DE1473749C3 - Vorrichtung zur Prüfung von Glasgegenständen auf Fehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Glasgegenständen auf Fehler mit einem die Gegenstände in aufrechter Stellung von einer Prüfstation zu einer Auswerfstation transportierenden Förderer, mit wenigstens einer in der Prüfstation einen Lichtstrahl, dessen Mittellinie horizontal ist, auf einen um seine Achse drehenden Glasgegenstand richtenden Lichtquelle und mit wenigstens einer von Fehlern reflektiertes Licht in der Prüfstation empfangenden und weiterleitenden, nahe dem zu prüfenden Gegenstand angeordneten Einrichtung, deren Mittellinie horizontal und rechtwinklig zum Lichtstrahl der Lichtquelle liegt und die einen Auswerfer in der Auswerfstation zum Ausbringen eines defekten Glasgegenstandes betätigt.

fiiiie Vorrichtung dieser Gattung ist bekannt (I ISA.-Patentschrift 2 643 767). Hierbei wird ein Lichtstrahl gegen eine Seite einer Wand des Randabschnilts des drehenden, zu prüfenden Gegenstandes tinier einem spitzen Winkel zu einer radialen Ebene gerichtet, und eine nahe der Prüfstation angeordnete l'liotozelle, tieren Achse rechtwinklig zum ausgeseni!>.icn Lichtstrahl liegt, wird bei Auftreten einer Fehlsk-lle durch das reflektierte Licht erregt. Hei einer weilcren bekannten Vorrichtung (USA.-Patentschrift (I¹JX 5<)S) wird in den (ilasgcgensland von oben eine .klitiohrc eingeführt, von der über einen Spiegel ein Lichtstrahl auf eine außen angeordnete Photozelle bei Auftreffen auf eine Fehlstelle reflektiert wird. In beiden Fällen ist der bauliche Aufwand hoch, es besteht ein ziemlicher Raumbedarf, die Anpassung an unterschiedlich ausgebildete Serien von Glasgegenständen ist zeitraubend und der Prozentsatz an aufgenommenem Störlicht ist groß, während der Prozentsatz an aufgefundenen Fehlstellen klein ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

ίο Vorrichtung zur Prüfung von Glasgegenständen zu schaffen, die einen geringen Raumbedarf hat, schnell auf einen neuen Anwendungsfall umgestellt werden kann, in ihrem Aufbau einfach ist und einen sehr hohen Prozentsatz an Fehlstellen mit Sicherheit aufdeckt.

Der Lösung dieser Aufgabe dient eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die das reflektierte Licht aufnehmende und weiterleitende Einrichtung ein schmaler, länglicher Abtastkopf mit einer Vielzahl von langgestreckten, flexiblen Fasern ist, dessen Mittellinie tangierend an den Glasgegenstand gerichtet ist,' und daß die Mittellinie des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahls ebenfalls als Tangente an den Glasgegenstand verläuft.

Die gestellte Aufgabe wird damit gelöst, denn durch diese Anordnung von Lichtquelle und Licht aufnehmender Einrichtung wird eine sehr viel bessere Wirksamkeit für die Prüfvorrichtung erreicht, als das bei anderen bekannten Vorrichtungen möglich ist. Offensichtlich wird der Lichtstrahl einwärts und anliegend an die Außenoberfläche des Glasgegenstandes abgelenkt, verläuft dann entlang einer Bogensehne nahe und mit geringem Abstand zur Innenoberfläche des Glasgegenstandes und wird schließlich winkelig auswärts von der Innen- zur Außenoberfläche des Gegenstandes abgelenkt. In jedem Fall sorgt diese Anordnung der Lichtquelle für eine wirksame Eliminierung und Reflexion von Fehlern, während gleichzeitig ein minimaler Pegel von Neben- oder Störlicht gehalten wird. Wird nämlich eine Photozelle abgeschirmt, um Stör- oder Fremdlichteinwirkung zu vermindern, so arbeitet nur ein Teil der Photozelle. Eine nichtabgeschirmte Photozelle führt aber zu einem unerwünschten oder sich von selbst verbietenden Pegel an Störlicht. Ein in der Vertikalen länglicher Abtastkopf hat dagegen eine hohe Wirksamkeit in der Aufnahme von reflektiertem Licht, denn es wird in der vertikalen Ebene ein.großer Bereich für die Lichtaufnahme geschaffen, während der horizontale Bereich beschränkt wird, so daß die Aufnahme von Störlicht vermindert wird. In dieser Beziehung ist zu bemerken, daß die Verwendung von optischen Faserbündeln, was in der einschlägigen Technik bekannt ist, eng mit der hohen Gesamtleistungsfähigkeit für die Prüfung verknüpft ist und daran wesentlichen Anteil hat. Die Lichtaufnahmeleistung einer Photozelle ist, auch wenn sie zur Ausbildung eines vertikalen Schlitzes abgeschirmt wird, wesentlich geringer als die eines optischen Faserbündels. Bei einem vertikalen, länglichen, mit einer Photozelle kombinierten Fenster ist— auch unter Einschluß eines entsprechenden Linsensystems - ersichtlich, daß die wirksame Verwendung der Photozelle sich nur über einen Teil deren freier Oberfläche erstreckt. Eine unabgeschirmte Photozelle verbietet sich von selbst im Hinblick auf äußeres Störlicht. Mit einem Abtastkopf gemäß der Erfindung wird dagegen ein großer Hereich für die Lichtaufnahme geschaffen,

und dennoch wird der Einfall von Störlicht vermindert. Es wird die gesamte Frontfläche wirksam für die Lichtaufnahme ausgenutzt, und damit wird auch der Empfang des Lichts am anderen Ende des Faserbündels verbessert.

Vorzugsweise verläuft die Mittellinie des Lichtstrahls als Tangente an eine Innenoberfläche des zu prüfenden Glasgegenstandes, und ferner wird vorzugsweise die vertikale Abmessung der gebündelten Fasern am freien Ende des Abtastkopfes sechsmal größer gehalten als ihre horizontale Abmessung.

Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung können u.a. folgende Prüfungen durchgeführt werden: winklige Prüfung der Oberfläche, vertikale Prüfung der Oberfläche, Schulterscheitelprüfung, Schulterprüfung, horizontale Prüfung des Ringrandes, Prüfung der Scheitel von Oberflächenmarkierungen, Bodenprüfungen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Prüfvorrichtung für Glasgegenstände, im Beispiel sind es Gläser für Säuglingsnahrung,

Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise abgebrochene Draufsicht auf die Prüfvorrichtung, mit einer Lichtquelle und einer Licht empfangenden Einrichtung sowie einem Glasgefäß,

Fig. 3 eine Seitenansicht nach der Linie 3-3 in der Fig. 2,

F i g. 4 den Schnitt nach der Linie 4-4 in der F i g. 2 durch den Abtastkopf,

Fig. 5 eine Stirnansicht des Abtastkopfes nach der Linie 5-5 in der Fig. 2.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 1 wird ein Drehtisch 10 entgegen dem Uhrzeigersinn durch eine nicht dargestellte Vorrichtung in eine schrittweise Umdrehung versetzt, so daß die Gläser 12 von einer Prüfstation A nacheinander zu einer Ausschußstation B transportiert werden, wobei ein Glasbehälter 12a an der Prüfstation A und ein weiterer Glasbehälter 12i> an der Ausschußstation B sowie ein weiterer zwischen beiden Stationen gezeigt sind. Die Gläser können entweder von Hand oder automatisch auf den Drehtisch 10 gestellt werden. Geprüfte und für einwandfrei befundene Glasbehälter können in ähnlicher Weise vom Tisch entfernt werden, fehlerhafte Glasbehälter Werden an der Ausschußstation B ausgestoßen.

An der Prüfstation A sind eine Lichtquelle 14 und eine von Fehlern reflektiertes Licht empfangende und weiterleitende Einrichtung vorgesehen, die aus einem Abtastkopf 32 und einem lichtleitenden Glasfaserbündel 16, das zu einer Steuereinheit 18 führt, besteht. Die Steuereinheit 18 weist eine photoelektrische Zelle oder Photodiode auf, mit der das eine Ende des lichtleitenden Glasfaserbündels 16 verbunden ist, um auf sie Licht zu übertragen. Die gestrichelte Linie 20 zeigt die Lage der Photozelle in der Steuereinheit 18 an. Mit der Photozelle 20 ist in der Steuereinheit 18 auf übliche Weise eine Verstärkervorrichtung verbunden, die aus einem Vorverstärker, einem Verstärker und einer Thyratronröhre zur Betätigung einer Ausstoßvorrichtung besteht.

An der Prüfstation A werden die Glasbehälter 12a in Umdrehung versetzt, während das lichtleitende Glasfaserbündel 16 bzw. der Abtastkopf wie auch die Lichtquelle 14 in ortsfester Lage gehalten werden. Die Glasbehälter werden von Rollen 22 gestützt und durch die einen größeren Durchmesser aufweisende Behälterdrehrolle 24 in Umdrehung versetzt.

An der Ausschußstation B wird ein hin- und herbewegbarer Stößel 26 auf ein Signal von der Photozelle 20 bzw. der Steuereinheit 18 über die Verbindung 28 betätigt, so daß Glasbehälter ausgeschieden werden, wenn Fehlerstellen an ihnen festgestellt wurden, wozu der Stößel 26 die fehlerhaften Glasbehälter 12Z> von dem Drehtisch 10 nach links auf die abwärts geneigte

ίο Rutsche 30 schiebt. Der Stößel befindet sich natürlich in zurückgezogener Stellung, damit er den Weitertransport einwandfreier Glasbehälter durch die Ausschußstation zu einer Abführstation nicht behindert. Das mit dem Abtastkopf 32 verbundene, Licht empfangende und weiterleitende Glasfaserbündel 16 hat einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser, z. B. 3,175 mm, so daß der Abtastkopf 32 zur Verbreiterung des Sehfeldes am Endteil des lichtleitenden Glasfaserbündels wenigstens in einer Richtung dient.

Wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, sind die einzelnen Fasern 34 des Bündels 16 fächerförmig in dem Abtastkopf 32 angeordnet. Zwischen den Fasern ist kein nennenswerter Platz vorhanden, und einige Lagen von Glasfasern lassen sich in dem schmalen waagerechten Teil, wie Fig. 5 zeigt, unterbringen, was auf die verhältnismäßig geringe Stärke der Glasfasern zurückzuführen ist. Der Lichteinfallswinkel 36 beträgt bei Glasfaserlichtleitbündeln üblicherweise 60°, wie das in Fig. 2 angedeutet ist, doch wurde auch schon ein Winkel von 90° erreicht. Aus diesem Grunde kann ein horizontal schmaler und vertikal länglicher Abtastkopf, wie er in F i g. 5 gezeigt ist, einen hohen Wirkungsgrad besitzen. Ein geringer Bildfeldverlust in der horizontalen Ebene begünstigt die Auschaltung von Fremd- oder Störlicht, dagegen wirkt sich der breite Lichteinfallswinkel in der Vertikalen dadurch vorteilhaft aus, daß er eine große Fläche des zu prüfenden Glasbehälters bestreicht, wie das in Fig. 3 angedeutet ist. Die effektive Breite des Faserbündels im Abtastkopf der Fig. 5 kann in der Größenordnung von 0,6 mm liegen, während die Isthöhe etwas weniger als 15,87 mm betragen kann, vorzugsweise ist aber die vertikale Abmessung der gebündelten Fasern sechsmal größer als ihre horizontale Abmessung.

Wie Fig. 4 zeigt, hat der Abtastkopf 32 ein Gehäuse 38, und die in dem Gehäuse angeordneten Fasern 4 werden durch eine Einbettungsmasse 40 in der gewünschten Lage festgehalten. Die Einbettungsmasse kann ein Epoxyharz sein. An Stelle eines eige- nen Gehäuses 38 kann die Einbettungsmasse selber als Gehäuse für den Abtastkopf dienen.

Die Lichtquelle 14 hat ein Gehäuse 40 mit einer kleinen Niederwattglühlampe und einer Sammellinse. Eine Haltevorrichtung 42 dient der Befestigung der Lichtquelle.

Die in F i g. 2 gezeigte Anordnung ist vor allem für die Auffindung von vertikal und winkelförmig verlaufenden Rissen, z. B. den Rissen 42' in dem Glasbehälter 12a, höchst wirksam. Diese Anordnung hat sowohl bei Behältern mit Henkel, als auch bei solchen für einen Schraubverschluß beste Ergebnisse gebracht.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung wird der von der Lichtquelle 14 erzeugte Lichtstrahl gebündelt und horizontal sowie tangential auf die Henkelansatzfläche oder auf die Gewindefläche gerichtet. Die Mittellinie 44 des auf den Glasbehälter fallenden Lichtstrahls liegt vorzugsweise etwas näher zur Innenfläche

des Behälters als zur Außenfläche, bevorzugterweise verläuft sie als Tangente an die Innenfläche. Die Mittellinie 46 des Abtastkopfes 32 verläuft rechtwinklig zur Mittellinie 44, und zwar tangential und etwas näher zur Innenfläche des Henkel- oder Gewindeteils hin. Bei dieser Anordnung dürfte das Glasgefäß selber als Lichtführungselement dienen, so daß der von der Lichtquelle 14 ausgehende Lichtstrahl durch den Henkel- oder Gewindeteil des Gefäßes »um die Ecke« verläuft und von den Fehlerstellen 42' zu dem Abtastkopf 32 reflektiert wird.

Das Licht empfangende Endteil des Glasfaserbündels soll in sehr geringem Abstand von dem zu prüfenden Glasbehälter angeordnet werden. Der Abtastkopf oder das Endteil des Glasfaserbündels sollte im wesentlichen so nahe am Gegenstand angeordnet werden, wie es dessen Umfangsfläche gestattet. Eine äußere Grenze bei der Anordnung des Abtastkopfes bzw. des Endteils liegt bei etwa 25,4 mm Abstand von dem Glasbehälter.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wurden wesentlich verbesserte und unerwartete Ergebnisse erreicht. Glasgegenstände wurden wirksam auf

ίο eine Höchstzahl von unterschiedlich gearteten Fehlern unter wesentlicher Verminderung der Einflüsse von äußeren Störlichtquellen od. dgl. geprüft. Allgemein bekannte Arten von Fehlern wurden mit 80 bis 90%iger Sicherheit aufgefunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Prüfung von Glasgegenständen auf Fehler mit einem die Gegenstände in aufrechter Stellung von einer Prüfstation zu einer Auswerfstation transportierenden Förderer, mit wenigstens einer in der Prüfstation einen Lichtstrahl, dessen Mittellinie horizontal ist, auf einen um seine Achse drehenden Glasgegenstand richtenden Lichtquelle und mit wenigstens einer von Fehlern reflektiertes Licht in der Prüfstation empfangenden und weiterleitenden, nahe dem zu prüfenden Gegenstand angeordneten Einrichtung, deren Mittellinie horizontal und rechtwinklig zum Lichtstrahl der Lichtquelle liegt und die einen auswerfer in der Auswerfstation zum Ausbringen eines defekten Glasgegenstandes betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die das reflektierte Licht aufnehmende und weiterleitende Einrichtung ein schmaler, länglicher Abtastkopf (32) mit einer Vielzahl von langgestreckten, flexiblen Fasern (16) ist, dessen Mittellinie (46) tangierend an den Glasgegenstand (12a) gerichtet ist, und daß die Mittellinie (44) des von der Lichtquelle (14) ausgehenden Lichtstrahls ebenfalls als Tangente an den Glasgegenstand verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie (44) des Lichtstrahls an eine Innenoberfläche des zu prüfenden Glasgegenstandes als Tangente verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Abmessung der gebündelten Fasern am freien Ende des Abtastkopfes (32) sechsmal größer ist als ihre horizontale Abmessung.