EP2290624A1 - Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden und Verfahren zur Gewichtserfassung von Rückgabegebinden - Google Patents
Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden und Verfahren zur Gewichtserfassung von Rückgabegebinden Download PDFInfo
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- G07F7/0609—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by returnable containers, i.e. reverse vending systems in which a user is rewarded for returning a container that serves as a token of value, e.g. bottles by fluid containers, e.g. bottles, cups, gas containers
Definitions
- the invention relates to a device for collecting return containers according to the preamble of claim 1 and to a method for weight detection of return containers according to the preamble of claim 8.
- the object of the present invention is therefore to provide a device for collecting returnable containers, in which the weight recognition of the returnable containers is made possible without a weight sensor specially provided for this purpose.
- Another object of the present invention is to provide a method for weight detection of return packages, which also manages without a special weight sensor.
- This object is achieved by a device for collecting return batches with the features of claim 1 and by a method for weight detection of return bins having the features of claim 8.
- the weight detection device of the device has a readout unit for detecting a motor characteristic of the motor driving the container support, and a calculation unit deriving the weight of a container deposited on the container support from the motor characteristic curve.
- Typical devices for collecting return bins have a number of motors for transporting and possibly rotating the bins.
- the evaluation of the behavior of one of these motors is used here for weight detection, so that a device designed in this way for collecting return containers without a weight measuring sensor provided specifically for weight detection and thus can be realized inexpensively.
- the motor is designed as a stepper motor, in another variant as a DC motor. Both types of motors are characterized by characteristics that allow a conclusion about the weight of the object to be driven.
- This can be estimated in a simple manner, either the speed of the DC motor or detect a step loss of the stepping motor.
- the inventive method is characterized in particular by the fact that after insertion of a return package in the collection read the motor characteristic of the container storage driving motor is performed by the readout unit of the weight detection device and the weight of the container deposited on the container from the determined during this reading parameters is calculated with the calculation unit.
- parameters to be triggered here are in particular the speed of the motor or the number of steps required by the stepping motor for the movement of the sensor release from a point before the triggering of the sensor to a point after the triggering of the sensor in question.
- a previously determined reference engine characteristic curve is used to calculate the weight of the container deposited on the container carrier. As a result, for example, after reading the speed of the motor directly on the weight of the container can be closed.
- FIG. 1 shows in a schematic representation of an embodiment of the inventive device 1 for collecting return packages 4, which in Substantially consists of a collecting container 3 and a feed opening 2, through which the return containers 4 the collecting container 3 can be fed.
- the collecting container is preferably designed as a rollable collecting container, in particular for PET bottles or also for glass returnable bottles.
- a substantially known from the prior art conveyor 7 is arranged, via which the return containers 4 are conveyed into the collecting container.
- This conveying device 7 has a drip tray 5 that can be driven by at least one motor 6 and a weight detection device 8.
- the container tray 5 is formed in the embodiment shown here as a conveyor belt, but may also be formed, for example in the form of an impeller or juxtaposed rollers.
- the motor 6 and the motors for driving the container tray 5 are designed as electric motors, in particular as a DC motor or as a stepping motor. Exemplary characteristics of such motors are in the FIGS. 2 and 3 shown.
- the characteristic curve shown is that of a DC motor, wherein the rotational speed of the motor n is removed above the load torque L acting on the motor shaft.
- the characteristic shown here is recorded in constant-voltage operation and shows that the speed of the DC motor decreases with increasing load torque on the motor shaft 11.
- FIG. 3 shown motor characteristic for a stepping motor, in which the torque M of the stepping motor is shown as a function of the speed n of the stepping motor, it can be seen that the torque of the stepping motor decreases with increasing speed n.
- a sensor trigger 12 is mounted, which protrudes radially from the motor shaft 11, this sensor trigger 12 sweeps during the rotation of the motor shaft 11 a Zero position sensor 13, which is arranged within the swept by this sensor trigger 12 surface.
- this zero position sensor 13 during the rotation of the motor 6 is in FIG. 5 shown. Together with a pre-recorded calibration curve, which in FIG. 6 is shown, to whose inclusion a plurality of containers 4 were placed with different weight on the bin tray 5 and the associated tripping time of the sensor 13 was determined, the weight of a stored on the bin tray 5 4 can be determined so reliable.
- the relationship between the sensor trip time T and the weight of the container G is at least approximately linear, so that by simply determining the sensor trip time T on the weight of the transported from the conveyor 7 return package 4 can be closed.
- the reading of the motor characteristic of the container 5 driving the motor 6 is carried out by a readout unit 9 of the weight detection device 8.
- the subsequent calculation of the weight is carried out by a in FIG. 1 schematically illustrated calculation unit 10.
- the in the FIGS. 4 . 8 and 9 schematically illustrated zero position sensor 13 is preferably designed as an inductive sensor.
- the motor 6 that drives the bin deposit 5 is designed as a stepper motor.
- the weight detection of the return package 4 can be achieved by registering the step loss of the stepping motor.
- stepper motors since the torque M decreases as the speed n of the motor 6 increases, such an engine will lose 6 steps if the load to be moved by the motor is too large for the motor driven by a given current. If the motor is designed for a specific current, as in FIG. 8 shown, N steps (without step losses) for the movement of the sensor trigger 12 from a position 1, in which the sensor 13 is not yet triggered to a position at which the sensor 13 is no longer triggered, needed. Is now the increase in the speed of the motor 6 or, based on the in FIG.
- calibration curve can be created, which allows the assignment of the weight of the stored on the bin tray 5 4 to a determined for this package 4 slope of the speed curve, also referred to as "ramp".
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden (4) weist einen Sammelbehälter (3) auf, eine Zuführöffnung (2), durch die die Rückgabegebinde (4) dem Sammelbehälter (3) zuführbar sind, eine in der Zuführöffnung (2) angeordnete Fördereinrichtung (7), über die die Rückgabegebinde (4) in den Sammelbehälter (3) förderbar sind, wobei die Fördereinrichtung (7) eine von mindestens einem Motor (6) antreibbare Gebindeablage (5) sowie eine Gewichtserfassungseinrichtung (8) aufweist, wobei die Gewichtserfassungseinrichtung (8) eine Ausleseeinheit (9) zur Ermittlung einer Motorkennlinie des die Gebindeablage (5) antreibenden Motors (6) sowie eine das Gewicht eines auf der Gebindeablage (5) abgelegten Gebindes (4) aus der Motorkennlinie herleitende Berechnungseinheit (10) aufweist. Desweiteren wird ein Verfahren zur Gewichtserfassung von Rückgabegebinden (4) beschrieben.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Gewichtserfassung von Rückgabegebinden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
- Bei der Rücknahme von Ein- oder Mehrweggebinden, insbesondere Flaschen, durch Rücknahmeautomaten werden die erkannten Gebinde entweder antransportiert oder in dem Rückgabeautomaten gesammelt. Solche Leergut-Rücknahmeautomaten besitzen typischerweise eine spezielle Erkennungseinheit mit einem Gewichtssensor, der die Annahme von teilweise oder vollständig mit Flüssigkeit gefüllten Flaschen verhindert. Dadurch soll zum einen die Verschmutzung der Automaten vermieden werden. Zum zweiten wird mit einer solchen Gewichtserkennung die Verhinderung einer Eingabe von Vollgut, sprich noch zu verkaufender Ware verhindert, welche in der Nähe eines innerhalb der Verkaufsfläche platzierten Leergut-Rückgabeautomaten stehen können.
- Solche in Rücknahmeautomaten montierten Gewichtssensoren sowie deren Installation und Wartung erhöhen jedoch die Kosten eines solchen Rücknahmeautomaten.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden bereit zu stellen, bei der die Gewichtserkennung der Rückgabegebinde ohne einen eigens dafür vorgesehenen Gewichtssensor ermöglicht wird. Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Gewichtserfassung von Rückgabegebinden bereitzustellen, welches ebenfalls ohne einen speziellen Gewichtssensor auskommt.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Gewichtserfassung von Rückgabegebinden mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
- Erfindungsgemäß weist die Gewichtserfassungseinrichtung der Vorrichtung eine Ausleseeinheit zur Erkennung einer Motorkennlinie des die Gebindeablage antreibenden Motors sowie eine das Gewicht eines auf die Gebindeablage abgelegten Gebindes aus der Motorkennlinie herleitende Berechnungseinheit auf.
- Typische Vorrichtungen zum Sammeln von Rückgabegebinden besitzen eine Anzahl von Motoren zum Transport und ggf. zur Drehung der Gebinde. Die Auswertung des Verhaltens eines dieser Motoren wird hier für die Gewichtserkennung verwendet, so dass eine in dieser Weise ausgebildete Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden ohne einen eigens zur Gewichtserfassung vorgesehenen Gewichtssensor auskommt und daher kostengünstig zu realisieren ist.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist der Motor als Schrittmotor ausgebildet, in einer anderen Variante als Gleichstrommotor. Beide Motorenarten zeichnen sich durch Kennlinien aus, welche einen Rückschluss auf das Gewicht des anzutreibenden Gegenstands zulassen.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante steht radial von einer Motorwelle des Motors ein mit der Motorwelle bewegbarer Sensorauslöser ab, mit dem ein Nullpositionssensor ausrüstbar ist, der innerhalb einer von diesen Sensorauslöser überstrichenen Fläche angeordnet ist. Damit lässt sich in einfacher Weise entweder die Geschwindigkeit des Gleichstrommotors abschätzen oder ein Schrittverlust des Schrittmotors erkennen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass nach dem Einführen eines Rückgabegebindes in den Sammelbehälter ein Auslesen der Motorkennlinie des die Gebindeablage antreibenden Motors durch die Ausleseeinheit der Gewichtserfassungseinrichtung vorgenommen wird und das Gewicht des auf der Gebindeablage abgelegten Gebindes aus den während dieses Auslesens ermittelten Parametern mit der Berechnungseinheit berechnet wird. Als auszulösende Parameter kommen hierbei insbesondere die Drehzahl des Motors oder die Anzahl der von dem Schrittmotor benötigten Schritte für die Bewegung des Sensorauslösers von einem Punkt vor der Auslösung des Sensors zu einem Punkt nach der Auslösung des Sensors in Frage.
- In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird zur Berechnung des Gewichts des auf der Gebindeablage abgelegten Gebindes eine vorab ermittelte Referenzmotorkennlinie herangezogen. Dadurch kann beispielsweise nach Auslesen der Drehzahl des Motors direkt auf das Gewicht des Gebindes geschlossen werden.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsvariante einer Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden,
- Figur 2
- eine Kennlinie eines Gleichstrommotors,
- Figur 3
- eine Kennlinie eines Schrittmotors,
- Figur 4a-c
- eine schematische Schnittansicht einer Anordnung aus Motorwelle, Sensorauslöser und Nullpositionssensor in unterschiedlichen Positionen,
- Figur 5
- eine Kennlinie eines solchen Nullpositionssensors während der Drehung des Motors in Abhängigkeit von der Zeit,
- Figur 6
- eine Kalibrierungskurve eines Gleichstrommotors,
- Figur 7
- eine weitere Kennlinie eines Schrittmotors,
- Figuren 8 und 9
- schematische Darstellungen der Anordnung aus Motorwelle, Sensorauslöser und Nullpositionssensor in unterschiedlichen Positionen,
- Figur 10
- eine Kennlinie des Nullpositionssensors,
- Figur 11
- eine weitere Kennlinie des Schrittmotors und
- Figur 12
- eine für einen Schrittmotor erstellte Kalibrierungskurve
-
Figur 1 zeigt in einer schematisierten Darstellung eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Sammeln von Rückgabegebinden 4, die im Wesentlichen aus einem Sammelbehälter 3 sowie einer Zuführöffnung 2 besteht, durch die die Rückgabegebinde 4 dem Sammelbehälter 3 zuführbar sind. Der Sammelbehälter ist vorzugsweise als rollbarer Sammelbehälter, insbesondere für PET-Flaschen oder auch für gläserne Pfandflaschen ausgebildet. - In der Zuführöffnung 2 ist eine im Wesentlichen aus dem Stand der Technik bekannte Fördereinrichtung 7 angeordnet, über die die Rückgabegebinde 4 in den Sammelbehälter förderbar sind. Diese Fördereinrichtung 7 weist eine von mindestens einem Motor 6 antreibbare Gebindeablage 5 sowie eine Gewichtserfassungseinrichtung 8 auf. Die Gebindeablage 5 ist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Förderband ausgebildet, kann aber auch beispielsweise in Form eines Flügelrades oder von nebeneinander angeordneten Walzen ausgebildet sein. Der Motor 6 bzw. die Motoren zum Antrieb der Gebindeablage 5 sind als Elektromotoren ausgebildet, insbesondere als Gleichstrommotor oder als Schrittmotor. Beispielhafte Kennlinien solcher Motoren sind in den
Figuren 2 und 3 gezeigt. - Bei der in
Figur 2 gezeigten Kennlinie handelt es sich um die eines Gleichstrommotors, wobei die Drehzahl des Motors n über dem auf der Motorwelle angreifenden Lastmoment L abgetragen ist. Die hier gezeigt Kennlinie ist im Konstant-Spannungsbetrieb aufgenommen und zeigt, dass die Drehzahl des Gleichstrommotors mit zunehmendem Lastmoment an der Motorwelle 11 abnimmt. - Entsprechend ist der in
Figur 3 gezeigten Motorkennlinie für einen Schrittmotor, bei der das Drehmoment M des Schrittmotors als Funktion der Drehzahl n des Schrittmotors dargestellt ist, zu entnehmen, dass das Drehmoment des Schrittmotors mit steigender Drehzahl n abnimmt. - Zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit des Gleichstrommotors ist an der Motorwelle 11 des Motors 6, wie in den
Figuren 4a-c gezeigt ist, ein Sensorauslöser 12 montiert, der radial von der Motorwelle 11 absteht, Dieser Sensorauslöser 12 überstreicht während der Drehung der Motorwelle 11 einen Nullpositionssensor 13, der innerhalb der von diesem Sensorauslöser 12 überstrichenen Fläche angeordnet ist. - Das Verhalten dieses Nullpositionssensors 13 während der Drehung des Motors 6 ist in
Figur 5 dargestellt. Zusammen mit einer vorab aufgenommenen Kalibrierungskurve, welche inFigur 6 gezeigt ist, zu deren Aufnahme mehrere Gebinde 4 mit unterschiedlichem Gewicht auf die Gebindeablage 5 gelegt wurden und die zugehörige Auslösezeit des Sensors 13 ermittelt wurde, kann so zuverlässig das Gewicht eines auf der Gebindeablage 5 abgelegten Gebindes 4 ermittelt werden. - Wie der
Figur 6 zu entnehmen ist, ist die Beziehung zwischen der Sensorauslösezeit T und dem Gewicht des Gebindes G zumindest annähernd linear, so dass durch einfaches Ermitteln der Sensorauslösezeit T auf das Gewicht des von der Fördereinrichtung 7 transportierten Rückgabegebindes 4 geschlossen werden kann. - Das Auslesen der Motorkennlinie des die Gebindeablage 5 antreibenden Motors 6 erfolgt dabei durch eine Ausleseeinheit 9 der Gewichtserfassungseinrichtung 8. Die anschließende Berechnung des Gewichts erfolgt dabei durch eine in
Figur 1 schematisch dargestellte Berechnungseinheit 10. Der in denFiguren 4 ,8 und 9 schematisch dargestellte Nullpositionssensor 13 ist bevorzugt als induktiver Sensor ausgebildet. - In einer alternativen Ausführungsvariante ist der die Gebindeablage 5 antreibende Motor 6 als Schrittmotor ausgebildet. In diesem Fall kann die Gewichtserkennung des Rückgabegebindes 4 durch eine Registrierung des Schrittverlustes des Schrittmotors erreicht werden. Da bei Schrittmotoren das Drehmoment M mit zunehmender Drehzahl n des Motors 6 abnimmt, verliert ein solcher Motor 6 Schritte, wenn die von dem Motor zu bewegende Last zu groß ist für den mit einer bestimmten Stromstärke angetriebenen Motor. Ist der Motor für einen bestimmten Strom ausgelegt, werden, wie in
Figur 8 gezeigt, N Schritte (ohne Schrittverluste) für die Bewegung des Sensorauslösers 12 von einer Position 1, bei der der Sensor 13 noch nicht ausgelöst ist hin zu einer Position, bei der der Sensor 13 nicht mehr ausgelöst ist, benötigt. Ist nun das Anwachsen der Drehzahl des Motors 6 oder, bezogen auf die inFigur 7 gezeigte Darstellung, wächst die Drehzahl des Motors 6 zu schnell an für eine vorgegebene Last, so verliert der Motor 6 Schritte, wie inFigur 9 gezeigt. Dieses Verlieren von Schritten kann dadurch registriert werden, dass nach der vorab ermittelten notwendigen Anzahl N von Schritten der Sensor 13 noch ausgelöst bleibt. - Da je nach Gewicht des auf der Gebindeablage 5 abgelegten Gebindes 4 der Anstieg der Drehzahl des Motors 6, wie in
Figur 11 gezeigt, ausfällt, kann auch hier eine inFigur 12 dargestellte Kalibrierungskurve erstellt werden, die die Zuordnung des Gewichts des auf der Gebindeablage 5 abgelegten Gebindes 4 zu einer für dieses Gebinde 4 ermittelte Steigung der Drehzahlkurve, auch als "Rampe" bezeichnet, ermöglicht. -
- Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden
- 1
- Zuführöffnung
- 2
- Sammelbehälter
- 3
- Rückgabegebinde
- 4
- Gebindeablage
- 5
- Motor
- 6
- Fördereinrichtung
- 7
- Gewichtserfassungseinrichtung
- 8
- Ausleseeinheit
- 9
- Berechnungseinheit
- 10
- Motorwelle
- 11
- Sensorauslöser
- 12
- Nullpositionssensor
- 13
Claims (13)
- Vorrichtung zum Sammeln von Rückgabegebinden (4), aufweisend- einen Sammelbehälter (3),- eine Zuführöffnung (2), durch die die Rückgabegebinde (4) dem Sammelbehälter (3) zuführbar sind,- eine in der Zuführöffnung (2) angeordnete Fördereinrichtung (7), über die die Rückgabegebinde (4) in den Sammelbehälter (3) förderbar sind,- wobei die Fördereinrichtung (7) eine von mindestens einem Motor (6) antreibbare Gebindeablage (5) sowie eine Gewichtserfassungseinrichtung (8) aufweist,
dadurch gekennzeichnet dass- die Gewichtserfassungseinrichtung (8) eine Ausleseeinheit (9) zur Ermittlung einer Motorkennlinie des die Gebindeablage (5) antreibenden Motors (6) sowie- eine das Gewicht eines auf der Gebindeablage (5) abgelegten Gebindes (4) aus der Motorkennlinie herleitende Berechnungseinheit (10) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (6) als Schrittmotor ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (6) als Gleichstrommotor ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebindeablage (5) als Förderband ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebindeablage (5) als Flügelrad ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebindeablage (5) in Form von nebeneinander angeordneten Walzen ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass radial von einer Motorwelle (11) des Motors (6) ein mit der Motorwelle (11) bewegbarer Sensor-Auslöser (12) absteht, mit dem ein Nullpositionssensor (13) auslösbar ist, der innerhalb einer von diesem Sensor-Auslöser (12) überstrichenen Fläche angeordnet ist.
- Verfahren zur Gewichtserfassung von Rückgabegebinden (4), insbesondere Ein- oder Mehrwegflaschen, mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, aufweisend die Verfahrensschritte:a) Einführen der Rückgabegebinde (4) in den Sammelbehälter (3) durch die Zuführöffnung (2),b) Antreiben der Gebindeablage (5) durch Betätigung des Motors (6),
gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschrittec) Auslesen der Motorkennlinie des die Gebindeablage (5) antreibenden Motors (6) durch die Ausleseeinheit (9) der Gewichtserfassungseinrichtung (8),d) Berechnung des Gewichts des auf der Gebindeablage (5) abgelegten Gebindes (4) aus den während des Auslesens ermittelten Parametern mit der Berechnungseinheit (10). - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung des Gewichts des auf der Gebindeablage (5) abgelegten Gebindes (4) eine vorab ermittelte Referenzmotorkennlinie herangezogen wird.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (6) ein Gleichstrommotor ist und die Motorkennlinie die Abhängigkeit des Lastmomentes (L) auf einer Motorwelle (11) des Gleichstrommotor von der Drehzahl (n) des Motors (6) beschreibt.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Drehzahl (n) des Gleichstrommotors über die Zeitdauer einer Auslösung des Nullpositionssensors (13) erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (6) ein Schrittmotor ist und die Motorkennlinie die Abhängigkeit des Drehmomentes (M) von der Drehzahl (n) des Motors (6) beschreibt.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Schrittanzahl (N) des Schrittmotors über die Zeitdauer der Auslösung des Nullpositionssensors (13) erfolgt.
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