DE2940122A1

DE2940122A1 - Vorrichtung zum anzeigen von fehlern an dem kronenring eines behaelters

Info

Publication number: DE2940122A1
Application number: DE19792940122
Authority: DE
Inventors: Donald J Beach; Robert J Smith
Original assignee: Barry Wehmiller Co Inc
Current assignee: Barry Wehmiller Co Inc
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1979-10-01
Publication date: 1980-04-10
Also published as: GB2036958A; GB2036958B; MX146854A; IT7950363A0; IT1164710B; AU5137279A; US4213042A; CA1130412A; JPS5550143A; BR7906310A

Description

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Barry-Wehmiller Company, St. Louis, Missouri, V.St.A.

Vorrichtung zum Anzeigen von Fehlern an dem Kronenring eines

Behälters

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen von Fehlern an dem Kronenring eines Behälters.

Die Gütekontrolle des Kronenrings eines Behälters ist aus einer Vielzahl von Gründen von Wichtigkeit, und zwar zwecks Feststellung der Unversehrtheit des Kronenringes zur Gewährleistung einer geeigneten Dichtung, zwecks Feststellung eines adäquaten Oberflächenbereiches zum geeigneten Aufsetzen des Kronenverschlusses und zur Vermeidung von Schäden an dem Kronenring, wenn der Kronenverschluß entfernt wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung ist eine Einrichtung vorgesehen, die den Kronenring entweder auf der Innenseite oder auf der

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Außenseite Lichtstrahlen aussetzt und der gegenüber eine mit ihr zusammenwirkende Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, die erregt wird, wenn ein Spanfehler vorliegt. Eine solche Vorrichtung erfordert das Drehen der Gütekontrolleinrichtung oder des Behälters, wobei die Fortbewegung der Behälter während der Eontrolldauer unterbrochen wird. Ein Unterbrechen der Bewegung der Behälter wird notwendig, wenn ein Teil der Eontrolleinrichtung selbst teilweise in die Mündung des Behälters eingesetzt werden muß.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wird eine Eontrolle des Behälterrandes durch Lenken eines Strahls einer Strahlungsenergie polarisierter Art derart bewirkt, daß der Strahl einen elektrischen Vektor senkrecht zur Einfallsebene ergibt, wobei der Behälter gedreht wird, um die gewünschte Abtastung zu erzielen. Eine weitere Überwachungsvorrichtung basiert auf der Beleuchtung des Kronenringes sowie der Beobachtung des letzteren durch eine rotierende Prismenvorrichtung, wobei die Fortbewegung der Behälter mit hoher Geschwindigkeit nicht beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Anzeige von Fehlern an dem Kronenring eines Behälters zu schaffen, die die Überprüfung des gesamten Eronenringes bei gleichzeitiger Fortbewegung des Behälters ermöglicht.

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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so ausgelegt, daß sie in das Behälterförderband an einer Station einsetzbar ist, an der die Gütekontrolle des Kronenringes anderen Einrichtungen zugeordnet ist, die zur Überprüfung des Bodens oder anderer Flächen einer Reihe von Behältern dienen, die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegen, die ihnen von einer laufenden Fördereinrichtung erteilt wird. Insbesondere ist ein Kopf aufbau ausgerichtet vorgesehen, der die Bewegungsbahn der Behälter, die in einer einzigen Reihe befördert werden, spreizt, so daß eine Vielzahl paarweise angeordneter Dioden, die Infrarotlicht ausstrahlen, sowie Fhototransistorempfänger derart angeordnet sein können, daß der gesamte Kronenring zur Feststellung von Spanfehlern abtastbar ist.

Die paarweise angeordneten Strahler und Auffangmeßfühler werden synchron betrieben und elektronisch gesteuert, so daß der Empfänger nur gesteuert wird, wenn der paarmäßig zugeordnete Strahler erregt wird. Weiterhin werden benachbarte Paare an Strahlern und Empfängern nicht erregt, um Überlagerungseffekte an den Empfängern zu vermeiden und falsche Meßergebnisse im wesentlichen auszuschließen. Die vollständige Abtastung des Kronenringes jedes Behälters wird in einem Abtastzyklus durchgeführt, der ungefähr eine Millisekunde in Anspruch nimmt. Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung kann mit einem die Höhe der Behälter erfassenden Detektor ausgerüstet sein, so daß zu große Behälter

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ausgeschieden werden. Durch die verhältnismäßig kurze Abtastzeit werden Einstellfehler "bei Geschwindigkeiten bis zu 1200 Behälter pro Minute vermieden. Als Strahler finden Infrarotlichtstrahler Anwendung, deren Strahlen durch einen Spanfehler in dem Kronenring des Behälters laufen müssen, um ein Ansprechen eines Ausschußsignals zu bewirken. Bei Behältern, die charakteristischerweise Infrarotstrahlung absorbieren, werden die Empfänger auf eine Schwellenwertempfindlichkeit eines minimalen Durchlaßgrades von Infrarotlicht zur Erfassung kleiner Späne eingestellt, wobei jedoch die Möglichkeit besteht, daß Behälter mit einem hohen Durchlaßgrad für Infrarotlicht ein Ausschußsignal hervorrufen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen erläutert. In letzter sind:

Fig. 1 eine bruchstückartige Aufrißansicht einer Mitnahmefläche eines im Schnitt gezeigten Förderers, der die Behälter durch eine Gutekontrollstation befördert, in der eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anzeigen eines Spans an einem Kronenring vorgesehen ist,

Fig. 2 eine vergrößerte und bruchstückartige Ansicht entlang

der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei die Anordnung von Lichtstrahlen auffangenden Einrichtungen gezeigt ist, die um

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den Kronenring des Behälters herum verteilt sind,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, jedoch entlang der Linie 3-3 in Fig· 1» um die Anordnung der paarmäßig den Empfänger gemäß Fig. 2 zugeordneten Strahler zu zeigen,

Fig. 4 ein Diagramm eines Lichtstrahlmusters im Verhältnis zur Linsenwirkung des Kronenringes und

Fig. 5 ein Blockdiagramm der elektronischen Schaltung, die der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung zugeordnet ist.

In Fig. 1 sind schematisch ein Förderer 10 und Seitenführungsbacken 11 und 12 dargestellt, die eine Reihe von Behältern C in der eingestellten Bahn in einer Station halten, in der eine Vorrichtung 13 zum Anzeigen eines Spans eines Kronenringes mittels nicht dargestellter, geeigneter Halterungen in Stellung gehalten ist, um die Kronenringe zu spreizen, wenn sie durch die Station laufen. Die Vorrichtung weist Gehäuseteile 13A und 13B auf, in denen die unten beschriebenen Bauteile gelagert sind. Jede geeignete Fördereinrichtung kann verwendet werden und an einer geeigneten Stelle jenseits der Gütekontrollstation kann eine nicht dargestellte Auswurfeinrichtung installiert werden, um die fehlerhaften oder nicht akzeptablen Behälter zu entfernen.

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Die Einrichtungen im Inneren der Gehäuseteile 13 A und 13 B der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 13 sind in den Pig. 2 und 3 dargestellt. Vorzugsweise werden acht Infrarotlichtstrahler 20 "bis 27 (Fig. 3) unterhalb dem Niveau des Kronenringteils 16 sowie Empfänger über dem Teil 16 (Fig. 2) angeordnet. Die Empfänger 20 A bis 27 A sind so angeordnet dargestellt , daß die Vorderkante 15 des Kronenringteils 16 zuerst kontrolliert und darauf die Hinterkante kontrolliert wird. Hierauf werden die Flächen zwischen den Kanten kontrolliert. Bei der in Fig. 3 dargestellten Bewegungsrichtung der Behälter erfolgt die Ansteuerung der Strahler in der Reihenfolge der Strahler 24-, 25, 26 und 27· Für den Fall, daß der Kronenring ausgespant ist, wird ein Teil des InfrarotlichtStrahls über den Kronenring hinauslaufen und den Empfänger erregen, der in der Geraden des projezierten Strahls angeordnet ist. Jeder Empfänger ist empfindlich genug, um ein Ausschußsignal zu erzeugen, wenn der Span von einer Größe ist, der ungefähr ein Aufprallen von 50 % des Infrarotlichtstrahls zuläßt. Infrarotlicht aussendende Diode und Phototransistoren werden verwendet, da sie eine schnelle Anstiegszeit und eine schnelle Abfallzeit aufweisen, jedoch können auch sichtbares Licht aussendende Vorrichtungen erfolgreich bei niedrigeren Geschwindigkeiten verwendet werden.

Aus Fig. 4 geht eine geeignete Anordnung der entsprechenden Strahler hervor, wie z.B. die Anordnung des Strahlers 20, der

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von der Horizontalen ungefähr 12° winklig nach aufwärts angeordnet ist. Dieser Winkel kann jedoch ungefähr im Bereich von 10 bis 15 variieren. Die Linsenwirkung des Kronenringes am Behälter C ist derart, daß bei Nichtvorliegen eines Spanfehlers der Infrarotlichtstrahl gestreut wird, wie durch die Pfeile Z und Y angezeigt ist. Venn dagegen ein Spanfehler an dem Kronenring vorliegt, wird ein Veil des Infrarotlichtstrahls über den Kronenring hinauslaufen und von dem Empfänger 20 A aufgefangen, der dem Emitter 20 paarmäßig zugeordnet ist. Versuchsergebnisse haben ergeben, daß ein Span von ungefähr 3/8 inch. (3/8* 25_t4- mm) in dem Kronenring in ungefähr der Hälfte der Zeit erfaßt werden kann. Bei Behältern, die charakteristischerweise Infrarotlicht absorbieren, kann der Anzeigeschwellenwert der Empfänger auf einen niedrigeren Pegel eingestellt werden, um die Erfassung kleiner Späne zu verbessern. Bei niedrigen Pegeln können jedoch fälschliche Auswürfe der Behälter vorkommen, wenn Behälter, die hohe Infrarotlichtdurchlässigkeitseigenschaften aufweisen, die Gütekontrollstation erreichen. Dieser Gesichtspunkt ist bei der Einstellung der Schwellenwerte der Empfänger zu berücksichtigen, damit letztere einen minimalen Durchlässigkeitspegel unberücksichtigt lassen. Die Anordnung der Strahler und der paarmäßig zugeordneten Empfänger geht aus der Tig. 3 bzw. der Fig. 2 hervor und sie ist derart, daß die von den Strahlern ausgehenden Strahlen auf die Fläche des Kronenringes auf acht im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander ange-

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ordnete Auftreffsektoren aufprallen. Die Strahlen weisen einen Streuwinkel von ungefähr 10° auf, so daß acht Strahlen den gesamten Kronenring mit Infrarotlicht bestrahlen können. Wie aus Pig. 4- hervorgeht, weist die vertikale Versetzung des Empfängers 20 A im wesentlichen den gleichen Winkel wie der paarmäßig zugeordnete Strahler 20 auf, so daß er mit letzterem sozusagen auf einer Zielgeraden liegt.

Um die Vorrichtung 13 auszulösen, unterbricht, wenn ein Behälter in die Gütekontrollstation eintritt, die Vorderkante des Kronenringes 16 jedes Mal den Lichtstrahl der von der Lichtquelle 30 zur Photozelle 31 verläuft. Die Photozelle 31 überträgt ein Signal zu einer eine Zeitzählung einleitenden Vorrichtung 32. Die Zeitdauer kann auf eine Millisekunde eingestellt werden, so daß eine gesamte Abtastung des Kronenringes jedes Behälters C erzielt werden kann.

Fig. 5 zeigt eine elektronische Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Ansteuern der Strahler. Das von der Photozelle 31 kommende Signal zeigt an, daß sich ein Behälter C in der Gütekontrollstation für den Kronenring in Stellung befindet. Das Signal 32 löst eine eine Millisekunde einstellende Schaltuhr 32 aus, die ein Einschaltsignal für eine Millisekunde an die Folgetreiberschaltung 33 legt und dafür sorgt, daß ein Treiber während dieser Zeitdauer arbeitet. Die Empfänger 20 A bis 27 A liegen in einer synchronisierten Detektorschaltung 35» so daß beim Vorbei-

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laufen eines Lichtstrahls eines Strahlers an einem Span eines Kronenringes der zugeordnete Empfänger über eine Schaltung 36 synchron aktiviert wird. Der Treiber 33 ist taktmäßig in seiner Folge durch einen Takt oszillator 34- von 10 KHz eingestellt, der aufeinanderfolgend die acht Infrarotstrahler (LED's) 20 bis 27 jeweils während eines Zehntels einer Millisekunde erregt. Nach Erregung des letzten Strahlers 27 wird die Treiberschaltung angehalten, und es ist ein neues Signal von der Photozelle 31 aus erforderlich, um ihren nachfolgenden Zyklus einzuleiten. Aus den Figuren 2, 3 und 5 geht hervor, daß kein benachbarter Strahler in der Folge erregt wird. Ein Empfänger, der zu einem arbeitenden Strahlerpaar benachbart ist, nimmt ungefähr 50 % Nebenstrahlung auf. Die synchronisierte Detektorschaltung 35 vernachlässigt das Nebensprechsignal, jedoch kann, wenn die letzte Kontrolle mit dem speziell erregten Empfänger einzuleiten ist, die von dem zugeordneten Strahler zusätzlich ausgestrahlte Infrarotstrahlung einen anormalen hohen Ausgangswert bewirken, der von der Detektorschaltung als Auswurfsignal verwertet werden würde. Die in den synchronen Detektorschaltungen 35 verwendeten Empfängertransistoren weisen spezielle Anstiegsund Abfallzeiten für ihre Ausgänge auf und können fälschlich durch eine von auf benachbarte Empfänger gerichtete Vorstrahlung verändert werden. Durch Auslegung der Ansteuerfolge der Strahler derart, daß nicht zwei benachbarte Strahler aufeinanderfolgend erregt werden, kann eine Vorbestrahlung vermieden werden.

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Die Kontrollfolge ist nicht nur zur Vermeidung von Überstrahlungen oder von Nebenstrahlungen wichtig, sondern auch zur Einleitung der Kontrolle der vorderen und hinteren Kanten des Kronenringes bei Beginn jedes Kontrollablaufs.«Dies ist von Wichtigkeit, weil die Behälter während der Kontrolle bewegt werden, so daß ein nacheilender Strahler den zuletzt geprüften Kronenring verfehlen könnte und der vorauseilende Strahler von der Fangelektrode zu weit weg sein könnte.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Vorrichtung 13 einen speziellen Strahler 40 und einen Empfänger 41 zum Erfassen der Behälter auf, die zu groß sind. Der Lichtstrahl des Strahlers 40 wird von zu großen Behältern aufgefangen und der auf den Empfänger 41 gerichtete Strahl wird dadurch unterbrochen. Hierdurch wird ein Signal durch einen Inverter 42 ausgelöst, der mit der Detektorschaltung in Reihe geschaltet ist. Der Inverter 42 kehrt die Logikschaltung um, so daß ein Ausgangssignal zwecks Auswurf von der Detektorschaltung erzeugt wird, wenn am Empfänger 41 kein Ausgangssignal zum Zeitpunkt der Kontrolle vorliegt. Der Strahler 40 ist mit der zyklischen Treiberschaltung 33 derart verschaltet, daß Synchronisationsfehler vermieden werden. Die synchrone Detektorschaltung arbeitet derart, daß sie den Ausgangspegel der anpassenden Empfängertransistoren, die den Strahlern zugeordnet sind, kontrolliert, falls ein besonderer Empfänger in diesem Augenblick ein Ausgangssignal aufweist, ist der zugeordnete Strahler erregt und die Detektorschaltung 35 liefert ein

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Ausgangssignal 37« das zur Auslösung der Einrichtung zum Auswerfen des Behälter verwendet wird. Es ist von Wichtigkeit, daß ein Empfänger nur dann kontrolliert wird, wenn der zugeordnete Strahler erregt ist, um Überlagerungen oder Fehlanzeigen zu vermeiden.

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TELEX: 183786 TELEX: 522767

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Patentansprüche

^ 1.1 Vorrichtung zum Anzeigen von Fehlern an dem Kronenring eines Behälters mit einer Einrichtung zum Bewegen der Behälter in einer einzigen Reihe durch eine Gütekontrollstation unter Bewegen der Kronenringe in einer gemeinsamen Bahn, mit einer Fehler erfassenden Einrichtung in Nähe der gemeinsamen Bahn der Kronenringe in der Gütekontrollstation und mit einer Auswurfeinrichtung, die auf die Fehler erfassende Einrichtung anspricht und fehlerhafte Behälter ausstoßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehler erfassende Einrichtung eine Anzahl paarweise angeordneter Elemente aufweist, wobei jedes Paar einen Lichtstrahler und einen Lichtempfänger in strahlenbahnmäßiger Ausrichtung aufweist und die Kronenringe durch die Strahlenbahn in der Gütekontrollst£Lon bewegbar sind, daß die Vielzahl der paarweise angeordneten Elemente an eine Schaltung zum Erregen der Lichtstrahler in einer vorbestimmten Reihenfolge und zum simultanen Steuern der Empfänger in der Reihenfolge der Erregung der Strahler angeschlossen sind, und daß die Auswurfeinrichtung auf die Ansteuerung eines Empfängers anspricht, die durch das Licht bewirkt wird, das von dem dem Empfänger zugeordneten Strahler kommt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler so ausgelegt sind, daß sie Infrarotlicht mit einem Streuwinkel von ungefähr 10° projizieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens acht Elementenpaare im Abstand von einander in der Gütekontrollstation derart angeordnet sind, daß acht im wesentlichen im gleichen Abstand angeordnete Flächen auf dem Kronenring des Behälters lichtmäßig erfaßt werden.
4·. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler und Empfänger von der Bewegungsbahn des Kronenringes im wesentlichen im gleichen Abstand zwecks Bildung im wesentlicher gleicher Pegel der Lichtintensität und der Erregung durch das aufgefangene Licht angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung zur Erregung der Strahler aufweist: eine mit letzteren verschaltete Folgetreiberschaltung, eine Synchrondetektorschaltung, die mit den Empfängern verschaltet ist, die bei Eintreffen eines Behälters in der Gütekontrollstation betätigt werden und die ein Startsignal an die Treiberschaltung legen, eine mit der Treiberschaltung verbundene Taktgebereinrichtung, die eine Folgesteuerung der Strahler bewirkt, und eine Schaltverbindung zwischen der Taktgebereinrichtung und der Detektorschaltung zum Synchronisieren mit den paar-

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j nachgefjeiqhtJ

- 3 -mäßig zugeordneten Strahlern.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die vom Behälter "betätigte Einrichtung ein Startsignal einer Dauer von im wesentlichen einer Millisekunde liefert, und daß die Taktgebereinrichtung derart steuert , daß die Strahler aufeinanderfolgend jeweils im wesentlichen ein Zehntel einer Millisekunde erregt werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung die Strahler in einem Ablauf folgemäßig steuert, durch den eine Erregungsüberlagerung von den Strahlern nicht paarmäßig zugeordneten Empfängern vermieden wird.

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