DE2000345B2 - Verfahren zum gewichtsmaessigen sortieren einer folge von gegenstaenden und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gewichtsmäßigen Sortieren einer Folge von Gegenständen, bei dem die Gegenstände auf eine vorgespannte Feder einwirken, bei dem die Dauer der Auslenkung der Feder gemessen wird und bei dem die gemessene Dauer in ein das Gewicht des Gegenstandes wiedergebendes Signal umgewandelt wird. Die Erfindung betrifft gleichfalls eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Feststellung des Füllungsgrades von Behältern, wie z. B. von Konservendosen u. dgl. Auf einer Füllstandsanzeige beruhende Füllgewichts-Prüfeinrichtungen setzen die Verwendung von Lichtstrahlen, Röntgenstrahlen oder sonstigen Strahlen voraus, und auch wenn eine entsprechend aufwendige Einrichtung dieser Art eingesetzt wird, so kann doch Schaumbildung oder unsymmetrische Verteilung des Behälterinhalts die Genauigkeit der Füllgewichtsermittlung ungünstig beeinflussen. Somit ist eine auf einer Wägung beruhende Einrichtung das Praktischste für eine Prüfung und Sortierung, aber ihre Benutzung stellt ziemliche Anforderungen an die Genauigkeit, und die herkömmlichen, auf dem Hookeschen Gesetz beruhenden Einrichtungen von der Art der Federwaagen haben in der Praxis, besonders in der Konservenindustrie, nicht allgemein Eingang gefunden. Wenn z. B. alle Behälter eines Förderbandes geprüft werden sollen, dann muß der Prüfvorgang mit hoher Geschwindigkeit ablaufen. Schon das bedeutet ein gewisses Problem, ein ernstliches Problem entsteht aber dann, wenn außerdem hohe Empfindlichkeitsanforderungen erfüllt werden müssen. Die Unterschiede zwischen einem ordnungsgemäß gefüllten und einem unter- oder übergewichtig

gefüllten Behälter betragen bei den praktisch vorkommenden Gewichtsschwankungen lediglich geringe Prozentsätze des Gesamtgewichts von Behälter und Inhalt, und das bedeutet für eine Prüf- und Sortierwaage hohe Empfindlichkeit bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit.

Durch die USA.-Patentschrift 2 694 310 ist bereits eine Wiegevorrichtung für eine Reihe von aufeinanderfolgenden Zigaretten bekanntgeworden. Bei dieser Wiegevorrichtung wird jeweils eine zu wiegende Zigarette in einer an einem schwingungsfähigen System vorgesehenen Halterung festgeklemmt. Sodann werden durch ein Signal Elektromagnete erregt, um das schwingungsfähige System in Schwingungen zu versetzen, worauf die Schwingungsdauer des frei schwingenden Systems bestimmt wird. Daraufhin wird die Zigarette wieder der Halterung entnommen und durch eine neue ersetzt. Eine derartige Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß an dem schwingungsfähigen System eine die Empfindlichkeit der Messung herabsetzende Halterung für eine Zigarette vorgesehen werden muß und daß das schwingungsfähige System jeweils durch Erregungsvorrichtungen auf ein gesondertes Signal hin in Schwingungen versetzt werden muß.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 038 770 ist auch bereits eine Wiegevorrichtung bekanntgeworden, bei der das zu messende Gewicht eines Gegenstandes durch Messung der Maximalamplitude eines schwingenden Systems nach dem Hookeschen Gesetz bestimmt wird.

Durch die österreichische Patentschrift 127 027 ist auch bereits eine Meßvorrichtung bekanntgeworden, bei der die Masse eines zu wiegenden Körpers aus dem Impuls m ■ ν oder der Kraft V₂ m · v² (worin m die Masse und ν die Geschwindigkeit des Gegenstandes bedeuten) gemessen wird, indem der zu wiegende Gegenstand mit einer bestimmten Geschwindigkeit gegen eine federnde Wiegescheibe geschleudert wird. Eine derartige Vorrichtung weist jedoch den Nachteil .auf, daß sich völlig verfälschte Messungen ergeben, wenn die gemessenen Gegenstände nicht jeweils mit derselben konstanten Geschwindigkeit auf die Wiegescheibe auftreffen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine äußerst einfach ausgebildete Vorrichtung anzugeben, mit denen schnell und mit großer Empfindlichkeit eine Reihe von schnell aufeinanderfolgenden Gegenständen gewogen und sortiert werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die sich vorwärts bewegenden Gegenstände aufeinanderfolgend im freien Fall direkt so auf die vorgespannte Feder fallen läßt, daß der Schwerpunkt der Gegenstände im wesentlichen in der Ebene der Ausbiegung der Feder liegt, daß man die Zeit mißt, die die Feder für eine einzige Auslenkung und die Rückkehr in ihre Ausgangsstellung benötigt, während auf der Feder jeweils ein Gegenstand lastet, daß man die so gemessenen Auslenkzeiten in das Gewicht der Gegenstände angebende Signale umwandelt, daß man die sich vorwärts bewegenden Gegenstände beim Zurückspringen von der Feder in Bewegungsrichtung der Gegenstände unterhalb ihrer Auflagezone auf der Feder auffängt und daß man die Flugbahnen von Gegenständen mit einem durch die Wiegesignale bestimmten, ausgewählten Gewicht verändert.

Ein derartiges Verfahren weist den Vorteil auf, daß :sich selbst dann eine Wägung mit großer Empfindlichkeit und eine gleich anschließende Sortierung durchführen läßt, wenn die in einer Reihe aufeinanderfolgenden Gegenstände sehr schnell aufeinanderfolgen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Feder, durch eine Einrichtung zum Vorspannen dieser Feder auf einen bestimmten Anfangszustand, durch eine Einrichtung an dieser Feder zum Aufhalten fallender Gegenstände, die gewogen werden sollen, durch eine

ίο Fördereinrichtung, um eine sich vorwärts bewegende Reihe von Gegenständen auf die die Gegenstände aufhaltende Einrichtung an der Feder fallen zu lassen, durch eine Einrichtung zur Messung der Ausbiegungsdauer, während der die Feder nur einmal aus ihrer Ausgangsstellung und zurück in diese Stellung ausgelenkt wird, wobei die Feder während dieser Zeit durch einen Gegenstand belastet ist, durch eine Einrichtung zur Umwandlung der Ausbiegungsdauer in ein Gewichtssignal, durch Einrichtungen, die in Bewegungsrichtung der Gegenstände unterhalb und über der die Gegenstände aufhaltenden Einrichtung angeordnet sind, um die von der Feder zurückspringenden Gegenstände aufzufangen, und durch eine der die Gegenstände auffangenden Einrichtung zugeordnete Einrichtung zum Auslenken von Gegenständen, um die Gegenstände entsprechend ihren Gewichtssignalen zu sortieren. Eine derartige Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß die in Schwingungen zu versetzende Einrichtung eine verhältnismäßig geringe Masse aufweisen kann, wodurch eine hohe Empfindlichkeit der Vorrichtung gewährleistet wird. Die Gewichtsmessungen selbst sind unabhängig von der Auftreffgeschwindigkeit der Gegenstände, und die Vorrichtung selbst ist jeweils nach dem Auftreffen eines Gegenstandes wieder meßbereit für den nächstfolgenden Gegenstand. Die Vorrichtung selbst arbeitet auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen exakt und ist wenig störanfällig. Die Toleranzgrenzen der Vorrichtung können in einfacher Weise selbst von ungeschultem Bedienungspersonal eingestellt werden.

Vorzugsweise weist die die Ausbiegungsdauer messende Einrichtung einen elektrischen Kontakt, der auf eine Auslenkung der Feder aus ihrer Anfangsstellung und auf ihre Rückkehr in diese Anfangsstellung anspricht, und einen elektrischen Zeitmeßkreis auf, der die Zeitdauer bestimmt, während der die Feder aus ihrer Anfangsstellung ausgelenkt bleibt, und der diese Zeitdauer in ein Gewichtssignal umsetzt.

Die Feder kann aus einem horizontal angeordneten drahtförmigen Element bestehen, das unter Spannung steht. Weiterhin kann die Anordnung so getroffen werden, daß die die Gegenstände auffangende Einrichtung in verschiedenen Höhen angebrachte Rutschen zum Aufnehmen der Gegenstände enthält und daß die die Gegenstände auslenkende Einrichtung aus einem beweglichen Glied besteht, das die Höhe der Flugbahnen der zurückspringenden Gegenstände entsprechend ihren Gewichtssignalen ändert.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Dauer der Ausbiegung der Feder, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Konservendose zuerst auf die vorgespannte Feder auftrifft, und dem Zeitpunkt liegt, zu dem die Feder und die Dose wieder in die gemeinsame Ausgangslage zurückgelangen, d. h., zu dem die Feder wieder den Kontaktstift berührt, unmittelbar eine Funktion der Masse des Gegenstandes ist, so daß die Ausbiegungsdauer ein Maß für das Gewicht des zu messenden Gegenstandes ist. Ferner wurde festgestellt,

daß die Vorrichtung isochron arbeitet, d. h. unabhängig von der Fallhöhe des Gegenstandes und allein von der Masse des Gegenstandes abhängt.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine mit Rückprallmessung arbeitende Vorrichtung nach der Erfindung, und zwar eingebaut in ein Sortiersystem für die Füllgewichte von Behältern, z. B. Konservendosen;

F i g. 2 zeigt in einer vergrößerten Detaildarstellung den Wirkungsablauf am Kontaktstift;

F i g. 3 ist eine Teilansicht der Vorrichtung;

F i g. 4 zeigt einen Vertikalschnitt längs der Linien 4-4 der Fig. 3;

F i g. 5 ist eine vergrößerte schematische Darstellung, die die Wirkungsweise der Vorrichtung zeigt, während das Gewicht des Gegenstandes gemessen wird;

F i g. 6 ist eine ähnliche schematische Darstellung des Rückpralls eines unter- oder übergewichtigen Gegenstandes ;

F i g. 7 und 8 zeigen in besonderer Weise abgewandelte Federn.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen eine Vorrichtung, bei ihrer Anwendung in einem System zur gewichtsmäßigen Sortierung von Behältern, wie z. B. gefüllten Konservendosen. Die Dosen K werden senkrecht stehend mit Hilfe eines schienengeführten Anlieferungsförderbandes 10, das einen Verdrehungsbereich 12 aufweist, in dem die Dosen zum Rollen umgelenkt werden, der Vorrichtung zugeführt. Die Dosen rollen dann über ein frei drehbares Sternrad 14, das zur Ermöglichung geeigneter Meßintervalle die Dosen in eine aufwärts führende Förderrampe einzeln einlaufen läßt, so daß sich ein von Stück zu Stück distanzierter Dosenzug ergibt. Seitliche Führungsplatten 17 begrenzen die Lage der Dosen in deren axialer Richtung. Während die Dosen die Förderrampe 16 hinaufgerollt werden, werden sie voneinander distanziert gehalten mit Hilfe eines Förderbandes 18, das über eine oberhalb des Sternrads 14 angebrachte Umlenkrolle 20 läuft und von einer Antriebsrolle 22 angetrieben wird, die ihrerseits mittels einer Keilriemenscheibe 23 und eines Motors 24 angetrieben wird (F ig. 3).

Die aufwärts führende Förderrampe 16 mündet in eine nach unten umgelenkte Abwurframpe 28 in Gestalt seitlich distanzierter Fortsetzungen der Förderrampe 16. Dieser Teil des Aufbaus sorgt dafür, daß die zu wiegenden Dosen auf die Feder aufgeliefert werden. Während des Rollens über die Förderrampe wird der Doseninhalt in den Dosen gleichmäßig verteilt.

Bei der gezeigten Ausführungsform besteht die vorgespannte Feder aus einem Stahldraht 30, der an seinem einen Ende an einem Steg 32 festgemacht ist, der zugleich den Masseanschluß des zur Messung der Ausbiegungsdauer dienenden elektrischen Zeitmeßkreises bilden kann. Der Stahldraht verläuft in der durch den Schwerpunkt der fallenden Dosen gehenden Vertikalebene. Er führt von dem Steg 32 bis in den Bereich zwischen der Abwurframpe 28 und der Förderrampe 16 und wird dort mit HiHe einer vorgespannten Feder 36 um eine auf dem Chassis befestigte Rolle 34 herumgelenkt (F i g. 4). Das eine Ende dieser Feder 36 ist an dem Stahldraht 30 befestigt, während das andere Ende unten am Chassis an einem mit Gewinde versehenen Ösenbolzen 38 verstellbar befestigt ist (F i g. 4).

Es ist ein elektrischer Kontaktstift 40 vorgesehen, der von dem Stahldraht 30 berührt wird, wenn dieser sich in seiner Ausgangsstellung (Dosenaufnahmestellung) befindet, d. h., wenn er nicht durch einen Meßvorgang ausgebogen ist. In dieser Lage dienen der Stahldraht 30 und der Kontaktstift 40 als Schalter zur elektrischen Erfassung des Beginns der Drahtausbiegung. Dieser Schalter steht in Verbindung mit einem noch im einzelnen zu beschreibenden Stromkreis, der zur Erzeugung der das Gewicht wiedergebenden Signale dient und dessen Wirkungsweise an Hand des

ίο Blockschaltbildes der F i g. 1 verdeutlicht ist.

Der Kontaktstift 40 ist am Chassis über einen Isoliersteg 42 befestigt, und es führt von ihm eine Zuleitung 44 zu dem Zeitmeßkreis, der die zur Gewichtsanzeige dienenden Signale liefert.

Stromabwärts von der Abwurframpe 28 befindet sich eine Dosenaufnahmerampe 50 in Gestalt seitlich distanzierter Rampenplatten, und diese Rampenplatten nehmen Dosen aus dem Rückprall auf, deren Gewicht richtig ist. Oberhalb der Dosenaufnahmerampe 50 befindet sich die Ausschußrampe 54, der die als Ausschuß festgestellten Dosen mittels noch zu beschreibender Auswerfer zugeleitet werden.

Wie man aus F i 1.1 ersehen kann, führt die für die sollgewichtigen Dosen vorgesehene Dosenaufnahmerampe 50 zu einem dem Verdrehungsbereich 12 entsprechenden Förderbandbereich 56, in dem die Dosen auf eine in der einschlägigen Technik wohlbekannte Weise wieder in ihre senkrechte Lage zurückgekippt werden. Die Ausschußrampe 54 liefert ihre Dosen in einen Einwurftrog oder einen sonstigen Behälter zur Abführung aus dem Hauptfluß der Fertigungsstraße. Ein Paar mit gegenseitigem Abstand angeordneter Seitenplatten 58 verhindert ein etwa durch Unachtsamkeit verursachtes oder auch zufälliges Herausspringen von Dosen aus der Maschinerie, und die Ausschußdosen können nach ihrem Rückwurf von der Stahlfeder an den Unterkantenflächen der Seitenplatten 58 entlanggleiten.
Die sollgewichtigen Dosen werden an die Dosenaufnahmerampe infolge der normalen Rückprallwirkung angeliefert, die auf die sich vorwärts bewegenden Dosen von dem Stahldraht 30 ausgeübt wird. Mit anderen Worten, das die Dosen aufnehmende Ende der für die sollgewichtigen Dosen vorgesehenen Dosenaufnahmerampe 50 fängt den Endabschnitt der Flugbahn der zurückprallenden Dosen auf.

Den Ausschußdosen wird eine Flugbahn aufgezwungen, die auf der oberen Ausschußrampe 54 endet, ohne daß die Dosen dabei verbeult werden. Zu diesem Zweck sind genau innerhalb des Bereiches der Dosenaufnahmerampe 50 Auswerferarme 60 vorgesehen. Diese Auswerferarme sind auf einer gemeinsamen Welle 62 gelagert, die mit einem zum Eingriff vorgesehenen Element einer elektromagnetisch betätigten Einmalumlaufs-Drehkupplung verbunden ist. Das andere Eingriffselement der Drehkupplung wird dauernd angetrieben von einem ständig laufenden Motor 68 über ein Antriebsrad 66 (F i g. 3). Die Kupplungsmagnetwicklung S betätigt einen Klauenmechanismus 70, dessen Betätigung den Kupplungseingriff für genau eine Umdrehung der Kupplungswelle herbeiführt, worauf die Kupplung wieder freigegeben wird und die Auswerfarme 60 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Die für die Erregung der Kupplungsmagnetwicklung erforderliche Zeitdauer kann kleiner sein als die Zeitdauer einer Kupplungsumdrehung. Der Aufbau der Einmalumlaufs-Drehkupplung selbst ist im einzelnen nicht von Bedeutung für die Erfindung. Vorrich-

tungen dieser Art gehören zum Stand der Technik auf wegen der Reibung zwischen Rampe und Dose ohne dem Gebiet der Mechanik und sind daher bier im wesentliche Rollbewegung gegenüber der Abwurfeinzelnen nicht erläutert. Die Kupplungsmagnet- rampe. Die Lage c zeigt die Dose, wie sie über die Wicklung S hat im übrigen Zuleitungen 72 und 74, die Abwurf rampe hinunterfällt.

sie mit einem noch zu erläuternden Zeitmeßkreis ver- 5 Die Dose trifft dann auf den Stahldraht 30 auf, binden, der zur Messung der Dauer der Stahldraht- während dieser sich in seiner vorgespannten Ausgangsauslenkung und zur Erfassung des Ausschusses dient. position befindet und den Kontaktstift 40 berührt.

Die Einzelheiten des Zeitmeßkreises zur Messung der Diese Lage der Dose ist mit d bezeichnet. Die Dose ver-Dauer der Stahldrahtausbiegung sind nicht kritisch für folgt ihre Bahnkurve weiter nach unten und biegt dabei die Erfindung. In F i g. 1 ist deshalb ein Zeitmeßkreis ίο den Stahldraht 30 von dem Kontaktstift 40 so weit ab, schematisch dargestellt. Wie F i g. 1 zeigt, bilden der bis sie ihre mit e bezeichnete unterste Lage erreicht Stahldraht 30 und der Kontaktstift 40 einen Erd- hat. In diesem Augenblick hat sich der Stahldraht von Schalter, dessen Schaltzustand von einem Umkehrver- dem Kontaktstift um einen Abstand entfernt, der mit χ stärker abgefühlt wird. Die von diesem abgegebenen, bezeichnet ist, aber dieser Abstand χ ist, wie noch gedem geöffneten bzw. geschlossenen Zustand des Schal- 15 zeigt werden wird, nicht von Bedeutung. Von entscheiters entsprechenden Stromimpulse gelangen an einen dender Bedeutung ist vielmehr die gesamte Zeitdauer dem Untergewicht und dem Sollgewicht zugeordneten der Ausbiegung des Stahldrahtes bis zum Abstand χ Stromkreis sowie an einen dem Übergewicht zugeord- und seiner Rückkehr bis zum Kontaktstift,
neten Stromkreis. Es sind Zeitkreise mit den Einstell- Bei der Ausbiegung des Stahldrahtes durch die Dose

widerständen Rl und Rl vorgesehen, und die Ein- 20 wird die senkrecht nach unten gerichtete Wucht ihres Stellung dieser Einstellwiderstände bestimmt die ToIe- Falles als potentielle Energie in dem Federsystem des ranzgrenzen für Unter- und Übergewicht bezüglich Stahldrahtes gespeichert, und wenn der Stahldraht eines vorgegebenen Sollgewichts der zu wiegenden seine unterste Lage erreicht hat, dann wird diese Gegenstände. Die Einstellwiderstände Rl und R2 sind Energie von dem Federsystem des Stahldrahtes an die geeicht und dem Bedienungspersonal zugänglich. 25 Dose zurückgeliefert, wobei diese wieder so weit nach

Wenn der Stahldraht seinen Stromkreis öffnet, dann oben geworfen wird, daß der Stahldraht wieder in seine gelangen Signale zu den dem Sollgewicht, dem Unter- Ausgangslage gelangt und den Kontaktstift berührt, gewicht und dem Übergewicht zugeordneten Strom- In diesem Augenblick hat die Dose die Lage / eingekreisen, aber der Sollgewichtsstromkreis setzt den nommen.

Untergewichtsstromkreis außer Wirkung. Der Über- 30 Da die Dose aus der Höhe H auf den Stahldraht gewichtsstromkreis wird von dem Sollgewichtsstrom- heruntergefallen war, wird die dieser Fallhöhe entkreis nicht außer Wirkung gesetzt, sondern zurückge- sprechende kinetische Energie der Dose bei ihrem stellt, wenn der Stahldraht beim Vorliegen sollgewichti- Rückprall praktisch wieder mitgegeben, und zwar wird ger Dosen den Kontaktstift wieder berührt. Weicht die Dose bei ihrem Rückprall eine Bahnkurve durch-. eine Dose vom Sollgewicht ab, dann wird entweder von 35 laufen, die — wie dies in der Figur dargestellt ist — zu dem Übergewichts- oder von dem Untergewichtsstrom- der Fallkurve komplementär verläuft, also sowohl eine kreis ein Signal an ein Oder-Gatter gegeben, das seiner- vertikale wie auch eine nach vorn gerichtete Komposeits einen Ausstoßimpuls abgibt an einen Stromkreis, nente aufweist. Ein mittlerer Bereich der Rückprallder den Elektromagneten der Drehkupplung erregt. kurve ist mit g bezeichnet, und in der Position h hat die Dieser Stromkreis erregt über die bereits oben erwähn- 40 Dose wieder ihre höchste Höhe erreicht, die für den ten Stromzuleitungen 72 und 74 die Kupplungsmagnet- freien Einlauf über die Höhe / der Dosenaufnahmewicklung S der Drehkupplung, so daß das Kupplungs- rampe 50 hinweg ausreicht. Die Dose setzt sodann ihre element 64 eingreift und eine einmalige Umdrehung der Vorwärtsbewegung fort unter der Wirkung des ihr von Auswerferarme 60 herbeiführt und die unter - oder dem Förderband 18 erteilten Bewegungsimpulses und übergewichtige Dose auf die obere Ausschußrampe 54 45 fällt dann bei / leicht ab, bis sie in der Lage j die Dosengeworfen wird. Wenn der Stahldraht den Schalter aufnahmerampe 50 erreicht hat. Die Dose rollt dann wieder schließt, dann wird der Umkehrverstärker wie- bei k die Dosenaufnahmerampe hinab, bis sie in den in der geerdet und der Stromkreis für die nächste Messung F i g. 1 gezeigten Förderbandbereich gelangt ist.
bereitgestellt. Dieser ganze Vorgang muß während einer Der Zeitmeßkreis mißt nun die Zeit, während der der

Zeit ablaufen, die kürzer ist als der zeitliche Abstand, 50 Stahldraht ausgebogen ist. Wenn diese Zeit zu kurz ist, in dem zwei aufeinanderfolgende Dosen während des dann ist die Dose untergewichtig, und wenn sie zu Meßvorgangs einen bestimmten Punkt ihrer Bewe- lang ist, dann ist die Dose übergewichtig. Bei einer sollgungsbahn durchlaufen. gewichtigen Dose jedoch wird der den Auswurf der

F i g. 5 ist eine vergrößerte schematische Darstellung, untergewichtigen Dose bewirkende Stromkreis außer die in gestrichelt gezeichneter Linie den Bahnverlauf 55 Wirkung gesetzt, und somit bleiben die Auswerferarme einer einzelnen Dose zeigt, die sollgewichtig ist und 60, wie in Fig. 5 gezeigt, während des Rückpralls daher keine Betätigung der Auswerferarme 60 erfor- einer sollgewichtigen Dose in ihrer Ruhelage,
dert. Diese einzelne Dose ist in F i g. 5 in verschiedenen F i g. 6 veranschaulicht, wie der Rückprallvorgang

Lagen dargestellt, von denen jede durch einen in verläuft, wenn die Dosen entweder über- oder unter-Klammern gesetzten kleinen Buchstaben bezeichnet ist. öo gewichtig sind. Die wiedergegebene Bewegungsbahn

Die Dose in der Lage α nähert sich auf der Förder- ist indessen die einer übergewichtigen Dose. In diesem rampe 16 der Abwurframpe 28. Bei b befindet sich die Falle hat die Dose eine größere Masse als eine soll-Dose auf dem Höhepunkt ihrer Bahnkurve und im gewichtige, und daher wird bei einer gegebenen Fall-Begriff, auf den Stahldraht 30 herunterzufallen. Die höhe H der Stahldraht 30 von dem Kontaktstift 40 um Dose hat eine gewisse horizontale Vorwärtsgeschwin- 65 einen Abstand y ausgebogen, der größer ist als der digkeit, und unter der Wirkung dieser Vorwärts- Abstand x, um den er bei einer sollgewichtigen Dose geschwindigkeit in Verbindung mit der Schwerkraft ausgebogen wird. Das setzt selbstverständlich voraus, fällt sie über die Abwurframpe 28 hinunter, und zwar daß alle Anlieferungsbedingungen für beide Sorten von

Dosen dieselben sind, aber praktisch ist das beim bereich der Dose um einen Zentimeter auszulenken, Gegenstand der Erfindung für eine genaue Messung und T erscheint dann in Sekunden.

nicht kritisch. Die Diskussion des vorstehenden Ausdrucks läßt er-

Wesentlich ist, daß die Zeit, die der Stahldraht bei kennen, daß die Halbperioden- oder Auslenkungseiner übergewichtigen Dose für seine Auslenkung bis 5 dauer T nur von der Dosenmasse m und der Federzum Abstand y und wieder zurück benötigt, länger ist konstante k abhängt. Daraus ergibt sich ein wesentals die Zeit bei einer sollgewichtigen oder einer unter- licher Vorteil. Das Schwingungssystem aus Federkraft gewichtigen Dose für dieselbe Bewegung. und Masse, dessen Kenngrößen meßbar sind — wobei

Die in F i g. 6 wiedergegebenen Lagen α bis d der die gesamte Masse als Dosenmasse aufgefaßt werden Dosen sind im wesentlichen dieselben wie in F i g. 5. io kann —, arbeitet praktisch isochron. Dadurch wird das Jedoch bei e' befindet sich die Dose etwas tiefer als bei e System weitgehend unabhängig von der Geschwindigin F i g. 5, weil es sich ja um eine schwerere Dose han- keit, mit der die Dosen im Verlauf des Meßvorgangs delt. Beim Rückprall, und zwar alsbald, wenn der der Reihe nach auf den Stahldraht auftreffen. Stahldraht 30 den Kontaktstift 40 wieder berührt hat, Das Meßprinzip beruht darauf, daß man das aus

beginnen die Auswerferarme 60 sich zu drehen. Sie 15 Feder und zu prüfendem Gegenstand bestehende bewegen sich nach oben unter die Dose und erteilen ihr Schwingungssystem veranlaßt, eine Halbschwingung einen nach oben gerichteten Impuls, wie dies in F i g. 6 auszuführen. Das bedeutet, daß man die Höhenlage des die Auswerferarmstellungen /', g' und h' andeuten. Kontaktstiftes 40 sorgfältig wählen muß. Im Prinzip Natürlich ist der genaue Bahnverlauf der Dosen nicht wird der Kontaktstift hinsichtlich seiner Höhenlage so leicht zu bestimmen und ebensowenig die Zone,in der 20 eingestellt, daß er den Stahldraht 30 gerade berührt, die Dosen mit den Auswerferarmen in Berührung wenn dieser entsprechend einer sollgewichtigen Dose treten, aber tatsächlich ist das alles nicht kritisch. Die statisch vorgespannt ist. Die Dynamik des Schwin-Auswerferarme 60 bringen die Dosen auf eine höhere gungsvorganges führt dann zu einer Halbschwingung, Rückprallflugbahn, so daß diese schließlich in eine und diese dient als Basis für die Feststellung von Unter-Lage j 'kommen, in der sie sich oberhalb der Ausschuß- 25 gewicht und Übergewicht. Bei jeder Neuinstallation rampe 54 befinden. Die für das Beispiel angenommene kann man einfache Vorversuche anstellen, um die für übergewichtige Dose fällt dann bei k' auf die Aus- die Erfassung einer Halbschwingung erforderliche schußrampe und rollt den für über- oder untergewich- Kontaktstifthöhe zu ermitteln.

tige Dosen vorgesehenen Weg zur Entnahmestelle. Die Die Federkonstante k kann für eine vorgegebene

Unterkantenfläche 59 der als Führung dienenden 3° nominelle Dosenmasse m so gewählt werden, daß sich Seitenplatten 58 können dazu dienen, die Ausschuß- eine Dauer der Halbperiode T ergibt, die recht kurz ist dosen über die Ausschußrampe 54 gleiten zu lassen. und nur den Bruchteil einer Sekunde beträgt. Der Zeit-Auf diese Weise wird es möglich, mittels der Aus- meßkreis kann leicht so ausgelegt werden, daß sich werferarme 60 den Dosen hinreichend starke Aufwärts- sein Wirkungsablauf bereits in dieser kurzen Zeitimpulse zu erteilen, ohne daß sie unerwünscht weit auf 35 spanne vollzieht, die Ausschußrampe hinausgetragen werden. Bei der im vorstehenden beschriebenen Ausf ührungs-

Der Auswurf untergewichtiger Dosen ist nicht darge- form der Erfindung handelte es sich um Gegenstände stellt, er entspricht aber der schematischen Darstellung wie Blechdosen, die zum Wiegen auf einen ausgeder F i g. 6, mit der Einschränkung, daß die Flugbahn spannten Stahldraht fielen. Diese Wiegeanordnung insofern eine etwas andere ist, als der Stahldraht 30 40 arbeitet so genau, daß die Fallhöhe der Gegenstände durch die Dose um einen nicht dargestellten Abstand verhältnismäßig klein sein kann und man daher selbst ausgebogen wird, der kleiner ist als der Abstand x, um empfindliche Gegenstände wie gefüllte Blechdosen auf den der Draht bei einer sollgewichtigen Dose ausge- den federnden Stahldraht fallen und von dort zurückbogen wird. Es soll noch einmal darauf hingewiesen prallen lassen kann, ohne daß Beulen entstehen. Sollte werden, daß nicht die Größe der Drahtausbiegung ent- 45 es jedoch erforderlich sein, für den Rückprallvorgang scheidend ist, sondern die zwischen dem Öffnen und eine breitere Kontaktfläche vorzusehen, dann kann das dem Wiederverschließen des Kontaktes verstreichende modifizierte Federsystem nach F i g. 7 Anwendung Zeit. finden. Hierbei ist die Feder nicht ein Draht, sondern

Der vorgespannte Stahldraht 30 ist so befestigt und ein dünnes Stahlband 30 a, das an dem Steg 32 a festder Kontaktstift relativ zu der nach unten führenden 5° gemacht ist und von da zum Rahmen der Einrichtung Abwurf rampe 28 so angeordnet, daß der Vorgang der führt. Die Kontaktstiftanordnung 40 a und 42 a mit der Auslenkung des vorgespannten Stahldrahtes durch die Stromzuführung 44 a entspricht dem oben beschriebe-Dose zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Stahldraht nen. Das andere Ende des Stahlbands 30a ist wiederum den Kontaktstift verläßt, und dem Zeitpunkt, zu dem mit einer Schraubenfeder 36a verbunden; diese wird er ihn wieder berührt, praktisch eine Halbperiode einer 55 mit Hilfe einer am Rahmen befestigten, aus einem einfachen harmonischen Schwingung eines mit Masse Ösenbolzen mit Mutter bestehenden Vorrichtung 38 a belegten Federsystems darstellt. Die Dauer dieser Halb- einstellbar vorgespannt. Die Kraft der Schraubenfeder periode ist gegeben durch den Ausdruck 36 a wird auf das Stahlband 30 a übertragen mittels

— eines Stiftes 80, der durch einen Umschlag des Stahl-

j _ _π 1 iS!L ^6o bandes hindurchgesteckt ist und an Schwenkarmen 82,

|/ k ' die ^am Rahmen bei 84 schwenkbar befestigt sind, ange

lenkt ist. Eine dreieckförmige Drahtschleife 86 verbin-

Darin bedeutet m die Dosenmasse in Gramm, und k det die Schwenkarme 82 mit der Schraubenfeder 36a. ist eine Größe, die der Federkonstante (also der Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ohne weiteres »Steifheit«) des aus dem Stahldraht 30 und der vor- 65 ersichtlich; sie entspricht im wesentlichen der Wirgespannten Feder 36 bestehenden Federsystems ent- kungsweise der bereits oben beschriebenen einfacheren spricht. Die Größe k kann die Kraft in Dyn angeben, Vorrichtung, die erforderlich ist, um die Federanordnung im Auf treff- Fig. 8 zeigt ein einseitig eingespanntes Federblatt

30 b, das durch den Kontaktstift 40 b vorgespannt ist, der in einem Isolierblock 42 b steckt und über eine Stromzuführung 44 b mit dem elektronischen Teil der Einrichtung verbunden ist. Das andere Ende des Federblatts 30 b steckt in einem Bolzen 90, der drehbar gelagert ist in Trägerbacken 92, die ihrerseits auf dem Rahmengestell der Einrichtung befestigt sind. Die Vorspannung des Federblatts 30 δ wird dadurch eingestellt, daß man den Bolzen 90 so weit wie nötig verdreht und ihn dann mit HiKe von Setzschrauben 94 an den Trägerbacken 92 festlegt. Bevor man die Setzschrauben 94 anzieht, kann man die Vorspannung des Federblattes 30 b mit Hilfe der Drehkurbel 96 leicht einstellen. Die Wirkungsweise auch dieser modifizierten Vorrichtung wird nicht im einzelnen beschrieben, weil sie der bereits weiter oben beschriebenen in allen wesentlichen Punkten entspricht.

Die vorstehenden Erläuterungen lassen erkennen, daß durch die Erfindung eine Vorrichtung zum gewichtsmäßigen Sortieren einer Folge von Gegenstän-

den geschaffen wird, die genau arbeitet und zugleich frei ist von jeglichem Verklemmen, Verstopfen oder anderen Funktionsstörungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird dadurch besonders geeignet für das Sortieren in Konservendosenfabriken oder ähnlichen Fertigungsbetrieben, in denen die Besonderheiten der Betriebsbedingungen bisher immer wieder zu Schwierigkeiten geführt haben. Es hat sich auch gezeigt, daß Gewichtsbestimmungen von hoher Genauigkeit auch

ίο an Gegenständen durchgeführt werden können, die sonst leicht verbeult werden, wie z. B. gefüllte Konservendosen aus Blech od. dgl. Wie bereits oben gezeigt, ist die Genauigkeit, mit der bei der Vorrichtung nach der Erfindung eine Gewichtsbestimmung in einer Sortieranlage vorgenommen werden kann, praktisch unabhängig von der Geschwindigkeit, die die zu erfassenden Gegenstände sowohl in der Vorwärts- wie auch in der Abwärtsrichtung aufweisen, ehe sie auf den federnden Stahldraht oder das sonstwie ausgebildete

ao Federsystem der Vorrichtung auftreffen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gewichtsmäßigen Sortieren einer Folge von Gegenständen, bei dem die Gegenstände auf eine vorgespannte Feder einwirken, bei dem die Dauer der Auslenkung der Feder gemessen wird und bei dem die gemessene Dauer in ein das Gewicht des Gegenstandes wiedergebendes Signal umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die sich vorwärts bewegenden Gegenstände (K) aufeinanderfolgend im freien Fall direkt so auf die vorgespannte Feder (30, 30 a, 30 b) fallen läßt, daß der Schwerpunkt der Gegenstände im wesentlichen in der Ebene der Ausbiegung der Feder liegt, daß man die Zeit mißt, die die Feder für eine einzige Auslenkung und die Rückkehr in ihre Ausgangsstellung benötigt, während auf der Feder jeweils ein Gegenstand lastet, daß man die so gemessenen Auslenkzeiten in das Gewicht der Gegenstände angebende Signale umwandelt, daß man die sich vorwärts bewegenden Gegenstände beim Zurückspringen von der Feder in Bewegungsrichtung der Gegenstände unterhalb ihrer Auflagezone auf der Feder auffängt und daß man die Flugbahnen von Gegenständen mit einem durch die Wiegesignale bestimmten, ausgewählten Gewicht verändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Höhe der Flugbahnen der zurückspringenden Gegenstände mit einem ausgewählten Gewicht verändert und daß man die zurückspringenden Gegenstände in verschiedenen senkrechten Ebenen auffängt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, zur gewichtsmäßigen Bestimmung des Füllungsgrades zylindrischer Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behälter (K) über eine Förderrampe (16) nach oben rollt, daß man sie dann der Reihe nach im freien Fall direkt auf die Feder (30, 30 a, 30 b) fallen läßt und daß man die zurückprallenden Behälter in Gewichtsklassen zugeordneten Rückprallbahnkurven auffängt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder so bemessen wird, daß ihre Ausbiegungsdauer praktisch eine halbe Periode einer Schwingung des aus der Feder und der Masse des Gegenstandes gebildeten Schwingungssystems beträgt.

5. Sortiervorrichtung zur Durchführung des Verf ahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Feder (30, 30 a, 30 b), durch eine Einrichtung (34, 36, 38) zum Vorspannen dieser Feder auf einen bestimmten Anfangszustand, durch eine Einrichtung an dieser Feder zum Aufhalten fallender Gegenstände,, die gewogen werden sollen, durch eine Fördereinrichtung (16), um eine sich vorwärts bewegende Reihe von Gegenständen auf die die Gegenstände aufhaltende Einrichtung an der Feder fallen zu lassen, durch eine Einrichtung zur Messung der Ausbiegungsdauer, während der die Feder nur einmal aus ihrer Ausgangsstellung und zurück in diese Stellung ausgelenkt wird, wobei die Feder während dieser Zeit durch einen Gegenstand belastet ist, durch eine Einrichtung zur Umwandlung der Ausbiegungsdauer in ein Gewichtssignal, durch Einrichtungen (50, 54), die in Bewegungsrichtung der Gegenstände unterhalb und über der die Gegenstände aufhaltenden Einrichtung angeordnet sind, um die von der Feder zurückspringenden Gegenstände aufzufangen, und durch eine der die Gegenstände auffangenden Einrichtung zugeordnete Einrichtung zum Auslenken von Gegenständen, um die Gegenstände entsprechend ihren Gewichtssignalen zu sortieren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ausbiegungsdauer messende Einrichtung einen elektrischen Kontakt, der auf eine Auslenkung der Feder aus ihrer Anfangsstellung und auf ihre Rückkehr in diese Anfangsstellung anspricht, und einen elektrischen Zeitmeßkreis enthält, der die Zeitdauer bestimmt, während der die Feder aus ihrer Anfangsstellung ausgelenkt bleibt, und der diese Zeitdauer in ein Gewichtssignal umsetzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus einem horizontal angeordneten drahtförmigen Element besteht, das unter Spannung steht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gegenstände auffangende Einrichtung in verschiedenen Höhen angebrachte Rutschen zum Aufnehmen der Gegenstände enthält und daß die die Gegenstände auslenkende Einrichtung aus einem beweglichen Glied besteht, das die Höhe der Flugbahnen der zurückspringenden Gegenstände entsprechend ihren Gewichtssignalen ändert.