Elektrisches Speicherwerk für Packmaschinen, insbesondere Zigarettenpacker
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Speicherwerk für Packmaschinen, insbesondere Zigarettenpacker, zum Speichern von durch fehlerhafte oder fehlende Packungen ausgelösten Impulsen, die zu einem vorgegebenen späteren Zeitpunkt wieder wirksam gemacht werden sollen. Solche Speicherwerke werden insbesondere bei Zigarettenpakkern dazu benutzt, um Packungen, bei denen die eingangs erwähnten Mängel festgestellt wurden, am Ende der Maschinenbahn auszuschieben oder durch fehlerfreie Packungen zu ersetzen.
Die bisher bekannten Speicherwerke arbeiten vorwiegend auf mechanischer Grundlage, indem an einer beispielsweise mit zwanzig Bolzen versehenen Scheibe, die bei jedem Maschinentakt t/20 Umdrehung ausgeführt, an der Eingangsstelle des Impuls es der entsprechende Bolzen mechanisch oder auf magentischem Wege aus seiner Normallage verschoben wurde und dieser Bolzen dann an der Ausgangsstelle des Impulses, beispielsweise nach 16 Takten, mit seinem hervorstehenden Ende einen Schalter betätigte, der den Impuls mithin erst nach den besagten 16 Takten wirksam werden liess.
Diese bekannten mechanischen Einrichtungen sind insbesondere hinsichtlich ihrer magnetischen Betätigungsmittel störanfällig; weitere Störungen sind durch die unterschiedlichen Reibungsverhältnisse an den verhältnismässig selten Ring und herbewegten Bolzen bedingt. Da bei den modernen Packmaschinen die Anzahl der Kontrollstationen sehr beträchtlich ist, steigt damit auch die Anzahl der benötigten Bolzen, z. B. bis auf 50 und mehr, so dass die Zuverlässigkeit eines solchen Speicherwerkes entsprechend verschlechtert wurde und der Aufwand für die Wartung unverhältnismässig gesteigert werden musste.
Zur Behebung dieser Mängel wurde u. a. vorgeschlagen, anstelle der Bolzen elektrische Kondensatoren zu verwenden, die auf engem Raum nebeneinander angeordnet, gleichfalls umlaufend zur Wirkung kämen, indem sie an der Eingangstelle der Impulse eine Aufladung erhielten und diese Ladung an der Abgabestelle der Impulse wieder abgäben. Bei diesen Kondensatorenanordnungen sind indessen komplizierte elektrische Verstärkereinrichtungen nötig, um auf der Ausgangsseite des Verstärkers die für das Auslösen des betreffenden Aggregats, z. B. eines Auswerfers, erforderliche elektrische Leistung zur Verfügung zu haben. Ausserdem sind viele Kontakte zu den Kondensatoren, also ein Kollektor, notwendig, insgesamt demnach Einrichtungen, die viel Wartung erfordern.
Schliesslich besteht die Gefahr, dass bei längeren Maschinenstillständen die Aufladung der betreffenden Kondensatoren verloren geht, so dass dann die Anlage nicht mehr zuverlässig arbeitet.
Ausserdem können Ladungsverluste auch durch Kriechströme, die sich zwischen den einzelnen Kollektorlamellen bilden, eintreten.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, dass das Speicherwerk auf fotoelektrischer Basis arbeitet, indem als Impuls Empfänger, -Träger und -Übermittler eine Vielzahl von umlaufend angeordneten Glühlampen-Fotozellen-Einheiten vorgesehen ist, bei denen jeweils eine Glühlampe mit einer in ihrem Strahlengang angeordneten Fotozelle elektrisch in Reihe geschaltet ist, wobei ferner als Impulsgeber eine stationär angeordnete, in Hell-Dunkel- oder in Dunkel-Hell-Schaltung betriebene Lichtquelle vorgesehen ist, die bei Störungen an der Packmaschine anspricht, während das Abnehmen der Impulse vermittels einer im Strahlen gang der Glühlampen-Fotozellen-Einheit angeordneten stationären Fotozelle erfolgt, die ihrerseits mit der Wicklung eines Schaltrelais in Reihe geschaltet ist.
Dadurch, dass das Speicherwerk auf fotoelektrischer Grundlage arbeitet, kann man zu seinem Aufbau die neuzeitlichen, im Preis billigen und dabei sehr leistungsfähigen Fotozellen benutzen. Bei einem Speicherwerk mit 50 Einheiten bzw. Speicherstellen können beispielsweise 50 Fotozellen und 50 kleine Glühbirnen, vorzugsweise Telefonsignallampen, in der Weise zusammengeschaltet werden, dass jede Fotozelle mit der ihr zugeordneten Glühlampe in Reihe geschaltet ist und alle 50 Fotozellen-Glühlampen-Einheiten untereinander parallel geschaltet sind, und zwar zu einer Ringleitung bzw. einem Ringsystem, zu dem die Stromzuführung über zwei Schleifringe, d. h. praktisch wartungsfrei arbeitende Schaltelemente, erfolgt. Alle Fotozellen können hierbei auf gleichem Durchmesser auf einer Scheibe mit geringem Abstand voneinander angeordnet sein.
Dieser Scheibe gegenüberliegend und auf ihr synchron ump laufend kann sich eine zweite Scheibe mit den Glühlampen befinden, wobei der gegenseitige Abstand der Glühlampen dem gegenseitigen Abstand der Fotozellen entsprechen sollte. Beide Scheiben, bei denen also die Fotozellen und die Glühlampen miteinander fluchten, können als Ganzes auf einer Tragscheibe oder einem anderen Tragorgan angeordnet sein, das sich bei dem vorerwähnten Beispiel je Maschinentakt mit so Umdrehung, d. h. um eine Fotozelle bzw. Lampeneinheit, weiterbewegen sollte.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann an der Eingangsseite der Impulse eine kleine Lichtquelle angeordnet sein, die in ihrem Strahlengang befindliche Fotozelle durch die mit der Fotozelle in Serie geschaltete Glühlampe hindurch belichtet. Die Fotozelle wird dadurch leitend und die ihr zugeordnete Glühlampe erhält Spannung. Letztere kann also nunmehr die eigene Fotozelle belichten, so dass dieser Kreis auch nach Abschalten des Scheinwerfers weiter Strom führen wird. Die Serienglühlampe leuchtet demzufolge jetzt selbstständig weiter, und zwar auch nachdem sie die Eingangsstelle des Impulses verlassen hat. Nach beispielsweise 40 Takten der Maschine, also nach 40/so Umdrehung des Scheibenaggregats, kann die Serienglühlampe ihrerseits eine in ihren Strahlengang gelangende stationäre Fotozelle belichten, die mit einem Relais in Serie liegt.
Der Anker dieses Relais kann bei dieser Belichtung der stationären Fotozelle angezogen werden, um so den gewünschten Schalt- bzw. Steuerungsvorgang zu bewirken.
Kurz bevor die betreffende Serienglühlampe einen Umlauf vollzogen hat, kann ferner eine in den Strahlengang zwischen der Serienglühlampe und der zugehörigen Fotozelle gebrachte Blende die Abdunklung der Fotozelle und damit das Erlöschen der Serienglühlampe bewirken, so dass letztere nach einem Umlauf der Scheibe, d. h. an der Eingangsstelle des Impulses, wieder von neuem arbeitsbereit ist. Es ergibt sich also, dass bei der bevorzugten Aus führungsform der Einrichtung, abgesehen von der Schleifringzuleitung, die aber bei entsprechender Ausführung völlig störungsfrei ist, keinerlei Kontaktstellen vorhanden sind, vielmehr ist deren Funktion durch Lichtstrahlen ersetzt worden.
Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sollen anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Stirnansicht des Speicherwerks, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 die zugehörige Seitenansicht, teilweise im Schnitt, und zwar die linke Hälfte eines insgesamt vierscheibigen Speicherwerks,
Fig. 3 die fotoelektrische Kopplung zweier Speicherwerke mit je 24 wirksamen Einheiten zu einem System mit 48 Einheiten, in schematischer Darstellung,
Fig. 4 gleichfalls in schematischer Darstellung das Schaltbild einer Scheibe in Hell-Dunkel-Schaltung, und
Fig. 5 die antriebsmässige Verbindung von vier Scheiben, die in einer Ebene angeordnet und untereinander über Verzahnungen gekoppelt sind, ebenfalls schematisch.
Der Antrieb des Speicherwerks erfolgt über das in dem Gehäuse 1 untergebrachte Untersetzgetriebe mit der Schnecke 2 und dem Schneckenrad 3, den Lagern 4 und der Welle 5. Auf letzterer sitzen die Scheiben 6 und 7, wobei die Scheibe 6 als Halterung für die Fotozellen 8 und die Scheibe 7 als Halterung für die Glühlampen 9 dient. Beide Scheiben sind miteinander unter Zwischenschaltung einer Isolierbuchse 20 mittels der Schraube 22 verbunden. Die Scheibe 7 besteht aus elektrisch isolierendem Material, z. B. Kunststoff, während die Scheibe 6 aus metallischem Werkstoff hergestellt sein kann. Die Stromzuführung für die Glühlampen 9 besteht einerseits aus dem Kontaktring 12 und zum anderen aus den Kontakten 11 der einzelnen Speicherwerks-Einheiten.
Die Kontakte 11 sind ihrerseits über die vorerwähnten Schrauben 22, die Lötösen 21 und die Leitung 23 mit dem einen Pol der Fotozellen 8 verbunden. Der andere Pol der Fotozellen ist über die Leitungen 24 mit dem Kontaktsammelring25 verbun- den. Die Stromzuführung erfolgt mittels der Schleifringe 29, 30, die ihrerseits auf einem Isolierflansch 31 sitzen. Mit dem Schleifring 29 ist über die Leitung 26 der linke Kontaktsammelring 25 und mit dem Schleifring 30 über die Leitung 27 der Kontaktring 12 verbunden. Die Stromzuführung erfolgt wie üblich über Kohlebürsten 32, 33, die in dem Isolierhalter 34 lagern. Letzterer ist mittels des Halteeisens 35 am Gestell befestigt. Flexible Leitungen 43 (Fig. 1) führen den Strom zu, während Federn 39 die Kohlebürsten 32, 33, gegen die Schleifringe 29, 30 drücken.
Ein ortsfester Ring 13 dient als Halterung für den oder die auf dem Ring 13 verschiebbar befestigten Scheinwerfer, bestehend aus dem Gehäuse 14, der Glühlampe 15, dem Reflektor 18, der Zuleitung 17 und der Sammellinse 16. An anderer Stelle ist am Ring 13 eine stationäre Fotozelle 37 mit ihrem Gehäuse 36 und dem Sockel 38 gleichfalls verschiebbar befestigt. Leitungen 28 verbinden das gezeichnete zweite Scheibensystem (rechts in Fig. 2) mit dem ersten Scheibensystem, wobei das zweite Scheibensystem genau entsprechend, aber spiegelbildlich zu dem oben beschriebenen Scheibensystem angeordnet ist.
Zwischen den Scheiben 6 und 7 ist jeweils eine Ringnut 41 freigelassen, in die an vorgegebener Stelle ortsfest, aber in bezug auf die Scheiben 6, 7 verstellbar angeordnete Blenden 19 einzutauchen vermögen.
In dem Schema gemäss Fig. 3 ist die fotoelektrische Zusammenschaltung zweier Speicherwerksysteme A und B dargestellt. Jedes dieser Systeme hat 24 Speicher- Einheiten bzw. -Teilungen, von denen 23 für Speicherzwecke nutzbar sind, da ja ein System zum Löschen durch die Blende 19 benötigt wird und daher besetzt ist. In dieser Fig. sind zwecks besserer Übersichtlichkeit die Fotozellen 8 und die Glühlampen 9 jeweils auf verschiedenen Durchmessern eingezeichnet, obwohl sie in Wirklichkeit, wie oben beschrieben, auf dem gleichen Durchmesser liegen. Die Kontaktringe 12 und 25 entsprechen hier den Schleifringen 29, 30 in Fig. 2.
Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss den Fig. 1-3, die im übrigen in Dunkel-Hell-Schaltung arbeitet, ist folgende:
Sobald an irgendeiner Verpackung Unregelmässigkeiten auftreten, sei es, dass die Verpackung schadhaft oder der Verpackungsinhalt nicht vollständig ist, wird durch nicht näher dargestellte, an sich bekannte Fühler-Kontroll-Organe oder dgl. der Fotozelle 8 bei a (Fig. 3) über die Scheinwerferlampe 15 ein Impuls zugeleitet, der dort durch den mit Pfeilen versehenen Linienzug angedeutet ist.
Die Glühlampe 9 bei a leuchtet daher auf, und zwar so lange, bis sie bei der Speicherstelle x angekommen ist. Dort steht der Glühlampe 9 die stationäre Fotozelle 37a gegenüber, die nunmehr von der Glühlampe 9 belichtet wird. Die Fotozelle 37a liegt ihrerseits mit einem Scheinwerfer 14' (Fig. 3) in Serie, so dass dessen Glühlampe 15' nunmehr aufleuchtet und ihrerseits die Fotozelle der Speichereinheit a' belichtet. Auf diese Weise ist der bei a eingeleitete Impuls vom System A auf die Speicherstelle a' des Systems B übertragen worden und kann im weiteren Verlauf von dort beliebig abgenommen werden, und zwar in ganz entsprechender Weise wie beim System A.
Die Wirkungsweise einer solchen Impuls abnahme ist in Fig. 3 am System A bei t schematisch angedeutet. Dort befindet sich der Glühlampe 9 die stationäre Fotozelle 37 gegenüber. Diese ist mit der Spule eines Relais R1 in Reihe geschaltet. Wenn also diese Glühlampe aufgrund einer Störung im leuchtenden Zu stand bei t ankommt, wird die Fotozelle 37 aktiv, so dass das Relais R1 anspricht und vermittels seiner Arbeitskontakte den jeweils gewünschten Schaltvorgang auslöst. Die beschriebene Impulsabnahme kann - wie sich wohl ohne weiteres ergibt - am System A innerhalb der Speicher-Einheiten b-x, im System B innerhalb des Intervalls a'-x' eingestellt werden.
Die vorbeschriebene fotoelektrische Kopplung zweier Scheiben gemäss Fig. 3 ist - wie gezeigt - im Aufbau recht einfach und erfordert nur einen geringen Aufwand. Auf der anderen Seite bringt eine solche Kopplung baulich grosse Vorteile, weil man dadurch in die Lage versetzt wird, auch eine Vielzahl von Speicher-Einheiten sehr raumsparend unterzubringen. Man kann nämlich auf diese Weise anstelle eines Speicherwerks mit z. B. 60 Einheiten (ein solches Werk wäre als Einscheibenspeicher infolge seines grossen Durchmessers konstruktiv an Packmaschinen nur schwer unterzubringen) zwei Speicherscheiben mit je 30 Einheiten auf die beschriebene Weise zusammenschalten. Bei einer doppelbahnigen Packmaschine, die u. U. 120 Speichereinheiten verlangt, käme man dann auf 4 Scheiben mit je 30 Einheiten, die entsprechend Fig. 2 z.
B. spiegelbildlich zu je zwei rechts und links des Ubersetzungsgetriebes 1 angeordnet werden könnten.
Um z. B. bei vier Speicherscheiben eine gute Zu gänglichkeit von der Seite her zu erreichen, kann man gemäss Fig. 5 vorgehen. Dort sind die Aggregate A - D der Scheiben 6,7 am Umfang verzahnt und stehen miteinander in Eingriff. Auf den oberen Wellen 5 sitzen Schneckenräder 3', die von einer gemeinsamen Schneckenwelle aus über Schnecken 2' angetrieben werden.
Die vorbeschriebenen Speicherwerke arbeiten in der sogenannten Dunkel-Hell-Schaltung. Es kann aber auch umgekehrt Hell-Dunkel-Schaltung benutzt werden. In letzterem Falle würde die Glühlampe 15 des Scheinwerfers 14 dauernd aufleuchten und sich bei Eintreffen eines Impulses verdunkeln. Es würden dann normalerweise alle Glühlampen 9 von a-x (Fig. 3) leuchten. Nur die impulsbeaufschlagten Glühlampen 9 wären dunkel, ein Umstand, aus dem sich die weitere Wirkungsweise ohne weiteres ergibt.
Der Vorteil einer solchen Hell-Dunkel-Schaltung ist der, dass beim Durchbrennen (Ausfall) einer Glühlampe 15 bzw. 9 die hergestellten Packungen laufend ausgeworfen werden, während bei der Dunkel-Hell-Schaltung das eventuelle Fehlpaket, dessen Impuls auf eine gerade defekte Lampe gelangt, nicht ausgeworfen und damit nicht markiert würde.
Das Bedienungspersonal wird bei der Hell-Dunkel-Schaltung durch fortlaufendes Ausscheiden von Packungen auf den Fehler aufmerksam, im Falle der Dunkel-Hell-Schaltung dagegen nicht.
Im Rahmen der Erfindung kann aber auch bei der Dunkel-Hell-Schaltung der Zustand der Glühlampen 9 fortlaufend überwacht werden, um die oben geschilderten Unregelmässigkeiten auszuschliessen.
Eine solche Einrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Es wird dann bei w ein ständig leuchtender, stationärer
Scheinwerfer angeordnet, der eine jede der Glühlampen 9, die an ihm vorbeigeführt wird, zum Aufleuchten bringt. Dieser Zustand wird an der nächsten Sta tion x durch eine stationäre Fotozelle 37, die mit der Spule eines Relais R2 in Serie liegt, dadurch kontrolliert, dass bei jeder leuchtenden Lampe das Relais anspricht und seine Kontakte geschlossen hält. Falls das Relais wegen einer defekten, also dunklen Lampe nicht anspricht, bleiben seine Kontakte offen, lösen ein Warnzeichen aus bzw. setzen die Maschinenanlage still. Bei y werden dann alle Lampen 9 wieder mittels einer Blende 19 gelöscht.