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Anordnung zur Zielsteuerung in Förderanlagen mit einer Nachbildung
In der Fördertechnik ist es bekannt, dem zu sortierenden Gut oder seinem Transportmittel
die Adresse mitzugeben, so daß das Sendegut damit selbsttätig die Weichen in einem
Transportsystem betätigen oder sonstige, seinen Weg festlegende Steuerungen vornehmen
kann.
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Ein weiteres System bedient sich einer Nachbildung der wirklichen
Anlage in einer Zentrale und vermeidet damit alle Probleme, die mit der Ausbildung
von Abfrageeinrichtungen am Transportsystem selbst zusammenhängen. An Stelle der
Adressenmitgabe auf der Förderanlage wird dieser Nachbildung die Adresse mitgegeben.
Die mechanische Ausführung solcher Nachbildungen und die mechanische Eingabe einer
Adresse scheitern aber sehr bald, wenn die Zahl der Informationen eine gewisse Anzahl
überschreitet. Ganz abgesehen von der räumlichen Unterbringung und der sehr begrenzten
Erweiterungsfähigkeit leidet auch die Betriebssicherheit. Verschleiß, Wartung und
Geräuschbildung sind außerdem weitere Unannehmlichkeiten der mechanisch aufgebauten
Nachbildungen.
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In der Siemens-Zeftschrifi, 1961, H. 9, S. 628 bis 632, ist eine
Paketförderanlage mit kontaktloser Ziel-Steuerung in einem Großversandhaus beschrieben.
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Verwendung findet dabei ein magnetischer Zielspeicher in Form einer
Kopierwerktrommel. Am Umfang der Trommel sind Hall-Generatoren als Abfrageköpfe
hinter den Beschriftungsköpfen angeordnet.
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Der USA.-Patentschrift 3 012 628 liegt eine fotoelektrische Speichereinrichtung
zugrunde, die vorzugsweise zur Sortierung von Eiern Verwendung findet. Diese Einrichtung
umfaßt ein langsam umlaufendes Rad, an dessen Umfang Bohrungen zur Aufnahme von
Stiften vorgesehen sind, die pneumatisch verstellt werden. Mit diesen Stiften wird
eine Information gespeichert, die nach dem Ausführungsbeispiel durch eine fotoelektrische
Abtastung wiedergewonnen werden kann. Bei diesem bekannten Mitlaufwerk handelt es
sich um einen reinen mechanischen Speicher, zu dessen Einstellung eine mechanische
Bewegung mit allen Nachteilen, wie Reibung, Verschleiß, Funktionsunsicherheit und
Verschmutzung, gehört. Mit diesem Speicher, der eine besondere Lichtquelle nur zum
Lesen der gespeicherten Information erfordert, ist außerdem ein codeförmiges Speichern
nicht möglich.
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In der deutschen Patentschrift 1 109423 ist eine Schaltung, die das
Vorliegen einer bestimmten Binärzahl registriert, beschrieben und dargestellt. Bei
dem Gegenstand dieser Patentschrift wurde von der Aufgabenstellung ausgegangen,
die einzelnen Stellen der
binären Zahl durch das Leuchten oder Nichtleuchten von
Lichtquellen darzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Emitter eines Transistors
über einen kleinen Widerstand an den Pluspol und über einen großen Widerstand an
den Minuspol der speisenden Spannungsquelle angeschlossen. Die Basis dieses Transistors
liegt über einen großen Widerstand an dem Pluspol und über einen kleinen Widerstand
an dem Minuspol einer speisenden Spannungsquelle.
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Von den im Strahlungsbereich von Lichtquellen liegenden und über Vorwiderstände
von der Spannungsquelle gespeisten Fotodioden sind diejenigen, die beim Vorliegen
der bestimmten Binärzahl nicht angestrahlt werden, über Dioden zwischen den beiden
Widerständen am Emitter angeschlossen und diejenigen, die beim Vorliegen der bestimmten
Binärzahl angestrahlt werden, über Dioden zwischen den beiden Widerständen an der
Basis angeschlossen. Diese bekannte Schaltung stellt aber lediglich eine Lesestelle
dar, da sie nur zur Abtastung von Zielkennzeichen gedacht ist. Ferner handelt es
sich bet der möglichen Anwendung dieser Schaltung auf eine Kreisförderanlage auch
nicht um ein Mitlaufwerk, sondern um die Abtastung von mit dem Fördergut mitgeführten
Zielkennzeichen. Aus dieser Patentschrift ist es jedoch bekannt, zur Zielsteuerung
von Kreisförderanlagen Glühlampen als Speicherelemente zu verwenden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine
Anordnung zur Zielsteuerung in Förderanlagen mit einer synchron mit der Anlage laufenden
Nachbildung zu schaffen, bei der die Zielkennzeichen des Fördergutes mittels Glühlampen
als Speicherelementen codeförmig gespeichert sind.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Glühlampen
in
der Mantelfläche einer Trommel vorgesehen sind und jede Glühlampe mit einem Fotowiderstand
in Serie geschaltet ist, der von außen zu belichten und mit der Glühlampe in einem
Gehäuse so angeordnet ist, daß die Lampe den Fotowiderstand beleuchten kann. Diese
Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß sie wenig Raum beansprucht und geringere
Kosten als die bekannten Anordnungen verursacht. Sie kann getrennt von einer Förderanlage
angeordnet oder auch, wie bei rotierenden Verteilmaschinen, gegebenenfalls auf derselben
Achse angeordnet werden.
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Ein weiterer Vorteil der Anordnung nach der Erfindung liegt darin
begründet, daß sie große mechanische Toleranzen zuläßt und keine schwierigen Einstellvorgänge
erfordert.
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Unter der Annahme, daß eine Einheit zum Speichern eines Kennzeichens
aus zehn Speicherelementen besteht, enthält diese Einheit zehn Glühlampen mit den
zugeordneten Fotowiderständen. Die Einspeicherung der Zielkennzeichen erfolgt von
außen über zehn schaltbare Lichtquellen, von denen entsprechend dem - verwendeten
Code wahlweise z. B. zweimal zwei aus fünf Lampen eingeschaltet werden.
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Dabei ist der Lichtstrahl dieser Glühlampen so geführt, daß er den
jeder Glühlampe auf dem Kennungsträger zugeordneten Fotowiderstand trifft und damit
die Glühlampe einschaltet. Ein Teil des Lichtes der so eingeschalteten Glühlampen
fällt auf den Fotowiderstand zurück, so daß die Glühlampen nach einmaligem Einschalten
durch Fremdlicht weiterleuchten.
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Zum Einstellen der Speicherelemente wird eine Lichtquelle benötigt,
die unter Umständen schnell ein- und ausschaltbar sein muß. Da normale Glühlampen
diese Bedingung nicht erfüllen, können sie für diesen Zweck nicht Verwendung finden,
es sei denn, daß sie dauernd brennen und beispielsweise durch Schablonen mechanisch
abgedeckt werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind zum Einstellen der Speicherelemente
schnell ein- und ausschaltbare Lichtquellen, wie Glimm-, Stroboskop-oder Blitzlampen,
vorgesehen.
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An der Lesestelle erfolgt das Lesen durch Fotowiderstände, die entsprechend
der Codekombination in Reihe geschaltet sind und direkt auf die angeschlossenen
Auswertemittel einwirken. Darunter sind beispielsweise in Briefverteilanlagen der
die Tasche öffnende Auslösemagnet oder auch Weichen zur Einstellung des Förderweges
zu verstehen.
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Das Löschen der eingestellten Glühlampen erfolgt beispielsweise durch
Unterbrechen des Lichtstrahls zwischen Glühlampe und Fotowiderstand oder nach einer
Weiterbildung der Erfindung mittels einer Nullstellschaltung, bei der der Widerstand
der Fotowiderstände als Kriterium für den Ausschaltvorgang ausgewertet wird.
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Zur taktgerechten Betätigung des Einstellsatzes kann ein Signal verwendet
werden, das nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung mit einer zusätzlichen
Einspeicherlampe und einem zusätzlichen Fotowiderstand gewonnen wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Figuren erläutert.
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Es zeigt F i g. 1 eine Anordnung nach der Erfindung in der Draufsicht,
F i g. 2 die Schaltung einer Lesestelle, F i g. 3 die Nullstellschaltung.
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In Fig. 1 ist eine im Uhrzeigersinn umlaufende Speichertrommel 1
dargestellt, an deren Umfang nebeneinander mehrere Lesestellen 2 angeordnet sind.
In teilweise geschnittener Ansicht ist ein Speicherelement3 einer Speicherspalte
gezeigt, das aus einer Glühlampe 4 und einem Fotowiderstand 5 besteht. Unter einer
Speicherspalte ist die Anordnung mehrerer Speicherelemente in einer Mantellinie
der Speichertrommel zu verstehen, die zur Kennzeichnung eines Zieles Verwendung
finden. Die ein Speicherelement bildenden Bauteile, d. h. Glühlampe und Fotowiderstand,
sind jeweils in einem Gehäuse 6 für sich so angeordnet, daß die Lampe den Fotowiderstand
beleuchten kann. Eine Speicherspalte kann beispielsweise aus zehn übereinander angeordneten
Speicherelementen bestehen.
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Der Lesefotowiderstand ist in der F i g. 1 ebenfalls geschnitten
dargestellt und mit 7 bezeichnet. Die Versorgungsspannung für die Speicherelemente
wird über eine Schleifringanordnung 8 an die drehbar gelagerte Trommel zugeführt.
Die Gehäuse, die die Speicherelemente enthalten, haben zur Trommelaußenseite hin
eine Bohrung 9, damit die Fotowiderstände von außen her zum Anschalten der Speicherlampe
beleuchtet und die gespeicherten Informationen gelesen werden können.
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Am Umfang der Trommel befinden sich ferner ein Einstellsatz 10 und
eine Nullstellanordnung 11.
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Unter der Voraussetzung, daß die Lesestellen fest miteinander verbunden
sind, ist nur eine Fremdlichtabschirmung 12 zwischen der Nullstellung und dem Einstellsatz
einerseits und dem Einstellsatz und den Lesestellen andererseits erforderlich.
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Die Anordnung nach der Erfindung kann beispielsweise als Zielspeicher
für rotierende Briefverteilanlagen verwendet werden. In diesem Fall dreht sich die
Trommel mit konstanter Drehzahl. Die Anzahl der Speicherelemente auf einer Mantellinie
der Trommel wird durch den verwendeten Code bestimmt. Die von einem Einstellsatz
eingespeicherten Informationen bleiben, wie aus der Fig.1 zu ersehen ist, etwa für
einen Umlauf der Trommel gespeichert und werden dann wieder gelöscht. Während dieses
Umlaufs werden die Informationen gelesen und zur Zielsteuerung ausgewertet.
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Durch Beleuchten der einzustellenden Speicherelemente beim Passieren
des Einstellsatzes wird der Fotowiderstand der entsprechenden Speicherelemente niederohmig
und schaltet die zugeordnete Lampe ein.
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Diese verlöscht nicht, da sie jetzt den Fotowiderstand weiter beleuchtet
und sich dadurch selbst hält. Der Fotowiderstand begrenzt beim Einschalten den Lampenstrom,
was sich günstig auf die Lebensdauer der Lampen auswirkt.
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Zum Einstellen der Speicherelemente wird im Einstellsatz eine Lichtquelle
benötigt, die schnell ein-und ausschaltbar sein muß. Diese Forderung erfüllen beispielsweise
Glimm-, Stroboskop- oder Blitzlampen. Da der Fotowiderstand und die Glühlampe jedes
Speicherelements eine gewisse Trägheit besitzen, vergeht eine bestimmte Zeit, bis
die Speicherlampe voll aufleuchtet und sich über den Fotowiderstand selbst hält.
Die Beleuchtungsstärke zum Einstellen der Speicherelemente muß mindestens so groß
sein, daß der Fotowiderstand auf beispielsweise 3 kQ abnimmt. In diesem Grenzfall
ist eine Beleuchtungszeit von über 100 Millisekunden notwendig. Die Einspeicherzeit
läßt sich aber bei Verwendung von
Lichtblitzen entsprechender Stärke
auf etwa 0,5 Millisekunden herabsetzen, weil die Speicherlampe aufleuchtet, ehe
der Fotowiderstand auf Grund seiner Trägheit seinen Wert wieder auf 3 kQ erhöht
hat. In diesen Grenzen sind nun beliebige Kombinationen zwischen Beleuchtungsstärke
und Beleuchtungsdauer denkbar.
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Das Abtasten der eingestellten Speicherlampen geschieht ebenfalls
mit Fotowiderständen. Wenn es erforderlich ist, bestimmte Kombinationen eingestellter
Speicher herauszulesen, lassen sich ohne zusätzlichen Aufwand mehrere Fotowiderstände
in Serie schalten, die entsprechend der Kombination außerhalb der Trommel angeordnet
sind, wie auch aus der Fig. 1 zu ersehen ist. Der Dunkelwiderstand eines Fotowiderstandes
beträgt z. B. 10 MQ und der minimale Hellwiderstand etwa 100 Q. Die Unterscheidung
zwischen diesen Werten ist mit Sicherheit zu beherrschen.
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F i g. 2 zeigt die vollständige Schaltung einer Lesestelle. Je nach
der verwendeten Kombination sind als Abtastglieder ein oder mehrere Fotowiderstände
7 vorgesehen. Wenn sie durch Beleuchten von den Lampen der Speicherelemente niederohmig
werden, bekommt der Transistor 13 Basisstrom und kann durchsteuern. Mit 14 ist schematisch
eine Auswerteanordnung dieses Schaltzustandes dargestellt, über die beispielsweise
eine Weiche gestellt oder bei einer Briefverteilmaschine ein Auslösemagnet erregt
wird, der eine Tasche der Briefverteilmaschine zur Abgabe des mit dem Zielkennzeichen
versehenen Briefes öffnet.
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Die notwendige Lesezeit für ein gespeichertes Zeichen wird durch
die Trägheit der Fotowiderstände 7 bestimmt. Die Schaltgeschwindigkeit wächst mit
der Beleuchtungsstärke, also der Lichtstärke der Speicherlampen bei sonst gleicher
Anordnung und dem Strom, der von den Lese-Fotowiderständen geschaltet werden muß.
Wenn durch positive Basisvorspannung ein zusätzlicher Strom durch den Fotowiderstand
erzwungen wird, dann sind mit der gegebenen Anordnung sehr kurze Empfangszeiten
möglich.
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F i g. 3 zeigt die Schaltung, mit der durch Beleuchten aller auf
einer Mantellinie der Trommel befindlichen Speicherelemente von außen die gespeicherten
Zeichen gelöscht werden können. Wenn man das Speichersystem z. B. als Durchlaufspeicher
verwendet, genügt eine kleine, ständig eingeschaltete Leuchtstofflampe für die Nullstellung
der Speicherelemente. Wenn die Trommel n-Elemente auf einer Mantellinie enthält,
so können maximal n- 1 Speicherlampen bei der Einspeicherung eingeschaltet werden.
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Der Transistor T1 schaltet den Strom der Speicherlampen 4. Wenn alle
Lampen ausgeschaltet und die Fotowiderstände 5 auch von außen abgedunkelt sind,
hat der Transistor T 1 durchgesteuert. Es können jetzt Informationen durch den Einstellsatz
eingespeichert werden. Solange noch wenigstens ein Fotowiderstand abgedunkelt ist,
liegt Pluspotential über dem durchgesteuerten Transistor T 1 und die nicht eingeschalteten
Lampen 4 an mindestens einem der PunkteM1...Mn. An P liegt damit nur eine geringe
Spannung, die sich aus dem Spannungsteiler mindestens einer nicht eingeschalteten
und damit niederohmigen Lampe zu dem hochohmigen Widerstand R 1 ergibt. Die eingeschalteten
Lampen bleiben
wegen der Dioden D unwirksam. Um den Transistor T 2 durchzusteuern
und dadurch den Transistor T 1 zu sperren, muß P aber auf Grund der Zenerspannung
der Zenerdiode 15 beispielsweise auf mindestens 24 Volt angehoben werden. Das geschieht
durch Beleuchten auch des letzten Fotowiderstandes.
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Die Transistoren Tl und T2 haben in dieser Anordnung Kippcharakteristik.
Beim Abdunkeln aller Fotowiderstände sinkt die Spannung am Punkt P gemäß des sich
ausbildenden Spannungsteilers aus dem WiderstandR und der Parallelschaltung aller
Lampen zur Parallelschaltung der Fotowiderstände und des Widerstandes R 1 wieder
ab. Unterschreitet die Spannung am Punkt P den angenommenen Spannungswert, so sperrt
der Transistor T2, wodurch T 1 durchsteuert. Auch bei diesem Zurückschalten besteht
ein Kippverhalten, da der Transistor T2 den am Spannungsteiler beteiligten Widerstand
R überbrückt.
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Beim Trommelspeicher wird der Informationsträger bewegt, der nur
beim Einspeichern und Löschen geschaltet wird. Damit liegt die Lebensdauer dieser
Anordnung wesentlich höher als bei bekannten Anordnungen mit Schieberegistern. Die
Lagerung der Trommel bereitet keine Schwierigkeiten, da selbst geringe Höhen- und
Seitenschläge die Funktion des Speichers nicht beeinträchtigen könnten. Der Platzbedarf
der einzelnen Speicherelemente auf dem Mantel der Trommel ist außerdem gering.
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Über eine zusätzliche Einspeicherlampe und einen zusätzlichen Fotowiderstand,
die beispielsweise zwischen der letzten Lesestelle und der Nullstellung angeordnet
sind, kann ein Signal gewonnen werden, über das der Einstellsatz taktgerecht zu
steuern ist.
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Nach dem Passieren der letzten Lesestelle ist es nämlich ohne weiteres
möglich, den eingestellten Code zu verfälschen und ein zusätzliches Kriterium in
jeden Kennungsträger einzuschieben, das durch einen zusätzlichen Fotowiderstand
ausgewertet wird. Wenn der Raum zwischen letzterer Lesestelle und Nullstellung für
die Unterbringung einer derartigen Anordnung nicht ausreicht, ist es aber auch möglich,
die erforderlichen Bauelemente in der vorletzten und letzten Lesestellung unterzubringen.
Bei dieser Lösung wird dann durch die zusätzliche Lampe in jedem Kennungsträger
der vorletzten Lesestellung eine Speicherspur beaufschlagt, die in deren Code für
die letzte Lesestelle nicht benötigt wird und statt dessen durch den zusätzlichen
Fotowiderstand ausgeweret wird. Mit dem auf diese Weise gewonnenen Signal wird der
Einstellsatz so gesteuert, daß beispielsweise der Blitz immer genau dann gezündet
wird, wenn ein Kennungsträger dem Einstellsatz genau gegenübersteht.