DE7204843U - Vorrichtung zur Prüfung des Fullzustandes von Flaschen - Google Patents

Description

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DR.-ING. VON S(REiSLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES D(PL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTING

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Hgm G 72 04 843.2 4. Mai 1973

Wicküler-Küpper-Brauerei KgaA

Vorrichtung zur Prüfung des Füllzustandes von Flaschen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung des Füllzustandes von Flaschen, insbesondere zur Feststellung eines Restlaugeinhaltes in gewaschenen Flaschen, unter Verwendung einer Lichtstrahlabtastung.

Getränkeflaschen werden in Brauereien und Abfüllstationen vor dem erneuten Füllen mit Lauge ausgewaschen. An das Waschen schließt sich die Entleerung der Flaschen bzw. das Ausgießen der Lauge an. Anschließend erfolgt eine optische Kontrolle der gewaschenen Flaschen, um festzustellen, ob sich noch Fremdkörper in der Flasche befinden oder ob diese dunkle Stellen aufweist. Diese Prüfung der Flaschen erfolgt in senkrechter Richtung, d.h. es werden lediglich Fehlstellen entdeckt, die sich auf oder über dem Flaschenboden abzeichnen.

Obwohl die Flaschen nach dem Ausspülen mit Lauge während des Transportes gewendet werden, so daß die Lauge ausfließen kann, kommt es immer wieder vor, daß sich in einigen Flaschen Restlauge befindet, die beim Umdrehen nicht herauslaufen konnte, weil der Flaschenhals beispielsweise durch abgelöste Etiketten o. dgl. verstopft ist. Wenn diese Restlauge nicht entdeckt wird, wird die Flasche beim

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nächsten FüllVorgang mit dem entsprechenden Getränk, z.B. Bier, aufgefüllt. Die Lauge kann beim Trinken Verletzungen an der Speiseröhre und am Magen verursachen.

Wegen der unterschiedlichen Färbungen bei Flaschen ist die automatische Feststellung von Restlauge in einer gewaschenen Flasche schwierig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sichter FUllzustand von Flaschen auf optischem

10- Wege maschinell überwachen läßt, und die sich inbesondere zur Kontrolle des Restlaugeinhaltes in gewaschenen Flaschen eignet. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine aus Lichtquelle und fotoelektrischem Lichtempfänger bestehende Tastvorrichtung - bezogen auf die zu prüfenden Flaschen - in der Nähe des Flaschenbodens derart angeordnet ist, daß der Lichtstrahl quer durch die Flaschen hindurchgeht, daß darüber eine aus Lichtquelle und fotoelektrischem Liohtempfanger bestehenden zweiten Tastvorriohtung in einer Höhe angeordnet ist, in der der Flaschenquerschnitt etwa die gleiche Größe hat wie in Höhe der ersten Tastvorrichtung.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet ein Vergleich der Lichttransmission im oberen Bereich der

Flasohe und derjenigen im unteren Bereich der Flasohe statt. In der Regel 1st davon auszugehen, daß sich im oberen Bereich der Flasohe keine Flüssigkeit mehr befindet, so daß dieser Bereioh mit Sicherheit leer ist. J50 Im unteren Bereioh der Flasohe dagegen kann si oh Re st lage oder eine andere Flüssigkeit befinden, die den Liohtduroh-

gang beeinflußt. Die Signale der oberen und der unteren Lichtstrahlabtastung werden miteinander verglichen. Sind sie annähernd gleich, so kann davon ausgegangen werden, daß der untere Bereich der Flasche - ebenso wie der obere - leer ist. Findet im unteren Bereich eine stärkere Lichtabsorption statt als im oberen Bereich, so muß die Flasche ausgesondert werden, da sie wahrscheinlich Restlauge enthält.

Die Vorrichtung erzeugt durch die obere Lichtstrahlabtastung ein Referenzsignal, das die optischen Übertragungseigenschaften der leeren Flaschen berücksichtigt. Diese Übertragungseigenschaften werden von der Flaschenfärbung, der Glasdicke sowie der Glaszusammensetzung beeinflußt. Auf dieses Referenzsignal wird die Messung mit der unteren Liohtstrahlabtastung bezogen. Um verhältnismäßig kleine Mengen von Restlauge erkennen zu können, empiehlt es sich, die untere Lichtstrahlabtastung möglichst nahe am Flasohenboden durchzuführen. Die Grenze wird dadurch gebildet, daß eine bestimmte Mindestentfernung vom Flaschenboden eingehalten werden muß, weil der Flaschenboden sich sonst auf das Durchgangsverhalten des Lichtes auswirken würde.

Die Durchführung der beiden zu vergleichenden Abtastungen in Bereichen gleichen Flaschenquerschnitts hat eine größere Genauigkeit zur Folge, well der durchgehende Lichtstrahl in der Regel in irgendeiner Form von den Seitenbereichen der Flasohenwände beeinflußt wird. Diese Beeinflussung ist bei geringen Querschnittsabmessungen stärker als bei großen Querschnittsabmessungen. Bierflaschen sind in der Regel ipji unteren Bereioh etwa zylindrisch und verjüngen sich oben zum

Flaschenhals hin. Die obere Lichtstrahlabtasfcung sollte am oberen Ende des zylindrischen Bereiches stattfinden.

Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung sich inbesondere zur Feststellung des Restlaugeinhaltes einer gewaschenen Flasche eignet, ist es prinzipiell auch möglich, sie zur Überwachung des Füllzustandes von Flaschen allgemein einzusetzen. Wichtig ist nur, daß die Lichtstrahlabtastungen jeweils in einem Bereich der Flasche stattfinden, in dem sich mit Sicherheit keine Flüssigkeit befindet und in einem anderen Bereich in dem das Vorhandensein von Flüssigkeit möglich oder sogar wahrscheinlich ist.

(Weiter auf Seite 5 der ursprünglichen Unterlagen)

Um die Gefahr von Fehlbeurteilungen von Flaschen herabzusetzen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine die Stellung einer Flasche in der Prüfposition feststellende Fülleinrichtung derart mit dem Verstärkerausgang verbunden ist, daß sie das Ausgangssignal nur dann wirksam werden läßt, wenn eine Flasche sich in der Prüfposition befindet. Die Prüfposition ist dabei diejenige Position, die die Flasche einnimmt, wenn sie sich mit ihrer breitesten Stelle an den Tastvorrichtungen vorbeibewegt bzw. wenn sie mittig vor den Tastvorrlchtungen steht. In den Seitenbereichen ergeben sich zusätzliche Strahlablenkungen und Brechungen dadurch, daß die Flaschenwände möglicherweise nicht ganz glatt und eben sind, so daß derartige Randmessungen nicht zu brauchbaren Ergebnissen führen.

Die Fühleinrichtung kann aus einer in Höhe des verjüngten Flaschenhalses angeordneten dritten Tastvorrichtung aus Lichtquelle und fotoelektrischerr. Lichtempfänger bestehen. Der mittig zur Flasche angeordnete Flaschenhals erzeugt das Signal für die Auswertung der Lichtstrahlabtastung. Der Durchmesser des Flaschenhalses ist maßgebend für denjenigen Bereich, in dem die Lichtstrahl abtastung und der Verglei. ch der beiden Lichtstrahlen wirksam durchgeführt wird. Auf diese Weise werden die Randbereiche der Flasche von der Abtastung ausgenommen.

Haben die Tastvorrichtungai bei einer Flasche unterschiedliche Ausgangssignale verursacht, so müssen Maßnahmen zur Aussonderung dieser Flasche aus dem Forderstroin erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, die

gesamte Förderstrecke anzuhalten, um diejenige Flasche manuell auszusondern, die sich gerade an den Tastvorrichtungen befindet. Bei der UberprUfung von Flaschen auf Restlauge wäre eine solche Betriebsweise möglich, weil die Wahrscheinlichkeit, daß sich in einer Flasche noch Restlauge befindet, verhältnismäßig gering ist. Störungen des Arbeitsablaufs werden jedoch vermieden, wenn die Aussonderung der genannten Flaschen automatisch erfolgt. Dies kann beispielsweise mit Saugvorrichtungen durchgeführt werden, bei denen die Fehlflaschen mit einem Saugnapf festgehalten und in eine besondere Bahn gezogen werden. Ferner ist es möglich, eine Weiche vorzusehen, die einzelne Flaschen gezielt aus dem Flaschenstrom herausführen kann. Schließlich können die Flaschen auch durch eine vorgeschobene Stange aus dem Flaschenstrom gedrückt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich auch mit Vorteil in Verbindung mit schon bestehenden Flaschenkontrol!geräten einsetzen, indem sie ein zusätzliches Prüfkriterium schafft. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Tastvorrichtungen einem Flaschenkontrollgerät, bei dem die Flascheneinzeln von einem Rad mit sternförmiger Greifvorrichtung an eine Kontroll station geführt werden, an der eine Durchleuchtung in senkrechter Richtung stattfindet, vorgeschaltet sind, und daß an der Greifvorrichtung für jede Flaschenposition vorgesehene, mitdrehende Stellorgane in Abhängigkeit von den Signalen der Tastvorrichtung verstellt'.nverden und ihrerseits beim Weiterdrehen der Greifvorrichtung eine auf dem Transportweg nachgeordnete

Auswurfvorrichtung steuern. Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung als Zusatzgerät zu dem bekannten Flaschen-kontroll gerät eingesetzt, so wird die Arbeitsposition des Flaschenkontrollgerätes nicht beeinträchtigt. Die erfindungsgemäße Flaschen.- astung findet vielmehr an einer Stelle ab, die der genannten Arbeitsposition am Transportweg vorgesohaltet ist. Lediglich zur Aussonderung der für schlecht befundenen Flaschen wird die gleiche Vorrichtung benutzt. Da eine derart ausgerUstete Maschine zwei verschiedene Arbeitspositionen hat, muß die Information,ob eine Flasche an einer der Arbeitspositionen fUr gut oder schlecht befunden wux-de, über einen Bereich des Transportweges gespeichert werden, um schließlich zur Aussonderung der Flasche oder zur Weiterführung auf dem Transportweg zu führen. Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung wirkt daher auf Stellorgane an der Greifvorrichtung ein, die sich zusammen mit der Greifvorrichtung drehen und jeweils einer Position der Greifvorrichtung zugeordnet sind. Diese Stellorgane, die als einziehbare oder herausziehbare Stifte ausgebildet sein können, wirken als Informationsspeicher zur Steuerung der Aussonderung.

Unter der Voraussetzung, daß die Flaschen beim Durchgang durch das Flaschenkontrollgerät in dichter Folge aneinanderliegen, kann die sternförmig · ureifvorrichtung zur Steuerung der Auswertung bei r _yt· Lichtstrahl abtastung herangezogen werden. Zu diesem Zweck kann eine Lichtschranke vorgesehen sein, an der sich die Zacken der sternförmigen Greifvorrichtung entlangbewegen. Die Lichtschranke ist derart angeordnet, daß sich eine Flasche gerade dann mittig vor den Tastvorrichtungen befindet, wenn die Lichtschranke von einem

Zacken der sternförmigen Grei fvorrlehtung unterbrochen ist.

Die Erfindung wird im folgenden unter-Bezugnahme auf die Figuren an einigen Ausfiihrungsbei.spiel en näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Feststellung des Restlaugeinhaltes von Bierflaschen in Draufsicht, und

Fig. 2 zeigt schematisch in einem Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 die Anordnung der Tastvorrichtungen und die Auswertung der entsprechenden Signale im Blockschaltbild,

Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem bekannten Flaschenkontrol!gerät in Draufsicht, und

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Flaschenkontrollgerät.

Bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 durchlaufen die Flaschen 10 in dichter Folge in einer Reihe den Transportweg 11,der seitlich durch Wände 12, 13 begrenzt ist. Im Zuge des Transportweges 11 sind Tastvorrichtungen 14, 15, 16 Übereinanderliegend angeordnet. Die Tastvorrichtungen bestehen jeweils aus einer Lichtquelle in Form einer Glühlampe 17 und einem fotoelektrischen Ljchtenrofänger in Form eines Fotowiderstandes lS. Die Glühlampen 17 erzeugen jeweils einen quer zur Transporti-ichtung der Flaschen 10 verlaufenden Lichtstrahl der genau auf die Fotowiderstände l8 gerichtet j st.

Die Tastvorrichtung l4 befindet sich in der Nähe des Flaschenbodens, während die Tastvorrichtung 15 am oberen Ende des zylindrischen Bereiches der Flasche 10 angeordnet ist. Die Tastvorriahtung l6 befindet sich schließlich in Höhe des verjüngt ausgebildeten Flaschenhalses.

In Fig. 2 sind die Spannungsversorgungsleitungen zu den Glühlampen und den Fotowiderständen nicht dargestellt. Die eingezeichneten Leitungen sollen lediglich das Arbeitsprinzip verdeutlichen.

Dem Fotowiderstand l8 der zweiten Tastvorrichtung 15 ist ein Potentiometer 19 in Reihe geschaltet, um eine leichte Verstimmung des Spannungsgleichgewichtes zu erreichen. Dies dient dazu, Fehlauswürfe zu vermeiden und einen gewissen Toleranzbereich zu schaffen. Die Ausgangssignale des Widerstandes 19' und des Fotowiderstandes l8 der ersten Tastvorrichtung lh sind an die Eingänge eines Differenzverstärkers 19 geschaltet, der die beiden Spannungen miteinander vergleicht und bei Ungleichheit ein impulsfb'rmiges Ausgangssignal mit einer Einheitsamplitude liefert. Dieses ist an einen Eingang eines UND-Tores 20 gelegt, dessen anderer Eingang mit dem Fotowiderstand l8 der dritten Tastvorrichtung l6 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Tores steuert ein Relais 2C^T, das seinerseits die Auswurfvorrichtung zum Ausscheiden nicht ordnungsgemäßer Flaschen steuert.

Die dritte Tastvorrichtung ΐβ sorgt dafür, daß eine Auswertung der Signale der beiden anderen Tastvorrich- JO tunken ors't dann erfolgt, wenn die Flasche 10 sich voll

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vor den Tastvorrichtungen befindet. Die Seitenbereiche der Flasche werden daher von der Auswertung ausgenommen.

In der Darstellung nach Fig. 2 ist ein· FlUssigkeitsrest 22 in der Flasche 10 eingezeichnet, der die optische Durchlässigkeit der Flasche für den Lichtstrahl der Tastvorrichtung 14 vermindert. Das Signal am Fotowiderstand l8 hat daher eine kleinere Amplitude als das Signal, das von der Referenz-Tastvorrichtung 15 erzeugt wird. Der Differenzverstärker 19 erzeugt daher ein Ausgangssignal, das zum Relais 21 gelangt, wenn die dritte Tastvorrichtung 16 das Tor 20 durchlässig gemacht hat.

Anstelle eines Differenzverstärkers können auch Lichtstrahlschalter bekannter Art verwendet werden, die bereits mit zwei Fotowiderständen 18 ausgestattet sind.

Diese Fotowiderstände sind als Spannungsteiler geschaltet und liefern das Betriebspotential für die Basis eines Transistors. Im Gleichgewichtszustand, wenn also die Fotowiderstände mit gleicher Stärke erregt sind, ist der Transistor gesperrt. Wenn dagegen die Spannung des einen Fototransistors Überwiegt, wird der Transistor geöffnet. Die eventuell noch benötigten Impulsformerstufen sind zur Erleichterung des grundsätzlichen Verständnisses beim Ausführungsbeispiel ebenfalls nicht eingezeichnet.

Die Funktion des Potentiometers 19' kann 'auch durch einen Schwellenwertverstärker wahrgenommen werden, der beispielsweise das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 19 oder eines Verstärkers mit ähnlichem Betriebsverhalten unterdrückt, wenn dieses Ausgangs-^

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signal einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet.

In den Fig. 3 und 4 ist ein bekanntes .Flaschenkontrollgerät abgebildet, das jedoch zusätzlich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Der Transportweg für die Flaschen ist mit 23 bpzcichnet. Die Flaschen werden nacheinander zwischen die Zacken einer sternförmigen Greifvorrichtung 24 geführt und von dieser gegen übereinander angeordnete elastische Riemen 25, 26 gedruckt. In der Arbeitsposition 27 erfolgt bei der bekannten Vorrichtung eine Durchleuchtung in vertikaler Richtung. Die für gut befundenen Flaschen v/erden automatisch auf dem Förderweg 23 weitertransportiert, während die auszusondernden Flaschen von einer seitlich angreifenden Saugvorrichtung 27 ergriffen und mit der sich drehenden Greifvorrichtung von dem Förderweg entfernt werden. Sie gelangen auf einen Sarnrnel tisch 28, von dem sie abgleiten. Zur Steuerung der Saugvorrichtung 27 besitzt die Greifvorrichtung für jede Flaschenposition einen axial ausziehbaren Stift 29, der von einer gemeinsamen Ausziehvorrichtung 30 nach unten gezogen wird. Wird eine in der Prüfposition befindliche Flasche 10 für schlecht befunden, so drückt ein Stößel 31 den betreffenden Stift 29 nach oben. Dies ist das Zeichen dafür, daß dit entsprechende Saugvorrichtung 27 an eine Saugquelle angeschlossen wird und die Flasche bis zum Erreichen des Sammel'tisches 23 festhält.

Zur zusätzlichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an einer Stelle des Transportweges ?3 vor der Prüfposition 27 eine weitere Prüfposition 32 vorgesehen., in der übereinander angeordnet zwei jeweils

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aus einer Glühlampe YJ und einem Fotowiderstand 18 bestehende Tastvorrichtungen angeordnet sind. Diene Tastvorrichtungen sind in einer Vergleichsschaltung zusammengeschaltet. Liefert diese Vergleichsschaltung im Abtastmöment ein Schaltsignal, so wird derjenige Stift 29, der sich auf der Greifvorrichtung 24 in einem Abstand von der Prüfposition 27 befindet, der dem Abstand der Prüfposit ion 32 von der Prüfposition 27 entspricht, durch einen zusätzlichen Stößel 33 nach oben gestoßen, so daß an der entsprechenden Flasche, wenn diese die Prüfposition 27 erreicht hat, die Saugvorrichtung 3^ ebenso angreift, als wäre erst in der Prüfposition 27 festgestellt worden, daß die Flasche nicht in Ordnung ist.

Da die sternförmige Greifvorrichtung 24, die insgesamt aus zwei übereinanderliegenden Rädern besteht, von denen in Fig. 3 nur das obere, an den Flaschenhälsen angreifende Rad sichtbar ist, sich entsprechend dem Flaschentransport dreht, kann für die Festlegung des Auswerte-Zeitpunktes die Winkelstellung der Greifvorrichtung 24 ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck ist an einem der Rädor :der Greifvorrichtung 24 eine feststehende Testvorrichtung 3β angesetzt, die die Auswertung des Abtastergebniyses der Tastorgane immer dann veranlaßt, wenn sich in ihrem Bereich ein Zacken der Tastvorrichtung 24 befindet. Dies setzt allerdings voraus, daß die Flaschen auf dem Transportweg 23 stets in dichter Folge hinter^inanderstrhen, und daß die Position der '.rastvorrichtung "^b entsprechend eingestellt ist.

Claims (4)

PATENTANWALT^ ' '·,,'· ,,,* '. *>■' DR.-INO. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DRYING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KSEISLEk DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH DIPL.-ING. SELTING KÖLN 1, DEICHMANNHAUS Hgm G 72 04 843.2 4. Mai 1973 Wioküler-Küpper-Brauerei KGaA Sg/est Ansprüohe

1. Vorrichtung zur Prüfung des Füllzustandes von Flaschen, insbesondere zur Feststellung eines Restlaugeinhaltes in gewaschenen Flaschen,, unter Verwendung einer Lichtstrahlabtastung, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Lichtquelle (17) und fotoelektrisohem Lichtempfänger (18) bestehende Tastvorrichtung (14) - bezogen auf die zu prüfenden Flaschen (10) - in der Nähe des Flaischenbodens derart angeordnet ist, daß der Lichtstrahl quer durch die Flaschen hindurchgeht, daß darüber eine aus Lichtquelle (17) und fotoelektrischem Lichtempfänger (18) bestehenden zweiten Tastvorrichtung (15) in einer Höhe angeordnet ist, in der der Flaschenquerschnitt etwa die gleiche Größe hat wie in Höhe der ersten Tastvorrichtung (14).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die FUhleinrichtung aus einer in Höhe d?~ verjüngten Flaschenhalses angeordneten dr-itten Tastv /" Lchtung (16) aus Lichtquelle (17) und fotoelektrischem : jhtempfänger (18) besteht.

3. VarJchtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine den Transport der in Reihe an den Tastvorrichtungen (14, 15, 16) vorbeibewegten Flaschen (10) bei Wirksamwerden des Verstärkerausgangssignales unterbrechende Sperrvorrichtung.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine die für schlecht befundenen Flaschen einzeln aus der Reihe der an den Tastvorrichtungen (14, 15, 16) vorbeibewegten Flaschen (10) aussondernde Weiche oder Ausstoßvorrichtung.