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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fremdkörpererkennung in einer Mehrkopfwaage sowie ein Detektionsmodul für eine Fremdkörpererkennungsvorrichtung in einer Mehrkopfwaage.
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Stand der Technik
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Mehrkopfwaagen oder Teilmengenwaagen sind aus dem Stand der Technik zur schnellen Abfüllung von Schüttgut in vorgegebenen Mengen oder Mengenverhältnissen bekannt. Speziell in der Lebensmittelindustrie werden sie häufig zur Abfüllung von Lebensmitteln in Dosen, Becher, Tüten oder ähnliche Verpackungsbehältnisse verwendet.
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In einer geläufigen Ausführungsform, wie beispielsweise in der
EP 2 634 546 A1 beschrieben, weist eine Mehrkopfwaage eine Vielzahl von kreisförmig über einem Trichter angeordnete Wiegebehälter auf, welche mit dem abzufüllenden Schüttgut gefüllt sind. Über die Wiegebehälter wird die Masse des darin befindlichen Schüttguts erfasst und durch eine Auswertelogik werden diejenigen Wiegebehälter bestimmt, deren Inhalt beispielsweise in Summe einer vorgegebenen Gesamtmenge am nächsten kommt. Diese Wiegebehälter werden in den darunter befindlichen Trichter zur Abfüllung des Verpackungsbehältnisses entleert.
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Aufgrund der Hygieneanforderungen werden derartige Mehrkopfwaagen zumeist kompakt und geschlossen ausgeführt. Aus der
EP3701233B1 ist zudem eine Mehrkopfwaage mit einer Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe einer verbesserten Mehrkopfwaage.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß vorgesehen ist eine Anordnung zur Fremdkörpererkennung in einer Mehrkopfwaage, mit einer Mehrkopfwaage, wobei die Mehrkopfwaage eine Mehrzahl von Wiegebehältern zum Abfüllen von Schüttgut aufweist, welche in eine oder mehrere, in Form eines Trichters zusammengeführte Schütten entleerbar sind,
und wobei die Mehrkopfwaage zwischen oder unter den Wiegebehältern eine Optikeinheit in Form einer Bildaufnahmeeinheit und/oder einer Beleuchtungseinheit aufweist, wobei die Optikeinheit in einem Gehäuse der Mehrkopfwaage eingelassen integriert, oder unter diesem Gehäuse in einem zumindest eine Bildaufnahmeeinheit beinhaltenden Modulgehäuse angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß vorgesehen ist weiterhin ein Detektionsmodul für eine Fremdkörpererkennungsvorrichtung für eine Mehrkopfwaage mit einer Mehrzahl von Wiegebehältern zum Abfüllen von Schüttgut, wobei eine Auswahl der Wiegebehälter in eine oder mehrere, in Form eines Trichters zusammengeführte Schütten entleerbar ist,
wobei das Detektionsmodul zur Integration in eine Mehrkopfwaage ausgeführt ist, das Detektionsmodul ein im Wesentlichen umschließendes Modulgehäuse aufweist und in diesem Modulgehäuse wenigstens eine Kamera aufweist, welche eingerichtet ist, zumindest einen Abschnitt der Innenfläche des Trichters zwischen zwei horizontalen Ebenen zu erfassen.
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Eine Anordnung zur Fremdkörpererkennung in einer Mehrkopfwaage kann zum einen eine Mehrkopfwaage aufweisen, wobei die Mehrkopfwaage eine Mehrzahl von Wiegebehältern zum Abfüllen von Schüttgut aufweist, von welchen eine Auswahl auf Anlass eines Auslösesignals in eine oder mehrere, in Form eines Trichters zusammengeführte Schütten entleerbar ist,
und zudem eine Bildaufnahmeeinheit zur Aufnahme einer Bildserie, eine Beleuchtungseinheit und eine Bildauswerteeinheit zur Abgabe eines Signals bei einer Fremdkörperdetektion in einer Bildserie aufweisen.
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Dabei kann die Bildaufnahmeeinheit wenigstens eine Kamera zur optischen Erfassung des Trichters aufweisen, wobei die wenigstens eine Kamera innerhalb oder oberhalb des Trichters angeordnet und eingerichtet ist, zumindest einen Abschnitt der Innenfläche des Trichters zwischen zwei horizontalen Ebenen zu erfassen.
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Weiterhin kann die Bildaufnahmeeinheit vorteilhaft auch eine Mehrzahl von Kameras aufweisen, welche kreuzweise oder ringförmig innerhalb oder oberhalb des Trichters angeordnet und eingerichtet sind, jeweils einen inneren Abschnitt des Trichters optisch zu erfassen, wobei die optisch erfassbaren Abschnitte horizontal derart aneinandergrenzen, dass die Innenfläche des Trichters zumindest zwischen zwei horizontalen Ebenen durch die Kameras nahezu vollständig erfassbar ist. Die wenigstens eine Kamera kann, oder auch mehrere Kameras der Bildaufnahmeeinheit können zur Erfassung zumindest jeweils eines Spektralbereichs spezifischer Wellenlänge eingerichtet sein, um unterschiedliche Bestandteile des Schüttguts, insbesondere im Schüttgut enthaltene Fremdkörper, über unterschiedliche Reflektionseigenschaften von Oberfläche und/oder Material differenzieren zu können. So sind beispielsweise Kunststoffe bevorzugt im nahen Infrarotbereich detektierbar.
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Eine derartige Anordnung bietet die Möglichkeit, dass bei einer gewünschten Untersuchung des Schüttguts vor einer Abfüllung in einer kompakten, geschlossenen Verpackungsvorrichtung die Untersuchung nicht einer separaten Analyse zur Detektion von Fremdkörpern unterzogen werden muss, sondern dass die Fremdkörperdetektion in eine Mehrkopfwaage als Teil einer Verpackungsvorrichtung integrierbar ist. Die Fremdkörpererkennung kann vorteilhaft im gewogenen und abzufüllenden Schüttgut erfolgen. Ein Einsatz von mehreren Kameras bietet den Vorteil, dass durch die Bildaufnahmeeinheit bei gleicher Kameraauflösung eine höher aufgelöste und weniger verzerrte Bildserie erzielbar ist. Vorteilhaft sind Bildaufnahmeeinheit und/oder die Beleuchtungseinheit innerhalb der Mehrkopfwaage zwischen den Wiegebehältern oder unterhalb der Wiegebehälter angeordnet. Auf diese Weise kann ein aus hygienischen Gründen geschlossenes System erzielt werden. Während des Abfüllvorgangs, bei welchem das Schüttgut über in Form eines Trichters zusammengeführte Schütten rutscht, bildet es einen Schüttgutstrom aus.
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Mit anderen Worten kann eine Anordnung zur Fremdkörpererkennung im Schüttgutstrom in einer Mehrkopfwaage ausgeführt sein, mit
- - einer Mehrzahl von Wiegebehältern zum Abfüllen von Schüttgut, wobei eine Auswahl von Wiegebehältern durch ein Auslösesignal in eine oder mehrere in Form eines Trichters zusammengeführte Schütten entleerbar ist,
- - einer Beleuchtungseinheit, die innerhalb der Mehrkopfwaage, zwischen den Wiegebehältern oder unterhalb der Wiegebehälter angeordnet ist,
- - einer Bildaufnahmeeinheit,zur Aufnahme einer Bildserie mit wenigstens einer Kamera, die innerhalb oder oberhalb des Trichters angeordnet ist und die eingerichtet ist, das Schüttgut in einem Abschnitt der Innenfläche des Trichters zwischen zwei horizontalen Ebenen zu erfassen, und
- - einer Bildauswerteeinheit zur Abgabe eines Signals bei der Erfassung eines Fremdkörpers in der aufgenommenen Bildserie.
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Eine derartige Anordnung kann den Umstand nutzen, dass das Schüttgut während des Abfüllvorgangs, bei welchem das Schüttgut über in Form eines Trichters zusammengeführte Schütten rutscht, nach einem kurzen Fall aus dem Wiegebehälter durch eine Verteilung auf der Schütte aufgespreizt wird.
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Vorteilhaft kann die Aufspreizung während des Rutschvorgangs auf der Schütte durch eine noppenartige Ausführung der Oberfläche der Schütte unterstützt werden. Durch eine Mehrzahl von Kameras ist das Schüttgut in dem Trichter vollständig erfassbar, in dem die Kameras einen vorgebbaren Höhenabschnitt innerhalb des Trichters vollständig erfassen. Somit ist ein Fremdkörper innerhalb des Schüttguts erfassbar, während es diesen Höhenabschnitt innerhalb des Trichters passiert. Ein innerer Höhenabschnitt des Trichters ist durch mehrere Kameras abschnittsweise erfassbar, indem die einzelnen Kameras horizontal aneinander angrenzende Abschnitte zwischen zwei horizontalen Ebenen des Trichters erfassen. Dazu können die Kameras kreuzweise, in Form eines Rings, oder der Form des Trichters entsprechend, innerhalb oder oberhalb, beispielsweise entlang des Rands des Trichters angeordnet sein, wobei der Trichter auch als Dreieck, Viereck bzw. Vieleck ausgebildet sein kann.
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Wird die Bildaufnahmeeinheit und/oder eine Beleuchtungseinheit in das Gehäuse der Mehrkopfwaage integriert, kann deren Gehäuseboden vorteilhaft die Form eines auf die Spitze stehenden Kegels oder einer auf der Spitze stehenden mehrseitigen Pyramide aufweisen.
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Wird die Bildaufnahmeeinheit und/oder eine Beleuchtungseinheit in einem separaten Gehäuse eines Detektionsmoduls angeordnet, kann dessen Gehäuseboden die Form eines auf die Spitze stehenden Kegels oder einer auf der Spitze stehenden mehrseitigen Pyramide aufweisen.
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Dabei kann die Mantelfläche des Kegels in etwa parallel zur Innenseite des Trichters, oder die Seitenflächen der mehrseitigen Pyramide im Wesentlichen parallel zu den Schütten, welche einen Teil des Trichters ausformen, ausgeführt sein.
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Eine parallele Anordnung dieser Flächen zueinander erlaubt eine Aufnahme der Innenseite des Trichters aus einer Richtung senkrecht zu dessen Fläche, wobei die Kamera und/oder die Beleuchtung plan und somit einfach im Gehäuseboden der Mehrkopfwaage oder im Gehäuseboden des Detektionsmoduls anordenbar sind.
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Alternativ kann die Unterseite des Gehäuses einen zylindrischen Teil aufweisen. So kann beispielsweise die Unterseite des Gehäuses ebenfalls die Form eines Trichters mit einer zylindrischen Tülle, oder allgemein einen Boden mit einem zylindrischen Fortsatz aufweisen. Dabei kann der zylindrische Teil in den Trichter der Mehrkopfwaage hineinragen.
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Dieser Ausführung eines Gehäusebodens entsprechend kann ein unter einem beispielsweise planen oder gewölbten Gehäuseboden anordenbares Detektionsmodul eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen.
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Die Bildaufnahmeeinheit und/oder eine Beleuchtungseinheit können - beispielsweise vorteilhaft plan - auf beziehungsweise in der Manteloberfläche des zylindrischen Teils bzw. auf einem zylindrischen Detektionsmodul angeordnet sein. Bei einer derartigen Anordnung können die Schütten zwar nicht aus einer Perspektive senkrecht zu den Schütten erfasst werden, dafür ermöglicht diese Anordnung jedoch einen oberen Bereich der Schütten beziehungsweise des Trichters auch in dem Fall zu erfassen, bei welchem der zylindrische Teil in den Trichter hineinragt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Mehrkopfwaage mehrere Sektoren aufweist, deren Trennwände einen Innenraum des Trichters unterteilen.
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Vorteilhaft gibt die Beleuchtungseinheit ein diffuses oder durch eine Vielzahl von Leuchtmitteln generiertes Licht ab. Dies bietet den Vorteil, dass durch die Schütten verursachte Reflektionen reduzierbar sind. Vorteilhaft kann die Beleuchtungseinheit eine Vielzahl von LEDs aufweisen, welche auf dem Mantel eines kegelförmigen oder einem zylindrischen Teil eines Gehäuseunterbodens oder eines Detektionsmoduls, gegebenenfalls spritzwassergeschützt hinter einer möglicherweise gemeinsamen oder je Seitenfläche gemeinsamen, durchsichtigen Umhüllung angeordnet sind.
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Weiterhin vorteilhaft kann das Detektionsmodul mittels eines Adaptionsrings oder einer Adaptionsscheibe unter den Böden von Mehrkopfwaagen unterschiedlicher Ausführungen anordenbar sein. Unter Umständen kann es zudem vorteilhaft sein, dass Detektionsmodul mehrteilig ausgeführt ist, d.h., dass die Mehrkopfwaage eine Mehrzahl von Detektionsmodulen in jeweils separaten Modulgehäusen aufweist. Dabei kann es sinnvoll sein, dass diese jeweils einen jeweiligen Teil beziehungsweise einen jeweiligen Sektor des Trichters erfassen.
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Zudem kann das Detektionsmodul eine durchgängige Öffnung aufweisen, so dass es beispielsweise die Form eines beispielsweise kurzen, dickwandigen Rohres aufweist. Eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft sein, um beispielsweise einen Zugang zu einem Ablass im Boden eines Gehäuses zu ermöglichen.
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Zeichnungen
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden, schematischen Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
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Es zeigen
- 1 eine schematische Skizze einer Anordnung zur Fremdkörpererkennung in einer Mehrkopfwaage nach dem Stand der Technik;
- 2 eine Seitenansicht einer seitlich, entlang einer Bogensehne angeschnittenen Mehrkopfwaage mit einem Detektionsmodul einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung;
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1 zeigt eine schematische Skizze einer Anordnung zur Fremdkörpererkennung in einer Mehrkopfwaage 1 nach dem Stand der Technik.
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Aus 1 ist eine Anordnung zur Fremdkörpererkennung in einer Mehrkopfwaage 1 ersichtlich, wobei die Mehrkopfwaage 1 eine Mehrzahl von Wiegebehältern 2 zum Wiegen und Abfüllen von Schüttgut aufweist, von welchen eine Auswahl auf Anlass eines Auslösesignals synchron in eine oder mehrere, in Form eines Trichters 3 zusammengeführte Schütten entleerbar ist. Die Anordnung weist eine Bildaufnahmeeinheit 10 zur Aufnahme einer Bildserie, eine Beleuchtungseinheit 11 und eine Bildauswerteeinheit zur Abgabe eines Signals bei einer Fremdkörperdetektion in einer Bildserie auf, wobei die Bildaufnahmeeinheit 10 eine Mehrzahl von Kameras 5 aufweist. Die Kameras 5 sind kreuzweise oder ringförmig innerhalb oder oberhalb des Trichters 3 angeordnet und eingerichtet, jeweils einen inneren Abschnitt 8 des Trichters 3 optisch zu erfassen. Dabei grenzen die von den Kameras 5 jeweils optisch erfassbaren Abschnitte 8 horizontal derart aneinander, dass die Innenfläche des Trichters 3 zumindest zwischen zwei horizontalen Ebenen 6, 7 durch die Kameras 5 nahezu vollständig erfassbar ist.
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Der erfassbare Abschnitt 8 befindet sich auf einer mittleren Höhe des Trichters 5. In einer geläufigen Ausführungsform weist die Mehrkopfwaage 1 zur schnelleren Befüllung der Wiegebehälter 3 über den Wiegebehältern 3 angeordnete Vorratsbehälter 9 auf. Weitere Elemente der Mehrkopfwaage 1 sind der Übersichtlichkeit halber hier nicht dargestellt. Ein inneres Gehäuse 13 der Mehrkopfwaage 1 wird von Stützen 12 getragen, welche zwischen den den Trichter 3 formenden Schütten hindurchgeführt sind.
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2 zeigt eine Seitenansicht einer seitlich, entlang einer Bogensehne angeschnittenen Mehrkopfwaage 1 mit einem Detektionsmodul 15 einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung, bei welcher das Gehäuse 13 in den Trichter 3 hineinragt.
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Die Unterseite des Gehäuses 13 weist ein zylindrisches Detektionsmodul 15 auf, welches sich deutlich, bis dicht über die Höhe sektoraler Trennwände 16 in den Trichter 3 der Mehrkopfwaage 1 hinein erstreckt.
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Auf der Manteloberfläche des Detektionsmoduls 15, in dessen Oberfläche eingelassen, weist das Detektionsmodul 15 eine Bildaufnahmeeinheit 10 in Form von mehreren, horizontal über den Umfang des Zylinders verteilte Kameras 5 auf. Desweiteren weist die Manteloberfläche des Detektionsmoduls 15 zur Ausbildung einer Beleuchtungseinheit 11 eine Vielzahl von Leuchtmitteln, hier von LEDs auf.
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Die Kameras 5 der Bildaufnahmeeinheit 10 sowie die Leuchtmittel der Beleuchtungseinheit 11 sind senkrecht zur Manteloberfläche des Detektionsmoduls 15 ausgerichtet. Im vorliegenden Fall eines Detektionsmoduls 15 mit einer zylindrischen Form ergibt dies eine radiale Ausrichtung in horizontaler Ebene, wodurch der obere Bereich des Trichters 3 erfassbar ist.
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Mittels eines hier nicht dargestellten Adapterrings ist das Detektionsmodul 15 an die Gehäuseböden 14 unterschiedlicher Mehrkopfwaagen 1 adaptierbar.
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Aus der Abbildung nicht ersichtlich kann das Detektionsmodul 15 die Form eines kurzen, dickwandigen Rohres mit einer inneren Öffnung aufweisen, durch welche von unten ein Wartungszugang im Gehäuseboden 14 erreichbar sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2634546 A1 [0003]
- EP 3701233 B1 [0004]
