DE4041363A1 - Anordnung zum erfassen von transparenten gegenstaenden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung von eine Bahn durchlaufenden transparenten Gegenständen mittels einer Lichtschranke.

Runde Glasflaschen oder ähnliche Behälter werden mittels sogenannter Rundläufermaschinen etikettiert. Dazu müssen diese Behälter bzw. Flaschen in einen sogenannten Drehstern einer solchen Rundläufermaschine eingeleitet werden. Zur Steuerung dieses Drehsterns muß man feststellen, wie groß der Rückstau dieser Behälter vor der Rundläufermaschine ist. Dazu muß die Anwesenheit solcher Behälter im Rückstaubereich durch einen Sensor sicher erfaßt werden, damit es zu keinen Störungen im Arbeitsablauf kommt. Dasselbe Problem stellt sich bei der Zählung solcher Flaschen.

Will man zu diesem Zweck optische Lichtschranken verwenden, so ergibt sich das Problem, daß die Flaschen in manchen Stellungen den Lichtstrahl einer solchen Lichtschranke unterbrechen, in anderen Stellungen aber durchlassen, so daß eine zuverlässige Anzeige nicht möglich ist.

Eine Aufgabe der Erfindung wird deshalb darin gesehen, hier eine Verbesserung zu schaffen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer eingangs genannten Anordnung dadurch gelöst, daß zwei Lichtschranken nebeneinander und quer zur Bahn angeordnet sind, und daß eine logische Schaltung zur Verknüpfung der Ausgangssignale dieser Lichtschranken vorgesehen ist. Durch die Verknüpfung der Ausgangssignale dieser Lichtschranken gelingt es in überraschender Weise, eine sichere und zuverlässige Anzeige zu erhalten.

Dabei geht man mit besonderem Vorteil so vor, daß die beiden Lichtschranken unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, insbesondere unter einem spitzen Winkel. Es ergibt sich so eine kompakte Anordnung mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit der Anzeige.

Mit besonderem Vorteil geht man gemäß der Erfindung so vor, daß im Strahlengang des Lichtes mindestens einer Lichtschranke auf der vom Lichtsender abgewandten Seite der Bahn eine längliche Blende vorgesehen ist, welche auf den ihr zugeordneten Lichtsender ausgerichtet ist. Diese längliche Blende, die etwa nach Art eines Tunnels ausgebildet sein kann, läßt nur Licht durch, das genau in ihrer Achsrichtung einfällt, so daß Fehlanzeigen durch Lichtbrechungen, Streulicht etc. vermieden werden.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den übrigen Unteransprüchen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit der Erläuterung verschiedener Stellungen des zu erfassenden Gegenstands,

Fig. 3 ein Schaltbild einer elektrischen Auswerteschaltung, und

Fig. 4 eine Variante des bei Fig. 1 verwendeten Reflektors.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung dient bevorzugt zur Erfassung von zylindrischen, transparenten Gegenständen 10. Ein solcher Gegenstand 10, z. B. in Form einer Flasche, ist in Fig. 1 im Schnitt dargestellt. Er hat einen Radius R und wird geführt zwischen zwei stationären Führungsschienen 11, 12, zwischen denen er in Richtung eines Pfeiles 13 transportiert wird, also von links nach rechts, und zwar durch ein Transportband 14, das sich unter den Führungsschienen 11, 12 in Richtung des Pfeiles 13 bewegt.

Unterhalb des Transportbandes 14 befinden sich zwei stationäre Halterungen 16 und 17. Die in Fig. 1 obere Halterung 16, die, bezogen auf die Laufrichtung 13, links liegt, trägt eine Trägerplatte 18, auf der zwei Reflexlichtschranken 21 und 22 angeordnet sind. Dies können z. B. Reflexlichtschranken vom Typ MLV 40-54 der Marke VISOLUX sein. Die Erfindung ist jedoch, wie der Fachmann ohne weiteres versteht, nicht auf die Verwendung von Reflexlichtschranken beschränkt, sondern es können in gleicher Weise sogenannte Einweglichtschranken (Gabellichtschranken) verwendet werden, bei denen der Lichtsender und der Lichtempfänger räumlich getrennt sind.

Beim Ausführungsbeispiel sind die Reflexlichtschranken 21 und 22 unter einem Winkel zueinander angeordnet, d. h. die von ihnen ausgehenden Lichtstrahlen 23 bzw. 24 verlaufen unter einem spitzen Winkel alpha in Richtung zueinander, z. B. beim Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von etwa 15°. Wie man in Fig. 1 erkennt, hat sich die Flasche 10 mit ihrer rechten Seite bereits in die Strahlenbahn des Lichtstrahls 23 bewegt und unterbricht diesen, während der Lichtstrahl 24 nicht unterbrochen wird.

An der Halterung 17, die sich in Fig. 1 unten befindet, ist ein Reflektor 25 befestigt. Dieser hat ein Teil 26, z. B. in Form eines Prismenreflektors, das einen auftreffenden Lichtstrahl, z. B. den Lichtstrahl 24, in sich selbst reflektiert.

Zwischen dem reflektierenden Teil 26 und der Führungsschiene 12 befindet sich eine Blende 27, die mit einer länglichen, tunnelartigen Ausnehmung 28 versehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie die Lichtstrahlen 23 und 24 zum reflektierenden Teil 26 durchläßt, wenn sich keine Flasche 10 im Strahlengang befindet. Wird aber z. B. ein Lichtstrahl durch das Glas einer Flasche gebrochen, so verhindert diese längliche Ausnehmung 28, daß das Licht zum reflektierenden Teil 26 gelangt und von dort reflektiert wird.

Die längliche Ausnehmung 28 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, im Querschnitt trapezförmig, wobei die Seitenwände des Trapezes wie dargestellt denselben Winkel miteinander einschließen wie die Lichtstrahlen 23 und 24, also z. B. ebenfalls 15°.

Fig. 4 zeigt eine Variante einer Blende 27′, die ebenfalls vor einem reflektierenden Teil 26 angeordnet ist. Diese Blende 27′ hat zwei längliche Öffnungen 29 und 30, die sich vom reflektierenden Teil 26 weg erstrecken und ebenfalls miteinander denselben Winkel einschließen wie die (in Fig. 4 nicht dargestellten) Lichtstrahlen 23 und 24. Die Variante nach Fig. 4 kann in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, z. B. dann, wenn Flaschen 10 verschiedenen Durchmessers erfaßt werden sollen.

Fig. 2 zeigt verschiedene Stellungen der Flasche 10. Die Stellung gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 (ebenso wie in Fig. 1) mit I bezeichnet. In dieser Stellung wird der Lichtstrahl 23 unterbrochen, nicht aber der Lichtstrahl 24, d. h. die Lichtschranke 21 gibt kein Signal ab, und die Lichtschranke 22 gibt ein Signal ab.

Die Flasche 10 in der Stellung II ist in Fig. 2 mit 2 bezeichnet. In dieser Stellung werden beide Lichtstrahlen 23 und 24 unterbrochen, d. h. beide Lichtschranken 21 und 22 geben kein Signal ab.

Im Bereich III ist die Flasche 10 in Fig. 2 mit 3a bzw. 3b bezeichnet. In diesem Bereich ist der Lichtstrahl 24 unterbrochen, aber der Lichtstrahl 23 geht ungehindert durch die Mitte der Flasche durch, d. h. nur die Lichtschranke 21 gibt im Bereich III ein Signal ab.

Im Bereich IV ist die Flasche 10 in Fig. 2 mit 4a und 4b bezeichnet. In diesem Bereich ist der Lichtstrahl 23 unterbrochen, aber der Lichtstrahl 24 geht ungehindert durch die Mitte der Flasche 10 hindurch.

Die Bereiche III und IV haben eine gewisse Breite, da hier das Licht durch die Flasche 10 gestreut wird. Durch Verwendung der Variante nach Fig. 4 kann dieser Bereich eingeschränkt werden.

In der Stellung V ist die Flasche 10 in Fig. 2 mit 5 bezeichnet. Die Flasche verläßt hier den Lichtstrahl 23, blockiert aber den Lichtstrahl 24.

In der Stellung VI ist die Flasche 10 in Fig. 2 mit 6 bezeichnet. Sie verläßt hier auch den Lichtstrahl 24, so daß nun beide Lichtschranken 21 und 22 ein Signal abgeben und dadurch anzeigen, daß die Flasche 10 den Sensorbereich verlassen hat.

Man erhält also ein gleichzeitiges Ausgangssignal beider Lichtschranken 21 und 22 nur links von der Stellung I und ab der Stellung VI der Flasche 10. Dazwischen ist immer mindestens eine der Lichtschranken 21, 22 ohne Ausgangssignal. Dies gilt unter folgenden Bedingungen:

• A) Der Radius R der Flasche 10 muß größer sein als der größte Abstand der Abstandsbereiche III und IV, der in Fig. 2 mit x_max bezeichnet ist.
• B) Der Abstand der vorderen Öffnung 33 der länglichen Öffnung 28 von der stationären Führungsschiene 12 muß so gewählt werden, daß die Bedingung A) bei der kleinsten abzutastenden Flasche 10 erfüllt wird. In der Praxis bedeutet dies, daß der Abstand der Öffnung 33 von der Führungsschiene 12 umso kleiner sein muß, je kleiner der Radius R der Flasche 10 ist.

Fig. 3 zeigt eine Auswerteschaltung. Diese hat drei UND- Glieder 35, 36 und 37 und ein NAND-Glied 38. Das Ausgangssignal der Lichtschranke 21 wird dem Eingang 40 des UND-Glieds 35, den invertierenden Eingängen 41 und 42 der UND-Glieder 36 und 37 und dem Eingang 45 des NAND-Glieds 38 zugeführt.

Das Ausgangssignal der Lichtschranke 22 wird den invertierenden Eingängen 43 und 44 der UND-Glieder 35 und 37 und den Eingängen 46 und 47 des UND-Glieds 36 bzw. des NAND- Glieds 38 zugeführt.

Die Ausgänge der drei UND-Glieder 35, 36 und 37 sind zu den drei Eingängen eines ODER-Glieds 50 geführt, an dessen Ausgang das Signal Y ansteht, wenn sich eine Flasche 10 im Strahlengang mindestens einer der Lichtschranken 21, 22 befindet.

Am Ausgang des NAND-Glieds 38 steht das Signal Y/ an, wenn sich keine Flasche 10 im Strahlengang beider Lichtschranken 21 und 22 befindet. Zur Auswertung genügt in den meisten Fällen das Ausgangssignal des NAND-Glieds 38.

Bei Verwendung von Einweglichtschranken (Gabellichtschranken) würden die Teile 21 und 22 der Fig. 1 nur als Lichtsender ausgebildet sein, und man würde in Fig. 4 an den Stellen 51 und 52 zwei entsprechende Lichtsensoren vorsehen, z. B. Fototransistoren, um das Eintreffen eines Lichtstrahls 24 bzw. 23 vom zugeordneten Lichtsender zu erfassen.

Durch die Verwendung eines kombinierten Reflektors 25 gelingt es, die beiden Lichtschranken 21 und 22 sehr nahe beieinander anzuordnen. Beispielsweise zur Erfassung größerer Flaschen kann man auch zwei räumlich getrennte Reflektoren verwenden, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Auch sonst sind Abwandlungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung ohne weiteres möglich.

Claims (10)

1. Anordnung zur Erfassung von eine Bahn (11, 12) durchlaufenden transparenten Gegenständen (10) mittels einer Lichtschranke, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lichtschranken (21, 22) nebeneinander und quer zur Bahn (14) angeordnet sind, und daß eine logische Schaltung (Fig. 3) zur Verknüpfung der Ausgangssignale beider Lichtschranken (21, 22) vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtschranken (21, 22) unter einem Winkel (alpha) zueinander angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (alpha) ein spitzer Winkel ist.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Lichtschranken (21, 22) als Reflexlichtschranke ausgebildet ist.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des Lichtes mindestens einer Lichtschranke (21, 22) auf der vom Lichtsender abgewandten Seite der Bahn (14) eine längliche Blende (28; 29, 30) vorgesehen ist, welche auf den ihr zugeordneten Lichtsender ausgerichtet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende als länglicher Kanal (29, 30) ausgebildet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Reflexlichtschranken mindestens ein länglicher Kanal (28; 29, 30) in einem gemeinsamen Bauteil (27) angeordnet und an seinem Ende mit einem Reflektor (26) versehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (26) dazu ausgebildet ist, einen auftreffenden Lichtstrahl (23, 24) in sich selbst zu reflektieren.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung logische Schaltglieder (35, 36, 37, 38, 50) zum Verknüpfen der Ausgangssignale der beiden Lichtschranken (21, 22) aufweist, um unabhängig von den bei der Vorbeibewegung eines transparenten Gegenstands, z. B. einer Flasche (10), auftretenden Signalkombinationen das Vorhandensein des transparenten Gegenstands (10) im Strahlengang wenigstens einer Lichtschranke (21 oder 22) anzuzeigen.

10. Rundläufermaschine, enthaltend eine Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche im Rückstaubereich vor dem Drehstern.