DE3313030A1

DE3313030A1 - Verfahren und vorrichtung zum erfassen des belegungszustands eines einreihigen foerderers fuer gefaesse o.dgl.

Info

Publication number: DE3313030A1
Application number: DE19833313030
Authority: DE
Inventors: Alois 8401 Wiesent Schmidbauer
Original assignee: Krones AG; Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE3313030C2

Description

KRONES-AG
Hermann Kronseder
Maschinenfabrik
8402 Neutraubling

Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Belegungszustands eines einreihigen Förderers für Gefäße oder dgl.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zurDurchführung dieses Verfahrens.

Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem die Meßstrecke über ihre gesamte Länge fortlaufend beobachtet wird und die belegten und unbelegten Teilstrecken innerhalb der Meßstrecke gleichzeitig erfaßt werden (FR-PS 1 074 700). Dieses Verfahren ist sehr anfällig für Störgrößen und äußerst aufwendig in der Durchführung. Die zugehörige Vorrichtung weist eine Leuchtröhre und ein streifenförmiges Fotoelement auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Transportwegs parallel zur Transportrichtung angeordnet sind. Die momentane Ausgangsspannung des Fotoelements hängt somit von der Menge des zwischen den Gefäßen hindurchtretenden Lichts ab und ist ein Maß für. die Anteile .bzw. das Verhältnis der belegten und unbelegten Teilstrecken. Die Länge der Meßstrecke wird hierbei durch die Länge des Fotoelements definiert. Das Fotoelement reagiert jedoch auch auf Lichtstreuungen und Lichtbrechungen an den Gefäßen, auf das durch die Gefäße hindurchtretende Licht, falls diese transparent sind, auf Umgebungslicht usw. Außerdem wird seine Ausgangsspannung durch Verschmutzungen der Leuchtröhre und der verschiedenen optischen Einrichtungen beeinflußt. Die bekannte Vorrichtung arbeitet daher ungenau und ist dem rauhen Betrieb im Flaschenkeller oder dgl. nicht gewachsen. Außerdem wächst der konstruktive Aufwand mit der Länge der Meßstrecke enorm an. Der prinzipielle Vorzug des bekannten Verfahrens

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und der zugehörigen Vorrichtung, nämlich eine feinfühlige, .stufenlose Erfassung des Belegungszustands bzw. der Dichte des Gcfäßstroms auf dem Förderer, die eine entsprechend feinfühlige und stufenlose Regelung einer nachgeschalteten Gefäßbehandlungsmaschine oder dgl. ermöglichen würde, kommt daher in der Praxis nicht zum Tragen.

Ferner ist es bekannt, mittels eines Sensors in Form einer Lichtschranke oder dgl. fortlaufend festzustellen, ob sich an einer bestimmten Stelle eines einreihigen Förderers ein Gefäß befindet (DE-OS 15 32 585). Diese Art der Überwachung ist nicht sehr informativ und nur bei speziellen Betriebsbedingungen sinnvoll, z.B. wenn im Einlauf einer Gefäßbehandlungsmaschine durch eine überhöhte Geschwindigkeit des Förderers ein Stau oder zumindest eine geschlossene Gefäßreihe erzeugt wird. In diesem Falle wird durch den Sensor lediglich angezeigt, ob sich der Stau bzw. die geschlossene Gefäßreihe bis zu der überwachten Stelle erstreckt oder nicht. Eine weitergehende Aussage, z.B. über die Dichte des Gefäßstroms, ist nicht möglich. Wird das durch den Sensor gelieferte Signal zur Steuerung einer Gefäßbehandlungsmaschine oder eines Förderers herangezogen, so kann die Steuerung nur nach Art einer Zwei-Punkt-Reaeluna erfolsen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders einfach durchführbares Verfahren zu schaffen, das unabhängig von den Betriebsbedingungen und Umwelteinflüssen ein feinfühliges und genaues Erfassen des Gefäßflusses auf einem einreihigen Förderer erlaubt. Außerdem soll eine einfach und betriebssicher aufgebaute Vorrichtung zur' Durchführung dieses" Verfahrens aufgezeigt werden. · '

Diese Aufgabe wird bei einem, gattungsgemäßen Verfahren durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. ·

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die eigentliche Messung auf einen eng begrenzten Bereich des Förderers beschränkt und es muß lediglich festgestellt werden, ob gerade ein Gefäß oder eine Lücke die Meßstelle passiert. Diese Messung kann äußerst einfach durchgeführt werden und ist unempfindlich gegen Störungseinflüsse. Trotzdem ist eine feinfühlige,

exakte Überwachung des Gefäßflusses möglich, da durch die vorübergehende Speicherung der gemessenen Durchlaufzeiten bzw. Längen der belegten Teilstrecken und der unbelegten Teilstrecken sozusagen eine Meß— strecke simuliert wird, deren Länge durch die Speicherzeit definiert ist^ Aus den momentan gespeicherten Durchlaufzeiten bzw. Längen der belegten und unbelegten Teilstrecken läßt sich somit sehr genau der Lückenan— teil oder Gefäßanteil, der Füllungsgrad usw. auf dem Förderer e'rmitteln-Eine Verlängerung der Meßstrecke bedeutet lediglich eine Verlängerung der Speicherzeit, die Messung bleibt hiervon unberührt.

Eine Reihe von vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver— ■ fahrens, die zu einem besonders einfachen und betriebssicheren Ablauf beitragen, sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 angegeben. Besonders hervorzuheben ist die Weiterbildung gemäß dem Anspruch 8. Durch diese Abfragung eines Sensors mit einer bestimmten Abtastfrequenz läßt

sich eine beliebig feinfühlige Erfassung des Belegungszustands durchführen. Die Sicherheit gegen Störungen und Fremdeinflüsse ist äußerst hoch, da nur zwei verschiedene SignalimpuLse gespeichert werden. Diese bzw. die vorausgehenden Signale sind der Einfachheit halber mit Α-Signal und B-Signal bzw. A-Impuis bzw. B-impuls bezeichnet. Es kann sich hier z.B. um zwei verschiedene Spannungswerte oder noch besser um Spannung-Ein und Spannung-Aus handeln, so daß eine rein digitale Verfahrensweise möglich ist.

Hinsichtlich der Vorrichtung w.ird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich mit einigen wenigen Bauelementen erstellen und ermöglicht trotzdem eine exakte Abtastung des Gefäßflusses auf einem Förderer, ohne den Gefäßfluß selbst zu stören, wie dies z.B. bei der Verwendung von Staufühlern der Fall ist. Es läßt sich jeder beliebige Zwischenwert zwischen den Zuständen "dichte Gefäßreihe" und "kein Gefäß" innerhalb der Meßstrecke stufenlos erfassen. Dementsprechend feinfühlig kann mit Hilfe des so gewonnenen Kennwerts oder Steuersignals die Regelung einer dem Förderer nachgeschalteten Gefäßbehand-

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lungsmaschine bzw. eines weiteren Gefäßförderers erfolgen, der auch vorgeschaltet sein kann.

Einige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die zu einer besonders einfachen und doch exakten Funktion der Vorrichtung beitragen, sind in den Unteransprüchen 12 bis 16 angegeben.

Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt eine Draufsicht auf einen Flaschenförderer mit einem integrierten Blockschaltbild der Vorrichtung zum Erfassen des Belegungszustands.

Der Förderer 1 weist eine Scharnierbandkette 2 auf, die durch einen Getriebemotor 3 in Pfeilrichtung kontinuierlich angetrieben wird, sowie seitliche Geländer L, zur einreihigen Führung der zu fördernden Flaschen 5" Diese werden von einer nicht gezeigten Zusammenführung nicht nur in eine geschlossenen Reihe sondern auch mit mehr oder weniger großen Lücken zugeführt. Dem Förderer 1 ist ein weiterer gleichartiger Förderer 6 nachgeschaltet, der zu einer nicht gezeigten Gefäßbehandlungsmaschine führt, und synchron zu dieser angetrieben wird. Durch eine entsprechende Ausbildung der Geländer L, werden die Flaschen 5 seitlich vom Förderer 1 auf den Förderer 6 allmählich übergeschoben.

In ausreichendem Abstand vor der Übergangsstelle zwischen den beiden Förderern 1 und 6 ist am Förderer 1 eine aus Sender und Empfänger bestehende Lichtschranke 7 angeordnet,· derart, daß die Flaschen 5 mit ihrenzylindrischen Rumpfbereich den Lichtstrahl durchlaufen. Die Lichtschranke 7 liefert in üblicher Weise zwei verschiedene Ausgangssignale, je nach derr ob sie von einer Flasche oder einer Lücke bzw. Leerstelle durchlaufen wire Im vorliegenden Falle ist dies ein Α-Signal mit dem digitalen Wert "1" solange eine Flasche registriert wird, oder ein B-Signal mit dem digitalen Wert "0" solange keine Flasche registriert wird. Diese einfachen digitalen Signale werden in einen an die Lichtschranke 7 angeschlossenen Ketten-Schieberegister 8 eingegeben, der 100 Speicherplätze aufweist. Der Schieberegister 8 wird durch einen angeschlossenen Taktgeber 9 angesteuert, bestehend aus einem auf der Welle des Getriebemotors 3 befestigten Zahn-

rad und einem Fühler, der beim Passieren eines Zahns jeweils einen Schaltimpuls an den Schieberegister 8 weitergibt, worauf der Speicherinhalt jeweils um einen Speicherplatz verschoben wird. Gleichzeitig wird das jeweils anstehende Α-Signal oder B-Signal von der Lichtschranke 7 in den ersten freiwerdenden Speicherplatz eingegeben und es wird der Inhalt des letzten Speicherplatzes gelöscht. Beim Einspeichern in- den Schieberegister 8 wird also das von der Lichtschranke 7 kommende A-Signal oder B-Signal in einen Α-Impuls oder einen B-Impuls mit dem digitalen Wert "1" oder "0" zerhackt. Die durch den Taktgeber 9 festgelegte Abtastfrequenz ist derart gewählt, daß bei einer Weiterbewegung der Scharnierbandkette 2 um 1 cm jeweils ein Schaltimpuls erzeugt wird. Die Abtastfrequenz ist daher wesentlich höher als die maximale Arbeitsfrequenz des Förderers 1 in Flaschen pro Zeiteinheit, da der Flaschendurchmesser mehrere Zentimeter beträgt. Wird die Lichtschranke 7 beispielsweise von einer Flasche mit einem Durchmesser von 10 crn passiert, so werden zehn aufeinanderfolgende Α-Impulse mit dem Wert "I" nacheinander in den Schieberegister 8 eingespeichert. Diese Anordnung erlaubt es, die Lücken zwischen den Flaschen in Zentimeter-Schritten bzw. dem sich hieraus sowie aus der Transportgeschwindigkeit ergebenden Zeittakt zu registrieren.

Von großer Bedeutung ist ferner die Anzahl der Speicherstellen im Schieberegister 9. 100 Speicherstellen bedeuten im vorliegenden Falle, daß der Flaschenfluß auf dem sich an die Lichtschranke 7 anschließenden Meter des Förderers 1 in Form digitaler Impulse'fortlaufend in den Schiebe-, register 8 eingespeichert bzw. abgebildet ist. Dabei werden primär die Durchgangszeiten der belegten und unbelegten Teilstrecken in Impulszahlen gemessen, sekundär infolge der Abhängigkeit der Impulslänge von der Transportgeschwindigkeit auch die Längen der belegten und unbelegten Teilstrecken. Der sich an die Lichtschranke 7 anschließende Meter des Transportwegs stellt somit eine simulierte Meßstrecke dar, die mit L bezeichnet ist. Beispiele für belegte und unbelegte Teilstrecken sind mit Iu und 1 eingetragen. Infolge der Synchronisierung des Taktgebers 9 mit der Transportgeschwindigkeit des Förderers i bleibt die Länge der Meßstrecke L auch im Betrieb mit verschiedenen Transportgeschwindigkeiten konstant, wobei sich die Abtastfrequenz entsprechend ändert. -

An den Schieberegister 8 ist eine Auswertungseinrichtung 10 angeschlossen, |

die gleichzeitig alle 100 Speicherstellen kontinuierlich überwacht und je 1

nach Belegung der Speicherstellen mit den Impulsen "0" oder "1" einen |

variablen Kennwert erzeugt. Im vorliegenden Fall wird der Kennwert ·}

durch eine Spannung von 0 bis 10 Volt gebildet, proportional zur BeIe- 1

gung der Speicherplätze mit dem Wert "1". Sind alle Speicherstellen mit \

0 belegt, so ist die Ausgangsspannung der Auswertungseinheit 10"NuIl Volt. \ Sind alle Speicherstellen mit dem Wert "1" belegt, so ist die Ausgangsspan- j nung 10 Volt. Dazwischen sind 99 Zwischenwerte möglich, die exakt ange- J ben, wieviel Prozent der Meßstrecke L mit Flaschen 5 belegt sind. Die ? Ausgangsspannung wird in einem Instrument 11 angezeigt und außerdem. | der Steuereinrichtung der nicht gezeigten Gefäßbehandlungsmaschine züge- f leitet. Diese regelt die Arbeitsgeschwindigkeit der Gefäßbehandlungsmaschi- ne und des synchron laufenden Förderers 6 derart, daß die Flaschen beim f Übergang auf dem Förderer 6 sanft und stoßfrei aufschließen und eine ge- ■■ schlossene Reihe bilden. Genausogut ist es mögLich, eine vorangehende Maschine oder Transporteinrichtung derart zu steuern, daß auf dem Förderer

1 möglichst immer eine geschlossene Flaschenreihe vorherrscht. 0i*S ist
ohne weiters möglich, da der von der Auswertungseinrichtung IO gelieferte Kennwert bereits auf Lücken von 1 cm anspricht und andererseits
übermäßige Schwankungen vermieden werden.

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Claims

Hermann Kronseder ■ 8. April 1983

Maschinenfabrik
Neutraubling

Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Belegungszustands eines
einreihigen Förderers für Gefäße oder dgl.

Patentansprüche

_. Verfahren zum Erfassen des Belegungszustands eines einreihigen ~ Förderers für Gefäße oder dgl., wobei der Anteil der belegten Teil- '■ strecken und/oder der Anteil der unbelegten Teilstrecken innerhalb j einer Meßstrecke festgestellt und hieraus ein variabler Kennwert für den Belegungszustand ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß an einem bestimmten Punkt des Transportwegs die Durchlaufzeiten der belegten und/oder unbelegten Teilstrecken nacheinander
fortlaufend festgestellt und für eine bestimmte Speicherzeit vorüber-_;; gehend aufbewahrt werden und daß der variable Kennwert aus den -: momentan gespeicherten Durchlaufzeiten ermittelt wird. j
2. Verfahren nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß zusatz- '| lieh die Transportgeschwindigkeit gemessen und hieraus sowie aus j den gemessenen Durchlaufzeiten die Längen der belegten und/oder J unbelegten Teilstredken ermittelt und vorübergehend gespeichert § werden. j
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Speicherzeit derart festgelegt wird, daß der Transportweg innerhalb der Speicherzeit der Länge, der zu simulierenden toeßstrecke
entspricht.
A. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betrieb des Förderers mit wechselnder Transportgeschwindigkeit die Speicherzeit umgekehrt proportional zur Transportgeschwindigkeit verändert wird, derart, daß die Länge der simulierten Meßstrecke konstant bleibt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufzeiten an der Einlaufstelle der simulierten Meßstrecke gemessen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu messenden Durchlaufzeiten in Impulse zerlegt und die Impulse gezählt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines ortsfest gehaltenen Sensors, der während des Passierens eines Gefäßes ein Α-Signal und während des Passierens einer Lücke ein davon verschiedenes B—Signal liefert, wobei die Α-Signale und/oder B-Signale vorübergehend gespeichert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die A— Signale und/oder B-Signale mit einer bestimmten Abtastfrequenz in Α-Impulse bzw. B-Impulse zerlegt werden und jeweils eine konstante Gesamtzahl von Impulsen fortlaufend gespeichert wird, indem beim Eingang eines neuen Impulses der älteste Impuls gelöscht wird.

9- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- — tastfrequenz- in Impulsen pro Zeiteinheit ein mehrfaches der maximalen Arbeitsfrequenz des Förderers in Gefäßen pro Zeiteinheit beträgt.

1Ü. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Anteil der gespeicherten Α-Impulse und/oder B-Impulse an der Gesamtzahl der gespeicherten Impulse oder aus dem Verhältnis der gespeicherten Α-Impulse und 3-impulse fortlaufend der variable Kennwert für den Belegungszustand des Förderers ermittelt wird.

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11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, ge- | kennzeichnet durch einen ortsfest am Förderer (1) angeordneten Sensor (7), der während des Passierens eines Gefäßes ein Α-Signal und während des Passierens einer Lücke ein davon verschiedenes B- · Signal abgibt, durch einen Speicher (8,9) für die Signale des Sensors (7), der diese für eine bestimmte Speicherzeit aufnimmt, und durch eine Auswertungseinrichtung (10),die in Abhängigkeit vom Speicherinhalt einen variablen Kennwert für den Belegungsgrad des Förderers (1) ermittelt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor durch eine Lichtschranke (7) gebildet wird.

13- Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher einen Schieberegister (8), der die Signale des Sensors (7) in Form von Α-Impulsen und/oder B-Impulsen vorübergehend speichert, sowie einen den Schieberegister (8) weiterschaltenden Taktgeber (9) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz des Taktgebers (9) proportional mit der Transportgeschwindigkeit des Förderers (1) erhöht bzw. erniedrigt wird.

15- Vorrichtung nach Anspruch 1Λ, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (9) ein . synchron^ zum Förderer (1) antreibbares Zahnrad und einen dieses abtastenden Fühler aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinrichtung (10) proportional zum Anteil der momentan gespeicherten Α-Impulse oder B-Impulse an der Gesaratzahl von Speicherplätzen oder proportional zum Verhältnis der momentan gespeicherten A-lmpulse und B-Impulse ein variables Kennsignal, insbesondere eine variable Spannung erzeugt.