DE2655704C3

DE2655704C3 - Vorrichtung zum Ermitteln von Fremdkörpern in Glasflaschen

Info

Publication number: DE2655704C3
Application number: DE2655704A
Authority: DE
Inventors: Bernd 8400 Regensburg Ellinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-09
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1980-04-03
Also published as: SE7701424L; DE2655704B2; JPS5371896A; FR2373485A1; DE2655704A1; JPS5653693B2; GB1547508A; CH618144A5; NL7700684A; NL171380C; CA1096959A; AT358940B; BE851289A; ATA977776A; FR2373485B1; SE432236B; IT1104804B; NL171380B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermu IcIn von Fremdkörpern in CiLisflaschen nach de-τι Oberbegriff des Anspruchs I

Durch das DECiM 75 28 141 ist bereits eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der die optische Einrichtung cm auf der Stirnseite eines Rotors •ngeorilrietes Huhlspiegelsegment. das die aiiflreffcnde Strahlung auf die erste ruiuclcktrunisvhc Abumcmnch lung lenkt, sowie einen innerhalb der hohlen lloloriich.se sitzenden Lichtleiter aufweist, der all der Stirnseite des Rotors endet und die empfangene Strahlung z.ur zweiten fotoeleklronischcn Abtasteinrichtung leitet Sowohl das Mohlspicgclscgmcnt als auch der flächenmäßig wesentlich kleinere slreifeiiförmigc Endbcreien des Lichtleiters erstrecken sich von der Drehachse des Rotors aus radial nach aulicn. und /war nach entgegengesetzten Seiten. Dadurch, dall der Lichtleiter zu jedem Zeitpunkt nur einen bestimmten Teil des Zentrumsbereichs des Flaschenbodens prüfen kann und daher zusammen mit dem Hohlspiegelsegment rotieren muß, um den gesamten Zentrumsbereich bestreichen zu können, ergibt sich der ungünstige Effekt, daß die Empfindlichkeit der Vorrichtung von der Lage des Fremdkörpers abhängig ist: Sitzt ein kreisrunder Fremkörper exakt im Zentrum des Flaschenbodens, so führt dies zu einer relativ starken, gleichbleibenden Verdunkelung der zweiten Abtasteinrichtung während des gesamten Prüfzeitraums und damit zu einem entsprechend großen, konstanten Abfall der Ausgangsspannung. Dieser kann durch eine auf Gleichspannungsbasis arbeitende Signal-Auswertungseinrichtung gut erkannt werden. Hat dagegen der Fremdkörper eine stark unregelmäßige Form und/oder liegt er etwas außerhalb des Zentrums des Flaschenbodens, so ist die Verdunkelung der zweiten Abtasteinrichtung und dementsprechend ihre Ausgangsspannung während einer Rotorumdrehung gewissen Schwankungen unterworfen, die eine Auswertung auf Gleichspannungsbasis stark erschweren oder unmöglich machen. Andererseits ist die Größe oder Steilheit der Spannungsschwankungen zu gering, um eine Auswertung auf Wechselspan-

,, nungsbasis zu ermöglichen.

Durch die DE-Ab 11 27 619 ist es bekannt, in einer Vorrichtung zur Prüfung der Verschmutzung durchsichtiger Behalter mit einem Strahlungsteiler in Gestalt einer teildurchlässigen Trennfläche zu arbeiten. Der

j„ Strahlungsteiler ist hierbei im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Behälter angeordnet und lenkt einen Teil der Strahlung auf eine Fotozelle, die mit einer den Behalterboden abtastenden weiteren Fotozelle in einer Vergleichsschaltung steht. Hierdurch sollen

j-, Änderungen in der Helligkeit der Lichtquelle kompensiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zum Ermittele, von ^cremdkörpcrn in Glasflaschen der eingangs genannten Art den Bereich

_w der einwandfreien Fremdkorpererkennung auf Gleichspannungsbasis durch die zweite fotoelektronisihe Abtasteinrichtung zu vergrößern und dadurch die Empfindlichkeit der Vorrichtung von der Lage des Fremdkörpers vollkommen unabhängig zu machen.

₄- Diese Aufgabe wird erfindungsgfm.iß dadurch gelöst, daß die optische Einrichtung einen .Strahlungsteiler enthält, der zwischen der linse und den Abtasteinrichtungcn angeordnet ist

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, mittels

.„ des Strahlungsteilers gleichzeitig zwei voneinander gelrennte Projektionen des Flaschcnbodens bzw. von Teilen des Ilaschenbodens /w erzeugen, die durch die beiden Abiasieinriehtungen gleichzeitig und umibhan gig voneinander geprüft werden können. Die zweite

-,-, Abtasteinrichtung kann daher so angeordnet werden, daß sie zu |tdcm Zeitpunkt den gesamten /entruinsbe reich bestreicht und daher iiriiihh.ingig vein der I.age des Fremdkörpers einen konstanten Spannungsabfall lie fen, der ijurih eine iiiif Cileichsp.immigsbjisis .!fbeilen

_f),i de Signal-AuswerUingscinriehluitg gut erkannt werden katin. Jede der beiden Abtasteinriehtif/igen kann jeden beliebigen Teil des Fraschenbodens mit einem beliebig großen gegenseitigen fJberdeckiiMgsbcreich bcsti eichen. Im Extreinfall kanu jede Abtasteinrichtung den

„,gesamten Fhischcnboden adf verschiedene Art und Weise kontrollieren Im einfachsten Fall genügt für die zweite Abtasteinrichtung ein einziges Fotoelement mil einer wirksamen Flache von wenigen Quadralmillimi·-

tern, das die vom Zentrum des Flaschenbodens ausgehende Strahlung aufnimmt

Wesentlich vorteilhafter ist es jedoch, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die zweite fotoelektronische Abtasteinrichtung ein Mosaik aus fotoelektronischen Bauelementen aufweist Hierdurch kann ein wesentlich größerer Zentrumsbereich des Flaschenbodens mit hoher Empfindlichkeit geprüft werden, so daß sich die erste Abtasteinrichtung auf den Randbereich konzentrieren kann.

Die erste Abtasteinrichtung kann mit jedem beliebigen rotierenden optischen Element und jeder beliebigen Anordnung von Fotoelementen arbeiten, wie sie sich beim Abtasten des Randbereichs des Flaschenbodens bereits bewährt haben.

Der ,Strahlungsteiler kann gemäß zwei Weiterbildungen der Erfindung durch einen gegenüber der Mittelachse des vom Flaschenboden ausgehenden Strahlenbündels geneigten teildurchäässigen Spiegel oder durch zwei aneinanderliegende Dreikantprismen mit einer gegenüber der Mittelachse des vom Flaschenboden ausgehenden Strahlenbündels geneigten Trennfläche gebildet werdein. In beiden Fällen können bei entsprechender Ausbildung der Trennflächen zwei Projektionen mit gleicher Lichtstärke erzeugt werden.

Der Strahlungsteiler kann je nach Aufgabe der beiden Abtasteinrichtungen einen mehr oder weniger großen Teilbereich des vom Flaschenboden ausgehenden Strahlenbündels überdecken. Am besten ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Strahlungsteiler den gesamten Querschnitt des vom Flaschenboden ausgehenden Strahlenbündels überdeckt. In diesem Falle werden zwei vollständige Projektionen des Flaschenbodens erzeugt und die beiden Abtasteinrichlungen können in jeder beliebigen Lage justiert werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im nachstehenden ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Prüfen von Getränkeflaschen, teilweise im Schnitt

F i g. 2 die Draufsicht auf den Strahlungstciler und die Projetkionsoptik der Vorrichtung nach F i g. 1

Fig. i die Draufsicht auf die untere Stirnfläche des Rotors der Vorrichtung nach F ι g. I

Fig. 4 die Seitenansicht der /weilen fotoelektronischen Abtasteinrichtung tier Vorrichtung nach Fig. 1

Fig. 5 die Position der Inspekiionsfelder der beiden fotoelekironischen Abtasteinrichtungen auf dem Flaschenboden.

Die dargestellte Vorrichtung /um Feststellen von Fremdkörpern und Verunreinigungen im Bodenbereich von aufrechtstrhenden leeren Getränkeflaschen 1 aus Glas ist Teil einer nicht weiter dargestellten automatischen I laschcninspektionsmaschine. Die /u prüfenden Flaschen werden durch cm -im eine senkrechte Drehachse kontinuierlich umlaufendes Sternrad 2 in Zus.immcnwirkiing nut ortsfesten lühriingsbogen 3 frcihiingcnd über cmc urlhfcslv. Lichtquelle 4 hinwcgbewegt. Diese isl durch eine Opalglasschcibe 5 nach oben hin abgedeckt, sä daß die Böden der Gctfänkefläschcn 1 von unten her diffus beleuchtet werden. Das Bild eines beleuchteten Flaschenbodcns wird durch eine über der Hewcgungsbahn d<:r flaschen ortsfest angeordnete l'rojeklionsoplik, bestehend aus einer Sammellinse 6 und einer Locliblenke ), auf die nach unten gerichtete Stirnfläche eines Kotors 8 projeziert, tier Rotor 8 si(Z auf der Welle eines Mctors 9 und wird durch diesen in schnelle Rotation versetzt Auf der unteren StirnseHe des Rotors 8 ist ein schmales, radial verlaufendes Hohlspiegelsegment 10 ausgebildet, welches die vom jeweils abgetasteten Teil des Flaschenbodens ausgehen-

de Strahlung auf eine einzelne Solarzelle 11 fokussiert Hierzu ist die Drehachse des Motors 9 geringfügig gegenüber der optischen Achse der Projektionsoptik 6, 7 geneigt Das Hohlspiegelsegment 10 und die Solarzelle 11 bilden zusammen eine in erster Linie auf

,ο Fremdkörper im Randbereich des Flaschenbodens reagierende erste Abtasteinrichtung 10,11.

Wird während der Rotation des Hohlspiegelsegments 10 ein Bereich des Flaschenbodens abgetastet, in dem sich ein Fremdkörper befindet so verringert sich

π kurzzeitig die Intensität der von der Solarzelle 11 empfangenen Strahlung und deren Ausgangsspannung sinkt dementsprechend vorübergehend ab. Dieses Signal wird in einer angeschlossenen Auswertungseinrichtung 12 mit einem Verstärk." 13 und einem Diskriminator 14 verarbeitet und bcw>-kt die Abgabe eines Ausstoßsignals über Sieuerleitungen 15 zur nicht gezeigten Ausscheidungseinrichtung der Flascheninspektionsmaschine. Vorzugsweise weist die Auswertungse'-irichtung 12 einen nicht gezeigten Kondensator auf, der den Gleichspannungsanteil der von der Solarzelle 11 abgegebenen Signale herausfiltert, und es ist der Verstärker 13 als Wechselspannungsverstärker ausgebildet. Hierdurch wird eine sehr hohe Empfindlichkeit ermöglicht.

„, Eine nicht gezeigte Triggereinrichtung herkömmlicher Bauart sorgt dafür, daß ein Ausstoßsignal nur während eines exakt definierten Inspektionszeitraums abgegeben werden kann. Dieser beginnt, wenn die Mittelachse einer Getränkeflasche 1 kurz vor der

j-, optischen Achse der Projektionsoptik 6, 7 steht und endet, wenn die Mittelachse kurz hinter der optischen Achse steht.

Hinter der Blende 7 der Projektionsoptik ist ein würfelförmiger Strahlungsteiler 16 angeordnet, der aus

j,, zv.ei gleichartigen, aneinanderstoßenden Dreikantprismen besteht. Die Trennfläche zwischen beiden Prismen ist in einer gegenüber der optischen Achse der Projektionsoptik um 45 Grad geneigten Ebene angeordnet und derart ausgebildet, daß sie die eine Hälfte

ι-, der auftreffenden Lichtstrahlen durchläßt und die andere Hälfte um ca. 90 Grad ablenkt. Der Strahlenteiler 16 liefert somit zwei gleichartige Bilder des Flaschenbodens gleicher Helligkeit, wovon eines auf die Stirnfläche des Rotors 8 fällt und in der vorbeschriebe·

„ι nen Weise ausgewertet wird. Das andere Bild fällt auf eine seitlich neben derp Strahlungsteiler 16 in entspreche" Jem Abstand ortsfest angeordnete zweite fotoelektronische Abtasteinrichtung 17. Diese weist beispielsweise ein Mosaik jus drei mal drei Solai/eilen 18 auf,

,-, das konzentrisch /ur Mitte des in F i g. 4 strichpunktiert cnge/eichneter Bildes des Flaschenbodcns liegt. Das Mosaik bestreicht, wie aus F ι g. 4 /u erkennen ist. nich; den gesamten Bereich des Flaschenbodens, sondern nur den Zenir>imsbereic'h: Die vom Randbereich ausgehen

_w) de Strahlung wird somit nicht berücksichtigt. D^;c zweite fotoelckirniiische Abtasleinrichlung 17 isl mit einer zweiten Auswertungseinrichtung 19 mit einem Verstärker 20 und einem Diskriminator 21 verbunden. Die Auswertungseinriclnung 19 kann ι. B. mit einer nicht

,,<-, gezeigten Oder-Schaltung versehen sein. Es werden dann alle Solarzellen 18 gleichzeitig abgefragt und bei einer bestimmten Verdunkelung mindestens einer Solarzelle durch einen Fremdkörper im Bereich des

Flaschenbodens wird über den Diskriminator 21 ein Ausstoßsignal erzeugt. Dieses wird über ein Oder-Glied 22, an das auch die erste Ausweftungseinrichtung 12 angeschlossen ist, an die Steuerleitungen 15 gelegt. Durch die Verwendung ensprechend kleiner Solarzellen 18 können auch relativ kleine Fremdkörper im Zentrumsberetch des Flaschenbodens, die durch die erste fotoelektronische Abtasteinrichtung 10, 11 und deren Auswertungseinrichtung 12 nicht erkannt werden, zuverlässig ermittelt werden.

Die zweite fotoelektronische Einrichtung 17 kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Sie kann auch ein kreisförmiges Mosaik aus mehreren ringförmigen oder sektorförmigen Solarzellen aufweisen. Auch kann sie das gesamte Bild des Flaschenbodens abtasten. Wichtig ist, daß auf jeden Fall der Zentrumsbereich des Flaschenbodens erfaßt wird, Das Hohlspiegelsegment 10 muß sich daher nicht, wie in F i g. 3 gezeigt ist, bis hin zur Drehachse des Rotors 8 erstrecken, d. h. bis zum Zentrum des Bildes des Flaschenbodens, sondern kann sich auf den Randbereich beschränken. Ein derartiges Hohlspiegelsegment 10a ist in Fig.3 strichlinierl eingezeichnet. Dabei ist darauf zu achten, daß sich das

■· quadratische Inspektionsfeld der Abtasteinrichtung 17 und das kreisringförmige Inspektionsfeld der Abtasteinrichtung 10a, 11 auf dem Flaschenboden ausreichend weit überschneiden. Zur Illustration ist in Fig.5 die Lage zweier verschieden schraffierter lhspektionsfelder von Abtasteinrichtungen 17 bzw. 10a, 11 auf dem Flaschenboden dargestellt Ein Fremdkörper 23, der auf der inneren Begrenzungslinie des inspcklionsfeldes A der ersten Abtasteinrichtung 10a, ί 1 liegt, wird durch die zweite Abtasteinrichtung 17 voll erfaßt. Umgekehrt wird ein Fremdkörper 24, der auf der Begrenzungslinie des Inspektionsfeldes B der zweiten Abtasteinrichtung 17 liegt, voll durch die erste Abtasteinrichtung 10a, 11 erfaßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ermitteln von Fremdkörpern in Glasflaschen, insbesondere in kontinuierlich bewegten Getränkeflaschen, mit einer Beleuchtungseinrichtung für den Flaschenboden, einer zumindest den Randbereich des Flaschenbodens prüfenden ersten fotoelektronischen Abtasteinrichtung, einer zumindest den Zentrumsbereich des Flaschenbodens prüfenden zweiten fotoelektronischen Abtasteinrichtung, mit je einer separaten Signal- Auswertungseinrichtung für jede der beiden fotoelektronischen Abtasteinrichtungen, sowie mit einer eine Linse enthaltenden optischen Einrichtung, welche im Strahlengang zwischen dem Flaschenboden und den Abtasteinrichtungen derart angeordnet ist, daß sie einen Teil der vom Randbereich des Flaschenbodens ausgehenden Strahlung auf die erste Abtasteinrichtung und einen Teil der vom Zentrumsbereich des Flaschenbodens ausgehenden Strahlung auf die zweite fotoelektronische Abtasteinrichtung leitet, wobei sich die von den beiden Abstasteinrichtungen bestrichenen Bereiche des Flaschenbodens zumindest teilweise überdecken, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung einen Strahlungsteiler (16) enthält, der zwischen der Linse (6) und den Abtasteinrichtungen (11,17) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, du3 der Strahlungsteiler (16) durch einen gegenüber der Mittelachse d""> vom Flaschenboden ausgehenden Strahlun<?sbündels geneigten, teildurchlässigen Spiegel gebildet ·· ^;rd.

3. Vorrichtung nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsieilcr (16) durch zwei aneinanderliegende Dreikantprismen mit einem gegenüber der Mittelachse des vom Flaschenboden ausgehenden .Strahlenbündels geneigten Trennfiä· ehe gebildet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Slrahlungsteütr (16) den gesamten Querschnitt des vom Flaschenboden ausgehenden Strahlenbündels überdeckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die zweite fotoelektronische Abiasteinrichtung (17) ein Mosaik aus foioeleklronischen Bauelementen (18) aufweist