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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Transportsystem gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf Vorrichtung zum Behandeln von Flaschen
oder dergleichen Behältern
gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 11.
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Bekannt
sind u. a. Inspektionsvorrichtungen für Flaschen oder dergleichen
Behälter,
die aus einem lichtdurchlässigen
bzw. transparentem oder transluzentem Material, beispielsweise aus
Glas oder einem transluzentem Kunststoff, z. B. PET hergestellt
sind. Die Behälter
werden bei diesen Inspektionsvorrichtungen auf einer Transportstrecke
oder einem Transportsystem an wenigstens einem opto-elektrischen Erkennungssystem
vorbeigeführt, welches
z. B. mindestens eine opto-elektrische
Sensoreinheit z. B. in Form einer Kamera und mindestens eine lichtaussendenden
Einrichtung oder mindestens einem Lichtgeber aufweist. Speziell
zur Inspektion der Behälterböden oder
des Bodenbereichs der Behälter
ist es bei bekannten Vorrichtungen erforderlich, die Behälter zumindest
zeitweise „schwebend”, d. h.
mit ihrem Behälterboden
freiliegend an dem wenigstens einem opto-elektrischen Erkennungssystem vorbeizubewegen,
so dass eine Beleuchtung des Behälterbodens
von unten für
eine oberhalb der Bewegungsbahn der Behälter angeordnete opto-elektrische
Sensoreinheit (z. B. Kamera) oder umgekehrt eine Beleuchtung von
oben für
eine unterhalb der Bewegungsbahn der Behälter angeordnete opto-elektrische
Sensoreinheit (z. B. Kamera) möglich
ist.
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Erfolgt
die Inspektion oder Beleuchtung durch die Behältermündung, so muss auch diese für die opto-elektrische
Sensoreinheit oder die lichtaussendende Einrichtung frei zugänglich sein.
Diese Anforderungen können
insbesondere auch bei einer Vielzahl von Behälterarten auch mit der erforderlichen
Betriebssicherheit für
die jeweilige Inspektionsvorrichtung nicht oder aber nur mit einem
ganz erheblichen konstruktiven Aufwand erfüllt wenden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Transportsystem aufzuzeigen, welches eine
optische Erfassung, d. h. ein Abbilden oder Scannen, aber auch Beleuchten
der Behälterböden von
der Behälterunterseite
her bei vereinfachter konstruktiver Ausbildung des Transportsystems
problemlos ermöglicht.
Zur Lösung
dieser Aufgabe ist ein Transportsystem entsprechend dem Patentanspruch
1 ausgebildet. Eine Vor richtung zum Behandeln von Flaschen oder
dergleichen Behältern
ist Gegenstand des Patentanspruchs 11.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu
einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 und 2 in
sehr vereinfachter Teildarstellung ein Transportsystem mit einem
opto-elektrischen Erkennungssystem gemäß der Erfindung, zusammen mit
einem als Flasche ausgebildeten Behälter;
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3 in
vereinfachter Darstellung und in Draufsicht das als Rotor ausgebildete
Transportsystem einer Etikettiermaschine umlaufender Bauart zum
Etikettieren von Behältern
in Form von Flaschen;
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4 in
sehr vereinfachter schematischer Darstellung einen der als Flaschenteller
ausgebildeten Behälterträger der
Etikettiermaschine der 3, zusammen mit einem auf dem
Behälterträger angeordneten
und als Flasche ausgebildeten Behälter.
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In
den 1 und 2 ist 1 ein Transportsystem,
auf dem Behälter
in Form von Flaschen 2 in einer Transportrichtung A transportiert
werden. Die Flaschen 2 bestehen aus einem transparenten
oder transluzenten Material, beispielsweise aus Glas oder aus einem
transluzenten Kunststoff, z. B. PET und sind aufrecht stehend, d.
h. mit ihren Flaschenboden 2.1 auf einem sich in Transportrichtung
A bewegenden Transportelement 3 des Transportsystems 1 aufstehend
angeordnet. Eine Besonderheit besteht darin, dass das Transportelement 3 transparent
bzw. transluzent ausgebildet ist, beispielsweise von einer Transportkette
oder Transportkettenanordnung gebildet ist, bei der die die Transportebene
und die Stanflächen
für die
Flaschen 2 und damit letztlich Behälterträger bildenden Elemente 3.1 aus
dem transluzenten Werkstoff, beispielsweise aus einem transluzenten
Kunststoff mit ausreichend großer
Härte bestehen.
Als Material für
das Transportelement 3 oder dessen Elemente 3.1 eignet
sich z. B. Polyacrylonitrile oder ein Material, welches unter der
Bezeichnung „Acrylic
fibers” auf
dem Markt erhältlich
ist. Dieses Material ist bis zu einer Lichtwellenlänge von
ca. 4000 nm durchlässig.
Die Härte
dieses Materials entspricht der Härte von Metall, beispielsweise
Aluminium.
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In
den 1 und 2 ist mit 4 allgemein
ein opto-elektrisches Erkennungssystem bezeichnet, an welchem die
Flaschen 2 mit dem Transportelement 3 vorbei bewegt
werden. Dieses Erkennungssystem 4 besteht bei der dargestellten
Ausführungsform
aus einer Licht aussendenden Einheit bzw. aus einem Lichtgeber 5,
der unterhalb des Transportelementes 3 bzw. der von diesem
Transportelement gebildeten Transportebene angeordnet ist, und aus
einer opto-elektrischen Sensoreinrichtung 6, die oberhalb
des Lichtgebers 5 und oberhalb der Bewegungsbahn angeordnet
ist, auf der sich die offenen, beispielsweise leeren Flaschen 2 bzw.
deren Flaschenmündungen 2.2 bewegen.
Die opto-elektrische Sensoreinheit, die mit ihrer optischen Achse
in vertikaler Richtung nach unten auf den Lichtgeber 5 gerichtet
ist, ist bei der dargestellten Ausführungsform eine Kamera, deren
Optik so eingestellt ist, dass mit dieser Kamera der durch den Lichtgeber 5 von unten
her beleuchtete Flaschenboden 2.1 erfasst bzw. abgebildet
wird. Die Optik der die Sensoreinheit 6 bildenden Kamera
ist weiterhin bevorzugt so ausgebildet und so auf die Innenfläche des
Flaschenbodens 2.1 fokussiert, dass mit reduzierter Tiefenschärfe im Wesentlichen
nur die Innenfläche
des Flaschenbodens 2.1 abgebildet wird, nicht aber auch eventuelle
Beschädigungen
(z. B. Kratzer) am Transportelement 3. Anstelle einer Kamera
kann grundsätzlich
auch eine andere opto-elektrische Sensoreinheit 6 verwendet
sein.
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Das
von der Sensoreinheit erzeugte Signal wird einem beispielsweise
computergestützten
Auswert- und Steuersystem 7 zugeführt, welches dann dem jeweiligen
Verwendungszweck des Erkennungssystems 4 entsprechend aufgrund
der von der Sensoreinheit 6 gelieferten Signale die unterschiedlichsten
Prozesse einleitet und/oder veranlasst.
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Das
Erkennungssystem 4 eignet sich insbesondere auch für Inspektionseinrichtungen,
und dabei beispielsweise speziell zur Inspektion der Flaschen 2 an
ihrem Bodenbereich, bevor diese Flaschen 2 einer weiteren
Verwendung, beispielsweise einer Füllmaschine zum Füllen zugeführt werden.
Mit dem Erkennungssystem 4 werden dann insbesondere am
Flaschenboden 2.1 befindliche Kontaminationen, wie Fremdstoffe
oder Verschmutzungen erkannt, so dass kontaminierte Fla schen 2 aus
der Prozess- oder Produktionslinie gesteuert durch das Auswert-
und Steuersystem 7 ausgeschleust werden können.
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Der
Lichtgeber 5 ist so ausgebildet, dass er Licht möglichst
großflächig und
gleichmäßig verteilt auf
die Unterseite des Transportelementes 3 abstrahlt, und
zwar auf einer Fläche,
die wenigstens gleich, bevorzugt aber größer ist als diejenige Fläche, die
von dem jeweiligen Flaschenboden 2.1 eingenommen ist. Der
Lichtgeber 5 ist an seiner Lichtaustrittsseite mit einem
optischen Element, beispielsweise mit einer Scheibe versehen, die
einen gleichmäßigen Lichtaustritt
bewirkt. Weiterhin weist der Lichtgeber vorzugsweise eine Vielzahl
von Licht aussendenden oder erzeugenden Elementen auf.
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Grundsätzlich kann
es zweckmäßig sein,
die jeweilige Flasche 2 während der optischen Erfassung mit
der Sensoreinheit 6 relativ zum Transportelement 3 und/oder
der Sensoreinheit 6 zu bewegen, beispielsweise um ihre
Flaschenachse zu drehen, um so beispielsweise bei der Auswertung
der von der Sensoreinheit 6 gelieferten Bildsignale solche
Bildelemente zu erkennen, die nicht dem Flaschenboden 2.1 konkret
zuzuordnen sind. Das Drehen der Flaschen 2 um ihre Flaschenachse
kann beispielsweise durch die Transportsystem 1 seitlich
begrenzende Anlage- oder Führungselemente 8 für die Flasche 2 bewirkt
werden.
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Vorstehend
wurde davon ausgegangen, dass der Lichtgeber 5 unterhalb
und die Sensoreinheit 6 oberhalb der Bewegungsbahn der
Flaschen 2 angeordnet sind. Selbstverständlich können der Lichtgeber 5 auch
oberhalb und die Sensoreinheit 6 unterhalb der Bewegungsbahn
der Flaschen 2 vorgesehen werden. Weiterhin besteht auch
die Möglichkeit,
in Transportrichtung A mehrere Sensoreinheiten 6 oberhalb
oder unterhalb der Bewegungsbahn der Flaschen 2 vorzusehen.
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Anstelle
des Lichtgebers 5 mit dem großflächigen Lichtaustritt kann auch
eine andere Licht aussendende Einrichtung verwendet sein, beispielsweise
eine Einrichtung, die wenigstens einen den Flaschenboden 2 abtastenden
Licht- oder Laserstrahl liefert.
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Die 3 zeigt
in vereinfachter Darstellung und Draufsicht eine Etikettiermaschine 10 zum
Etikettieren von Flaschen 2 mit Etiketten 10.
Die als Rundläufer
ausgebildete Etikettiermaschine besteht aus einem das dortige Transportsystem
bildenden Rotor 11, der in Richtung des Pfeils B um eine
vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbar ist und an dessen
Umfang eine Vielzahl von Behandlungspositionen 12 gebildet
sind. An diese werden die die über
einen äußeren Transporteur 13 zugeführten, gefüllten und
verschlossenen Flaschen 2 an einem Behältereinlauf 14 jeweils
einzeln übergeben,
so dass dann an jeder Behandlungsposition 12 eine Flasche 2 aufrecht
stehend, d. h. mit ihrer Flaschenachse in vertikaler Richtung orientiert
angeordnet ist. Die mit den Etiketten 10 versehenen Flaschen
werden den Behandlungspositionen 12 an einem Behälterauslauf 15 entnommen
und an einen äußeren Transporteur 16 weitergeleitet.
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Das
Aufbringen der Etiketten 10 auf die Flaschen 2 erfolgt
unter Verwendung eines mit dem Rotor 11 nicht mitbewegten
Etikettieraggregates 17 und unter Verwendung nicht dargestellter
Etikettenandrück-
und Anbürstelemente
auf der Drehbewegung des Rotors 11 zwischen dem Behältereinlauf 14 und dem
Behälterauslauf 15.
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Eine
Besonderheit der Etikettiermaschine 9 besteht darin, dass
die Behandlungspositionen 12 jeweils einen als Flaschenteller
ausgebildeten Behälterträger 18 aufweisen,
der aus einem transparenten bzw. transluzenten Material besteht,
beispielsweise aus Glas (Mineralglas) oder wiederum aus einem transparenten
oder transluzenten Kunststoff, z. B. aus Polyacrylonitrile oder
einem Kunststoffmaterial, welches unter der Bezeichnung „Acrylic
fibers” erhältlich ist.
Die an den Behandlungspositionen 12 angeordneten Flaschen 2 stehen
mit ihrem Boden 2.1 auf dem jeweiligen Behälterträger 18 auf
und sind durch obere Stempel 19 gegen Umfallen gesichert.
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Den
Behälterträgern 18 sind
Stellantriebe 20 zugeordnet, mit denen jeder Behälterträger 18 individuell
um eine vertikale Achse, d. h. bei auf dem Behälterträger 18 angeordneter
Flasche 2 um die Achse dieser Flasche gesteuert drehbar
ist. Gesteuert werden die Stellantriebe 20 von einem elektronischen, vorzugsweise
computergestützten
Auswert- und Steuersystem 21 in Abhängigkeit von Signalen eines opto-elektrischen
Erkennungssystems 22, und zwar derart, dass die Etiketten 11 in
genauer Zuordnung zu wenigstens einem Erkennungs- oder Gestaltungsmerkmal 2.3 der
Flaschen 2 auf diese aufgebracht werden. Das wenigstens
eine Gestaltungsmerkmal 2.3 ist am Flaschenboden 2.1 z.
B. als Prägung und/oder
Vertiefung und/oder Einkerbung vorgesehen. Bevorzugt weisen die
Flaschen 2 dann an ihrer Außenfläche auch im Rumpfbereich, Brustbereich und/oder
im Bereich des Flaschenhalses wenigstens ein weiteres Gestaltungsmerkmal
auf, welches zu dem Gestaltungsmerkmal 2.3 eine feste räumliche Zuordnung
besitzt und relativ zu dem die Etiketten 11 in der geforderten
Lage auf die Flaschen 2 aufgebracht werden. Dieses wenigstens
ein zusätzliches Gestaltungsmerkmal
ist beispielsweise von wenigstens einer Prägung, von wenigstens einer
mit einem Rand oder Rahmen ausgebildeten Fläche zum Aufbringen des Etiketts
usw. gebildet.
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Für das exakte
Aufbringen der Etiketten 11 wird jede Flasche 2,
die zunächst
mit einer willkürlichen
Orientierung des Gestaltungsmerkmals 2.3 an die betreffende
Behandlungsposition 12 gelangt ist, durch den dieser Behandlungsposition
zugeordneten Stellantrieb 20 mit dem Behälterträger 18 so
gedreht wird, dass das Gestaltungsmerkmal 2.3 spätestens bei
Erreichen des Etikettieraggregates 17 eine vorgegebene
Soll-Orientierung aufweist.
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Wesentlicher
Bestandteil des opto-elektrischen Erkennungssystems 22 ist
eine opto-elektrische Sensoreinheit 23, die bei der dargestellten
Ausführungsform
von wenigstens einer Kamera gebildet ist. Die Sensoreinheit 23 ist
mit dem Rotor 11 nicht mitdrehend unterhalb der Bewegungsbahn
der transparenten bzw. transluzenten Behälterträger 18 angeordnet,
und zwar derart, dass die optische Achse der Sensoreinheit 23 nach
oben auf die transparenten Behälterträger 18 und
damit auf die auf diesen aufstehenden Flaschenböden 2.1 gerichtet
ist. Der Sensoreinheit 23 sind lichtaussendende Einrichtungen zugeordnet,
die in der 4 schematisch mit 24 angedeutet
sind und für
eine ausreichende Ausleuchtung des jeweiligen Flaschenbodens 2.1 von
oben her sorgen.
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Die
Sensoreinheit 23 befindet sich dabei selbstverständlich in
Drehrichtung B des Rotors 11 in einem genügenden Abstand
von dem Etikettieraggregat 17, so dass nach dem Erfassen
der zufälligen Ist-Lage
oder -Orientierung des Gestaltungselementes 2.3 mit der
Sensoreinheit 23 der Stellantrieb 20 über das
Auswert- und Steuersystem 21 so
angesteuert werden kann, dass das Gestaltungsmerkmal 2.3 und
damit die Flasche 2 vor Erreichen des Etikettieraggregates 17 die
geforderte Orientierung bzw. Ausrichtung aufweisen.
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Ist
die Sensoreinheit 23 eine Kamera, so sind diese Kamera
bzw. deren Optik so ausgebildet und fokussiert, dass die abgebildete
Bildebene bevorzugt die Unterseite des Flaschenbodens 2.1 mit
dem dortigen Erkennungs- oder Gestaltungsmerkmal 2.3 ist.
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Bei
der Abbildung oder Abtastung des Flaschenbodens 2.1 mit
der Sensoreinheit 23 wird bevorzugt nicht nur die jeweilige
Lage des Gestaltungsmerkmals 2.3, sondern u. a. auch dessen
Formgebung erfasst und bei der Auswertung in dem Auswert- und Steuersystem 21 berücksichtigt,
um das Gestaltungsmerkmal 2.3 von anderen Bildbestandteilen,
insbesondere auch von Beschädigungen,
z. B. Kratzern in dem Behälterträger 18 zu
unterscheiden.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind,
ohne dass dadurch er der Erfindung tragende Gedanke verlassen wird.
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Vorstehend
wurde davon ausgegangen, dass die Sensoreinheit 23 eine
Kamera ist. Selbstverständlich
können
auch andere, zum optischer Erfassen bzw. zum Abtasten und/oder Abbilden
des Flaschenbodens 2.1 geeignete Sensoreinheiten oder Sensoren
Verwendung finden.
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Weiterhin
wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die lichtaussendenden Einrichtungen 24 oberhalb
der Bewegungsbahn der Behälterträger 18 angeordnet
sind, und zwar für
ein durchscheinendes Ausleuchten der Flaschenböden 2.1. Selbstverständlich ist
auch eine Anordnung der lichtaussendenden Einrichtungen unterhalb
der Bewegungsbahn der Behälterträger 18 möglich. Weiterhin
ist es auch möglich
diese lichtaussendenden Einrichtungen so auszubildenden, dass sie
jeweils mit wenigstens einem konzentrierten Licht- oder Laserstrahl den
jeweiligen Flaschenboden 2.1 abtasten.
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Weiterhin
wurde vorstehend davon ausgegangen, dass das Ausrichten der Flaschen 2 in
einem Schritt durch Erkennen der zufälligen Ist-Lage oder- Orientierung des
Gestaltungsmerkmales 2.3 und durch anschließendes Drehen
der jeweiligen Flasche 2 in die Soll-Lage erfolgt. Es ist
auch möglich,
dieses Ausrichten der Flaschen 2 in wenigstens zwei Schritten
vorzunehmen, und zwar unter Verwendung von wenigstens zwei Erkennungssystemen 22,
die in Drehrichtung B des Rotors 11 aufeinander folgend
vorgesehen sind. Hierbei erfolgt dann zunächst in wenigstens einem Schritt
ein grobes Ausrichten und in wenigstens einem anschließenden Schritt
ein feinstufiges Ausrichten.
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Weiterhin
wurde vorstehend davon ausgegangen, dass die in den 3 und 4 dargestellte Maschine
eine Etikettiermaschine ist. Grundsätzlich könnte die se Maschine auch bei
gleicher Ausbildung und Anordnung des wenigstens einen Erkennungssystems 22 eine
andere Behandlungsmaschine für Flaschen 2 oder
dergleichen Behälter
sein, beispielsweise eine Inspektionsmaschine oder aber eine Druckmaschine
zum Bedrucken der Flaschen 2 oder dergleichen Behälter an
ihrer Außenfläche in einem vorgegebenen
Bezug zu äußeren Gestaltungsmerkmalen.
Hierbei ist dann beispielsweise anstelle des Etikettieraggregates 17 oder
aber zusätzlich
zu diesem eine Druckvorrichtung 25 vorgesehen ist, und zwar
im letzten Fall beispielsweise auch zum Bedrucken von zuvor aufgebrachten
Etiketten 11 in einem vorgegebenen Etikettenbereich.
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Weiterhin
ist es selbstverständlich
bei der Etikettiermaschine 9 oder einer anderen Behandlungsmaschine
umlaufender Bauart auch möglich,
an jeder Behandlungsposition 12 eine Sensoreinheit 23 mit
dem Rotor 11 mit umlaufend vorzusehen.
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- 1
- Transportsystem
- 2
- Flasche
- 2.1
- Flaschenboden
- 2.2
- Flaschenmündung
- 2.3
- Erkennungs-
oder Gestaltungsmerkmal am Flaschenboden 2.1
- 3
- Transportelement
- 3.1
- Elemente
bzw. Transportkettenelemente
- 4
- opto-elektrisches
Erkennungssystem
- 5
- lichtaussendende
Einrichtung oder Lichtgeber
- 6
- Sensoreinheit
oder Kamera
- 7
- Auswert-
und Steuersystem
- 8
- Führungen
- 9
- Behandlungs-
oder Etikettiermaschine
- 10
- Etikett
- 11
- Rotor
- 12
- Behandlungsposition
- 13
- äußerer Transporteur
- 14
- Behältereinlauf
- 15
- Behälterauslauf
- 16
- äußerer Transporteur
- 17
- Etikettieraggregat
- 18
- Behälterträger bzw.
-teller
- 19
- Stempel
- 20
- Stellantrieb
- 21
- Auswert-
und Steuersystem
- 22
- opto-elektrisches
Erkennungssystem
- 23
- Sensoreinheit
oder Kamera
- 24
- lichtaussendende
Einrichtung
- 25
- Druckvorrichtung
- A
- Transportrichtung
der Transportsystem 1
- B
- Drehrichtung
des Rotors 11