DE2411723A1

DE2411723A1 - Optische pruefvorrichtung fuer behaelter

Info

Publication number: DE2411723A1
Application number: DE2411723A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ellinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1975-09-25
Also published as: DE2329358A1; DE2329358B2; DE2329358C3

Description

Optische Prüfvorrichtung für Behälter Die Erfindung betrifft.eine optische Prüfvorrichtung für Behälter, insbesondere Flaschen, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung eines Inspektionsfeldes und mindestens einem fotoelektronischen Bauelement zur Abtastung des Inspektionsfeldes, wobei das fotoelektronische Bauelement auf einem rotierend antreibbaren Träger derart angeordnet ist, daß es bei einer Rotation des Trägers das gesamte Inspektionsfeld abtastet und die Übertragung der von dem fotogektHonischen Bauelement ausgehenden Signale auf einen ortsfesten Teil der Vorrichtung induktiv erfolgt, nach Patent... (Patentanmeldung P 23 29 358.5).
Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent besitzt eine Reihe von Vorzügen, von denen der wesentlichste in der möglichen großen Drehzahl des rotierenden Trägers und der störungsfreien Übertragung der Signale von den fotoelektronischen Bauelementen auf einen ortsfesten Verstärker besteht. Dies wird gemäß dem dem Hauptpatent zu Grunde liegenden Gedanken hauptsächlich durch die induktive Übertragung der Signale erreicht. Das Hauptpatent enthält weiterhin einige Weiterbildungen dieses bei den verschiedensten Behälterprüfvorrichtungen anwendbaren Gedankens, insbesondere im Hinblick auf die Bodeninspektion von Behältern.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Vorrichtung nach dem Hauptpatent weiterzubilden, und zwar zur Ermöglichung der Milndungsinspektion von Behältern. Es soll demnach eine optische Prüfvorrichtung für Behälter geschaffen werden, die eine schnelle und genaue Überprüfung von Behältermündungen af Absplitterungen oder dgl. ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichtquelle als Laser ausgebildet und derart angeordnet ist, daß sie einen in der Rotationsachse des Trägers verlaufenden Abtaststrahl erzeugt, daß der rotierende Träger ein optisches Element, welches den Abtaststrahl zur Erzeugung eines ringförmigen, die Behältermündungen überstreichenden Inspektionsfeldes ablenkt, sowie ein fotoelektronisches Bauelement aufweist, welches den von der Behältermündung reflektierten Abtaststrahl auffängt.
Durch de Ausbildung der Lichtquelle als Laser wird ohne zusätzliche Hilfsmittel eine exakte Strahlenbündelung und eine große Unempfindlichkeit gegen Störstrahlung erreicht.
Ein weiterer, speziell bei der Mündungsinspektion wesentlicher Vorzug besteht darin, daß das an einer Absplitterung oder dgl. reflektierte Licht entsprechend der Lage der Absplitterung in eine bestimmte Richtung reflektiert und nicht in viele Richtungen zerstreut wird. Dieser Umstand führt, wie nachstehend erläutert, zu einer wesentlichen Erhöhung der Empfindlichkeit: Beim Durchlauf einer fehlerfreien Behältermündung durch das infolge der Rotation des Trägers mit dem optischen Ablenkmittel entstehende ringförmige Inspektionsfeld wird der auf die Mündung fallende Teil des Abtaststrahls entsprechend dem Rundungsradius der Mündung reflektiert und auf das entsprechend angeordnete fotoelektronische Bauelement geworfen. Im Falle der Prüfung einer fehlerhaften Mündung dagegen wird der Strahl nicht mehr auf das fotoelektronische Bauelement sondern in eine bestimmte andere Richtung geworfen und die auf das fotoelektronische Bauelement fallende Lichtmenge verringert sich spürbar, da kaum Streustrahlung auftritt. Das Fehlersignal ist daher gut unterscheidbar und führt infolge der störungsfreien induktiven Übertragung zu einem zuverlässigen Erkennen fehlerhafter Mündungen. Optische Mittel zum Sammeln des an einer fehlerlosen Mündung reflektierten Strahls sind nicht notwendig und das fotoelektronische Bauelement kann unmittelbar im Reflexionsbereich angeordnet werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das optische Element durch einen in der Rotationsachse des Trägers geneigt zu dieser angeordneten Konvex-Sp:iegel mit im wesentlichen zylindrischer Oberfläche gebildet. Im wesentlichen zylindrisch heißt mit anderen Worten, daß die Spiegeloberfläche im Gegensatz zu einem sphärischen Spiegel lediglich in einer Richtung gekrümmt ist. Aluf diese Weise wird neben einem einfachen, übersichtlichen Aufbau erreicht, daß der Laserstrahl in radialer Richtung zur Rotationsachse des Trägers gestreut wird, so daß das Inspektionsfeld beliebig vergrößert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn, entsprechend einer anderen Weiterbildung der Erfindung, der Spiegel verstellbar ausgebildet ist, wodurch sich eine einfache Anpassung an unterschiedliche Behältermündungen erreichen läßt.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Nachstehenden ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Mündungsprüfung von Getränkeflaschen, teilweise im Schnitt Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltbild der Vorrichtung nach Fig. 1 Fig. 3 eine Draufsicht auf die Flaschenmündung mit der Lage des Inspektionsfeldes Die-Vorrichtung 1 nach Fig. 1 bis 3 dient zur Kontrolle der Mündungen von Getränkeflaschen 3, insbesondere zum Feststellen von Absplitterungen, Ausbrüchen oder dgl. in der für einen einwandfreien Sitz des Flaschenverschlusses wichtigen Dichtfläche 2. Die Vorrichtung 1 ist hierzu an einer ortsfesten Halterung 4 über der Bewegungsbahn der beispielsweise von einem nicht gezeigten Transportstern in Pfeilrichtung kontinuierlich geförderten Flaschen 3 angeordnet.
Sie weist einen rotierenden Träger oder Rotor 5 auf, der in Wälzlagern 6 gelagert und so angeordnet ist, daß seine Mittel- und Rotationsachse während der Bewegung der Flaschen 3 vorübergehend mit deren Mittelachse zusammenfällt.
Der Rotor 5 wird über eine an ihm ausgebildete Rille 7, einen Riemen 8 und einen Motor 9 mit einer Riemenscheibe in rasche Umdrehung versetzt.
Entlang seiner Mittelachse weist der Rotor 5 eine durchgehende Bohrung 10 auf,. die an seiner Unterseite in eine konische Aussparung 11 übergeht. Über dem Rotor ist ein ortsfester Laser 12 einer bekannten Bauart derart angeordnet, daß der von ihm ausgesandte gebündelte Lichtstrahl 12a, dessen Mittelachse mit der Mittelachse des Rotors zusammenfällt, durch die Bohrung 10 hindurch in die Aussparung 11 tritt. Dort ist ein zylindrisch gekrümmter Konvex-Spiegel 13 angeordnet, der den Laserstrahl 12a in einem spitzen Winkel zur Mittelachse des Rotors ablenkt und gleichzeitig in radialer Richtung streut. Der Strahl 12a weist somit in Höhe der Dichtfläche 2 den in Fig. 3 schraffiert eingezeichneten, annähernd rechteckigen Querschnitt 12b auf. Infolge der Rotation des Rotors 5 wird durch diesen Querschnitt 12b das inPig. 3 durch strichpunktierte Linien begrenzte, kreisringförmige Inspektionsfeld 18 erzeugt. Die Breite und der Durchmesser dieses Inspektionsfeldes werden durch die Krümmung und Lage des in seiner Neigung verstellbaren Spiegels 13 bestimmt. Die Breite wird etwas größer als die der Mündung gewählt, da während der Inspektion eine Bewegung der Flasche stattfindet. Die Breite des Inspektionsfeldes sowie die Drehzahl des Rotors sind derart aufeinander abgestimmt, daß beim Durchlauf einer Mündung durch das hypothetische Inspektionsfeld mindestens eine vollständige Umdrehung des Rotors und damit eine vollständige Abtastung der Mündung erfolgt. Die Abtastung beginnt zweckmäßigerweise kurz vor dem Zusammentreffen von Flaschen- und Rotormittelachse und endet kurz danach.
Weiter ist in der konischen Aussparung 11 des Rotors 5 ein fotoelektronisches Bauelement, z.B. eine Solarzelle 14 befestigt. Sie ist geneigt zur Rotationsache derart angeordnet, daß sie den von der Dichtfläche 2 einer vorbeilaufenden fehlerfreien Flaschenmündung reflektierten Laser strahl erfaßt. Ihre Breite ist etwas größer als die Breite des reflektierten Strahls. Sie ist mit einer Primärspule 15, die in einer konzentrischen Ringnut an der Außenseite des Rotors 5 angeordnet ist,. leitend verbunden. Die Primärspule 15 ist konzentrisch von einer Sekundärspule 16 umgeben, die in einer Ringnut einer den Rotor 5 teilweise umgebenden, gleichzeitig zur Aufnahme der Wälzlager 6 dienenden ortsfesten Hülse 17 liegt. Die Sekundärspule 16 ist mit einem Verstärker 19 bekannter Bauart verbunden.
Wird eine einwandfreie Mündung bzw. Dichtfläche 2 geprüft, so erzeugt der auf die Solarzelle 14 fallende reflektierte Prüfstrahl 12a während eines Umlaufs des Rotors 5 einen gleichbleibenden Fotostrom bestimmter'Stärke, der keine Reaktion in der Sekundärspule 16 hervorruft. Trifft der Strahl jedoch beispielsweise auf eine Absplitterung in der Dicht-fläche, so wird er vorübergehend aus seiner radialen Ebene heraus und/oder in seiner radialen Ebene derart abgelenkt, daß er die Solarzelle 14 verfehlt. Der von der Solarzelle hervorgerufene und durch die Primärspule 15 fließende Fotostrom wird unterbrochen, wodurch eine Änderung der Feldstärke entsteht. Diese induziert in der Sekundärspule 16 eine bestimmte Spannung, die vom Verstärker 19 verstärkt und z.B. an einen Auswerter 20 weitergeleitet wird.
Der Auswerter 20 wird durch eine Trigger-Einrichtung 21 bekannter Bauart, die bespielsweise mittels einer durch den Behälter -ausgelösten Lichtschranke arbeitet, während der in der obeqbeschriebenen Weise festgelegten Prüfzeit in Bereitschaft gesetzt und betätigt beispielsweise im Falle des Einlaufs eines verstärkten Fehlersignals eine nicht gezeigte Ausscheidevorrichtung für den Behälter mit fehlerhafter Mündung. Von Bedeutung ist, daß nur Änderungen des Fotostrom

Claims

Patentansprüche Optische Prüfvorrichtung für Behälter, insbesondere Flaschen, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung eines Insj;ektionsfeldes und mindestens einem fotoelektronischen Bauelement zur Abtastung des Inspektionsfeldes, wobei das fotoelektronische Bauelement auf einem rotierend antreibbaren Träger derart angeordnet ist, daß es bei einer Rotation des Trägers das gesamte Inspektionsfeld abtastet und die Übertragung der von dem fotoelektronischen Bauelement ausgehenden Signale auf einen ortsfesten Teil der Vorrichtung induktiv erfolgt, nach Patent... (Patentanmeldung P 23 29 358.5), dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle als Laser (12) ausgebildet und derart angeordnet ist, daß sie einen in der Rotationsachse des Trägers (5) verlaufenden Abtaststrahl (12a) erzeugt, daß der rotierende Träger (5) ein optisches Element (15), welches den Abtaststrahl zur Erzeugung eines ringförmigen, die Behältermündungen überstreichenden Inspektionsfeldes (18) ablenkt, sowie ein fotoelektronisches Bauelement (14) aufweist, welches den von der Behältermündung (2) reflektierten Abtaststrahl auffängt.
2.) Optische Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element durch einen in der Rotationsachse des Trägers (5) geneigt zu dieser angeordneten Konvex-Spiegel (13) mit in etwa zylindrischer Oberfläche gebildet wird, der den Abtaststrahl (12a) in radialer Richtung streut.
3.) Optische Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Spiegels (13) verstellbar ist.

während eines Inspektionszyklusses für eine Behältermündung ein Fehlersignal hervorrufen, während von Flasche zu Flasche unterschiedliche Futoströme, wie sie beispielsweise durch unterschiedliche Flaschenhöhe, Mündungsform oder Glasfarbe hervorgerufen werden, kein Fehlersignal erzeugen.

Leerseite