EP0348625B1 - Einrichtung zum Zählen von Gegenständen - Google Patents

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EP0348625B1
EP0348625B1 EP89107173A EP89107173A EP0348625B1 EP 0348625 B1 EP0348625 B1 EP 0348625B1 EP 89107173 A EP89107173 A EP 89107173A EP 89107173 A EP89107173 A EP 89107173A EP 0348625 B1 EP0348625 B1 EP 0348625B1
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EP
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pressure sensor
pressure
air
sensor
ring
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Peter Hausmann
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Ferag AG
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Ferag AG
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M7/00—Counting of objects carried by a conveyor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M1/00—Design features of general application
    • G06M1/08—Design features of general application for actuating the drive
    • G06M1/12—Design features of general application for actuating the drive by fluid means
    • G06M1/123—Design features of general application for actuating the drive by fluid means by pneumatic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M2207/00—Indexing scheme relating to counting of objects carried by a conveyor
    • G06M2207/02—Counting of generally flat and overlapped articles, e.g. cards, newspapers

Definitions

  • the present invention relates to a device according to the type described in the preamble of claim 1.
  • Ring beam sensors also known as reflex eyes
  • Ring beam sensors have the advantage as signaling devices of this type that heavy dirt accumulation, sound sources, risk of explosion, complete darkness, light transmission or magnetic properties of the objects have no disruptive influence on their functionality. They are also able to emit useful counting signals without direct contact between the ring beam sensor and the object. Apart from the nozzle-like outlet of the ring jet sensors, they have two connections in the known device of the type mentioned at the outset, namely one (often denoted by P) for the air supplied and one (often denoted by A) as a signal connection for the pressure signal to be evaluated.
  • the device 10 shown in Fig. 1 is connected via a line 11 to a conventional compressed air network 12.
  • the line 11 first leads to a processing unit 13 which makes the air drawn from the network 12 suitable for the device in terms of purity and pressure.
  • the unit 13 has a droplet separator 14, a valve 15, for example a pressure reducing valve, and a manometer 16.
  • the outlet of the unit 13, designated 17, leads to a branching 18.
  • a line 19 leads to a regulating device. and lockable throttle valve 20.
  • a line 21 leads to a crossing point 22, from which a branch line 23 leads to a ring beam sensor 24, which is assigned to a conveyor belt device 26 running in the direction 25 on which the objects, here newspapers 27 in a shingled formation.
  • a further line 28 leads from the branch 18 to a shut-off valve 29, the outlet 30 of which is connected to an air jet suction pump 31.
  • the suction side 32 of the suction pump 31 is guided to the crossing point 22 via a further shut-off valve 33 and a line 34.
  • a further branch line 35 leads from the crossing point 22 to a converter unit which has at least one pressure sensor 37 and an amplifier 38, the outputs 39 of which finally lead to a counter 40 are.
  • FIG. 1 The mode of operation of the device shown in FIG. 1 will now be explained with reference to FIG. 2, in which the individual components are designated with the same reference numerals as in FIG. 1.
  • the shut-off valves 29 and 33 are to be closed and the throttle valve 20 is to be opened to such an extent that a pressure of approximately 0.1-0.3 bar is present in the line 21.
  • the resulting flow conditions are shown with solid arrows in Fig. 2.
  • the pressure sensor (s) present in the converter unit 36 are dynamic pressure sensors, there is no flow in the branch line 35, but only a changing static pressure.
  • the arrows assigned to the branch line 35 in FIG. 2 only indicate the operating mode of the ring beam sensor 24. If the converter unit 36 is provided on the one hand with a pressure sensor which responds to overpressure and on the other hand with a pressure sensor, the branch line 35 is only by means of a in FIG indicated switching valve 41 to connect with one or the other pressure sensor.
  • the nozzle-like outlet of the ring jet sensor 24 and, on the other hand, its mode of operation during operation with compressed air and with suction air are to be operated.
  • the conveyor belt device 26 has two conveyor belts running at a distance next to one another in the direction of the arrow 25.
  • a sliding table 42 in which the ring beam sensor 24 is embedded, is arranged between these conveyor belts.
  • This has a central tube 43 which is connected to the branch line 23.
  • the end of the tube 43 appearing at the top in FIGS. 3 and 4 is tapered and ends at a very short distance (for example 1-4 mm) below the surface 44 of the sliding table 42.
  • the tube 43 is held in a holder 45, which in turn is in a through hole 46 is fixed in the slide table 42.
  • In the socket 45 there is a set of passages 47 surrounding the pipe 43. These passages 47 lead to the surroundings here.
  • the pipe 43 carries suction air, ie the throttle valve 20 is closed and the shut-off valves 29, 33 are open. Air is therefore sucked in from the environment through the pipe 43. If - as shown - a stream of newspapers runs over the ring beam sensor 24, the supply of air to the upper end of the tube 43 is somewhat inhibited. If even the trailing edge 27 ', which is formed here by a cut edge (the so-called flower) of the newspaper 27, then the tube 43 sucks the bottom sheet of the newspaper in the region of the trailing edge 27' at its end. The consequence of this is that the negative pressure in the pipe 43 and thus in the line 34 and in the branch line 35 is currently more pronounced, which the pressure sensor 37 detects.
  • FIG. 7 shows that the device can also be used to count objects that are transported at a distance from one another. 7 and 8, the location of the ring beam sensor 24 is indicated by an arrow pointing upwards.
  • the device 10 is not only suitable for the conventional formation of the shingled stream (fold leading and overlapping or overlapping), but also for a shingled stream in which the fold is trailing. If, as shown in FIG. 8 below - individual sheets 51 are to be counted, there is a risk that the single sheet 51 will be blown away when the ring jet sensor 24 is operated with compressed air, so that an uncertain counting result is the result. If, on the other hand, the sensor 24 is operated with suction air, the result is a perfect count, because the upper end of the tube 43 is only "blocked" when a free edge of the single sheet passes.
  • the pressure sensor is therefore not (as previously) connected to the signal outlet of the ring beam sensor, ie downstream of it, but is connected in parallel to this, which simplifies the proposed device. If in operation with Suction air should the risk of dirt being sucked in, a conventional dirt separator can be installed in line 34, so that the proper functioning of suction pump 31 remains guaranteed.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäss der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umschriebenen Gattung.
  • Ringstrahl-Sensoren (auch Reflexaugen genannt) haben als Signalgeber bei Einrichtungen dieser Art den Vorteil, dass starker Schmutzanfall, Schallquellen, Explosionsgefahr, völlige Dunkelheit, Lichtdurchlässigkeit oder magnetische Eigenschaften der Gegenstände keinen störenden Einfluss auf ihre Funktionstüchtigkeit haben. Auch sind sie in der Lage, brauchbare Zählsignale abzugeben, ohne dass eine unmittelbare Berührung zwischen dem Ringstrahl-Sensor und dem Gegenstand stattfindet. Abgesehen von dem düsenartigen Auslass der Ringstrahl-Sensoren besitzen diese bei der bekannten Einrichtung der eingangs genannten Art zwei Anschlüsse, nämlich einen (oft mit P bezeichneten) für die zugeführte Luft und einen (oft mit A bezeichneten) als Signalanschluss für das auszuwertende Drucksignal.
  • Das bisherige Erfordernis, Ringstrahl-Sensoren mit zwei Anschlussleitungen zu versehen, ist ein Nachteil, den die Erfindung zu beheben bezweckt.
  • Dies gelingt dadurch, dass die vorgeschlagene Einrichtung die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Merkmale aufweist.
  • Es wurde überraschend gefunden, dass die Druckverhältnisse in der zum Ringstrahl-Sensor führenden Leitung nach Massgabe der Anwesenheit eines Gegenstandes im Bereich des düsenartigen Auslasses dieses Sensors Veränderungen erfahren, die sich direkt auswerten lassen, so dass keine separate, an den Signalanschluss angeschlossene und zum Drucksensor führende Leitung erforderlich ist.
  • Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.
  • Nachstehend ist die Erfindung rein beispielsweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1 ein Schema einer Einrichtung, die sowohl mit Druck- als auch mit Saugluft betreibbar ist;
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer praktischen Ausführung;
    • Fig. 3 im Schnitt den Auslassbereich eines Ringstrahl-Sensors, der mit Druckluft betrieben ist;
    • Fig. 4 im Schnitt den Auslassbereich des Ringstrahl-Sensors nach Fig. 3, jedoch mit Saugluft betrieben;
    • Fig. 5 eine graphische Darstellung der in der Leitung auftretenden Druckstösse beim Betrieb des Ringstrahl-Sensors gemäss Fig. 3;
    • Fig. 6 eine graphische Darstellung der in der Leitung auftretenden Druckveränderungen beim Betrieb des Ringstrahl-Sensors gemäss Fig. 4; und
    • Fig. 7 und 8 in schematischer Darstellung verschiedenartige Gegenstände, die in verschiedenartigen Formationen transportiert werden.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 10 ist über eine Leitung 11 an ein übliches Druckluftnetz 12 angeschlossen. Die Leitung 11 führt zunächst auf eine Aufbereitungseinheit 13, die die aus dem Netz 12 bezogene Luft bezüglich Reinheit und Druck für die Einrichtung geeignet macht. Im dargestellten Beispiel besitzt die Einheit 13 einen Tröpfchenabscheider 14, ein Ventil 15, beispielsweise ein Druckreduzierventil, sowie ein Manometer 16. Der mit 17 bezeichnete Ausgang der Einheit 13 führt zu einer Verzweigung 18. Von der Verzweigung 18 führt eine Leitung 19 zu einem regel- und verschliessbaren Drosselventil 20. Vom Drosselventil 20 führt eine Leitung 21 zu einem Kreuzungspunkt 22, von dem eine Zweigleitung 23 zu einem Ringstrahl-Sensor 24 führt, der einer in Richtung 25 laufenden Förderbandeinrichtung 26 zugeordnet ist, auf der die Gegenstände, hier Zeitungen 27 in einer geschuppten Formation, transportiert werden.
  • Von der Verzweigung 18 führt eine weitere Leitung 28 zu einem Absperrventil 29, dessen Ausgang 30 mit einer LuftstrahlSaugpumpe 31 verbunden ist. Die Saugseite 32 der Saugpumpe 31 ist über ein weiteres Absperrventil 33 und eine Leitung 34 zum Kreuzungspunkt 22 geführt.
  • Vom Kreuzungspunkt 22 führt schliesslich eine weitere Zweigleitung 35 zu einer Wandlereinheit, die mindestens einen Drucksensor 37 und einen Verstärker 38 aufweist, dessen Ausgänge 39 schliesslich an einen Zähler 40 geführt sind.
  • Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung soll nun anhand der Fig. 2 erläutert werden, in der die einzelnen Bauelemente mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind, wie in Fig. 1.
  • Soll der Ringstrahl-Sensor 24 mit Druckluft betrieben werden, dann sind die Absperrventile 29 und 33 zu schliessen und das Drosselventil 20 soweit zu öffnen, dass in der Leitung 21 ein Druck von etwa 0,1 - 0,3 bar ansteht. Die dabei entstehenden Strömungsverhältnisse sind mit ausgezogenen Pfeilen in Fig. 2 dargestellt.
  • Soll der Ringstrahl-Sensor 24 dagegen mit Saugluft betrieben werden, sind die Absperrventile 29 und 33 zu öffnen und das Drosselventil 20 zu schliessen. Die dabei sich ausbildenden Strömungsverhältnisse sind mit gestrichelt eingezeichneten Pfeilen was die Druckluft anbelangt und mit strichpunktiert eingezeichneten Pfeilen was die Saugluft anbelangt, eingezeichnet.
  • Dabei ist zu beachten, dass, falls der oder die in der Wandlereinheit 36 vorhandene(n) Drucksensor(en), Staudrucksensoren sind, in der Zweigleitung 35 keine Strömung auftritt, sondern nur ein sich verändernder statischer Druck. Die in der Fig. 2 der Zweigleitung 35 zugeordneten Pfeile weisen in diesem Falle nur auf die Betriebsart des Ringstrahl-Sensors 24 hin. Falls die Wandlereinheit 36 einerseits mit einem auf Ueberdruck und andererseits mit einem auf Unterdruck ansprechenden Drucksensor versehen ist, ist die Zweigleitung 35 mittels eines in Fig. 2 nur angedeuteten Umschaltventils 41 mit dem einen oder dem anderen Drucksensor zu verbinden.
  • Anhand der Fig. 3 und 4 soll nun einerseits der düsenartige Auslass des Ringstrahl-Sensors 24 und andererseits dessen Wirkungsweise bei Betrieb mit Druck- und mit Saugluft betrieben werden.
  • Die Förderbandeinrichtung 26 weist zwei im Abstand nebeneinander in Richtung des Pfeiles 25 laufende Förderbänder auf. Zwischen diesen Förderbändern ist ein Gleittisch 42 angeordnet, in den der Ringstrahl-Sensor 24 eingelassen ist. Dieser weist ein zentrales Rohr 43 auf, das an die Zweigleitung 23 angeschlossen ist. Das in Fig. 3 und 4 oben erscheinende Ende des Rohres 43 ist zugespitzt und endet in einem sehr geringen Abstand (beispielsweise 1-4 mm) unter der Oberfläche 44 des Gleittisches 42. Das Rohr 43 ist in einer Fassung 45 gehaltert, die ihrerseits in einer durchgehenden Bohrung 46 im Gleittisch 42 befestigt ist. In der Fassung 45 ist ein Satz, das Rohr 43 umgebender Durchlässe 47 vorhanden. Diese Durchlässe 47 führen hier in die Umgebung.
  • Betrachtet man nun Fig. 3, wird dem Ringstrahl-Sensor 24 über das Rohr 43 Druckluft zugeführt. Im Moment, da die nachlaufende Kante 27′ über dem oberen Ende des Rohres 43 vorbeitransportiert wird (wie in Fig. 3) dargestellt, wird das freie Entweichen der Druckluft nach oben gehemmt und diese hat, wie mit Pfeilen angegeben, durch die Durchlässe 47 zu entweichen. Dies hat zur Folge, dass im Rohr 43 und damit in der Zweigleitung 23 und auch in der Zweigleitung 35 ein momentaner Druckanstieg stattfindet, der vom Drucksensor 37 erfasst wird. Sobald aber die nachlaufende Kante 27′ die obere Mündung des Rohres 43 verlassen hat und der auf die nachlaufende Kante 27′ folgende Spalt 48 zwischen der Oberfläche 44 des Gleittisches 42 und der nachfolgenden Zeitung 27 über das obere Ende des Rohres 43 gelangt, hat die zugeführte Druckluft einen geringeren Widerstand zu überwinden um zu entweichen. Der "Staudruck" im Rohr 43 und in den Zweigleitungen 23,35 fällt ab, was der Drucksensor 37 erfasst. In Fig. 5 sind die Ausschläge bzw. die Druckveränderungen in der Zweigleitung 35 nach der Zeit aufgetragen.
  • In Fig. 4 führt das Rohr 43 Saugluft, d.h. das Drosselventil 20 ist geschlossen und die Absperrventile 29,33 sind offen. Durch das Rohr 43 wird demnach Luft aus der Umgebung angesaugt. Läuft - wie dargestellt - ein Schuppenstrom von Zeitungen über den Ringstrahl-Sensor 24, ist die Zufuhr von Luft an das obere Ende des Rohres 43 etwas gehemmt. Wenn gar die nachlaufende Kante 27′, die hier durch eine Schnittkante (die sogenannte Blume) der Zeitung 27 gebildet ist, dann saugt das Rohr 43 das unterste Blatt der Zeitung im Bereich der nachlaufenden Kante 27′ an seinem Ende an. Die Folge davon ist, dass der Unterdruck im Rohr 43 und damit in der Leitung 34 und in der Zweigleitung 35 momentan ausgeprägter ist, was der Drucksensor 37 erfasst. Sobald die nachlaufende Kante 27′ die Mündung des Rohres 43 verlässt, dann kann Luft über die Durchlässe 47 und den Spalt 48 mit geringerer Hemmung nachfliessen, mit dem Ergebnis, dass in 34 und in 35 der Unterdruck wieder weniger ausgeprägt ist. In Fig. 6 sind die Schwankungen des Unterdruckes nach der Zeit graphisch aufgetragen, wobei der Beginn der mit Vac bezeichneten Ordinatenachse den Umgebungsdruck bedeutet.
  • Während bisher die Zählung von Zeitungen im Schuppenstrom beschrieben wurde, zeigt die Fig. 7, dass mit der Einrichtung auch Gegenstände gezählt werden können, die im Abstand voneinander transportiert werden. In den Fig. 7 und 8 ist die Stelle des Ringstrahlsensors 24 mit einem nach oben weisenden Pfeil angedeutet.
  • In Fig. 7 oben werden Einzelexemplare der Zeitung gezählt, in der Mitte Stapel 49 und unten beispielsweise Kartons oder Schachteln 50.
  • Der Fig. 8 oben und Mitte ist zu entnehmen, dass die Einrichtung 10 sich nicht nur für die herkömmliche Formation des Schuppenstromes (Falz vorlaufend und überlappend oder überlappt) geeignet ist, sondern auch für einen Schuppenstrom, bei dem der Falz nachlaufend ist. Wenn wie in Fig. 8 unten dargestellt - Einzelbogen 51 zu zählen sind, so besteht, beim Betrieb des Ringstrahl-Sensors 24 mit Druckluft die Gefahr, dass die Einzelbogen 51 weggeblasen werden, so dass ein unsicheres Zählergebnis die Folge ist. Wird der Sensor 24 dagegen mit Saugluft betrieben, so ergibt sich ein einwandfreies Zählergebnis, denn das obere Ende des Rohres 43 wird nur dann "verstopft", wenn eine freie Kante des Einzelbogens vorbeiläuft.
  • Bei der beschriebenen Einrichtung ist somit der Drucksensor nicht (wie bisher) an den Signalauslass des Ringstrahl-Sensors, d.h. diesem nachfolgend, angeschlossen, sondern zu diesem parallel geschaltet, was die vorgeschlagene Einrichtung vereinfacht. Falls beim Betrieb mit Saugluft die Gefahr des Ansaugens von Schmutz auftreten sollte, kann in die Leitung 34 ein herkömmlicher Schmutzabscheider eingebaut werden, damit die einwandfreie Arbeitsweise der Saugpumpe 31 gewährleistet bleibt.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Zählen von auf einer Fördereinrichtung (26) transportierten Gegenständen (27), mit einem auf die Gegenstände (27) gerichteten, mit über eine Leitung (21,34) geförderten Luft betriebenen Ringstrahl-Sensor (24), der über eine Drucksensoreinheit (36) an einen Zähler (40) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringstrahl-Sensor (24) sowie die Drucksensoreinheit (36) lediglich je an einen Zweig (23,35) der Leitung (21,34) angeschlossen sind.
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (21,34) dazu eingerichtet ist, wahlweise Saugluft oder Druckluft zu führen.
3. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Saugluft eine mit Druckluft betriebene Injektor-Pumpe (31) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoreinheit (36) einen auf Ueberdruck ansprechenden und einen auf Unterdruck ansprechenden Drucksensor aufweist, sowie ein Umschaltventil (41), um den zur Drucksensoreinheit (36) führenden Zweig (35) der Leitung auf den einen oder anderen Drucksensor umzuschalten.
5. Einrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoreinheit (36) mit einem auf Differenzdruck ansprechenden Drucksensor versehen ist.
EP89107173A 1988-06-29 1989-04-21 Einrichtung zum Zählen von Gegenständen Expired - Lifetime EP0348625B1 (de)

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CH2476/88 1988-06-29

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Publication Number Publication Date
EP0348625A1 EP0348625A1 (de) 1990-01-03
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