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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen der Etikettiergenauigkeit und/oder Druckgenauigkeit an Behältern, insbesondere Flaschen.
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Die Überprüfung der Etikettiergenauigkeit und/oder Druckgenauigkeit an Behältern ist Bestandteil von Abnahmen bei der Inbetriebnahme entsprechender Behandlungsanlagen und/oder wird im Rahmen regelmäßiger Qualitätskontrollen der Produktion durchgeführt. Hierzu sind aus der
DE 10 2009 035 924 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen eines Etiketts auf einem Etikettenträger bekannt. Demnach ist eine Kontrolleinrichtung vorgesehen, mit der ein Ist-Zustand eines auf einen Behälter aufgebrachten Etiketts mit einem Soll-Zustand der Etikettierung verglichen werden kann. Auf dieser Grundlage ist eine Qualitätskontrolle der Etikettierung für die Anlagenabnahme und/oder für einzelne Produktchargen im laufenden Betrieb möglich. Zu diesem Zweck werden beispielsweise mehrere hundert etikettierte Behälter bei normalen Produktionsbedingungen aus dem Produktstrom ausgeschleust und die Lage der Etiketten mit Sollwerten verglichen und/oder die relative Position mehrerer auf den Behältern angebrachter Etiketten zueinander mit entsprechenden Sollwerten verglichen. Qualitätskriterium ist dann üblicherweise ein zulässiger Anteil fehlerhaft etikettierter Behälter.
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Problematisch dabei ist, dass sich die Lage der einzelnen Etiketten auf den Behältern oftmals nur vergleichsweise umständlich ermitteln lässt, beispielsweise indem eine seitliche Hälfte der Etiketten wieder vom Behälter abgezogen und deckungsgleich über die andere, noch auf dem Behälter befindliche Hälfte umgeschlagen wird, um auf diese Weise die Lage der vertikalen Mittelachse des Etiketts an der Faltkante vermessen zu können. Dies ist zum Einen umständlich und aufgrund des Umschlagens fehlerbehaftet. Zum Anderen lassen sich nur bestimmte Etikettentypen in geeigneter Weise wieder abziehen und umschlagen, insbesondere Nassleimetiketten. Außerdem müssen bei bekannten Auswerteverfahren für aussagekräftige Ergebnisse vergleichsweise umfangreiche Stichproben aus dem Produktstrom entnommen werden.
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Es besteht somit der Bedarf für verbesserte Vorrichtungen und Verfahren zum Überprüfen der Etikettiergenauigkeit und/oder Druckgenauigkeit an Behältern, mit denen sich wenigstens eines der obigen Probleme beseitigen oder zumindest abmildern lässt.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Demnach umfasst diese: eine Halterung zum verdrehfesten Halten der Behälter; eine erste Prüfspitze zum Abtasten eines ersten seitlich an den Behältern angebrachten Etiketts und/oder Druckbilds, insbesondere indem sich die erste Prüfspitze mit einem ersten seitlich an den Behältern angebrachten Etikett oder Direktaufdruck in Kontakt bringen lässt; eine zweite Prüfspitze zum Abtasten eines zweiten seitlich an den Behältern angebrachten Etiketts und/oder Druckbilds, insbesondere indem sich die zweite Prüfspitze mit einem zweiten seitlich an den Behältern angebrachten Etikett oder Direktaufdruck in Kontakt bringen lässt; wenigstens eine Lineareinheit zum Verschieben der ersten und zweiten Prüfspitze oder zum Verschieben der Halterung entlang einer senkrecht zur Hauptachse des Behälters verlaufenden Messgeraden; und eine digitale Messeinrichtung zur Positionsbestimmung der Lineareinheit entlang der Messgeraden. Die Lineareinheit umfasst beispielsweise einen geradlinig entlang einer Grundplatte verschiebbaren Schlitten, Tisch oder dergleichen.
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In vorteilhafter Weise lassen sich die erste und zweite Prüfspitze dann gezielt mit Aufdruckmerkmalen des ersten und zweiten Etiketts und/oder Druckbilds in Kontakt bringen. Die Aufdruckmerkmale liegen vorzugsweise auf der vertikalen Mittelachse des jeweiligen Etiketts und/oder Druckbilds oder haben zu dieser einen bekannten seitlichen Abstand. Somit können unterschiedliche Etikettentypen, insbesondere auch schwer von den Behältern ablösbare Selbstklebeetiketten, ohne Ablösen der Etiketten vermessen werden.
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Denkbar wären auch Prüfspitzen, die die Aufdruckmerkmale optisch abtasten, beispielsweise durch Positionieren optischer Prüfspitzen vor/an den Etiketten bzw. Direktaufdrucken und durch Suche nach charakteristischen Hell-Dunkel- und/oder Farb-Übergängen im Druckbild. Das optische Abtasten wäre sowohl punktuell mittels einzelner Sensoren als auch mit parallel zur Messgeraden verlaufenden Sensorzeilen möglich, ebenso Bild gebend mittels Kamera und Bildauswertung.
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An Stelle mechanischer Prüfspitzen sind ferner Laserpointer zum Anvisieren von Aufdruckmerkmalen geeignet. Vorteilhaft sind dann Laser mit umschaltbarer Farbe, beispielsweise dual, insbesondere zwischen rot und grün, oder mehrfach, insbesondere zwischen rot, blau und grün, Dies ermöglicht eine Anpassung des Prüflichts an die Farbgebung von Etiketten- und/oder Behältermaterialien.
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Mit der wenigstens einen Lineareinheit können der verdrehfest gehaltene Behälter und die Prüfspitzen relativ zueinander entlang einer gemeinsamen Messgeraden verschoben werden. Dies vereinfacht das Messen eines seitlichen Versatzes zwischen dem ersten und dem zweiten Etikett und/oder Druckbild entlang der gemeinsamen Messgeraden. Die digitale Messeinrichtung umfasst beispielsweise einen digitalen Positionsanzeiger zum Erfassen einer Translation entlang der Messgeraden, beispielsweise durch Überwachen einer Antriebsspindel der Lineareinheit. Die digitale Messeinrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie Positionsdaten digital anzeigt und/oder zur Weiterverarbeitung an eine Datenschnittstelle ausgibt.
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Vorteilhaft ist eine digitale Messeinrichtung, an der sich mehrere unterschiedliche Nullpunkte setzen lassen. Damit können insbesondere an Etiketten, die in unterschiedlichen Höhen übereinander angebracht sind und unterschiedliche Etikettenlayouts aufweisen, an jeweils geeigneten Aufdruckmerkmalen separate Nullpunkte / Referenzpunkte gesetzt / angefahren werden.
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Vorzugsweise sind die erste und zweite Prüfspitze sowohl zur Hauptachse des Behälters als auch zur Messgeraden orthogonal ausgerichtet. Die Prüfspitzen lassen sich beispielsweise orthogonal zur Messgeraden anheben/absenken und dann zur Positionierung an den Etiketten in deren Richtung vorschieben oder vorschrauben. Dies vereinfacht insbesondere ein gezieltes Positionieren der ersten und zweiten Prüfspitze an den Aufdruckmerkmalen der jeweiligen Etiketten und/oder Druckbilder. Eine weitere Messeinrichtung kann beispielsweise in Form einer Skala und eines Messzeigers in die Lineareinheit integriert sein. Ebenso denkbar sind Messschieber oder dergleichen, die dann an definierte Messpunkte der Lineareinheit und/oder der Prüfspitzen angelegt werden.
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Die Halterung kann in an sich bekannter Weise zum kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Halten der Behälter ausgebildet sein, um die Behälter gegen ein ungewolltes Verdrehen aus einer Soll-Drehlage für die Überprüfung zu sichern. Die Behälter, insbesondere Flaschen, können sowohl im Wesentlichen rotationssymmetrische Querschnitte ausweisen als auch Formflaschen sein.
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Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine dritte Prüfspitze zum Abtasten eines dritten seitlich an den Behältern angebrachten Etiketts und/oder Druckbild, insbesondere indem sich die dritte Prüfspitze mit den jeweiligen Druckbildern in Kontakt bringen lässt. Damit lässt sich am verdrehfest gehaltenen Behälter beispielsweise die Lage von Rumpfetiketten, Brustetiketten und Rückenetiketten nacheinander vermessen. Der Versatz zwischen den jeweiligen Etiketten entlang der Messgeraden kann somit schnell und exakt bestimmt werden. Die dritte Prüfspitze kann entsprechend einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein.
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Vorzugsweise sind die zweite und dritte Prüfspitze dann auf entgegensetzten Seiten des Behältern entlang der Messgeraden verschiebbar ausgebildet. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Vergleich der Position von Rückenetiketten mit der Position von Rumpfetiketten und/oder Brustetiketten.
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Vorzugsweise sind die zweite und dritte Prüfspitze dann auf getrennten Lineareinheiten montiert. Dies vereinfacht eine schnelle und exakte Positionierung der Prüfspitzen und das Ablesen von Messwerten auf jeweils zugeordneten Messskalen.
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Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner einen justierbaren mechanischen Anschlag für eine an dem Behälter ausgebildete Oberflächenkontur, insbesondere eine Prägung oder Formflaschenkante. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Ausrichtung der jeweiligen Etiketten bezüglich der Oberflächenkontur als Kriterium für die Überprüfung der Etikettiergenauigkeit verwendet werden soll. Der mechanische Anschlag kann beispielsweise als vertikal und horizontal justierbarer Stift oder dergleichen ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, dass an dem mechanischen Anschlag eine an die jeweils zu kontaktierende Oberflächenkontur angepasste Kontaktfläche oder Kante ausgebildet ist, beispielsweise als Negativ der Oberflächenkontur.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung tragbar ausgebildet. Dies ermöglicht eine flexible Messung bei der Anlagenabnahme und/oder bei der routinemäßigen Qualitätskontrolle von Produktchargen. Beispielsweise können die Behälter der Stichprobe in einem separaten Messlabor oder bei der Installation direkt vor Ort vermessen werden.
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Vorzugsweise umfasst die Halterung auswechselbare prismenförmige Klemmbacken zur seitlichen Führung und Fixierung der Behälter. Damit lassen sich gekrümmte Behälterwände halten und zentrieren, insbesondere auch bei nichtrotationssymmetrischen Behälterquerschnitten.
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Vorzugsweise umfasst die Halterung prismenförmige Klemmbacken zur seitlichen Führung und Fixierung der Behälter, und der Abstand zwischen den Klemmbacken ist orthogonal zur Messgeraden einstellbar. Damit lassen sich Behälter unterschiedlicher Querschnitte bezüglich einer Referenzgeraden oder Referenzposition zentriert halten.
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Die Prismen der Klemmbacken sind im Wesentlichen konkav, weisen also in Richtung der zu haltenden Behälter eine Einbuchtung auf, vorzugsweise mit einem stumpfen Winkel zwischen den Prismenschenkeln, insbesondere mit einem Winkel von 120°.
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Vorzugsweise ist die digitale Messeinrichtung an ein Antriebselement, insbesondere eine Antriebsspindel, der Lineareinheit gekoppelt. Insbesondere ist die Kopplung dann mechanisch, beispielsweise mittels Kraftschluss und/oder Formschluss mit einer Antriebswelle/-spindel der Lineareinheit. Dies ermöglicht eine gleichermaßen einfache wie genaue Positionsanzeige der Lineareinheit.
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Vorzugsweise ist die Lineareinheit umkehrspielfrei ausgebildet. Dadurch lassen sich reproduzierbare Messungen auch nach wiederholtem Richtungswechsel der Lineareinheit beim Abtasten sicherstellen.
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Vorzugsweise ist die Lineareinheit dann zur Eliminierung des Umkehrspiels in axialer Richtung federnd vorgespannt, insbesondere mittels einer federnd vorgespannten Trapezgewindemutter, die in eine Antriebsspindel der Lineareinheit eingreift,
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Vorzugsweise ist ferner eine digitale Auswerteeinheit zum Verarbeiten von Positionssignalen der digitalen Messeinrichtung vorhanden. Dadurch lassen sich Ergebnisse von Stichprobenmessungen automatisch auswerten, insbesondere durch statistische Berechnungen.
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Beim Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden vorzugsweise die folgenden Schritte ausgeführt: a) Halten der Behälter in einer vorgegebenen Drehlage; b) Positionieren einer ersten Prüfspitze an einem ersten Aufdruckmerkmal, das auf einem seitlich an den Behältern angebrachten ersten Etikett / Druckbild vorhanden ist, durch Verschieben der ersten Prüfspitze oder des Behälters entlang einer senkrecht zur Hauptachse des Behälters verlaufenden Messgeraden, und Messen einer zugehörigen ersten Ist-Position entlang der Messgeraden; c) Positionieren einer zweiten Prüfspitze an einem zweiten Aufdruckmerkmal, das auf einem seitlich an den Behältern angebrachten zweiten Etikett / Druckbild vorhanden ist, durch Verschieben der zweiten Prüfspitze oder des Behälters entlang der Messgeraden, und Messen einer zugehörigen zweiten Ist-Position entlang der Messgeraden; und d) Ermitteln eines Positionsversatzes zwischen der ersten und zweiten Ist-Position.
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Das erste und zweite Aufdruckmerkmal ist beispielsweise ein charakteristischer Kontrastunterschied auf den jeweiligen Etiketten oder Direktaufdrucken, insbesondere eines Buchstabens, eines Logos, eines geometrischen Musters oder dergleichen. Vorzugsweise ist das jeweilige Aufdruckmerkmal auf der vertikalen Mittelachse des jeweiligen Etiketts / Direktaufdrucks vorhanden oder weist einen bekannten Abstand zu dieser Mittelachse auf. Somit lässt sich der Positionsversatz durch direktes Aufsetzen auf die jeweiligen Aufdruckmerkmale ermitteln. Insbesondere ein Ablösen der Etiketten von den Behältern für die Etikettenkontrolle ist dann entbehrlich.
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Vorzugsweise wird in einem vorangehenden Schritt die Behälterdrehlage ausgerichtet durch Ansetzen einer an den Behältern vorhandenen Oberflächenkontur, insbesondere einer Prägung oder Formflaschenkante, an einem mechanischen Anschlag. Höhe und seitliche Lage des mechanischen Anschlags werden beispielsweise vor der Vermessung einer Produktcharge an die jeweiligen Behälter angepasst, so dass der mechanische Anschlag für die nachfolgende Vermessung gleichartig etikettierter Behälter in einer unveränderten Position als gemeinsamer Ausgangspunkt für die Ermittlung des Positionsversatzes dient.
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Vorzugsweise ist das erste Etikett ein Rumpfetikett und das zweite Etikett ein Brustetikett oder ein Rückenetikett. Dadurch lässt sich ein für die Qualitätskontrolle besonders aussagekräftiger Versatz zwischen dem Rumpfetikett und dem Brustetikett oder zwischen dem Rumpfetikett und dem Rückenetikett ermitteln.
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Beim Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorzugsweise ferner eine dritte Prüfspitze an einem dritten Aufdruckmerkmal, das auf einem seitlich an den Behältern angebrachten dritten Etikett / Druckbild vorhanden ist, durch Verschieben der dritten Prüfspitze oder des Behälters entlang der Messgeraden positioniert. Es wird ferner eine zugehörige dritte Ist-Position entlang der Messgeraden gemessen und ein Positionsversatz zwischen der dritten Ist-Position und der ersten und/oder zweiten Ist-Position ermittelt. Damit lassen sich die bei handelsüblichen Behältern, wie beispielsweise Flaschen, am häufigsten verwendeten Etikettenpositionen relativ zueinander vermessen und mit einem Sollwert des jeweils zwischen den einzelnen Etiketten zulässigen Versatzes vergleichen.
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Vorzugsweise sind das zweite und dritte Etikett auf einander entgegen gesetzten Seiten des Behälters angebracht. Dadurch lassen sich auch komplexe Etikettierprozesse erfindungsgemäß beurteilen.
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Vorzugsweise wird der jeweilige Positionsversatz für eine Stichprobe von wenigstens 30, insbesondere wenigstens 100 gleichartig etikettierten Behälter statistisch auf der Grundlage einer Gaußschen Normalverteilung der Ergebnisse ausgewertet. Insbesondere wird die aus der Stichprobe ermittelte Standardabweichung (σ1) mit einem Sollwert verglichen. Mit Hilfe der Gaußschen Normalverteilung lässt sich die Anzahl der für eine aussagekräftige Qualitätskontrolle benötigten Stichprobengröße gegenüber einem Vergleich basierend auf prozentualen Fehlerquoten reduzieren.
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Vorzugsweise wird der jeweilige Positionsversatz unter Normalproduktionsbedingungen innerhalb einer Produktcharge gemessen. In diesem Fall sind Fehler aufgrund eines Wechsels von Produktionsmitteln vernachlässigbar, so dass die benötigte Stichprobengröße weiter reduziert werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Anlagenabnahme und/oder zur Produktqualitätskontrolle.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Schrägansicht der bevorzugten Ausführungsform; und
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2 eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Vermessung eines etikettierten Behälters.
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Wie die 1 erkennen lässt, umfasst eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eine Halterung 2 zum verdrehfesten Halten eines etikettierten Behälters 3, der in der 2 in der Draufsicht schematisch angedeutet ist. Zum verdrehfesten Halten des Behälters 3 sind vorzugsweise konkav prismenförmige Klemmbacken 2a, 2b vorhanden. Diese dienen insbesondere auch der Zentrierung von Behältern 3 mit gewölbter Seitenwand bezüglich einer schematisch angedeuteten Referenzposition oder Referenzlinie 2c. Die Halterung 2 ist beispielsweise auf einer tragbaren Grundplatte 4 montiert. Die Klemmbacken 2a, 2b sind vorzugsweise austauschbar und/oder auf der Grundplatte 4 entlang der Referenzlinie 2c verschiebbar, was in der 1 durch Pfeile angedeutet ist. Dadurch lassen sich Behälter 3 mit unterschiedlichen Querschnitten halten / zentrieren.
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Auf der Grundplatte 4 sind ferner eine erste Lineareinheit 5 mit justierbaren Prüfspitzen 6a bis 6c und ein zweite Lineareinheit 7 mit wenigstens einer justierbaren Prüfspitze 6d montiert. Die Lineareinheiten 5, 7 sind vorzugsweise als separat verschiebbare Einheiten auf einander entgegen gesetzten Seiten der Halterung 2 ausgebildet. Prinzipiell wäre es jedoch auch denkbar, die Prüfspitzen 6a bis 6d auf einer gemeinsam verschiebbaren Lineareinheit zu montieren und/oder die Halterung 2 auf einer Lineareinheit (nicht gezeigt) verschiebbar auszubilden. Ebenso ist die Anzahl und Verteilung der Prüfspitzen 6a bis 6d lediglich beispielhaft.
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An den Lineareinheiten 5, 7 ist eine digitale Messeinrichtung 5a, 7a in Form von digitalen Positionsanzeigern ausgebildet, mit der sich die Position der Prüfspitzen 6a bis 6d entlang einer in den 1 und 2 schematisch angedeuteten Messgeraden 8 ablesen lässt. Die digitalen Positionsanzeiger weisen dann beispielsweise eine digitale Anzeige für Positionswerte auf, beispielsweise mittels LCD, und/oder eine Nullpunkttaste und/oder eine Schnittstelle zur digitalen Ausgabe von Positionswerten, wie beispielsweise RS458. Dadurch lassen sich Erfassung und Übertragung von Positionswerten vereinfachen und Übertragungsfehler vermeiden.
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Positionsdaten der digitalen Messeinrichtung 5a, 7a lassen sich ferner mittels WLAN, Ethernet oder Funk an eine (nicht dargestellte) Auswerteeinheit übertragen, die beispielsweise in einen stationären oder mobilen Computer, in einen Tablet-PC, in ein Smartphone oder dergleichen und/oder in einen zentralen Server integriert sein kann. Positionsdaten lassen sich dann automatisch statistisch auswerten und ausgeben.
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Ergänzend könnten auch geeignete Messpunkte an den Lineareinheiten 5, 7 vorgesehen sein, beispielsweise Vorsprünge, Einkerbungen oder dergleichen, an denen sich ein Messschieber oder dergleichen reproduzierbar ansetzen lässt, um die Position der Prüfspitzen 6a bis 6d zu messen, ebenso Messskalen, wie beispielweise in der 1 im Bereich der dem Betrachter zugewandten Lineareinheit 7 zu erkennen ist. Voraussetzung ist hierbei, dass sich die seitliche Relativposition der Prüfspitzen 6a bis 6d bezüglich der Halterung 2 bzw. eines darin gehaltenen etikettierten Behälters 3 entlang der Messgeraden 8 im Rahmen von Stichproben ausreichend reproduzierbar ermitteln lässt.
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Die Prüfspitzen 6a bis 6d sind vorzugsweise mittels auf den Lineareinheiten 5, 7 montierter Stative 5b, 7b sowohl höhenverstellbar als auch in einer Richtung auf den zu vermessenden Behälter 3 hin verschiebbar oder schraubbar. Bezogen auf die Messgerade 8 lassen sich die Prüfspitzen 6a bis 6d somit vorzugsweise in zwei orthogonalen Richtungen verstellen, im Beispiel der 1 nach oben bzw. unten und auf den Behälter 3 zu bzw. von diesem weg. Die Prüfspitzen 6a bis 6d lassen sich beispielsweise mit Hilfe eines lediglich für die obere Prüfspitze 6c schematisch angedeuteten Gewindes 6e durch Schrauben verstellen und in vertikaler Richtung entlang der Stative 5b, 7b verschieben. Die vertikale Position der Prüfspitzen 6a bis 6d lässt sich beispielsweise mit Hilfe von Klemmhebeln, Schrauben 5c, 7c oder dergleichen arretieren.
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Die digitale Messeinrichtung 5a, 7a ist vorzugsweise mechanisch an Antriebsspindeln/-wellen 5d, 7d der Lineareinheiten 5, 7 gekoppelt. Die Antriebsspindeln greifen in axial federnd vorgespannte Trapezgewindemuttern der an den Lineareinheiten 5, 7 ausgebildeten Schlitten 5e, 7e oder dergleichen ein, so dass Umkehrspiel bei der erfindungsgemäßen Positionsmessung eliminiert wird. Die Antriebsspindeln und Trapezgewindemuttern sind in der 1 von den Führungen und Schlitten 5e, 7e der Lineareinheiten 5, 7 weitgehend verdeckt.
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In der 2 ist die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 schematisch in der Draufsicht angedeutet. Demnach sind an dem Behälter 3 ein erstes Etikett 9 mit einem Aufdruckmerkmal 9a, ein zweites Etikett 10 mit einem Aufdruckmerkmal 10a und ein drittes Etikett 11 mit einem Aufdruckmerkmal 11a angebracht. Wie das Beispiel der 2 erkennen lässt, ist das erste Etikett 9 beispielsweise ein Rumpfetikett, das zweite Etikett 10 ein Brustetikett und das dritte Etikett 11 ein Rückenetikett. An Stelle einzelner Etiketten 9 bis 11 könnten jeweils auch Direktaufdrucke auf den Behältern 3 vorhanden sein.
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In der 2 sind beispielhaft nur drei der in der 1 gezeigten Prüfspitzen dargestellt, nämlich eine erste Prüfspitze 6a, die zur Lagevermessung des ersten Aufdruckmerkmals 9a gegen das erste Etikett 9 gefahren wird, eine zweite Prüfspitze 6b, die entsprechend gegen das zweite Aufdruckmerkmal 10a des zweiten Etiketts 10 gefahren wird, und eine dritte Prüfspitze 6d, die gegen das dritte Aufdruckmerkmal 11a auf dem dritten Etikett 11 gefahren wird. Ebenso wäre es denkbar, eine entsprechende Messung mit allen vier in der 1 dargestellten Prüfspitzen 6a bis 6d durchzuführen oder eine Messung mit lediglich zwei Prüfspitzen, beispielsweise mit den Prüfspitzen 6a und 6b oder mit den Prüfspitzen 6a und 6d.
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In der 2 sind ferner die Hauptachse 3a des Behälters 3 angedeutet und eine Oberflächenkontur 3b, die auf der Oberfläche des Behälters 3 als Vorsprung und/oder Vertiefung ausgebildet ist, beispielsweise in Form einer Prägung. In der 1 und 2 ist ferner ein mechanischer Anschlag 12 angedeutet, der mit der Oberflächenkontur 3b des Behälters 3 zusammenwirkt, um die Drehlage des Behälters 3 um seine Hauptachse 3a für die nachfolgende Lagevermessung der Aufdruckmerkmale 9a bis 11a einzustellen. Zu diesem Zweck kann der Anschlag 12 schwenkbar und/oder verschiebbar ausgebildet sein, wie in der 2 durch entsprechende Doppelpfeile angedeutet ist. In entsprechender Weise kann der Anschlag 12 bei Formflaschen mit beispielsweise rechteckigem Querschnitt oder dergleichen dazu eingesetzt werden, die Drehlage des Behälters auszurichten, indem der Anschlag 12 beispielsweise flächig auf eine seitliche Oberfläche der Formflasche aufgesetzt wird (nicht dargestellt). In diesem Fall kann der Anschlag 12 seine Funktion auch ohne vertiefte oder erhabene Oberflächenkontur des jeweiligen Behälters erfüllen. Der Anschlag 12 ist vorzugsweise höhenverstellbar, was in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.
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Die seitliche Relativposition der Aufdruckmerkmale 9a bis 11a auf den jeweiligen Etiketten 9 bis 11 ist bei den üblichen Druckverfahren mit ausreichender Reproduzierbarkeit konstant und kann daher für die Überprüfung der Etikettiergenauigkeit als bekannt vorausgesetzt werden. Vorzugsweise liegen die anvisierten Aufdruckmerkmale in der vertikalen Mittelachse oder Symmetrieachse des jeweiligen Etiketts und/oder Direktaufdrucks, die der Übersichtlichkeit halber lediglich für das zweite Etikett 10 angedeutet ist und mit 10c bezeichnet ist. Dies ist allerdings nicht zwingend notwendig. Es ist prinzipiell ausreichend, wenn die jeweilige relative horizontale Position der Aufdruckmerkmale 9a bis 11a auf den Etiketten 9 bis 11 bekannt ist, beispielsweise die horizontalen Abstände von der jeweiligen Mittelachse.
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Üblicherweise sind Etiketten / Direktaufdrucke eines Behälters in ihrer seitlichen Lage zueinander auszurichten, beispielsweise symmetrisch zu einer Referenzlinie 3c, um ein möglichst harmonisches Erscheinungsbild des jeweiligen Behälters zu erzielen. Die Lage der Referenzlinie 3c kann beispielsweise relativ zur Position der Oberflächenkontur 3b vorgegeben sein. Sind derartige Oberflächenkonturen auf dem Behälter 3 nicht vorgesehen, kann es ausreichend sein, lediglich die Ausrichtung der einzelnen Etiketten 9 bis 11 zueinander zu überprüfen.
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Die 2 zeigt zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt eine seitlich versetzte Ausrichtung des zweiten und dritten Etiketts 10, 11 gegenüber der Referenzlinie 3c und des ersten Etiketts 9. Durch Positionieren der Prüfspitzen 6a, 6b und 6d an oder auf den Aufdruckmerkmalen 9a, 10a und 11a lässt für jedes Etikett getrennt eine Ist-Position der jeweiligen Aufdruckmerkmale entlang der Messgeraden 8 messen.
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Beispielsweise wird ein erster relativer seitlicher Versatz 12 zwischen dem ersten und zweiten Etikett 9, 10 und ein zweiter relativer seitlicher Versatz 13 zwischen dem ersten und dritten Etikett 9, 11 ermittelt. Ebenso lässt sich ein absoluter seitlicher Versatz 14 zwischen dem ersten Etikett 9, oder jedem anderen Etikett, und der Oberflächenkontur 3b ermitteln. Dazu werden die Ist-Werte des jeweiligen seitlichen Versatzes entlang der Messgeraden 8 gemessen, insbesondere aus den Ist-Positionen der jeweiligen Aufdruckmerkmale 9a bis 11a entlang der Messgeraden 8.
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Die Positionierbewegungen 6a', 6b' und 6d' der Prüfspitzen 6a, 6b und 6d sind in der 2 schematisch angedeutet. Die Prüfspitzen werden an die jeweiligen Aufdruckmerkmale zumindest so nah herangefahren werden, dass sich die jeweiligen Ist-Positionen der Aufdruckmerkmale entlang der Messgeraden 8, mit Hilfe der digitalen Messeinrichtung 5a, 7a messen lassen. Es wäre auch denkbar, die Etiketten 9 bis 11 mit den Prüfspitzen 6a, 6b, 6d anzustechen, um die Genauigkeit der Prüfspitzenpositionierung auf den jeweiligen Aufdruckmerkmalen 9a, 10a, 11a zu dokumentieren. Ebenso denkbar wäre ein optisches Abtasten von Aufdruckmerkmalen 9a, 10a und/oder 11a, beispielsweise durch Anvisieren mit einem orthogonal zur Messgeraden 8 ausgerichteten Laserstrahl.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann beispielsweise wie folgt gearbeitet werden.
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Aus einer Produktcharge mit Behältern 3 werden unter normalen Produktionsbedingungen einem an sich bekannten Prüfschema folgend einzelne, beispielsweise mit den Etiketten 9 bis 11 ausgestattete Behälter 3 ausgeschleust. Die Behälter 3 werden jeweils einzeln in die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 gesetzt, mit Hilfe der Oberflächenkontur 3b bezüglich ihrer Drehlage an dem Anschlag 12 ausgerichtet und in der Halterung 2 mittels der Klemmbacken 2a, 2b fixiert. Danach werden die Aufdruckmerkmale 9a bis 11a nacheinander mit den jeweils zugeordneten Prüfspitzen 6a, 6b und 6d angefahren / abgetastet / anvisiert. Das Verschieben entlang der Messgeraden ist durch Doppelpfeile 8' angedeutet.
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Die jeweiligen Messpositionen der Prüfspitzen 6a, 6b und 6d können beispielsweise auf den digitalen Messeinrichtungen 5a, 7a abgelesen und/oder digital an eine Auswerteeinheit übertragen werden. An der Ist-Position des ersten Aufdruckmerkmals 9a bzw. der zugehörigen Prüfspitze 6a kann außerdem eine Referenzposition für die beiden weiteren zu ermittelnden Messpositionen festgelegt werden, beispielsweise in Form eines Nullpunkts durch Betätigen einer Nullpunkttaste an der digitalen Messeinrichtung 5a, 7a. Dies vereinfacht gegebenenfalls das Ablesen / Auswerten des relativen Versatzes 12 und 13.
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Der jeweils im Beispiel ermittelte Versatz 12, 13 entlang der Messgeraden 8 wird für jeden zu untersuchenden Behälter 3 dokumentiert und vorzugsweise in eine Datenbank zur statistischen Auswertung übertragen. Es werden dann beispielsweise 100 gleichartig etikettierte Behälter 3 auf gleiche Weise vermessen und die auf diese Weise ermittelten Werte des seitlichen Versatzes 12, 13 nach den Gesetzmäßigkeiten der Gaußschen Normalverteilung ausgewertet.
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Besonders vorteilhaft ist das Ermitteln der Standardabweichung, die als Prüfkriterium für die Abnahme einer zugehörigen Etikettierung bei der Erstinstallation oder für die regelmäßige Qualitätskontrolle bei der Produktion einzelner Produktchargen eingesetzt werden kann. Das Verwenden der Standardabweichung als Prüfkriterium ermöglicht im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei denen absolute Fehleranteile an einer Stichprobenmenge als Kriterium verwendet werden, kleinere Stichproben. Mit Hilfe der Standardabweichung (σ1-Wert) lässt sich bei einer bestimmten Stichprobengröße eine höhere Aussagekraft erzielen als mit herkömmlichen Auswerteverfahren. Zusätzlich kann beispielsweise ein aus der beschriebenen Auswertung ermittelter σ3-Wert dazu verwendet werden, abzuschätzen, wie viele Behälter bei einer Produktion unter Normalbedingungen derart fehlerhaft etikettiert werden, dass sie aus dem Produktstrom ausgeschleust werden müssen.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich beispielsweise ab Stichprobengrößen von wenigstens 30 Behältern aussagekräftige Prüfresultate erzielen. Vorteilhaft sind Stichprobengrößen von wenigstens 100 gleichartig etikettierten Behältern. Besonders vorteilhaft sind Stichprobengrößen zwischen 100 und 300 Behältern. Diese werden vorzugsweise innerhalb einer gemeinsamen Produktionscharge aus dem Produktstrom entnommen. Üblicherweise sind Produktschwankungen innerhalb einer Produktcharge so gering, dass sie die Aussagekraft der Überprüfung der Etikettiergenauigkeit / Druckgenauigkeit nicht nennenswert stören.
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Durch die Vermessung von Aufdruckmerkmalen 9a bis 11a auf den Etiketten 9 bis 11 ist ein Umschlagen der Etiketten 9 bis 11 zum Ermitteln ihrer vertikalen Mittelachse entbehrlich. Ferner lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren für unterschiedliche Etikettentypen einsetzen, beispielsweise auch für schwer ablösbare Selbstklebeetiketten, ebenso für Direktaufdrucke. Somit lassen sich im Prinzip alle handelsüblichen Etiketten und Aufdrucke mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf gleiche Weise überprüfen. Dies vereinfacht die Handhabung der Überprüfung der Etikettiergenauigkeit ebenso wie die Standardisierung und Qualitätskontrolle der Produktion insgesamt.
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In der praktischen Anwendung eignen sich beispielsweise folgende Werte der Standardabweichung (σ1-Wert) für einen seitlichen Versatz gegenüber einer Oberflächenkontur 3c: ±1,5 mm für Rumpfetiketten; ±1,7 mm für Brustetiketten; und ±1,9 mm für Rückenetiketten. Bei Behältern mit zylindrischem Querschnitt ohne Oberflächenkonturen ist beispielsweise zwischen dem Rumpfetikett 9 und dem Brustetikett 10 ein Versatz 12 von ±1,0 mm zulässig, zwischen dem Rumpfetikett 9 und dem Rückenetikett ein Versatz 13 von ±1,5 mm. Bei Formflaschen, beispielsweise mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt, wird eine Etikettiergenauigkeit entlang der Messgeraden 8 von beispielsweise ±0,8 mm gefordert.
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Diese Werte lassen sich anhand der Druckmerkmale 9a, 10a, 11a mit ausreichender Genauigkeit überprüfen. Hierbei kann die Ungenauigkeit des Aufdrucks, also im Sinne einer unzureichenden Reproduzierbarkeit des Druckbildes, innerhalb einer Charge vernachlässigt werden.
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Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 Verfahren für eine universell an unterschiedlichen Behältern und Etiketten anwendbare Qualitätskontrolle bei der Erstinstallation, Instandhaltung und bei der Produktion unter normalen Bedingungen. Mit Hilfe der beschriebenen statistischen Auswertung kann die Größe der erforderlichen Stichproben gegenüber bekannten Verfahren reduziert werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann aufgrund ihrer kompakten, insbesondere tragbaren Ausführung problemlos transportiert werden und an unterschiedlichen Produktionsstätten reproduzierbar eingesetzt werden. Ebenso lässt sich die Anzahl der für einzelne Behälter erforderlichen Prüfspitzen 6a bis 6d auf einfache Weise an die jeweiligen Bedingungen anpassen. Hierbei sind die in den Figuren angedeuteten mechanischen Prüfspitzen 6a bis 6d lediglich beispielhaft zu verstehen. Eine erfindungsgemäße Kontrolle der Etikettiergenauigkeit lässt sich mit wenigstens zwei der gezeigten Prüfspitzen durchführen, ebenso berührungslos optisch. Hierbei ist eine Ausführungsform mit auf beiden Seiten der Behälter vorgesehenen Lineareinheiten und/oder Prüfspitzen für eine flexible Anwendung vorteilhaft, jedoch nicht zwingend notwendig.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009035924 A1 [0002]
