Die Erfindung betrifft einen Apparat zum Identifizieren und Registrieren von mindestens einer Sorte von Gegenständen, insbesondere von leeren Flaschen, die von einer Fördervorrichtung an einer Lichtquelle und einem photoelektrischen Abtastgerät vorbeitransportiert werden, wobei die Lichtquelle von jedem Gegenstand ein Schattenbild auf das Abtastgerät projiziert.
Derartige Apparate werden beispielsweise in Lebensmittelgeschäften verwendet, wo das manuelle Zählen von leeren Flaschen mit unterschiedlichem Pfandwert und die Rückvergütung des Pfands mit grossem Aufwand verbunden sind.
Dabei begangene Fehler können zu finanziellen Verlusten führen, und die damit beschäftigten Arbeitskräfte fallen für die Kundenbedienung aus. In grösseren Geschäften, wie Selbstbedienungsmärkten, stellt die Flaschenpfandrückvergütung ein wirkliches Problem dar.
Die meisten der bekannten Apparate sind schon deswegen nicht genügend vielseitig und narrensicher, da sie für jeden Flaschentyp eine besondere Abteilung haben. Der Kunde muss zuerst die richtige Öffnung finden, die Flaschen in die Öffnung hineinschieben und einen Hebel drücken, der die Flaschen in den Apparat hineinschiebt. Wenn alle Flaschen ein und desselben Typs in den Apparat eingeführt sind, muss er einen zweiten Hebel drücken, worauf ein Gutschein mit einer der Flaschenanzahl entsprechenden Anzahl ausgestanzter Löcher gespendet wird. Für die verschiedenen Pfandwerte werden verschiedene Farben verwendet. An der Kasse werden die Löcher gezählt und mit dem Pfandwert multipliziert. Bei einem anderen bekannten Apparat wird der Gutschein durch Kugeln ersetzt, deren Anzahl und Farbe der Flaschenanzahl bzw. dem jeweiligen Pfandwert entsprechen.
Der grosse Nachteil dieser Apparate ist, dass weiterhin die Anzahl der Löcher oder Kugeln von Hand nachgezählt und dass die Rückvergütung für jeden Flaschentyp von Hand ausgerechnet werden muss.
Es sind auch Apparate bekannt, die die Anzahl der eine Lichtschranke durchlaufenden Flaschen registrieren, wobei die Information über deren Anzahl auf einer Liste ausgedruckt werden kann. Derartige Apparate können jedoch nicht verschiedene Flaschentypen unterscheiden. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Apparat der eingangs genannten Art zu schaffen, der die erwähnten Nachteile nicht aufweist.
Der erfindungsgemässe Apparat ist gekennzeichnet durch eine Registriervorrichtung, die mittels der von der Lichtquelle hervorgebrachten Schattenbilder der Gegenstände deren Anzahl misst und auf mindestens eine charakteristische Abmessung des Gegenstandes anspricht, und durch einen programmierbaren Zähler und eine Registriereinrichtung, die ein Druckwerk und/oder ein Spendewerk betätigt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das Schaltschema eines Apparats,
Fig. 2 eine elektronische Zentraleinheit mit Steuereinheit und angeschlossenen Einrichtungen für den Apparat der Fig.
1 in ähnlicher Darstellungsweise,
Fig. 3 einen Signalwandler des Apparates der Fig. 1 in ähnlicher Darstellungsweise,
Fig. 4 eine Fotozelle des Apparates der Fig. 1 in ähnlicher Darstellungsweise,
Fig. 5 den Detektor des Apparates der Fig. 1 in schematischer Darstellung,
Fig. 6 ein Signal-Diagramm und
Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung zur Erläuterung des Prinzips.
In den Fig. 1 und 7 bewegt ein Transportmittel 6 in Form eines Bandföl-derers die Flaschen 27 vor, die an einer Stelle die optische Einrichtung durchlaufen und am Ende des Transports von einem Ausstossmechanismus 7 erfasst werden. Eine Lichtquelle 5 wirft quer zur Förderrichtung ein Lichtbündel auf eine fotoelektrische Abtasteinheit 4, wobei ein Schattenbild der Flasche entsteht und an mehreren Stellen angebrachte Fotodetektoren 26 auf die dadurch veränderte Helligkeit ansprechen.
Die von der Abtasteinheit 4 ausgelösten Signale werden einer elektronischen Zentraleinheit 1 zugeführt, wo die Signale verarbeitet und sortiert werden. Die Zentraleinheit 1 steuert ein Druckwerk 2 mit angeschlossenem Spendewerk, das auf Befehl einer Steuervorrichtung 3 sowohl die Anzahl der registrierten Flaschen jeden Typs als auch die Summe aller Pfandwerte ausdruckt und einen Gutschein bzw. einen Münzbetrag spendet. Der Befehl des Apparates wird durch Startorgane 14 und Stopporgane 15 ausgelöst, die mit der Steuervorrichtung elektrisch verbunden sind.
In Fig. 2 gehen die Signale von der Abtasteinheit 4 zu einem Signalwandler 9, der an einer Steuereinheit 8 der Zentraleinheit 1 angeschlossen ist. Der Signalwandler 9 enthält zwei Verstärker 18, 19, einen logischen Torkreis 20 und eine Verzögerungsschaltung 21 mit einstellbarer Verzögerung T (Fig. 3). Das umgewandelte Signal wird in einem Detektor 10 weiterverarbeitet und der durch die Steuervorrichtung 3 programmierten Rechen- und Registriereinheit 11 zugeführt, damit den verschiedenen Flaschentypen und deren Anzahl Rechnung getragen wird. Diese Einheit 11 steht einerseits mit der Steuereinheit 8 und anderseits über die Druckwerksteuerung 12 mit dem Druckwerk 2 in Verbindung. Die Zählwerke 16, 17 für die Gesamtregistrierung der Flaschen von verschiedenem Typ sind der Steuereinheit 8 zugeordnet. Die Lichtquelle 5 wird über den durch die Steuereinheit 8 betätigten Schalter L gespeist.
Die Antriebsmotoren M6, M7 für das Transportmittel 6 und den Ausstossmechanismus 7 werden über den ebenfalls durch die Steuereinheit 8 betätigten Schalter M gespeist.
Die optische Abtasteinheit 4 enthält mehrere Fotodetektoren 26 vom Differentialtyp. Jeder derselben hat zwei Fototransistoren T1, T2, z. B. TEXAS LS 602 . Jeder Fotodetektor 26 ist, wie bereits erwähnt, mit einem Signalwandler 9 verbunden. Nur wenn T1 Licht und T2 Schatten erhalten, erhält Hn (Fig. 5) den Wert 1 nach der Verzögerung t. Die einstellbare Verzögerung der Schaltung 21 ermöglicht es, sehr kurzzeitige Helligkeitsänderungen auszufiltern. Für eine Registrierung muss das Licht zumindest im Zeitintervall t ununterbrochen auf den untersten Fototransistor T2 einwirken.
Der Verzögerungskreis 21 wird derart eingestellt, dass T etwas kürzer ist als die Zeitspanne, während der der Schatten 28 des oberen Flaschenteiles an den Fotodetektoren vorbeiläuft. In Fig. 7 läuft dieser Schatten gerade am Fotodetektor 26-3 vorbei. In dieser Weise wird jedes Hintergrundgeräusch wirksam ausgeschaltet, so dass nur Licht-Schatten Übergänge von längerer Dauer als t, d. h. nur Flaschen mit den richtigen Höhen, registriert werden. Die Abtasteinheit 4 der Fig. 7 hat sieben Fotodetektoren, aber je nach den gestellten Anforderungen können natürlich mehr oder weniger Fotodetektoren verwendet werden. Der Fotodetektor 26a dient nur zur Messung der Lichtstärke der Lichtquelle 5.
Reicht diese nicht aus, bewirkt die Steuereinheit 8 über den Signalwandler 9, dass der Schalter M geöffnet und die Stromversorgung der Motoren M6, M7 unterbrochen wird, so dass kein Transport von Flaschen möglich ist.
Das Mustererkennen besteht im allgemeinen darin, dass z. B. die unterschiedlichen Höhen der Objekte voneinander unterschieden werden, und es bedarf in diesem Falle oft nur einer Fotozelle je Flaschentyp. In den Fällen, wo speziellere Flaschen voneinander zu unterscheiden sind, kann man aber eine Kombination von mehreren Fotozellen anwenden.
Der Apparat ist indessen im Hinblick auf die Registrierung komplizierterer Abmessungen, z. B. der Flaschenhöhe, mit zwei oder mehr Fotodetektoren je Parameter ausgerüstet.
Dies ist in Fig. 5 gezeigt, wo Hx das Ausgangssignal vom logischen Torkreis 22 ist, das die endgültige Registrierung auf Basis der Signale Hn des Verzögerungskreises 21 von zwei oder mehr Fotodetektoren angibt. Auf diese Weise werden zwei oder mehr Signale Hn zusammengehalten, damit eine grössere Registriergenauigkeit erzielt wird.
In Fig. 4 ist ein zwei Fototransistoren 24 mit Zuleitungen 23 enthaltender Fotodetektor dargestellt. Der Fotodetektor ist vorzugsweise von einem ringförmigen Magneten 25 umgeben, der, z. B. mittels Epoxyharz, am Fotodetektor befestigt ist; der Fotodetektor kann in einfacher Weise an einem Metallblech befestigt werden, was eine einfache Abstimmung der Abtasteinheit 4 ermöglicht.
Fig. 6 zeigt ein die Signale Dn, Hn für einzelne Flaschentypen enthaltendes Signaldiagramm. Im Anfangsstadium a erfolgt die Registrierung eines Flaschentyps mittels des obersten Fotodetektors 26-1. Im mittleren Stadium b erfolgt die Registrierung eines zweiten Flaschentyps mittels des Fotodetektors 26-5. Im Endstadium c wird der dritte Flaschentyp nicht registriert, weil er für die Flaschenpfandrückvergütung nicht zugelassen ist und eine Höhe aufweist, die zwischen denen der Fotodetektoren 26-2 und 26-3 liegt. Im Beispiel der Fig. 6 und 7 ist 26-1 der oberste und 26-6 der unterste Fotodetektor. Von den niedrigeren Fotodetektoren werden nicht nur durch niedrige Flaschenhälse, sondern auch durch unerwünschte Lichtbrechung bei höheren Flaschen aus klarem Glas Signale ausgelöst. In Fig. 7 sind auch das Schattenbild 28 und die Flascheneinführöffnung 29 gezeigt.
Als Druckwerk eignet sich beispielsweise SODECO-decaprint type PN 213 .
Die Wirkungsweise ist folgende:
Zuerst wird der Apparat in Betrieb gesetzt, indem man das Startorgan 14 betätigt. Wenn das Licht der Lichtquelle 5 eine ausreichende Stärke hat, werden Transportmittel 6 und Ausstossmechanismus 7 in Betrieb gesetzt, und der Benutzer kann die leeren Flaschen auf das Transportmittel 6 stellen. Wenn alle Flaschen des Benützers durch die Öffnung in der Frontplatte gelaufen sind, betätigt der Benutzer das Auszahlorgan 15, wonach eine Signallampe in diesem Organ ein Licht zündet. Nach kurzer Zeit, z. B. nach zwei Sekunden, wird mittels des Druckwerkes 2 ein Gutschein gedruckt und/oder ein Spendewerk für einen Gutschein oder einen Münzbetrag betätigt. Der Apparat wird dadurch gleichzeitig abgeschaltet. Der abreissbare Gutschein gibt über die Gesamtzahl der registrierten Flaschen jedes Typs und über die Summe aller Pfandbeträge Auskunft.
Auf diese Weise wird eine vollautomatische, alle subjektiven Fehler ausschaltende, narrensichere Pfand-Rückvergütung ermöglicht, und zwar auch dann, wenn Gegenstände verschiedenen Typs in beliebiger Reihenfolge dem Apparat zugeführt werden. Von den Gegenständen werden Schattenbilder erzeugt, und die Lichtquelle wirft ein paralleles Lichtbündel auf die mehrere Fotodetektoren enthaltende fotoelektrische Abtasteinheit. Die elektronische Zentraleinheit hat einen Signalwandler, einen Detektor, eine Rechen- und Registriereinheit, eine Programmiereinheit, eine Druckwerksteuerung und eine Steuereinheit, wobei der Signalwandler und der Detektor die Daten von der optischen Abtasteinheit verarbeiten und sortieren, so dass die programmierbare Rechen- und Registriereinheit Daten über bestimmte charakteristische Abmessungen summiert und speichert, während andere Daten ausgeschieden werden.
Die Druckwerksteuerung steuert das Druckwerk, das das Ergebnis der Registrierung ausdruckt, und die Steuereinheit steuert den gesamten Arbeitsablauf des Apparates.
Die Fotozellen-Detektoren sind mittels geeigneter Mittel, z. B. mittels eines Magneten, verstellbar, damit das Erfassen von ungewöhnlichen Flaschentypen oder eine Feinregelung der Abtasteinheit möglich wird. Das Transportmittel und der Ausstossmechanismus haben besondere Antriebsmotoren, deren Geschwindigkeiten den jeweiligen Funktionen angepasst sind. Die Steuereinheit enthält an sich bekannte Start- und Auszahlorgane und mindestens zwei Zählwerke zur Gesamtregistrierung der Anzahl unterschiedlicher Flaschentypen. Der Ausstossmechanismus enthält zwei Rollen aus an sich bekanntem elastischem Werkstoff, die sich in einem gewissen Mindestabstand voneinander um ihre vertikalen Achsen drehen.