DE2545678B2

DE2545678B2 - Prüfvorrichtung für Glasflaschen

Info

Publication number: DE2545678B2
Application number: DE2545678A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ellinger; Konrad Holler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-11
Filing date: 1975-10-11
Publication date: 1978-11-30
Also published as: FR2327189B1; DE2545678C3; GB1530927A; US4083637A; DE2545678A1; FR2327189A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zur Ermittlung von Fremdkörpern im Bodenbereich von Glasflaschen mit einem angetriebenen Rotor, dessen Stirnfläche in der Bildebene einer Projektionseinrichtung für den beleuchteten Flaschenboden liegt und mit mindestens einem radialen Hohlspiegelsegment versehen ist, welches die auftreffende Strahlung auf ein erstes ortsfestes fotoelektronisches Bauelement fokussiert, mit einem zweiten ortsfesten fotoelektronischen Bauelement und mit je einer Auswertungseinrichtung für die Ausgangssignale des ersten und des zweiten fotoelektronischen Bauelements, die bei einer bestimmten Verringerung der einfallenden Lichtmenge ein Signal abgibt

Es ist bereits eine derartige Prüfvorrichtung bekannt, bei der die Abtastung des Flaschenbodens auf Fremdkörper ausschließlich durch das erste ortsfeste fotoelektronische Bauelement in Zusammenwirkung mit dem von der Drehachse der Rotorstirnfläche aus radial nach außen verlaufenden Hohlspiegelsegment erfolgt (DE-AS 17 57 494). Fremdkörper im Randbereich des Flaschenbodens können mit dieser bekannten Prüfvorrichtung zuverlässig erkannt werden. Fremdkörper jedoch, die im Zentrum des Flaschenbodens liegen, werden oft nicht erkannt, auch wenn die Flasche während der Abtastung relativ zur Prüfvorrichtung geringfügig vorwärts bewegt wird. Diese Fremkörper werden nämlich vom Hohlspiegelsegment nur teilweise, und zwar während des gesamten Prüfvorgangs erfaßt, so daß keine leicht zu erkennende impulsartige Änderung der Ausgangsspannung des ersten fotoelektronischen Bauelements, sondern nur eine im wesentlichen gleichbleibende und geringe Änderung der Ausgangsspannung auftritt Das zweite fotoelektronische Bauelement hat allein den Zweck, mit Hilfe einer Wobbeibewegung des Hohlspiegelsegments die Erkennung von Fremdkörpern im Flaschenhalsbereich zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Prüfvorrichtung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß auch genau im Zentrum des Flaschenbodens liegende kleine Fremdkörper mit großer Zuverlässigkeit erkannt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Drehachse der Stirnfläche des Rotors ein die vom Zentrumsbereich des Flaschenbodens ausgehende Strahlung aufnehmendes und zum zweiten fotoelektronischen Bauelement lenkendes optisches Element angeordnet ist, wobei die radiale Abmessung des von dem radialen Hohlspiegelsegment bestrichenen Inspektionsfeldes ein mehrfaches der radialen Abmessung des von dem im Bereich der Drehachse des Rotors angeordneten optischen Elements bestrichenen Inspektionsfeldes beträgt, und daß das radiale Hohlspiegelsegment bis an das optische Element heranreicht

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, den Flaschenboden in zwei verschiedene Inspektionszonen einzuteilen, nämlich den relativ kleinen kreisförmigen

Zentrumsbereich einerseits und den sich nach außen an den Zentrumsbereich anschließenden, wesentlich größeren Randbereich andererseits, und jeder der beiden Inspektionszonen eine eigene Prüfeinheit mit je einem optischen Element, einem ortsfesten fotoelektronischen Bauelement und einer Auswertungseinrichtung zuzuordnen. Die beiden Prüfeinheiten können ihrem speziellen Verwendungszweck kompromißlos angepaßt werden. Für das zweite optische Element genügt eine wirksame Fläche von wenigen Quadratmillimetern, so daß bereits sehr kleine, im Zentrum des Raschenbodens liegende Fremdkörper zu einer starken oder vollständigen Verdunkelung des zweiten fotoelektronischen Bauelements führen. Die äußere, große Randzone dagegen wird durch das bis an das zweite optische Element heranreichende radiale Hohlspiegelsegment mit großer Zuverlässigkeit geprüft da die zugehörige Auswertungseinrichtung allein für die Erkennung impulsartiger Signale eingerichtet werden kann.

Für die Ausführung des optischen Element gibt es mehrere Möglichkeiten. Gemäß verschiedenen Weiterbildungen der Erfindung kann die wirksame Räche des optischen Elements kreisrund ausgebildet und konzentrisch zur Drehachse der Stirnfläche des Rotors angeordnet oder streifenförmig ausgebildet und radial zur Drehachse der Stirnfläche des Rotors angeordnet sein.

Entsprechend anderen Weiterbildungen der Erfindung wird das optische Element durch einen Lichtleiter gebildet, der einerseits im Zentrumsbereich der Stirnfläche des Rotors und andererseits gegenüber dem zweiten fotoelektronischen Bauelement endet, oder es wird durch einen Hohlspiegel gebildet der die auftreffende Strahlung auf dem zweiten fotoelektronischen Bauelement fokussiert Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung als Lichtleiter, die einen äußerst unkomplizierten Aufbau ermöglicht Der Lichtleiter ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in einer konzentrisch zur Drehachse liegenden Bohrung im Rotor und in einer mit diesem verbundenen Welle angeordnet und es liegt das zweite fotoelektronische Bauelement an dem von der Stirnfläche mit dem Hohlspiegelsegment abgewandten Ende der Welle. Auch die Ausbildung des optischen Elements als Hohlspiegel hat verschiedene Vorteile, insbesondere dann, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die optische Achse des Hohlspiegels gegenüber der Drehachse des Rotors geneigt ist und der Hohlspiegel die auftreffende Strahlung auf ein ringförmiges, konzentrisch zum ersten fotoelektronischen Bauelement liegendes zweites fotoelektronisches Bauelement fokussiert Die beiden fotoelektronischen Bauelemente können dann in unmittelbarer Nähe auf einer gemeinsamen Platine angeordnet werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Nachstehenden mehrere Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Seitenansicht einer Prüfvorrichtung für Getränkeflaschen mit einem als Lichtleiter ausgebildeten optischen Element, teilweise im Schnitt

Fig.2 die Draufsicht auf die Stirnfläche des Rotors nach F i g. 1,

F i g. 3 die Draufsicht auf eine geringfügig abgeänderte Ausführung des Rotors nach F i g. 1 und 2,

Fig.4 die schematische Seitenansicht einer Prüfvorrichtung für Getränkeflaschen mit einem als Hohlspiegel ausgebildeten optischen Element, teilweise im Schnitt,

F i g. 5 die Draufsicht auf die Stirnfläche des Rotors nach F ig. 4,

F i g. 6 einen Schnitt durch den Zentrumsbereich des Rotors nach F i g. 4 und 5 in vergrößerter Darstellung,
F i g. 7 die Draufsicht auf eine geringfügig abgeänderte Ausführung des Rotors nach F i g. 5 und 6.

Die Prüfvorrichtung nach Fig. 1 und 2 ist zur Kontrolle von leeren Getränkeflaschen 1 aus Glas auf Verunreinigungen eingerichtet und ist Teil giner nicht weiter dargestellten automatischen Flascheninspektionsmaschine. Die zu prüfenden Flaschen werden durch ein Sternrad 2 hängend über eine Lichtquelle 3 hinwegbewegt, die durch eine Opalglasscheibe 4 abgedeckt ist Der Flaschenboden wird somit diffus

is beleuchtet Ein Bild des beleuchteten Flaschenbodens wird durch eine über der Flaschenmündung angeordnete ortsfeste Linse 5 auf die nach unten gerichtete Stirnseite eines Rotors 6 projeziert, der auf der Welle 7 eines Motors 8 befestigt ist und durch diesen in schnelle Rotation versetzt wird. Auf der Stirnseite des Rotors 6 ist ein schmales, radial verlaufendes Hohlspiegelsegment 9 ausgebildet, welches die Strahlung des jeweils abgetasteten Teilbildes des Flaschenbodens auf eine ortsfeste erste Solarzelle 10 fokussiert. Hierzu ist die Drehachse 20 des Rotors 6 bzw. des Motors 8 geringfügig gegenüber der Flaschenachse bzw. der optischen Achse der Linse 5 geneigt

Wird während einer Rotation des Hohlspiegelsegments 9 ein Bereich des Flaschenbodens mit einem Fremdkörper abgetastet so verringert sich vorübergehend die reflektierte Lichtmenge und die Ausgangsspannung der Solarzelle 10 sinkt entsprechend. Dieses Signal wird in eine der Solarzelle 10 nachgeschaltete Auswertungseinrichtung 11 mit einem Verstärker 12

^ und einem Diskriminator 13 weitergeleitet und bewirkt dort die Abgabe eines Ausstoßsignals über Steuerleitungen 14 zu einer nicht gezeigten Ausscheidungseinrichtung für die beanstandete Flasche.
Der Rotor 6 und die mit ihm verbundene Welle 7 sind

■"> mit einer durchgehenden, konzentrisch zur Drehachse 20 liegenden Bohrung von einem Durchmesser von z. B. 4 mm versehen. In dieser Bohrung ist ein aus mehreren einzelnen Fasern bestehender Lichtleiter 15 bekannter Bauart befestigt der am oberen Ende der Welle 7 und an

^v> der Stirnseite des Rotors 6 jeweils bündig abschließt Der Lichtleiter 15 nimmt die von einem kreisrunden Zentralbereich des Flaschenbodens ausgehende Strahlung auf und leitet sie weiter zu einer dem oberen Ende der Welle 7 mit geringem Abstand gegenüberliegenden

><> zweiten ortsfesten Solarzelle 16. Deren Ausgangsspannung hängt somit allein von der vom Zentrum des Flaschenbodens ausgehenden Lichtmenge ab. Die zweite Solarzelle 16 ist gleichfalls mit einer Auswertungseinrichtung 21 verbunden, die aus einem Verstärker 17 und einem Diskriminator 18 besteht Die Ausgangssignale der beiden Auswertungseinrichtungen 11 und 21 sind über ein ODER-Gatter 19 mit den Steuerleitungen 14 verbunden, so daß bei Verdunkelung einer Solarzelle durch Fremdkörper im Bereich des

''" Flaschenbodens unabhängig vom Zustand der anderen Solarzelle ein Ausscheidungsimpuls weitergeleitet wird.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 ist die im

Bereich der Stirnseite des Rotors 6 liegende Stirnseite des Lichtleiters 15 kreisförmig ausgebildet und liegt

··' konzentrisch zur Drehachse 20. Das Ende des Lichtleiters kann jedoch, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, abgeflacht und radial von der Drehachse ausgehend angeordnet werden. Durch die in etwa rechteckige oder

streifenförmige Stirnfläche des Lichtleiters wird bei einer Rotation des Rotors 6 dementsprechend ein kreisförmiger Inspektionsbereich bestrichen, der in Fig.3 strichpunktiert eingezeichnet ist Bei beiden Ausführungsformen schließen sich nach außen hin an die Lichtleiter 15 die Hohlspiegelsegmente 9 an, wobei sich bei der Ausführung nach F i g. 3 die Inspektionsbereiche des Lichtleiters 15 und des Hohlspiegelsegments 9 überschneiden.

Die Prüfvorrichtung nach F i g. 4 bis 6 entspricht mit Ausnahme der Ausbildung des zweiten optischen Elements und der zweiten Solarzelle der Vorrichtung nach F i g. 1 und 2. Hier ist in die Stirnfläche des Rotors 6 konzentrisch zur Drehachse 20 ein kreisrunder Hohlspiegel 22 eingesetzt der einen Durchmesser von beispielsweise 5 mm aufweist Wie aus F i g. 6 ersichtlich ist, ist die optische Achse 23 des Hohlspiegels 22 gegenüber der Drehachse 20 des Rotors 6, die mit der optischen Achse des Hohlspiegelsegments 9 übereinstimmt geringfügig geneigt Die Neigung und Krümmung des Hohlspiegels 22 sind derart gewählt daß die auftreffende Strahlung auf eine ringförmige zweite Solarzelle 24 fokussiert wird, wobei der Lichtfleck bei einer Drehung des Rotors auf der Solarzelle umläuft Die zweite Solarzelle 24 ist konzentrisch zur ersten Solarzelle 10 angeordnet und ist mit dem Verstärker 17 der Auswertungseinrichtung 21 verbunden. Anstelle eines vollständigen Hohlspiegels kann auch ein streifenförmiges Hohlspiegelsegment eingesetzt werden, wie in F i g. 7 dargestellt ist Das Hohlspiegelsegment stellt einen Teil eines Hohlspiegels gemäß Fig.5 und 6 dar und fokussiert daher die auftreffende Strahlung gleichfalls auf der ringförmigen Solarzelle 24. Auch eine exzentrische Anordnung eines Hohlspiegelsegments ähnlich der Anordnung des Lichtleiters in F i g. 3 ist möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Prüfvorrichtung zur Ermittlung von Fremdkörpern im Bodenbereich von Glasflaschen mit einem angetriebenen Rotor, dessen Stirnfläche in der Bildebene einer Projektionseinrichtung für den beleuchteten Flaschenboden liegt und mit mindestens einem radialen Hohlspiegelsegment versehen ist, welches die auftreffende Strahlung auf ein erstes ortsfestes fotoelektronisches Bauelement fokussiert, mit einem zweiten ortsfesten fotoelektronischen Bauelement und mit je einer Auswertungseinrichtung für die Ausgangssignale des ersten und des zweiten fotoelektronischen Bauelements, die bei einer bestimmten Verringerung der einfallenden Lichtmenge ein Signal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Drehachse (20) der Stirnfläche des Rotors (6) ein die von Zentruinsbereich des Flaschenbodens ausgehende Strahlung aufnehmendes und zum zweiten fotoelektronischen Bauelement (16,24) lenkendes optisches Element (15,22,25) angeordnet ist, wobei die radiale Abmessung des von dem radialen Hohlspiegelsegment (9) bestrichenen Inspektionsfeldes ein Mehrfaches der radialen Abmessung des von dem im Bereich der Drehachse (20) des Rotors (6) angeordneten optischen Elements (15, 22, 25) bestrichenen Inspektionsfeldes beträgt, und daß das radiale Hohlspiegelsegment (9) bis an das optische Element (15,22,25) heranreicht

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche des optischen Elements (15, 22) kreisrund ausgebildet und konzentrisch zur Drehachse (20) der Stirnfläche des Rotors (6) angeordnet ist

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche des optischen Elements (15,25) streifenförmig ausgebildet und radial zur Drehachse (20) der Stirnfläche des Rotors (6) angeordnet ist

4. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element durch einen Lichtleiter (15) gebildet wird, der einerseits im Zentrumsbereich der Stirnfläche des Rotors (6) und andererseits gegenüber dem zweiten fotoelektronischen Bauelement (16) endet

5. Prüfvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (15) in einer konzentrisch zur Drehachse (20) liegenden Bohrung im Rotor (6) und in einer mit diesem verbundenen Welle (7) angeordnet ist, und das zweite fotoelektronische Bauelement (16) an dem von der Stirnfläche mit dem Hohlspiegelsegment (9) abgewandten Ende der Welle (7) liegt.

6. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element durch einen Hohlspiegel (22, 25) gebildet wird, der die auftreffende Strahlung auf dem zweiten fotoelektronischen Bauelement (24) fokussiert.

7. Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ^w) gekennzeichnet, daß die optische Achse des Hohlspiegels (22,25) gegenüber der Drehachse (20) des Rotors (6) geneigt ist und der Hohlspiegel (22, 25) die auftreffende Strahlung auf ein ringförmiges, konzentrisch zum ersten fotoelektronischen Bauele- ^b~' ment (10) liegendes zweites fotoelektronisches Bauelement (24) fokussiert.

8. Prüfvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 6

oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der streifenförmig ausgebildete Hohlspiegel (25) mit dem radialen Hohlspiegelsegment (9) einen Winkel von ca. 90 Grad einschließt