DE2559475A1 - Anordnung zum steuern von auswerfern in sortieranlagen - Google Patents

Description

DIPL.-CHEM. DR. ELISABETH JUNG 9 mOMCHEN 40.

D R.-IN G. GERHARDSCHMITT-NILSON i^y ™^{ADRESSE: invent/mdnchen}

PATENTANWÄLTE

P 25 59 475.6 10. September 1976

u.Z.: J 549 H Div. I

LIGGETT & MYERS INCORPORATED Durham, North Carolina/ USA

Anordnung zum Steuern von Auswerfern in Sortieranlagen

Priorität: 5. April 1974, Nr. 458 347, USA

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum schnellen und wirkungsvollen Sortieren einer Folge von gleichen Gegenständen, insbesondere Zigaretten, zu Gruppen entsprechend einer gleichen quantitativen Messung, die jeden Gegenstand betrifft.

Es besteht .seit langem ein Befürfnis für Vorrichtungen und Anordnungen zum Sortieren von Gegenständen entsprechend einem zu messenden Wert für eine spezielle Eigenschaft der Gegenstände. Ein Industriezweig, für welchen eine solche Fähigkeit von großen-. Wert ist, ist die Zigarettenherstellung. Bekanntlich erfordert eine lohnende Qualitätskontrolle, daß die Zigaretten hinsichtlich Gewicht und räumlichen Abmessungen relativ gleichförmig hergestellt werden.

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Bei der Durchführung von Versuchen für die Auslegung von Anordnungen bzw. Systemen, mit denen diese Funktion mit hoher Geschwindigkeit automatisch durchgeführt werden kann, haben sich jedoch Schwierigkeiten ergeben. Wenn nämlich die Geschwindigkeit gesteigert wird, leidet darunter die Genauigkeit, so daß es schwierig ist, ein in vernünftigem Rahmen wirksames und preiswertes System zu schaffen, welches mit einer hohen Geschwindigkeit arbeiten kann und ein Minimum an fehlerhaften Sortierengen gestattet. Außerdem hat sich die Auslegung hochentv/ickelter Anordnungen für die Durchführung solcher Sortiervorgänge, welche ein gewünschtes Maß an Flexibilität haben, als schwierig erwiesen. Wenn Gegenstände zu Gruppen sortiert werden, möchte man oft die oberen und unteren Größengrenzen . ändern, innerhalb derer das Sortieren erfolgt. Zusätzlich soll in vielen Fällen die Feinabstufung zwischen den Gruppen variiert werden, in welche die Gegenstände zu sortieren sind. Diese Ziele waren bisher jedoch nur schwer zu erreichen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein System und entsprechende Maßnahmen zu schaffen, bei welchen eine Aufeinanderfolge gleicher Gegenstände für ein Sortieren gegeben ist und eine Messung bzw. Quantifizierung einer speziellen Eigenschaft eines jeden Gegenstandes vorgenommen wird, wobei die Darstellung dieser Eigenschaft zu einer Prozeßstation gleichzeitig mit dem physikalischen Transport des Gegenstandes zu der Station überführt wird, so daß durch die gleichzeitige Ankunft des Gegenstandes und. des sich auf den Gegenstand beziehenden Signals die Prozeßstation so betätigt wird, daß auf den Gegenstand in einer vorher festgelegten Weise eingewirkt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung zum Erzeugen einer Anzeige bezüglich eines Gegenstandes, insbesondere einer Rauchware, entsprechend einer Quantifizierung bzw. Messung einer Eigenschaft des Gegenstandes gelöst durch

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a) eine Einrichtung zum Fühlen der Größe der Eigenschaft des Gegenstandes/

b) eine Einrichtung zum übergeben des Gegenstandes an die Fühleinrichtung, welche einen Schwingbalken aufweist,

c) eine mit der Fühleinrichtung verbundene Einrichtung zum Erzeugen eines vorher festgelegten Meßsignals, welches eine Funktion der Größe bzw. der Quantität der Eigenschaft ist,

d) eine Anzeigestation für die Erzeugung eines Indexsignals, die anspricht, wenn ihr ein vorher festgelegtes Meßsignal angeboten wird,

e) eine Transporteinrichtung zum Transportieren des Gegenstandes zu einer vorher festgelegten Position bezüglich der Anzeigestation zu einer vorher festgelegten Zeit nach der Erzeugung des Meßsignals und

f) eine mit der Anzeigestation verbundene Überführungsstation für die Zuführung des Meßsignals zu der Anzeigestation zusammen mit dem Transport des Gegenstandes in die vorher festgelegte Position, wodurch die Ankunft des Gegenstandes in der vorher festgelegten Position und die Eingabe des Meßsignals zusammenfallen.und das Indexsignal nur erzeugt wird, wenn das Meßsignal das eine vorher festgelegte Meßsignal ist und der Gegenstand in der vorher festgelegten Stellung positioniert ist.

Erfindungsgemäß werden die nachstehenden Maßnahmen vorgenommen.

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Die zu messenden Gegenstände werden in einem Trichter gespeichert, von dem aus sie einzeln abgegeben werden. Die Gegenstände werden auf eine Schwingbalkenanordnung abgegeben, die jeden Gegenstand nacheinander durch eine Meßstation und wahlweise durch andere neutrale oder "Halte"-Stationen vorwärtstreibt. In der Meßstation wird eine Größe, beispielsweise das Gewicht oder eine körperliche Eigenschaft des Gegenstandes gemessen und ein Signal erzeugt, welches diese Messung in digitaler Weise darstellt.

Nachdem jeder Gegenstand der Folge die Meßstation und jede eventuell vorhandene Haltestation durchquert hat, wird er auf einem Fördersystem angeordnet. Das Fördersystem arbeitet mit einer solchen Geschwindigkeit, daß es Gegenstände von den Meß- und Haltestationen mit der gleichen Geschwindigkeit aufnimmt, mit welcher diese Gegenstände durch die aufeinanderfolgenden Stationen hindurchgehen und an die Fördereinrichtung abgegeben werden. Die Fördereinrichtung trägt jeden Gegenstand nacheinander an einer Vielzahl von Prozeßstationen vorbei. Die Prozeßstationen können jede Art von Stationen für die Ausführungen eines Arbeitsganges an dem Gegenstand umfassen. Die Prozeßstationen können beispielsweise eine Aufeinanderfolge von Behältern und Auswerfern zur Sortierung der Gegenstände sein.

Wenn die Eigenschaft eines jeden Gegenstandes in der Meßstation gemessen ist, wird die digitale Darstellung der Größe einer Schieberegister-Speichereinrichtung zugeführt. Wenn jedes aufeinanderfolgende digitale Meßsignal in das Schieberegister eingeführt wird, marschieren alle entsprechenden ähnlichen Signale automatisch das Register synchron zu dem Einführen eines jeden neuen Meßsignals in das Register nach unten.

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Das bedeutet, daß das irgendeinem vorher festgelegten Gegenstand entsprechende Signal sich an einer vorhersagbaren Stelle in dem Schieberegister abhängig von der Zeit befindet. Die Sammelbehälter sind so im Abstand angeordnet und die Fördereinrichtung sowie der Schwingbalken werden mit einer solchen Geschwindigkeit betätigt, daß jeder Gegenstand an einer vorgegebenen Station der Aufeinanderfolge von Prozeßstationen zu einer vorhersagbaren Zeit genau dann positioniert ist, wenn die elektrischen Signale, welche die Quantität bzw. Größe anzeigen, eine vorher festgelegte Position in dem Schieberegister einnehmen. Der Gang durch das Schieberegister und der Gang des Gegenstandes an den Prozeßstationen vorbei sind zeitlich synchron abgestimmt.

Jede Prozeß- bzw. Betätigungseinrichtung, beispielsweise ein Auswerfer, ist mit einer anderen Ste3.1e des Schieberegisters über einen Komparator verbunden. Der Komparator ist eine Dekodiereinrichtung, die nur dann aktivierbar ist, wenn ein Signal, welches diesen Bereich von Vierten der gemessenen Eigenschaft entspricht, für welche der zugeordnete Sammelbehälter vorgesehen ist, in der Zelle des Schieberegisters vorhanden ist, mit welcher die Prozeßeinrichtung des Auswerfers verbunden ist.

In der Vorrichtung gibt es somit zwei Vorgänge. Die Aufeinanderfolge von Signalen, welche die Bereiche der Werte der gemessenen Eigenschaft für jeden Gegenstand darstellen, rücken durch das Schieberegister vor. Die Gegenstände selbst bewegen sich vorwärts an der Aufeinanderfolge von Prozeßstationen mit dem gleichen Muster vorbei, mit welchem die Messungssignale über die Zellen dem Schieberegister übermittelt werden, welche diesen Stationen entsprechen. Dies bedeutet, daß eine Prozeßstation nur arbeitet, wenn ein Gegenstand angrenzend an sie angeordnet ist und wenn das diesem Gegenstand entsprechende Signal das Signal ist, welches die Prozeßstation betätigt.

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Für die Erzielung eines maximalen und eines minimalen Wertes für die gemessene Eigenschaft, innerhalb welcher die Gegenstände in Abstufungen sortiert werden, sind spezielle Einrichtungen vorgesehen. Wenn die gemessene Eigenschaft über oder unter den so ermittelten Grenzen liegt, wird der Gegenstand in andere Sammelbehälter ausgeworfen. Für die Erzielung einer Feinabstufung beim Sortieren der Gegenstände sind zusätzliche Einrichtungen vorgesehen. Beispielsweise ist es möglich, für ein einstellbares Sortieren der Gegenstände in irgendeine Zahl von Kategorien zu sorgen, wobei die Bereiche dieser Kategorien eine Funktion der Zahl dieser Kategorien sind, die vorgesehen sind und die Maximum- und Minimumwerte für das Sortieren annehmbar sind.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer geschnittenen Ansicht von vorn eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung.

Fig. 2 zeigt die Anordnung von der Seite.

Fig. 3 zeigt in einer Einzelheit den Beschickungsmechanismus und die Förderbandeinrichtung der Anordnung.

Fig. 4 zeigt schematisch einen elektrischen Schaltplan der Anordnung.'

Fig. 5 zeigt in einer Einzelheit einen der Dekodierer, die zusammen mit der Anordnung benutzt werden.

Eine besonders günstige Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Sortieren von Zigaretten nach Gewicht. In den Figuren 1 bis 3 ist ein Trichter 1o gezeigt, der eine Vielzahl von Zigaretten 12 aufnimmt und eine öffnung 1oa in seinem Boden für die Abgabe

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der Zigaretten hat. In dem Trichter ist ein drehbares Rad »it Kanälen 16 vorgesehen, die mit den Wänden des Trichters 1o so zusammenwirken, daß die Zigaretten 12 für die Abgabe ausgerichtet werden, bevor sie den Boden des Trichters 1o erreichen.

Die Zigaretten 12 werden aufeinanderfolgend und einzeln von der öffnung 1oa des Trichters 1o mittels eines rotierenden Schwingbalkens 18 wegbewegt. Der Schwingbalken 18 wird so angetrieben, daß er eine Translationsbewegung auf einer kreisförmigen Bahn in einer im wesentlichen vertikalen Ebene ausführt. Die mechanischen Einrichtungen für die Erzielung dieser Bewegung des Schwingbalkens 18 sind bekannt und in den Zeichnungen aus Gründen einer klareren Darstellung der übrigen Teile weggelassen. Die Bewegungsbahn des Schwingbalkens 18 ist durch die strichpunktierten Linien in Fig. 3 dargestellt, wobei der Schwingbalken mit durchgezogenen Linien in der untersten Lage und strichpunktiert in der obersten Lage gezeigt ist. Der Schwingbalken 18 hat über seiner Länge eine Vielzahl von Ausnehmungen 2o für die Aufnahme einer Zigarette, die quer über den Schwingbalken in der Ausnehmung liegt.

Wie durch den strichpunktierten Kreis 21, der die Bewegungsbahn der Ausnehmung 2o des Schwingbalkens 18 festlegt, gezeigt ist, dient die Überführungskreisbewegung des Schwingbalkens 18 in der durch den Pfeil gezeigten Richtung dazu, eine Zigarette, die auf dem Boden des Trichters 1o ruht, der Fühlstation 22 zuzuführen.Diese Fühlstation 22 kann irgendeine Einrichtung zum Messen der Eigenschaft des darauf angeordneten Gegenstandes sein, wobei diese Eigenschaft beispielsweise das Gewicht oder eine körperliche Abmessung sein kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Fühlstation 22 eine Waagenauflage, die mit einer elektronischen Waage 24 verbunden ist, welche das Gewicht der darauf liegenden Zigarette feststellt. Die Waage 24 erzeugt eine Gleichspannung, die eine Funktion des Gewichtes der zu messenden Zigarette ist. Die Waage 24 kann mit zusätzlichen Einrichtungen für die

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Erzielung einer Umwandlung des Gleichspannungsmeßsignals in ein digitales Signal versehen sein. Eine dies ausführende Einrichtung ist beispielsweise ein Digitalvoltmeter 26 (Fig. 4), welches in herkömmlicher Weise einen Analog-Digital-Umsetzer aufweist. Wenn eine Zigarette auf der Waage 24 angeordnet ist, wird so von dem Digitalvoltmeter 26 ein digitales Signal erzeugt, welches eine Funktion des Geichts der Zigarette ist. Wenn nur die wichtigste Stelle des Ausgangs des Digitalvoltmeters 26 abgetastet bzw. abgefragt wird, ist diese wichtigste Stelle bzw. Ziffer ein diskretes Signal, welches anzeigt, daß das Gewicht der vermessenen Zigarette innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt. Wenn beispielsweise das Gleichspannungsausgangssignal der Waage 24 ein Volt pro Gramm ist, zeigt ein Digitalvoltmeterausgangssignal der Größe 3 für die bedeutendste Stelle ein Gewicht der Zigartette zwischen 3g und 4g an.

Eine fortgesetzte Arbeitsweise der Schwingbalkentransporteinrichtung 18 führt beim nächsten Operationszyklus zu einer gleichzeitigen überführung der Zigarette von der Fühlstation 22 zu einer Haltestation 28 und zu dem Abnehmen einer weiteren Zigarette aus dem Trichter 1o und dem Transport der Zigarette zu der Fühlstation 22. Die Haltestation 28 ist einfach eine mechanische Behelfslösung, um dem Schwingbalken 18 den Transport von Zigaretten von einer Station zu einer anderen in einem rythmischen Muster zu ermöglichen, so daß eine bestimmte Zigarette sich an einer bestimmten Station zu einer vorhersagbaren Zeit befindet. Es hat sich gezeigt, daß eine geeignete Arbeitsgeschwindigkeit für den Schwingbalken eine Umdrehung pro Sekunde ist.

Es gibt keine spezielle optimale Zahl von Haltestationen 28, da sie nur den Schwingbalken in die Lage versetzen, die Zigaretten oder andere zu sortierende Gegenstände weiterzutransportieren. Die einzige praktische Vorbedingung besteht darin, daß die Fühlstation 22 und jede der Haltestationen

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28 im gleichen Abstand voneinander entfernt sind, so daß durch die Wirkung des Schwingbalkens 18 Zigaretten kontinuierlich aufeinanderfolgend von einer Station zur anderen transportiert werden können.

Am Ende der Aufeinanderfolge von Fühlstationen 22 und Haltestationen 28 schneidet die Bahn, auf welcher der Schwingbalken 18 die Zigaretten trägt, was durch den Bogen 21a des Kreises 21 gezeigt ist, die Bahn einer Fördereinrichtung 3o. Die Fördereinrichtung 3o ist vorteilhafterweise ein Förderband mit daran im gleichen Abstand befestigten Aufnehmern 32, von denen jeder so angeordnet ist, daß er eine Zigarette aufnimmt und an dem Band 3o hält. Das Band 3o ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, ein endloses Band und wird von einem Getriebemotor 34 angetrieben. Der Getriebemotor 34 ist so programmiert, daß das Band 3o mit einer Geschwindigkeit umläuft, die eine Aufnahme von Zigaretten von dem Schwingbalken 18 synchron zu der Abgabe der Zigaretten vom Schwingbalken 18 an die einzelnen Aufnahmen 32 des Bandes 3o ermöglicht. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform arbeitet das Förderband 3o so, daß die darauf angeordneten Zigaretten im wesentlichen vertikal nach unten befördert v/erden.

Das Band 3o trägt jede der aufgenommenen Zigaretten nach unten, vorbei an den öffnungen eines vertikal ausgerichteten Stapels von Sammelbehältern 36a bis 361. In der Nähe der öffnung eines jeden Sammelbehälters 36a bis 361 ist eine Auswerfereinrichtung 38a bis 381 vorgesehen. Jede der Auswerfereinrichtungen 38a bis 381 hat ein Drehsolenoid bzw, einen verschwenkbaren Elektromagneten 39a bis 391 mit einem damit verbundenen Finger 4oa bis 4ol. Wenn jeder der drehbaren Elektromagneten 39a bis 391 durch die elektrische Aktivierung verschwenkt bzw. gedreht wird, wird eine Zigarette 12, die zwischen dem entsprechenden Finger 4oa bis 4ol und dem einen der Auswerfereinrichtung entsprechenden Sammelbehälter 36a bis 361 positioniert ist, aus ihrer Aufnahme 32 von dem Förderband 3o in den zugeordneten

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Sammelbehälter herausgehoben. Die Auswerfereinrichtungen 38a bis 381 und die Waage 24 sowie das Digitalvoltmeter 26 sind über eine spezielle Logikschaltung miteinander in Beziehung gesetzt und verbunden. Diese Logikschaltung und die Art und Weise, in der sie der mechanischen Vorrichtung zugeordnet ist, ermöglicht den Einsatz der Vorrichtung sowie die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Sortieren von Gegenständen wie Zigaretten nach Gewichtsbereichen.

In Fig. 4 ist eine solche Schaltung gezeigt, bei welcher das Ausgangssignal der Waage 24 zu dem Digitalvoltmeter 26 geführt wird, wenn ein Doppelschalter S sich in der Stellung 6 befindet, die aus den nachstehenden Gründen die Arbeitsstellung dieser Einrichtung ist. Der Ausgang 42 der bedeutendsten Stelle der Ziffernanzeige des Digitalvoltmeters 26 erscheint in binärkodierter Dezimalform. Die Umsetzung in die binärkodierte Dezimalform erfolgt intern im Digitalvoltmeter 26 durch bekannte Einrichtungen.

Der Ausgang 42 des Digitalvoltmeters 26 wird der ersten Verzögerungszelle 46a des Schieberegisters 44 zugeführt. Das Schieberegister 44 ist so gebaut, daß es ein binärkodiertes Dezimalsignal in seiner ersten Zelle aufnimmt und nacheinander alle darauffolgenden eingegebenen Eingangssignale durch die Zellen des Schieberegisters laufen läßt. Wenn jedes neue Eingangssignal auf eine Zelle 46a aufgegeben wird, werden alle anderen Signale, die in dem Schieberegister vorhanden sind, um eine Zelle weiterbewegt, so daß ein Zug von binärkodierten Dezimaleingangssignalen, die aus dem Diaitalvoltmeter 26 kommen, durch die Zellen des Registers 44 nach unten fortschreitet. Diese Arbeitsweise des Schieberegisters ist bekannt. Die Verzögerungszellen 46a bis 46c sind mit ihren Ausgängen mit keinen weiteren Elementen verbunden. Der Grund dafür ergibt sich aus der nachstehenden Frklärung der Arbeitsweise der Anordnung.

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Die verbleibenden Betätigungszellen 48a bis 481 sind jeweils mit einem verschiedenen Dekodierer 5oa bis 5ol verbunden. Die Dekodierer 5oa bis 5ol sind so gebaut, daß jeder Dekodierer ein Ausgangssignal nur dann abgibt, wenn ein spezielles Eingangssignal von der zugeordneten Betätigungszelle 48 des Registers 44 empfangen wird. Jeder der Dekodierer 5oa bis 5ol kann ein einfaches UND-Tor sein, beispielsweise das UND-Tor 55, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Dieses Tor hat vier Eingänge, wobei irgendeine Anzahl von Eingängen nach Wunsch umgekehrt worden ist oder nicht, damit jeder einzelne Dekodierer auf ein vorher festgelegtes Signal der möglichen binärkodierten Dezimalsignale anspricht. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Tor 55 ist einer seiner Eingänge invers, was durch die Linie 56 gekennzeichnet ist.

Die Ausgangssignale eines jeden Dekodierers 5oa bis 5ol werden über Leitungen 52a bis 521 den Auswerfern 38a bis 381 zugeführt. Das Ausgangssignal eines jeden Dekodierers wird jeweils einem anderer Auswerfer 38a bis 381 zugeführt. Dies bedeutet, daß immer dann, wenn ein spezielles binärkodiertes Signal in einer der Betätigungszellen 48a bis 481 des Registers 44 vorhanden ist und wenn dieses dort befindliche Signal das Signal ist, auf welches der der Betätigungszelle zugeordnete Dekodierer anspricht, diese Betätigungszelle ein Indexsignal abgibt. Das Indexsignal wird dem zugeordneten Ejektor 38a bis 381 übermittelt. Wenn dies der Fall ist, treibt der zugeordnete Auswerfer die Zigarette in der Nachbarschaft des Auswerfers in die Mündung des Sammelkanals 36a bis 361, der dem Auswerfer am nächsten und somit zugeordnet ist.

Wenn die Leitungen 52a bis 521 mit den aufeinanderfolgenden Auswerfern 38a bis 381 verbunden sind, die ihrerseits den Sammelbehältern 36a .bis 36 1 zugeordnet sind, wird zwischen dem Signal in irgendeiner speziellen Betätigungszelle 48 des Registers 44 und dem Auswerfen einer Zigarette, die in der

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entsprechenden Station angeordnet ist, bzw. dem Auswerfer in den entsprechenden Sammelbehälter eine Beziehung hergestellt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Aufgrund des vorstehend beschriebenen mechanischen Aufbaus und der elektrischen Bauteile der Vorrichtung ist die Arbeitsweise und die Verwendbarkeit der Anordnung für die genannten Zwecke verständlich. Wie aus Fig. 3 zu sehen ist, in der die Fühlstation 22 und die Haltestation 28 gezeigt ist, nimmt eine Zigarette eine vorher festgelegte Lage zwischen der Fühlstation, Haltestation und der Sammelstelle für die relative Lage in der Nähe eines jeden Auswerfers 38a bis 381 ein, die zeitabhängig vorhersagbar ist, wobei die Zeit in Ausdrücken einer speziellen Anzahl von Rotationszyklen des Schwingbalkens 18 gemessen wird, die durch die synchrone Arbeitsweise des Förderbandes 3o vervollständigt wird.

Das gemessene Signal wird in binärkodierter Dezimalform in eine Verzögerungszelle 46a des Registers 44 unmittelbar nach der Messung des Gewichts der Zigarette eingeführt. Deshalb nimmt die Position des Meßsignals, welches zu einer speziellen, vermessenen Zigarette gehört, eine Position in dem Schieberegister ein, die zu den Rotationszyklen des Schwingbalkens 18 synchronisiert ist. Dies kann in der nachstehenden tabellarischen Form ausgedrückt werden, wobei die Rotationszyklen des Schwingbalkens 18 von 1 bis 15 durchnumeriert sind.

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Zyklus-Nummer Schieberegisterposition entsprechende Position

der Zigarette

1	46a
2	46b
3	46c
4	48a
5	48b
6	48c
7	48d
8	48e
9	48f
1o	48g
11	48h
12	48i
13	48j
14	48k
15	481

Fühlstation
Haltestation

erste Förderbandposition gegenüber Behälter 36a gegenüber Behälter 26b gegenüber Behälter 36c gegenüber Behälter 36d gegenüber Behälter 36e gegenüber Behälter 36f gegenüber Behälter 36g gegenüber Behälter 36h gegenüber Behälter 36i gegenüber Behälter 36j gegenüber Behälter 36k gegenüber Behälter 361

Jede Leitung 52a bis 521 ist mit dem speziellen Auswerfer 38a bis 381 in einer der hier beschriebenen Weise entsprechend verbunden, d. h. die Leitung 52a ist mit dem Auswerfer 38a, die Leitung 52b mit dem Auswerfer 38b usw. verbunden.

Wenn diese Art der Verbindung durchgeführt ist, befindet sich, wenn eine Zigarette(körperlieh) an einer vorher festgelegten Relativlage in der Nähe eines der Auswerfer 38a bis 381 und eines der Sammelbehälter 36a bis 361 ankommt, das Meßsignal, welches der speziellen Zigarette zugeordnet, ist, gleichzeitig in der speziellen Betätigungszelle 48a bis 481 des Schieberegisters 44, dessen Dekodierer mit dem Auswerfer verbunden ist, in dessen unmittelbarer Nähe die Zigarette angeordnet ist. Wenn also eine vorgegebene Zigarette an jedem der Auswerfer 38a bis 381 vorbeigeht, schreitet ihr

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zugehöriges Meßsignal, welches den Gewichtsbereich anzeigt, synchron durch die Betätigungszellen 48a bis 481 in der entsprechenden Weise fort. Die elektrische Lage des Meßsignals entspricht so genau der körperlichen oder mechanischen Stellung der Zigarette in der Anordnung.

Jeder der Dekodierer 5oa bis 5ol, welche den Betätigungszellen 48a bis 481 zugeordnet sind, spricht auf ein unterschiedliches binärkodiertes Dezimalsignal an. Für irgendein gegebenes Meßsigaal, das entsprechend einer speziellen Zigarette erzeugt wird, gibt es also nur einen Dekodierer, der auf dieses Signal anspricht. Deshalb betätigt der Durchgang irgendeines speziellen Meßsignals durch die Betätigungszellen 48a bis 481 eine und nur eine Auswerfereinrichtung 38a bis 381.

Jede Zigarette, die mit einem speziellen Gewichtsbereich "ausgezeichnet" ist, wird in den gleichen Sammelbehälter 36a bis 361 abgelenkt. Wenn eine Folge von Zigaretten von dem Trichter 1o schnell in die Anordnung geführt wird, wird für jede Zigarette automatisch die Kategorie nach dem Gewichtsbereich schnell festgelegt. Jede Zigarette mit dem gleichen Gewichtsbereich wird in den gleichen Sammelbehälter 36a bis 361 ausgeworfen. Auf diese Weise erhält man ein wirksames und schnelles Sortieren der Zigaretten. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist jeder der Behälter 36a bis 361 mit einer Tür versehen, wobei für den Behälter 36a eine Tür 37 gezeigt ist. Für das wahlweise Entfernen des Inhaltes der Behälter sind ein oder mehrere Kästen 41 vorgesehen.

Die Verwendbarkeit der beschriebenen Anordnung ist nicht allein auf das Wiegen von Zigaretten und Sortieren solcher Gegenstände nach dem Gewicht beschränkt. In gleicher Weise ist es möglich, die Anordnung mit Fühleinrichtungen zum Messen irgendeiner Eigenschaft irgend einer Art von Gegen-• stand zu versehen, die für eine Quantifizierung bzw. Messung geeignet ist.

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Die vorstehend beschriebene Anordnung braucht nicht spezifisch für das Auswerfsortieren in verschiedene Behälter verwendet zu werden. Die Anordnung ist auch für das automatische Induzieren der Leistung irgendeiner Art von Prozeßstufe bei irgendeiner Folge von Prozeßstationen auf einer automatischen Basis und in schneller Aufeinanderfolge anwendbar. Die Anordnung kann auch einfach für das Erzeugen von Indexsignalen verwendet werden, welche nur das Vorhandensein, das Fehlen oder das Ausmaß einer speziellen Eigenschaft der eingegebenen Gegenstände anzeigen, wenn solche Eigenschaften gemessen bzw. gefühlt werden. Die Anordnung ist in gleicher Weise anwendbar unabhängig von der Anzahl der verwendeten Prozeßstationen.

Die Fühlstation 22 hat vorzugsweise eine elektronische Waage zum Wiegen der Zigaretten, welche in die Anordnung eingeführt werden. Die elektronische Waage für die Verwendung mit der beschriebenen Vorrichtung sollte eine robuste Bauweise haben, da die Vorrichtung umhergetragen und häufig bewegt werden soll. Da man Sortiergeschwindigkeiten in der Nähe von einer Zigarette pro Sekunde haben möchte, muß die Waage eine schnell messende Waage sein. Die Meß- bzw. Einstellzeit sollte im Optimalfall nicht mehr als eine halbe Sekunde betragen, da die übrige halbe Sekunde für die Überführung der Zigaretten auf die Waage und von der Waage weg erforderlich ist. Man möchte eine Genauigkeit von einem Teil pro Tausend haben, da diese Einheit ein Sortiervermögen haben soll, das in aller nächster Nähe eines Milligramms liegt. Da die erfindungsgemäße Anordnung auf für die Herstellung von Zigaretten verwendeten Fundamenten aufgestellt werden soll, sind beträchtliche Vibrationen vorhanden, so daß die Waage gegenüber mechanischen Störungen gut isoliert werden muß.

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Die erfindungsgemäße Anordnung braucht nicht nur so zu arbeiten, daß eine interessierende Gewichtsspanne der Zigaretten sich von null bis zu irgendeinem Maximalwert erstreckt. In der Praxis liegt der interessante Bereich zwischen einem ausgewählten minimalen und einem ausgewählten maximalen Wert. Bei der Anordnung wird deshalb Vorsorge getragen, um bei der Auswahl dieser Maximal- und Minimalwerte eine beträchtliche Flexibilität zu haben. Die dafür erforderliche Schaltung ist in Fig. 4 gezeigt.

Wenn der Doppelschalter S sich in der Position 1 befindet, ist das Digitalvoltmeter 26 mit dem Ausgang eines Verstärkers 54 verbunden und die Eingänge zu dem Verstärker 54 sind kurzgeschlossen. Ein Widerstand 64 wird zur Einstellung des Verstärkerausgangssignals auf Null benutzt, wenn der Schalter S sich in der Stellung 1 befindet, wodurch kleine Fehler eliminiert werden, die in dem Verstärker vorhanden sein können. Dies ist der Nullungszustand für die Einstellung des Verstärkers

Wenn sich der Schalter S in der Stellung 2 befindet, wird der Ausgang der Waage 24 mit dem Digitalvoltmeter 26 verbunden. Die Wägung null der Waage 24 kann dann geprüft werden, ohne daß ein Gegenstand sich in der Ftihlstation 22 befindet. Die Spanne des Ausgangs der Waage 24 wird dann dadurch geprüft, daß ein vorher festgelegtes bekanntes Gewicht auf die Fühleinrichtung 22 aufgebracht wird. In der elektronischen Waage sind in herkömmlicher "Weise Einstellungen für die Erzielung eines richtigen Nullwertes und eines richtigen Spannenwertes vorgesehen. Vorzugsweise liest das Digitalvoltmeter 26, welches das Ausgangssignal aus der Waage 24 anzeigt, die bedeutendste Ziffer der Anzeige direkt in Gramm.

Wenn sich der Schalter S in der Stellung 3 befindet, wird das Digitalvoltmeter 26 über einen variablen Widerstand 61 angeschlossen. Dieser Widerstand wird dazu benutzt, den maximal

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interessierenden Gewichtswert an dem Digitalvoltmeter 26 einzustellen.

Wenn der Schalter S in die Position 4 bewegt wird, wird das Digitalvoltmeter 26 parallel zu einem variablen Widerstand 62 angeschlossen. Der maximale Gewichtswert kann eingestellt und an dem Digitalvoltmeter 26 für die bedeutendste Ziffer geprüft werden.

Wenn der Schalter S sich in der Position 5 befindet, entspricht die Spannung dem minimalen Gewichtswert von dem Widerstand 62 und wird dem umkehrenden Eingang des Differenzverstärkers 64 zugeführt. Die dem maximalen Gewichtswert des gewählten Bereiches von dem Widerstand 61 entsprechende Spannung wird dem nicht umkehrenden Eingang des Differenzverstärkers 54 zugeführt. Das sich ergebende Verstärkerausgangssxgnal ist dann ein Signal, welches die Größe der Differenz zwischen dem maximalen und minimalen Gewichtswert darstellt, die vorher an den Widerständen 61 und 62 eingestellt v/orden sind. Wenn das Digitalvoltmeter 26 an den Ausgang des Verstärkers 54 angeschlossen ist, wird der Widerstand 63 variiert, um den Verstärkungsgrad des Verstärkers 54 zu ändern, um so eine Ablesung 1o,oo am Ausgang des Digitalvoltmeters 26 zu erzeugen, unter diesen Bedingungen ergeben Zigarettengewichte zwischen dem ausgewählten maximalen und minimalen Wert, die man durch Einstellung der Widerstände 61 und 62 in der vorstehenden Weise erhält, Ablesungen am Digitalvoltmeter 26 zwischen o,oo und 1o,oo.

Wenn der Schalter S in die Stellung 6 gebracht wird, die "Arbeitsstellung", wird das Ausgangssignal der Waage 24 dem nicht inversen Eingang des Verstärkers 54 zugeführt. Die dem minimalen Gewichtswert von dem Widerstand 62 entsprechende Spannung wird über den Widerstand 65 dem umkehrenden Eingang zugeführt. Das Ergebnis besteht darin, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 54 den Gewichtsunterschied zwischen dem

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tatsächlichen Zigarettengewicht und dem ausgewählten minimalen Gewicht darstellt, welches am Widerstand 62 eingestellt ist. Der Ausgang des Verstärkers 54 ist mit dem Digitalvoltmeter 26 verbunden. Wenn eine Zigarette genau das gleiche Gewicht wie das gewählte minimale Gewicht hat, ergibt sich demzufolge am Digitalvoltmeter 26 die Ablesung null. Wenn die Zigarette genau das maximal ausgewählte Gewicht hat, ergibt sich am Digitalvoltmeter die Ablesung 1o,oo.

Da, wie vorstehend erwähnt, die bedeutendste Ziffer der Anzeige des Digitalvoltmeters 26 als Darstellung des zu einer jeden Zigarette gehörenden Gewichtsbereiches aewählt ist, wird der Bereich zwischen den eingestellten Maximum- und Minimum-Gewichtswerten wirksam in zehn gleiche Gewichtsgruppen unterteilt. Alle zwischen den maximalen und minimalen Gewichtswert fallende Zigaretten werden dann der entsprechenden Zahl von Sammelbehältern 36b bis 36k entsprechend ihrem tatsächlichen Gewicht zugewiesen. Zigaretten, deren Gewichte über dem maximal ausgewählten Gewicht liegen, v/erden von den Behältern 36a bis 36k ignoriert und gegebenenfalls in einen Behälter für "Übergewicht" abgegeben, welches der Behälter 361 ist. Zigaretten, die leichter als das minimale ausgewählte Gewicht sind, erzeugen eine negative Zahl oder den Wert null an dem Ausgang des Digitalvoltmeters 26. Diese negative Zahl wird für das Aussortieren dieser Zigaretten in einen Behälter für "Untergewicht" benutzt, nämlich in den Behälter 36a.

Die Operation nach Gewichtsgruppen für die Sammelbehälter wird anhand des nachstehenden Beispiels erläutert. Die aus vier Ziffern bestehende binärkodierte Zahl "OQOO" erzeugt als Ausgangssignal von dem Digitalvoltmeter 26 ein Ausgangssignal vom Dekodierer 5oa, wodurch der Auswerfer 38a erregt wird, der dem Untergewichtsbehälter 36a zugeordnet ist. Die binären Kodezahlen "0001" bis "1010" erzeugen Ausgangssignale

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an den Dekodierern 5ob bis 5ok für die Erregung der Auswerfer 38b bis 38k, die den zehn Gewichtsgruppen der Behälter 36b bis 36k zugeordnet sind. In gleicher Weise erzeugt jedes Binärkodezahl-Ausgangssignal von dem Digitalvoltmeter 26, welches größer ist als "1o1o" ein Ausgangssignal von dem Dekodierer 5ol für die Erregung des Übergewichtbehälters 361.

Mittels eines Verfahrens zum Einstellen der Einrichtung für das Aussortieren in irgendeine Anzahl von Behältern, beispielsweise eine zwischen eins und zehn liegende Behälterzahl, wird eine zusätzliche Flexibilität erreicht. Dafür wird das vorgesehene Verfahren in Verbindung mit den Einstellschritten wiederholt, die der Betätigung des Schalters S in der Position Nummer fünf zugeordnet sind, mit der Ausnahme, daß der Widerstand 63 eingestellt wird, um irgendeine Zahl von 0,00 bis 10, 00 an dem Ausgang des Digitalvoltmeters 26 anzuzeigen. Die Anzahl der Behälter, in welche der Gegenstand aussortiert werden kann, ist gleich der Gesamtzahl, die am Ausgang des Digitalvoltmeters 26 angezeigt wird, wenn dieses Verfahren durchgeführt wird. Wenn sich also der Schalter S in der Position 5 befindet und . das Ausgangssignal aus dem Voltmeter 26 so eingestellt wird, daß ein Maximum von drei lesbar ist, können nur die Ziffern 1,2 und 3 am Ausgang des Digitalvoltmeters 26 erscheinen. Somit sind die einzig möglichen Meßsignale diese drei Signale. Deshalb können nur drei der Auswerfer 38 auf das Gewicht irgendeiner Zigarette ansprechen.

Dies zeigt, daß eine Anordnung und ein Verfahren für ein schnelles und wirksames Sortieren von Gegenständen entsprechend einer Messung einer körperlichen Eigenschaft eines jeden der zu untersuchenden Gegenstände gefunden sind. Erreicht wird dies dadurch, daß für eine innenwohnende Flexibilität bei den maximalen und minimalen Werten der Größen der zu messenden Eigenschaft, nach welcher sortiert werden soll, und bei der Eeinabstufung der verschiedenen Gruppen gesorgt wird, die bei dem Sortierverfahren gesammelt

werden. 609882/0279

Die Erfindung betrifft auch Anordnungen entsprechend den
folgenden Punkten:

1. Anordnung zum Erzeugen einer Anzeige bezüglich eines

Gegenstandes, insbesondere einer Rauchware, entsprechend einer Messung einer Eigenschaft des Gegenstandes,
gekennzeichnet durch

a) eine Einrichtung (22) zum Fühlen der Größe der
Eigenschaft des Gegenstandes (12),

b) eine Einrichtung zum Überführen des Gegenstandes zu
der Fühleinrichtung (22), welche einen Schwingbalken (•18) aufweist,

c) eine mit der Fühleinrichtung (22) verbundene Einrichtung (24) zum Erzeugen eines vorher festgelegten Meßsignals, welches eine Funktion der Größe der
Eigenschaft ist,

d) eine Anzeigestation (26, 44), die auf das Vorhandensein eines vorher festgelegten Meßsignals zur Erzeugung eines Indexsignals anspricht,

e) eine Transporteinrichtung (3o, 32) für den Transport des Gegenstandes in eine vorher festgelegte Stellung bezüglich der Anzeigestation zu einer vorher festgelegten Zeit nach der Erzeugung des Meßsignals,

f) eine Uberführungseinrichtung (4oa bis 4ol), die mit
der Anzeigestation für die Eingabe des Meßsignals in die Anzeigestation gleichzeitig zu dem Transport des Gegenstandes in die vorher festgelegte Lage verbunden ist, wodurch die Ankunft des Gegenstandes in der

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vorher festgelegten Lage und die Eingabe des Meßsignals zusammenfallen und das Indexsignal nur dann erzeugt wird, wenn das Meßsignal das vorher festgelegte Meßsignal und der Gegenstand in der vorher festgelegten Position angeordnet ist.

2. Anordnung nach Punkt 1/ dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingbalken (18) für eine Translationsbewegung längs einer geschlossenen Bahn in einer im wesentlichen vertikalen Ebene vorgesehen ist.

3. Anordnung nach P_11nV+- 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Einrichtung für die Weiterführung eine Einrichtung (1o, 14) für das aufeinanderfolgende Abgeben der Gegenstände an den Schwingbalken (18) aufweist,

b) der Schwingbalken (18) sich zwischen der Abgabeeinrichtung (1o) und der Fühleinrichtung (22) erstreckt,

c) die Transporteinrichtung (3o) Einrichtungen (32) zum Vorbeifördern einer Folge von Gegenständen an der vorher festgelegten relativen Position in einem vorher festgelegten Muster aufweist, und

d) die tiberführungseinrichtung die Meßsignale der Anzeigestation in dem vorher festgelegten Muster entsprechend dem des Transports der Gegenstände eingibt, wodurch jedes Meßsignal der Anzeigestation synchron zu der Ankunft eines dem Meßsignal entsprechenden Gegenstandes an dieser Station eingegeben wird.

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4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Gegenstände Zigaretten (12) sind und

b) der Schwingbalken (18) und die Transporteinrichtung (3o) die Zigaretten (12) so tragen, daß die Zigaretten in einer horizontalen Ebene liegen.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Anzeigestationen, von denen jede auf die Eingabe eines anderen vorher festgelegten Meßsignals anspricht und nur dann bei den Gegenständen eine Operation ausführt, deren Meßsignal das Signal ist, auf welches die Station anspricht.

6. Anordnung nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von jeder der Stationen ausgeführte Operation das Auswerfen des jeweiligen Gegenstandes in einen Behälter (36a bis 361) ist und daß die Fühleinrichtung (22, 24) das Gewicht der Gegenstände feststellt.

7. Anordnung nach einem der . Punkte ^ kis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Einrichtung zum Erzeugen von Meßsignalen jeweils digitale Signale erzeugt, die einen unterschiedlichen Eigenschaftsbereich anzeigen, in welchen der entsprechende Gegenstand fällt, und,

b) Einrichtungen zum Einstellen dieser die Meßsignale erzeugenden Einrichtung das Ausmaß der Bereiche variiert, die durch die Digitalsignale angezeigt sind.

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8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Punkte _t dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Einrichtung zum Erzeugen von Meßsignalen weiterhin Einrichtungen zum Erzeugen von Gleichstromsignalen aufweist, von denen jedes einer anderen festgestellten Größe entspricht,

b) Analog-Digital-Umsetzeinrichtungen zum Umsetzen der Gleichstromsignale in Digitalsignale vorgesehen sind, so daß die Digitalsignale in binärkodierter Dezimalform vorliegen, und

c) die Einstelleinrichtungen Differenzverstärkereinrichtungen (54) aufweisen, die zwischen die Gleichspannungssignale erzeugende Einrichtung und die Analog-Digital-ümsetzeinrichtung geschaltet sind.

9. Anordnung nach Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungseinrichtung ein Schieberegister (44) aufweist, welches mit der Umsetzeinrichtung gekoppelt ist, und jede der Anzeigestationen einen Dekodierer aufweist, der mit einer der Zellen (46a bis 46k) des Schieberegisters verbunden ist, wobei der Dekodierer auf eines der vorher festgelegten Meßsignale anspricht und mit dem Dekodierer Betätigung seinrichtungen verbunden sind.

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Claims (1)

1. P 25 59 475.6
   Liggett & Myers Inc.
   u.Z. : J 549 M Div. I

   Patentanspruch

   ^rlJ Sortiereinrichtung mit einer die zu sortierenden Gegenstände, z.B. Zigaretten, eingebenden Aufgabestation, mit einer Meßstation zur Erzeugung eines Meßsignals entsprechend der für das Sortieren als Kriterium verwendeten Eigenschaft (z.B. Gewicht) der einzelnen Gegenstände, mit einer die gemessenen Gegenstände an eine Aufgabeeinrichtung übergebenden Fördereinrichtung, längs derer mehrere Ausstoßvorrichtungen angeordnet sind, denen je ein Aufnahmebehälter für zu sortierende Gegenstände zugeordnet ist und die je durch ein Signal von einer von innen zugeordneten Koinzidenzschaltungen, die je ein Signal für das dem zugehörigen Aufnahmebehälter entsprechende Sortierkriterium zu erkennen vermögen, betätigt werden,

   dadurch gekennzeichnet , daß die Ausstoßvorrichtungen (4Oa-4Od) in gleichen Abständen entlang der gleichmäßig vorwärts bewegten Transportbahn (30) der Fördereinrichtung angeordnet sind, daß der Meßstation (24) eine Analog-Digital-Wandler-

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   anordnung (26) nachgeschaltet ist, in welcher die den Sortierkriterien entsprechend erzeugten Signale der Meßstation in eine digitalkodierte Form umgewandelt werden, daß der Analog-Digital-Wandleranordnung ein Schieberegister (44) nachgeschaltet ist, dessen erster Stufe das digitalkodierte Signal zugeführt wird, daß das Schieberegister mit periodischen Verschiebetaktimpulsen beaufschlagt ist, deren Impulsabstand der Laufzeit der Transportbahn (30) zwischen zwei Ausstoßvorrichtungen (4Oa-4Od) gleich ist, daß an aufeinanderfolgende Schieberegisterstufen (48a-48k), deren Zahl der Anzahl Ausstoßvorrichtungen entspricht, je eine als Koinzidenzschaltung arbeitende Dekodierschaltung (5Oa-5Ok) angeschlossen ist, wobei jede Dekodierschaltung auf ein anderes digitalkodiertes Sortierkriterium anspricht und bei dessen Vorhandensein in der zugehörigen Schieberegisterstufe das Signal zur Betätigung der zugeordneten Ausstoßvorrichtung (4Oa-4Od) abgibt, und daß den mit Vergleichsschaltungen verbundenen Schieberegisterstufen (48a-48k) Verzögerungsstufen (46a-46d) vorgeschaltet sind, deren Anzahl so gewählt ist, daß sie bei den verwendeten Verschiebetaktimpulsen eine Verzögerung der digitalkodierten Signale um diejenige Zeit erzeugen, welche ein zu sortierender Gegenstand benötigt, um von der Meßstation (24) zur ersten Ausstoßvorrichtung (40a) zu gelangen.

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