DE2459119C2 - Lichtempfindliche Sortiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lichtempfindliche Sortiermaschine mit einer Anzahl von Lichtmeßfühlern, die jeweils auf Licht mit unterschiedlichen Farben ansprechen, das von einem Material ausgeht, das sich durch ein Betrachtungsfeld bewegt, mit lichtleitenden ή Einrichtungen zur Weiterleitung des Lichts von einer gemeinsamen Oberfläche zu den Lichtmeßfühlern, und mit Fokussiereinrichtungen zur Fokussierung von Licht von dem Material auf die gemeinsame Oberfläche.

Bei einer bekannten Sortiermaschine dieser Art (DE-AS 11 43 345) sind die lichtleitenden Einrichtungen durch einen Lichtleitstab gebildet, der nach einem Teilstück konstanten Querschnitts eine Gabelungsstelle aufweist, hinter der sich der Lichtleitstab in einer Anzahl von Schenkeln aufgabelt, an deren Enden jeweils die Lichtmeßfühler angeordnet sind. Aufgrund der Verwendung der Gabelungsstelle ist das Verhältnis der Lichtmengen, die von den verschiedenen Lichtmeßfühlern empfangen werden, von der Position des Materials im Betrachtungsfeld abhängig, so daß die einzelnen Lichtmeßfühler nicht Licht von allen Teilen der gemeinsamen Oberfläche empfangen.

Es sind weiterhin Abbildungsvorrichtungen bekannt (DE-OS 20 39 440), bei der eine Vielzahl von lichtleitenden Stäben in einem Bündel verwendet wird. Auch hierbei übertragen die einzelnen lichtleitenden Stäbe des Bündels nur Licht von den ihnen zugeordneten Bereichen, nicht jedoch von einer gesamten gemeinsamen Eintrittsfläche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lichtempfindliche Sortiermaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der jeder Lichtmeßfühler Licht von allen Teilen der gemeinsamen Oberfläche empfängt, so daß die Eigenschaften eines zu sortierenden Materials unabhängig von dessen Lage im Betrachtungsfeld festgestellt werden köniien.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Sortiermaschine empfangen die einzelnen Lichtmeßfühler Licht von allen Teilen der gemeinsamen Oberfläche, so daß es möglich ist, die Eigenschaften eines zu sortierenden Materials unabhängig von dessen Lage im Betrachtungsfeld festzustellen, da die Lichtmengen, die von den verschiedenen Lichtmeßfühlern empfangen werden, von der Position des Materials in dem Betrachtungsfeld unabhängig sind. Dies ermöglicht ein zuverlässigeres Sortieren des Materials.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Sortiermaschine mit einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Aufspalten von Licht;

F i g. 2 eine auseinandergezogene Ansicht eines Teils der Sortiermaschine nach Fig. 1 mit der Vorrichtung zum Aufspalten von Licht;

F i g. 3 eine Endansicht der Vorrichtung zum Aufspalten von Licht, wobei ein Teil hiervon in Fig.3A in vergrößertem Maßstab gezeigt ist;

Fig.4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Aufspalten von Licht;

Fig.5 eine der Fig.4 ähnliche Ansicht, die jedoch eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung zum Aufspalten von Licht zeigt;

Fig.6 eine Draufsicht auf eine optische Einheit zur Verwendung in der Sortiermaschine nach F i g. 1;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VIl nach Fig.6;

F i g. 8 ein Schaltbild eines Teils der Sortiermaschine.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer bichromatischen Farb-Sortiermaschine mit 6 Einfülltrichtern 10 (von denen nur einer gezeigt ist) dargestellt, aus denen zu sortierendes Material 11, beispielsweise Erbsen oder Bohnen zu einer jeweiligen Rutsche 12 gelangen kann, von der aus das Material frei durch einen von sechs Sortierkanälen 13 der Maschine fallen kann. Es ist selbstverständlich, daß andere Zuführeinrichtungen als die Trichter 10 und die Rutschen 12 verwendet werden können, wenn dies erwünscht ist. Während das Material 11 durch einen Kanal 13 hindurchfällt, fällt sichtbares Licht von den Lampen 14 (von denen in F i g. ί nur eine gezeigt ist) auf das Material 11 und das von dem Material reflektierte oder übertragene Licht wird durch ein Paar von Lichtmeßfühlern 15, 16 beispielsweise Photozellen oder Photovervielfacher gesehen.

Die Lichtmeßfühler 15, 16 erfassen außerdem Licht, das von einer Anzahl von Hintergründen 17 (von denen lediglich einer gezeigt ist) reflektiert wird, die so ausgewählt sind, daß sie die gleiche mittlere Intensität des sichtbaren Lichts (soweit es die Lichtmeßfühler 15, 16 betrifft) reflektieren, wie das Material If selbst, wobei die Hintergründe 17 als zweckmäßige Möglich-

keit zur Beseitigung des Einflusses der Größe des Materials 11 auf die Menge des sichtbaren Lichts verwendet werden, das von dem jeweiligen Lichtmeßfühler 11 empfangen wird. Jeder Hintergrund 17 wird außer der Beleuchtung mit sichtbarem Licht von den s Lampen 14 außerdem mit infrarot-Licht (oder anderem Licht mit einer Farbe, auf die die Lichtmeßfühler 15,16 nicht ansprechen) von einer Infrarot-Lampe 18 beleuchtet.

Obwohl lediglich ein derartiges Paar von Lichtmeßfühlern 15, 16 in Fig.2 gezeigt ist, wird es bevorzugt, zumindest zwei derartige Paare zu verwenden, die an entgegengesetzten Seiten jedes Kanals 13 angeordnet sind.

Die Lichtmeßfühler 15, 16 sind jeweils mit unterschiedlich gefärbten Filtern 20,21 versehen, so daß einer der Lichtmeßfühler jedes Paars auf sichtbares Licht mit einer bestimmten Farbe (beispielsweise rot) anspricht, das von dem Material 11 reflektiert oder von diesem übertragen wird, während der andere Lichtmeßfühler des Paares auf sichtbares Licht mit einer unterschiedlichen Farbe (beispielsweise grün) anspricht, das von dem Material 11 reflektiert oder übertragen wird.

Das sichtbare Licht, das die Lichtmeßfühler 15,16 von dem Material 11 empfangen, wird über eine Linseneinrichtung 25 auf eine Vorrichtung 26 zum Aufspalten von Licht übertragen, die mit zwei Gruppen 27, 28 von optischen Fasern versehen ist, die sich jeweils zu Filtern 20, 21 erstrecken und die in ihrer Form mit diesen Filtern übereinstimmen.

Die Ausgänge der Lichtmeßfühler 15,16 sind an einen Differenzverstärker 30 angeschaltet, dessen Ausgang einen elektronischen Vergleicher 31 steuert, der zwischen gewünschtem und unerwünschtem Material 11 unterscheiden kann.

Wenn unerwünschtes, durch einen Kanal 13 hindurchfallendes Material 11 von dem Vergleicher 31 festgestellt wird, wird ein Ausgangssignal einer elektrisch gesteuerten Auswerfvorrichtung 32 zugeführt. Druckluft wird der Auswerfvorrichtung 32 über eine Leitung 33 zugeführt und in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal wird ein (nicht gezeigtes) Ventil geöffnet, so daß Luft als ein Strahl von einer Düse 34 austreten kann, die einen Teil der Vorrichtung 32 bildet Als Ergebnis wird das unerwünschte Material 11 ausgestoßen.

Licht von dem Linsensystem 25 wird außerdem über ein infrarotdurchlässiges Filter 35 einem Bezugs-Steuerlichtmeßfühler 36 zugeführt beispielsweise einer Photozelle oder einem Photovervielfacher, der auf von einem Hintergrund 17 reflektiertes Infrarotlicht anspricht und der Bezugs-Steuerlichtmeßfühier 36 ist über eine Schaltung 37 mit dem elektronischen Vergleicher 31 verbunden. Weil die von dem Bezugs-Steuerlichtmeßfühier 36 empfangene Infraröt-Lichtmenge davon abhängt, ob sii_. Materia] 11 in dem Betrachtungsfeld vor dem Hintergrund Ϊ7 befindet, ist der Bezugs-Steuer-Iichtmeßfühler 36 in^; der lage, das Vorhandensein öder Fehlen von Material in dem Sortierbereich innerhalb ; des Kanals 13 festzustellen. Die Schaltung 37 stellt ω sicher, daß der Bezugswert, anhand dessen der Vergleicher 31 zwischen gewünschtem und unerwünschtem Material Il unterscheidet,sich während des Verlaufs des Sortiervorganges nicht ändert Eine geeignete Schaltung 37 ist in Fig: 7 der britischen Patentschrift 8 85 287 gezeigt-

Wie dies iri Fig. 2 gezeigt ist, schließt die Linseneinrichtung 25 einen Block 39 ein, der die Linsensysteme '.' 40, 41 umgibt. Das Linsensystem 40 umfaßt in Aufeinanderfolge ein Linsenschutzglas 42, einen Linsenhaltering 43, eine konvexe Linse 44, eine O-Ringdichtung 45 und ein Abstandselement 46. Das Linsensystem 41 umfaßt in Aufeinanderfolge ein Linsenschutzglas 50, einen Linsenhaltering 51 und eine achromatische Linse 52. Das durch das Linsensystem 41 hindurchtretende Licht verläuft durch einen Abstandsblock 53 und-wird auf diese Weise auf eine Oberfläche 55 der Vorrichtung 26 zum Aufspalten von Licht fokussiert

Wie es in den F i g. 3 und 4 gezeigt ist, umfaßt die Vorrichtung 26 zum Aufspalten von Licht einen Block 56, der in einem Block 57 befestigt ist. Der Block 56 weist eine rechtwinklige Ausnehmung 58 auf, die sich zu einer Seite des Blockes 56 hin erstreckt und die teilweise durch ein Verschlußstück 60 geschlossen ist, so daß ein Raum 61 verbleibt (dessen Abmessungen beispielsweise 2 χ 15 mm betragen können). In dem Raum 61 ist eine Vielzahl von optischen Fasern 62 befestigt, von denen sich benachbarte Enden von der Oberfläche 55 aus erstrecken, die in der gleichen Ebene wie eine Endoberfläche des Blockes 56 liegen Das Linsensystem 25 ist so angeordnet, daß es Licht von dem Material 11 auf die gemeinsame Oberfläche 55 fokussiert Die von der Oberfläche 55 entfernten Enden der Fasern 62 sind in den Gruppen 27, 28 angeordnet die jeweils von Metall- oder anderen Rohren 63,64 umgeben sind. Die optischen Fasern 62 weisen eine dünne Schicht aus einem Material mit niedrigerem Brechungsindex auf, die um einen Kern aus einem Material mit höherem Brechungsindex angeordnet ist, wodurch sich fast 100% einer inneren Totalreflexion ergeben.

Die Fasern jeder der Gruppen 27,28 erstrecken sich von Bereichen, die im wesentlichen gleichförmig Ober die Oberfläche 55 verteilt sind. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß, wie es in F i g. 3A gezeigt ist an der Oberfläche 55 die benachbarten Enden der Fasern 62 der beiden Gruppen 27, 28 in beispielsweise zehn abwechselnden Schichten 65 bzw. 66 angeordnet sind. So können beispielsweise alle Schichten 65 mit den Fasern der Gruppe 27 verbunden sein, während alle Schichten 66 mit den Fasern der Gruppe 28 verbunden sein können.

Unter der Voraussetzung einer ausreichenden Anzahl von Schichten 65,66, die einander gleich sind, und unter der Voraussetzung, daß die Fasern jeder der Gruppen 27, 28 die gleiche Querschnittsfläche aufweisen, ist die von dem Material 11 von den Fasern der Gruppe 27 empfangene Lichtmenge genau die gleiche wie die von den Fasern der Gruppe 28 empfangene Lichtmenge. In diesem Fall ist angenommen worden, daß die Lichtmeßfühier i5, 16 gleiche Lichifiiengen empfangen müssen, wenn sie jedoch tatsächlich ungleiche Lichtmengen empfangen müssen, kann dies in einfacher Weise berücksichtigt werden, beispielsweise dadurch, daß mehr Schichten 65 als Schichten 66 oder umgekehrt vorgesehen werden oder indem die Anzahl der optischen Fasern in den Schichten 65, 66 nicht gleich gemacht wird oder indem die Querschnittsflächen der Fasern der Gruppen 27,28 nicht identisch sind

Es ist um so besser, je mehr Schichten in der Vorrichtung 26 zum Aufspalten von Licht vorgesehen sind, weil andernfalls pulsierende Signale erzeugt werden, wenn der Gegenstand eine Schicht nach der anderen überläuft Dies ist jedoch nicht von Bedeutung, sofern die Frequenz dieser pulsierenden Signale höher als die Frequenz ist, bei der das Sortieren erfolgt ·.

Eine weitere Möglichkeit, wie der gleiche Effekt

erzielt werden kann, besteht darin, daß jeder Teil der Oberfläche 55, die eine gemeinsame Endoberfläche für alle Fasern 62 darstellt, Fasern 62 der Gruppen 27, 28 in den gleichen relativen Proportionen enthält, beispielsweise in gleichen Proportionen. Dies kann dadurch erzielt werden, daß einige der Fasern 62 in jedem Teil der gemeinsamen Oberfläche 55 zufällig und willkürlich durch das eine oder das andere Rohr 63 bzw. 64 geführt wird, so daß jeder Teil der Oberfläche eine zufällige Verteilung der Fasern jeder der Gruppen 27,28 enthält.

Wenn keine Filter 20, 21 verwendet werden, können sich die Fasern der Gruppen 27, 28 direkt zu den Lichtmeßfühlern 15, 16 erstrecken und können so geformt sein, daß sie in ihrer Form mit diesen sehr eng übereinstimmen. Beispielsweise können die Lichtmeßfühler 15, 16 durch Photodioden gebildet sein, die eine rechtwinklige oder kreisförmige Form aufweisen. Wenn diese Photodioden klein sind, ist die Formung der Fasern derart, daß sie mit der Form der Photodioden übereinstimmen, von großer Bedeutung.

Das Licht, das das Linsensystem 40 durchlaufen hat, gelangt durch das zwischen zwei Filterhalteringen 67 gefestigte Filter 35 und durch eine Öffnungsplatte 68 auf den Bezugs-Steuerlichtmeßfühler 36, der durch eine Photodiode gebildet ist. Das Filter 35, die Filterhalteringe 67 und die Öffnungsplatte 68 sind in einem Block 69 befestigt. Die Signale von dem Bezugs-Steuerlichtmeßfühler 36 werden der Schaltung 37 zugeführt, die auf einer Schaltungsplatte 70 angeordnet ist und die Schaltungsplatte 70 ist auf einem Befestigungswinkel 71 befestigt Wie es weiter oben erwähnt wurde, kann die Schaltung 37 der Schaltung entsprechen, die in Fig. 7 der britischen Patentschrift 8 85 287 gezeigt ist

Durch diese Anordnung ist es möglich, daß die Bezugswertsteuerung durch Teile erfolgt, die unmittelbar in der Nähe der Vorrichtung zum Ausspalten von Licht angeordnet sind. Weil die Maschine sechs benachbarte Kanäle aufweist, ist eine derartige Anordnung der Bezugswertsteuerung äußerst zweckmäßig.

Die Vorrichtung 26 zum Aufspalten des Lichtes stellt sicher, daß jeder der Lichtmeßfühler 15,16 das gleiche Material 11 zur gleichen Zeit erkennt und eine gleiche (oder einen anderen vorgegebenen Teil dieser) Lichtmenge von diesem Material empfängt

Weiterhin ist die Vorrichtung 26 zum Aufspalten von Licht weniger zerbrechlich als die bisher bekannten und weist weiterhin einen höheren Lichtwirkungsgrad auf Grund der Verwendung der optischen Fasern auf. Weiterhin können auf Grund dieses hohen Lichtwirkungsgrades trotz der Verwendung der kleinen Linsen diese Linsen einen gewissen Teil des Lichts für den Bezugs-Steuerlichtmeßfühler 26 erübrigen, ohne daß ein unbefriedigendes Signal-/Störverhältnis hervorgerufen wird. ·

' In F ig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform einer, Vorrichtung 72 zum Aufspalten von Licht gezeigt, die allgemein der Vorrichtung 26 ähnlich ist und die aus diesem Grunde nicht ausführlich beschrieben wird. Bei dieser Vorrichtung 72 bezeichnen gleiche Bezugsziffem gleiche Teile wie in der Vorrichtung 26.

Bei der Vorrichtung 72 zum Aufspalten von Licht sind die optischen Fasern 62, die sich von der gemeinsamen Oberfläche 55 aus erstrecken, jedoch in drei Gruppen unterteilt, nämlich die Gruppen 27,28, die sich durch die Rohre 63 und 64 und dann zu den Lichtmeßrühlerri 15, 16 erstrecken, sowie eine Gruppe 73 von zusätzlichen Fasern, die sich durch ein Metall- oder anderes Rohr 74 erstrecken und zum Filter 35 führen. Die Konstruktion nach F i g. 5 hat den Vorteil, daß das Linsensystem 40 fortgelassen werden kann.
Die Fasern der Gruppe von Fasern 73 können an der gemeinsamen Oberfläche 55 in (nicht gezeigten) Schichten angeordnet sein, die sich gleichmäßig mit den Schichten 65, 66 der Gruppen 27, 28 abwechseln. Alternativ können die optischen Fasern der Gruppen 27,28,73 an der gemeinsamen Oberfläche 55 willkürlich

ίο in gleichen oder anderen Proportionen verteilt sein, so daß die optischen Fasern jeder Gruppe im wesentlichen gleichförmig über alle Teile der gemeinsamen Oberfläche auftreten.
■ Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Gruppe 73 von zwei Schichten von optischen Fasern abgeleitet wird, die an entgegengesetzten Enden der gemeinsamen Oberfläche 55 angeordnet sind. Beispielsweise können an der gemeinsamen Oberfläche 55 zusätzlich zu den Schichten 65,66 nach F i g. 3A weitere zwei Schichten jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Anordnung von Schichten 65, 66 angeordnet sein und die optischen Fasern von diesen Schichten können durch das Rohr 74 geführt werden. Wenn die Schichten an der Oberseite und der Unterseite der gemeinsamen Oberfläche 55 vorgesehen sind, bewirkt das in den Sortierbereich eintretende Material 11 ein Signal für die Bezugswertsteuerung sobald es in den Sortierbereich eintritt und dieses Bezugswertsteuersignal wird so lange erzeugt, bis das Material den Sortierbereich verläßt.

Die in F i g. 5 gezeigte Anordnung ist außerdem bei einer Dreifarbensortierung verwendbar, wobei in diesem Fall die Gruppe 73 sich nicht zum Filter 35, sondern zu einem weiteren (nicht gezeigten) Lichtmeßfühler erstreckt, der ebenso wie die Lichtmeßfühler 15, 16 an dem Differenzverstärker 30 angeschaltet sein würde.

Wie dies verständlich ist, kann die Vorrichtung zur Aufspaltung von Licht tatsächlich mit irgendeiner gewünschten Anzahl von Fasergruppen versehen werden.

Wie es weiter oben erwähnt wurde, weist die Sortiermaschine sechs Sortierkanäle 13 auf und wie dies in den Fig.6 und 7 gezeigt ist, sind diese in eine Kammer 80 einer optischen Einheit vorgesehen. Die Kammer 80 weist drei in Längsrichtung ausgerichtete benachbarte Paare von miteinander in Verbindung stehenden Kanälen 13 auf, durch die das zu sortierende Material 11 fallen kann. Jedes Paar von miteinander in Verbindung stehenden Kanälen 13 ist von dem

benachbarten Paar durch eine sich quer erstreckende Trennwand 81 getrennt. Jeder Kanal jedes Paars ist entlang seiner von dem anderen Kanal des Paares getrennten Kante mit drei Lampen 14 versehen. Somit wird ein Teil des Lichts von den Lampen 14 jedes Kanals jedes Paars in den anderen Kanal des Paares geleitet

Jeder der Kanäle 13 ist benachbart zu der oder jeder jeweiligen Trennwand 81 mit einer Lampe 14 versehen, die eine der drei Lampen des vorstehend erwähnten Kanals darstellt und die in einem Ausschnitt 82 der Trennwand 81 befestigt ist Somit dient jede der ein einem Ausschnitt 82 angeordneten Lampen 14 zur Beleuchtung der Kanäle zweier benachbarter Paare von Kanälen.

Dies heißt daß jeder Kanal 13 durch

a) eine Lampe oder Lampen 14, die vollständig in dem Kanal angeordnet sind,

b) von einer Lampe oder Lampen 14, die in dem quer zum Kanal angeordneten Verbindungskanal 13 angeordnet sind und

c) durch zwei Lampen 14 beleuchtet ist, die in den Ausschnitten 82 an entgegengesetzten Enden der benachbarten Trennwand 81 angeordnet sind.

Es ist zu erkennen, daß die in Fig.6 gezeigte Konstruktion es ermöglicht, die erforderliche Beleuchtung durch die Verwendung von lediglich 14 Lampen 14 zu erzielen. Diese Lampen ergeben eine symmetrische Beleuchtung in der Kammer 80 und stellen damit sicher, daß das sortierte Material 11 keine stark und schwach beleuchteten Stellen aufweist.

Jede der Lampen 14 ist durch eine 24-Watt-Quarz-Jodjdlampe gebildet, die eine Langlcbensdauer-Glühlampe ist und ein intensives Licht mit einem guten Infrarot-Gehalt liefert.

Die Quarz-Jodid-Lampen 14 weisen einen sehr hohen Lichterzeugungs-Wirkungsgrad auf und dies ist bei der vorliegenden Erfindung von beträchtlicher Bedeutung. Auf Grund der Tatsache, daß die Vorrichtung 26 zum Aufspalten des Lichts optische Fasern verwendet, ist es wesentlich, sicherzustellen, daß das auf die gemeinsame Oberfläche 55 der Vorrichtung 26 gerichtete Licht sich senkrecht zu dieser gemeinsamen Oberfläche 55 oder unter einem kleinen Winkel (der 30° nicht überschreitet) zu dieser Senkrechten erstreckt, weil, wenn dieser Winkel überschritten wird, die erforderliche innere Totalreflexion nicht in den Fasern erfolgt. Dies bedeutet, daß die Linse 52 ziemlich klein gemacht werden muß, wenn ein langes Linsenrohr und eine entsprechend große und aufwendige gemeinsame Oberfläche 55 vermieden werden soll, Je kleiner die Linse 52 ist, desto kleiner ist jedoch auch die Lichtmenge, die auf diese Linse gerichtet werden muß, wenn das erforderliche Signal-/Störverhältnis an den Lichtmeßfühlerh 15, 16 aufrechterhalten werden soll. Die Quarz-Jodidlampen 14, die eine hohe Beleuchtungsintensität liefern, ermöglichen daher die Verwendung einer kleinen Linse 52 und ermöglichen andererseits die Verwendung der optischen Fasern der Vorrichtung 26 zum Aufspalten von Licht.

Über jeder der Quarz-Jodidlampen 14 ist eine lose Lampenabschirmung 83 befestigt, die aus durchsichtigem Kunststoffmaterial wie z. B. einem Polykarbonat-Material hergestellt ist, das beispielsweise unter dem Handelsnamen »Makroion« verkauft wird. Diese Abschirmung weist einen mattierten Teil 88 auf, der durch Zerkratzen der Oberfläche der Abschirmung 83 gebildet sein kann und der dazu dient zu verhindern, daß das Material i 1 direktes Licht von den Quarz-jodidlampen 14 empfängt

Weil die Lichtabschirmungen 83 lose aufgesetzt sind, sind die Quarz-Jodidlampen 14 nicht gegenüber den jeweiligen Kanälen 13 abgedichtet Eine derartige Abdichtung ist jedoch nicht wichtig weil die Quarz-Jodidlampen -14 bei einer derartig hohen Temperatur (ungefähr 300 bis 400⁰C) arbeiten, daß der bei der Sortierung vieler Artikel erzeugte Stäub fortgebrannt d.h. verdampft wird, wenn er sich auf den Lampen 14 absetzt

Nicht gezeigte Einrichtungen können dafür vorgesehen sein, daß wenn eine Lampe 14 ausbrennt, die Leistungsversorgung nicht nachteilig beeinflußt wird.

Wie es aus F i g. 7 zu erkennen ist, sind die Achsen der Linsensysteme 41 in den Blöcken 39, durch die die Betrachtung erfolgt im wesentlichen in der horizontalen Ebene ausgerichtet. Dies ist von Bedeutung, weil bei anderen Anordnungen die Gefahr besteht daß entweder die Oberseite oder die Unterseite des betrachteten Materials 11 nicht ausreichend gesehen wird, während es durch den Sortierbereich fällt. Diese im wesentlichen horizontale Anordnung wird auf Grund der Tatsache ermöglicht daß die Achsen jedes Linsensystems 40 und des Bezugs-Steuerlichtmeßfühlers 36 unter lediglich einem kleinen Winkel zueinander angeordnet sind.

Die optische Einheit 80 ist für jedes Paar von miteinander in Verbindung stehenden Kanälen 13 mit einer Luftdüse 84 versehen, die mit einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle verbindbar ist Luft von der Düse 84 wird kontinuierlich oder periodisch an den Linsen des Linsensystems 40, 41 und an der Linse 35 vörbeigeblasen, um auf diese Weise sowohl das Absetzen von Staub auf diesen Linsen zu verhindern, als auch abgeschiedenen Staub zu entfernen. Die Druckluft von der Düse 84 wird den benachbarten Linsen Über ein Nylon- oder anderes Rohr 85 zugeführt und wird dem jeweils zugehörigen Kanal 13 über ein Nylon- oder anderes Rohr 86 zugeführt Weiterhin kann Luft zur Reinigung der gesamten Kammer 80 durch einen Lufteinlaß 87 zugeführt werden.

Die Mittellinie jedes Linsensystems 41, das in dem jeweiligen Block 39 befestigt ist ist mit einem Hintergrund-Tragteil 90 ausgerichtet. Jedes Tragteil 90 kann einen Hintergrund 17 haltern. Wie dies zu erkennen ist ist der von jedem Hintergrund-Tragteil 90 gehalterte Hintergrund benachbart zu einer Lampe 14 angeordnet so daß er von dieser beleuchtet wird. Der Abstand zwischen dem Hintergrund 17 und der jeweiligen Lampe 14 kann mit Hilfe eines Betätigungsknopfes 91 eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Intensität der Reflexion von den Hintergründen 17 in beträchtlichem Ausmaß eingestellt werden, so daß es beträchtlich einfacher ist, die richtigen Hintergründe auszuwählen, d.h. die Hintergründe an das zu sortierende Material anzupassen.

Wie es in F i g. 8 gezeigt ist ist für jede Betrachtungsrichtung jedes der Kanäle 13 ein Lichtmeßfühler 15 vorgesehen, der auf beispielsweise rotes Licht anspricht und es ist weiterhin ein Lichtmeßfühler 16 vorgesehen, der beispielsweise auf grünes Licht anspricht Die Lichtmeßfühler 15, 16 sind jeweils über Vorverstärker 92,93 mit Anschlüssen einer gemeinsamen bichromatischen Einrichtung 94 mit veränderlicher Verstärkung verbunden, die dem Differenzverstärker 30 nach Fi g. 1 entspricht Die bichromatische Verstärkereinrichtung 94 weist »rote« und »grüne« Ausgangsanschlüsse 95,96 auf, die abwechselnd mit einem Schaltarm 97 in Kontakt gebracht werden können, so daß, wenn der Schalter 97 in Kontakt mit dem Anschluß 95 steht positiv verlaufende Signale einem bichromatischen Verstärker 100 zugeführt werden, während wenn der Schaltarm 97 mit dem Anschluß 96 in Kontakt steht negativ verläufende Signale dem bichromatischen Verstärker 100 zugeführt werden. Der bichromatische Verstärker 100 ist mit einem Pegelwähler 101 verbunden, der dem Vergleicher 31 nach Fig. 1 entspricht und dem eine veränderliche Bezugsspannung von einer Leitung 102 zugeführt wird. Der Ausgang von dem Pegelwähler 101 wird einer Zwischenschaltung 103 zugeführt deren Ausgang über (nicht gezeigte) Pulsdehner- und Verzögerungsschaltungen weitergeleitet wird, um die Betätigung der Auswerfeinrichtung 32 durchzuführen. Die Zwischenschaltung 103 paßt die Impedanz des Pegelwählers 101 an die der Pulsdehner- und Verzöge-

rungsschaltungen an.

Wenn sich somit der Schaltarm 97 in Kontakt mit dem »roten« Kontakt 95 befindet, treten irgendwelche Ausgangssignale von dem Pegelwähler 101 als Ergebnis der Feststellung von Material 11 auf, das Licht mehr in dem roten als in dem grünen Teil des Spektrums reflektiert und dieses Material wird auf Grund des Impulses ausgestoßen, der der Auswerfeinrichtung 32 zugeführt wird. In gleicher Weise wird, wenn der Sv-haltarm 97 mit dem »grünen« Kontakt 96 in Kontakt steht, das Material U, das Licht mehr im grünen als im roten Teil des Spektrums reflektiert, von der Auswerfeinrichtung 32 ausgeworfen.

Der Vorverstärker 92 des »roten« Lichtmeßfühlers 15 ist außer seiner Verbindung mit der bichromatischen Verstärkungseinrichtung 94 außerdem mit einer veränderlichem monochromatischen »roten« Verstärkungseinrichtung 105 verbunden, mit der der »grüne« Lichtmeßfühler 16 nicht verbunden ist. Die Verstärkungseinrichtung 105 bildet einen Differenzverstärker, der das Signal von einem Vorverstärker 92 mit einem Standardsignal von einer (nicht gezeigten) Quelle vergleicht, wobei positiv verlaufende Ausgangssignale von der Verstärkungseinrichtung 105 einen »hellen« Kontakt 106 und negativ verlaufende Signale von der Verstärkungseinrichtung 105 einem »dunklen« Anschluß 107 zugeführt werden. Ein Schaltarm 108 kann abwechselnd mit dem »hellen« Anschluß 106 oder dem »dunklen« Anschluß 107 verbunden werden, so daß die Signale einem monochromatischen Verstärker 110 und dann einem Pegel wähler ill zugeführt werden können, der die veränderliche Bezugsspannung von der Leitung

102 empfängt.

Der Pegelwähler 111 ist mit der Zwischenschaltung

103 verbunden und wenn sich der Schaltarm 108 in der dargestellten Stellung befindet, in der er mit dem »hellen« Kontakt 106 in Berührung steht, wird Material 11, das eine unzulässige Helligkeit in dem roten Teil des Spektrums aufweist, von der Auswerfeinrichtung 32 ausgeworfen, während, wenn sich der Schaltarm 108 in Kontakt mit dem »dunklen« Kontakt 107 befindet. Material 11 von der Auswerfeinrichtung 32 ausgeworfen wird, das in dem roten Teil des Spektrums unzulässig dunkel ist.

Der Vorverstärker 93 ist zusätzlich zu seiner Verbindung mit der veränderlichen bichromatischen Verstärkungseinrichtung 94 außerdem mit einer veränderlichen monochromatischen »grünen« Verstärkungseinrichtung 112 verbunden, mit der der »rote« Lichtmeßfühler 15 nicht verbunden ist. Die Verstärkungseinrichtung 112 stellt einen Differenzverstärker dar, der das Signal von dem Vorverstärker 93 mit einem Standardsignal von einer (nicht gezeigten) Quelle vergleicht. Die positiv und negativ verlaufenden Ausgänge von der Verstärkungseinrichtung 112 werden jeweils einem »hellen« Kontakt 113 bzw. einem »dunklen« Kontakt 114 zugeführt. Ein Schaltarm 115 kann abwechselnd mit dem »hellen«Kontakt 113 oder dem »dunklen« Kontakt 114 in Kontakt gebracht werden. Der Schalter 115 ist mit einem monochromatischen Verstärker 116 verbunden, der seinerseits mit einem Pegelwähler 117 verbunden ist, der die veränderliche Spannung von der Leitung 102 empfängt In Unabhängigkeit davon, ob der Schaltarm 115 mit dem »hellen« Kontakt 113 oder dem »dunklen« Kontakt 114 in Berührung steht, wird Material 11, dessen Farbe in dem grünen Teil des Spektrums unzulässig hell bzw. dunkel ist, von der Auswerfeinrichtung 32 ausgeworfen.

Die Ausgänge der Pegelwähler 101,111 und 117 sind jeweils über monostabile Treiberschaltungen 123, 124 und 125 mit Festkörper-Anzeigelampen 120, 121, 122 verbunden. Die Anordnung ist derart, daß jedesmal dann, wenn ein Pegelwähler 101, 111 oder 117 ein Zurückweisungssignal an die Auswerfeinrichtung 32

ίο leitet, die entsprechende Lampe 120, 121 bzw. 122 aufblitzt.

Weil zwei Betrachtungsrichtungen für jeden Kanal und insgesamt sechs Kanäle vorgesehen sind, ergeben sich insgesamt 36 derartige Festkörper-Anzeigelampen 120 bis 122. Diese Lampen befinden sich an der Vorderseite oder der Hinterseite der Maschine und sind nicht durch irgendeine Abdeckung abgedeckt, so daß sie direkt zu allen Zeiten von außerhalb der Maschine gesehen werden können.

Entsprechend kann die Maschine durch Betrachtung der verschiedenen Lampen 120,121 und 122 und durch Einstellung der Verstärkungen der Verstärkungseinrichtungen 94, 105, 112 eingestellt werden, so daß, wie dies durch die Weise angezeigt wird, in der die verschiedenen Lampen 120, 121, 122 aufleuchten, gewünschte Ausgangssignale von den Pegelwählern 101,111,117 gewonnen werden, um sicherzustellen, daß die Schaltungen der Maschine in geeigneter Weise Symmetrien sind und daß die Zurückweisung von fehlerhaftem Material nicht beispielsweise ausschließlich durch Ausgangssignale von dem Pegeldetektor 111 erfolgt.

Das heißt, daß es beim Einstellen der Maschine erforderlich ist, sicherzustellen, daß jeder der Meßfühler 15, 16 und die Schaltung zwischen diesen Meßfühlern und der Auswerfeinrichtung 32 in geeigneter Weise arbeitet. Bei einer monochromatischen Einkanal-Maschine kann dies in einfacher Weise durch Anhören der Betriebsweise der Auswerfeinrichtung beurteilt werden, doch könnte bei einer Mehrkanal-Maschine der erfindungsgemäßen Art diese gehörmäßige Überprüfung lediglich bei einem Kanal pro Zeiteinhet durchgeführt werden, weil die Geräusche von den anderen Kanälen es unmöglich machen würden, zu beurteilen, was in irgendeinem speziellen Kanal vorgeht.

Weiterhin würde es selbst bei einer bichromatischen Einkanal-Maschine trotz der Möglichkeit, die Anzahl der Auswerfvorgänge gehörmäßig zu beurteilen, erforderlich sein, die Maschine aufeinanderfolgend monochromatisch in jeder Farbe und dann bichromatisch zu betreiben und dies würde für jede Betrachtungsrichtung durchgeführt werden müssen.

Bei der Anordnung nach F i g. 8 kann jedoch die Frequenz, mit der die Lampen 120 bis 122 der beiden entgegengesetzten Richtungen aufleuchten, so eingestellt werden, daß sichergestellt ist, daß sie symmetriert sind.
Weiterhin wird, wenn einer der Lichtmeßfühler 15,16 während des tatsächlichen Betriebs der Maschine ausfällt oder wenn irgendein anderer Fehler in der elektrischen Schaltung auftritt, dies dadurch angezeigt, daß eine der Lampen 120, 121, 122 nicht mehr mit der erwarteten Frequenz aufleuchtet

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Lichtempfindliche Sortiermaschine mit einer Anzahl von Liehtmeßfühlern, die jeweils auf Licht mit unterschiedlichen Farben ansprechen, das vGn einem Material ausgeht das sich durch ein Betrachtungsfeld bewegt, mit lichtleitenden Einrichtungen zur Weiterleitung des Lichtes von einer gemeinsamen Oberfläche zu den Lichtmeßfühlern, und mit Fokussiereinrichtungen zur Fokussierung von Licht von dem Material auf die gemeinsame Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtleitenden Einrichtungen durch eine Vielzahl von optischen Fasern (62) gebildet sind, deren benachbarten Enden sich von der gemeinsamen Oberfläche (55) aus erstrecken, daß die den Enden an der gemeinsamen Oberflächs (55) gegenüberliegenden Enden der optischen Fasern (62) in einer Anzahl von getrennten Gruppen (27, 28) angeordnet sind, die so ausgebildet sind, daß sie die auf Licht mit unterschiedlichen Farben ansprechenden Lichtmeßfühler (15, 16) beleuchten, daß die optischen Fasern (62) jeder Gruppe (27, 28) sich jeweils von einer Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Bereichen aus erstrecken, die im wesentlichen gleichförmig über die gemeinsame Oberfläche (55) verteilt sind und daß das Verhältnis der Lichtmengen, die von den verschiedenen Liehtmeßfühlern (15, 36) empfangen werden, von der Position des Materials in dem Betrachtungsfeld unabhängig ist.

2. Sortiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzten Enden der optischen Fasern (62) jeder Gruppe (27, 28) so geformt sind, daß ihre Form eng mit der des jeweiligen Lichtmeßfühlers (15, 16) oder eines Filters übereinstimmt, der dem Lichtmeßfühler zugeordnet ist.

3. Sortiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Fasern (62) jeder Gruppe die gleiche Gesauitquerschnittsfläche aufweisen, so daß jeder Lichtmeßfühler (15, 16) die gleiche Lichtmenge empfängt.

4. Sortiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Enden der optischen Fasern in den verschiedenen Gruppen an der gemeinsamen Oberfläche (55) in Schichten (65,66) angeordnet sind und daß jede Gruppe von optischen Fasern eine Vielzahl derartiger Schichten umfaßt, die mit den Schichten der anderen Gruppe oder anderen so Gruppen von optischen Fasern abwechselnd angeordnet sind.

5. Sortiermaschine nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil der gemeinsamen Oberfläche (55) optische Fasern (62) der verschiedenen Gruppen in den gleichen relativen Proportionen enthält.

6. Sortiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet., daß die Sortiermaschine zumindestens einen Sortierkanal (13) aufweist, der mit zumindestens einem der Lichtmeßfühler (15, 16) versehen ist, daß der oder jeder Lichtmeßfühler (15, 16) derart angeordnet ist, daß er Signale an einen jeweiligen Vergleicher (31) leitet, der so ausgebildet ist, daß er von gewünschtem und unerwünschtem Material (11), das sortiert wird, abgeleitete Signale unterscheidet, und daß der Vergleicher (31) ein Ausgangssignal jedesmal dann erzeugt, wenn unerwünschtes Material von dem Lichtmeßfühler festgestellt wird.

7. Sortiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Lichtmeßfühler durch einen Bezugs-Steuerlichtmeßfühler (36) gebildet ist, der das Vorhandensein oder Fehlen des Materials in einem Sortierbereich der Sortiermaschine feststellt und daß der Bezugs-Steuermeßfüh-Ier (36) mit dem jeweiligen Vergleicher (31) über eine Schaltung (37) verbunden ist, die sicherstellt, daß der Bezugswert, bezüglich dessen der jeweilige Vergleicher (31) zwischen gewünschtem und unerwünschtem Material (11) unterscheidet, sich im Verlauf eines Sortiervorganges nicht ändert

8. Sortiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der oder jeder Vergleicher (31) mit einer Anzah? von Liehtmeßfühlern (15, 16) verbunden ist die jeweils auf Licht mit unterschiedlicher Farbe ansprechen, daß zusätzliche optische Fasern (73) vorgesehen sind, von denen ein Ende an der gemeinsamen Oberfläche (55) angeordnet ist, während das andere Ende zur Beleuchtung des Bezugs-Steuerlichtmeßfühlers (36) ausgebildet ist der das Vorhandensein oder Fehlen des Materials in einem Sortierbereich der Sortiermaschine feststellt und der mit dem oder jedem Vergleicher über eine Schaltung (37) verbunden ist die sicherstellt, daß der Bezugswert bezüglich dessen der jeweilige Vergleicher (31) zwischen gewünschtem und unerwünschtem Material unterscheidet, sich im Verlauf eines Sortiervorganges nicht ändert

9. Sortiermaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von zusätzlichen optischen Fasern vorgesehen sind, die sich von gegenüberliegenden Seiten der gemeinsamen Oberfläche (55) aus erstrecken.

10. Sortiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortiermaschine zumindestens einen Kanal (13) aufweist, durch den das zu sortierende Material (11) hindurchläuft, daß der oder jeder Kanal (13) durch zumindestens eine Quarz-Jodid-Lampe (14) beleuchtet ist, deren Licht von dem zu sortierenden Material reflektiert oder von diesem übertragen wird, und daß das Licht mit Hilfe der Fokussiereinrichtungen (41) auf die gemeinsame Oberfläche (55) gelenkt wird.

11. Sortiermaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Quarz-Jodid-Lampe (14) gegenüber dem Inneren des jeweiligen Kanals (13) nicht abgedichtet ist.

12. Sortiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mit einer Vielzahl von benachbarten Kanälen (13) versehen ist, durch das zu sortierendes Material (11) hindurchläuft, daß zumindestens eine einzelne Lampe (14) innerhalb jedes Kanals (13) angeordnet ist, um diesen zu beleuchten, und daß zumindestens eine weitere Lampe an einer Verbindungsstelle oder Verbindungsstellen (81) zwischen benachbarten Kanälen (13) angeordnet ist, um diese zu beleuchten.

13. Sortiermaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortiermaschine eine Vielzahl von Paaren von miteinander in Verbindung stehenden Kanälen (13) aufweist, daß jeder der miteinander in Verbindung stehenden Kanäle zumindestens eine jeweilige Lampe (14) aufweist.

daß ein Teil des Lichtes von der jeweiligen Lampe in den anderen damit in Verbindung stehenden Kanal (13) geleitet wird, daß jedes Paar von miteinander in Verbindung stehenden Kanälen (13; von dem benachbarten Paar durch eine Unterteilungswand (81) getrennt ist und daß die gegenüberliegenden Enden der Unterteilungswand (81) teilweise fortgeschnitten sind (bei 82) um die weitere Lampe (14) aufzunehmen.

14. Sertiermaschine nach einem der Ansprüche 6—9, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Vergleicher (101, 111, 117) mit einer Anzeigeeinrichtung (120,121,122) verbunden ist, die eine optische Anzeige ergibt, wenn der oder jeder Vergleicher ein Ausgangssignal liefert

15. Sortiermaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den oder jeden Sortierkanal (13) hindurchlaufende Material aus zumindestens einer Betrachtungsrichtung betrachtet wird, daß für die. oder jede Betrachtungsrichtung zwei Lichtmeßfühler (15, 16) vorgesehen sind, die jeweils auf Licht mit unterschiedlichen Farben ansprechen und die jeweils so angeordnet sind, daß sie Signale an drei der Vergleicher (101, 111, 117) leiten, daß zwei der Vergleicher monochromatische Vergleicher sind, die Signale lediglich von einem der Lichtmeßfühler empfangen, während der andere Vergleicher ein bichromatischer Vergleicher ist, der Signale von beiden Lichtmeßfühlern empfängt und daß jeder Vergleicher mit einer jeweiligen Anzeigeeinrichtung verbunden ist.

16. Sortiermaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Anzeigeeinrichtung durch eine Lampe (120—122) gebildet ist, die direkt von der Außenseite der Maschine aus sichtbar ist.