DE2545678C3 - Prüfvorrichtung für Glasflaschen - Google Patents
Prüfvorrichtung für GlasflaschenInfo
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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 Raschenbodens 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 fotoeiektronischen
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 Inspektionsfeides 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
der. Zentrumsbereich anschließenden, wesentlich größeren Randbereich andererseits, und jeder der beiden
Inspektionszonen eine eigene Prüfeinheit mit je einem optischen Element, einem ortsfesten fotoelextronischen
Bauelement und einer Auswertungseirrichtung 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 Flaschenbodens
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 Elements gibt es mehrere Möglichkeiten. Gemäß verschiedenen Weiterbildungen der Erfindung kann die wirksame Fläche 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,
F i g. 2 die Draufsicht auf die Stirnfläche des Rotors nach F ig. 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 i g. 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 F i g. 1 und 2 ist zur Kontrolle von leeren Getränkeflaschen 1 aus Glas auf
Verunreinigungen eingerichtet und ist Teil einer 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
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. deo 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 Steuerieitungen 14 zu einer nicht gezeigten Ausscheidungseinrichtung für die beanstandete Flasche.
Der Rotor 6 und die mit ihm verbundene Weüe 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
; ■ 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
>o 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 Verstär-
ker 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
des Lichtleiters IS 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 Lichiieiter 15 die 1 lohlspiegelsegmente 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 Fig.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 erster
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 F i g. 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 ir
F i g. 3 ist möglich.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
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
Zentrumsbereich des Flaschenbodens ausgehende Strahlung aufnehmendes und zum zweiten fotoelektronischen
Bauelement (16,24) lenkendes optisches Element (15,22,2S) 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 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 Bauelement
(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
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