentlichen den Prämissen des ersten Ausführungsbeispieles. Die beiden einor Falzlinie zugeordneten Harken liegen symmetrisch zu den beiden in Laufrichtung befindlichen 3ogenkanten, jedoch zu gleichen Teilen beidseitig der Sollfalzlinie.

ßie Falzmarken bestehen aus einer festgelegten Anzahl von parallelen Strichen gleicher Länge, Dreite, optischen Dich te in gleichen Abständen zueinander, wie Figur 2 darstellt. Nachdem der vorgelagerte Sensor die Detriebsbereitschaft der beiden falzguterfaesenden Sensoren 3 hergestellt hat, durchläuft das Falzgut deren Meßbereich. Die Folge einzelner paralleler Striche einer Marke, die nach dem Falzvorgang oberhalb des Bogenlaufs zu erkennen ist, löst eine bestimmte Anzahl von Impulsen aus. Die aufsteigenden und/oder abfallenden Flanken dieser Impulse werden nach entsprechender Verstärkung direkt von den Zählern in der

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Zähl- und Vergleichsschaltung 10 registriert. 0er jeweils letzte Impuls wird außerdem schaltungstechniach zur Unterbrechung das Betriebs der symmetrisch angeordneten Sensoren 3 genutzt.

Figur is zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild den für das zweite Ausführungsbeispiel zur Bestimmung der Falz» abweichung notwendigen Informationsfluß sowie die Einrichtungeelemente. Mit der über den Konstantenspeicher zugeführten Information über den Abstand der roarkenerfaasenden Sensoren 3 und den in den Konstantenspeicher eingegebenen Werten wie Sollimpulszahl, Strichbreite und Strichabstand sowie mit den von den Sensoren 3 gelieferten Impulsmengen ist im Komplex der Zähl- und Vergleichseinheit 10 die Berechnung der Falzabweichungen möglich, die als digitale Werte der Anzeigeeinheit 16 zugeführt werden.

Soll außerdem eine Stellgröße für eine Regeleinrichtung errechnet werden, so können die für die Abweichung der einzelnen Falzbogen charakteristischen Impulsmengen addiert und durch die Summe der Bogen dividiert werden. Auch hier liefert der Vergleich des Mittelwertes der Abweichungen mit dem Sollwert eine Größe, die durch die Umsetzer 13 für die Stellglieder 14 aufbereitet werden. Die Falzgutgeschwindigkeit ist nur bei der Wahl der einzusetzenden Sensoren in bezug auf ihre Reaktionszeit zu beachten.

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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichent I Falzmarke für die Erkennung der Falzabweichungen

des ersten Bruche

II Falzmarke für die Erkennung der Falzabweichungen

dea zweiten Bruche

III Falzmarke für die Erkennung der Falzabweichung dee dritten Bruche

1 Falzwerk mit Falzwalzen

2 FaIzbogen

3 Sensoren (optoelektronische Reflextaster)

4 Gewindespindel

5 Handrad

6 Gleitführung

7 Führungelineal

8 Steuerteil

9 Umschalter

Zähl- und Vergleicheschaltung Geschwindigkeitsbaustein Konetantenspeicher

Umsetzer

Stellgliedantrieb des Stellgliedes Quarzfrequenzgenerator Anzeigeeinheit

Claims

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Patentansprüche

I.,¹ Verfahren zur Bestimmung von Falzabweichungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Falzgut dem Druckbild zu geordnete Marken aufgebracht werden, der Sereich dieser Markierungen nach der Falzung innerhalb der Maschine von Sensoren, vorzugsweise optoelektronischen Reflextastern zur Gewinnung von Lageinformationen erfaßt wird und eine elektronische Auswertung der gewonnenen Lageinformation zur Ermittlung der die Falzabweichung kennzeichnenden Parameter, vorzugsweise zur Ermittlung des Mittelwertes der gespeicherten Einzelabweichungen und der, durch dessen Vergleich mit dem Sollwert gewonnenen, von der Maschineneinstellung abhängigen, systematischen Falzabweichungen, erfolgt,
2. Verfahren zur Bestimmung von Falzabweichungen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Auswertung der gewonnenen Lageinformationen zur Ermittlung der die Streuung kennzeichnenden statistischen Kenngrößen, wie Spannweite und Standardabweichung, erfolgt.
3. Verfahren zur Bestimmung von Falzabweichungen nach Anspruch 1 und 2» dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Falzabweichung des zweiten und dritten Falzes der geometrische Einfluß der Abweichungen des ersten bzw, des ersten und zweiten Falzes berücksichtigt wird.
4. Verfahren zur Bestimmung von Falzabweichungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung vorgegebener Extremwerte eine Aussonderung der Bogen erfolgt.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung von Falzabweichungen/ dadurch gekennzeichnet« daß im Verlauf des Förderweges der Falzbogen innerhalb der Falzmaschine Sensoren (3). vorzugsweise optoelektronische Reflextaater zur Gewinnung von Lageinformationen über auf den Falzbogen aufgebrachte druckbildorientierte Marken, angeordnet sind und zur Ermittlung der Falzabweichungen eine elektronische Auewerteeinrichtung (10, 12, 16) vorgesehen ist, in welcher in Abhängigkeit eines Steuerteile (8) Impulse registriert und verarbeitet werden.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung von Falzabwaichungen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit von zwei Schaltzuständen, die von den Sensoren (3) mittels eines Umschalters (9) und eines Quarzgenerators (15) erzeugt werden, Impulse registriert und verarbeitet werden.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Auswerteeinrichtung aus mindeetens einem Geschwindigkeitsbauetein (H), aus einem Konstantenspeicher (12) und mit diesem gekoppelten Zähl- und Vergleichsschaltungen (10) sowie einer Anzeigeeinheit (16) besteht.
8. Einrichtung zur Durchführung dee Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Auswerteeinrichtung aus einem Konstantenspeicher (12) und mit diesem gekoppelten Zähl- und Vergleicheechaltungen (10) sowie einer Anzeigeeinheit (16) besteht.

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9. Einrichtung zur Durchführung das Verfahrene nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ale elektronische Auswerteeinrichtung ein Mikroprozessor eingesetzt wird.
10.Einrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 5 und 7 sowie 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auewerteeinrichtung mit Umsetzern (23) verbunden let. durch welche Stellgrößen auf Stellglieder übertragen werden.