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Vorrichtung zum überwachen des Durchganges von Gegenständen, insbesondere
Blechnutzen, durch eine Maschine Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum überwachen des Durchganges von Gegenständen, insbesondere Blechnutzen,
durch eine Maschine, bei welcher diese längs einer Förderbahn aufeinanderfolgend
bewegt werden und bei welcher zwei im Abstand voneinander angeordnete Abtaster,
eine mit jedem von diesen verbundene schrittweise arbeitende Zählvorrichtung und
eine diese verbindende Vergleichseinrichtung vorhanden sind, die Mittel zur Signalabgabe
enthält, wobei die Abtaster in einer solchen Entfernung voneinander längs der Bewegungsbahn
der Gegenstände angeordnet sind, daß sich eine vorbestimmte Anzahl derselben bei
kontinuierlicher Förderung zwischen ihnen befindet.
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Bei Rohrpostanlagen ist es bekannt, am Sender und Empfänger Fahrkontakte
anzuordnen, die beim Einladen und beim Ausschleusen einer Büchse ein Einzählwerk
und ein Auszählwerk betätigen, wobei die Büchsen zur Überwachung in das Einzählwerk
eingespeichert und über das Auszählwerk wieder ausgezählt werden und die Höchstzahl
der gleichzeitig im Hauptfahrrohr fahrenden Büchsen durch entsprechende Verdrahtung
der Schrittkontakte der Zählwerke durch Vergleich bestimmt wird. Hierbei ist der
normale Betriebszustand der, daß die Arme des Einzählwerkes und des Auszählwerkes
auf den Schrittkontakten gleicher Ordnungszahl stehen. Diese Vergleichseinrichtung
befindet sich in Koinzidenz, wenn keine Büchse in der Rohrleitung verblieben ist.
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Auch zur Verkehrsüberwachung ist eine Vergleichseinrichtung bekannt,
bei welcher in einem Straßentunnel im Abstand voneinander zwei Lichtschranken angeordnet
sind, von denen jede einen gleichartigen Schrittmechanismus antreibt, die beide
mit einem Planetengetriebe zusammenwirken, dessen Differenzrad mittels eines Zeigers
über einen Kontakt das Schließen eines Stromkreises zur Einschaltung der Lüftung
bewirkt, wenn eine durch die Differenz ermittelte Anzahl von Fahrzeugen, die sich
zu gleicher Zeit im Tunnel befinden, überschritten wird.
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Bei einer anderen bekannten Vergleichseinrichtung treiben Meßräder
zwei Teile eines Differentialgetriebes an, dessen dritter Teil einen Mittelwertanzeiger
betätigt, um festzustellen, wieviel Meßkörper sich zwischen der Zu- und Entladestelle
auf einer Transportvorrichtung befinden. Bei diesem Mittelwertmesser zur Betriebsüberwachung
werden mechanische Mittel sowohl bei der Abtastung der Werkstücke auf dem Förderband
als auch bei der Mittelwertbildung verwendet.
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Schließlich ist auch eine Förderkontrolle zur überwachung von Flaschen
in Flaschenbehandlungsmaschinen bekannt, bei der in einer bestimmten Entfernung
innerhalb der Bewegungsbahn der nacheinander geförderten Gegenstände zwei photoelektrische
Abtaster angeordnet sind, welche die Flascheneingänge speichert und deren Ausgänge
löscht. Diese Einrichtung gibt aber kein Störsignal ab, wenn eine oder mehrere Flaschen
am Eingang der Behandlungsmaschine ausbleiben, weil das Störsignal nur durch einen
eingespeicherten Impuls ausgelöst wird. Die Speicherscheibe setzt aber eine drehende
Bewegung und damit eine Schleifenführung der zu behandelnden Gegenstände voraus,
so daß diese Einrichtung für die überwachung von linearen Bewegungen nicht ohne
weiteres geeignet ist.
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Die bekannten Mittel zur Überwachung genügen jedoch nicht, um hohe
Durchsätze von Gegenständen innerhalb von Fertigungsstraßen moderner Maschinen überwachen
zu können.
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Demgegenüber hat die Erfindung sich die Aufgabe gestellt, eine vollelektronische
überwachungseinrichtung für den Durchsatz von Gegenständen, insbesondere von Blechnutzen
zu schaffen, die beliebig an linearen Förderbahnen ansetzbar ist. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die von den Gegenständen gegebenen Zählimpulse
auf ein Paar elektronischer Zähler mit derselben Basis gehen und die Kathoden dieser
beiden Zähler mit einem elektronischen Vergleichsschaltkreis derart verbunden sind,
daß dieser eine Alarmsignalvorrichtung betätigt, wenn eine Kathode des ersten
Zählers
nicht gleichzeitig mit einer Kathode des zweiten Zählers entsprechend der Zähldifferenz,
die sich zwischen den beiden Abtastern befinden sollte, wirksam wird.
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Durch die Erfindung wird eine erhebliche Vereinfachung der überwächüng
erreicht, weil die beiden elektronischen Zähler die gleiche Basis haben und deshalb
ein einfacher Vergleich beider Zählvorgänge jeweils möglich ist. Im Gegensatz hierzu
würden Zähler mit unterschiedlicher Basis, die bedingt ist durch die Anzahl der
Gegenstände innerhalb der zu überwachenden Prüfstrecke, ein dauerndes Auszählen
der Differenz erfordern. Demgegenüber entscheidet die elektronische Vergleichsschaltung
gemäß der Erfindung zwischen zwei eindeutigen Vergleichszuständen, nämlich zwischen
»Ja« und »Nein«. Der Vergleichszustand »Nein« liegt immer bei der Koinzidenz beider
Zähler vor. Der zweite Vergleichszustand »Ja« ist bei jeder Störung der Koinzidenz
vorhanden, wobei es nicht mehr darauf ankommt, wie groß die Abweichung von der Koinzidenz
zahlenmäßig ist. Die Überwachungsvorrichtung ist sowohl-, für große als auch für
kleine Gegenstände verwendbar, weil es nur einer Anpassung der Länge der Meßstrecke
bedarf, innerhalb deren die Stückzahl der Gegenstände die gleiche bleibt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der
Vergleichsschaltkreis koinzidierende Gatter aufweist, deren Ausgänge je mit einer
an sich bekannten - Triggerröhre verbunden sind, wobei die Ausgänge dieser Röhren
mit einer Schaltröhre - -in Verbindung stehen, welche das Alarmsignal auslöst, während
jedes Paar der Eingänge jener Gatter mit einem vorbestimmten Paar von Ausgängen
der' Zähler verbunden ist. Hierdurch ist die gleiche Basis zwischen den beiden Zählern
durch entsprechendes Zusammenschalten der Zählröhren herstellbar.
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Als Zähler können vorteilhaft handelsübliche dekadische Zählröhren,
sogenannte Dekatronröhren, .dienen, deren Kathoden paarweise miteinander verbunden
sind und,als solche mit den entsprechenden Gattern in Verbindung stehen, wobei die
beiden Kathoden des höchsten Wertes jedes Dekätrons über einen Gleichrichter gepaart
sind.
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Gemäß der Erfindung sind zwei Abtastspulen vorgesehen, die jede auf
gleiche Impulsformerschaltungen arbeiten, deren Ausgang an dem der Abtastspule zugehörigen
Zähler liegt, wobei die effektive Induktivität beim Vorbeigang eines metallischen
Gegenstandes eine Änderung der Frequenz der Schwingung des mit 'der Abtastspule
in Verbindung stehenden Oszillators bewirkt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 ein Schaltbild der -in der erfindungsgemäßen
überwachungsvorrichtung vorhandenen Detektoren, Fig.2A und 2B zusammen ein Schaltbild
der durch die Detektoren gesteuerten Vorrichtung und F i g. 3 ein Blockschaltbild.
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Gemäß dem in der Beschreibung erläuterten Beispiel ist die überwachungsvorrichtung
bei einer Maschine zur Lackierung von Feinblechen verwendet; sie kann selbstverständlich
aber auch für andere Zwecke benutzt werden, z. B. zur überwachung des Durchlaufs
von Feinblechen oder Abschnitten von Feinblechen durch eine Druckmaschine; oder
des Durchlaufs von Dosenrümpfen durch eine Maschine zur Herstellung von Dosen.
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In den Zeichnungen "ist demgemäß eine Vorrichtung zur überwachung
des Durchlaufs von Feinblechen nach deren Bearbeitung in einer Lackierungsvorrichtung
dargestellt. Die überwachungsvorrichtung besteht aus zwei Detektorstromkreisen etwa
ähnlicher Ausführung entsprechend der Ausführungsform nach F i g. 1. Jeder dieser
Detektorstromkreise enthält eine Detektorspule 1. Beide Detektorspulen sind so angeordnet,
daß eine davon vor der anderen zu liegen kommt, beide aber an der Bahn der Bleche
anliegen (s. F i g. 3). Die in Reihe angeordneten Bleche werden von der Maschine
transportiert. Die zweite Detektorspule 1 befindet sich in solchem Abstand vor der
ersten Spule 1, daß sich zwischen beiden eine vorbestimmte Anzahl von Feinblechen
befindet, solange die Kontinuität des Vorschubes der Bleche gewahrt_ ist.
Jede Detektorspule 1 liegt parallel zu der Scwingkreisspule 2 eines Röhrenoszillators,
wobei die Anordnung derart ist, daß der Vorbeigang eines Bleches über die Detektorspule
die effektive Induktivität der Detektorspule infolge der im Blech induzierten Wirbelströme
ändert. Der Wechsel in der Induktivität der Detektorspule bewirkt eine Änderung
der Oszillatorfrequenz, und diese Frequenzänderung wird durch einen Phasendiskriminator
in eine Gleichspannungsänderung umgewandelt. Dieser Phasendiskriminator enthält
einen Transformator 3, der primärseitig mit der Anode der Oszillatorröhre 4 verbunden
ist; wobei die Sekundärseite des Transformators 3 mit dem Steuergitter und die Anode
der Röhre 4 mit dem Bremsgitter einer Pentode 5 verbunden sind. Diese beiden Signale
erzeugen eine Gleichstrom-Ausgangsspannung an der Anode der Pentode 5, deren Wert
vom Phasenverhältnis zwischen beiden Signalen abhängt. Diese Gleichspannung gelangt
über die Leitung 6 zu einem Kathodenfolger 7 und dann über die Leitung
8 zu einem Schalter, der in F i g. 1 als Schmitt-Trigger 9 dargestellt ist.
In dem mit der Detektorspule 1, über welche die Feinbleche zuerst laufen, verbundenen
Detektorstromkreis erfolgt der Ausgang über die Leitung 10 von der Anode 11 des
Schmitt-Triggers her. Diese Leitung 10 ist, wie aus F i g. 2A ersichtlich
ist, finit einem ersten elektronischen Zähler 12 verbunden, auf den im nachfolgenden
noch Bezug genommen wird.
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In dem der Detektorspule 1 zugeordneten zweiten Detektorstromkreis
erfolgt die Ankopplung des Ausganges des Schmitt-Triggers 9. von dessen Anode
13 auf ein Relais 14. Die Schlieung des Kontaktes 15 des Relais 14 erzeugt wiederum
einen Spannungssprung an einem Spannungsteiler 16, der über die Leitung 17 zu einem
zweiten elektronischen Zähler 18 (F i g. 2A) gelängt. Dieser -Zähler hat die gleiche
Basis wie der erste Zähler 12. Das Relais 14 steuert mittels eines weiteren Kontaktes
19 (F i g. 1) eine 110-Volt-Wechselspannung über Leitungen 20, 21 zu einem nichtdargestellten
mechanischen Mengenzählwerk.
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Jedes der in F i g. 2 A dargestellten Zählwerke ist von der Art, wie
sie unter der Bezeichnung Dekatron bekannt sind. Diese Art Zählwerk kann bis zu
10 Impulse registrieren; um jedoch an der Vorrichtung zu sparen, wurden die Kathoden
der Zählwerke gepaart, wie in F i g. 2A dargestellt. Die Kathode des höchsten Wertes,
also die Kathoden -der Ziffernstellungen,
8 und 9 jeder Zählröhre,
sind über Gleichrichter 22 gepaart, wodurch die Gewähr gegeben ist, daß bei Rückstellung
der Zählröhre die Kathode des höchsten Wertes, also die Kathode Nr.9 jeder Zählröhre,
leitend wird. Der Eingang der Impulse von den Detektorstromkrei.sen zu den Zählern
12, 18 geschieht über die Triggerröhren 23 und 24, und die Ausgangsspannungen der
Kathoden der Zähler sind, gemäß vorbestimmter Berücksichtigung, über koinzidierende
Gatter 25, 26, 27, 28 und 29 mit den Triggerröhren 30, 31, 32, 33 und 34 (F i g.
2B) verbunden. Die Ausgangsspannungen der Triggerröhren gelangen gemeinsam zu einer
weiteren Triggerröhre 35, deren Anode 36 über einen Spannungsteiler 37 mit einer
Schaltvorrichtung 38 verbunden ist, die in F i g. 2B als Schmitt-Trigger dargestellt
ist, und dessen Anode 39 mit einem Relais 40 in Verbindung steht. Dieses Relais
dient zur Ansteuerung irgendeines geeigneten Alarmgerätes 41, z. B. einer Klingel-
oder einer visuellen Alarmvorrichtung. Ein Solenoid oder eine andere Vorrichtung
kann auch durch das Relais 40 betätigt werden, um die Maschine anzuhalten. Bei Netzausfall
fließt kein Strom durch die Schaltvorrichtung 38, und das Relais 40 wird nicht erregt.
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Die Gatter 25 bis 29 sind so angeordnet, daß nur, wenn irgendein Gatter
ein Signal von jeder der Zählröhren 12,18 erhält, eine der entsprechenden Triggerröhren
30 bis 34 leitend wird. Die Zündung einer der Röhren 30 bis 40 löscht Röhre 35,
und das Ansteigen der Anodenspannung an Röhre 35 schaltet den durch die Anode 39
des Schalters 38 fließenden Strom und bringt das Relais 40 zum Abfall, welches das
Alarmsignal auslöst. Es ergibt sich hieraus, daß die Gatter 25 bis 29 wie eine Vergleichsvorrichtung
wirken, welche Signale von den Zählern 12 und 18 empfängt. Jedes einzelne Gatter
der Vergleichsvorrichtung ist nur in der Lage, die Alarmvorrichtung zu betätigen;
wenn das betreffende Gatter ein Signal vorbestimmter Bedeutung von jedem der Zähler
12, 18 empfängt.
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Vor Arbeitsbeginn der Maschine muß ein Druckknopf-Rückstellschalter
42 (F i g. 2 A) zwecks Rückstellung jedes der Zähler 12,18 betätigt werden. Hierdurch
wird jede der Kathoden der Ziffernstellung 9 der Zähler leitend. So werden während
des Durchganges der ersten vier Bleche über die Detektorspule 1 für den ersten Detektor
die Kathoden Nr.1, 2 und 3 des Zählers 12 nacheinander leitend. Arbeitet die Maschine
richtig, wenn also der Durchlauf des fünften Bleches von der 4. Kathode des Zählers
12 registriert wird, so wird der Durchlauf des ersten Bleches von der Kathode der
Ziffernstellung 0 des zweiten Zählers 18 registriert, die leitend wird. Wird jedoch
das erste Blech nicht der den Zähler 18 steuernden Detektorvorrichtung weitergeleitet,
so bleibt die Kathode Nr. 9 des zweiten Zählers 18 leitend, und Signale werden zum
Gatter 25 von der Kathode Nr. 4 des Zählers 12 und von der Kathode Nr. 9 des zweiten
Zählers 18 geleitet, wodurch eine Ausgangsspannung an die Triggerröhre 30 gelegt
wird, die ihrerseits die Triggerröhre 35 betätigt, welche, wie oben beschrieben,
ein Alarmsignal auslöst.
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Wenn jedoch das erste Blech richtig über die den zweiten Zähler 18
steuernde Detektorvorrichtung geht und der Vorschub des zweiten Bleches nicht über
die den zweiten Zähler steuernde Detektorvorrichtung geht, und wenn das sechste
Blech von der Kathode Nr. 5 des ersten Zählers 12 registriert wird, so entsteht
jetzt ein Zustand, daß ein Alarmsignal ausgelöst werden muß. Infolge der Paarung
der Kathoden der Zähler bewirkt dieser Zähler jedoch keine Auslösung des Alarmsignals,
bis das siebente Blech von der Kathode Nr. 6 des ersten Zählers 12 registriert wird.
Da nämlich die Kathode Nr. 0 des zweiten Zählers 18 leitend ist, wird von der Kathode
Nr. 0 des zweiten Zählers 18 am Gatter 26 ein Signal ausgelöst, welches auch ein
Signal von Kathode Nr. 6 des ersten Zählers 12 empfängt. Demgemäß wird eine Ausgangsspannung
von Gatter 26 an die Triggerröhre 31 und folgend an die Triggerröhre 35 zwecks Auslösung
eines Alarmsignal gegeben.
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In der vorhergehenden Beschreibung wurde die Erfindung in ihrer Anwendung
auf den Vorschub von Blechen von einer Maschine speziell beschrieben, aber es ist
klar, daß die Vorrichtung auch so geändert werden kann, daß sie den Vorschub der
Bleche durch die Maschine hindurch bis zum Ausstoß überwachen kann. Es ist selbstverständlich,
daß die Bleche auf ihrem Wege durch die Maschine eine Anzahl von Stellungen passieren,
wobei in jeder ein Arbeitsgang ausgeführt wird. Bei jeder dieser Stellungen ist
eine Detektorspule vorgesehen, die einen Stromkreis ähnlich dem oben beschriebenen
ansteuert und der seinerseits einen Zähler betätigt, der unter diesen Umständen
ein binäres oder temäres Zählwerk sein kann. Das unter Steuerung der Detektorspule
für eine Stellung arbeitende Zählwerk arbeitet in Verbindung mit dem Zählwerk- für
die nächstfolgende Arbeitsstellung, so daß, falls kein Blech einer der genannten
Arbeitsstellungen zugeleitet wird, ein Signalgerät ausgelöst wird; um die Fehlerquelle
aufzuzeigen oder die Maschine stillzusetzen.
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Wenn die durch die Maschine laufenden Artikel zum Lackieren oder Bedrucken
bestimmt sind, ist es vorteilhaft, daß die Bleche rechtwinklig durch die Maschine
geschickt werden. Um sicher zu sein, daß dieser rechtwinklige Vorschub aufrechterhalten
wird, kann eine Überwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen werden, wobei
diese Vorrichtung dahin abgewandelt wird, daß sie zwei binäre Zählwerke aufweist,
von denen jedes durch eine Detektorspule, wie oben beschrieben, gesteuert wird.
Jedoch sind bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform die beiden Detektorspulen
in einer Reihe und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des durch die Maschine laufenden
Bleches angeordnet. Sollte nun das Blech schräg in die Maschine eingeführt werden,
so daß die Vorderkante oder die vom Detektor erfaßte Blechzone nicht gleichzeitig
über die Detektorspulen läuft, so bewirken die von den zwei Detektorspulen gesteuerten
binären Zählwerke über eine mit ihnen verbundene Vergleichsvorrichtung die Auslösung
eines Alarmsignals.
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Das oben beschriebene Überwachungsgerät ist ein vollständig elektronisch
arbeitendes Gerät, aber es ist selbstverständlich, daß, wenn gewünscht, das Gerät
auch photoelektrische oder andere geeignete Abtastmittel enthalten kann. Man ist
auch nicht an die Verwendung des Schmitt-Triggers gebunden.