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Verfahren und Einrichtung zum Sortieren von Körpern nach Farben Maschinen,
welche ein Gemisch von verschiedenfarbigen Körpern nach Farben sortieren, sind bereits
bekannt. Diese Maschinen haben zwei völlig voneinander verschiedene Aufgaben zu
lösen; sie müssen zuerst aus einer Anzahl von Körpern die einzelnen Stücke herausnehmen
und diese dann nach Farben trennen. Die Erfindung bezieht sich auf die zweite dieser
Tätigkeiten. Nach dem Heraussuchen aus der Menge wurden bis jetzt die einzelnen
Stücke vor ein festes Fenster gebracht, das einen Teil der Oberfläche des Stückes
abblendete. Dieser Teil wurde mit Hilfe einer geeigneten Lichtquelle und eines Kondensors
belichtet, das reflektierte Licht durch ein Objektiv auf eine lichtelektrische Zelle,
eine Selenzelle o. dgl., geworfen, die in einem elektrischen Stromkreis liegt. Da
der die Zelle durchfließende Strom, wie Versuche zeigen, infolge der durch die Belichtung
mit verschiedenfarbigem Licht hervorgerufenen Widerstandsänderungen o. dgl. verschieden
stark ist, kann er als Kraftquelle zum Antrieb von Sortiervorrichtungen verwendet
werden, welche die belichteten Körper nach Farben trennen. Die einfachste Einrichtung
besteht darin, den durch die Zellen gehenden, von einer Batterie gelieferten Strom,
der bei unbelichteter Zelle fast Null ist, durch ein als Relais wirkendes Amperemeter
zu leiten, dessen Zeiger je nach der Stromstärke, also je nach der Farbe des reflektierten
Lichtes, verschieden weite Ausschläge macht, hierdurch Kontakte schließt und auf
diese Weise und mit Hilfe einer oder mehrerer besonderer Batterien die Sortiervorrichtung
betätigt. Die für den geregelten Sortiervorgang unerläßliche Forderung, daß das
von dem zu sortierenden Körper reflektierte Licht stets in der richtigen Lage und
Ausdehnung auf die lichtelektrische Zelle fällt, wurde dadurch erfüllt, daß das
Sortiergut an ein während der Belichtung in Lage und Größe
festes
Fenster gepreßt wurde, das gegen die optische Einrichtung entsprechend justiert
war. Bei diesem Verfahren ist eine Anzahl von Arbeitsgängen auszuführen, wie die
Beförderung des Gutes von dem Ort, an dem der Körper einzeln aus der Menge ausgesucht
wird, zur Belichtungsstelle, das Erfassen und Befördern des Körpers vor das Fenster,
wodurch eine Belichtung einer oder auch mehrererZellen erfolgt, und die Wegbeförderung
des Körpers vom Fenster. Diese Arbeitsgänge erfordern einen Zeitaufwand, der für
das Belichten nur zum geringen Teil nutzbar gemacht wird, im besonderen aber sind
absatzweise Bewegungen nötig, die ein einfaches, rasches und völlig zuverlässiges
Arbeiten infolge der Wirkung der Massenkräfte nicht zulassen.
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Das neue Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, das Sortiergut
während der Belichtung der Zellen zu bewegen und optische Hilfsmittel, z. B. bewegliche
oder feste Linsen, Spiegel oder Prismen, vorzusehen, die das vom Sortiergut reflektierte
Licht stets richtig auf die lichtelektrischen Zellen bringen. Dadurch kann die gesamte
zur Verfügung stehende Zeit für die Belichtung verwendet werden; insbesondere tritt
eine mechanische Begrenzung der Arbeitsgeschwindigkeit nur noch so weit ein, als
sie durch die Leistung der lichtelektrischen Zelle bedingt ist, während die Betriebssicherheit
auf ein Höchstmaß heraufgesetzt wird.
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In der Zeichnung sind schematisch die Sortier; einrichtung einer Farbensortiermaschine
sowie Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
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Abb. i gibt die grundsätzliche Anordnung einer Sortiervorrichtung
wieder; Abb.2 stellt die Brückenschaltung dar, wenn zur Aufhebung der Zellenträgheit
zwei Zellen verwendet werden, eine Anordnung, die bei Verwendung trägheitsloser
Zellen natürlich wegfällt; Abb. 3 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens,
die hauptsächlich für Anwendung einer trägheitslosen Zelle sich eignet, aber auch
für den Einbau zweier Zellen brauchbar ist. Die Ausführung nach Abb. 4 ist dagegen
nur anwendbar, wenn. zwei Zellen zur Aufhebung der Zellenträgheit benützt werden.
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Im Prinzip geht die Farbensortierung wie folgt vor sich Der durch
die Blende z (Abb. i) von dem zu sortierenden Körper K ausgeblendete Oberflächenteil
wird durch den Kondensor 3 mit dem Licht der Lampe 2 belichtet. Das reflektierte
Licht wird von einem Objektiv 4 auf die Zelle Zl geworfen, die mit dem Amperemeter
6 in einem Stromkreis angeordnet ist, der durch eine Batterie 5 mit Strom versorgt
wird. Im unbelichteten Zustand der Zelle ist der Strom fast Null, so daß der Zeiger
7 des Amperemeters in der Ruhelage bleibt. Nach Belichtung der Zelle fließt Strom
durch das Amperemeter, und der Zeiger 7, der einen Schleifkontakt trägt, macht einen
Ausschlag. Ist der Strom schwach, was z. B. bei Belichtung mit rotem Licht der Fall
ist, dann wird der Zeiger 7 den Kontakt g nicht berühren und der nach der Belichtung
in das Rohr 15 geworfene Körper K fällt durch das Rohr 16. Ist dagegen der
durch das Amperemeter fließende Strom etwas stärker, was z. B. bei Belichtung von
Z1 mit grünem Licht eintritt, dann wird der Zeiger 7 den Kontakt g berühren. Dadurch
geht ein von der Batterie 8 gelieferter Strom durch den Magneten ii, welcher die
Klappe i2 umlegt und dadurch den Körper K durch das Rohr 17 leitet. Bei starkem
Strom, z. B. bei weißem Licht, wird der Schleifkontakt des Zeigers 7 auf dem Kontakt
io, der praktisch mit kleinem Zwischenraum an g anschließt, schleifen, wodurch der
durch den Magneten 13 fließende Strom die Klappe 1. so umlegt, daß der Körper K
durch das Rohr 18 fällt. Die beiden Klappen 12 und 14 werden mechanisch in der umgelegten
Stellung so lange festgehalten, bis der Körper K die Klappe passiert hat. Außerdem
wird in Wirklichkeit der Strom der Batterie 8 erst eingeschaltet, kurz bevor der
Körper K in die Röhre 15 gestoßen wird, also zu dem Zeitpunkt des der Farbe entsprechenden
größten Ausschlages des Zeigers 7. Dadurch können die Klappen 12 und 14 nie gleichzeitig
umgelegt werden.
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In den früheren Ausführungen waren die Blende i und der Körper K während
der Belichtung fest, während nach der Erfindung der Körper K mit oder ohne Blende
i sich gleichmäßig bewegt. Um trotzdem eine Bewegung des Lichtscheines -auf 7.1
zu verhindern, schaltet man am einfachsten zwischen Objektiv 4 und Zelle Z1 ein
Objektiv 25 (Abb. 3) ein, das so gewählt wird, daß die Öffnung des Objektivs 4 auf
der Zelle Z1 in ihrer Größe abgebildet wird. Dadurch wird das gesamte vom Objektiv
4 aufgenommene Licht auf Z1 vereinigt und, da die ganze Fläche des Objektivs 4 von
--jedem Punkt des. Gegenstandes K Licht erhält, gleichmäßig auf Z1 verteilt, ohne
daß bei der Bewegung von K der Lichtschein auf Z, sich bewegt, da das Objektiv 4
fest ist. Das Objektiv 25 muß nur groß genug sein, um in jeder Lage von K das ganze
Licht aufnehmen zu können. Diese Bedingung ist am sichersten zu erfüllen, wenn das
Objektiv4 ein Bild des Körpers K im Objektiv 25 oder in dessen Nähe entwirft. Es
ist klar, daß in diesem Falle die bewegliche Blende i auch in die Ebene dieses Bildes
verlegt werden kann.
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Wenn zur Aufhebung der Zellenträgheit noch eine zweite Zelle Z2 durch
Umlegen des Spiegels ig mit demselben Licht wie Z1 und gleich lange wie diese belichtet
wird, dann werden die beiden Zellen nach Abb.2 in Brückenschaltung mit Widerständen
W, und W2 verbunden, wobei zweckmäßig W1 = Dunkelwiderstand von Z, und W2 = Dunkelwiderstand
von Z2 ist.
In diesem Falle kann man infolge der gleichmäßigen Lichtverteilung
den Lichtschein so groß wählen, daß er beide Zellen gleichzeitig überdeckt, während
eine vor den Zellen sich bewegende Lochblende 2o die Belichtung der Zellen nacheinander
bewirkt.
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Bei Verwendung von zwei Zellen kann auch die Vorrichtung nach Abb.
4 verwendet werden. Der in Stellung I beleuchtete Teil des Sortiergutes K wird durch
das Objektiv 4 auf die Zelle Z1 projiziert. Bewegt sich das Gut mit dem Fenster
i bis zur Stellung II, dann wandert auch der Lichtschein von Zelle Z1 zu Zelle Z2
und beleuchtet auch diese Zelle. Ist die Bewegung des Gutes gleichmäßig, dann ist
auch die Belichtungszeit beider Zellen gleich lang. Man sieht, daß die Bewegung
des Gutes K gleichzeitig auch die Weiterleitung des Lichtscheines von der einen
Zelle auf die andere vornimmt. Die gesamte übrige Anordnung bleibt im Prinzip wie
in Abb. i und 2 dargestellt und bereits beschrieben.
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Es ist notwendig, daß bei der Ausführung des Verfahrens, gleichgültig
auf welche Art, die beleuchtete Oberfläche des Gutes von der optischen Einrichtung
stets für alle Stücke einen nahezu gleichbleibenden Abstand hat. Da die Stücke ein
und derselben Art von Sortiergut häufig verschieden groß sind, so müssen Einrichtungen
geschaffen werden, welche die Einflüsse der Größenunterschiede aufheben.
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Dies kann dadurch erfolgen, daß das Gut während der Belichtung durch
eine in der Höhe veränderliche, mitgehende Unterlage an die bewegte Blende gepreßt
wird oder auch einfach dadurch, daß das Sortiergut, ehe es in die Farbensortiermaschine
kommt, nach Größe sortiert wird, wodurch sämtliche Stücke des Gutes auf derselben
Ebene sich bewegen. Die Maschine braucht dann nur für die verschiedenen Größen einstellbar
zu sein, oder es sind für die verschiedenen Größen verschiedene Maschinen vorhanden.
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Von großer Wichtigkeit ist noch, daß die Bewegungsrichtung des Körpers
K senkrecht zu jener Ebene erfolgt, in welcher die optische Achse 2i-22 des Kondensors
3 und die optische Achse 22 -23 des Objektivs 4 bzw. 4 und 25 liegen. In Abb. i
ist also die Bewegung von K senkrecht zur Ebene der Zeichnung. Diese beiden optischen
Achsen liegen am besten in einer Ebene senkrecht zur beweglichen Blende i, so daß
ihre optischen Achsen mit der Blendennormale 22-24- bei Mittelstellung der Blende
gleiche Winkel einschließen, da bei dieser Stellung vom Objektiv 4 stets das meiste
reflektierte Licht aufgenommen wird. Bei dieser Bewegungsrichtung wird am besten
die Bedingung erfüllt, daß während der Bewegung möglichst derselbe Teil der Oberfläche
des Körpers belichtet wird, eine Bedingung, die besonders bei Verwendung von zwei
Zellen erfüllt werden muß.