DE102016123695A1

DE102016123695A1 - Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses

Info

Publication number: DE102016123695A1
Application number: DE102016123695.0A
Authority: DE
Inventors: Alexandra Theopold; Sascha Koers; Markus Reiniger
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-06-07
Also published as: US20190375213A1; US10668739B2; EP3551466A1; WO2018103934A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses einer Halte- und Zentriereinheit (2) von einem ersten Transportelement (3) an ein in Transportrichtung (TR) darauf folgendes zweites Transportelement (4), wobei mittels eines Sensors (5) ein durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit (2) erzeugtes akustisches Signal aufgenommen wird und wobei das vom Sensor bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses einer Halte- und Zentriereinheit zwischen Transportelementen einer Behälterbehandlungsmaschine sowie auf eine Behälterbehandlungsmaschine mit einer derartigen Übergabeprozessüberwachung.
Vorrichtungen zur Behälterbehandlung, insbesondere zum Bedrucken von Behältern sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Insbesondere sind Drucksysteme zum Bedrucken von Behältern unter Verwendung von digitalen, nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden elektrischen Druckköpfen bekannt. Bekannt sind dabei insbesondere auch Drucksysteme oder Druckmaschinen (z.B. DE 10 2007 050 490 A1 ), bei denen an einem um wenigstens eine vertikale Achse umlaufend angetriebenen Transportelement mehrere Behandlungs- oder Druckstationen zur Aufnahme jeweils eines zu bedruckenden Behälters gebildet sind, an denen die Behälter unter Verwendung von elektronisch ansteuerbaren, nach dem Tintenstrahl- oder Ink-Jet-Prinzip arbeitenden digitalen Druckköpfen bedruckt werden.
Aus der Druckschrift DE 10 2011 112 106 B3 ist eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern bekannt geworden, die aus mehreren in Transportrichtung unmittelbar aneinander anschließenden Transportelementen besteht, wobei zumindest einige der Transportelemente als den Aufdruck bewirkende Behandlungseinheiten fungieren und diese Behandlungseinheiten jeweils ein Teildruckbild auf den zu bedruckenden Behälter aufbringen. Die Behälterfixierung an den jeweiligen Behandlungsstationen erfolgt mittels Halte- und Zentriereinheiten, die zusammen mit den Behältern von einer Behandlungsstation eines ersten Transportelements an eine Behandlungsstation eines zweiten, in Transportrichtung folgenden Transportelements weitergegeben werden.
Bei der Weitergabe der Halte- und Zentriereinheiten kann es vorkommen, dass diese durch voranschreitenden Verschleiß oder sonstige Mängel an den Halte- und Zentriereinheiten oder den Aufnahmen, die diese Halte- und Zentriereinheiten an der jeweiligen Behandlungsstation fixieren, nur noch unzureichend bewirkt wird und es durch ein unerwünschtes Lösen, eine falsche Übergabe (z.B. Übergabe zu spät) oder keine Übergabe der Halte- und Zentriereinheit aus der Aufnahme zu schwerwiegenden Schäden an der Behälterbehandlungsmaschine kommt.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung des Übergabeprozesses zwischen Transportelementen einer Behälterbehandlungsmaschine anzugeben, mittels der proaktiv ein Wartungs- bzw. Instandsetzungsbedarf vor dem Auftreten von unerwünschten Maschinenschäden erkannt und basierend darauf eine gezielte Wartung bzw. Instandsetzung eingeleitet werden kann. Im Schadensfall können die Daten auch zur Klärung der Ursachen in hilfreicher Weise herangezogen werden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Eine Behälterbehandlungsmaschine ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 12.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses einer Halte- und Zentriereinheit von einem ersten Transportelement an ein in Transportrichtung darauf folgendes zweites Transportelement. Mittels eines Sensors wird ein durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit erzeugtes Signal, insbesondere akustisches Signal, aufgenommen bzw. erfasst. Durch den Sensor wird ein Messsignal bereitgestellt, wobei dieses Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal hinsichtlich auf Fehler hinweisenden Auffälligkeiten ausgewertet wird. Nachfolgend soll immer unter einem Messsignal auch immer ein hieraus abgeleitetes Signal verstanden und mitgelesen werden.
Der wesentliche Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass Fehler bzw. Abnormalitäten bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit frühzeitig erkannt werden und dadurch Beschädigungen durch eine nicht korrekte Übergabe wirksam vermieden werden können. Damit können hohe Reparaturkosten und Maschinenstillstände entgegengewirkt werden. Vielmehr kann eine proaktive, vorausschauende Maschinenwartung bzw. -instandsetzung bereits dann eingeleitet werden, wenn die Übergabe noch ohne an der Maschine Beschädigungen hervorrufende Fehler vonstattengeht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal mit einem Referenzsignal verglichen. Das Referenzsignal bildet dabei eine Gut-Referenz, d.h. stellt ein Soll-Signal dar, das bei einer fehlerfreien bzw. ohne Auffälligkeiten arbeitenden Übergabe erhalten werden soll. Das Referenzsignal kann beispielsweise eine Amplitude und/oder ein Amplitudenverlauf oder auch eine Frequenz und/oder ein Frequenzbereich des Messsignal oder eines davon abgeleiteten Signals sein und nach der Inbetriebnahme oder regelmäßig zum Produktionsstart der Maschine aufgenommen und abgespeichert werden. Durch den Vergleich ist eine technisch einfache Erkennung von Fehlern bzw. Auffälligkeiten möglich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Toleranzbereich definiert, der einen Sollbereich für das Messsignal bildet. Für den Fall, dass das Messsignal diesen Sollbereich verlässt, kann auf eine untypische Übergabe der Halte- und Zentriereinheit rückgeschlossen werden. Der Toleranzbereich kann insbesondere einen Amplitudenbereich, Frequenzbereich, einen zeitlichen Amplitudenverlaufsbereich des Messsignal oder eines davon abgeleiteten Signals vorgeben.
Das Referenzsignal und der Toleranzbereich wird idealerweise aus einer Korrelation mit einem oder mehreren Parametern der Vorrichtung oder Komponenten der Vorrichtung gebildet. Derartige korrelierende Parameter sind beispielsweise der Soll-Inkrementalwert d.h. die Winkellage des Hautantriebes der Maschine, Zeitpunkt oder Zeitfenster in welchem ein Messsignal, wie bspw. eine Frequenz oder Schall der Art oder Stärke nach erwartet wird, eine Abhängigkeit des Messsignals von der Rotationsgeschwindigkeit der Maschine und/oder Umlaufgeschwindigkeit der Halte- und Zentriereinheiten etc.
Gemäß einer Ausführungsvariante wird das Referenzsignal auch in-situ erzeugt, indem das Messsignal einer Behandlungsstation verglichen wird mit dem mittleren Wert des Messsignals aller oder einer Gruppe von sonstigen Behandlungsstationen. Dieses dynamisch oder in-situ erzeugte Referenzsignal kann wiederum bezüglich der Halte- und Zentriereinheit auf zwei Arten ermittelt werden:

a) das Messsignal an einem Behandlungsmodul im Zusammenwirken mit einer Halte- und Zentriereinheit wird verglichen mit demselben mittleren Messsignal einer Gruppe oder aller Behandlungsmodule im Zusammenwirken mit unterschiedlichen Halte- und Zentriereinheiten,
b) es wird das Messsignal einer Behandlungsstation nur mit Messsignalen derjenigen Behandlungsstationen verglichen, die mit derselben Halte- und Zentriereinheit zusammenwirken, und
c) wobei die Auswertungen nach a) und b) natürlich auch parallel erfolgen können.

Mittels der Methode nach a) kann insbesondere eine Auffälligkeit bezüglich einer Behandlungsstation detektiert werden und mit der Methode nach b) insbesondere eine Auffälligkeit bezüglich eines Halte- und Zentriermoduls.
Idealerweise werden bei der vorgenannten Mittelwertbildung die Behandlungsstationen nicht (mehr) beachtet, deren Messwerte bereits mindestens eine Drift, Annäherungen oder Überschreitungen vom mindestens einem Referenz- oder Sollwert oder -wertebereich aufweisen.
Dabei ist unter einem Messsignal der Behandlungsstation jedes Messsignal zu verstehen, das insb. mit der Aufnahme und Halten einer Halte- und Zentriereinheit im Zusammenhang steht und/oder hierdurch ausgelöst wurde und sensorisch erfassbar ist.
Diese Art der Auswertung hat den großen Vorteil, dass bei variablen Produktionsbedingungen, wie bspw. Temperaturänderungen, usw. die Änderungen der charakteristischen Merkmale laufend mit berücksichtigt werden und somit eine von Produktionsbedingungen unabhängigere Prozessüberwachung ermöglicht wird.
Die Korrelation könnte im Zeitbereich stattfinden und der Amplituden- und Phasenunterschied zwischen den Übergabesignalen bestimmt werden, wobei als Korrelationsmethode beispielsweise die Kreuzkorrelation verwendet werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal im Zeitbereich mit einem Referenzsignal verglichen. Dadurch kann der zeitliche Verlauf des Messsignals mit dem Sollzustand (abgebildet durch das Referenzsignal) verglichen werden. Insbesondere können dadurch ein länger dauerndes akustisches Signal oder mehrere zeitlich aufeinanderfolgende akustische Signale (z.B. mehrfache Schläge, Rattern etc.) wirksam erkannt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal in den Frequenzbereich transformiert und das Messsignal wird im Frequenzbereich mit einem Referenzsignal verglichen. Im Frequenzbereich können insbesondere periodisch wiederkehrende akustische Signale besser erkannt werden.
Es ist auch möglich für die Überwachung des Übergabeprozesses gleichzeitig das Messsignal bzw. ein davon abgeleitetes Signal im Zeit- und Frequenzbereich zu erfassen. Damit kann sowohl das Zeitverhalten als auch das Frequenzverhalten in die Beurteilung des Übergabeprozesses einfließen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal vor dem Vergleich mit dem Referenzsignal gefiltert. Das Filter kann insbesondere ein digitales Filter (z.B. FIR-Filter) sein. Dadurch ist es möglich, dass störende Frequenzbereiche oder bestimmte Hintergrundgeräusche bzw. störende Grundschwingungen ausgefiltert werden und damit nicht in die Messsignalanalyse einfließen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden zeitgleich mehrere akustische Signale aufgenommen. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Sensoren, die beispielsweise an verschiedenen Stellen an der Behälterbehandlungsmaschine angeordnet sind, erfolgen. Idealerweise ist an jedem und in Bezug auf jede Behandlungssation ein Sensor vorgesehen. So können beispielsweise zeitgleich eine erste Halte- und Zentriereinheit von einem ersten Transportelement an ein zweites Transportelement und eine zweite Halte- und Zentriereinheit von dem zweiten Transportelement an ein drittes Transportelement weitergegeben werden. Insbesondere wird jedoch zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem Transportelement jeweils eine Halte- und Zentriereinheit aufgenommen und eine Halte- und Zentriereinheit abgegeben. Da die Abgabe mit keinen oder im Wesentlichen keinen relevanten akustischen Signalen einhergeht, vollzieht sich zu einem gewissen Zeitpunkt pro Transportelement jeweils ein dominantes akustisches Signal erzeugender Übergabeprozess, nämlich das Einbringen und Festlegen der Halte- und Zentriereinheit in der Aufnahme einer Behandlungsstation.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal dem ersten oder zweiten Transportelement, insbesondere einem Winkelsegment, bevorzugt einer Behandlungsstation des ersten oder zweiten Transportelements zugeordnet. Damit kann beim Erkennen von Unregelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten auf eine Behandlungsstation rückgeschlossen werden, an der die Unregelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten entstanden sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal der jeweiligen übergebenen Halte- und Zentriereinheit zugeordnet. Damit kann beim Erkennen von Unregelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten auf die Halte- und Zentriereinheit rückgeschlossen werden, durch die die Unregelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten entstanden sind. Die Halte- und Zentriereinheit wird vorteilhafterweise nach dem Durchlauf durch die Behälterbehandlungsmaschine wieder zum Behältereinlauf zurückgeführt, um anschließend erneut die Behälterbehandlungsmaschine zu durchlaufen. Die Durchlauffrequenz der Halte- und Zentriereinheiten unterscheidet sich bei einer Behälterbehandlungsmaschine mit mehreren Transportelementen wesentlich von der Rotationsfrequenz eines Transportelements. Durch Analyse der Frequenz, mit der sich die Unregelmäßigkeit oder Auffälligkeit wiederholt, kann beispielsweise auf den Grund der Auffälligkeit (beispielsweise Defekt an der Aufnahme oder Defekt an der Halte- und Zentriereinheit) rückgeschlossen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden der Signalverlauf und/oder die Signalamplitude des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals ausgewertet. Auch kann die spektrale Lage des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals, d.h. dessen Frequenz ausgewertet werden. Dadurch können ebenfalls Rückschlüsse auf die Ursachen der Auffälligkeit bzw. Unregelmäßigkeit gezogen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird zusätzlich zu dem unmittelbar bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit entstehenden ersten akustischen Signal ein zweites akustisches Signal aufgenommen, das ausgelöst durch die Übergabe der Halte- und Zentriereinheit dem ersten akustischen Signal als nachlaufendes Signal zeitlich nachfolgt. Dadurch können auch nach dem Übergabeprozess messbare akustische Signale (beispielsweise sich in der Behandlungsstation oder im Transportelement ausbreitende Schallwellen, z.B. Körperschall) für die Überwachung des Übergabeprozesses verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Behälterbehandlungsmaschine umfassend ein erstes, umlaufend antreibbares Transportelement und ein in Transportrichtung auf das erste Transportelement folgendes zweites, umlaufend antreibbares Transportelement. An den Transportelementen sind mehrere Behandlungsstationen vorgesehen, die jeweils zur Aufnahme einer Halte- und Zentriereinheit ausgebildet sind. Die Transportelemente sind dabei derart ausgebildet, dass eine Halte- und Zentriereinheit zusammen mit einem daran gehaltenen Behälter von dem ersten Transportelement an das zweite Transportelement weitergegeben wird. Im Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit vom ersten Transportelement an das zweite Transportelement ist zumindest ein Sensor vorgesehen, der zur Aufnahme des durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit erzeugten spezifischen Signals ausgebildet ist, beispielsweise eine Schwingungsfrequenz des Materials und/oder ein akustisches Signal. Ferner sind Mittel zur Auswertung des durch den Sensor bereitgestellten Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals vorgesehen mittels dessen sich das Messsignal bzw. das davon abgeleitete Signal hinsichtlich auf Fehler hinweisenden Auffälligkeiten analysieren lässt.
Dadurch können Fehler bzw. Abnormalitäten bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit frühzeitig erkannt und dadurch Beschädigungen der Maschine durch eine nicht korrekte Übergabe wirksam vermieden werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor mitbewegt an dem Transportelement vorgesehen. Insbesondere kann der Sensor auf dem Transportelement angeordnet sein. Alternativ ist der Sensor nicht mit dem Transportelement mitbewegt an dem Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit angeordnet. In anderen Worten steht der Sensor fest, während sich das erste und zweite Transportelement relativ zu diesem bewegen. Im Falle eines fest stehenden Sensors kann dieser beispielsweise verschwenkbar um eine Hochachse, insbesondere eine vertikale Hochachse vorgesehen sein, um der Halte- und Zentriereinheit während deren Weiterbewegung durch das Transportelement um einen Winkelbereich zu folgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor durch zumindest ein auf den Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit ausgerichtetes Richtmikrofon gebildet. Ein derartiges Richtmikrofon weist eine Richtwirkung auf, d.h. ist dazu ausgebildet, akustische Signale bevorzugt aus einer bestimmten Raumrichtung bzw. einem bestimmten Raumrichtungsbereich zu empfangen, wohingegen der Empfang aus anderen Raumrichtungen gedämpft bzw. abgeschwächt erfolgt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Sensor nicht mit dem Transportelement mitbewegt an dem Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist jeweils ein Sensor mit dem Transportelement mitbewegt einer einzigen Behandlungsstation oder einer Gruppe von mehreren Behandlungsstationen zugeordnet. Damit kann dieser Sensor akustische Signale, die bei der Übergabe einer Halte- und Zentriereinheit an diese Behandlungsstation oder die Gruppe von Behandlungsstationen entstehen, vorteilhaft erfassen. Das erfasste Signal kann dann dieser Behandlungsstation bzw. der Gruppe von Behandlungsstationen zugeordnet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor (beispielsweise ein Akustiksensor) auf einer innerhalb der Behandlungsstation angeordneten Platine vorgesehen. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Implementierung des Sensors in der Behandlungsstation erreicht werden. Alternativ ist es denkbar, dass der Sensor an einem tragenden Bauteil der Behandlungsstation oder der Aufnahme für die Halte- und Zentriereinheit vorgesehen ist. Dadurch kann der Körperschall innerhalb der Behandlungsstation erfasst werden. Weiterhin alternativ kann der Sensor auch an einem tragenden Bauteil des Transportelements selbst vorgesehen sein, um beispielsweise den in das Transportelement eingeleiteten Körperschall zu messen. Auch ist es möglich, mehrere Sensoren gleichzeitig zur Erfassung von akustischen Signalen eines bestimmten Übergabevorgangs zu verwenden (beispielsweise Kombination aus Körperschallsensor und Mikrofon).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Filter zur Ausfilterung von störenden Grundschwingungen und/oder störendem Hintergrundgeräuschen vorgesehen. Dadurch können Störeinflüsse bei der Messung der akustischen Signale wesentlich minimiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Sensor durch einen Körperschallsensor oder ein Mikrofon gebildet. Mittels eines Mikrofons, insbesondere eines Richtmikrofons können beispielsweise sich in der Luft ausbreitende Schallwellen erfasst werden. Körperschallsensoren hingegen ermöglichen die Messung von Schallwellen, die sich in Festkörpern, beispielsweise Bauteilen der Behandlungsstation (z.B. der Aufnahme für die Halte- und Zentriereinheit) bzw. des Transportelements ausbreiten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine zentrale Auswerteeinheit zur Auswertung sämtlicher von einer Vielzahl von Sensoren bereitgestellten Messsignale oder davon abgeleiteter Signale vorgesehen. Dadurch kann zentral eine Auswertung der Signale und über die verschiedenen Komponenten der Behälterbehandlungsmaschine hinweg eine Bestimmung der Ursache für die erkannten Auffälligkeiten bzw. Unregelmäßigkeiten erfolgen. Insbesondere ist es dann möglich, einzugrenzen, ob eine fehlerhafte Behandlungsstation oder ein fehlerhaftes Transportelement die Auffälligkeit bzw. Unregelmäßigkeit hervorgerufen hat. Alternativ ist es denkbar, dass die Auswertung mehrstufig erfolgt, beispielsweise durch den einzelnen Behandlungsstationen bzw. Transportelementen zugeordnete Auswertemodule, die beispielsweise eine Vorauswertung durchführen und einer übergeordneten Auswerteeinheit, die eine Gesamtauswertung vornimmt.
Die Auswerteeinheit kann beispielsweise eine Speichereinheit aufweisen oder mit einer Speichereinheit verbunden sein, in der Daten zur Fehleranalyse abgespeichert werden. Dadurch kann beispielsweise nach einem auftretenden Maschinenschaden rückverfolgt werden, in welcher Form sich dieser Maschinenschaden vorab durch akustische Signale angekündigt hat. Die Auswerteeinheit kann außerdem dazu ausgebildet sein, bei einer erkannten Auffälligkeit bzw. Unregelmäßigkeit eine Meldung bzw. einen Alarm abzugeben, dass eine Maschinenwartung bzw. Maschineninstandsetzung nötig ist. Dies kann beispielsweise unter Angabe des erkannten Fehlerprofils bzw. unter Angabe von Lokalisierungsinformationen (defekte Behandlungsstation, defekte Halte- und Zentriereinheit etc.) erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Behälterbehandlungsmaschine als Druckmaschine zur Bedruckung von Behältern ausgebildet. Insbesondere als Bedruckungsmaschine, die nach dem Tintenstrahldruckprinzip und entsprechend arbeitenden Druckköpfen ausgebildet ist.
Unter „Behälterbehandlungsmaschine“ im Sinne der Erfindung werden jegliche Maschinen verstanden, mittels denen eine Behälterbehandlung erfolgen kann. Die Behälterbehandlung kann insbesondere die Bedruckung, die Trocknung aber auch die Inspektion der Behälter o.ä. sein.
Unter „fehlerhaft“ im Sinne der Erfindung wird verstanden, wenn eine Maschinenkomponente Auffälligkeiten bzw. Unregelmäßigkeiten zeigt, die außerhalb eines tolerierbaren Bereichs liegen.
Unter „Behälter“ im Sinne der Erfindung werden sämtliche Behälter verstanden, insbesondere Flaschen, Dosen, Becher etc.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
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.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 beispielhaft eine Behälterbehandlungsmaschine als Druckvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung;
2 beispielhaft der Übergabeprozess von Halte- und Zentriereinheiten zwischen an Transportelementen vorgesehenen Behandlungsstationen in einer schematischen Draufsicht;
3 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer spektralen Hauptkomponente innerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
4 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer Amplitude der spektralen Hauptkomponente außerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
5 beispielhaft das von einem Sensor bereitgestellte Messsignal im Frequenzbereich mit einer Frequenz f der spektralen Hauptkomponente außerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs;
6 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung des Übergabeprozesses fußend auf einem Messsignal und einem Referenzsignal im Frequenzbereich;
7 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung des Übergabeprozesses fußend auf einem Messsignal und einem Referenzsignal im Zeitbereich; und
8 beispielhaft und schematisch eine funktionale Darstellung der Überwachung des Übergabeprozesses an zwei unterschiedlichen Übergabeorten.

Die in 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Behälterbehandlungsmaschine dient beispielhaft zum Aufbringen eines Aufdrucks oder Mehrfachdrucks auf Behälter B beispielsweise in Form von Flaschen, und zwar entweder unmittelbar auf die Außen- oder Mantelfläche der Wandung des Behälters B oder aber auf dort bereits aufgebrachte, z.B. mit einer Teilausstattung versehene Etiketten.
Zum Bedrucken werden die Behälter B der Vorrichtung 1 bzw. deren Behältereinlauf 1.1 über einen äußeren Transporteur aufrecht stehend in einer Transportrichtung TR zugeführt, bewegen sich dann innerhalb der Vorrichtung 1 auf einer mehrfach bogenförmig umgelenkten Transportstrecke. Nach dem Bedrucken werden die Behälter B weiterhin aufrecht stehend an einem Behälterauslauf 1.2 über einen äußeren Transporteur einer weiteren Verwendung zugeführt.
Im Einzelnen besteht die Vorrichtung 1 aus mehreren in Transportrichtung TR unmittelbar aneinander anschließenden Maschineneinheiten 1a - 1h in Form von Transportelementen, wobei die Transportelemente Behandlungsstationen (BS) aufweisen, die mit den für die spezielle Aufgabe der jeweiligen Maschineneinheit 1a - 1h notwendigen Funktionselementen ausgestattet ist.
Jedes Transportelement ist mit einer Antriebseinheit gekoppelt mittels derer das Transportelement um eine vertikale Maschinenachse MA der jeweiligen Maschineneinheit 1a - 1h umlaufend antreibbar ist. Das Transportelement 3 bzw. 4, 4' ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass an ihm umfangsseitig eine Vielzahl von gleichartigen Behandlungssegmenten, nachfolgend auch als Behandlungsmodule bezeichnet, als austauschbare Module anbringbar sind, um die jeweilige Maschineneinheit 1a - 1h für eine bestimmte Funktionalität auszustatten. In anderen Worten bildet damit ein Behandlungssegment eine Behandlungsstation BS. Beispielsweise können die Behandlungssegmente Vorbehandlungssegmente (z.B. ausgebildet zur Sterilisation der Behälter etc.), Drucksegmente (z.B. zur Bedruckung der Behälter nach dem Tintenstrahlprinzip etc.) oder Nachbehandlungssegmente (z.B. Curing-Einheiten zum Trocknen des Druckbildes, Inspektionseinheiten etc.) sein. Alternativ können die Behandlungsstationen auch durch einzelne Anordnung von Funktionselementen am Transportelement, d.h. nicht im Ganzen als Modul auswechselbar vorgesehen sein.
Jede Behandlungsstation BS weist beispielsweise Mittel zum Halten und wieder Freigegeben einer Halte- und Zentriereinheit 2 auf, wobei die Halte- und Zentriereinheit 2 zur Halterung und Zentrierung eines zu bedruckenden Behälters B ausgebildet ist. In anderen Worten befindet sich an der Behandlungsstation BS eine Aufnahme, an der eine Halte- und Zentriereinheit 2 lösbar befestigbar ist. Somit wird der zu behandelnde Behälter B während der Drehung des jeweiligen Transportelements durch die Halte- und Zentriereinheit 2 gegenüber der jeweiligen Behandlungsstation BS gehalten und dabei während der Behandlung gleichzeitig in Transportrichtung TR weitertransportiert.
Die Transportelemente der einzelnen Maschineneinheiten 1a - 1h sind unmittelbar bzw. transportmäßig aneinander anschließend angeordnet und gegenläufig, aber synchron derart angetrieben, dass diese Transportelemente in ihrer Gesamtheit eine Transporteinrichtung bilden, mit der die Behälter B innerhalb der Behälterbehandlungsvorrichtung 1 auf einem mehrfach umgelenkten Transportweg zwischen dem Behältereinlauf 1.1 und dem Behälterauslauf 1.2 bewegt werden. Die einzelnen Behälter B werden hierbei jeweils direkt von dem Transportelement einer Maschineneinheit 1a - 1h an das Transportelement der in Transportrichtung TR folgenden Maschineneinheit 1a - 1h weitergeleitet. Dies erfolgt durch Weitergabe der Halte- und Zentriereinheiten 2 von einem Transportelement zum nächsten Transportelement, wobei die jeweilige Halte- und Zentriereinheit 2 einen Behälter B fixiert. In anderen Worten wird jeweils ein Behälter B zusammen mit der ihn haltenden Halte- und Zentriereinheit 2 durch die Transportelemente hindurchbewegt.
Die Halte- und Zentriereinheiten 2 dienen zum Halten und Zentrieren eines Behälters B und zudem zum gesteuerten Drehen bzw. Schwenken desselben. Insbesondere erfolgt mittels der Halte- und Zentriereinheiten 2 bei der Behandlung bzw. beim Bedrucken der Behälter B ein Ausrichten und gesteuertes Drehen bzw. Schwenken der Behälter B um deren Behälterhochachse.
2 zeigt beispielhaft eine Übergabe einer ersten Halte- und Zentriereinheit 2 von einem ersten Transportelement 3 an ein zweites Transportelement 4 bzw. einer weiteren Halte- und Zentriereinheit 2 von dem zweiten Transportelement 4 an ein weiteres Transportelement 4'. Die Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 erfolgt bei einander gegenüberstehenden Behandlungsstationen BS der Transportelemente 3, 4 und 4, 4' dadurch, dass die abgebende Behandlungsstation BS durch Absenken oder Deaktivieren von Haltekräften die Halte- und Zentriereinheit 2 freigibt und die aufnehmende Behandlungsstation BS durch Aktivieren von Haltekräften die Halte- und Zentriereinheit 2 fixiert.
Bei dieser Übergabe der Halte- und Zentriereinheiten 2 von einer Behandlungsstation BS eines ersten Transportelements 3 zu einer Behandlungsstation BS eines zweiten Transportelements 4 entstehen Geräusche, insbesondere im Bereich der aufnehmenden Behandlungsstation BS. Anhand der bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheiten 2 auftretenden Geräusche können Rückschlüsse auf einen möglichen Defekt oder einen Verschleiß an den Behandlungsstationen bzw. an den übergebenen Halte- und Zentriereinheiten 2 gezogen werden, so dass basierend auf den erfassten Geräuschen eine Prozessüberwachung mit dem Ziel der Früherkennung von Störungen bzw. Fehlern erfolgen kann.
Wie in 2 ersichtlich sind Sensoren 5 vorgesehen, mittels denen akustische Signale im Übergangsbereich, in dem eine Halte- und Zentriereinheit 2 von einer abgebenden Behandlungsstation BS an eine aufnehmende Behandlungsstation BS weitergegeben wird, gemessen werden. Die Sensoren können beispielsweise Mikrofone, insbesondere Richtmikrofone oder aber auch Körperschallsensoren sein. Die Körperschallsensoren können insbesondere zur Messung von Schwingungen in Bauteilen der Behandlungsstation BS bzw. des Transportelements 3, 4 vorgesehen sein.
Die Sensoren 5 können dabei mit den jeweiligen Transportelementen 3, 4, 4' mitbewegt oder aber von dem Transportelementen 3, 4, 4' unabhängig und feststehend neben diesen vorgesehen sein. Insbesondere kann jeweils ein Sensor 5 in eine Behandlungsstation BS integriert sein, um bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 auftretende akustische Signale erfassen zu können. Der Sensor kann dabei beispielsweise auf oder an der die Halte- und Zentriereinheit 2 haltenden Aufnahme oder auf einer Platine oder sonstigen Bauteil in der Behandlungsstation BS vorgesehen sein.
Der Sensor 5 kann insbesondere zur Aufnahme von Messsignalen im Zeitbereich ausgebildet sein. Insbesondere kann der Sensor 5 ein zeitveränderliches elektrisches Ausgangssignal bereitstellen, das von den vom Sensor 5 erfassten akustischen Signalen abhängig ist. Die von den Sensoren 5 bereitgestellten Ausgangssignale können entweder direkt oder nach einer weiteren Signalverarbeitung in einer Auswerteeinheit 7 analysiert werden, um festzustellen, ob die Übergabe der Halte- und Zentriereinheiten 2 innerhalb vorgegebener Toleranzwerte abläuft oder ob die erfassten Signale auf einen Fehler oder Verschleiß hinweisen und damit eine proaktive Wartung bzw. Instandsetzung nötig ist. Die Auswerteeinheit 7 kann als zentrale Auswerteeinheit vorgesehen sein, d.h. sämtliche Sensoren 5 sind mit der Auswerteeinheit 7 über die strichpunktierten Datenleitungen gekoppelt (nur einige exemplarisch dargestellt) und diese übernimmt zentral die Analyse und Auswertung der von den Sensoren 5 bereitgestellten Signale. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Auswertung von mehreren Auswertungsmodulen vorgenommen werden und jeweils Gruppen von Sensoren 5 gebildet sind, wobei jede Gruppe von Sensoren 5 mit einem bestimmten Auswertemodul gekoppelt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann zudem eine übergeordnete Auswerteeinheit vorgesehen sein, an der sämtliche von den Auswertemodulen bereitgestellte Auswerteinformationen zusammengeführt und für die Gesamtmaschine ausgewertet werden. Insbesondere kann die Anordnung aus Auswertemodulen und einer übergeordneten Auswerteeinheit eine Master-Slave-Struktur zur Auswertung der Signale bilden. Die beiden Sensoren 5.1, 5.2 sind in dem Beispiel aus der 2 als Richtmikrophone ausgebildet, wobei der linke Sensor 5.1 nur den Winkelbereich 6.1 des Transportelementes 4 überwacht, der sich an den Umfangswinkel anschließt, in dem die eigentliche Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 erfolgt, wobei der rechte Sensor 5.2 beide vorgenannten Winkelbereich 6.2 des Transportelementes 4' überdeckt und dort Messwerte erfasst.
3 bis 5 zeigen beispielhaft mehrere Signalspektren (Signalamplitude über der Frequenz), die beispielsweise durch eine Transformation des von einem Sensor 5 bereitgestellten, zeitabhängigen Signals in den Frequenzbereich erhalten werden. Die Transformation kann beispielsweise mittels einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) erfolgen.
3 bis 5 zeigen beispielhaft bei einer Frequenz f einen dominierenden Spektralanteil (Peak, fett gedruckte Linie), der aus der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 von einem Transportelement 3 zum nächsten Transportelement 4 resultiert. Die Frequenz f kann hierbei beispielsweise von der Drehzahl der Transportelemente 3, 4 abhängig sein, da die Übergabefrequenz durch die Drehzahl der Transportelemente 3, 4 bestimmt wird Die seitlich neben dem dominierenden Spektralanteil befindlichen Neben-Spektralanteile stellen beispielhaft störende Spektralanteile dar, die aus anderen akustische Signale erzeugenden Vorgängen an der Behälterbehandlungsmaschine 1 resultieren.
Beispielhaft ist mittels den gestrichelten Linien ein Toleranzfenster TF gezeigt, durch das ein Frequenzbereich und ein Amplitudenbereich für den dominierenden Spektralanteil definiert wird. Für den Fall, dass sich die Frequenz und Amplitude des dominierenden Spektralanteils innerhalb des Toleranzfensters TF befindet (s. 3), wird die Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 als „fehlerfrei“ bzw. als „Übergabe ohne Auffälligkeit“ erkannt, d.h. es wird keine Störungs- und/oder Wartungsmeldung durch die Auswerteeinheit 7 generiert. Für den Fall, dass die Amplitude des aus der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 resultierenden Spektralanteils den vom Toleranzfenster vorgegebenen Amplitudenbereich unterschreitet bzw. überschreitet (s. 4) und/oder die Frequenz dieses Spektralanteils außerhalb des durch das Toleranzfenster festgelegten Frequenzbereichs liegt (s. 5), wird dies als „fehlerhaft“ bzw. als „Übergabe mit Auffälligkeit“ erkannt und damit eine Störungs- und/oder Wartungsmeldung durch die Auswerteeinheit 7 generiert. Auch ist es denkbar, dass mehrere Toleranzfenster verwendet werden, beispielsweise ein erstes Toleranzfenster im Bereich einer Frequenz, die der Drehzahl des jeweiligen Transportelements entspricht und ein zweites Toleranzfenster im Bereich einer Frequenz, die der Umlauffrequenz der Halte- und Zentriereinheiten 2 entspricht (Halte- und Zentriereinheiten 2 werden periodisch vom Behälterauslauf 1.2 zum Behältereinlauf 1.1 zurückgeführt, so dass die Halte- und Zentriereinheiten 2 periodisch umlaufen).
Eine fehlerhafte oder auffällige Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 kann durch eine fehlerhafte Halte- und Zentriereinheit 2 oder durch eine fehlerhafte Aufnahme der Halte- und Zentriereinheit 2 an der Behandlungsstation BS verursacht werden. Die Auswerteeinheit 7 kann dazu ausgebildet sein, den Grund für den Fehler bzw. die Auffälligkeit näher zu spezifizieren bzw. zu lokalisieren. Insbesondere kann die Auswerteeinheit 7 erkennen, ob der Fehler bzw. die Auffälligkeit durch eine fehlerhafte Halte- und Zentriereinheit 2 oder eine fehlerhafte Aufnahme für die Halte- und Zentriereinheit 2 verursacht wird. Hierzu können beispielsweise die von den Sensoren 5 sämtlicher Transportelemente 3, 4, 4' bereitgestellten akustischen Signale bzw. davon abgeleiteter Signale ausgewertet werden. Für den Fall, dass die Auswerteeinheit 7 einen sich durch sämtliche Transportelemente 3, 4, 4' oder eine Vielzahl von Transportelementen hindurch erstreckende Auffälligkeit erkennt, kann rückgefolgert werden, dass die Auffälligkeit durch eine fehlerhafte Halte- und Zentriereinheit 2 hervorgerufen wird. Für den Fall, dass die Auffälligkeit lediglich an einem einzelnen Transportelement 3, 4, 4' erkannt wird und diese Auffälligkeit mit einer Frequenz auftritt, die der Drehzahl des jeweiligen Transportelements 3, 4, 4' entspricht, kann rückgeschlossen werden, dass ein Fehler an einer Behandlungsstation BS, insbesondere einer Aufnahme für eine Halte- und Zentriereinheit 2 an einer Behandlungsstation BS vorliegt.
Ferner kann die Auswerteeinheit 7 zur Lokalisation einer fehlerhaften Behandlungsstation BS eines Transportelements 3, 4, 4' ausgebildet sein. Beispielsweise können die von den Sensoren 5 bereitgestellten elektrischen Signale voneinander unterschieden werden, beispielsweise durch eine geeignete Codierung o.ä., so dass rückgeschlossen werden kann, an welcher Behandlungsstation BS eine auf einen Fehler hinweisende Auffälligkeit erkannt wurde. Eine weitere Alternative zur Lokalisation einer fehlerhaften Behandlungsstation BS besteht darin, dass durch eine eindeutige Zuordnung eines auf einen Fehler hinweisenden Signals zu einem Winkelbereich des jeweiligen Transportelements 3, 4, 4' die fehlerhafte Behandlungsstation BS ermittelt werden kann. So kann beispielsweise über einen winkelmessenden Sensor am Transportelement 3, 4, 4' ermittelt werden, welche Behandlungsstation BS zu dem Zeitpunkt, an dem das auf einen Fehler hinweisende Signal vom Sensor 5 erkannt wurde, am Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit 2 beteiligt war, insbesondere welche Behandlungsstation BS die Halte- und Zentriereinheit 2 aufgenommen hat. Hierbei sei angemerkt, dass typischerweise die akustischen Signale bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit 2 an der aufnehmenden Behandlungsstation BS entstehen und nicht oder nur in geringem Maße an der abgebenden Behandlungsstation BS.
6 zeigt schematisch und beispielhaft eine Möglichkeit der Auswertung eines von einem Sensor 5 empfangenen oder davon abgeleiteten Signals im Frequenzbereich. Dabei wird ein Vergleicher 10 das vom Sensor 5 erhaltene Messsignal 11 im Frequenzbereich und ein Referenzsignal 12 ebenfalls im Frequenzbereich zugeführt. Das Referenzsignal 12 kann beispielsweise ein Frequenzspektrum eines akustischen Signals sein, das bei dem Einbringen der Halte- und Zentriereinheit 2 in die aufnehmende Behandlungsstation BS entsteht. Dieses Referenzsignal kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Behälterbehandlungsmaschine 1 ermittelt und abgespeichert werden. Das Messsignal 11 und /oder das Referenzsignal 12 können ungefilterte Signale sein oder aber mittels eines geeigneten Filters (z.B. Bandpassfilter) gefiltert sein. Anschließend wird durch den Vergleicher 10 das Messsignal 11 mit dem Referenzsignal 12 verglichen. Der Vergleicher 10 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Abweichungen zwischen dem Messsignal 11 und dem Referenzsignal 12 ermittelt werden. Für den Fall einer hinreichenden Übereinstimmung zwischen Messsignal 11 und Referenzsignal 12 wird eine fehlerfreie Übergabe bzw. eine Übergabe ohne Auffälligkeiten erkannt. Anderenfalls kann eine Fehlermeldung generiert werden. Der Vergleicher 10 kann Bestandteil einer zentralen Auswerteeinheit sein oder aber dezentral im Bereich der jeweiligen Sensoren vorgesehen sein. So kann beispielsweise in der jeweiligen Behandlungsstation BS neben dem Sensor 5 auch ein Auswertemodul (u.a. aufweisend den Vergleicher 10) vorgesehen sein, indem beispielsweise das Referenzsignal abgespeichert ist und in dem der Vergleich mit des Messsignals mit dem Referenzsignal erfolgt. Dieses Auswertemodul kann dann mit einer übergeordneten Auswerteeinheit 7 kommunizieren.
7 zeigt schematisch und beispielhaft eine Möglichkeit der Auswertung eines von einem Sensor 5 empfangenen oder davon abgeleiteten Signals im Zeitbereich. Als Eingangssignale werden ein Messsignal 11 und ein Referenzsignal 12 im Zeitbereich bereitgestellt. Das Referenzsignal 12 kann beispielsweise ein gemessener Zeitverlauf eines akustischen Signals sein, das bei dem Einbringen der Halte- und Zentriereinheit 2 in die aufnehmende Behandlungsstation BS entsteht. Dieses Referenzsignal 12 kann beispielsweise bei der Inbetriebnahme der Behälterbehandlungsmaschine 1 ermittelt und abgespeichert werden. Anschließend wird das von einem Sensor 5 bereitgestellte Messsignal 11 und das Referenzsignal 12 mittels eines Filters 13, insbesondere eines Bandfilters gefiltert. Dadurch können beispielsweise störende Grundschwingungen bzw. Hintergrundgeräusche ausgefiltert werden. Das gefilterte Messsignal 11.1 und das gefilterte Referenzsignal 12.1 werden daraufhin dem Vergleicher 10 zugeführt. Der Vergleicher 10 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Abweichungen zwischen dem gefilterten Messsignal 11.1 und dem gefilterten Referenzsignal 12.1 ermittelt werden. Für den Fall einer hinreichenden Übereinstimmung zwischen gefiltertem Messsignal 11.1 und gefiltertem Referenzsignal 12.1 wird eine fehlerfreie Übergabe bzw. eine Übergabe ohne Auffälligkeiten erkannt. Anderenfalls kann eine Fehlermeldung generiert werden. Der Vergleicher 10 kann Bestandteil einer zentralen Auswerteeinheit sein oder aber dezentral im Bereich der jeweiligen Sensoren vorgesehen sein. So kann beispielsweise in der jeweiligen Behandlungsstation BS neben dem Sensor 5 auch ein Auswertemodul (u.a. aufweisend den Vergleicher 10) vorgesehen sein, indem beispielsweise das Referenzsignal abgespeichert ist und in dem der Vergleich des gefilterten Messsignals 11.1 mit dem gefilterten Referenzsignal 12.1 erfolgt. Dieses Auswertemodul kann dann mit einer übergeordneten Auswerteeinheit 7 kommunizieren.
Auch ist es denkbar, das Messsignal 11 sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich zu analysieren und jeweils einem Vergleich mit einem Referenzsignal 12 bzw. einer Prüfung gegenüber einem Toleranzfenster zu unterziehen.
Vorzugsweise werden pro Übergabevorgang einer Halte- und Zentriereinheit 2 nicht nur ein einziges akustisches Signal sondern zumindest zwei akustische Signale aufgenommen. Diese akustischen Signale können aus einem einzigen Übergabevorgang resultieren, aber zueinander einen Zeitversatz haben. Beispielsweise kann ein erstes akustisches Signal unmittelbar beim Einbringen der Halte- und Zentriereinheit 2 in eine Aufnahme und ein zweites akustisches Signal zeitlich darauf folgend als nachlaufendes Schall- bzw. Schwingungsmuster aufgenommen werden. Dies kann beispielsweise durch Messung in zwei voneinander getrennten oder zeitlich aneinander anschließenden Zeitfenstern erfolgen. Das erste und zweite akustische Signal kann dabei mit ein und demselben Sensor 5 aber auch mit unterschiedlichen Sensoren erfolgen. Dadurch können sowohl das unmittelbar durch das Einbringen entstehende Geräusch als auch die Schwingungsmuster innerhalb der Maschine (verursacht durch das Einbringen der Halte- und Zentriereinheit 2) ausgewertet werden.
Als Sensoren werden beispielsweise Mikrofone, insbesondere Richtmikrofone oder aber auch Körperschallsensoren verwendet. Diese können insbesondere gegenüber anderen Schallquellen abgeschirmt ausgebildet sein. Bei Verwendung von Richtmikrofonen, die insbesondere feststehend neben dem Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheiten 2 vorgesehen sind, können insbesondere Paare von Richtmikrofonen verwendet werden. Ein erstes Richtmikrofon dieses Richtmikrofonpaars ist dabei direkt auf den Übergabebereich ausgerichtet, um das unmittelbar bei der Übergabe entstehende akustische Signal zu erfassen. Ein zweites Richtmikrofon kann derart ausgerichtet sein, dass im Erfassungsbereich 6.1, 6.2 des Richtmikrofons 5.1, 5.2 nur oder zusätzlich auch ein gewisser Nachlaufbereich erfasst wird, in dem sich typischerweise nachlaufende Schall- bzw. Schwingungsmuster ausbreiten. Dies kann beispielsweise ein Winkelbereich sein, durch den die jeweilige Halte- und Zentriereinheit 2 nach der Übergabe durch das aufnehmende Transportelement bewegt wird.
8 zeigt eine weitere Variante des Verfahrens, indem der Referenzwert im Toleranzfeld TF1, TF2 korreliert mit der Winkellage α des jeweiligen Transportelementes beziehungsweise der hieran angeordneten Behandlungsstationen BS. Dabei wird in 8 auch verdeutlicht, dass der Übergabezeitpunkt durch die Winkelposition bekannt ist.
Neben der Signalstärke wird auch eine Signalhäufung im zeitlichen Toleranzfenster TF1 vor und nach dem Zeitpunkt T1 erwartet, der mit einer Winkellage α bspw. des Transportelementes 3 korreliert. Hierbei wird eine gewisse zeitliche Streuung oder Spreizung im Toleranzfenster TF1 erwartet. Im vorliegend gezeigten Fall der 8 wurden am Übergang der Transportelemente 3 zu 4 Messwerte für eine gewisse Anzahl von Übertragungsvorgänge der Halte- und Zentriereinheiten 2 für alle Behandlungsstationen BS aufgenommen und parallel hierzu wurden an dem Übergang der Transportelemente 4 zu 4' ebenfalls die Messwerte für die Übertragungsvorgänge der Halte- und Zentriereinheiten 2 aller Behandlungsstationen BS erfasst.
Die große, unzulässige zeitliche Spreizung der Signale zum Zeitpunkt T1 und der Winkellage α des Transportelementes 4, zeitgleich zur unauffälligen Signalerfassung zum Zeitpunkt T2 bei der Winkellage α Transportelementes 4' zeigt an, dass die Transportelemente 4 und 4' synchron laufen und das Transportelement 3 bzgl. des Synchronlaufes angepasst werden muss. Dabei kann vermutet werden, dass die ober- und unterhalb des zulässigen Toleranzfensters TF1 streuenden Messsignale nur eine Folge des mangelhaften Synchronlaufes sind und kein Defekt an den Behandlungsstationen selbst vorliegt.
Wie oben bereits angedeutet, ist der Übergabezeitpunkt durch die Winkelposition bekannt ist, so dass nur in sehr engen diskreten Zeitfenstern die Messsignale aufgenommen werden müssen, was die zu bearbeitende Datenmenge vorteilhafterweise einschränkt und die Auswertung erleichtert.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Behälterbehandlungsmaschine
1a - 1h: Maschineneinheit
1.1: Behältereinlauf
1.2: Behälterauslauf
2: Halte- und Zentriereinheit
3: erstes Transportelement
4: zweites Transportelement
5: Sensor
5.1, 5.2: Richtmikrofon
6.1, 6.2: Erfassungsbereich
7: Auswerteeinheit
10: Vergleicher
11: Messsignal
12: Referenzsignal
13: Filter
B: Behälter
BS: Behandlungsstation
MA: Maschinenachse
TF: Toleranzfenster
TR: Transportrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007050490 A1 [0002]
DE 102011112106 B3 [0003]

Claims

Verfahren zur Überwachung eines Übergabeprozesses einer puckartigen Halte- und Zentriereinheit (2) von einem ersten Transportelement (3) an ein in Transportrichtung (TR) darauf folgendes zweites Transportelement (4), dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Sensors (5) ein durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit (2) erzeugtes Signal aufgenommen wird, insbesondere das durch den Empfang der Halte- und Zentriereinheit (2) an einer Behandlungsstation (BS) erzeugte Signal, und dass das vom Sensor (5) bereitgestellte Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal ausgewertet wird, , wobei das Signal eine Schwingungsfrequenz und/oder ein akustisches Signal ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal mit mindestens einem Referenzsignal (12) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal im Zeitbereich mit mindestens einem Referenzsignal (12) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal in den Frequenzbereich transformiert und das Messsignal im Frequenzbereich oder ein davon abgeleitetes Signal mit einem Referenzsignal (12) verglichen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder ein davon abgeleitetes Signal vor dem Vergleich mit dem Referenzsignal (12) gefiltert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Filters (6) Grundschwingungen und/oder Hintergrundgeräusche ausgefiltert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zeitgleich oder in einem Zeitfenster von weniger als einer Sekunde mehrere akustische Signale aufgenommen werden, insbesondere Messsignale an zwei oder mehr Behandlungsstationen (BS) aufgenommen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal in-situ, insbesondere durch eine Mittelwertbildung der Messsignale oder davon abgeleitete Signale generiert wird, wobei die Messsignale oder die davon abgeleitenten Signale durch die Übergabeprozess an mindestens zwei Behandlungsstationen (BS) durch die zugeordneten Sensoren (5) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale durch die Übergabeprozesse an den mindestens zwei Behandlungsstationen (BS) im Zusammenwirken mit unterschiedlichen Halte- und Zentriereinheiten (2) erzeugt und von den zugeordneten Sensoren (5) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale durch die Übergabeprozesse an den mindestens zwei Behandlungsstationen (BS) im Zusammenwirken mit derselben Halte- und Zentriereinheiten (2) erzeugt und von den zugeordneten Sensoren (5) erfasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal dem ersten oder zweiten Transportelement (3, 4), insbesondere einem Winkelsegment, bevorzugt einer Behandlungsstation des ersten oder zweiten Transportelements (3, 4) zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal oder das hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten ausgewertete Signal der jeweiligen übergebenen Halte- und Zentriereinheit (2) zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverlauf und/oder die Signalamplitude des Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der unmittelbar bei der Übergabe der Halte- und Zentriereinheit (2) entstehenden ersten Schwingungsfrequenz und/oder dem ersten akustischen Signals eine zweite Schwingungsfrequenz und/oder ein zweites akustisches Signal aufgenommen wird, ausgelöst durch die Übergabe der Halte- und Zentriereinheit (2) und der ersten Schwingungsfrequenz und/oder dem ersten akustischen Signal als nachlaufendes Signal zeitlich nachfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Auswertung eines oder mehrerer Messwerte oder eines davon abgeleiteten Signals steuernd Prozessparameter für mindestens ein Transportelement (3), eine Behandlungsstation (BS) und/oder eine Halte- und Zentriereinheit angepasst werden und/oder Wartungs- und Instanthaltungsaufgaben abgeleitet werden.
Behälterbehandlungsmaschine umfassend ein erstes, umlaufend antreibbares Transportelement (3) und ein in Transportrichtung (TR) auf das erste Transportelement (3) folgendes zweites, umlaufend antreibbares Transportelement (4), wobei an den Transportelementen (3, 4) mehrere Behandlungsstationen (BS) vorgesehen sind, die jeweils zur Aufnahme einer Halte- und Zentriereinheit (2) ausgebildet sind und wobei die Transportelemente (3, 4) derart ausgebildet sind, dass eine Halte- und Zentriereinheit (2) zusammen mit einem daran gehaltenen Behälter von dem ersten Transportelement (3) an das zweite Transportelement (4) weitergegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit (2) vom ersten Transportelement (3) an das zweite Transportelement (4) zumindest ein Sensor (5) vorgesehen ist, der zur Aufnahme des durch den Übergabeprozess der Halte- und Zentriereinheit (2) erzeugten Signals, insbesondere akustischer Signale, ausgebildet ist und dass mindestens eine Auswerteeinheit (7) zur Auswertung des durch den Sensor 5 bereitgestellten Messsignals oder eines davon abgeleiteten Signals hinsichtlich auf Fehler hinweisende Auffälligkeiten vorgesehen ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) mitbewegt an dem Transportelement (3, 4) vorgesehen ist oder nicht mit dem Transportelement (3, 4) mitbewegt an dem Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit (2) angeordnet ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) durch zumindest ein auf den Übergabebereich der Halte- und Zentriereinheit (2) ausgerichtetes berührungslosen Sensor zur Schall und/oder Vibrationsmessung gebildet ist, insbesondere ein Richtmikrofon oder eine Laservibrometer ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Sensor (5) mit dem Transportelement (3, 4) mitbewegt einer einzigen Behandlungsstation (BS) oder einer Gruppe von mehreren Behandlungsstationen (BS) zugeordnet ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) auf einer innerhalb der Behandlungsstation (BS) angeordneten Platine oder Bauteil vorgesehen ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (13) zur Ausfilterung von störenden Grundschwingungen und/oder störendem Hintergrundgeräuschen vorgesehen ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) durch einen Körperschallsensor oder ein Mikrofon gebildet wird.
Behälterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Auswerteeinheit (7) zur Auswertung sämtlicher von einer Vielzahl von Sensoren (5) bereitgestellten Messsignale oder davon abgeleiteter Signale vorgesehen ist.
Behälterbehandlungsmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 23, gekennzeichnet durch deren Ausbildung als Druckmaschine zur Bedruckung von Behälter mittels nach dem Tintenstrahldruckprinzip arbeitenden Druckköpfen.
Behälterbehandlungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterbehandlungsmaschine basierend auf der Auswertung eines oder mehrerer Messwerte oder davon abgeleiteter Signale hinsichtlich mindestens eines Prozessparameters für mindestens ein Transportelement (3) oder eine Behandlungsstation (BS) steuerbar ist und/oder Wartungs- und Instanthaltungsaufgaben ableitbar sind.
Behälterbehandlungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterbehandlungsmaschine eine Bedruckungsmaschine zur umfänglichen und mehrfarbigen Bedruckung von Behältern, insbesondere Flaschen, Dosen und Bechern ist.