DE2000345A1 - Mit Rueckprallmessung arbeitendes Wiege- und Sortierverfahren sowie zur Durchfuehrung des Verfahrens dienende Pruef- und Sortierwaage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Rückprallmessung arbeitendes Wiege- und Sortierverfahren sowie eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Prüf- und Sortierwaage.

Das Wesen der Erfindung soll im folgenden erläutert werden anhand einer mit Rückprall arbeitenden Prüf- und Sortierwaage, die besonders geeignet ist zur Feststellung des Füllungsgrades von Behältern, z.B. von Konservendosen und dergleichen. Auf einer Füllstandsanzeige beruhende Füllgewichts-Prüfeinrichtungen setzen die Verwendung von Lichtstrahlen, Röntgenstrahlen oder sonstigen Strahlen voraus, und auch wenn eine entsprechend aufwendige Einrichtung dieser Art eingesetzt wird, so kann doch Schaumbildung oder unsymmetrische Verteilung des Behälterinhalts die Genauigkeit der Füllgewichtsermittlung ungünstig beeinflussen. Somit ist eine auf einer Wägung beruhende Prüf- und Sortiereinrichtung das Praktischste auf diesem Gebiet, aber ihre Benutzung stellt ziemliche Anforderungen an die Genauigkeit, und die herkömmlichen, auf dem Hooke'schen Gesetz beruhenden Einrichtungen von der Art der Federwaagen haben in der Praxis, besonders in der Konservenindustrie, nicht allgemein Eingang gefunden. Wenn z.B. alle Behälter eines

Förderbandes geprüft werden sollen, dann muss der Prüfvorgang mit hoher Geschwindigkeit ablaufen. Schon das bedeutet ein gewisses Problem; ein ernstliches Problem entsteht aber dann, wenn außerdem hohe Empfindlichkeitsanforderungen erfüllt werden müssen. Die Unterschiede zwischen einem ordnungsmäßig gefüllten und einem unter- oder übergewichtig gefüllten Behälter betragen bei den praktisch vorkommenden Gewichtsschwankungen lediglich geringe Prozentsätze des Gesamtgewichtes von Behälter und Inhalt, und das bedeutet für eine Prüf- und Sortierwaage hohe Empfindlichkeit bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit.

Eine weitere Voraussetzung, der eine Prüf- und Sortierwaage in der Praxis gerecht werden muss, besteht darin, dass sie unter den ungünstigen physikalischen Bedingungen zu arbeiten in der Lage sein muss, wie sie etwa in einer Konservenfabrik herrschen; man denke nur an Hitze, Feuchtigkeit, Fremdstoff- und Gummiablagerungen und ähnliches. Das führt zu Einrichtungen, die für das Laboratorium geeignet sein mögen, die aber für die Produktionsüberwachung in einer Konservenfabrik oder unter ähnlichen Voraussetzungen nicht in Frage kommen.

Eine weitere Bedingung, die von einer an einem Fließband eingesetzten Prüf- und Sortierwaage erfüllt werden muss, besteht darin, dass die Einrichtung verhältnismäßig wenig störanfällig sein darf, dass sie wenig Wartung verlangt, und dass die Toleranzgrenzen von ungeschultem Bedienungspersonal eingestellt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Forderungen zu erfüllen, ohne zugleich mit den im Vorstehenden genannten Nachteilen behaftet zu sein, die den herkömmlichen, unmittelbar das Füllgewicht erfassenden Einrichtungen anhaften. Dabei soll eine das Gewicht mit hoher Genauigkeit ermittelnde Einrichtung von äußerster Einfachheit geschaffen werden.

Im Prinzip beruht die erfindungsgemäße Einrichtung auf dem charakteristischen physikalischen Verhalten eines harmonische Schwingungen ausführenden Schwingungssystems, das aus einer mit der Masse des zu wiegenden Objekts belasteten Feder besteht. Durch Erfassung der Zeitdauer einer Halbschwingung des Schwingungssystems gewinnt man dabei ein Maß für die Gewichtsbestimmung, und zwar mit einer im wesentlichen recht einfachen Einrichtung. Außerdem ist die Gewichtsbestimmung unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Objekte auf die Feder aufgeliefert werden.

Im besonderen hat bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung die Feder die Form eines im wesentlichen horizontal gespannten Drahtes, der in seiner Ruhelage einen elektrischen Kontaktstift berührt. Die zu wiegenden Objekte (z.B. Konservendosen) werden über eine Rampe hinaufgerollt, damit sich ihr Inhalt gleichmäßig verteilt, und dann lässt man sie der Reihe nach in der Nähe des Kontaktstiftes auf den Draht fallen. Wenn die Konservendosen auf den Draht auftreffen, wird ein Schwingungssystem erregt, dessen Schwingungsweise die einer harmonischen periodischen Schwingung ist; vergl. hierzu das Buch "Klassische und moderne Physik" von White, Seite
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Verlag D. Van Kostrand Co., Inc., New York, 1940.

Der Vorteil der Erfindung beruht auf dem isochronen Verlauf der Schwingungsbewegung, die stattfindet zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Konservendose zuerst auf den vorgespannten Draht auftrifft, und dem Zeitpunkt, zu der der Draht und die Dose wieder in die gemeinsame Ausgangslage zurückgelangen, d.h. zu dem der Draht wieder den Kontaktstift berührt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Dauer der Ausbiegung des Drahtes - wenn man sie messen könnte - unmittelbar eine Funktion der Masse des Objekts wäre, weil nämlich dieses dann gerade die Hälfte einer periodischen Schwingung des bestehenden Schwingungssystems hinter sich hätte, so dass also die Ausbiegungsdauer ein Maß wäre für das Gewicht des Objekts. Ferner wurde erkannt, dass das System isochron arbeiten würde, d.h. unabhängig von der Fallhöhe des Objekts und abhängig allein von dessen Masse.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass der Kurvenverlauf der Rückprallbewegung der Objekte (z.B. der

Konservendosen) nach beendeter Wägung zur Durchführung eines Sortiervorganges herangezogen wird. Wenn der Federdraht in seine vorgespannte Ausgangslage zurückgekehrt ist und mit dem bereits erwähnten Kontaktstift wieder in Berührung steht, dann wird die dem Schwingungssystem durch den Auffall der Dose auf den Draht erteilte kinetische Energie wieder auf die Dose zurückübertragen, so dass diese eine Rückprallkurve durchläuft, die komplementär ist zu der Kurve, unter der sie auf den Draht aufgefallen war. Auf diese Weise ist es möglich, die Dosen im Verlauf einer gewissen Vorwärtsbewegung zu erfassen und sie stromabwärts von dem Kontaktbereich des Drahts herauszunehmen, nachdem sie mit dessen Hilfe gewogen worden sind. Um Dosen auszusortieren, die Untergewicht oder Übergewicht aufweisen, werden bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Bahnkurven solcher Dosen mit Hilfe eines Auswerfers angehoben, der in Abhängigkeit von den das Gewicht wiedergebenden Signalen betätigt wird. Diese Signale wiederum entsprechen den Werten, die sich bei der Messung der Dauer der Auslenkung des mit den Dosen belasteten Drahtes ergeben.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Dosen, die das richtige Füllgewicht aufweisen, auf eine Förderrinne oder ein Förderband verbracht, die bzw. das die normale Rückprallbahnkurve aufnimmt. Die angehobenen Bahnkurven der unter- oder übergewichtigen Dosen werden von einer besonderen Förderrinne oder einem besonderen Förderband aufgenommen. Ferner dreht sich bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung der Auswerfer einmal bei jeder Messung einer unter- oder übergewichtigen Dose unter der Wirkung einer umlaufenden Kupplungsklaue, und er steht sonach alsbald wieder in seiner Ausgangsstellung für die Beeinflussung der Bahnkurve einer etwa folgenden unter- oder übergewichtigen Dose zur Verfügung.

Auf diese Weise ergibt sich eine schnell und mit hoher Empfindlichkeit arbeitende Sortiereinrichtung, die gegenüber ihren Umweltbedingungen nicht empfindlich ist. Das System, mittels dessen die Dauer der Auslenkung des aus Federdraht und Dose bestehenden Schwingungsgebildes in Signale zur Gewichtssortierung umgewandelt wird, weist einen elektronischen Schaltkreis auf. Dieser Schaltkreis enthält einstellbare RC-Zeitglieder zur Einstellung der Differenzgrenzen zwischen den Ausbiegungszeiten unter- bzw. übergewichtiger Dosen einerseits und normalgewichtigen Dosen andererseits. Daher kann das erfindungsgemäße System vom Bedienungspersonal einer Fließbandanlage hinsichtlich der Gewichtstoleranzgrenzen nach Bedarf eingestellt werden.

Die zur Erläuterung beigegebenen Zeichnungen zeigen im einzelnen folgendes:

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine mit Rückprallmessung arbeitende Prüf- und Sortierwaage nach der Erfindung, und zwar eingebaut in ein Prüf- und Sortiersystem für die Füllgewichte von Behältern, z.B. Konservendosen.

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Detaildarstellung den Wirkungsablauf am Kontaktstift.

Fig. 3 ist eine Teilansicht der Einrichtung.

Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt längs der Linien 4 - 4 der Fig. 3.

Fig. 5 ist eine vergrößerte schematische Darstellung, die die Wirkungsweise der Einrichtung zeigt, während das Gewicht des Objektes gemessen wird.

Fig. 6 ist eine ähnliche schematische Darstellung des Rückpralls eines unter- oder übergewichtigen Objekts.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des zur Erfassung der Ausbiegungsdauer dienenden elektrischen Stromkreises.

Fig. 8 und 9 zeigen in besonderer Weise abgewandelte Federn.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen die Erfindung bei ihrer Anwendung in einem System zur gewichtsmäßigen Sortierung von Behältern, wie z.B. gefüllten Konservendosen. Die Dosen K werden senkrecht stehend der Prüf- und Sortiereinrichtung zugeführt mit Hilfe eines schienengeführten Auflieferungsförderbandes 10, das einen Verdrehungsbereich 12 aufweist, in dem die Dosen zum Rollen umgelegt werden. Die Dosen rollen dann über ein frei drehbares Sternrad 14, das zur Ermöglichung geeigneter Messintervalle die Dosen in eine aufwärts führende Förderrampe einzeln einlaufen lässt, so dass sich ein von Stück zu Stück distanzierter Dosenzug ergibt. Seitliche Führungsplatten 17 begrenzen die Lage der Dosen in deren axialer Richtung. Während die Dosen die Rampe 16 hinaufgerollt werden, werden sie voneinander distanziert gehalten mit Hilfe eines Förderbands 18, das über eine oberhalb des Sternrads 14 angebrachte Umlenkrolle 20 läuft und von einer Antriebsrolle 22 angetrieben wird, die ihrerseits mittels einer Keilriemenscheibe 23 und eines Motors 24 angetrieben wird (Fig. 3).

Die aufwärts führende Auflieferungsrampe 16 mündet in eine nach unten umgelenkte Abwurframpe in Gestalt seitlich distanzierter Fortsetzungen 28 der Rampenabschnitte 16. Dieser Teil des Aufbaus sorgt dafür, dass die zu wiegenden Dosen auf die Feder, die einen Teil der oben dargestellten Erfindung bildet, aufgeliefert werden. Während des Rollens über die Rampe wird der Doseninhalt in den Dosen gleichmäßig verteilt.

Bei der bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung besteht die vorgespannte Feder aus einem Stahldraht 30, der an seinem einen Ende an einem Steg 32 festgemacht ist, der zugleich den Masse-Anschluss des zur Messung der Ausbiegungsdauer dienenden elektrischen Stromkreises bilden kann. Der Draht verläuft in der durch den Schwerpunkt der fallenden Dosen gehenden Vertikalebene. Er führt von dem Steg 32 bis in den Bereich zwischen den Rampenabschnitten 28 und 16 und wird dort mit Hilfe einer vorgespannten Feder 36 um eine auf dem Chassis befestigte Rolle 34 herumgelenkt (Fig. 4). Das eine Ende dieser Feder 36 ist an dem Draht 30 befestigt, während das andere Ende unten am Chassis an einem mit Gewinde versehenen Ösenbolzen 38 verstellbar befestigt ist (Fig. 4).

Eine wichtige Besonderheit dieser Ausführungsform der Erfindung besteht in einem elektrischen Kontaktstift 40, der von dem Draht 30 berührt wird, wenn dieser sich in seiner Ausgangsstellung (Dosenaufnahmestellung) befindet, d.h. wenn er nicht durch einen Messvorgang ausgebogen ist. In dieser Lage dienen der Draht 30 und der Kontaktstift 40 als Schalter zur elektrischen Erfassung des Beginns der Drahtausbiegung. Dieser Schalter steht in Verbindung mit einem noch im einzelnen zu beschreibenden Stromkreis, der zur Erzeugung der das Gewicht wiedergebenden Signale dient und dessen Wirkungsweise anhand des Blockschaltbildes der Fig. 1 verdeutlicht ist.

Der Kontaktstift 40 ist am Chassis über einen Isoliersteg 42 befestigt, und es führt von ihm eine Zuleitung 44 zu dem Stromkreis, der die zur Gewichtsanzeige dienenden Signale liefert.

Stromabwärts von den Rampenabschnitten 28 befindet sich eine Dosenfang- oder Dosenaufnahmerampe in Gestalt seitlich distanzierter Rampenplatten 50, und bei der hier beschriebenen Ausgestaltungsform der Erfindung nehmen diese Rampenplatten Dosen aus dem Rückprall auf, deren Gewicht richtig ist. Oberhalb der Rampenplatten 50 befinden sich die Ausschuss-Rampenplatten 54, denen die Dosen mittels noch zu beschreibender Auswerfer zugeleitet werden.

Wie man aus Fig. 1 ersehen kann, führen die für die sollgewichtigen Dosen vorgesehenen Rampenplatten 50 zu einem der Umkehrstrecke 12 entsprechenden Förderbandbereich 56, in dem die Dosen auf eine in der einschlägigen Technik wohlbekannte Weise wieder in ihre senkrechte Lage zurückgekippt werden. Die Ausschussrampe 54 liefert ihre Dosen in einen Einwurftrog oder einen sonstigen Behälter zur Wegnahme aus dem Hauptfluss der Fertigungsstraße.

Ein Paar mit gegenseitigem Abstand angeordneter Seitenplatten 58 verhindert ein etwa durch Unachtsamkeit verursachtes oder auch zufälliges Herausspringen von Dosen aus der Maschinerie, und die Ausschussdosen können nach ihrem Rückwurf an den Unterkantenflächen der Seitenplatten 58 entlanggleiten.

Eine Besonderheit der Erfindung, wie sie in ihrer bevorzugten Ausgestaltungsform zutage tritt, besteht darin, dass die sollgewichtigen Dosen an die Abnahme-Förderbandrampe zufolge der normalen Rückprallwirkung angeliefert werden, die auf die sich vorwärts bewegenden Dosen von dem Draht 30 ausgeübt wird. Mit anderen Worten, das die Dosen aufnehmende Ende des für die sollgewichtigen Dosen vorgesehenen Förderbandes 50 fängt den Endabschnitt der Flugbahn der zurückprallenden Dosen auf.

Eine andere Besonderheit besteht darin, dass den Ausschussdosen eine Flugbahn aufgezwungen wird, die auf dem oberen Förderband 54 endet, ohne dass die Dosen dabei verbeult werden. Zu diesem Zwecke sind genau innerhalb des Bereiches der Rampenplatten 50 Auswerferarme 60 vorgesehen. Diese Auswerferarme sind auf einer gemeinsamen Welle 62 gelagert, die mit einem zum Eingriff vorgesehenen Element einer elektromagnetisch betätigten Einmalumlaufs-Drehkupplung verbunden ist. Das andere Eingriffselement der Drehkupplung wird dauernd angetrieben von einem ständig laufenden Motor 68 über ein Antriebsrad 66 (Fig. 3) Die Kupplungsmagnetwicklung S betätigt einen Klauenmechanismus 70, dessen Betätigung den Kupplungseingriff für genau eine Umdrehung der Kupplungswelle herbeiführt, worauf die Kupplung wieder freigegeben wird und die Auswerfer 60 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Die für die Erregung der Kupplungsmagnetentwicklung erforderliche Zeitdauer kann kleiner sein als die Zeitdauer einer Kupplungsumdrehung. Der Aufbau der Einmalumlaufs-Drehkupplung selbst ist im einzelnen nicht von Bedeutung für die Erfindung. Vorrichtungen dieser Art gehören zum Stand der Technik auf dem Gebiet der Mechanik und sind daher hier im einzelnen nicht erläutert. Die Kupplungsmagnetwicklung S hat im übrigen Zuleitungen 72 und 74, die sie mit einem noch zu erläuternden Stromkreis verbinden, der zur Messung der Dauer der Drahtauslenkung und zur Erfassung des Ausschusses dient.

Wenngleich die Einzelheiten des Stromkreises zur Messung der Dauer der Drahtausbiegung nicht kritisch sind für die Erfindung, so hat sich doch ein Stromkreis, wie er in Fig. 7 gezeigt und in Fig. 1
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dargestellt ist, als besonders zufrieden stellend erwiesen. Wie Fig. 1 zeigt, bilden der Draht 30 und der Kontaktstift 40 einen Erdschalter, dessen Schaltzustand von einem Umkehrverstärker abgefühlt wird. Die von diesem abgegebenen, dem geöffneten bzw. geschlossenen Zustand des Schalters entsprechenden Stromimpuls gelangen an einem dem Untergewicht und dem Sollgewicht zugeordneten Stromkreis sowie an einen dem Übergewicht zugeordneten Stromkreis. Es sind Zeitkreise mit den Einstellwiderständen R1 und R2 vorgesehen, und die Einstellung dieser Widerstände bestimmt die Toleranzgrenzen für Unter- und Übergewicht bezüglich eines vorgegebenen Sollgewichts der zu wiegenden Objekte. Die Einstellwiderstände R1 und R2 sind geeicht und dem Bedienungspersonal zugänglich.

Wenn der Draht seinen Stromkreis
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Fig. 5 ist eine vergrößerte schematische Darstellung, die in ausgezogenen Linien den Bahnverlauf einer einzelnen Dose zeigt, die sollgewichtig ist und daher keine Betätigung der Auswerfer 60 erfordert. Diese einzelne Dose ist in Fig. 5 in verschiedenen Lagen dargestellt, von denen jede durch einen in Klammern gesetzten kleinen Buchstaben bezeichnet ist. Die Dose in der Lage (a) nähert sich dem Abwurfteil der Rampenplatten 16. Bei (b) befindet sich die Dose auf dem Höhepunkt ihrer Bahnkurve und im Begriff, auf den Draht 30 herunterzufallen. Die Dose hat eine gewisse horizontale Vorwärtsgeschwindigkeit, und unter der Wirkung dieser Vorwärtsgeschwindigkeit in Verbindung mit der Schwerkraft fällt sie über die absteigende Rampe 28 hinunter, und zwar wegen der Reibung zwischen Rampe und Dose ohne wesentliche Rollbewegung gegenüber der Rampe. Die Lage (c) zeigt die Dose, wie sie über die Rampe hinunterfällt.

Die Dose trifft dann auf den Draht 30 auf, während dieser sich in seiner vorgespannten Ausgangsposition befindet und den Kontaktstift 40 berührt. Diese Lage der Dose ist mit (d) bezeichnet. Die Dose verfolgt ihre Bahnkurve weiter nach unten und biegt dabei den Draht 30 von dem Kontaktstift 40 so weit ab, bis sie ihre mit
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bezeichnete unterste Lage erreicht hat. In diesem Augenblick hat sich der Draht von dem Kontaktstift um eine Strecke entfernt, die mit (x) bezeichnet ist, aber diese Größe (x) ist, wie noch gezeigt werden wird, nicht von Bedeutung. Von entscheidender Bedeutung ist vielmehr die gesamte Zeitdauer der Ausbiegung des Drahtes bis zum Abstand (x) und seiner Rückkehr bis zum Kontaktstift.

Bei der Ausbiegung des Drahtes durch die Dose wird die senkrecht nach unten gerichtete
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ihres Falles als potentielle Energie in dem Federsystem des Drahtes gespeichert, und wenn der Draht seine unterste Lage erreicht hat, dann wird diese Energie von dem Federsystem des Drahtes an die Dose zurückgeliefert, wobei diese wieder so weit nach oben geworfen wird, dass der Draht wieder in seine Ausgangslage gelangt und den Kontaktstift berührt. In diesem Augenblick hat die Dose die Lage (f) eingenommen.

Da die Dose aus der Höhe H auf den Draht heruntergefallen war, wird die dieser Fallhöhe entsprechende kinetische Energie der Dose bei ihrem Rückprall praktisch wieder mitgegeben, und zwar wird die Dose bei ihrem Rückprall eine Bahnkurve durchlaufen, die - wie dies in der Figur dargestellt ist - zu der Fallkurve komplementär verläuft, also sowohl eine vertikale wie auch eine nach vorn gerichtete Komponente aufweist. Ein mittlerer Bereich der Rückprallkurve ist mit
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bezeichnet, und in der Position (h) hat die Dose wieder ihre höchste Höhe erreicht, die für den freien Einlauf über die Höhe I der Rampe 50 hinweg ausreicht. Die Dose setzt sodann ihre Vorwärtsbewegung fort unter der Wirkung des ihr von dem Förderband 18 erteilten Bewegungsimpulses und fällt dann bei (i) leicht ab, bis sie in der Lage (j) die Rampe 50 erreicht hat. Die Dose rollt dann bei (k) die Rampe hinab, bis sie auf das in Fig. 1 gezeigte Entnahmeförderband gelangt ist.

Der Zeitnehmerkreis misst nur die Zeit, während der der Draht ausgebogen ist. Wenn diese Zeit zu kurz ist, dann ist die Dose untergewichtig, und wenn sie zu lang ist, dann ist die Dose übergewichtig. Bei einer sollgewichtigen Dose jedoch wird der den Auswurf der untergewichtigen Dose bewirkende Stromkreis außer Wirkung gesetzt, und somit bleiben die Auswerfer 60, wie in Fig. 5 gezeigt, während des Rückpralls einer sollgewichtigen Dose in ihrer Ruhelage.

Fig. 6 veranschaulicht, wie bei einer erfindungsgemäßen Prüf- und Sortierwaage der Rückprallvorgang verläuft, wenn die Dosen entweder über- oder untergewichtig sind. Die wiedergegebene Bewegungsbahn ist indessen die einer übergewichtigen Dose. In diesem Falle hat die Dose eine andere Masse als eine sollgewichtige, und daher wird bei einer
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darauf, dass die Zeit, die der Draht bei einer übergewichtigen Dose für seine Auslenkung um die Strecke (y) und wieder zurück benötigt, länger ist als die Zeit bei einer sollgewichtigen oder einer untergewichtigen Dose für dieselbe Bewegung.

Die in Fig. 6 wiedergegebenen Lagen (a) bis (d) der Dosen sind im wesentlichen dieselben wie in Fig. 5. Jedoch bei (e´) befindet sich die Dose etwas tiefer als bei (e) in Fig. 5, weil es sich ja um eine schwerere Dose handelt. Beim Rückprall, und zwar alsbald wenn der Draht 30 den Kontaktstift 40 wieder berührt hat, beginnen die Auswerfer 60 sich zu drehen. Sie bewegen sich nach oben unter die Dose und erteilen ihr einen nach oben gerichteten Impuls, wie dies in Fig. 6 die Auswerferstellungen (f´), (g´) und (h´) andeuten. Natürlich ist der genaue Bahnverlauf der Dosen nicht leicht zu bestimmen und ebenso wenig die Zone, in der die Dosen mit den Auswerfern in Berührung treten, aber tatsächlich ist das alles nicht kritisch. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Auswerfer 60 die Dosen auf eine höhere Rückprallflugbahn verbringen, so dass diese schließlich in eine Lage (j´) kommen, in der sie sich oberhalb der Ausschussrampe 54 befinden. Die für das Beispiel angenommene übergewichtige Dose fällt dann bei (k´) auf die Rampe und rollt den für über- oder untergewichtige Dosen vorgesehenen Weg zur Entnahmestelle. Die Unterkantenfläche 59 der seitlichen Führungsplatten 58 können dazu dienen, die Ausschussdosen über die Ausschussrampe 54 gleiten zu lassen. Auf diese Weise wird es möglich, mittels der Auswerfer 60 den Dosen hinreichend starke Aufwärtsimpulse zu erteilen, ohne dass sie unerwünscht weit auf die Ausschussrampe hinausgetragen werden.

Der Auswurf untergewichtiger Dosen ist nicht dargestellt, er entspricht aber der schematischen Darstellung der Fig. 6, mit der Einschränkung, dass die Flugbahn insofern eine etwas andere ist, als der Draht 30 durch die Dose um eine (nicht dargestellte) Strecke ausgebogen wird, die kleiner ist als die Strecke (x), um die der Draht bei einer sollgewichtigen Dose ausgebogen wird. Es soll noch einmal darauf hingewiesen werden, dass nicht das Maß der Drahtausbiegung entscheidend ist, sondern die zwischen dem Öffnen und dem Wiederschließen des Kontakts verstreichende Zeit.

Der vorgespannte Draht 30 ist so befestigt und der Kontaktstift relativ zu der nach unten führenden Rampe 28 so angeordnet, dass der Vorgang der Auslenkung des vorgespannten Drahtes durch die Dose zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Draht den Kontaktstift verlässt, und dem Zeitpunkt, zu dem er ihn wieder berührt, praktisch eine Halbperiode einer einfachen harmonischen Schwingung eines mit Masse belegten Federsystems darstellt. Die Dauer dieser Halbperiode ist gegeben durch den Ausdruck

Darin bedeutet m die Dosenmasse in Gramm, und k ist eine Größe, die der Federkonstante (also der "Steifheit") des aus dem Draht 30 und der Vorspannfeder 36 bestehenden Federsystems entspricht. Die Größe k kann die Kraft in Dyn angeben, die erforderlich ist, um die Federanordnung im Auftreffbereich der Dose um einen Zentimeter auszulenken, und T erscheint dann in Sekunden.

Die Diskussion des vorstehenden Ausdrucks und der sonstigen im Spiel befindlichen physikalischen Zusammenhänge lässt erkennen, dass die Halbperioden- oder Auslenkungsdauer T nur von der Dosenmasse m und der Federkonstante k abhängt. Darauf in erster Linie beruht der Vorteil der Erfindung. Das Schwingungssystem aus Federkraft und Masse, dessen Kenngrößen messbar sind - wobei die gesamte Masse als Dosenmasse aufgefasst werden kann - arbeitet praktisch isochron. Dadurch wird das System weitgehend unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Dosen im Verlauf des Messvorgangs der Reihe nach auf den Draht auftreffen.

Das Messprinzip beruht darauf, dass man das aus Federung und Prüfobjekt bestehende Schwingungssystem veranlasst, eine Halbschwingung auszuführen. Das bedeutet, dass man die Höhenlage des Kontaktstifts 40 sorgfältig wählen muss. Im Prinzip wird der Kontaktstift hinsichtlich seiner Höhenlage so eingestellt, dass er den Draht 30 gerade berührt, wenn dieser mit einer sollgewichtigen Dose statisch vorgespannt ist. Die Dynamik des Schwingungsvorgangs führt dann zu einer Halbschwingung, und diese dient als Basis für die Erfassung von Untergewicht und Übergewicht. Bei jeder Neuinstallation kann man einfache Vorversuche anstellen, um die für die Erfassung einer Halbschwingung erforderliche Kontaktstifthöhe zu ermitteln.

Fig. 7 zeigt schematisch einen zur Messung der Ausbiegung und zur Erfassung des Ausschusses dienenden Stromkreis, wie er als geeignet befunden wurde zur Verbindung zwischen dem Draht 30 und dem Kontaktstift 40 einerseits und der den Auswurf des Ausschusses bewirkenden Elektromagnetwicklung S andererseits, die mit der die Auswerfer 60 betätigenden Drehkupplung zusammenarbeitet.

Wie bereits dargetan, wird die den Auswurf des Ausschusses herbeiführende Elektromagnetwicklung S von einem Oder-Gatter getriggert, das beim Vorliegen entweder einer unter- oder einer übergewichtigen Dose an den Treiberkreis der Elektromagnetwicklung einen Stromimpuls abgibt. Der Ausschussimpuls zündet einen gesteuerten Silizium-Gleichrichter SCR-2 in Reihe mit der Elektromagnetwicklung S und einer Stromlieferungsanlage von + 150 V.

Der Zeitnehmerteil des
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kreises enthält zwei RC-Zeitglieder mit dem Regelwiderstand R1 und dem Kondensator C1 einerseits und dem Regelwiderstand R2 und dem Kondensator C2 andererseits. Der Stromkreis arbeitet im Ganzen wie folgt:

Während der Ausbiegung des Drahtes von dem Kontaktstift weg werden die Kapazitäten C1 und C2 der beiden RC-Kreise aufgeladen. Ist die gemessene Dose sollgewichtig, dann wird die Kapazität des mit R1 und C1 bestückten Zeitgliedes aufgeladen bis zu einer Spannung, die hoch genug ist, um den den Auswurf des Ausschusses bewirkenden Stromkreis außer Wirkung zu setzen gerade noch bevor der Draht 30 im Verlauf des Rückprallvorganges wieder den Kontaktstift 40 berührt. Dabei kann der Regelwiderstand R1 so eingestellt werden, dass sich eine vorbestimmte Drahtausbiegungsdauer von solcher Größe ergibt, wie sie einem annehmbaren Dosengewicht entspricht.

Ist die Dose untergewichtig, dann kann sich der Kondensator des mit R1 und C1 bestückten Stromkreises nicht auf die Sollgewichtsspannung aufladen, bevor der Draht den Kontaktstift wieder berührt, und daher kann der Sollgewichtsstromkreis den Untergewichts-Ausschussstromkreis nicht außer Wirkung setzen. Eine untergewichtige Dose wird dagegen eine Ausbiegungsdauer herbeiführen, die lang genug ist, die Kapazität C1 so weit aufzuladen, dass ein Untergewichts-Ausschussimpuls entsteht, wenn beim Rückprall einer untergewichtigen Dose der Draht wieder den Kontaktstift berührt.

Der Stromkreis wird im übrigen auch den Ausstoß einer leeren Dose herbeiführen. Das Gewicht einer vollen Dose mag beispielsweise das 10-fache des Gewichtes einer leeren Dose sein. Die Ausbiegungsdauer wird dann nach der angegebenen Formel nur um den Faktor größer sein. Dieser Bereich der Ablenkungsdauer kann von dem Stromkreis leicht verarbeitet werden.

Was nun die übergewichtigen Dosen anbelangt, so reicht die Ausbiegungsdauer für eine sollgewichtige Dose nicht aus, um den Kondensator des mit R2 und C2 bestückten Zeitkreises soweit aufzuladen, dass ein Übergewichts-Ausschussimpuls entsteht, bevor der Draht beim Rückprallvorgang den Schalter wieder schließt und den Stromkreis zurückstellt. Ein Übergewichts-Ausschussimpuls kann nur herbeigeführt werden, wenn die Ausbiegungsdauer länger ist als die Zeit, die durch das Zeitglied R1, C1 für eine sollgewichtige Dose gegeben ist.

Nachdem nun das Grundsätzliche der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben worden ist, sollen die ausschlaggebenden Schaltungselemente behandelt werden. Rein technische Einzelheiten des Schaltungsaufbaus sollen nicht erläutert werden, jedoch wird auf die beigegebene Tabelle hingewiesen, in der typische Größenangaben für die Komponenten des Stromkreises aufgeführt sind.

Q1 ist ein als Umkehrverstärker arbeitender npn-Transistor, dessen Basis über den Kontaktstift 40 und den Draht 30 normalerweise geerdet ist, so dass R11 keine in Flussrichtung wirkende Vorspannung liefert. Q2,
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wie auch SCR-1 sind Teile des zur Unterscheidung von Sollgewicht und Untergewicht dienenden

Stromkreises. Sie sind, wie die Fig. 7 zeigt, an eine Spannung von + 30 V angeschlossen. Wie bereits erwähnt, ist R1 der veränderbare Widerstand des R1-C1-Zeitkreises, der zur Einstellung des internen Zeitstandards dient.

Normalerweise berührt der Draht 30 den Kontaktstift 40, wobei die Basis des Transistors Q1 geerdet ist, so dass dieser Transistor nichtleitend ist und seine Kollektorspannung bei R12 hoch ist. Diese Kollektorspannung liegt an den Basen der Transistoren Q2 und Q3 (und auch an der Basis des Transistors Q5 im Übergewichtsstromkreis), und zwar über die jeweiligen Widerstände R9, R10 und R10A, so dass die Transistoren Q2, Q3 und Q5 leitend werden.

R1 liefert Ladestrom an den Zeitnehmerkondensator C1 nur dann, wenn der Kondensator nicht durch den leitenden Transistor Q2 kurzgeschlossen ist. Wenn jedoch der Draht 30 den Kontaktstift 40 berührt, dann ist Q2 leitend und C1 kann sich nicht aufladen oder allenfalls auf eine sehr niedrige Spannung. Dasselbe gilt für den Übergewichts-Zeitnehmerkondensator C2.

Wie bereits erwähnt, ist auch der Transistor Q3 leitend, wenn der Draht den Kontaktstift berührt. Der Kollektor von Q3 liegt unmittelbar an der Anode eines gesteuerten Silizium-Gleichrichters SCR-1, so dass dessen Anode geerdet ist, wenn Q3 leitend ist, und also SCR-1 gesperrt ist. Q3 hat somit die Funktion eines Rückstelltransistors für den gesteuerten Silizium-Gleichrichter SCR-1.

Q4 ist ein Unipolartransistor, dessen Emitter an C1 liegt. Solange (während der Berührung zwischen Draht und Kontaktstift) Q2 leitend ist, kann sich an C1 keine Spannung aufbauen und ebenso wenig an dem Emitter von Q4, so dass die Umschlagspannung von Q4 nicht erreicht wird, dieser Transistor also keine Vorspannung in Durchlassrichtung erhält und daher nicht zünden kann.

Wenn eine Dose den Draht 30 berührt, wird der Kontaktstift 40 freigegeben, so dass über R11 eine positive Spannung an die Basis von Q1 gelangen kann und dieser (bisher geschlossene) Transistor nunmehr leitend wird. Die Kollektorspannung von Q1 fällt nahezu auf Erdpotential ab, wobei über R9, R10 und R10A auch die Basisspannungen von Q2, Q3 und Q5 entsprechend erniedrigt werden.

Wenn Q3 abgeschaltet ist, ist die Anode von SCR-1 nicht mehr geerdet, vielmehr gelangt über R13 Anodenspannung an diesen SCR-1. Der Unipolartransistor Q4 hat jedoch noch nicht gezündet, und daher ist noch keine Injektorspannung von der Basis B1 des Unipolartransistors Q4 an SCR-1 gelangt und dieser Gleichrichter bleibt daher weiterhin nichtleitend. Trotzdem aber wird nun, da ja Q2 bei der Trennung von Draht und Kontaktstift abgeschaltet worden war, C1 bis auf die Spannung von +30 V aufgeladen, wobei die Aufladegeschwindigkeit von der Einstellung von R1 abhängt.

Wenn sich eine Dose bei der Messung als nicht untergewichtig erweist, dann tritt folgendes ein: C1 wird weiterhin aufgeladen, bis seine Spannung die Umschlag- oder Zündspannung des Unipolartransistors Q4 erreicht. Q4 zündet und entlädt dabei teilweise den Zeitnehmerkondensator C1 über den Widerstand R4 seiner Basis B1. Dabei entsteht ein positiver Spannungsimpuls an dem Widerstand R4 der Basis B1. Dieser positive Impuls wird über ein RC-Netzwerk R15, C3 an die Steuerelektrode oder den Injektor des gesteuerten Silizium-Gleichrichters SCR-1 weitergegeben, der dadurch über seine geerdete Kathode gezündet wird. Wenn SCR-1 Erdverbindung hat, dann fällt seine Anodenspannung nahezu auf Erdpotential ab, aber SCR-1 bleibt leitend, weil seine Anode über R13 von der +30 V - Spannungsquelle genügend Strom erhält, um den leitenden Zustand aufrecht zu erhalten.

Der aus C1 und R1 bestehende Zeitkreis ist so eingestellt, dass eine Drahtausbiegungsdauer, die hinreichend lang ist, um C1 auf eine zum Triggern des Unipolartransistors Q4 ausreichende Spannung aufzuladen, eine solche Ausbiegungsdauer darstellt, wie sie einer mindestens sollgewichtigen Dose zuzuordnen ist. Daher muss der Untergewichts-Ausschussstromkreis außer Wirkung gesetzt werden noch bevor der Draht wieder den Kontaktstift erreicht. Zu diesem Zweck ist die Anode von SCR-1 über eine Diode D1 und einen Strombegrenzungswiderstand R5 an den Zeitnehmerkondensator

C1 angeschlossen. Wenn SCR-1 leitend ist, dann entlädt dieser Stromkreis den Kondensator C1 nahezu bis auf Erdpotential, und es kann dann kein Untergewichts-Auswurfimpuls auftreten.

Der Zeitnehmerkondansator C2 im Übergewichts-Ausschussstromkreis hat bis dahin noch keine Zeit gehabt, sich bis zu der einen Auswurf einleitenden Spannung aufzuladen.

Kurz nachdem beim Vorliegen einer mindestens sollgewichtigen Dose der Kondensator C1 durch SCR-1 entladen worden ist, berührt der Draht den Kontaktstift wieder, wenn die gerade dem Messvorgang unterliegende Dose von dem Draht zurückprallt. Die Basis von Q1 wird dann wieder geerdet, wodurch Q1 gesperrt wird, und damit wird der Kollektor von Q1 über R12 erneut positiv, und Q2, Q3 und Q5 kehren wieder in ihren leitenden Zustand zurück. Q2 entlädt nun über seinen den Emitterstrom begrenzenden Widerstand R3 den Kondensator C1 auf Erdpotential, aber da (wegen des Ladungsabflusses über D1, R5 und SCR-1) die Restladung von C1 nur sehr gering war, baut sich über dem Emitterwiderstand R3 des Transistors Q2 nur ein sehr kleiner Spannungsabfall auf. Es wird zwar ein dementsprechend kleiner Impuls über R5 an die Diode D2 des Oder-Gatters geliefert; dieser Impuls entwickelt aber über dem Vorwiderstand R7 dieses Gatters nicht genügend Spannung, um den Ausstoßgleichrichter SCR-2 zu triggern. Es kann daher kein Untergewichts-Ausstoß stattfinden.

Da der Rückstelltransistor Q3 am Ende des Messintervalls bei der Rückkehr des Drahts zum Kontaktstift erneut leitend gemacht wurde, hat der Transistor Q3 die Anode von SCR-1 wieder geerdet und damit diesen Gleichrichter gesperrt, wodurch der gesamte Stromkreis in den Ausgangszustand zurückgestellt und für die nächste Messung vorbereitet worden ist.

Man ersieht daraus, dass bei einer sollgewichtigen Dose der Zeitnehmerkondensator C1 entladen wird, bevor der Draht zum Kontaktstift zurückkehrt, und dass somit kein Untergewichts-Ausstoßimpuls erzeugt wird. Wie bereits erwähnt, wird dabei der Kondensator C2, der die bei Übergewicht vorliegende Ausbiegungsdauer erfasst, nicht so weit aufgeladen, wie es nötig wäre, um einen Übergewichts-Ausstoßimpuls zu erzeugen, bevor der Draht den Kontaktstift wieder erreicht und den Stromkreis zurückstellt.

Bei einer untergewichtigen Dose ist der Ausgangszustand des Stromkreises derselbe, wie er oben dargestellt wurde, d.h. also Q1 ist gesperrt, Q2 und Q3 sind leitend, der Unipolartransistor Q4 ist nicht gezündet und SCR-1 ist nichtleitend. Q5 im Übergewichtsstromkreis ist leitend und erdet dabei den Zeitnehmerkondensator C2 des Übergewichts-Stromkreises. Ersichtlicherweise ist zu diesem Zeitpunkt der den Auswurf des Ausschusses bewirkende Elektromagnet S nicht erregt.

Obwohl die dem Messvorgang unterworfene Dose untergewichtig ist, sind doch die Anfangsphasen dieselben, wie sie oben für den Fall einer sollgewichtigen Dose beschrieben wurden. Der Draht verlässt den Kontaktstift, wenn die Dose auf ihn auffällt. Q1 wird wieder leitend und macht dabei Q2 und Q3 nichtleitend. Der Zeitnehmerkondensator C1 beginnt sich wie zuvor aufzuladen in Richtung auf +30 V. Der Übergewichts-Transistor Q5 wird genau ebenso durch Q1 gesperrt, wenn der Draht den Kontaktstift wieder verlässt, wobei der Zeitnehmerkondensator C2 über den Widerstand R2 aufgeladen wird. Aber, wie sich zeigen wird, diese Aufladung gelangt nicht dazu, den Ausstoßstromkreis zu aktivieren. Vielmehr ist nun die Dauer der Drahtausbiegung (die mit der Quadratwurzel aus der Masse abnimmt) kürzer als zuvor, so dass der Draht den Kontaktstift nun früher erreicht als im Falle einer sollgewichtigen Dose. Der Regelwiderstand R1 möge so eingestellt worden sein, dass der Draht den Kontaktstift bereits wieder berührt, ehe der Kondensator C1 über den Vorwiderstand R1 auf eine Spannung aufgeladen worden ist, die zur Zündung des Unipolartransistors Q4 ausreicht. Auf diese Weise wird Q1 nichtleitend und Q2 und Q3 werden leitend. Der nunmehr leitende Transistor Q2 entlädt jetzt über seinen Emittervorwiderstand R3 die bis dahin im Kondensator C1 angesammelte Ladung. Die Entnahme einer nennenswerten Ladung aus C1 über R3 bedeutet einen positiven Ausschussimpuls am Emitterwiderstand R3. Dieser positive Ausschussimpuls wird an die Diode
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des Oder-Gatters weitergeleitet und zeigt dabei an, dass es sich um eine untergewichtige Dose handelt, und das Ausstoßrelais SCR-2 wird in einer noch zu beschreibenden Weise gezündet.

Die Zeitkonstante des Übergewichts-Zeitnehmerkreises R2, C2 ist groß genug, um zu verhindern, dass im Falle einer untergewichtigen Dose während der Ablenkung des Drahtes der Kondensator C2 auf die Triggerspannung aufgeladen wird.

Im Falle einer übergewichtigen Dose ist der Ausgangszustand wieder derselbe, d.h. Q1 ist geerdet und sperrt daher; Q2 und Q5 sind leitend, und die Kondensatoren C1 und C2 können sich nicht aufladen.

Der Stromkreis zur Erfassung übergewichtiger Dosen besteht aus dem Transistor Q5, dem Unipolartransistor Q6 und den ihnen zugeordneten Schaltungselementen. Wie bereits erwähnt, ist C2 der Übergewichts-Zeitnehmerkondensator und R2 der einstellbare Widerstand, der die Einstellung der Toleranzgrenze für die Dauer der Drahtausbiegung bei übergewichtigen Dosen gestattet. Zu Beginn der Drahtausbiegung wird Q1 leitend und Q5 nichtleitend. Da Q5 nichtleitend ist, beginnt C2 sich gegen die Spannung von +30 V hin aufzuladen, und zwar über R2 und daher mit einer von dessen Größe abhängigen Geschwindigkeit.

Wenn die dem Messvorgang unterworfene Dose nicht übergewichtig ist, dann wird, wie bereits oben gezeigt, der Transistor Q5 in seinen leitenden Zustand zurückkehren, ehe die an dem Kondensator C2 erreichte Spannung so hoch wird, dass der Unipolartransistor Q6 gezündet wird. Wenn jedoch die dem Messvorgang unterworfene Dose übergewichtig ist, dann bleibt Q5 wegen der längeren Ausbiegungsdauer nichtleitend, so dass die Spannung an C2 einen Wert erreichen kann, der zur Zündung des Unipolartransistors Q6 ausreicht. Die Zündung von Q6 bedeutet Erdschluss über B15,
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und den Widerstand R6 der Basis B1. Auf diese Weise entsteht ein positiver Impuls über dem Widerstand R6, der als Übergewichts-Ausstoßimpuls an die Diode D3 des Oder-Gatters gelangt.

Während des soeben erörterten Zeitintervalls ist auch der Sollgewichts-Zyklus abgelaufen, während dessen sich die Ladung des Kondensators C1 so weit verringert hat, dass der Untergewichts-Ausschussstromkreis wirkungslos gemacht worden ist, aber dieser Vorgang ist ohne Einfluss auf den Übergewichts-Ausschussstromkreis.

Kurz nachdem der Übergewichts-Ausschussimpuls eingetroffen ist, also am Ende des vorgegebenen Zeitintervalls, berührt der Draht wieder den Kontaktstift. Q1 wird gesperrt, Q5 wird wieder leitend und entlädt den Kondensator C2 des Übergewichts-Zeitkreises über den Emitterwiderstand R16 des Transistors Q5 nach Erde. Dadurch wird der Stromkreis wieder zurückgesetzt und für die nächste Messung bereitgestellt. Ein Übergewichts-Ausschussimpuls ist jedoch abgegeben worden.

Der Stromkreis, der zum Betrieb des den Ausstoßmechanismus betätigenden Elektromagneten S vorgesehen ist, enthält die gesteuerten Silizium-Gleichrichter SCR-2 und SCR-3 sowie die ihnen zugeordneten Schaltungselemente. Die Magnetwicklung S im Anodenkreis von SCR-2 (vergl. Fig. 7) dient zur Betätigung einer Einfachumlaufs-Drehkupplung. Wenn die 150 V - Stromquelle an den Treiberstromkreis der Magnetwicklung angelegt wird, werden die Anoden von SCR-2 und SCR-3 positiv in Richtung auf 150 V, und zwar über die Magnetwicklung S einerseits und den Vorwiderstand R8 andererseits, SCR-2 zündet nicht, solange an seinem Eingang kein Signal ankommt. Wenn aber die Anodenspannung von SCR-3 etwa den Wert von 75 V erreicht hat, wird die Neonröhre Ne gezündet und gibt über den Widerstand R17 einen Impuls an die Zündelektrode des Silizium-Gleichrichters SCR-3, wodurch dieser gezündet wird und Erdverbindung herstellt. Wenn der Silizium-Gleichrichter SCR-3 gezündet hat, fällt seine Anodenspannung auf einen sehr niedrigen Wert ab und die Röhre Ne verlöscht. Bei der Zündung von SCR-3 gelangt vorübergehend auch ein ins Negative gehender Impuls an die Anode von SCR-2, der aber keinerlei Wirkung hat. Obwohl die Röhre Ne gelöscht ist, bleibt SCR-3 geöffnet, weil der an seine Anode über den Widerstand R8 fließende Strom zur Aufrechterhaltung des leitenden Zustands ausreicht. Der Kondensator C4 wird über die Kupplungsmagnetwicklung

S aufgeladen, aber dieser Ladestrom genügt nicht zu einer ausreichenden Erregung der Magnetwicklung S. Somit ist im stationären Zustand SCR-2 gesperrt und SCR-3 geöffnet, C4 geladen, und der Kupplungs-Elektromagnet S nicht soweit erregt, dass er die Kupplung betätigen kann.

Wenn nun ein positiver Ausschussimpuls aus dem Oder-Gatter übernommen wird und an die Zündelektrode von SCR-2 gelangt, dann wird SCR-2 geöffnet und es ergibt sich ein starker Stromfluss über die Magnetwicklung S nach Erde. Ebenso wird beim Öffnen von SCR-2 der Kondensator C4 über SCR-2 entladen, und ein negativer Spannungsimpuls gelangt an die Anode von SCR-3, so dass dieser Gleichrichter gesperrt wird.

Der gesteuerte Silizium-Gleichrichter SCR-2 bleibt weiterhin leitend, weil der von der 150 V - Stromquelle über die Magnetwicklung S fließende Strom zur Aufrechterhaltung des leitenden Zustands ausreicht. Die in der Figur linke Seite von C4, die an der Anode von SCR-2 anliegt, bleibt in der Nähe des Erdpotentials, solange SCR-2 eine Erdverbindung darstellt. Nun jedoch beginnt der Kondensator C4 sich über R8 in Richtung auf +150 V aufzuladen. Nach einer gewissen Zeit, die durch C4 und R8 bestimmt ist, erreicht der in Fig. 7 rechts liegende Anschluss von C4 eine Spannung von annähernd 75 V, und zu diesem Zeitpunkt zündet die Neonröhre Ne von neuem und führt Strom über R17 nach Erde. Dadurch kommt ein positiver Impuls an die Zündelektrode von SCR-3. Dieser Gleichrichter zündet nun, wobei seine eigene Anodenspannung nahezu auf Erdpotential abfällt. C4 wird jetzt über SCR-3 nach Erde entladen, wodurch wiederum ein negativer Impuls an die Anode von SCR-2 gelangt. Dadurch wird SCR-2 gesperrt, und die Anodenspannung von SCR-2 erhöht sich schnell bis auf +150 V, weil nun der durch die Magnetwicklung S führende Stromfluss unterbunden ist.

Somit liefert der im Vorstehenden erläuterte Treiberstromkreis Impulse von 150 V an den Kupplungsmagneten, und zwar für eine Zeitdauer, die in erster Linie durch die Werte von C4 und R8 bestimmt ist. Die Zeitkonstanten des Treiberstromkreises sind so gewählt, dass bei einer untergewichtigen Dose der Impuls unmittelbar nach der erneuten Kontaktbildung zwischen Draht und Kontaktstift und dem Rückprall der Dose an die Magnetwicklung gelangt. Bei einer übergewichtigen Dose kommt der Impuls genau einen Augenblick früher an. Der aus dem Treiberstromkreis an die Magnetwicklung gelangende Impuls hat eine definierte Dauer, die eine zeitgerechte Betätigung der Kupplung gewährleistet.

Wenn die Magnetwicklung der Kupplung erregt wird, kommt die Kupplung 64 alsbald in Eingriff, wobei die Auswerfer 60 gegen die Dose geschlagen werden. Die Dose wird auf ihre Auswurf-Flugbahn angehoben, aber die Magnetwicklung wird kurz nach einem halben Umlauf der Auswerfer wieder entregt, so dass der im einzelnen nicht dargestellte Kupplungsmechanismus wieder außer Eingriff kommt und die Auswerfer nach einem Umlauf selbsttätig wieder stehen bleiben. Es ist hier festzustellen, dass die Bewegung der Auswerfer nicht die Richtung der Dose beeinflusst, dass vielmehr lediglich die Beschleunigung der Dose in ihrer Bahnrichtung etwas erhöht zu werden braucht. Das bedeutet, dass eine verhältnismäßig kleine Schubkraft genügt und daher die Dose nicht verbeult werden kann.

Die Federkonstante k kann für eine vorgegebene nominelle Dosenmasse m so gewählt werden, dass sich eine Dauer der Halbperiode T ergibt, die recht kurz ist und nur den Bruchteil einer Sekunde beträgt. Der Zeitnehmerkreis kann leicht so ausgelegt werden, dass sich sein Wirkungsablauf bereits in dieser kurzen Zeitspanne vollzieht.

Die im Folgenden angefügte Stückliste der Bau- und Schaltungselemente einer typischen Ausführungsform gibt dem Fachmann hinreichend Anweisungen für die Verwirklichung der Erfindung.

Stückliste der Bau- und Schaltungselemente Auslieferungsförderband: Maximalgeschwindigkeit:
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Dosen in der Minute (Getränkedosen von ca. 340 g); Fallhöhe H: ca. 6,5 cm.

Rückwurfdraht und Feder: Material: Klaviersaitendraht Durchmesser: ca. 0,85 mm Gesamtlänge bis zur Feder: ca. 71 cm Ausbiegung des Drahtes am Ort der Dose:

1,65 . 10 hoch6 dyn/cm.

Entnahmeförderbänder: Höhe I der Annahmerampe über dem Draht: ca. 4,3 cm Höhe J des Ausschussförderbandes über dem Draht: ca. 12 cm.

Schaltungselemente: Q1, Q2, Q3 und Q5 npn-Transistoren Type 2N3904 Q4 und Q6 Unipolartransistoren Type 2N4870 SCR-1, SCR-2 und SCR-3 Gesteuerte Silizium-Gleichrichter Type C106B C1 2 mF C2 2 mF C3 0,1 mF C4 2 mF R1 und R2 einstellbar, ca. 27 kOhm R3 und R16 150 Ohm R4 und R6 100 Ohm R5 10 Ohm R7 1 kOhm R8 27 kOhm R9 2,4 kOhm R10 und R10A 24 kOhm R11 270 kOhm R12 12 kOhm R13 5,6 kOhm R14 und R 15 1,3 kOhm R17 1 kOhm

Besondere Ausgestaltungsformen

Bei der im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsform der Erfindung handelte es sich um Objekte wie Blechdosen, die zum Wiegen auf einen ausgespannten Draht fielen. Diese Wiegeanordnung arbeitet so genau, dass die Fallhöhe der Objekte verhältnismäßig klein sein kann und man daher selbst empfindliche Objekte wie gefüllte Blechdosen auf den Federdraht fallen und von dort zurückprallen lassen kann, ohne dass Beulen entstehen. Sollte es jedoch erforderlich sein, für den Rückprallvorgang eine breitere Kontaktfläche vorzusehen, dann kann das modifizierte Federsystem nach Fig. 8 Anwendung finden. Hierbei ist die Feder 30a nicht ein Draht, sondern ein dünnes Stahlband, das an dem Steg 32a festgemacht ist und von da zum Rahmengestell der Einrichtung führt. Die Kontaktstiftanordnung 40a und 42a mit der Stromzuführung 44a entspricht dem oben Beschriebenen. Das andere Ende des Stahlbands 30a ist wiederum mit einer Schraubenfeder 36a verbunden; diese wird mit Hilfe einer am Rahmen befestigten, aus einem Ösenbolzen mit Mutter bestehenden Vorrichtung 38a einstellbar vorgespannt. Die Kraft der Schraubenfeder 36a wird auf das Stahlband 30a übertragen mittels eines Stiftes 80, der durch einen Umschlag des Bandes hindurchgesteckt ist und an Schwenkarmen 82, die am Rahmen bei 84 schwenkbar gefestigt sind, angelenkt ist. Eine dreieckförmige Drahtschleife 86 verbindet die Schwenkarme 82 mit der Schraubenfeder 36a. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ohne weiteres ersichtlich; sie ist im Wesentlichen die der bereits oben beschriebenen einfacheren Vorrichtung.

Fig. 9 zeigt ein einseitig eingespanntes Federblatt 30b, das durch den Kontaktstift 40b vorgespannt ist, der in einem Isolierblock 42b steckt und über eine Stromzuführung 44b mit dem elektronischen Teil der Einrichtung verbunden ist. Das andere Ende des Federblatts 30b steckt in einem Bolzen 90, der drehbar gelagert ist in Trägerbacken 92, die ihrerseits auf dem Rahmengestell der Einrichtung befestigt sind. Die Vorspannung des Federblatts 30b wird dadurch eingestellt, dass man den Bolzen 90 so weit wie nötig verdreht und ihn dann mit Hilfe von Setzschrauben 94 an den Trägerbacken 92 festlegt. Bevor man die Setzschrauben 94 anzieht, kann man die Vorspannung der Blattfeder 30b mit Hilfe der Drehkurbel 96 leicht einstellen. Die Wirkungsweise auch dieser modifizierten Vorrichtung wird nicht im Einzelnen beschrieben, weil sie der bereits weiter oben beschriebenen in allen wesentlichen Punkten entspricht.

Die vorstehenden Erläuterungen lassen erkennen, dass die Erfindung eine Wiege- und Sortiervorrichtung darstellt, die genau arbeitet und zugleich frei ist von jeglichem Verklemmen, Verstopfen oder anderer Funktionsstörungen. Die erfindungsgemäße Einrichtung wird dadurch besonders geeignet für das Sortieren in Konservendosenfabriken oder ähnlichen Fertigungsbetrieben, in denen die Besonderheiten der Betriebsbedingungen bisher immer wieder zu Schwierigkeiten geführt haben. Es hat sich auch gezeigt, dass Gewichtsbestimmungen von hoher Genauigkeit auch an Objekten durchgeführt werden können, die sonst leicht verbeult werden, wie z.B. gefüllte Konservendosen aus Blech oder dergleichen. Wie bereits oben gezeigt, ist die Genauigkeit, mit der bei der Einrichtung nach der Erfindung eine Gewichtsbestimmung in einer Sortieranlage vorgenommen werden kann, praktisch unabhängig von der Geschwindigkeit, die die zu erfassenden Objekte sowohl in der Vorwärts- wie auch in der Abwärtsrichtung aufweisen, ehe sie auf den Federdraht oder das sonstwie ausgebildete Federsystem der Einrichtung auftreffen.

Im Vorstehenden ist zwar die beste Art und Weise der Verwirklichtung der Erfindung wiedergegeben und im einzelnen erläutert; die erfindungsgemäße Einrichtung kann indessen im Rahmen des in den folgenden Patentansprüchen niedergelegten Erfindungsgedankens noch in mannigfacher Weise abgewandelt und modifiziert werden.

Claims (18)

1. Verfahren zum Wiegen eines Objektes, dadurch gekennzeichnet, dass man das Objekt (K) auf eine vorgespannte Feder (30, 30a, 30b) fallen lässt, wobei der Schwerpunkt des Objektes praktisch in der Ebene der Federausbiegung liegt, dass sodann die Zeitdauer vom Beginn der Federausbiegung bis zur Rückkehr in die vorgespannte Ausgangslage gemessen wird, während der die Feder das Objekt zu tragen hat, und dass schließlich die so erfasste Ausbiegungsdauer in ein das Gewicht des Objektes wiedergebendes Signal umgewandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Objekt vor dem Fallenlassen ein Vorwärtsimpuls erteilt wird und dass das Objekt nach seinem Rückprall von der Feder stromabwärts von der Zone der Auflage auf der Feder aufgefangen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbiegungsdauer praktisch eine Halbperiode einer Schwingung des aus der Feder und der Masse des Objektes gebildeten Schwingungssystems beträgt.

4. Verfahren zur gewichtsmäßigen Bestimmung des Füllungsgrades zylindrischer Behälter, dadurch gekennzeichnet, dass die gefüllten Behälter (K) über eine Förderrampe (16) nach oben gerollt werden, dass man dann die sich vorwärts bewegenden Behälter der Reihe nach auf eine langgestreckte vorgespannte Feder (30, 30a, 30b) fallen lässt, die sich längs der Mittelquerschnittsebene der fallenden Behälter erstreckt, dass sodann die zurückprallenden Behälter einer bestimmten Gewichtsklasse durch Abfangen ihrer normalen Rückprall-Bahnkurven erfasst werden, dass dagegen die Bahnkurven anderer Gewichtsklassen angehoben und die zurückprallenden Behälter dieser Gewichtsklassen an einer anderen Stelle durch Abfangen ihrer angehobenen Rückprall-Bahnkurven erfasst werden.

5. Verfahren zum Sortieren einer Aufeinanderfolge von Objekten nach ihrem Gewicht, dadurch gekennzeichnet, dass man die Masse der Objekte (K) bestimmt, indem man sie von einer vorgespannten Feder (30, 30a, 30b) zurückprallen lässt, dass dann die normalen Rückprall-Bahnkurven von Objekten einer bestimmten Gewichtsklasse zu deren Entnahme abgefangen werden, und dass schließlich die normalen Rückprall-Bahnkurven von Objekten anderer Gewichtsklassen zu deren Aussonderung angehoben werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass den Objekten während ihres Rückpralls ein horizontaler Bewegungsimpuls erteilt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Objekte bestimmt wird durch Messung der Dauer, während der die jeweils mit einem Objekt belastete Feder ausgebogen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbiegungsdauer der Feder so gewählt wird, dass sie praktisch eine Halbperiode einer Schwingung des aus der Feder und der Masse des Objektes gebildeten Schwingungssystems beträgt.

9. Prüf- und Sortierwaage, gekennzeichnet durch eine Feder (30, 30a, 30b); eine Einrichtung (34, 36, 38) zum Vorspannen dieser Feder auf einen bestimmten Anfangszustand; eine Einrichtung an dieser Feder zum Auffangen fallender Objekte, die gewogen werden sollen; eine Einrichtung (16) zum Fallenlassen eines Objektes auf die Auffangeinrichtung der Feder, wobei die durch den Schwerpunkt des Objektes führende Vertikalebene praktisch in der Ebene der Federausbiegung liegt; eine Einrichtung zur Erfassung der Zeitdauer, während der die mit dem Objekt belastete Feder aus ihrer Ausgangslage ausgebogen ist; und schließlich eine Einrichtung, durch die diese Ausbiegungsdauer in ein das Gewicht des Objektes wiedergebendes Signal umgewandelt wird.

10. Prüf- und Sortierwaage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung der Ausbiegungsdauer einen beim Beginn der Federausbiegung aus der Anfangslage ansprechenden elektrischen Kontakt aufweist, sowie einen elektrischen Zeitmessstromkreis, der die Zeitdauer bestimmt, während der die Feder aus ihrer Anfangslage ausgebogen ist, und diese Zeitdauer in ein das Gewicht des Objektes wiedergebendes Signal verwandelt.

11. Prüf- und Sortierwaage zum Sortieren einer Aufeinanderfolge von Objekten nach ihrem Gewicht, gekennzeichnet durch eine langgestreckte vorgespannte Feder (30, 30a, 30b); eine Förderbandeinrichtung (16), die einer Reihe aufeinanderfolgender, voneinander distanzierter Objekte einen horizontalen Bewegungsimpuls erteilt und diese Objekte auf die Feder fallen lässt; eine Einrichtung zum Abfangen der zurückprallenden Objekte stromabwärts von der Zone ihrer Auflage auf der Feder; und schließlich eine Einrichtung zum Aussortieren der Objekte nach der Dauer der von ihnen bewirkten Federausbiegung.

12. Prüf- und Sortierwaage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortiereinrichtung aus einem zur Objektanhebung dienenden Einfachumlaufsauswerfer (60) besteht.

13. Prüf- und Sortierwaage zum Sortieren einer Aufeinanderfolge von Objekten gleicher Form und Größe nach ihrem Gewicht, z.B. von gefüllten Behältern, gekennzeichnet durch einen im Ganzen horizontal verlaufenden Federdraht (30); eine Einrichtung, die diesen Draht an seinen Enden unter Vorspannung hält, so dass ein mittlerer Drahtbereich normalerweise eine für die Übernahme der Objekte bestimmte Lage einnimmt; eine Einrichtung zum Fallenlassen einer Aufeinanderfolge von Objekten auf den mittleren Drahtbereich, so dass der Draht aus der Lage, in der er die Objekte übernimmt, ausgebogen wird; eine Einrichtung zur Messung der Zeitdauer, während der der Draht unter der Last der einzelnen Objekte ausgebogen ist; eine Einrichtung, die die so erfasste Ausbiegungsdauer in ein das Gewicht des Objektes wiedergebendes Signal umwandelt; eine Einrichtung (50), die Objekte einer bestimmten Gewichtsklasse aus ihrer normalen Rückprall-Bahnkurve abfängt; eine Objektablenkungseinrichtung (60) zur Änderung der normalen Rückprall-Bahnkurve einer anderen Gewichtsklasse; und schließlich eine Einrichtung (S; 62 - 70) zur Betätigung der genannten Objektablenkungseinrichtung in Abhängigkeit von den das Gewicht der Objekte wiedergebenden Signalen.

14. Prüf- und Sortierwaage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektablenkungseinrichtung (60) die normalen Rückprall-Bahnkurven von Objekten anderer Gewichtsklassen anhebt.

15. Prüf- und Sortierwaage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Fallenlassen der Objekte aus einem Förderband besteht, das den Objekten für den Rückprall einen horizontal gerichteten Bewegungsimpuls erteilt.

16. Prüf- und Sortierwaage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband eine Förderrampe (16) aufweist, sowie ein Förderband (18), durch das die Objekte über die Förderrampe hinaufgerollt werden.

17. Prüf- und Sortierwaage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektablenkungseinrichtung aus einem Einfachumlaufsauswerfer (60) besteht, der von der genannten Betätigungseinrichtung (S; 62 - 70) in Umlauf gesetzt wird.

18. Prüf- und Sortierwaage nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Führungsglieder (54, 59) zur Begrenzung der Höhe der angehobenen Bahnkurven.