DE102010053772A1

DE102010053772A1 - Inspektionsvorrichtung zur Fremdstoffinspektion

Info

Publication number: DE102010053772A1
Application number: DE102010053772A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Herrmann; Claas Fritsche; Marius Michael Herrmann; Alfred Drenguis
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-06-14
Also published as: CN103261882A; US9266711B2; US20130233437A1; WO2012076089A1; CN103261882B; EP2649440A1; RU2529667C1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsanlage (1) insbesondere Füllmaschine in welcher Behälter (1), wie Flaschen oder dergleichen, auch Dosen entlang einer Transportrichtung mit Halte- und Transportelementen (2) transportiert und an der jeweilige Behälter (1) an Füllstationen mit einem Produkt befüllt werden, wobei die Behälterbehandlungsanlage zumindest eine Inspektionsvorrichtung (6) zum Kontrollieren von Flaschen oder dergleichen Behälter (1) auf unerwünschte Fremdstoffe aufweist, welche Inspektionsvorrichtung (6) mit einer Auswerteeinheit in Verbindung steht dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (6) integraler Bestandteil des Halte- und Transportelementes (2) und als Piezo-Sensor (6) ausgeführt ist, wobei die Inspektionseinrichtung (6) so mit dem Behälter (1) verbindbar ist, dass dieser in der jeweiligen Bewegungsrichtung und entlang der Transportrichtung zusammen mit der Inspektionsvorrichtung (6) bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Behälterbehandlungsanlage, insbesondere Füllmaschine, in welcher Behälter, wie Flaschen oder dergleichen, auch Dosen entlang einer Transportrichtung mit Halte- und Transportelementen transportiert und an der jeweilige Behälter an Füllstationen mit einem Produkt befüllt werden, wobei die Behälterbehandlungsanlage zumindest eine Inspektionsvorrichtung zum Kontrollieren von Flaschen oder dergleichen Behälter auf unerwünschte Fremdstoffe aufweist, welche Inspektionsvorrichtung mit einer Auswerteeinheit in Verbindung steht.
Derartige Flaschen oder dergleichen Behälter können für Flüssigkeiten, beispielsweise für Getränke verwendet werden. Die Behälter können aus einem transparenten oder transluzenten Material, beispielsweise aus Glas oder aus einem transluzenten Kunststoff, z. B. PET bestehen.
Bekannt ist, solche Behälter mittels einer Inspektionsvorrichtung auf unerwünschte Fremdstoffe in dem eingefüllten Produkt zu untersuchen, was nicht nur aus Gesundheitsgründen des Verbrauchers geschieht, sondern bei Vorhandensein eines solchen Fremdstoffes auch die Reputation des jeweiligen Produktherstellers ruinieren kann. Von daher wird eine solche Fremdstoffinspektion mit großem Aufwand durchgeführt, um z. B. möglichen Produkthaftungsansprüchen vorzubeugen.
Solche Fremdstoffinspektionen können mit optischen Inspektionseinrichtungen wie z. B. in der DE 102 57 238 A1 offenbart oder solchen auf Basis von Röntgenstrahlung durchgeführt werden (beispielhaft DE 202 17 559 U1 ; DE 10 2006 048 327 A1 ; DE 202 18 138 U1 ).
Diese im Prinzip gut funktionierenden Systeme erreichen jedoch ihre Grenzen, wenn die zu inspizierenden Behälter sehr dunkel oder gar undurchsichtig sind, wie beispielsweise Metalldosen, oder auch wenn das Produkt sehr trübe und/oder fest- bzw. faserhaltig ist.
Bekannt ist weiter ein Inspektionsverfahren, bei welchem unter Laborbedingungen ein Piezo-Sensor eingesetzt wird, wie der AiF-Kurzbericht 264 ZBG offenbart (Neuartige Multikontakt-Detektion als Basis eines innovativen Hybriden Systems zur automatischen Erkennung von partikulären, festen Fremdkörpern in abgefüllten, fließfähigen, nicht-stückigen Lebensmitteln am Beispiel von Produkten ausgewählter rheologischer Konstitution; Delgado, Antonio; Benning, Rainer; Forstner, Judith; Erlangen; FAU Erlangen-Nürnberg. 2009
(AIF264ZBG)).
Das in dem AIF264ZBG offenbarte Vorgehen, soll sich dazu eignen, dass Fremdkörper in Flüssigkeiten mittels einer Signalaufnahme durch den Piezo-Sensor und Schwingungsanalyse nach Anregung der Flüssigkeit erkannt werden können. Als Behältnisse wurden für die durchgeführten Untersuchungen 0,5-Liter-Flaschen genutzt, wie sie für Bier bzw. alkoholfreie Getränke verwendet werden. Für die numerischen Simulationen mittels der Finiten-Elemente-Methode (Simulationssoftware ANSYS CFX) wurde beispielhaft eine mit Wasser gefüllte Flasche gewählt, um zu untersuchen, ob sich zur Positionierung eine translatorische oder eine rotatorische Beschleunigung als besser geeignet erweist. Als Fremdkörper wurden im Wesentlichen sphärische Glaspartikel mit Durchmessern von 0,5 mm, 1,0 mm sowie 1,5 mm betrachtet. Daneben wurden erste theoretische Untersuchungen mit PET-Partikeln, aber auch mit Olivenöl, durchgeführt. Durch die Verstellbarkeit der oberen Flaschenzentrierung und der federnden Lagerung des Bodenteils kann die Einspannkraft definiert eingestellt werden. Letzteres bewirkt zugleich eine vergleichsweise einfache Realisierung der notwendigen Entkopplung gegenüber von außen einwirkenden Schwingungen. Die Signalaufnahme durch den Piezo-Sensor erfolgt dabei ausschließlich über den Boden der Flasche, in dem der Piezo-Sensor wohl direkt auf den Boden der Flasche aufgeklebt wird.
Grundsätzlich könnten damit also Fremdstoffe auch in schwer inspizierbaren Behältern und/oder Produkten erkannt werden. Allerdings beruhen die Erkenntnisse des Kurzberichtes lediglich auf Labormessungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Behälterbehandlungsanlage, insbesondere eine Füllmaschine der eingangs genannten Art bzw. deren Inspektionsvorrichtung mit einfachen Mitteln so zu verbessern, dass Fremdstoffe zuverlässiger erkennbar sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Behälterbehandlungsanlage, insbesondere Füllmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Inspektionseinrichtung integraler Bestandteil des Halte- und Transportelementes und als Piezo-Sensor ausgeführt ist, wobei die Inspektionseinrichtung so mit dem Behälter verbindbar ist, dass dieser entlang der Transportrichtung zusammen mit der Inspektionsvorrichtung bewegbar ist.
Die Erfindung geht von einer Behälterbehandlungsanlage aus, welche in rotierenden Umlauf oder mit einem Lineartransporteur ausgeführt sein kann, wobei das Halte- und Transportelement zum Halten der Behälter einen Greifabschnitt aufweisen kann. Üblicherweise hat die Behälterbehandlungsanlage mehrere Halte- und Transportelemente, also eine entsprechend an die Anzahl von Bearbeitungsstationen korrespondierende Anzahl von Halte- und Transportelementen. Beispielsweise ist die Behälterbehandlungsanlage als Füllmaschine ausgeführt, so dass eine an die Anzahl von Füllstationen korrespondierende Anzahl an Halte- und Transportelementen vorgesehen ist.
Die Transportrichtung im Sinne der Erfindung ist die Richtung in welcher der Behälter den einzelnen, aufeinander folgenden Bearbeitungsstationen und/oder möglichen Inspektionsstationen zugeführt wird, wobei eine Bewegungsrichtung, auf die noch eingegangen wird, unabhängig von der Transportrichtung erzeugt wird. So kann die Bewegungsrichtung um die Hochsachse des Behälters aber auch entlang dieser, oder in einem Winkel dazu auch jeweils überlagernd erzeugt werden. Günstig ist, wenn die zumindest eine Inspektionsvorrichtung stets mit dem Behälter in Verbindung steht, also sowohl in Transportrichtung aber auch in optionaler Bewegungsrichtung.
Bei dem Einfüllen des Produktes in den Behälter hat das Produkt zum Behälter selbst eine Relativgeschwindigkeit. Hier setzt die Erfindung an. So kann zum Beispiel ein in dem Behälter vor dem Füllen und bisher nicht detektierter Fremdstoff durch das einlaufende Produkt aufgespült werden, und so aufgrund der Bewegung des Produktes an die Innenwand des Behälters stoßen. Denkbar ist aber auch, dass ein unerwünschter Fremdstoff in dem einzufüllenden Produkt enthalten ist, welcher aufgrund der Bewegung des Produktes innerhalb des Behälters ebenfalls an dessen Innenwand anstoßen kann. Dieser Stoßimpuls von an die Innenwand anstoßender, unerwünschter Fremdstoffe wird von der Inspektionsvorrichtung, bzw. von dem Piezo-Sensor aufgenommen, und der Auswerteeinheit zugeführt, welche so ein Entscheidungssignal zum Verbleib des Behälters in der Produktionslinie oder zum Aussortieren generiert. Die Auswerteeinheit ist natürlich so ausgelegt, dass diese Signale unerwünschter Fremdstoffe von Signalen erwünschter Feststoffe unterscheiden kann.
Mit der Erfindung wird eine Behälterbehandlungsanlage bzw. eine Inspektionsvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche zuverlässig Fremdstoffe im Innern des Behälters, bzw. in dem jeweils eingefüllten Produkt detektieren kann.
In zweckmäßiger Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Piezo-Sensor in dem Greifabschnitt des Halte- und Transportelementes angeordnet ist.
Möglich ist, dass der Greifabschnitt eine an den Halteabschnitt des Behälters angepasste Ausgestaltung aufweist, wobei der Piezo-Sensor in besonders zweckmäßiger Ausgestaltung eben in diesem an den Halteabschnitt angepassten Greifabschnitt, bevorzugt an dessen Innenbereich integriert ist.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung hat die Inspektionsvorrichtung bzw. der Piezo-Sensor stets Kontakt zu dem zu inspizierenden Behälter, so dass die Stoßimpulse über die Wandung des Behälters und dem betreffenden Messbereich des Halte- und Transportelementes von dem dort angeordneten Piezo-Sensor aufgenommen werden können.
Denkbar ist, dass in dem Material des Halte- und Transportelementes eine Aussparung, also quasi ein Fenster entsprechend der Ausgestaltung des Piezo-Sensors angeordnet ist, so dass der Piezo-Sensor mit seinem Messbereich direkten Kontakt zum zu inspizierenden Behälter haben kann. Möglich ist auch, den Piezo-Sensor bzw. dessen Messbereich unter einer Schutzschicht in dem Halte- und Transportelement zu integrieren, so dass ein indirekter, gleichwohl aber ausreichender Messkontakt zum zu inspizierenden Behälter erreichbar ist.
Mit dem Piezo-Sensor können so zuverlässig unerwünschte Fremdstoffe in dem Produkt detektiert werde, wobei eine Fremdanregung des Behälters zu einer Flüssigkeitsrelativgeschwindigkeit nicht unbedingt erforderlich ist. Weiter kann die Inspektionsvorrichtung zugleich eine Doppelfunktion bereitstellen. Denkbar kann sein, dass die Inspektionsvorrichtung zeitgleich zur Fremdstoffinspektion noch die Einfüllmenge kontrollieren kann, also dass die Inspektionsvorrichtung zugleich noch ein Gewicht bestimmen kann. Vorteilhaft kann dazu ein weiterer Piezo-Sensor zur Gewichtsmessung an dem Halte- und Transportelement angeordnet bzw. darin integriert sein. In günstiger Ausgestaltung ist dieser Piezo-Sensor an einem radial zum Behälter orientierten Armabschnitt des Halte- und Transportelementes integriert. Selbstverständlich ist die Auswerteeinheit auch an diese Gewichtsfunktion angepasst.
Zielführend bei der Erfindung ist, den Piezo-Sensor als integralen Bestandteil des Halte- und Transportelementes auszuführen, so dass die Inspektionsvorrichtung an der Behälterbehandlungsanlage selbst angeordnet ist, und eine Verbindung des zu inspizierende Behälters mit der Inspektionsvorrichtung kurzfristig aber auch gewollt lösbar herstellbar ist, ohne dass die Inspektionsvorrichtung stoffschlüssig, also mit dem Behälter verklebt werden muss, um eine Fremdstoffinspektion durchzuführen.
An dem Halte- und Transportelement kann an dessen Anbindung zur Behälterbehandlungsanlage zum drahtgebundenen Übertragen von Strom und Daten zu und von dem Piezo-Sensor ein entsprechender Anschluss vorgesehen sein. Zur Energieversorgung kann aber auch eine interne Energiequelle genutzt werden, welche an dem Halte- und Transportelement angeordnet werden kann. Zur Datenübertragung kann zudem ein Sender vorgesehen sein, welcher eine drahtlose Übertragung zu einem Empfänger ermöglicht, welcher wiederum drahtlos oder drahtgebunden mit der Auswerteeinheit in Verbindung stehen kann.
Wie bereits gesagt, kann auf eine Anregung des Behälters eigentlich verzichtet werden. Gleichwohl ist selbstverständlich denkbar, den Behälter zu einer Bewegung anzuregen, welche unabhängig von der Transportbewegung entlang der Transportrichtung ist. Dabei kann das Halte- und Transportelement beispielsweise einen Bewegungspunkt aufweisen, auf den ein Anregungselement einwirkt. Beispielsweise könnte das Anregungselement eine Hin- und Herbewegung des Behälters entlang oder quer zu seiner Hochachse bewirken, so dass das Produkt in dem Behälter zu einer Bewegung angeregt wird, wobei ebenfalls unerwünschte Fremdstoffe oder erwünschte Feststoffe an der Innenwand anstoßen können. Möglich ist auch, eine Rotation des Produktes in dem Behälter, z. B. durch eine Überlagerung der beiden zuvor genannten Bewegungen anzuregen. Mittels eines Anregungselementes kann der Behälter also zu einer Bewegung angeregt werden, welche abrupt aufgehoben werden kann, oder auch umgekehrt werden kann. Durch die Massenträgheit des eingefüllten Produktes bewegt sich dieses, bzw. kann dieses rotieren, wobei mögliche unerwünschten Fremdstoffe an die Innenwand des Behälters anstoßen, wobei dieses Signal von dem Piezo-Sensor aufgenommen wird, welcher natürlich auch Signale erwünschter Feststoffe aufnimmt und zur Auswerteeinheit weiterleitet.
Zweckmäßig ist, wenn ein oder mehrere Piezo-Sensoren an dem Halte- und Transportelement angeordnet sind, bzw. integraler Bestandteil desselben sind, wobei zumindest ein Piezo-Sensor integraler Bestandteil zumindest eines jeden Halte- und Transportelementes ist, um gleichzeitig mit einem Befüllen eine Inspektion auf unerwünschte Fremdstoffe durchzuführen.
Möglich ist auch, dass der Behälter auf einem Teller aufsteht, und kopfseitig mittels des Halte- und Transportelementes gehalten ist. Auch ist möglich, den Behälter mittels des kopfseitigen Halte- und Transportelementes und dem Teller entlang der Hochachse des Behälters einzuspannen. Das Halte- und Transportelement kann so die Funktion des Haltens haben, wobei der Teller zusammen mit dem Halte- und Transportelement den Transport in Transportrichtung übernimmt. Zweckmäßiger weise kann die zumindest eine Inspektionsvorrichtung somit auch integraler Bestandteil des Tellers sein. In einfachster Ausgestaltung kann der mit dem darin integrierten Piezo-Sensor vorgesehene Teller einfach an eine Bodenseite des Behälters angelegt werden, so dass der notwendige Kontakt hergestellt ist. Möglich ist, an dem Teller Trägerelemente anzuordnen, in welchen die zumindest eine Inspektionsvorrichtung in der Ausgestaltung als Piezo-Sensor integriert ist.
Es können Trägerelemente vorgesehen sein, welche sich von der Standfläche des Tellers wegerstrecken, und deren Hauptstege, welche die Piezo-Sensoren tragen, an der Behälteraußenwand federartig anliegen. Natürlich sollten dabei insbesondere die Bereiche der Hauptstege an dem Behälter anliegen, welche die Piezo-Sensoren aufweisen. Selbstverständlich können die Trägerelemente unterschiedliche oder gleiche Längserstreckungen aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung können die Trägerelemente nicht nur starr an dem Teller angeordnet sein, sondern auch aus einer Ruheposition in eine Inspektionsposition und zurück verfahrbar sein. Dazu können geeignete Antriebe, beispielsweise elektromotorische oder pneumatische Antriebe vorgesehen sein, welche die Trägerelemente entlang der Hochachse des zu inspizierenden Behälters verfahren. Dabei kann das Trägerelement mit seinem Messbereich, also mit dem Bereich in welchem der Piezo-Sensor angeordnet ist, von unten gegen den Boden des Behälters verfahren werden, oder an dem Boden vorbei verfahren an einem Bauchbereich des Behälters angelegt werden, was so natürlich auch für verfahrbare Trägerelemente an dem kopfseitigen Halte- und Transportelement gilt. Der Teller kann zudem einen Drehantrieb aufweisen, um den Behälter zum Beispiel zu einer Rotation anzuregen. Die Energieversorgung für den Antrieb des Drehantriebes, des Trägerelementes und/oder für den Piezo-Sensor kann in dem Teller bzw. Halte- und Transportelement integriert sein, oder extern erfolgen. Die externe Energieversorgung nicht nur der Trägerelemente sondern auch der Piezo-Sensoren kann wie bei bekannten Drehtellern z. B. über einen Schleifring, einen induktiven Übertrager (RFID) und/oder mittels Dynamoversorgung erfolgen. Auch ist eine drahtgebundene oder drahtlose Signalübertragung des zumindest einen Piezo-Sensor zur Auswerteeinheit möglich.
Denkbar ist aber auch, dass der zumindest eine Piezo-Sensor in dem Teller selbst integriert ist. Dazu kann vorgesehen sein, dass der Teller zumindest eine Tragschicht und eine Sensorschicht aufweist, also zumindest zweischichtig aufgebaut sein kann. So ist möglich radial außen die Flaschentragschicht anzuordnen, und innen, also zentral mittig die Sensorschicht vorzusehen. Trägermaterialien können Metalle, Glas, Keramiken, Gele, Gelkissen, Flüssigkeiten geeigneter Art und/oder technische Gewebe sein. Möglich ist natürlich ein mehrschichtiger Aufbau. Denkbar ist auch, den oder die Piezo-Sensoren in den Teller, bzw. in dessen metallischer Grundplatte einzugießen. Wesentlich ist aber auch hierbei, dass der oder die Piezo-Sensoren Kontakt zur Behälteroberfläche aufweisen, um die Anstoßsignale aufnehmen zu können.
Die Auswerteeinheit kann Verstärker-, Rechner-, Wandler- und/oder Filterelemente in sich vereinigen, und quasi auch als Steuereinheit ausgeführt sein.
Vorteilhaft wird mit der Erfindung auch ein Verfahren zur Inspektion von Behältern mit einer Inspektionsvorrichtung in einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltung zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:

– Halten des Behälters in Transportrichtung mittels des Halte- und Transportelementes,
– Füllen des Behälters mit einem Produkt,
– Kontaktieren zumindest eines Piezo-Sensors mit dem Behälter, wobei der Piezo-Sensor integraler Bestandteil zumindest des Halte- und Transportelementes ist,
– Aufnehmen von Signalen von an der Innenwand des Behälters anstoßenden Partikeln mittels des zumindest einen Piezo-Sensors, wenn der Behälter mit dem Produkt befüllt wird und/oder ist, und
– Weiterleiten der mittels der zumindest einen Inspektionsvorrichtung aufgenommen Signale an eine Auswerteeinheit, welche eine Entscheidung hinsichtlich fremdstoffhaltigem oder nicht fremdstoffhaltigem Behälter detektiert.

Möglich ist, gleichzeitig zur Fremdstoffinspektion noch eine Gewichtskontrolle bezüglich der erforderlichen eingefüllten Menge durchzuführen. Diese Funktion kann die zumindest eine Inspektionsvorrichtung ausführen, wobei natürlich auch ein weiterer Piezo-Sensor zur Gewichtsmessung ausgelegt sein kann. Grundsätzlich ist aber im Sinne der Erfindung möglich, zugleich mit der Fremdstoffdetektion noch eine Gewichtsmessung durchzuführen.
Insbesondere kann noch ein Anregen des Behälters zu einer Bewegung nach dem Befüllen vorgesehen sein, was wiederholbar ist, um so eine Flüssigkeitsbewegung innerhalb des Behälters erreichen zu können, so dass unerwünschte Fremdstoffe an der Innenwand des Behälters anstoßen können. So kann quasi eine kontrollierende Fremdstoffinspektion durchgeführt werden.
Selbstverständlich können mehrere Datensätze mehrerer Piezo-Sensoren gleichzeitig aufgenommen und ausgewertet werden. Die Anregung zur Bewegung kann gleichartig, also stetig sein, wobei auch eine impulsartige Anregung denkbar ist. Möglich ist auch, wie bereits angeführt, eine Überlagerung der vertikalen und horizontalen Bewegungsrichtung, also quasi eine Vibrationsanregung des zu inspizierenden Behälters.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
1 ein Halte und Transportelement einer Behälterbehandlungsanlage als Einzelheit,
2 einen Behälter eingespannt zwischen einem kopfseitigen Halte- und Transportelement und einem fußseitigen Teller,
3 einen Teller als Einzelheit in einer möglichen Ausgestaltung mit Trägerelementen.
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
1 zeigt einen Behälter 1, der in einer nicht weiter gezeigten Behälterbehandlungsanlage inspizierbar ist. Die Behälterbehandlungsanlage ist bevorzugt eine Füllmaschine, welche Behälter 1 mit einem Produkt füllen. Hierzu ist eine Vielzahl von Füllstationen entlang einer rotatorisch umlaufenden oder entlang einer linearen Transportrichtung vorgesehen. Entsprechend der Anzahl an Behälterbehandlungsstationen weist die Behälterbehandlungsanlage eine korrespondierende bzw. gleiche Anzahl an Halte- und Transportelementen 2 auf. Diese greifen wie in 1 dargestellt an einem Mündungsbereich des Behälters 1, wie dargestellt an einem Neckring 3 an.
Das Halte- und Transportelement 2 weist einen Anbindungspunkt 4 zur Behälterbehandlungsanlage auf, wobei gegenüberliegend ein Greifabschnitt 5 angeordnet ist. Mit dem Greifabschnitt 5 kann das Halte- und Transportelement 2 den Behälter 1 greifen. Hierzu ist der Greifabschnitt 5 bevorzugt an die Ausgestaltung des zugehörigen Abschnittes des Behälters 1 angepasst.
In 1 sind Füllelemente nicht dargestellt. Durch die Füllelemente gelangt das zu füllende Produkt in den Behälter 1.
An der Behälterbehandlungsanlage ist zumindest eine Inspektionsvorrichtung 6 zur Fremdstoffinspektion vorgesehen. Erfindungsgemäß ist die zumindest eine Inspektionsvorrichtung 6 integraler Bestandteil des Halte- und Transportelementes 2, und als Piezo-Sensor 6 ausgeführt.
Günstiger Weise ist wenigstens ein Piezo-Sensor 6 integraler Bestandteil eines jeden Halte- und Transportelementes 2.
Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach 1 ist der zumindest eine Piezo-Sensor 6 integraler Bestandteil des Greifabschnittes 5 des Halte- und Transportelementes 2.
Bei dem Einfüllen des Produktes können mittels des zumindest einen Piezo-Sensors 6 so Stoßkontakte unerwünschter Fremdstoffe an der Innenwand des Behälters 1 aufgenommen und zu einer nicht gezeigten Auswerteeinheit weitergeleitet werden. Natürlich werden auch Stoßkontakte von erwünschten Feststoffen zur Innenwand aufgenommen, und zur Auswerteeinheit geleitet. Die Auswerteeinheit ist vorteilhaft so ausgeführt, dass diese die Stoßkontakte unerwünschter Fremdstoffe von denen erwünschter Feststoffe unterscheiden kann, und ein Entscheidungssignal zum Verbleib oder zum Aussortieren des inspizierten Behälters 1 generieren kann.
Da das einzufüllende Produkt grundsätzlich eine Relativgeschwindigkeit zum Behälterinneren hat, werden die unerwünschten Fremdstoffe und/oder die erwünschten Feststoffe genügend angeregt, so dass Stoßkontakte zur Behälterinnenwand möglich sind. Insofern kann auf eine externe Anregung quasi verzichtet werden, welche aber dennoch möglich ist.
Zur externen Anregung des Behälters 1 können Anregungselemente vorgesehen sein, welche zum Beispiel an dem Anbindungspunkt 4 lokalisiert sein können, was mittels des Bewegungspfeils 7 angedeutet ist.
So kann der Behälter 1 nach oder während des Befüllens zu einer Bewegung angeregt werden, welche Stoßkontakte der besagten Stoffe mit der Innenwand bewirken kann.
Zugleich zur Fremdstoffinspektion ist es möglich noch eine Inspektion hinsichtlich der eingefüllten Produktmenge durchzuführen, welche Signale ebenfalls zur Auswerteeinheit geleitet werden. Insofern ist möglich mit dem zumindest einen Piezo-Sensor 6 nicht nur eine Fremdstoffinspektion sondern auch eine Gewichtsmessung durchzuführen. Denkbar ist natürlich, die beiden Inspektionen mit unterschiedlichen Piezo-Sensoren durchzuführen, welche aber gleichwohl an ein und demselben Halte- und Transportelement 2 angeordnet sind, was wohl sinnvoll ist. Der zusätzliche Piezo-Sensor zur Gewichtsmessung kann an einem radialen zum Behälter 1 weisenden Armabschnitt des Halte- und Transportelementes 2 angeordnet sein. Natürlich muss diese Inspektionsvorrichtung zur Gewichtsmessung nicht unbedingt als Piezo-Sensor ausgeführt sein, sondern kann jede andere Ausgestaltung haben.
In weiter möglicher Ausgestaltung kann der Behälter 1 fußseitig auf einem Teller 8 aufstehen, und kopfseitig von dem Halte- und Transportelement 2 geführt sein (2). Der Teller 8 ist in Hochrichtung (Doppelpfeil 9) verfahrbar, so dass der Behälter 1 quasi einspannbar ist, wenn das Halte- und Transportelement 2 und der Teller 8 entsprechend zur Anlage kommen.
Wie in 2 kann die Inspektionsvorrichtung 6 bzw. der Piezo-Sensor 6 integraler Bestandteil des Tellers 8 sein. Der Teller 8 kann mit dem integrierten Piezo-Sensor 6 gegen den Boden des Behälters 1 verfahren werden, um so die Stoßsignale aufnehmen zu können.
Möglich ist, den Teller zweischichtig mit einer Tragschicht und einer Sensorschicht oder gar mehrschichtiger auszuführen.
Denkbar ist aber auch zumindest ein Trägerelement 10 an dem Teller 8 anzuordnen, in welchem der Piezo-Sensor 6 integriert ist, wie 3 zeigt. In 3 ist die Standfläche des Tellers 8 zum unteren Blattrand orientiert, wobei mehrere Trägerelemente 10 vorgesehen sind, welche umfangsmäßig gleich verteilt sind.
Das jeweilige Trägerelement 10 erstreckt sich mit seinem Hauptsteg 11 von der Standfläche des Tellers 8 wegorientiert in Richtung zum Halte- und Transportelement 2. an einem freien Ende des Hauptstegs 11 ist ein Fußsteg 12 angeordnet. Insofern kann auch gesagt werden, dass das Trägerelement 10 quasi L-förmig ausgeführt ist.
Der Piezo-Sensor 6 ist bevorzugt in dem jeweiligen Hauptsteg 11 angeordnet. Günstiger Weise ist der Hauptsteg 11 so ausgeführt, dass sich dieser zumindest mit seinem Messbereich quasi federkraftbedingt an dem auf dem Teller 8 aufstehenden Behälter 1 anlegen kann. Der Messbereich wird durch die Position des Piezo-Sensors 6 definiert.
Möglich ist, die einzelnen Trägerelemente 10 in ihrer Längserstreckung unterschiedlich auszuführen, so dass unterschiedliche Anlagebereich an dem Behälter 1 erreichbar sind.
Denkbar ist auch, die Trägerelemente 10 nicht starr an dem Teller 8 anzuordnen, sondern verfahrbar. So können die Trägerelemente 10 bzw. die darin integrierten Piezo-Sensoren 6 frei wählbar einen jeden Messbereich des Behälters 1 erreichen.
Wie in 3 angedeutet kann eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung der einzelnen Piezo-Sensoren 6 zur Auswerteeinheit bestehen. Es kann auch ein Sender an dem Teller 8 vorgesehen sein, der mit einem Empfänger in Verbindung steht.
Analog zur Ausgestaltung der Trägerelemente 10 an dem Teller 8, ist es natürlich denkbar, solche Trägerelemente 10 auch an dem Halte- und Transportelement 2 oder gar an dem Füllelement vorzusehen.
Zielführend im Sinne der Erfindung ist, dass als Inspektionsvorrichtung zur Inneninspektion des Behälters 1 auf unerwünschte Fremdstoffe zumindest eine Inspektionsvorrichtung 6 in der Ausgestaltung als Piezo-Sensor 6 vorgesehen ist, welcher bevorzugt als integraler Bestandteil des Halte- und Transportelementes 2 und/oder des Tellers 3 ausgeführt ist.
Mittels des Tellers 8 kann der Behälter 1 zudem in einer zur Transportrichtung zusätzlichen Bewegungsrichtung angeregt werden. Die Transportrichtung im Sinne der Erfindung ist die Richtung in welcher der Behälter den einzelnen, aufeinander folgenden Füllstationen zugeführt wird, wobei die Bewegungsrichtung unabhängig von der Transportrichtung erzeugt wird. So kann die Bewegungsrichtung um die Hochsachse des Behälters 1, wie 2 zeigt, aber auch entlang dieser, oder in einem Winkel dazu auch jeweils überlagernd erzeugt werden, wie in 1 angedeutet.
Bevorzugt wird mittels eines Rotationsantriebes eine Drehbewegung des Behälters 1 um seine Hochachse herum erzeugt, wozu der Teller 8 mit seinem Drehantrieb bestens geeignet ist, da dieser auch Umdrehungen von mehr als 1000 U/min erzeugen kann. Insofern ist der Teller 8 nicht nur Aufstands- und Ausrichtelement, sondern hat zu dem noch die Funktion als Anregungselement zur Bewegungsanregung des Behälters 1.
Die Inspektionsvorrichtung 6 in der vorteilhaften Ausgestaltung als Piezo-Sensor 6, ist in der Lage, unerwünschte Fremdstoffe in Produkten detektieren zu können, in denen z. B. optische Verfahren an ihre Grenzen stoßen.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, weisen alle Trägerelemente 10 jeweils die gleiche Längserstreckung auf. Möglich ist auch die jeweiligen Trägerelemente 10 mit unterschiedlichen Längserstreckungen auszuführen. So kann zumindest ein Piezo-Sensor 6 z. B. an einem Bauchbereich des Behälters 1 anliegen, wobei zumindest ein anderer in dessen Mündungsbereich angeordnet sein kann. Denkbar ist, ein jedes Trägerelement 10 in seiner Längserstreckung verfahrbar auszuführen, so dass quasi jeder gewünschte Bereich des Behälters 1 individuell mit dem Piezo-Sensor 6 bemessbar ist. Die Trägerelemente 10 können dazu aus einer Ruheposition in eine jeweils frei wählbare Mess- bzw. Inspektionsposition verfahren werden.
Natürlich kann der zumindest eine Piezo-Sensor nicht nur an der beispielhaften Füllmaschine, sondern auch an Etikettiermaschinen, Verschließmaschinen und der gleichen Behälterbehandlungsanlagen angeordnet sein. Diese Behälterbehandlungsanlagen können eine rotierende Transportrichtung oder auch als Linearförderer ausgeführt sein. In Lineartransporteuren kann zumindest ein Piezo-Sensor 6 in dem Halte- und Transportelement in der Ausgestaltung als Förderband integriert sein.
Möglich ist zudem eine Ausgestaltung, bei welcher der Piezo-Sensor berührungslos misst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10257238 A1 [0004]
DE 20217559 U1 [0004]
DE 102006048327 A1 [0004]
DE 20218138 U1 [0004]

Claims

Behälterbehandlungsanlage, insbesondere Füllmaschine in welcher Behälter (1), wie Flaschen, Container, Dosen und dergleichen entlang einer Transportrichtung mit Halte- und Transportelementen (2) transportiert und an der jeweilige Behälter (1) an Füllstationen mit einem Produkt befüllt werden, wobei die Behälterbehandlungsanlage zumindest eine Inspektionsvorrichtung (6) zum Kontrollieren von Flaschen oder dergleichen Behälter (1) auf unerwünschte Fremdstoffe aufweist, welche Inspektionsvorrichtung (6) mit einer Auswerteeinheit in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionseinrichtung (6) integraler Bestandteil des Halte- und Transportelementes (2) und als Piezo-Sensor (6) ausgeführt ist, wobei die Inspektionseinrichtung (6) so mit dem Behälter (1) verbindbar ist, dass dieser in der jeweiligen Bewegungsrichtung und entlang der Transportrichtung zusammen mit der Inspektionsvorrichtung (6) bewegbar ist.
Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsvorrichtung (6) integraler Bestandteil eines jeden Halte- und Transportelementes (2) der Behälterbehandlungsanlage (1) ist.
Behälterbehandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsvorrichtung (6) in Verbindung zu einem Seitenwandbereich des Behälters (7) steht.
Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsvorrichtung (6) integraler Bestandteil eines Greifabschnittes (5) des Halte- und Transportelementes (2) ist.
Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Inspektionsvorrichtung (6) integraler Bestandteil eines fußseitigen Tellers (8) ist.
Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Inspektionsvorrichtung (6) integraler Bestandteil zumindest eines Trägerelementes (10) ist.
Behälterbehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Trägerelemente (10), welche aus einer Ruheposition in eine Inspektionsposition verfahrbar an dem Halte- und Transportelement (2) und/oder an einem fußseitigen Teller (8) angeordnet sind, wobei die zumindest eine Inspektionsvorrichtung (6) integraler Bestandteil des jeweiligen Trägerelementes (10) ist.
Verfahren zur Inneninspektion von Behältern (1) in einer Behälterbehandlungsanlage, insbesondere in einer Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche Behälterbehandlungsanlage zumindest eine Inspektionsvorrichtung (6) aufweist, die mit einer Auswerteeinheit in Verbindung steht, umfassend zumindest die Schritte – Halten des Behälters in Transportrichtung mittels des Halte- und Transportelementes; – Füllen des Behälters mit einem Produkt – Kontaktieren eines zumindest einen Piezo-Sensors (6) mit dem Behälter während des Füllens des Behälters (1), wobei der Piezo-Sensor (6) integraler Bestandteil des Halte- und Transportelementes (2) ist, – Aufnehmen von Signalen, insbesondere Schall- oder Druckwellen, von an der Innenwand des Behälters anstoßenden Partikeln mittels des zumindest einen Piezo-Sensors (6), wenn der Behälter (1) mit dem Produkt befüllt wird und/oder direkt im Anschluss hierzu, und – Weiterleiten des aufgenommenen Signals an eine Auswerteeinheit, welche eine Entscheidung hinsichtlich fremdstoffhaltigem oder nicht fremdstoffhaltigem Behälter (1) detektiert.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) zu einer Bewegung angeregt wird, was mehrfach wiederholbar ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig zur Fremdstoffinspektion eine Gewichtskontrolle durchführbar ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem mindestens einen Piezo-Sensors (6) zur Fremdstoffinspektion auch die Gewichtskontrolle durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Datensätze mehrerer Inspektionsvorrichtungen (6) gleichzeitig aufgenommen und ausgewertet werden.