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Verfahren zum Sortieren von Gegenständen nach ihrer auf ein lichtempfindliches
Organ ausgeübten Wirkung Es ist bereits bekannt, zur Sortierung von Gegenständen
der verschiedensten Art, insbesondere auch zur Spiegellegung von Zigaretten, lichtempfindliche
Organe (Selenzellen, Photozellen o. dgl.) heranzuziehen. Hierbei ergibt sich die
Schwierigkeit, daß häufig nur ein kleiner Teil des zu sortierenden Gegenstandes
die für die Sortierung maßgebenden Eigenschaften (d. h. z. B. bei Zigaretten den
Aufdruck) zeigt. Infolgedessen vermag man stets nur verhältnismäßig geringe relative
Stromänderungen im lichtempfindlichen elektrischen Organ hervorzurufen, und es unterlaufen
leicht Fehler. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und ermöglicht eine vollkommen
betriebssichere Sortierung.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es zur Erzielung betriebssicherer
Steuerung im Hinblick auf den heute erreichten Stand der Verstärkertechnik von wesentlich
größerer Bedeutung ist, primär hohe relative Stromschwankungen im Kreise des lichtempfindlichen
elektrischen Organes - zu erhalten, als Stromschwankungen, deren absolute Höhe groß
ist. So vermag man beispielsweise durch eine Änderung des Stromes in einer Photozelle
von io-' auf io-$ Amp. unter Verwendung von Verstärkern mit viel größerer Sicherheit
Steuerungen auszuführen als mit Hilfe einer absolut genommenen hundertmal größeren
Stromstärkeänderung von i X io-' auf 2 X io-B Amp. Gemäß der Erfindung wird auf
dem lichtempfindlichen elektrischen Organ ausschließlich das vom Objekt ausgehende
Fluoreszenzlicht zur Wirksamkeit gebracht. Dies Fluoreszenzlicht ist an sich meist
außerordentlich schwach. Dafür gewinnt man jedoch in den meisten Fällen den Vorteil
einer reinen Hell-Dunkel-Steuerung, d. h. der Strom in dem lichtempfindlichen elektrischen
Organ schwankt bei zwei verschiedenen Objekten nicht um die unmittelbare Nähe eines
Mittelwertes, sondern zwischen den für völlige Verdunklung und' den für volle Belichtung
maßgebenden Grenzwerten. Für die Spiegellegung von Zigaretten z. B. ergibt sich
der Tatbestand, daß bei geeigneter Wahl des Materials nur der Aufdruck fluoresziert
und daher auf der lichtempfindlichen Zelle zur Wirksamkeit kommt, während die Rückseite
der Zigarette keinerlei Fluoreszenzlicht aussendet.
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Um ausschließlich das Fluoreszenzlicht auf der Zelle zur Wirksamkeit
zu bringen, gibt es grundsätzlich zwei Wege. Der erste dieser beiden Wege besteht
darin, daß die zu sortierenden. Gegenstände zunächst einer kräftigen Belechtung
ausgesetzt, dann ins Dunkle gebracht und dort an dem lichtempfindlichen elektrischen
Organ vorübergeführt werden. In diesem Falle kommt nur das nachleuchtende Fluoreszenzlicht
zur Wirkung, und es kommen die Vorteile der Erfindung am stärksten zur Geltung.
Dafür muß man
jedoch den Nachteil in Kauf nehmen, daß die Strahlung
des -abklingenden Fluoreszenzlichtes bereits wesentlich-geschwächt ist und das Sortiergut
sehr -schnell transportiert werden muß, damit diese Schwächung nicht gar zu sehr
ins Gewicht fällt.
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Das andere Verfahren besteht darin, daß man unter Verwendung von Lichtfiltern
die als Beleuchtung des Sortiergutes dienenden und von ihm natürlich teilweise diffus
reflektierten Strahlen und die vom Sortiergut selbst ausgesandten Fluorenszenzstrahlen
voneinander trennt. Bekanntlich besteht die Fluoreszenz ja in einer Frequenztransformation
des Lichtes, so'daß das Fluorenszenzlicht stets eine größere Wellenlänge aufweist
als das die Fluoreszenz hervorrufende Licht. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil,
daß keine Lichtverluste durch das Abklingen der Fluoreszenz eintreten und- das Sortiergut
beliebig langsam bewegt werden kann. Auf der anderen Seite entstehen hingegen Schwierigkeiten
bei der Auswahl genügend scharfdefinierter Filtermaterialien. -Welches der beiden
Verfahren im Einzelfalle zu bevorzugen ist, hängt infolgedessen von den jeweiligen
Eigenschaften des -Sortiergutes, insbesondere von den für die Geschwindigkeit seines
Transportes praktisch gegebenen Greqzen ab.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert, und zwar stellen - ' Abb. i und 2 im Seitenriß und in Draufsicht eine
Apparatur zur Ausübung -der erstgenannten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens
dar. r Abb. 3 zeigt die Anordnung von Beleuchtungsquelle und Photozelle bei Apparaturen
zur Ausübung des Verfahrens in der an zweiter Stelle genannten Form, während in
Abb. 4 der benutzte Relaisverstärker, den die Photozelle steuert, im einzelnen wiedergegeben
ist. Alle Zeichnungen beziehen sich auf das Ausführungsbeispiel der Spiegellegung
von Zigaretten.
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Gemäß Abb. i fallen die in richtig und falsch liegenden Gruppen für
die Zwecke der Spiegellegung zu trennenden Zigaretten i aus der Rinne 2 auf die
Dandtransportvorrichtung 3. Von dieser Transportvorrichtung werden sie unter den
drei je mit einer Beleuchtungslampe ausgerüsteten -Reflektoren 4 hinweggeführt.
Um eine möglichst intensive Fluoreszenz zu erzielen, ist es dabei zweckmäßig, Lichtquellen
von besonders hohem Ultraviolettgehalt, also z. B. Qüerzlampen, zu; verwenden. Bei
ihrer weiteren - Fortbewegung in Richtung des Pfeiles 5 kommen die Zigaretten unter
die photoelektrische Prüfvorrichtung 6, welche aus einem innen geschwärzten Gehäuse
mit geeigneten, zur Abschirmung von Außenlicht dienenden Mehrfachwänden besteht,
das die. Photozelle 7 enthält. Die Photozelle 7 ist mit dem Relaisverstärker 8 verbunden,
der das Relais 9 steuert.
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Abb.2 zeigt das Transportband mit den darauf liegenden Zigaretten
in Draufsicht. Wie ersichtlich, sind zwei Transportbänder nebeneinander angeordnet,
die über gleiche Walzen laufen. Auf das obere Transportband 3 werden die Zigaretten
von der Rinne :2 aus abgelegt, unter den Lampen entlang geführt und schließlich
unter die als gestricheltes Rechteck dargestellte photoelektrische Prüfvorrichtung
6 gebracht. Hierbei befinden sie sich gleichzeitig vor dem Stoßmagneten io, welcher
vom Relais 9 gesteuert wird und jede Zigarette, deren fluoreszierender Aufdruck
nach oben liegt, auf das parallel laufende Transportband i t hinüberstößt. Es verbleiben
infolgedessen auf dem Transportband 3' nur die mit dem Aufdruck nach unten liegenden
Objekte, welche dann von einer entsprechend ausgeführten weiteren Transportvorrichtung
erfaßt und spiegelgerecht verpackt werden können, während die auf das Transportband
ii hinübergestoßenen Objekte vor der Verpackung in irgendeiner Weise herumgedreht
werden können.
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Während bei der an Hand von Abb. i und 2 beschriebenen Anordnung nur
das Nachleuchten .der fluoreszierenden Aufdrucke zur Wirkung kommt, gestattet die
in Abb. 3 schematisch dargestellte Anordnung, das bei der Bestrahlung mit kurzwelligem
Licht auftretende Fluoreszenzlicht unmittelbar zu erfassen. Die Zigaretten i befinden
sich dabei -wiederum auf einem Transportband 3. . Über dem Transportband ist der
Projektor 12 angeordnet; der die Ultraviolettlampe 13 enthält und vorn durch eine
Quarzlinse 14 abgeschlossen ist. Als Ultraviolettstrahlenquelle 13 ist dabei eine
der heute für Tonfilmaufnahmen übliche Hochleistungs-Glimmlichtlampen gezeichnet.
-Die Photozelle 7 befindet sich in einer lichtdichten Kapsel, welche vorn durch
ein Lichtfilter 15 abgeschlossen ist. Benutzt man eine ausschließlich blau und ultraviolett
strahlende Lampe 13 (z. B. mit Argonfüllung) und eine hauptsächlich rot empfindliche
und durch ein lediglich rotes Licht durchlassendes Filter 15 abgeschlossene Photozelle
7 sowie einen--unter ,der Wirkung ultravioletter Strahlen rot fluoreszierenden Aufdruck
auf den Zigaretten, so vermag ausschließlich das Fluoreszenzlicht auf die Photozelle
zu - wirken. Abdunklung des Tageslichtes ist dabei natürlich Voraussetzung.
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Abb. 4 stellt Kien in Abb. i lediglich als Rechteck 8 wiedergegebenen
Relaisverstärker
im einzelnen dar. Der gestreckte Faden der Glühlampe
16 wird mit Hilfe der Zylinderlinse 17 in der Ebene des Elektrometerfadens iS scharf
abgebildet. Hinter dem Elektro-. meterfaden 18 befindet sich die Photozelle i9.
Der Elektrometerfaden 18 ist mit der Photozelle 7 und dem Widerstand 2o in Reihe
an die Batterie 2'i gelegt. Die ihm gegenüberstehende Kondensatorfläche 22 ist so
ausgespannt, daß der Elektrometerfaden 18 sich bei unbeleuchteter Photozelle in
seiner Ruhelage befindet: Gleichzeitig ist die optische Anordnung von Glimmlampe
16, Zylinderlinse 17 und Photozelle 19 so getroffen, daß der Faden 18
in seiner Ruhelage das Licht der Lampe 16
von der Photozelle i9 abschirmt.
Hierzu ist natürlich die Zwischenschaltung von Blenden meist noch erforderlich.
Sobald die Photozelle 7 eine schwache. Beleuchtung erfährt, entsteht an dem Widerstand
2o ein Spannungsabfall, und es verschiebt sich das Potential des Elektrometerfadens
18, so daß dieser aus seiner Ruhestellung herausrückt. Infolgedessen erhält die
Photozelle i9 plötzlich volle Beleuchtung und, da sie in Reihe mit dem Widerstand
23 an der Batterie 24 liegt, wird das Gitterpotential der Röhre 25 plötzlich nach
negativen Werten hin verschoben und der Anodenstrom dieser Röhre gedrosselt. Infolgedessen
spricht der Ruhestromrelais 9 an und vermag dann sekundär den Stoßmagneten io (s.
Abb. 2) in Tätigkeit zu setzen.
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An Stelle der an Hand von Abb. q. beschriebenen Relaisverstärkeranl.age
können grundsätzlich natürlich auch andere geeignete Relaisverstärker verwendet
werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei dem im vorliegenden Falle auftretenden
außerordentlich schwachen Photostrom eine Anordnung der beschriebenen Art allen
bisher bekannten andersartigen Vorrichtungen an Betriebssicherheit und Empfindlichkeit
überlegen isst.
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Selbstverständlich ist es nicht unbedingt notwendig, den Aufdruck
der Zigarette selbst fluoreszierend zu gestalten, vielmehr kann es schon zur Erhöhung
der Wirkung in vielen Fällen zweckmäßig sein, für die Spiegellegung einen gesonderten
Spezialaufdruck vorzusehen. Da es eine Reihe von fluoreszierenden Substanzen gibt,
welche im sichtbaren Licht völlig weiß aussehen, braucht ein solcher Sonderaufdruck
keineswegs normalerweise erkennbar zu sein.