DE4424058C1 - Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten metallisch leitender Teile in einem Förderstrom - Google Patents
Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten metallisch leitender Teile in einem FörderstromInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals
beim Auftreten von metallisch leitenden Teilen in einem zumindest weitgehend
nichtleitenden Förderstrom, bei der von einem Wechselstromgenerator über eine
Sendespule in einem zu überwachenden Abschnitt des Förderstromes ein elektromagnetisches
Feld aufgebaut wird, dessen Amplituden- und Phasen-Änderungen
mittels eines eine Auswerteschaltung speisenden Spulensystems zur Ableitung
des Erkennungssignals erfaßt werden.
Derartige Einrichtungen sind beispielsweise durch die deutschen Offenlegungsschriften
37 14 009 A1 und 40 17 780 A1 bekannt. Man benötigt sie zum Beispiel
zur Feststellung von Metallteilen in einem im wesentlichen nur aus Papier
oder recyclingfähigen Kunststoff bestehenden Förderstrom, der einer Zerkleinerungsanlage
(Shredder) für die Wiederaufbereitung zugeführt wird. Sind
in dem Fördergut massive Metallteile enthalten, so kann dies zu Störungen im
Arbeitsablauf, wenn nicht gar zur Zerstörung von Maschinenteilen führen, auch
wenn solche Teile nur klein sind. Die Ausführungsform der Fördereinrichtung
kann z. B., je nach Anwendungszweck, ein Gurtförderband, ein Vibrationsförderer,
eine Materialrutsche, eine Fallrohrleitung oder auch eine pneumatische
Förderleitung sein. Die Einrichtung dient dabei dem Schutz von nachfolgenden
Aufbereitungsmaschinen. Dies könnte z. B. eine Schneidmühle, ein Brecher,
eine Feinmahlanlage oder ein Extruder sein. Ähnliche Probleme treten
auch bei der Produktüberwachung auf, beispielsweise in der Zigarettenfertigung
und im Hygieneartikel- und im Lebensmittelbereich. Meist handelt es sich
dabei um die sichere Erkennung von kleinen drahtförmigen, metallisch leitenden
Teilen. Das von der Einrichtung abgegebene Erkennungssignal dient zur Betätigung
von Schutzeinrichtungen, wie optischen und/oder akustischen Signalmitteln,
von Abschalteinrichtungen der Fördereinrichtung, oder auch zur Umleitung
des ein störendes Teil enthaltenden Förderstromes in einen Sammelbehälter
oder dergleichen. Um auch kleine, massive und metallisch leitende Teile
noch erkennen zu können, wird bei bekannten Einrichtungen in der Regel bei
relativ hohen Frequenzen, wie 16 kHz und darüber gearbeitet, weil der Einfluß
solcher Teile auf das Feld des Spulensystems mit der Frequenz des elektromagnetischen
Wechselfeldes zunimmt. Trotzdem können Schwierigkeiten in der Erkennung
kleiner störender metallisch leitender Teile auftreten, vor allem wenn
es sich um kleine und längliche Teile, wie kurze Drahtstücke oder Drahtstifte
handelt. Sie bleiben unter Umständen unerkannt. Ferner sind zum Stand
der Technik noch die deutsche Patentschrift 41 15 350 C2 sowie die US-Patentschrift
49 02 997 zu erwähnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schwierigkeiten zu begegnen
und vor allem auch kleine metallisch leitende, insbesondere drahtförmige Teile
sich erkennbar zu machen.
Dies wird, ausgehend von einer Einrichtung der einleitend beschriebenen Art
nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Spulensystem aus wenigstens zwei,
jeweils Sendespule und Empfangsspulen umfassenden Einzelsystemen besteht, von
denen eines, bezogen auf den Förderstrom so angeordnet ist, daß das magnetische
Feld der Sendespule überwiegend in Richtung des Förderstromes verläuft
und wenigstens ein anderes so angeordnet ist, daß das magnetische Feld der
Sendespule überwiegend quer zur Richtung des Förderstromes verläuft, daß jedes
der Einzelsysteme mit einer Auswerteschaltung versehen ist und daß die
Signalausgänge der Auswerteschaltungen mit einer Auswerte-Logikschaltung verbunden
sind, die so ausgebildet ist, daß sie in Abhängigkeit von den ihr zugeführten
Signalen eine objektspezifische Auswertung durchführt.
Vorteilhaft ist es, wenn die Einzelsysteme in Richtung des Förderstromes hintereinander
liegend angeordnet sind. Eine vorteilhafte Alternative hierzu besteht
darin, daß die Einzelsysteme ineinander verschachtelt sind und zur gegenseitigen
Entkopplung entweder zumindest weitgehend raumsymmetrisch ausgebildet
und angeordnet und/oder mit, vorzugsweise geringfügig in der Betriebsfrequenz
unterschiedlichen Wechselstromgeneratoren verbunden sind. Es ist ferner
von Vorteil, wenn ein Einzelsystem den Förderstrom mit seinen Sende- und
Empfangsspulen umschließt und wenigstens ein anderes so angeordnet ist, daß
seine Sende- und Empfangsspulen auf gegenüberliegenden Seiten des Förderstromes
liegen. Zweckmäßig ist es, die Betriebsfrequenz(en) im Bereich von über
100 kHz zu legen, beispielsweise um 250 kHz. Das erleichtert auch die Entkopplung
der Einzelsysteme, da in diesem Frequenzgebiet die nötige Frequenzselektion
mit relativ geringem Filteraufwand in an sich bekannter Weise realisierbar
ist.
Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für die Erkennung von drahtförmigen
metallisch leitenden Fremdkörpern in strang- oder faserförmigem Gut, wie
in Babywindeln und hygienischen Artikeln aus solchem Gut und in der Fertigung
von Tabakwaren, weil sich gerade in diesen Fällen kleine Drahtstücke, wie sie
von den Bürsten der Faserzubereitung in das Gut kommen können, äußerst unangenehm
bemerkbar machen können. Auch im Holzverarbeitungs-Bereich ist die Erfindung
von Bedeutung, beispielsweise um Nägel oder deren Reste im Holz rechzeitig
zu erkennen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele wiedergebenden
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 die Ansicht einer Metalldetektions-Einrichtung, die
ein Förderband umschließt,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Metalldetektions-Einrichtung
nach der Fig. 1 mit zwei ein Spulensystem
bildenden Einzelsystemen I und II,
Fig. 3 eine schematische räumliche Darstellung der Einzelsysteme
I und II,
Fig. 4 für ein Einzelsystem die Schaltung der Sendespule und
der Empfangsspulen,
Fig. 5 das Blockschaltbild einer Schaltung zur Erklärung
der Ableitung eines Erkennungssignals (Auswerteschaltung),
Fig. 6 ein Schwingungssystem zur Verdeutlichung der Wirkung
von leitenden Teilen im Fördergutstrom auf das
über die Spulen eines Einzelsystems aufgenommene Signal,
Fig. 7 den zeitlichen Verlauf des beim Durchgang eines metallisch
leitenden Teiles auftretenden Signals am
Eingang einer Schwellwert-Schaltung, die der Abgabe
des Erkennungssignals dient,
Fig. 8 eine Schaltung zur Ableitung von Amplituden- und
Phasensignal bei einem Einzelsystem mit nur einer
Empfangsspule,
Fig. 9 eine Spulengestaltung, die das Einzelsystem II nach
Fig. 3 mit einem in dieser Figur gestrichelt eingezeichneten
Einzelsystem III zusammenfaßt,
Fig. 10 ein Beispiel für eine von Auswerteschaltungen gespeiste
Logikschaltung,
Fig. 11 eine Aktivierungs-Zeitdiagramm für eine Logikschaltung
nach Fig. 10,
Fig. 12 ein Beispiel für die Anwendung eines Multiplexers
und eines Demultiplexers zur Reduzierung der Anzahl
von Auswerteschaltungen,
Fig. 13 ein weiteres Beispiel für eine Logikschaltung und
Fig. 14 ein Prinzip-Blockschaltbild für eine gemeinsame
Einstellung für z. B. zwei Auswerteschaltungen.
Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Einrichtung umschließt ein Förderband
B, das in Richtung des aufgezeichneten Pfeiles das auf unerwünschte
metallische Teile, beispielsweise Drahtabschnitte D1, D2 oder eine Schraubenmutter
Mu, zu überprüfende Gut durch die Einrichtung transportiert.
In der Fig. 2 ist ein Schnitt a-a′ durch die Einrichtung nach der Fig. 1
wiedergegeben, die die beiden, das Spulensystem bildenden Einzelsysteme I und
II erkennen läßt. Zum besseren Verständnis sind die einzelnen Spulen der Einzelsysteme
I und II in der Fig. 3 zusätzlich noch räumlich dargestellt. Das
Einzelsystem I hat eine das Förderband umfassende Sendespule Is und zwei Empfangsspulen
Ie1 und Ie2, von denen eine - in Förderrichtung - vorgeschaltet
und eine nachgeschaltet ist, während bei dem Einzelsystem II die Sendespule
IIs über dem Förderband und die beiden Empfangsspulen IIe1 und IIe2 unterhalb
desselben angeordnet sind. Die Spulenorientierung der beiden Einzelsysteme
ist so, daß sich der in der Fig. 2 durch gestrichelte Linienzüge angedeutete
Verlauf der Magnetfelder in dem von den Spulen umschlossenen Raum ergibt.
Jedes der beiden Einzelsysteme ist für sich nach außen durch einen Mantel aus
ferromagnetischem Material (M1, M2) abgeschirmt, unter Belassung von Durchtrittsöffnungen
für den Förderstrom. In der Fig. 2 sind die beiden Mäntel M1
und M2 durch eine verstärkte Linienführung erkennbar gemacht. In der Einrichtung
sind ferner ein die Sendespulen mit Wechselstrom speisender Generator G
und zwei Auswerteeinrichtungen A1 und A2 zur Ableitung der Erkennungssignale
von gegebenenfalls im Fördergut enthaltenen, metallisch leitenden Teilen angeordnet.
Ausführungsform und Anordnung der Spulen sind, ebenso wie die Gehäuseform
und die Form und Art der Durchlaßöffnung zusätzlich in an sich bekannter
Weise dem Anwendungsfall angepaßt. Eine Anschlußleitung AL dient der
Verbindung der Einrichtung mit einer Betriebsstromversorgung. Eine Ausgangsleitung
SL dient zur Weiterleitung der von A1 und A2 abgegebenen Erkennungssignale
an eine der einleitend erwähnten Schutzvorrichtungen. Die Auswerteeinrichtungen
können auch ganz oder teilweise getrennt von der dargestellten
Einrichtung in einem gesonderten Gehäuse untergebracht werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst das Prinzip der Ableitung
eines Erkennungssignals anhand eines der beiden Einzelsysteme erläutert.
Wie die Fig. 4 für die Spulen des zur Erläuterung ausgewählten Einzelsystems
zeigt, sind die Sendespule Is durch den Kondensator Cs und die beiden Empfangsspulen
Iel und Ie2 durch den Kondensator Ce jeweils zu einem auf die Frequenz
des zugeführten Wechselstromes abgestimmten elektrischen Schwingkreis vervollständigt
und bilden im Prinzip ein auf die Frequenz des vom Generator G zugeführten
Wechselstromes abgestimmten Bandfilter. Durch die Unterteilung der
Spule und damit der Induktivität im empfangsseitigen Schwingungskreis ist es
möglich, zwei gegenüber dem Bezugspotential BP gegenphasige und unter sich
betragsgleiche Signale U1 und U2 abzunehmen und den Schaltungen A1 bzw. A2
zuzuführen.
Die Schaltung A1 beginnt, wie die Fig. 5 zeigt, mit einem durch einen sogenannten
Operationsverstärker gebildeten Differenz-Verstärker OP, an dessen
Ausgang eine Aufteilung in einen Amplitudenzweig AZ und einen Phasenzweig PZ
vorgenommen ist. Im Amplitudenzweig AZ wird mittels einer Gleichrichterstufe
SG der Spitzenwert des Signales Uem bestimmt. Im Phasenzweig PZ ist ein Phasendiskriminator
PV eingefügt, dem als Phasenbezugssignal das Signal Use des
Generators G zugeführt wird. Die Ausgangsspannungen von SG und PV werden einem
Komparator K mit einstellbarer Gewichtung zugeführt. Im einfachsten Fall
ist dies ein Subtrahierer mit einem Amplitudenregler in zumindest einem seiner
beiden Eingänge.
In der Fig. 6 ist der Einfluß des Durchgangs eines mittels des Förderbandes
durch die Spulen bewegten, metallisch leitenden Teiles dargestellt. Die von
dem Wechselfeld der Spule Is in dem Teil verursachten Wirbelströme verändern
sowohl die Amplitude als auch die Phasenlage des über Ie1 und Ie2 empfangenen
Signals Uem, das ohne solche Feldstörungen um 90° gegen Use phasenverschoben
ist. Die Änderungen sind durch Pfeile angedeutet. Die Amplitudenveränderung
wird über AZ und die Phasenänderung über PZ ausgewertet.
Die Ausgangsspannung von K wird, gegebenenfalls nach einer Zwischenverstärkung
in einem Verstärker V, über ein Filter F einer Schwellwertschaltung SS
eingespeist, an deren Ausgang das Erkennungssignal AS eines metallisch leitenden
Teiles entnehmbar ist, das als störend zu klassifizieren ist. Zu diesem
Zweck wird der Schwellwertschaltung SS eine im Wert einstellbare Bezugsspannung
Usch zugeführt, bei deren Überschreiten das Erkennungssignal AS im Ausgang
von SS auftritt. Das Filter F unterdrückt den Gleichspannungsanteil im
Ausgang von K und begrenzt das Frequenzspektrum auf den für die Auswertung
vorgesehenen Bereich.
Beim Transport eines metallisch leitenden Teiles durch eine Einrichtung nach
den Fig. 1 bis 5 tritt im Eingang von V bzw. SS ein Signal auf, das einen
für das bewegte Teil charakteristischen Amplitudenverlauf zeigt. Ist das Teil
kurz gegenüber dem Abstand der Spulen Ie1 und Ie2, entsteht bei jedem Passieren
einer der beiden Spulen ein Signal, wie es in der Fig. 7 mit a gekennzeichnet
ist. Ist hingegen das Teil demgegenüber lang, so ist der Verlauf von
AS etwa so, wie es durch b angedeutet ist. In der Fig. 7 ist noch die Wirkung
der Bezugsspannung Usch in der Schwellwertschaltung SS angedeutet. Nur
bei Überschreiten der Schwellenwerte +Usch bzw. -Usch tritt ein Ausgangssignal
AS auf, das als Erkennungssignal dient. Solche Schwellwert-Schaltungen sind
an sich bekannt. Durch die Schwellwertschaltung wird auch ein u. U. störender
Einfluß des Grundrauschens, das in der Fig. 7 als den eigentlichen Signalen
vorausgehend und nachfolgend angedeutet ist, wirksam unterdrückt.
Die Regelmittel für die Ansprechschwelle der Auswerteschaltung sind, vor allem
bei kleinen drahtförmigen metallisch leitenden Teilen eine entsprechende
Einstellung der Maximalamplitude der Ausgangssignale von SG und PV und eine
entsprechende Einstellung der Schwellwert-Spannung Usch für die Schwellwertschaltung
SS. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich auch, wenn das nicht dargestellte
Fördergut beispielsweise ein Textilerzeugnis wie eine Folge Babywindeln,
eine Textilbahn oder faserförmiges Gut wie ein Tabakstrang ist.
Das Einzelsystem nach den Fig. 1 bis 3 verwendet sekundärseitig eine aus
zwei Einzelspulen bestehende Empfangsspule. Man kann auch nur mit einer Spule
arbeiten. In diesem Fall ist, wie in der Fig. 8 gezeigt, das Signal U1 an
dem Schwingkreis abzugreifen und einmal direkt dem Operationsverstärker und
einmal mit einer Phasenumkehr, also einer Phasenverschiebung von 180° zuzuführen.
Dies wird durch die angedeutete Einschaltung einer Phasenumkehrstufe
PU in an sich bekannter Art erreicht.
Beim dargestellten System erfolgt die Verarbeitung der Signale Use und Uem
mittels sogenannter analog arbeitender Baugruppen. Wandelt man diese Signale
vor ihrer Verarbeitung in der Auswerteschaltung durch Analog/Digital-Wandler
in Digital-Signale um, so kann die Verarbeitung auf digitaler Basis durchgeführt
werden. Die entsprechenden Bausteine, wie ein Subtrahierer, ein Komparator,
ein Verstärker, ein Filter und eine Schwellwertschaltung sind im Handel
als sogenannte IC's bekannt und erhältlich.
Generell ist es für derartige Auswerteschaltung und die diese speisenden Spulensysteme
wesentlich, daß eine hohe Empfindlichkeit erreichbar ist. Diese
wird in der Praxis auf den Durchmesser eines kugelförmigen Testkörpers bezogen,
der gerade noch mit der Einrichtung erkennbar ist. Die Kugelform wird
genommen, da für diese die Empfindlichkeit orientierungslageunabhängig ist.
Bei einem Drahtteil ist im Prinzip die gleiche Empfindlichkeit gegeben, wenn
der Drahtdurchmesser zumindest diesem kleinsten Kugeldurchmesser entspricht.
Ist jedoch der Drahtdurchmesser geringer, so ist die Empfindlichkeit bzw. Erkennbarkeit
von der Orientierungslage des Drahtes im Förderstrom abhängig.
Durch die erfindungsgemäße Anwendung von zwei Einzelsystemen I und II wird jedoch
nicht nur auch für ein kurzes Drahtstück die Erkennung gewährleistet,
sondern im gewissen Umfang auch eine Aussage über die Lage in Abhängigkeit
vom Drahtmaterial erhältlich. Dies verdeutlicht die nachfolgende Übersicht,
in der die verschiedenen in der Praxis vorkommenden Fälle wiedergegeben sind.
Es ist dabei zum einen nach der Art des Drahtmaterials und zum anderen nach
der Drahtstücklage unterschieden. Es zeigt sich nämlich, daß sich ein ferromagnetisches
Teil gegensätzlich zu einem nichtferromagnetischen Teil verhält
und demzufolge das Ansprechen unterschiedlich ist. Als Beurteilungskriterium
ist für diese Fälle die Ansprech-Empfindlichkeit der Einrichtung verwendet.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß kleine drahtförmige, metallisch
leitende Teile nur in der Ebene des Förderbandes liegend vorkommen. Für
faserförmiges Gut gilt dies im allgemeinen auch hinreichend gut. In manchen
Fällen kann die räumliche Ausrichtung aber auch so sein, daß sie im wesentlichen
orthogonal zu der Förderband-Ebene verläuft. Das kann zur Folge haben,
daß die den Erkennungsvorgang bestimmende Feldänderung nur gering ist und
dementsprechend die Erkennung zumindest erschwert wird oder unter Umständen
unterbleibt. Dem kann in Weiterbildung der Erfindung dadurch begegnet werden,
daß ein drittes Einzelsystem III, wie gestrichelt in der Fig. 3 angedeutet,
vorgesehen wird, das dem Einzelsystem II entspricht, dessen Spulen aber an
den gegenüberliegenden Schmalseiten des Förderbandes liegend angeordnet sind,
das also, bezogen auf eine durch die Mitte des Förderbandes in Förderrichtung
gedachte Achse, um 90° gegenüber dem Einzelsystem II gedreht ist.
Eine vorteilhafte Alternative dazu besteht in Weiterbildung der Erfindung darin,
daß bezogen auf die Einzelsysteme II und III die Sendespule und die Empfangsspulen
so wie in Fig. 9 gezeigt zu jeweils einer winkelförmig abgebogenen
Spule vereinigt werden. Man kommt dann mit nur zwei Einzelsystemen
und damit nur zwei Auswerteschaltungen aus.
Durch Kombination der Ausgangssignale der beiden Auswertungsschaltungen A1
und A2 werden damit auch kleine und kurze leitende Teile, unabhängig von ihrer
Orientierungslage eindeutig feststellbar. Für die Kombination ist, wie in
der Fig. 10 in einem Blockschaltbild dargestellt, eine Logikschaltung Log
vorgesehen, von deren vier Eingängen einer mit der Auswerteschaltung A1 und
einer mit der Auswerteschaltungg A2 verbunden ist. Ein weiterer Eingang ist
mit einer Lichtschranke Ls verbunden, die wie in Fig. 1 gezeigt im Eingangsbereich
der Einrichtung angeordnet ist und beim Passieren des Fördergutes ein
Signal abgibt. An den Ausgang der Logikschaltung ist ein Zeitverzögerungsglied
angeschaltet, das durch seine Zeitverzögerung sicherstellt, daß die Betätigung
einer der einleitend geschilderten Schutzeinrichtungen zum zeitlich
richtigen Augenblick, bezogen auf die Lage des störenden Teiles im aus der Einrichtung
austretenden Förderstromes, gewährleistet. Der vierte Eingang von Log
ist ebenso wie A1, A2 und VL an einen Taktgenerator TG angeschaltet, der mit
dem von ihm abgegebenen Taktsignal die einzelnen Baugruppen zeitlich synchronisiert.
Die Logikschaltung Log enthält zum Beispiel eine Flip-Flop-Stufe
für das Ausgangssignal von A1 und eine weitere Flip-Flop-Stufe für das Ausgangssignal
von A2. Dadurch wird eine erste Feststellung hinsichtlich störender
Teile möglich. Wird nur ein Flip-Flop umgeschaltet, so handelt es sich
mit hoher Wahrscheinlichkeit um ein drahtförmiges Teil. Werden jedoch beide
Flip-Flop-Stufen umgeschaltet, so ist eine hohe Wahrscheinlichkeit gegeben,
daß sich ein massiveres störendes Teil im Förderstrom befindet. Dieses Kriterium
kann durch eine von den beiden Flip-Flop-Stufen gespeiste Und-Stufe
abgeleitet werden. Das Kriterium für ein drahtförmiges Teil läßt sich durch
eine von den beiden Flip-Flop-Stufen gespeiste Oder-Stufe ableiten. Die Rückstellung
der einzelnen Stufen - vergleiche das Zeitdiagramm in der Fig. 11 -
läßt sich auf einfache Weise durch das von der Lichtschranke LS abgegebene
Signal vornehmen, so daß eine Auswertung jeweils nur während des Durchgangs
von Fördergut durch die Feldbereiche der Einzelsysteme I und II erfolgt. In
manchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein die erwähnte Lichtschranke LS am
Ausgang der Einrichtung, gegebenenfalls auch zusätzlich vorzusehen. Es ist
dann nur auf eine entsprechende gegenseitige zeitliche Abstimmung der Signale
zu achten.
Eine vorteilhafte Möglichkeit zur Reduzierung der Anzahl von Auswerteschaltungen
ist die Verwendung eines Multiplexers und eines Demultiplexers. Dies zeigt
in einem Blockschaltbild die Fig. 12. Die von den Empfangsspulen der Einzelsysteme
I, II und gegebenenfalls III kommenden Signale werden den einzelnen
Eingängen eines Multiplexers Mux zugeführt, der sie dann in zeitlicher Aufeinanderfolge
an eine gemeinsame Auswerteschaltung A abgibt, deren Ausgangssignale
bzw. Erkennungssignale dann über einen Demultiplexer Dmux auf die für
diese Signale vorgesehenen Verarbeitungswege verteilt werden. Die Umlauffrequenz
von Mux und Dmux ist dabei so zu wählen, daß eine der Fördergeschwindigkeit
des zu untersuchenden Gutes angepaßte Erkennung gewährleistet ist. Man
kann auch - wie gestrichelt eingezeichnet - einen gemeinsamen Ausgang für die
Erkennungssignale vorsehen, wenn es nicht auf die Feststellung ankommt, welches
der Einzelsysteme ein störendes Teil im Fördergutstrom erfaßt hat.
Eine andere Ausführungsform der Logikschaltung verwendet - vergleiche die Fig. 13
- zwei in Reihe geschaltete Schieberegister SR1 und SR2. Das Schieberegister
SR1 erhält die Signale A1 bzw. A2 über gegenseitig entkoppelte Eingänge.
Die Entkopplung kann z. B. durch Trenndioden oder eine andere Entkopplungsschaltung
wie eine Oder-Schaltung in an sich bekannter Weise erfolgen. Das
Schieberegister SR1 wird von der Lichtschranke LS für die Durchgangszeit des
zu überprüfenden Fördergutes, z. B. eines Pakets von Babywindeln aktiviert und
kann nur während dieser Aktivierungszeit Signale von A1 bzw. A2 für die Verarbeitung
annehmen. Durch das vom Taktgenerator zugeführte Taktsignal wird
ein angenommenes Eingangssignal in Richtung des Schieberegister-Ausgangs
fortgeschaltet. Die Frequenz des Taktsignals ist so zu wählen, daß das am Ausgang
SR1 abnehmbare, zeitverzögerte Signal genau dann eine Schutzeinrichtung
betätigt, wenn das ein Erkennungssignal in A1 und/oder A2 auslösende störende
Teil im Förderstrom die Schutzeinrichtung wie eine Auswurfeinrichtung AE
erreicht. Man kann also durch die Taktfrequenz in Abhängigkeit von der elektrischen
Länge des Schieberegisters die Fördergut-Laufzeit zwischen dem Erkennungsort
in der Einrichtung und dem Passieren der Schutzeinrichtung berücksichtigen.
Diese Auswurfeinrichtung AE ist dabei nur ein Beispiel für die einleitend
behandelten Formen von Schutzeinrichtungen. Von dem Ausgangssignal
des Schieberegisters SR1 wird beim Beispiel der Eingang eines weiteren Schieberegisters
SR2 gespeist, das ebenfalls vom Taktgenerator fortgeschaltet wird.
Es dient der Ableitung eines Rücksetzsignals (reset) der Logikschaltung, das
seinem Ausgang entnommen wird - vergleiche hierzu auch das Zeitdiagramm in
der Fig. 11 - und das zum einen eine so große Zeitverzögerung sicherstellt,
daß eine Entfernung des ein störendes Teil enthaltenden Fördergutes sichergestellt
ist und zum anderen die relevanten Baugruppen der Einrichtung, vor allem
der Logikschaltung wieder in den Ausgangszustand gebracht werden.
Die vorstehend anhand der Fig. 5 bis 7 erläuterte, für einen bestimmten
Förderstrom erforderliche Grundeinstellung der einzelnen Auswerteschaltungen
bringt zwar eine gewisse Erhöhung der Einstellarbeit, stellt aber ein hohes
Maß an Empfindlichkeit sicher. Diese Einstellarbeit läßt sich in Weiterbildung
der Erfindung dadurch wesentlich reduzieren, daß einander entsprechende
Einstellorgane der beispielsweise zwei Auswerteschaltungen gemeinsam
betätigt werden. Der Erläuterung dieser Möglichkeit dienen die Blockschaltbilder
der Fig. 5, 10, 13 und 14. Einer Einstellung bedürfen die Baugruppen K,
V, F und SS (hinsichtlich Usch). Es wird zunächst eine Einstellung von A1 hinsichtlich
dieser Werte vorgenommen. Die in A1 dann anfallenden Werte werden
an einen Speicher eines Einstellorgans EO abgegeben. Von EO wird dann mit den
in dem Speicher abgelegten Werten A2 auf mechanischem oder elektrischem Wege
eingestellt. Damit ist bereits eine gewisse Grundeinstellung erreicht. Diese
kann nun entweder von A1 nochmals verbessert werden oder auch durch Betätigung
der Einstellorgane von A2, deren Einstellwerte dann über einen Speicher
zur Nachstellung von A1 dienen. Dabei kann auch berücksichtigt werden, daß
die Ansprechempfindlichkeit der verschiedenen Auswerteschaltungen auf störende
Teile unter Umständen unterschiedlich hoch ist, weil sich nicht immer sicherstellen
läßt, daß das Fördergut im gleichen Maß von den einzelnen Einzelsystemen
erfaßt wird. Der Ausgleich der Ansprechempfindlichkeiten ist durch
Korrekturfaktoren für die in den jeweiligen Speicher ein- und/oder ausgelesenen
Einstellwerte in an sich bekannter Weise möglich.
Die einzelnen Einstellwerte können auch für bestimmte Arten und Formen der
Förderströme in Speichern von EO dauerhaft abgespeichert werden. Die abgespeicherten
Werte können dann zur unmittelbaren Einstellung von A1 und A2 bei
der Inbetriebnahme der Einrichtung dienen. Diese Art der gegenseitigen Steuerung
bzw. Einstellung über in einem Speicher sozusagen abgelegte Einstellwerte
läßt sich auch bei der erwähnten Reduzierung der Anzahl von Auswerteschaltungen
mittels einer Multiplexer-Demultiplexer-Schaltung anwenden. Das kann
zum Beispiel in der Weise realisiert werden, daß die Einstellwerte jedes Einzelsystems
nach dem Passieren der durch die Multiplex-Demultiplex-Schaltung
gemeinsamen Auswerteschaltung für jedes Einzelsystem in einem eigenen Speicher
abgelegt werden. Die abgelegten einzelnen Einstellwerte sind dann mit
dem Multiplexvorgang synchronisiert der Auswerteschaltung zur Einstellung auf
das jeweils gerade anliegende Einzelsystem (I, II bzw. III) zeitrichtig zuzuführen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht es daher nicht nur, massive oder
größere metallisch leitende Teile, unabhängig davon, ob sie ferromagnetisch
sind oder nicht (z. B. VA-Stahl), sicher in einem Fördergut zu erkennen, sondern
vor allem auch kleine drahtförmige, metallisch leitende Teile.
Claims (7)
1. Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten von metallisch
leitenden Teilen in einem zumindest weitgehend nichtleitenden
Förderstrom, bei der von einem Wechselstromgenerator über eine Sendespule
in einem zu überwachenden Abschnitt des Förderstromes ein elektromagnetisches
Wechselfeld aufgebaut wird, dessen Amplituden- und Phasenänderungen
mittels eines eine Auswerteschaltung speisenden Spulensystem zur
Ableitung des Erkennungssignals erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spulensystem aus wenigstens zwei, jeweils Sendespule und Empfangsspulen,
umfassenden Einzelsystemen besteht, von denen eines, bezogen auf
den Förderstrom, so angeordnet ist, daß das magnetische Feld seiner Sendespule
überwiegend in Richtung des Förderstromes verläuft und wenigstens
ein anderes so angeordnet ist, daß das magnetische Feld seiner Sendespule
überwiegend quer zur Richtung des Förderstromes verläuft, daß jedes der
Einzelsysteme mit einer Auswerteschaltung versehen ist und daß die Signalausgänge
der Auswerteschaltungen mit einer Auswerte-Logikschaltung verbunden
sind, die so ausgebildet ist, daß sie in Abhängigkeit von den ihr
zugeführten Signalen eine objektspezifische Auswertung durchführt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsysteme
in Richtung des Förderstromes hintereinander liegend angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelsysteme
ineinander verschachtelt sind und zur gegenseitigen Entkopplung entweder
zumindest weitgehend raumsymmetrisch ausgebildet und angeordnet und/oder
mit vorzugsweise geringfügig in der Betriebsfrequenz unterschiedlichen
Wechselstromgeneratoren verbunden sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Einzelsystem den Förderstrom mit seinen Sende- und Empfangsspulen umschließend
und wenigstens ein anderes so angeordnet ist, daß seine Sende-
und Empfangsspulen auf gegenüberliegenden Seiten des Förderstromes liegen.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Einstellorgan vorgesehen ist, das Speicher für die Abspeicherung
von Einstellwerten der Auswerteschaltungen enthält, und daß die
in den Speichern abgelegten Speicherwerte zur Einstellung der Auswerteschaltungen
über mechanische und/oder elektrische Mittel vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrfachausnutzung einer Auswerteschaltung mittels einer
Multiplex-Einrichtung vorgesehen ist.
7. Verwendung einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch ihren Einsatz in einer Fördereinrichtung für insbesondere
strang- und/oder faserförmiges Gut zur Erkennung von drahtförmigen
metallisch leitenden Fremdkörpern.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944424058 DE4424058C1 (de) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten metallisch leitender Teile in einem Förderstrom |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944424058 DE4424058C1 (de) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten metallisch leitender Teile in einem Förderstrom |
Publications (1)
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