DE475612C - Vorrichtung zum Sortieren, bei der das Ansprechen lichtempfindlicher Vorrichtungen infolge von Licht eine Anzeigevorrichtung in Taetigkeit setzt - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf eine Sortiermaschine, bei der das Zur-Wirkung-Kommen von lichtempfindlichen Apparaten durch auf die Gegenstände und auf den Apparat fallendes Licht eine Vorrichtung in Tätigkeit setzt, um die Gegenstände nach Maßgabe festgelegter, durch Licht unterscheidbarer Merkmale zu scheiden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Maschine dieser Art, die es gestattet, rasch Gegenstände in Augenschein zu nehmen, selbst wenn sie eine große Oberfläche haben, um verhältnismäßig geringe örtliche Verschiedenheiten oder Unvollkommenheiten festzustellen und die Gegenstände entsprechend zu scheiden.

Allgemein besteht die Erfindung darin, daß in einer Maschine dieser Art eine Reihe von lichtempfindlichen Zellen vorgesehen wird, die so angeordnet sind, daß sie fortschreitend die entsprechenden Teile jedes zu sortierenden Gegenstandes prüfen, wobei das Wirken der Abscheidungsvorrichtung dann vom Ansprechen einer beliebigen Zelle auf die entsprechenden durch Licht unterscheidbaren Merkmale der Fläche abhängig ist.

Die Erfindung sei nunmehr beispielsweise in Anwendung auf eine Maschine Z¹Um Prüfen oder Sortieren von mit Zinn plattierten oder galvanisierten Blechen beschrieben. Eine solche Maschine ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar ist

Abb. ι eine zum Teil schematische Gesamtansicht der Maschine, zum Teil schaubildlich gehalten,

Abb. 2 eine schematische Darstellung der Stromkreisschaltungen für den Fall, daß nur Wechselstrom verfügbar ist,

Abb. 3 im Querschnitt ein Halter für eine lichtelektrische Zelle, die deren Beziehung zu der Lichtquelle angibt, und

Abb. 4 eine schematische Darstellung eines Netzkreises, wie er Anwendung finden kann, wenn Gleichstrom verfügbar ist.

Bei der Herstellung von zinnplattiertem oder galvanisierten Stahlblechen ist es äußerst widrig, daß die Oberfläche gänzlich mit Zinn oder Zink bedeckt ist. Die Anwesenheit selbst der kleinsten Unvollbommenheit im Überzug, die durch Schmutz oder Rost veruirsacht wird, ist schädlich, weil sie einen Angriffspunkt für korrodierende Mittel bietet.

Gemäß der Erfindung ist eine Beobachtungs- und Sortiervorrichtung geschaffen, die gänzlich selbsttätig wirkt und die in keiner _Weise von der Achtsamkeit oder Geschicklichkeit eines Arbeiters abhängt. Die plattierten Flächen werden unter und in der Nähe einer

Mehrzahl von lichtelektrischen Vorrichtungen hindurchgeführt, die längs einer Linie quer zur Bewegung des Bleches angebracht sind, und zwar so, daß sie durch darauf von dem Blech reflektiertes Licht beleuchtet werden. Jegliche Veränderung in der Beleuchtung wenigstens einer der lichtelektrischen Vorrichtungen verursacht eine Änderung in ihrem elektrischen Leitvermögen, und diese wird dazu benutzt, das Ansprechen eines Relais herbeizuführen, das; die Klassifizierung des Bleches regelt, nachdem es die beleuchtete Zone durchlaufen hat. Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung nach Abb. ι ist eine Vorrichtung ι nach Art eines Förderwerkes oder Conveyors vorhanden. Dieses Förderwerk besitzt eine Mehrzahl von Rollen 2, die durch Riementrieb verbunden und von einem Motor 3 .angetrieben werden. Weiter sind mehrere Rollen 4 vorhanden, die mit höherer Geschwindigkeit vom gleichen Motor zu einem später beschriebenen Zweck angetrieben werden.

Ein Auslauftrichter 5, der zu einem Behälter zur Aufnahme ausgeschiedener Platten leitet, ist unmittelbar in der Nähe des letztgenannten Rollenpaares angebracht. Ein Kipptisch 6 sitzt über dem Auslauf 5 und ist mit dem beweglichen Kern eines Solenoids 7 verbunden.

Ein Gehäuse 8 enthält eine Mehrzahl von lichtempfindlichen Zellen in später noch beschriebener Anordnung. Das Gehäuse liegt parallel zu den Rollen und wird im geringen Abstand über der Ebene der Oberkanten der unteren Rollen angebracht.

Eine linienförmige Lichtquelle 9, z. B. ein Faden oder ein Schlitz, in einem eine Glühlampe o. dgl. umschließenden Zylinder sitzt im gerundeten Teil 10 des Gehäuses 8 und wird von einer geeigneten Batterie 11 gespeist. Ein Röhrenverstärker 12 ist mit den elektrischen Zellen verbunden, die in dem Gehäuse in einer später im einzelnen beschriebenen Weise enthalten sind, und der Leitungskreis des Verstärkers wirkt auf das bewegliche Element 13 einer Relaisvorrichtung 14 ein.

Dem Anker der Relaisvorrichtung ist ein Paar feste Kontakte 16 und 17 zugeordnet, und eine Feder 18 sucht diese Kontakte unterbrochen zu halten.

Ein Stromkreis führt vom Kontakt 16 über einen Widerstand 20, einen zweiten Widerstand 21, einen Leiter 22, das Solenoid 7, einen zweiten Leiter 24 und zurück zu dem festen Kontakt 17. Eine Spannungsquelle 25 ist in Reihe mit einem Widerstand 26 in Brücke zu dem die Solenoidwicklung enthaltenden Kreis angeordnet.

Ein zweiter Kreis ist in Nebenschluß zum Haltesolenoid 7 geschaltet; darin ist eine bewegliche Kontaktvorrichtung 27 enthalten, zu der ein drehbarer Nocken 28, ein fester oder veränderlicher Widerstand 29 und eine Mehrzahl von Kontaktvorrichtungen 30 gehören.

Das Gehäuse 8 enthält ein kastenartiges Gebilde, in dem eine Mehrzahl von lichtelektrischen Zellen untergebracht ist und das auch die linienförmige Lichtquelle trägt. Die Konstruktion des Gehäuses ist am deutlichsten aus Abb. 3 erkennbar, die einen Querschnitt durch das Gehäuse nach einer Ebene entsprechend der Mittellinie einer der lichtelektrischen Zellen zeigt, die darin untergebracht sind.

Wie man aus. Abb. 3 erkennt, wird jede einzelne lichtelektrische Zeile, die aus einem Gefäß 31, einer Anode 32 und einer lichtempfindlichen Kathode 33 besteht, in geneigter Lage im Gehäuse 8 gehalten. Das Gehäuse ist mit einem beweglichen Deckel 34 versehen, der durch ein Scharnier 3 5 gehalten wird, das in der Gehäuselängsrichtung verläuft, damit jede einzelne lichtelektrische Zelle leicht eingebracht oder herausgenommen werden kann. Der gerundete Gehäuseteil 10 ist mit Federklammem 36,37 ausgerüstet, zwischen denen die Lichtquelle abgestützt ist, und er ist am Gehäuse 8 durch eine Anzahl Von Schrauben 38 befestigt. Im Gehäuse befindet sich ein Querkanal 40, der parallel zum Faden 41 der Lampe ist. Am oberen Ende des Kanals befindet sich eine Sammellinse 42. Das Licht des Fadens 41 wird auf einer Platte 43 oder einem sonstigen Gegenstand mit reflektierender Oberfläche konzentriert und wird von hier zu der lichtempfindlichen Kathode der Lichtzelle zurückgeworfen, wie Abb. 3 zeigt.

Damit die Vorrichtung bei Fehlen einer reflektierenden Platte nicht wirkt, ist ein Spiegel 44 unmittelbar unter der Zone angebracht, in der das Brennpunktbild des Fadens durch die Linse auf der Platte entworfen wird. Dieser Spiegel dient -um Rückwerfen des Lichtes auf die lichtempfindliche Kathode 33 während der Lücken zwischen den aufeinanderfolgenden Platten.

Die besondere Art der Konstruktion des Lichtzellenhalters ist nicht Gegenstand der Erfindung, die sich hauptsächlich mit einer χ Kombination einer Hchtelektrischen Zelle, einer reflektierenden Oberfläche und einer linearen Lichtquelle beschäftigt. Bei einer Ausführung der vorhegenden Erfindung ist jede einzelne Zelle von der benachbarten durch eine sehr dünne Scheidewand 45 getrennt, damit sie nur durch Licht beeinflußt wird, das von dem Teil der Platte reflektiert wird, der darunter ist, und nicht durch Licht, das von solchen Punkten der Platte reflektiert wird, die in der Nähe von Nachbarzellen liegen. Es ist naturgemäß möglich, jeder ein-

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zelnen lichtelektrischen Zelle einen besonderen Glühkathodenve.rstärker zuzuteilen, aber praktisch hat es sich zweckmäßiger erwiesen, die Zellen in Gruppen anzuordnen; jede Gruppe ist in Serien geschaltet, und die Gruppen zusammen bilden die Elemente einer Wheatstone-Brücke.

Eine bevorzugte Netzschaltung und Anordnung ist in Abb. 4 veranschaulicht. Eine to Mehrzahl von lichtelektrisch en Zellen 50 je mit Anode 51 und lichtempfindlicher Kathode 52 ist so angeordnet, daß die Anode einer der Vorrichtungen mit der Kathode der nächstfolgenden verbunden ist. Die Zellen sind gruppenweise in gegenüberliegenden Armen einer Wheatstone-Brücke angeordnet, und . in den verbleibenden Armen findet sich ein veränderlicher Widerstand 53 bzw. 54. Eine Spannungsquelle 55 wird in Brücke zu dem Netz geschaltet. Eine Elektronenröhre 56 mit Faden 57 und Gitter 58 sowie Anode 60 ist mit Gitter und Faden an Punkten angeschlossen, die den Brückenpunkten zugeordnet sind, an die die Spannungsquelle 55 angeschlossen ist. Zur Glühkathodenröhre gehört eine Welle 61 für die Fadenbeheizung und eine Anodenbatterie 62, die die Anode durch die Primärspule 63 eines Hörfrequenz- oder sonstigen Transformators 64 speist.

Die Sekundäre 65 des Transformators ist an den Glühkathodenverstärker 12 angeschlossen, der aus einer Mehrzahl von Kraftröhren bestehen kann oder der eine gittergesteuertie Glimmröhre enthält.

Es sei nunmehr zur Erläuterung der Arbeit der Vorrichtung nach Abb. 1 die Wirkung des Netzwerkes nach Abb. 4 beschrieben. Es sei vorausgesetzt, daß der Faden der Elektronenröhre 56 erregt ist, und daß die lichtelektrischen Zellen beleuchtet sind. Die Brücke kann dann durch Einstellung der veränderlichen Widerstände 53 und 54 abgeglichen werden, bis das Gitter das gleiche Potential annimmt wie der Faden. Wenn eine der lichtelektrischen Zellen nunmehr eine geringere Lichtmenge erhält, so wird sich der Widerstand der Zelle entsprechend vergrößern, und der Widerstand des entsprechenden Armes der Brücke wächst um den gleichen Betrag wie die Veränderung im Widerstand der besonderen Zeile. Wenn die Zelle vollkommen dunkel wird, so würde der Widerstand des sie enthaltenden Armes unbegrenzt groß werden, gleichgültig, wie die übrigen Zellen-beleuchtet werden. Jede Veränderung im Widerstand wenigstens einer der Zellen wird also den Ausgleich der Brücke stören, und das Gitter der Glühkathodenröhre wird einen Spannungsunterschied gegenüber ihrem Faden aufweisen. Die Verbindungen können derart sein, daß der Spannungsunterschied in positiver Richtung zunimmt, oder er kann auch stärker negativ gemacht werden. Gleichgültig, ob das Gitter stärker negativ oder stärker positiv durch die Veränderung im Brückenausgleich gemacht wird, kann die sich ergebende Veränderung im Anodenkreis der Glühkathodenröhre noch verstärkt und durch eine geeignete Anordnung des Verstärkers dazu benutzt werden, die Wicklung des Relais 14 zu erregen.

Nunmehr sei die Wirkung des ganzen Apparates beschrieben. Durch Erregung des Motors 31 werden die unteren Rollen 2 zu einem solchen Umlauf veranlaßt, daß sie zwischen sich und den oberen Rollen eine Platte mitnehmen, wenn die Platte in die Öffnung zwischen beiden eingebracht wird. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die oberen und unteren Rollen in in der Zeichnung nicht dargestellter Weise durch eine Mehrzahl von Federn o. dgl. gegeneinandergedrückt. Nachdem die Platte noch einmal zu der Öffnung zwischen den Rollen am rechten Ende der Vorrichtung gebracht wird, wandert sie von rechts nach links durch die Maschine. Wenn die Platte unter dem die lichtelektrischen Zellen und die linienförmige Lichtquelle enthaltenden Gehäuse 8 vorbeigeht, so reflektiert sie das Licht der Lichtquelle auf die Zellen. Weist die Oberfläche der Platte keinen Rost, keine Flecke oder keine UnvoUkommenheit auf, so wird das Licht, das jede der Zellen erhält, der Größe nach im wesentlichen gleich sein.

Wenn eine unvollkommene Stelle auf der Plattenoberfläche vorhanden ist, so wird die davon reflektierte Lichtmenge kleiner sein als normal, und die verminderte Beleuchtung wird, wie oben an Hand der Abb. 4 erläutert wurde, den Ausgleich des Netzwerkes zerstören, an das die lichtelektrischen Zellen angeschlossen sind, und den Verstärker 12 arbeiten lassen. Entsprechend wird die Wicklung des Relais 14 erregt, veranlaßt den Anker 15, sich gegen seine festen Kontakte 16 und 17 zu legen und schließt auf diese Weise augenblicklich den Nebenschluß über den Widerstand 20. Die Schließung dieses Nebenschlu'ßkreises bewirkt eine solche Aberregung des Solenoids 7, daß es seinen Anker losläßt, der unter der Einwirkung der Schwere fällt, und einen zweiten Nebenschlußkreis schließt, der die Kontakte 30 enthält. Der Widerstand 29 im zweiten Nebenschluß- oder Haltekreis hat vorzugsweise den gleichen Wert wie der Widerstand 20, und solange der ihn enthaltende Kreis nicht unterbrochen wird, wird das Solenoid in einem teilweise erregten Zustande gehalten.

Das Fallen des Ankers des Solenoids 7

bewegt den Tisch 6 in die punktiert gezeichnete Lage, und wenn die Platte den letzten Rollensatz an der linken Vorrichtung durchlaufen hat, wird sie in einen nicht dargestellten Behälter zur Aufnahme der verworfenen Platten geleitet.

Der letzte Rollensatz ist der, dem .eine erheblich größere Geschwindigkeit erteilt worden ist als den Rollen, die die Platte durch ίο die Maschine führen, damit jede Platte völlig aus der Maschine heraus ist, bevor die folgende die betreffenden letzten Rollen errieicht. Die xAberregung des Solenoids 7 ist im wesentlichen augenblicklich, und wenn nicht der weitere Haltekreis vorgesehen wäre, in dem sich der bewegliche Kontakt 27 befindet, so würde der Tisch 6 ständig von der punktierten in die ausgezogene Lage pendeln. Da aber der Widerstand 29 im Nebenschlußkreis im wesentlichen von gleicher Größe ist wie der Widerstand 20 im beim Ansprechen des Relais 14 geschlossenen Kreis, gestattet er, das Relais 7 aberregt zu halten, bis der. Nebensichlußkreis durch Drehung des Nockens 28 gegen den beweglichen Kontakt 27 unterbrochen wird. Der Nocken kann in geeigneter Weise Antrieb von einem Maschinenteil erfahren, oder er kann auch dutch die betreffende Platte selbst beeinflußt werden, wenn diese an dem Einwirkpunkt der letzten Rollen vorbeigelaufen sind. Es ist selbstverständlich unwesentlich, ob der Nocken den Haltekreis öffnet, solange das Solenoid 7 erregt ist. Es ist nur notwendig, den Kreis zu öffnen, nachdem eine fehlerhafte Platte die Maschine verlassen hat, damit die nächste Platte, wenn sie makellos ist, nach der richtigen Stelle geleitet wird.

Durch Anordnung des Nebenschlußkreises mit dem beweglichen Kontakt 27 kann herbeigeführt werden, daß der Sortier tisch nur einmal für eine fehlerhafte Platte zum Niedergehen veranlaßt wird, gleichgültig, wieviel Unvollkommenheiten die Platte noch hat. Ist das Solenoid 7 einmal durch Einwirkung auf das Relais 14 aberregt, so bleibt es durch folgende Einwirkungen auf den Verstärker 12 unbeeinflußt.

Die Widerstände 20, 21 und 26 im Schaltkreis sind so gewählt, daß· keine übermäßige Entnahme aus der Schaltbatterie erfolgt. Da die relative Polarität der Spannungsquelle (Abb. 4) belanglos ist, wenn nur das Netz richtig ausbalanciert ist, so kann, wenn, es erwünscht ist, diese Quelle auch durch einen Gleichrichter ersetzt werden, der von einem Wechselstrom gespeist wird. Eine hierfür geeignete Anordnung mit Wechselstromspeisung ist in Abb. 2 wiedergegeben.
Eine Mehrzahl lichtelektrischer Zellen ist in Gruppen angeordnet und in die gegenüberliegenden Zweige einer Wheatstoneschen Brücke in derselben Weise gelegt, wie es '. oben an Hand der Abb. 4 erläutert wurde. Die Widerstände 53 und 54 sind die gleichen wie die in Abb. 4 dargestellten^ oder sie können durch Glühkathodengleichrichter ersetzt werden oder durch auf einen; Isolierträger aufgespritztes Metall in einem Vakuum.

Die Elektronenvorrichtung ist in der in Abb. 4 dargestellten Weise an die Brücke angeschlossen, und der Lieferungskreis wird notfalls· an einen weiteren. Verstärker angeschlossen. Ein Zweielektnoden.- Gleichrichter 70 mit Anode 71 und Faden 72 legt so, daß der Faden durch die Sekundärwidldung 73 eines Transformators 74 erregt wird, dessen Primäre 75 an eine Quelle 76 von Wechselstrom der üblichen Frequenz angeschlossen ist. Anodenpotential wird, diesem Gleichrichter durch eine weitere Sekundärwicklung 77 zugeführt, und sein Leistungskreis ist an die Brücke an Punkten angeschlossen, die den Punkten zugeordnet sind, an 'die die Elektronenvorrichtung angeschlossen ist. Eine Drossel 78 und eine Mehrzahl von Kondensatoren 80 können so angeordnet werden, daß sie einen Filterkreis im Leistungskreäs des Gleichrichters bilden, doch ist dies nicht unbedingt notwendig.

Der hervorstechendste Vorteil der Erfindung liegt darin, daß man damit rasch und selbsttätig Gegenstände, wie Weißblech, Papier, Karton o. dgl., untersuchen kann, die eine gewisse Lichtmenge zu reflektieren vermögen. Es ist auch möglich, die dargestellte Vorrichtung derart abzuändern, daß Gewebe oder entsprechende Stoffe im durchfallenden Licht untersucht werden. Durch eine solche Abänderung kann ein Loch oder eine fehlerhafte Stelle dem Licht gestatten, auf die lichtelektrischen Zellen zu fallen, und die sich ergebende Veränderung im Leitvermögen könnte benutzt werden, um eine Höranzeige zu geben und gleichzeitig die Maschine still- ·<·05 zusetzen. Nach einmaliger Einstellung für den besonderen zu behandelnden Werkstoff arbeitet die Vorrichtung im wesentlichen selbsttätig und verlangt zum Betriebe keine gelernten Arbeiter. Dadurch, daß man äußerst kleine Lichtzellen verwendet, beispielsweise Zellen von nur 3 bis 6 mm Durchmesser, und daß man diese dicht nebeneinander anordnet, ist es möglich, eine Maschine zu gestalten, die auf äußerst kleine Unvoll- "5 kommeriheiten anspricht.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Sortieren, bei der das Ansprechen lichtempfindlicher Vorrichtungen infolge von. Licht, das gegen die

   Gegenstände und die Vorrichtungen trifft, eine Anzeigevorrichtung in Tätigkeit setzt, falls auf das Licht einwirkende Besonderheiten vorliegen, gekennzeichnet durch eine Reihe lichtempfindlicher Zellen, die so angeordnet sind, daß sie in Aufeinanderfolge Teile der Fläche jedes zu untersuchenden Gegenstandes prüfen, wobei die Arbeit der Anzeigevorrichtung vom Ansprechen einer beliebigen Zelle auf die besonderen, das Licht beeinflussenden Merkmale der Fläche abhängt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch wenigstens eine Gruppe von hintereinandergeschalteten lichtempfindlichen Zellen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Gruppen lichtempfindlicher Zellen, die in einem elektrischen Ausgleichsnetz angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Lichtquelle für alle Zellen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder den folgenden, gekennzeichnet durch ein Getriebe, das die zu untersuchenden Gegenstände an der Reihe lichtempfindlicher Zellen in solcher Weise vorbeiführt, daß die gesamte Fläche der zu untersuchenden Gegenstände durch den Wirkbereich der Zellenreihe geht.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe lichtempfindlicher Zellen sowie die Lichtquelle in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, das sich quer zum Fördeirweg des Gegenstandes erstreckt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbahn von der Lichtquelle zur zu untersuchenden Fläche und zur Zellenreihe im wesentlichen innerhalb des Gehäuses liegt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche vorgesehen ist, die von dem in die Zellen gehenden Licht getroffen wird, falls der zu prüfende Werkstoff fehlt.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder den folgenden, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die verhütet, daß die Anzeigevorrichtung mehr als einmal für den gleichen Gegenstand zur Wirkung kommt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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