Packmaschine mit einer Steuerimpulsverzögernngseinrichtung für die zeitliche Verzögerung von von Uberwachungseinrichtungen an der Maschine gegebenen Steuerimpulsen
Die Erfindung betrifft eine Packmaschine mit einer Steuerimpulsverzögerungseinrichtung für die zeitliche Verzögerung von von Überwachungseinrichtungen an der Maschine gegebenen Steuerimpulsen für die Auslösung von den Überwachungseinrichtungen nachgeschalteten Vorrichtungen für die Behandlung des Packgutes, mit mindestens einem Steuerimpulsgeber, sich an diesen anschliessende Impulsübertragungsmittel und mit Auslösemitteln für die von den verzögerten Impulsen zu betätigenden Vorrichtungen.
An Verpackungsmaschinen, beispielsweise Zigaretten-Packmaschinen, in denen Blöcke oder Pakete von Zigaretten entlang einem Zuführungsweg von einer Verpackungsstation zu einer anderen bewegt werden, ist es erforderlich, Einrichtungen vorzusehen, um unvollkommen geformte Blöcke oder Pakete festzustellen, oder um die Abwesenheit eines Blockes oder Paketes in einer im übrigen regelmässigen Reihe festzustellen, oder um falsch liegende Blöcke oder Pakete festzustellen, oder um fehlende oder falsch liegende Zigaretten festzustellen und den Fehler zu beheben.
Wenn ein fehlerhafter Zustand festgestellt worden ist, ist es im allgemeinen nicht erwünscht, im gleichen Moment etwas zu veranlassen. Besser ist es, die Richtigstellung zu verzögern, bis der fehlerhafte Block oder das fehlerhafte Paket auf seinem Verpackungs- oder Bearbeitungsweg eine vorgesehene Lage erreicht hat, oder zu warten, bis eine Stelle eines Fördermittels, an der ein Block oder ein Paket fehlt, sich in einer vorgegebenen Lage auf dem Beförderungsweg befindet. Erst dann soll der unvollkommene Block oder das unvollkommene Paket ausgeworfen und möglicherweise durch einen Ersatzblock oder ein Ersatzpaket ersetzt werden, oder ein Ersatzblock oder ein Ersatzpaket soll an der Stelle des Förderbandes eingefügt werden, an der ein Block oder Paket fehlt.
Wenn ein derartiger Fehler ermittelt worden ist, kann ein elektrischer Impuls erzeugt werden, der in einem Speicherelement an einer mechanisch angetriebenen Verzögerungseinrichtung, beispielsweise an einer mit einer Welle der Verpackungsmaschine umlaufenden Scheibe, gespeichert wird, um nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit einen Signal- oder Steuereffekt für die Betätigung einer nachgeschalteten Einrichtung auszulösen. Die Verzögerung ist dabei gleich der Zeit, in der sich die Welle um einen vorgegebenen Winkel, der grösser als 360" sein und bei einer entsprechenden Anzahl von Umdrehungen ein Vielfaches dieses Wertes betragen kann, gedreht hat. Derartige Verzögerungseinrichtungen müssen in die Verpackungsmaschine eingebaut werden und benötigen einen zusätzlichen Raum, der oft an der betreffenden Stelle nicht verfügbar ist.
Ausserdem sind ihre mechanischen Teile, wie z. B.
Schnecken, Schneckenräder, Lagerungen, Gehäuse, usw., in ihrer Herstellung teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungseinrichtung für elektrische Steuerimpulse zu schaffen, die sich einerseits an irgendeinem geeigneten Platz in der Maschine oder auch ausserhalb von dieser befinden kann, und bei der nur eine verhältnismässig kleine Synchronsierungsvorrichtung mit einer Welle der Maschine verbunden oder an dieser angebracht zu sein braucht, und die andererseits durch einfache, baukastenmässige Erweiterung oder Verkleinerung an die jeweiligen Verhältnisse leicht angepasst werden kann.
Bei dieser Verzögerungseinrichtung soll dann aber auch jeder einzelne Impuls nach einer vorgegebenen Zeit und synchron mit der Fortbewegung des als fehlerhaft festgestellten Gegenstandes auf dessen Beförderungsweg sowie in der Reihenfolge der Impulseingabe wieder am Ausgang erscheinen, und es soll möglich sein, eine grössere Anzahl von Impulsen hintereinander durch die Verzögerungseinrichtung zu übertragen, ohne dass einer den anderen stört.
Diese Aufgabe findet ihre Lösung an einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch, dass dem Impulseingang der Einrichtung eine der gewünschten Verzögerung entsprechende Anzahl von zwei oder mehr miteinander in Wirkverbindung stehenden elektrischen Relais zugeordnet ist, die jeden Steuerimpuls für sich in Abhängigkeit vom Arbeitsrhythmus der Maschine schrittweise und synchron mit dem den Impuls auslösenden Gegenstand bis zu einem Impulsausgang weiterleiten, an dem sich durch jeden dort eintreffenden einzelnen Impuls ein Stromkreis zur Betätigung der Vorrichtungen schliesst bzw. öffnet.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können die Relais in mindestens zwei miteinander verknüpften Gruppen angeordnet werden, die jede für sich an eine gesonderte Taktimpulsleitung angeschlossen sind, und können einen Umschalter aufweisen, der in Abhängigkeit von dem Arbeitsrhythmus der Maschine betätigt wird und der jede Taktimpulsleitung in sich wiederholender Folge jeweils für einen für jede der Leitungen vorzugsweise unterschiedlichen Zeitraum an Spannung legt. Für die Betätigung des Umschalters ist vorzugsweise eine an einer Welle der Maschine umlaufende Kurvenscheibe vorgesehen, die den federbelasteten Stössel, von einer Schaltstellung in die andere hier und herbewegt.
Es können aber auch elektrische Mittel vorgesehen sein, um den Umschalter in Abhängigkeit von der Drehung der Maschinenwelle zu betätigen.
Vorzugsweise werden nur zwei Leiter vorgesehen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können als Relais elektromagnetische Relais vorgesehen werden, von denen jedes, ausser dem mit dem Steuerimpulseingang verbundenen ersten Relais, mindestens zwei Schliesskontakte aufweist, von denen der eine ein Selbsthaltekontalct ist, der den Erregerstromkreis seines Relais vor Abfall des diesen Stromkreis schliessenden Kontaktes des vorhergehenden Relais überbrückt, und der andere Kontakt im Erregerstromkreis des folgenden Relais liegt. In diesem Falle können abfallverzögerte Relais verwendet werden.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Relais aus je einem Fotowiderstand und zwei mit diesem verbundenen Glühlampen gebildet, von denen die eine bei Strorufluss durch den Fotowiderstand diesen beleuchtet und dabei die Funktion eines Selbsthaltekontaktes hat, während die andere Glühlampe dem Fotowiderstand des folgenden Relais zugeordnet ist und diesen durch ihr Aufleuchten leitend macht. Bei dieser Ausführungsform kann jedes leitende Relais, wie im übrigen auch bei der zuvor geschilderten anderen Ausführungsform, jeweils so lange an Spannung gelegt werden, bis der Umschalter entsprechend der Gestaltung der Kurvenscheibe von der zugehörigen Taktimpulsleitung auf die andere Taktimpuisleitung umgeschaltet hat.
Besondere Abfallverzögerungseinrichtungen sind hier nicht erforderlich, da diese Funktion bereits durch das Nachglühen der Glühlampen von selbst erfüllt wird.
Anstelle der geschilderten Relaisarten können die Relais auch von elektrischen Relais, beispielsweise von Kaltkathodenröhren oder Transistoren, gebildet sein.
Die Anzahl der Relais ist auch hier entsprechend der gewünschten Verzögerung zu wählen und kann zwei, drei oder mehr betragen.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Verzögerungseinrichtung nach der Erfindung mit elektromagnetischen Relais und
Fig. 2 eine ähnliche Einrichtung, bei der anstelle der elektromagnetischen Relais beleuchtungsabhängige Widerstände, d. h. sogenannte Fotowiderstände, vorgesehen sind.
Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Impulsver zögerungseinrichtung nach der Erfindung umfasst eine grössere Anzahl von elektromagnetischen Relais, die als Impulsübertrager dienen und mit Grossbuchstaben A, B, C, D, ... Z bezeichnet sind. Die Schliesskontakte eines jeden Relais sind durch die entsprechenden Kleinbuchstaben a, b, c, d,... und durch Zahlen 1, 2, 3, 4, bezeichnet. So hat beispielsweise das Eingangsrelais A einen einzelnen Schliesskontakt al, das Relais B hat zwei Schliesskontakte bl und b2, das Relais J hat drei Schliesskontakte jl, j2, j3.
Eine Vorrichtung zum Synchronisieren der Wirkungsweise der Verzögerungseinrichtung mit dem Arbeiten einer zu überwachenden Maschine und zum Erzeugen der dazu vorgesehenen Taktimpulse umfasst eine Kurvenscheibe 1, die auf einer sich im Arbeitstakt der Maschine drehenden Welle 2 befestigt ist. Durch Umlaufen der Kurvenscheibe 1 wird ein federbelasteter Stössel 3 hier und herbewegt, der einen elektrischen Umschalter 4 mit beispielsweise zwei Kontakten 5 und 6 betätigt, wobei insbesondere ein als Mikroschalter ausgebildeter Sprungschalter vorgesehen ist, der jeweils von einer Stellung in die andere umspringt, jedoch keine Zwischenstellungen einnehmen kann. In der gezeigten Stellung ist der Kontakt 5 geschlossen, und das Schaltstück des Schalters 4 verbindet über den Kontakt 5 eine an Spannung liegende Klemme 7 mit einem Leiter 8.
Wenn sich die Kurvenscheibe 1 so weit gedreht hat, dass der Stössel 3 unter dem Einfluss seiner nicht dargestellten Feder nach oben gedrückt wird, öffnet sich der Kontakt 5, und der Kontakt 6 wird geschlossen, wodurch der Umschalter 4 die Verbindung zwischen der Klemme 7 und einem zweiten Leiter 9 über den Kontakt 6 herstellt.
Die als Taktimpulsleitungen zu bezeichnenden Leiter 8 und 9 werden also abwechselnd unter Spannung gesetzt, wobei die Kurvenfläche der Kurvenscheibe 1 so ausgebildet sein kann, dass die beiden Leiter 8 und 9 unterschiedlich lange an Spannung liegen.
Ein weiterer Leiter 11 ist mit einer Klemme 12 verbunden, die ebenso wie die Klemme 7 vorzugsweise an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Ein elektrischer Impuls, dessen Steuerwirkung durch die Einrichtung nach der Erfindung verzögert werden soll, wird an der I Klemme 13 zugeführt. Mit der Steuerwir- kung kann im übrigen auch eine Signalwirkung einhergehen.
Parallel zu jedem der Relais A, B, C, D, ...Z liegen in Reihenschaltung ein Widerstand 14 und ein Kondensator 16, so dass das entsprechende Relais nach Stromunterbrechung verzögert abfällt. Alle Relaiskontakte der Fig. 1 sind in ihrer Ruhestellung geöffnet. Der eine Schliesskontakt al, bl, cl,... eines jeden Relais A, B, C hat ein Kontaktstück, das entweder mit der Taktimpulsleitung 8 oder mit der Taktimpulsleitung 9 verbunden ist, und zwar derart, dass diese Kontaktstücke von unmittelbar aufeinanderfolgenden Relais mit verschiedenen Leitern 8 und 9 verbunden sind. Beispielsweise ist je ein Kontaktstück der Schliesskontakte al, cl mit dem Leiter 8 verbunden, während das entsprechende Kontaktstück des Schliesskontaktes bl mit dem Leiter 9 verbunden ist.
Die beiden Kontaktstücke des ersten Schliesskontaktes al, bl, cl, . . . eines jeden Relais A, B, C,... sind ausserdem jeweils mit den beiden Kontaktstücken des zweiten Schliesskontaktes b2, c2, d2, ... des unmittelbar folgenden Relais B, C, D verbunden. So stehen z. B. die beiden Kontaktstücke des Schliesskontaktes bl des Relais B mit den beiden Kontaktstücken des Schliesskontaktes c2 des unmittelbar nachfolgenden Relais C in Verbindung. Eine Anschlussklemme eines jeden Relais ist mit dem weiteren Leiter 11 verbunden.
Die andere Anschlussklemme des Relais A ist mit der Klemme 13 verbunden, und die entsprechende andere Anschlussklemme eines jeden der anderen Relais B, C, D,... ist an dasjenige Kontaktstück seines eigenen Schliesskontaktes b2, c2, d2 angeschlossen, das nicht unmittelbar mit einem der Leiter 8 und 9 verbunden ist, so dass der betreffende Schliesskontakt b2, c2, d2,... als Haltekontakt des entsprechenden Relais wirkt.
Die beschriebene Impulsverzögerungseinrichtung arbeitet wie folgt:
Es sei angenommen, dass alle Schliesskontakte al, bl, b2, cl, c2,... offen sind und der Kontakt 6 des Umschalters 4 geschlossen ist. Die Kurvenscheibe 1 dreht sich synchron mit einer Welle der zu überwachenden Maschine. Die Klemmen 7 und 12 liegen an Gleichspannung und zu verzögernde Impulse werden der Klemme 13 zugeführt.
Wenn ein Impuls die Klemme 13 erreicht, so erhält das Relais A Strom und schliesst seinen Schaltkontakt al. Dadurch wird das Relais B mit dem Leiter 8 verbunden und erhält in dem Moment Strom, wenn der Umschalter 4 seinen Kontakt 6 öffnet und den Kontakt 5 schliesst, wodurch Spannung an den Leiter 8 gelegt wird. Wenn das Relais B über den noch geschlossenen Schaltkontakt al des Relais A Strom erhält, werden seine Schliesskontakte bl und b2 geschlossen. Über den Schliesskontakt b2 wird das Relais B in der eingeschalteten Stellung gehalten, nachdem das Relais A stromlos geworden ist und nach einer durch den Widerstand 14 und den Kondensator 15 bestimmten Verzögerung abgefallen ist. Der Kontakt bl des Relais B verbindet das Relais C mit dem Leiter 9.
Das Relais C wird erregt, wenn der Umschalter 4 den Kontakt 6 schliesst, wodurch der Leiter 9 an Spannung gelegt wird. Das Relais C zieht an, und seine beiden Kontakte cl, c2 schliessen, während die Kontakte bl und b2 des Relais B nach Stromloswerden des Leiters 8 nach einer durch den Widerstand 14 und den Kondensator 15 bestimmten Verzögerung öffnen.
Der Kontakt c2 bildet einen Haltekontakt und hält das Relais C, wenn die Kontakte bl und b2 geöffnet haben. Der Kontakt cl verbindet das Relais D mit dem Leiter 8, so dass das Relais D erregt wird, wenn der Umschalter 4 seinen Kontakt 5 schliesst. Man erkennt, dass die Relais nacheinander arbeiten, und zwar in Abhängigkeit von dem Rhythmus, in dem der Umschalter 4 der Synchronisierungsvorrichtung seine Kontakte 5 und 6 schliesst und dadurch Spannung abwechselnd an die Leiter 8 und 9 legt. Wenn das letzte Relais Z erregt wird, schliesst es über seine Kontakte zl einen mit den Ausgangsklemmen 16 und 17 verbundenen elektrischen Stromkreis, der, wenn geschlossen, eine gewünschte
Steuerwirkung herbeiführt. Das geschieht aber erst nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, nachdem der
Klemme 13 ein Impuls zugeführt worden ist.
Es ist ausserdem ersichtlich, dass der nächste Impuls bereits gegeben werden kann, wenn der Umschalter 4 den
Kontakt 5 geöffnet und den Kontakt 6 wieder geschlos sen hat. Der nächste Impuls kann also wesentlich früher zugeführt werden, als z. B. das letzte Relais Z in der
Reihe auf den ersten Impuls angesprochen hat. Auf diese Weise können eine Anzahl elektrischer Stromstösse zur gleichen Zeit hintereinander durch die Relaiskette wandern.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Impulse der Klemme 13 zuzuführen. Statt dessen können sie einem in der Relaiskette weiter hinten liegenden Relais zugeführt werden Fig. 1 zeigt ein Relais X mit einem Schliesskontakt 18, der bei Erregung des Relais X die Verbindung zwischen dem Leiter 8 und dem Relais F unmittelbar herstellt, damit das Relais erregt wird, wenn der Leiter 8 durch den Umschalter 4 an Spannung gelegt wird. Die nachfolgenden Relais werden dann veranlasst, in der oben beschriebenen Weise zu arbeiten. Dadurch wird die Verzögerungszeit, die für die Erregung des Relais Z erforderlich, verkürzt.
Ferner ist es nicht nötig, dass der Steuerstromkreis an die Ausgangsklemmen 16 und 17 des Relais Z angeschlossen wird. Statt dessen kann jedes der vorhergehenden Relais einen zusätzlichen dritten Kontakt, z. B. das Relais J einen Schliesskontakt j3, zur Verbindung mit einem Steuerstromkreis aufweisen. Zu diesem Zweck sind zusätzliche Ausgangsklemmen 19 und 20 mit dem Kontakt j3 verbunden. Dadurch kann die Verzögerungszeit ebenfalls nach Bedarf verkürzt werden.
Die Impulsverzögerungseinrichtung nach Fig. 2 ist im allgemeinen der nach Fig. 1 ähnlich, ausser dem Merkmal, dass die als Impulsübertrager dienenden Relais keine elektromagnetischen Relais sind, sondern von lichtempfindlichen Widerständen, d. h. sogenannten Fotowiderständen, gebildet sind.
In Fig. 2 der Zeichnung bezeichnen die mit 101 beginnenden Bezugszahlen dieselben Teile wie die entsprechenden ein- oder zweistelligen Zahlen der Fig. 1.
Jedes fotoelektrische Relais A, B, C,... Z besitzt zwei elektrische Lampen, die durch entsprechende Kleinbuchstaben a, b, c, ... mit den Zusatzziffern 1 bzw. 2 bezeichnet sind. Die entsprechenden Kleinbuchstaben a, b, c, . . mit der Zusatzziffer 3 bezeichnen einen Fotowiderstand, d. h. einen Widerstand, dessen Widerstandswert von der Beleuchtung des Widerstandes abhängig ist. Für die Anordnung nach Fig. 2 wurde angenommen, dass jeder Fotowiderstand einen hohen Widerstandswert hat, wenn er unbeleuchtet ist, und einen niedrigen Widerstandswert, wenn er einer Lichtquelle ausgesetzt ist.
Jede durch einen Kleinbuchstaben a, b, c,... und die Zusatzziffer 1 angedeutete Lampe (ausser der Lampe al) ist in Reihe mit der vorhergehenden, durch den gleichen Kleinbuchstaben und die Zusatzziffer 2 angedeuteten Lampe verbunden, und diese Reihenschaltung der Lampen a2, b2, c2, ... und al, bl, cl,... ist mit dem Leiter 111 verbunden, und zwar über den entsprechenden lichtempfindlichen Widerstand, der durch die Zusatzziffer 3 angedeutet ist und dem die Lampe mit der Zusatzziffer 2 gegenüberliegt. Die Widerstände der so ausgebildeten Relaisanordnungen sind abwechselnd mit den die Taktimpulsleitungen bildenden Leitern 108 und
109 verbunden. Die Lampe al ist an die Eingangsklemmen 113 und 1.113 angeschlossen, die die ankommenden Impulse erhalten.
So ist der lichtempfindliche Widerstand a3 mit dem Leiter 108 und der Lampe a2 verbunden, die in Reihe mit der Lampe bl liegt, die mit dem Leiter 111 verbunden ist. Der Fotowiderstand b3 ist mit dem Leiter 109 verbunden und mit der Lampe b2, die in Reihe mit der Lampe cl liegt. Der Fotowiderstand c3 ist mit dem Leiter 108 verbunden und so weiter.
Die Impulsverzögerungseinrichtung nach Fig. 2 arbeitet folgendermassen:
Eine Spannung, die eine Gleich- oder Wechselstromspannung sein kann, wird, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, an die Klemmen 107 und 112 gelegt. Ein Impuls wird den Klemmen 113 und 1.113 zugeführt. Dadurch wird die Lampe al erleuchtet und der Widerstandswert des Fotowiderstandes a3 verringert, so dass, wenn der Leiter 108 durch den Umschalter 104 an Spannung gelegt wird, ein Strom von diesem Leiter 108 durch den Fotowiderstand a3, die Lampen a2 und b2 zu dem Leiter 111 fliesst. Dadurch wird der Widerstand b3 beleuchtet und sein Widerstandswert verringert. Wenn der Leiter 109 durch den mit der Maschinenwelle 102 synchron arbeitenden Umschalter 104 Spannung erhält, fliesst Strom von dem Leiter 109 durch den Fotowiderstand b3, die Lampen b2 und cl zu dem Leiter 111.
Die Lampen haben eine hinreichende Wärmeträgheit, so dass, wenn der Umschalter 104 wechselt, der Widerstand a3 hinreichend lange von der Lampe a2 beleuchtet wird und die Lampe bl weiterleuchtet, bis die Lampe b2 aufleuchtet und den Widerstand b3 belichtet, usw. Die letzte Lampe z2 ist mit dem Leiter 111 über ein Relais V verbunden, das einen Kontakt v besitzt, der einen an die Klemmen 116 und 117 angeschlossenen Stromkreis schliesst. Falls gewünscht, kann ein Gleichrichter 125 in Reihe mit dem Relais V vorgesehen sein, wenn eine Wechselspannung an die Klemmen 107 und 112 gelegt wird und das Relais V nur auf Gleichstrom anspricht. ähnlich wie bei der Impulsverzögerungseinrichtung nach Fig. 1 können jeder der Relaisanordnungen, beispielsweise über Klemmen 118, 118' Impulse zugeführt werden.
In diesem Falle besitzt die entsprechende Relaisanordnung I eine zusätzliche Lampe 15, die bei Zufuhr von Impulsen aufleuchtet und dadurch den Fotowiderstand 13 leitend macht. Weiterhin kann ein Steuerstromkreis mit irgendeiner der Relais anordnungen verbunden sein. Z. B. kann die Relaisanordnung G einen zusätzlichen lichtempfindlichen Widerstand g6 aufweisen, der durch einen Gleichrichter 126 und ein Relais W an Klemmen 107 und 111 angeschlossen ist. Das Relais W hat einen Kontakt w1, der einen Steuerstromkreis betätigt, der mit den Klemmen 119 und 120 verbunden ist.
Änderungen und bestimmte Verfeinerungen an den gezeigten Ausführungsbeispielen sind möglich. Die elektromagnetischen Relais können durch die Ausbildung als Mikro-Relais kleingehalten werden. Die Gleichrichter 125 und 126 der Fig. 2 können fortgelassen werden, falls eine Gleichspannung an den Klemmen 107 und 112 liegt oder die Relais V und W auf Wechselströme ansprechen können.
Weiterhin können die elektromagnetischen Relais oder die fotoelektrischen Relais der Figuren 1 und 2 durch elektronische Relais, beispielsweise Kaltkathodenröhren oder auch durch Transistoren ersetzt werden.
Insbesondere mit Transistoren kann die ganze Verzöge rungseinrichtung besonders kleingehalten werden. Die mechanische Synchronisierungsanordnung mit der umlaufenden Kurvenscheibe 1 kann durch eine elektrische Synchronisierungseinrichtnng ersetzt werden. Beispielsweise kann an der Welle der zu überwachenden Maschine eine Vorrichtung vorgesehen sein, die während des Umlaufes der Welle regelmässige Synchronisierungsbzw. Taktimpulse aussendet, durch die der Umschalter 4 bzw. 104 betätigt wird. Für die Umschaltung der Taktimpulsleitungen kann aber auch eine sogenannte Flip-Flop-Schaltung (bistabile Multivibratorschaltung) oder eine Schmitt-Trigger-Schaltung vorgesehen sein.
Diese müssten wiederum durch Impulsgeber mechanische, elektrisch-induktive, lichtempfindliche oder ähnliche - in Gang gesetzt werden. Als Vorteil ergibt sich bei der Verwendung elektronischer Bauelemente, dass diese sich nicht abnutzen. Ausserdem ermöglichen sie eine höhere Arbeitsfrequenz, was sich insbesondere bei schnell laufenden Packmaschinen bemerkbar macht.
Packing machine with a control pulse delay device for the time delay of control pulses given by monitoring devices on the machine
The invention relates to a packaging machine with a control pulse delay device for the time delay of control pulses given by monitoring devices on the machine for the triggering of devices downstream of the monitoring devices for the treatment of the packaged goods, with at least one control pulse generator, pulse transmission means connected to this and with triggering means for the the delayed pulses to actuate devices.
In packaging machines, for example cigarette packing machines, in which blocks or packets of cigarettes are moved along a feed path from one packaging station to another, it is necessary to provide means to detect imperfectly shaped blocks or packets, or to detect the absence of a block or pack in an otherwise regular row, or to identify incorrectly positioned blocks or packages, or to identify missing or incorrectly positioned cigarettes and to correct the error.
When a faulty condition has been detected, it is generally undesirable to take action at the same time. It is better to delay the correction until the defective block or the defective package has reached an intended position on its packaging or processing path, or to wait until a point on a conveyor at which a block or a package is missing has moved in a predetermined position on the transport route. Only then should the imperfect block or package be ejected and possibly replaced by a replacement block or package, or a replacement block or package should be inserted at the point on the conveyor belt where a block or package is missing.
If such an error has been detected, an electrical pulse can be generated, which is stored in a memory element on a mechanically driven delay device, for example on a disk rotating with a shaft of the packaging machine, in order to generate a signal or control effect for after a predetermined delay time trigger the actuation of a downstream device. The delay is equal to the time in which the shaft has rotated through a specified angle which is greater than 360 "and can be a multiple of this value with a corresponding number of rotations. Such delay devices must be built into the packaging machine and require additional space, which is often not available in the relevant location.
In addition, their mechanical parts, such as. B.
Worms, worm gears, bearings, housings, etc., are expensive to manufacture.
The invention is based on the object of creating a delay device for electrical control pulses which can be located at any suitable place in the machine or outside it, and in which only a relatively small synchronization device is connected to or on a shaft of the machine needs to be attached, and which on the other hand can be easily adapted to the respective conditions by simple, modular expansion or reduction.
With this delay device, however, each individual pulse should then reappear at the output after a predetermined time and synchronously with the movement of the object found to be defective on its transport route and in the sequence of the pulse input, and it should be possible to generate a larger number of pulses one after the other transmitted through the delay device without one disturbing the other.
This object is achieved in a device of the type mentioned according to the invention in that the pulse input of the device is assigned a number of two or more operatively connected electrical relays corresponding to the desired delay, which each control pulse individually depending on the work rhythm of the machine step by step and synchronously with the object triggering the impulse up to a impulse output, at which a circuit for actuating the devices closes or opens with each individual impulse that arrives there.
According to an advantageous embodiment of the invention, the relays can be arranged in at least two linked groups, each of which is connected to a separate clock pulse line, and can have a changeover switch that is actuated depending on the working rhythm of the machine and that each clock pulse line in repetitive sequence in each case for a period of time preferably different for each of the lines. For the actuation of the changeover switch, a cam disk rotating on a shaft of the machine is preferably provided, which moves the spring-loaded plunger here and there from one switching position to the other.
However, electrical means can also be provided in order to actuate the changeover switch as a function of the rotation of the machine shaft.
Preferably only two conductors are provided.
In an advantageous embodiment of the invention, electromagnetic relays can be provided as relays, each of which, in addition to the first relay connected to the control pulse input, has at least two closing contacts, one of which is a self-holding contact, which controls the excitation circuit of its relay before this circuit drops The closing contact of the previous relay is bridged and the other contact is in the excitation circuit of the following relay. In this case, drop-out delay relays can be used.
In another embodiment, the relays can each be formed from a photoresistor and two incandescent lamps connected to it, one of which illuminates the photoresistor when the current flows through the photoresistor and has the function of a self-holding contact, while the other incandescent lamp is assigned to the photoresistor of the following relay and makes this conductive by lighting up. In this embodiment, each conductive relay, as in the other embodiment described above, can be connected to voltage until the switch has switched from the associated clock pulse line to the other clock pulse line according to the design of the cam.
Special drop-out delay devices are not required here, as this function is already fulfilled by the afterglow of the incandescent lamps.
Instead of the relay types described, the relays can also be formed by electrical relays, for example cold cathode tubes or transistors.
The number of relays must also be selected here according to the desired delay and can be two, three or more.
Embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. In the drawing shows
Fig. 1 shows a delay device according to the invention with electromagnetic relays and
Fig. 2 shows a similar device in which, instead of the electromagnetic relays, lighting-dependent resistors, i.e. H. so-called photo resistors are provided.
The Pulsever shown in Fig. 1 of the drawing delay device according to the invention comprises a larger number of electromagnetic relays that serve as pulse transmitters and with capital letters A, B, C, D, ... Z are designated. The closing contacts of each relay are designated by the corresponding lower case letters a, b, c, d, ... and by the numbers 1, 2, 3, 4. For example, the input relay A has a single make contact a1, the relay B has two make contacts bl and b2, the relay J has three make contacts jl, j2, j3.
A device for synchronizing the mode of operation of the delay device with the operation of a machine to be monitored and for generating the clock pulses provided for this purpose comprises a cam disk 1 which is fastened on a shaft 2 rotating in the work cycle of the machine. By rotating the cam 1, a spring-loaded plunger 3 is moved here and there, which actuates an electrical changeover switch 4 with, for example, two contacts 5 and 6, in particular a snap switch designed as a microswitch being provided, which jumps from one position to the other, but none Can take intermediate positions. In the position shown, the contact 5 is closed and the contact piece of the switch 4 connects a voltage-connected terminal 7 to a conductor 8 via the contact 5.
When the cam 1 has rotated so far that the plunger 3 is pushed upwards under the influence of its spring, not shown, the contact 5 opens and the contact 6 is closed, whereby the changeover switch 4 the connection between the terminal 7 and a second conductor 9 via contact 6.
The conductors 8 and 9, which can be referred to as clock pulse lines, are thus alternately energized, the curved surface of the cam disk 1 being designed so that the two conductors 8 and 9 are energized for different lengths of time.
Another conductor 11 is connected to a terminal 12 which, like the terminal 7, is preferably connected to a DC voltage source. An electrical pulse, the control effect of which is to be delayed by the device according to the invention, is applied to terminal 13. The control effect can also be accompanied by a signal effect.
A resistor 14 and a capacitor 16 are connected in series in parallel to each of the relays A, B, C, D, ... Z, so that the corresponding relay drops out with a delay after the power interruption. All relay contacts of FIG. 1 are open in their rest position. The one closing contact al, bl, cl, ... of each relay A, B, C has a contact piece that is connected either to the clock pulse line 8 or to the clock pulse line 9, in such a way that these contact pieces of directly successive relays with different conductors 8 and 9 are connected. For example, one contact piece each of the make contacts a1, cl is connected to the conductor 8, while the corresponding contact piece of the make contact bl is connected to the conductor 9.
The two contact pieces of the first closing contact al, bl, cl,. . . of each relay A, B, C, ... are also connected to the two contact pieces of the second closing contact b2, c2, d2, ... of the relay B, C, D immediately following. So are z. B. the two contact pieces of the make contact bl of the relay B with the two contact pieces of the make contact c2 of the relay C immediately following in connection. A connection terminal of each relay is connected to the further conductor 11.
The other terminal of relay A is connected to terminal 13, and the corresponding other terminal of each of the other relays B, C, D, ... is connected to that contact piece of its own closing contact b2, c2, d2 that is not directly connected to one of the conductors 8 and 9 is connected so that the relevant closing contact b2, c2, d2, ... acts as a holding contact of the corresponding relay.
The described pulse delay device works as follows:
It is assumed that all closing contacts al, bl, b2, cl, c2, ... are open and the contact 6 of the changeover switch 4 is closed. The cam 1 rotates synchronously with a shaft of the machine to be monitored. Terminals 7 and 12 are connected to DC voltage and pulses to be delayed are fed to terminal 13.
When a pulse reaches terminal 13, relay A receives power and closes its switching contact al. As a result, the relay B is connected to the conductor 8 and receives current at the moment when the changeover switch 4 opens its contact 6 and closes the contact 5, whereby voltage is applied to the conductor 8. When the relay B receives current via the switching contact al of the relay A, which is still closed, its closing contacts bl and b2 are closed. The relay B is held in the switched-on position via the closing contact b2 after the relay A has become de-energized and has dropped out after a delay determined by the resistor 14 and the capacitor 15. Contact bl of relay B connects relay C to conductor 9.
The relay C is excited when the changeover switch 4 closes the contact 6, whereby the conductor 9 is connected to voltage. The relay C picks up and its two contacts cl, c2 close, while the contacts bl and b2 of the relay B open after the conductor 8 has been de-energized after a delay determined by the resistor 14 and the capacitor 15.
The contact c2 forms a holding contact and holds the relay C when the contacts bl and b2 have opened. The contact cl connects the relay D to the conductor 8, so that the relay D is energized when the switch 4 closes its contact 5. It can be seen that the relays work one after the other, depending on the rhythm in which the switch 4 of the synchronization device closes its contacts 5 and 6 and thereby alternately applies voltage to the conductors 8 and 9. When the last relay Z is energized, it closes an electrical circuit connected to the output terminals 16 and 17 via its contacts zl, which, when closed, a desired one
Brings about tax effect. However, this only happens after a specified delay time after the
A pulse has been applied to terminal 13.
It can also be seen that the next pulse can already be given when the switch 4 the
Contact 5 opened and contact 6 closed again. The next pulse can therefore be supplied much earlier than z. B. the last relay Z in the
Row responded to the first impulse. In this way, a number of electrical current surges can travel through the relay chain one after the other at the same time.
It is not absolutely necessary to apply the pulses to terminal 13. Instead, they can be fed to a relay located further back in the relay chain. FIG. 1 shows a relay X with a closing contact 18 which, when the relay X is energized, directly establishes the connection between the conductor 8 and the relay F so that the relay is energized when the conductor 8 is connected to voltage by the switch 4. The subsequent relays are then made to operate in the manner described above. This shortens the delay time required to energize relay Z.
Furthermore, it is not necessary for the control circuit to be connected to output terminals 16 and 17 of relay Z. Instead, each of the preceding relays can have an additional third contact, e.g. B. the relay J have a make contact j3 for connection to a control circuit. For this purpose, additional output terminals 19 and 20 are connected to contact j3. This can also shorten the delay time as required.
The pulse delay device of FIG. 2 is generally similar to that of FIG. 1, except for the feature that the relays serving as pulse transmitters are not electromagnetic relays, but light-sensitive resistors, i.e. H. so-called photoresistors are formed.
In FIG. 2 of the drawing, the reference numbers beginning with 101 designate the same parts as the corresponding one- or two-digit numbers in FIG. 1.
Each photoelectric relay A, B, C, ... Z has two electric lamps, which are designated by corresponding lower case letters a, b, c, ... with the additional numbers 1 and 2, respectively. The corresponding lowercase letters a, b, c,. . with the additional number 3 denote a photo resistor, i.e. H. a resistor, the resistance of which depends on the lighting of the resistor. For the arrangement of Figure 2, it has been assumed that each photoresistor has a high resistance when it is not illuminated and a low resistance when exposed to a light source.
Each lamp indicated by a lower case letter a, b, c, ... and the additional number 1 (except for lamp al) is connected in series with the previous lamp indicated by the same lower case letter and the additional number 2, and this series connection of lamps a2 , b2, c2, ... and al, bl, cl, ... is connected to the conductor 111 via the corresponding light-sensitive resistor, which is indicated by the additional number 3 and which is opposite the lamp with the additional number 2. The resistances of the relay arrangements formed in this way are alternating with the conductors 108 and forming the clock pulse lines
109 connected. The lamp A1 is connected to the input terminals 113 and 1.113, which receive the incoming pulses.
The light-sensitive resistor a3 is connected to the conductor 108 and the lamp a2, which is in series with the lamp bl, which is connected to the conductor 111. The photoresistor b3 is connected to the conductor 109 and to the lamp b2, which is in series with the lamp cl. The photoresistor c3 is connected to the conductor 108 and so on.
The pulse delay device according to Fig. 2 works as follows:
A voltage, which can be a direct current or alternating current voltage, is applied to the terminals 107 and 112, as already described in connection with FIG. A pulse is applied to terminals 113 and 1.113. As a result, the lamp al is illuminated and the resistance value of the photoresistor a3 is reduced, so that when the conductor 108 is connected to voltage by the changeover switch 104, a current from this conductor 108 through the photoresistor a3, the lamps a2 and b2 to the conductor 111 flows. This illuminates the resistor b3 and reduces its resistance value. When the conductor 109 receives voltage from the changeover switch 104 operating synchronously with the machine shaft 102, current flows from the conductor 109 through the photoresistor b3, the lamps b2 and cl to the conductor 111.
The lamps have sufficient thermal inertia so that when the switch 104 changes, the resistor a3 is illuminated by the lamp a2 for a sufficiently long time and the lamp bl continues to light until the lamp b2 lights up and the resistor b3 is exposed, etc. The last lamp z2 is connected to the conductor 111 via a relay V, which has a contact v which closes a circuit connected to the terminals 116 and 117. If desired, a rectifier 125 can be provided in series with the relay V if an alternating voltage is applied to terminals 107 and 112 and the relay V is only responsive to direct current. Similar to the pulse delay device according to FIG. 1, pulses can be supplied to each of the relay arrangements, for example via terminals 118, 118 '.
In this case, the corresponding relay arrangement I has an additional lamp 15, which lights up when pulses are supplied and thereby makes the photoresistor 13 conductive. Furthermore, a control circuit can be connected to any of the relay arrangements. For example, the relay arrangement G can have an additional photosensitive resistor g6 which is connected to terminals 107 and 111 through a rectifier 126 and a relay W. The relay W has a contact w1 which actuates a control circuit which is connected to the terminals 119 and 120.
Changes and certain refinements to the exemplary embodiments shown are possible. The electromagnetic relays can be kept small by being designed as micro-relays. The rectifiers 125 and 126 of FIG. 2 can be omitted if a direct voltage is applied to the terminals 107 and 112 or the relays V and W can respond to alternating currents.
Furthermore, the electromagnetic relays or the photoelectric relays of FIGS. 1 and 2 can be replaced by electronic relays, for example cold cathode tubes or also by transistors.
With transistors in particular, the entire delay device can be kept particularly small. The mechanical synchronization arrangement with the revolving cam disk 1 can be replaced by an electrical synchronization device. For example, a device can be provided on the shaft of the machine to be monitored, which during the rotation of the shaft regular synchronization or. Sends clock pulses by which the switch 4 or 104 is operated. A so-called flip-flop circuit (bistable multivibrator circuit) or a Schmitt trigger circuit can also be provided for switching over the clock pulse lines.
These would in turn have to be set in motion by mechanical, electro-inductive, light-sensitive or similar pulse generators. The advantage of using electronic components is that they do not wear out. They also enable a higher working frequency, which is particularly noticeable in fast-running packaging machines.