DE19542630C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von Gefäßwänden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen von Gefäßwänden gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Prüfen von Gefäßwänden gemäß Anspruch 11.

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie werden sehr hohe Anforderungen an die Qualität von Aufnahmegefäßen zum portionierten Transport und Feilbieten gestellt. Dies betrifft zum einen die steigenden gesetzlichen Anforderungen im Bereich Hygiene und Konsumentenschutz, als auch den gestiegenen Wettbewerb auf der Grundlage eines wachsenden Kundenbewußtseins.

Eine ähnliche Herausforderung stellt sich im Konsumgüter- und Haushaltswarenbereich, wo z. B. Fehlertoleranzen, insbesondere im Bereich von Haushaltsgefäßen und Geschirr, immer strenger eingehalten werden müssen, um den gestiegenen Kundenansprüchen gerecht werden zu können.

Aus diesem Grunde besteht bei der Produktion oder auch im Lebensmittel- und Getränkesektor beim Recyclingprozeß die Notwendigkeit, neu produzierte oder wiederverwendbare Ge­ fäße in bezug auf Verunreinigungen oder Materialfehler vor Inverkehrbringen zu prüfen. Es wurden dazu verschiedene Verfahren insbesondere für den Fließbandbetrieb beschrie­ ben, welche die optischen oder akustischen Eigenschaften der Gefäße ausnützen.

Es ist z. B. bekannt, Getränkeflaschen vor Abfüllung einer optischen Kontrolle zu unterziehen, um Produktionsrück­ stände oder Verunreinigungen aus einer Vorbenutzung detek­ tieren zu können. Oft geschieht das durch eine einfache Inaugenscheinnahme durch eine prüfende Person direkt am Fließband oder der verarbeitenden Anlage, oder aber es wird eine optische Fernkontrolle über eine Kamera-Monitoreinheit durchgeführt.

Bei all diesen Verfahren tritt die Schwierigkeit auf, daß die jeweilige Inaugenscheinnahme ein personalintensiver und aufgrund der Anstrengung, die mit dieser Tätigkeit verbun­ den ist, fehlerbehafteter Arbeitsgang ist. Ferner können be­ stimmte Fehler oder auch Verunreinigungen in den Gefäßen, insbesondere dann, wenn die Gefäße nicht transparent sind, nicht erkannt werden. Des weiteren erscheint aufgrund des hohen Personalbedarfs die Automatisierung dieses Prozesses wünschenswert.

Insbesondere in der Getränkeindustrie, wo eine Vielzahl gleichartiger, normierter Gefäße, insbesondere Glasflaschen mit einem Normgewinde, produziert oder wiederverwendet wer­ den, ist ein fehlerfreies Prüfen der verwendeten Gefäße, insbesondere im Problembereich des Gewindes dringend ge­ boten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Inspizieren und Prüfen von Gefäßwänden von Gefäßen mit mindestens einer Öffnung anzugeben, mit welchem Gefäßwände zeitsparend und mit einer besonders niedrigen Fehlerquote auf Verunreinigungen und Materialfehler geprüft werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß vorrichtungsmäßig durch eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 und verfahrensmäßig durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Insbesondere für transparente Gefäße mit einem Gewindebereich bietet sich die Verwendung der Vorrichtung nach Anpruch 14 an. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vor­ richtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Ge­ genstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Belichtungs­ einrichtung, eine Abbildungseinrichtung und eine Steuer­ einrichtung auf. Die Belichtungseinrichtung dient dem Belichten der zu prüfenden Gefäße, und die Abbildungsein­ richtung dient dem optischen Abbilden der Gefäße, wobei dies unter der Verwendung mehrerer Primärspiegel geschieht, deren Einzelabbildungen mittels einer Sammeloptik gesam­ melt und auf einer Kameraeinrichtung abgebildet werden. Ferner ist eine Steuereinrichtung mit einem Speicher vor­ gesehen, um mindestens das Belichten und/oder das optische Abbilden zu steuern. Durch jeden Primärspiegel wird wenig­ stens ein Teil einer Gefäßinnenseite zumindest im Bereich einer Gefäßöffnung des Gefäßes abgebildet. Die Gesamtheit aller Primärspiegel ist so angeordnet, daß die gesamte Öffnungsinnenseite mindestens einer Gefäßöffnung optisch erfaßt wird.

Das Abbilden durch die Primärspiegel kann z. B. durch die Gefäßöffnung hindurch geschehen. Es ist aber auch denkbar, daß das Abbilden bei transparenten Gefäßen durch die Ge­ fäßaußenwand hindurch erfolgt, wobei entweder Rückstände oder Fehler der nachfolgenden Innenwand oder aber der gegenüberliegenden Innenwand erkannt werden können. Insbe­ sondere aber die Abbildung durch die Gefäßöffnung hindurch ermöglicht auch das Prüfen der Gefäßinnenseite bei optisch nicht transparenten Gefäßen.

Um eine möglichst einfache Abbildungsgeometrie zu erhalten, die ein Zusammensetzen der Einzelbilder über die Sammelop­ tik ermöglicht, ist es von Vorteil, wenn die Primärspiegel alle in einer Ebene liegen. Es ist ferner sinnvoll, die Primärspiegel gleichmäßig auf 360° verteilt anzuordnen. Dann nämlich bildet jeder Primärspiegel ein etwa gleich­ großes, komplementäres Element der Öffnungsinnenseite der jeweiligen Öffnung auf die Sammeloptik ab, so daß mit einer besonders kleinen Zahl einzelner Primärspiegel der gesamte Winkelbereich von 360° für die Öffnungsinnenseite abge­ deckt werden kann, weil benachbarte Primärspiegel dann minimale überlappende Bildbereiche erzeugen.

Obwohl die Vorrichtung bereits mit zwei Primärspiegeln voll funktionsfähig ist, ist es vorteilhaft vier Primärspiegel auszubilden. Diese können auf einer Geräteplatte fest mon­ tiert werden, wobei aber auch Justage über eine Justierein­ richtung vorgesehen ist. Die Montageplatte ordnet alle vier Primärspiegel um 90° gegeneinander gedreht in einer Ebene um das zu untersuchende Gefäß an. Es ist sinnvoll und zweckmäßig daß die Primärspiegel als plane Spiegel ausge­ bildet sind, wobei die Ebenen der Primärspiegel in bezug auf die Ebene der Montageplatte dieselbe Neigung besitzen, um für alle Einzelabbildungen eine identische Verzerrung zu erzeugen, so daß auch die Sammeloptik und die Kameraein­ richtung besonders einfach ausgebildet werden können.

Die Sammeloptik zur Aufnahme der Einzelabbildungen der Primärspiegel kann aus einer Kamera für jeden Primär­ spiegel bestehen, wobei die Einzelabbildungen nach einem Digitalisierungsverfahren erst in einer Datenverarbei­ tungsanlage als digitalisierte Bilder gesammelt werden.

Es ist aber besonders einfach, die Sammeloptik als Umlenk- oder Sammelspiegel auszubilden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn dieser Umlenk- und Sammelspiegel mehrfach segmentiert ausgebildet ist, so daß die Segmente die Einzelabbildungen der Primärspiegel in eine Kameraeinrichtung, insbesondere in einer gemeinsamen Kameraeinrichtung, sammeln und abbil­ den.

Um ein leichtes Zuordnen der Segmente des Umlenk- und Sam­ melspiegels zu den einzelnen Primärspiegeln zu ermöglichen, ist es vorgesehen, daß durch jedes Segment des Umlenk- und Sammelspiegels das Bild genau eines Primärspiegels abgebil­ det wird.

Um die nachfolgende Analyse der optischen Abbildung zu ver­ einfachen, ist es vorteilhaft, daß die in die Kameraein­ richtung hinein abgebildeten Einzelabbildungen der Pri­ märspiegel sich nicht überlagern. Für bestimmte Anwen­ dungen kann es aber auch von Vorteil sein, wenn z. B. bestimmte Gefäßöffnungsabschnitte durch die Sammeloptik in der Kameraeinrichtung zur Deckung gebracht werden, um sie z. B. einfach vergleichen zu können.

Der Umlenk- und Sammelspiegel einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung weist besonders vorteilhafte mechanische und ther­ mische Eigenschaften auf, wenn er einstückig ausgebildet ist. Dann nämlich ist eine Justage der einzelnen Segmente des Umlenk- und Sammelspiegels nicht mehr nötig, so daß der Aufwand beim Justieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung drastisch reduziert wird. Um thermische Drifterscheinungen zu vermeiden, kann es ferner von Vorteil sein, die Sammel­ optik mittels einer Temperiereinrichtung auf konstanter Temperatur zu halten.

Die Komplexität des optischen Abbildens und des Analysie­ rens der optischen Abbildungen kann drastisch reduziert werden, wenn die Segmente des Umlenk- und Sammelspiegels, analog zur Ausgestaltung der Primärspiegel, im wesentli­ chen in einer Ebene und in etwa gleichmäßig auf 360° verteilt angeordnet sind. Ferner ist es von Vorteil, wenn die einzelnen Segmente gegenüber dieser Ebene in etwa die gleiche Neigung aufweisen, weil dann, wie bereits oben er­ wähnt, die Bildverzerrungen der Einzelabbildungen gleich­ artig gehalten werden, so daß sich eine einfache Bildaus­ wertung ergibt.

Eine besonders einfache optische Anordnung erhält man, wenn alle Spiegelelemente als Planspiegel ausgelegt sind. Es kann aber auch vorteilhaft sein, um eine oder mehrere Achsen konvexe oder konkave Spiegel zu verwenden, wenn z. B. bestimmte Details der optischen Abbildungen analysiert werden sollen, oder wenn bei einem minimalen Aufwand op­ tischer Einzelkomponenten ein möglichst großer Winkelbe­ reich beim optischen Abbilden abgedeckt werden soll.

Bei der Verwendung von vier Primärspiegeln ist es beson­ ders zweckmäßig, einen Umlenk- und Sammelspiegel auf der Grundlage eines einstückigen Würfels auszubilden, wobei aus dem Vollwürfel um 90° gegeneinander gedreht gleichartige Prismenelemente aus dem Vollkörper herausgearbeitet sind, so daß sich vier gleiche, um 90° gegeneinander gedrehte rechteckige plane optische Flächen ergeben, die in Aufsicht auf den so bearbeiteten Vollwürfel dessen Grundfläche in vier gleiche Quadrate unterteilt erscheinen lassen.

Als Grundkörper für die Herstellung eines derartigen seg­ mentierten Umlenk- und Sammelspiegels kann ein Glas, eine Glaskeramik, ein Kunststoff, ein Metall oder ein anderer Stoff verwendet werden, der ein einfaches mechanisches Be­ arbeiten bei minimaler Oberflächenrauhigkeit und bei guter thermischer und mechanischer Stabilität erlaubt. Das Ver­ spiegeln eines derartigen Grundkörpers kann entweder durch Aufbringen einer hochreflektierenden Schicht oder durch Montage entsprechender, vorgefertigter Spiegelelemente er­ folgen. Die Verwendung vorgefertigter Spiegelelemente ermöglicht dann auch eine Nachjustage der gesamten optisch­ en Anordnungen.

Der Umlenk- und Sammelspiegel kann in einer vorteilhaften Weiterbildung auch in Modulbauweise ausgeführt sein, wobei jedes Modul mindestens ein Spiegelsegment aufweist. Die Mo­ dulbauweise hat den Vorteil, daß jede der optischen Flächen besonders einfach präpariert werden kann und daß durch die separate Anordnung der einzelnen Module diese dann über entsprechend ausgebildete Justiereinrichtungen nachjustiert werden können, um die Bildqualität zu optimieren.

Zur möglichst einfachen Bildaufnahme ist eine Speicher-Ka­ mera, insbesondere eine CCD-Kamera vorgesehen. Diese Kamera kann vorteilhafterweise mit der Steuereinrichtung verbunden sein und/oder durch diese gesteuert werden. Dabei kann über Steuerleitungen die gesammelte Bildinformation direkt in die Steuereinrichtung eingelesen werden, um eine möglichst einfache Informationssammlung, -speicherung und -auswertung zentral durchführen zu können.

Herstellungs- und Produktionsbereiche in Fabriken weisen oft eine unzureichende und insbesondere ungleichmäßige Be­ leuchtung auf. Deshalb ist es von Vorteil, für die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung eine Belichtungseinrichtung vorzu­ sehen. Diese kann in Dauerbelichtung arbeiten, aber es ist besonders energiesparend und darüber hinaus augrund der Be­ ziehungen zwischen Helligkeit und Tiefenschärfe von beson­ derem Vorteil, die Belichtungseinrichtung als Blitzlicht auszubilden. Dabei können das optische Abbilden und das Be­ lichten über die Steuereinrichtung simultan ausgelöst wer­ den, wobei z. B. die Position des zu untersuchenden Gefäßes auf einem Fließband oder dergleichen als Trägersignal von der Steuereinrichtung ausgewertet werden kann.

Bei optisch transparenten Gefäßen ist es besonders einfach, die Belichtungseinrichtung so anzuordnen, daß in bezug auf die Primärspiegel die Abbildung im Gegenlichtverfahren er­ folgt. Dann nämlich kann aus der optischen Abbildung auf Eigenschaften und Strukturen des Inneren der Gefäßwand ge­ schossen werden.

Bei optisch nicht transparenten Gefäßen ist es von Vorteil die Belichtungseinrichtung so auszubilden, daß aus dem re­ flektierten Licht auf die Oberflächeneigenschaften, wie z. B. Rauhigkeit oder Verunreinigung, der Gefäßwände ge­ schlossen werden kann, wobei auch unterschiedliche Belich­ tungs- oder Abbildungswinkel vorgesehen sein können.

Neben der Steuerung des Belichtens und des optischen Ab­ bildens ist es zweckmäßig, die Steuereinrichtung zur zen­ tralen Auswertung und zur Analyse der aufgenommenen opti­ schen Daten zu verwenden. Dazu ist es vorgesehen, daß die Steuereinrichtung in einem Speicher die optischen Abbildun­ gen der Gefäße aufnimmt und nach bestimmten Kriterien, die ebenfalls im Speicher abgelegt sind, auswertet.

Es kann dabei ferner von Vorteil sein, wenn sowohl die ein­ zelnen Abbildungen als auch die Auswerteergebnisse nach außen hin z. B. auf einem Monitor anzeigbar sind, so daß z. B. durch einen Operator der Betriebszustand der Vorrich­ tung ständig überwacht werden kann.

Ferner kann zum Betrieb in einer automatischen Produktions- oder Aufbereitungsanlage die Steuereinrichtung auch derart ausgebildet sein, daß nach Erreichen bestimmter Grenzwerte für ein untersuchtes Gefäß in bezug auf die im Speicher ge­ speicherten Auswertkriterien und -regeln ein Fehlersignal erzeugt wird, daß dazu führt, daß das untersuchte, ver­ meintlich fehlerhafte Gefäß nicht weiterverwendet oder aber einer genaueren Untersuchung zugeführt wird.

Ferner ist insbesondere bei der Verwendung optisch transpa­ renter Gefäße die Steureinrichtung so ausgelegt, daß eine Analyse von Gewindegängen auf der Gefäßaußen- und/oder In­ nenseite, insbesondere im Bereich einer Gefäßöffnung, mög­ lich ist.

Dazu ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere bei optisch transparenten Glasflaschen und insbesondere bei 0,7 Liter Flaschen mit Normgewinde vorge­ sehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Inspizieren und Prüfen von Gefäßwänden von Gefäßen mit mindestens einer Öffnung besteht darin, daß die Gefäßinnenseite wenigstens im Bereich einer Öffnung des Gefäßes abgebildet wird. Dabei wird die gesamte Öffnungsinnenseite erfaßt, und die op­ tische Abbildung wird aufgenommen und/oder gespeichert. Ferner wird die gespeicherte Abbildung nach ebenfalls ge­ speicherten Auswertkriterien analysiert, wobei als Ergeb­ nis ein Fehlersignal generiert wird, falls in bezug auf die Auswertkriterien bestimmte Grenzwerte überschritten werden.

Immer dann, wenn nicht genügend Lichtquellen vorhanden sind, ist es notwendig und sinnvoll, während des optischen Abbildens eine entsprechende Belichtung des abzubildenden Gegenstands durchzuführen. Dies geschieht insbesondere auf energiesparende Art und Weise mit hoher Leuchtdichte unter Verwendung eines Blitzlichtes.

Ein effektives Speichern und Verarbeiten der optischen Ab­ bildung ergibt sich, wenn die gesamte optische Abbildung auf einem einzigen Einzelbild abgebildet und/oder gespei­ chert wird. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die ge­ samte Öffnungsinnenseite mindestens einer Öffnung des Ge­ fäßes abgebildet wird, denn dann befinden sich auf einem Einzelbild alle notwendigen Informationen, um die Gefäß­ öffnungen ausreichend charakterisieren zu können.

Eine geschickte Vorgehensweise erhält man, wenn das Belich­ ten und/oder das optische Abbilden von einer Gefäßaußensei­ te her erfolgt, weil dann ein Eindringen in das Gefäß und somit eine Berührungsgefahr entfällt. Insbesondere bei op­ tisch nicht transparenten Gefäßen bietet sich das Belichten und/oder das optische Abbilden durch eine der Gefäßöffnun­ gen an. Dabei ist es von Vorteil, wenn das optische Abbil­ den in bezug auf die Ebene der jeweiligen Gefäßöffnung ge­ neigt erfolgt, weil dann ein großer Anteil der Öffnungs­ innenseite abgebildet wird. Dies ist weiterhin zweckmäßig, wenn gemäß einer Weiterbildung dieses Verfahrens die ge­ samte optische Abbildung aus mehreren Einzelabbildungen zu­ sammengesetzt wird, weil dann die Anzahl der sich überlap­ penden Einzelabbildungen, insbesondere der Gefäßinnenseite der jeweiligen Gefäßöffnung klein gehalten werden kann.

Um das Analysieren der optischen Abbildungen möglichst ein­ fach zu gestalten, ist es vorgesehen, die Einzelabbildun­ gen, insbesondere der Gefäßinnenseite der jeweiligen Ge­ fäßöffnung mittels im wesentlichen getrennter Strahlen­ gänge durchzuführen, wobei die Einzelabbildungen umgelenkt und in einer Kameraeinrichtung gesammelt werden. Die Achsen der Einzelabbildungen sind dabei im wesentlichen gleich­ mäßig in einer Ebene auf 360° verteilt angeordnet, um mit jeder Einzelabbildung einen möglichst großen Winkelbe­ reich bei möglichst kleinem Überlappbereich abzubilden.

Ein besonders einfaches Auswerteverfahren ergibt sich, wenn die optische Abbildung digital und/oder als digitales Bild gespeichert wird, weil dann Verfahren der zweidimensionalen Bildverarbeitung zur Analyse herangezogen werden können. Dazu ist es weiter von Vorteil, wenn die optischen Abbildungen bereits über eine digitalisierende Kameraeinrich­ tung und insbesonders über eine CCD-Kamera oder dergleichen aufgenommen und gespeichert werden, wobei es insbesondere vorgesehen ist, alle Einzelabbildungen gleichzeitig durch­ zuführen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 schematisch die Anordnung einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung in einer üblichen Produk­ tions- oder Wiederverwertungsanlage;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel aus Fig. 2, wobei die Kameraeinrichtung fort­ gelassen wurde;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Sammel­ optik, wie sie im bevorzugten Ausführungs­ beispiel der Fig. 2 und 3 verwendet wird, und

Fig. 5 ein Schema einer optischen Abbildung eines mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß den Fig. 2 bis 4 abgebildeten Gefäßes.

Fig. 1 zeigt die Anordnung einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung G innerhalb einer üblichen Produktions- oder Wie­ derverwertungsanlage für Gefäße. Die Gefäße F werden mittels einer Fördereinrichtung, insbesondere mittels eines Förderbandes B aus einer Produktionseinrichtung P oder aus einem Recyclingreservoir R einer allgemeinen Kontrollein­ heit K zugeführt. In dieser Kontrolleinheit K werden üb­ liche Tests und Analysen durchgeführt. Das Förderband B leitet die Gefäße F aus der allgemeinen Kontrolleinrich­ tung K in die erfindungsgemäße Vorrichtung G zum Inspi­ zieren und Prüfen von Gefäßwänden. In Abhängigkeit von den Prüfergebnissen der allgemeinen Kontrolleinrichtung K und der erfindungsgemäßen Vorrichtung G zum Inspizieren und Prüfen wird über Steuerleitungen S1 und S2 eine Ausstoß­ vorrichtung E derart angesteuert, daß mangel- oder fehler­ hafte Gefäße F in einen Ausstoßbereich A abgeleitet werden, während intakte Gefäße F der Weiterverarbeitung W, der Wie­ derbefüllung oder ähnlichen Arbeitsschritten zugeführt wer­ den.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung G in schematischer Saitenansicht bzw. in Draufsicht. Auf einer Montageplatte 13, welche schwingungsgedämpft gelagert ist, sind über Halte- und Justiereinrichtungen 16 und 15 vier Primärspiegel 2 bzw. ein vier-segmentiger Umlenk- und Sammelspiegel 3 montiert. Die Primärspiegel 2 sind hier als justierbare Planspiegel ausgebildet. Jedem Planspiegel 2 ist ein Segment 7 des Umlenk- und Sammelspiegels 3 derart zuge­ ordnet, daß das Bild der Öffnung eines transparenten Ge­ fäßes F, hier als Flasche mit einem Gewinde angedeutet, vom Planspiegel 2 über das zugeordnete Segment 7 des Umlenk- und Sammelspiegels 3 in die Kameraeinrichtung 4 fällt.

Die Belichtung, die mittels der Belichtungseinrichtung 1 durchgeführt wird, sowie die optische Abbildung werden über Steuer- und Datenleitungen 8 und 9 über die Steuereinrich­ tung 5 gesteuert und ausgewertet. Über die Datenleitung 8 kann zudem das in der Kameraeinrichtung 4 ankommende Bild in digitalisierter Form in die Steuereinrichtung 5 trans­ feriert und dort im Speicher 6 gespeichert werden.

Fig. 3 zeigt ferner, daß die vier vorgesehenen Primärspie­ gel 2 in einer Ebene und gegeneinander um 90° gedreht angeordnet sind. Dementsprechend sind für eine optimale überlappungsarme Übermittlung der Einzelabbildungen zur Gesamtabbildung in die Kameraeinrichtung 4 die Segmente 7 des Umlenk- und Sammelspiegels 3 ebenfalls um 90° ge­ geneinander gedreht angeordnet.

Des weiteren ist in Fig. 3 dargestellt, daß die zu untersu­ chenden Gefäße F unterhalb der Vorrichtung G entlangbewegt werden, wobei die Bewegungsrichtung, dargestellt durch die Pfeile 17, geradlinig unter einem Winkel von in etwa 45° in bezug auf die Abbildungsachsen der Primärspie­ gel 2 erfolgt. Die Belichtungseinrichtungen 1 sind in etwa parallel zur Bewegungsrichtung 17 ausgebildet, so daß zwei Belichtungseinrichtungen 1 zur vollständigen Belichtung ausreichend sind.

Fig. 4 zeigt im Detail den bereits in Fig. 2 und 3 angedeu­ teten Umlenk- und Sammelspiegel 3. Es handelt sich um einen würfelförmigen Vollkörper, aus dem um 90° verdreht vier gleichartige Prismen herausgearbeitet sind, so daß sich zum einen in Draufsicht die Unterteilung der quadratischen Grundfläche in vier gleiche Quadrate ergibt und die Seg­ mentflächen 7 gegenüber der Grundfläche des Würfels die selbe Neigung aufweisen und ebenfalls plan sind.

Bei einer Anordnung mit einer bestimmten anderen Anzahl von Primärspiegeln 2, welche in der Ebene der Montageplatte 13 gleichmäßig auf 360° verteilt angeordnet sind, muß ein Umlenk- und Sammelspiegel 3 mit entsprechend ausgebildeten Segmenten 7 in zur Anzahl n der Primärspiegel 2 passenden Anzahl n ausgebildet sein. Dabei kann bei der Verwendung von n Primärspiegeln 2 die Anordnung der n Segmente des Um­ lenk- und Sammelspiegels 3 gemäß eines Vollkörpers mit der Grundfläche eines gleichmäßigen Polygons mit n Ecken gebil­ det werden. Andererseits kann es auch von Vorteil sein, als Grundlage eine Pyramide zu wählen, deren Grundfläche eben­ falls ein gleichmäßiges Polygon mit n Ecken ist.

Fig. 5 zeigt die Gesamtabbildung 10, die sich unter der Verwendung von vier Primärspiegeln 2 und der Sammeloptik 3 gemäß den Fig. 2 bis 4 auf der Bildebene der Kameraein­ richtung 4 nach Sammlung und Umlenkung der Einzelbilder 10a bis 10d des Gefäßes F ergibt. Die Einzelabbildungen 10a bis 10d des zu untersuchenden Gefäßes F erscheinen in der Bild­ ebene der Kameraeinrichtung 4 um 90° gegeneinander ver­ dreht. Ferner ist durch die Anordnung der Primärspiegel 2, welche ebenfalls um 90° gegeneinander verdreht um das zu untersuchende Gefäß F angeordnet sind, der Abschnitt 12 des Öffnungsbereichs 11 des zu untersuchenden Gefäßes F in jeder der Einzelabbildungen 10a bis 10d in bezug auf die Nachbarabbildungen in der Ebene der Öffnung ebenfalls um 90° gedreht, so daß durch die gemeinsame Auswertung der vier Einzelabbildungen 10a bis 10d die gesamte Öffnungsin­ nenseite 12 des Öffnungsbereiches 11 des zu untersuchenden Gefäßes F erfaßt wird.

Claims (23)

1. Vorrichtung zum Prüfen von Gefäßwänden von Gefäßen mit mindestens einer Öffnung mit einer Belichtungseinrichtung (1) zum Belichten der Gefäße, einer Abbildungseinrichtung (2, 3, 4) und einer Steuereinrichtung (5) mit Speicher (6) zum Steuern des Belichtens und/oder des optischen Abbildens, wobei die Abbildungseinrichtung (2, 3, 4) sich zusammensetzt aus:

• - vier Primärspiegeln (2), die annähernd in einer Ebene und annähernd gleichmäßig verteilt auf 360° und gegeneinander um 90° gedreht angeordnet sind, so dass durch jeden Primärspiegel (2) wenigstens ein Teil der Gefäßinnenseite mindestens im Bereich der Gefäßöffnung abbildbar ist,
• - einer einstückig ausgebildeten Sammeloptik (3) bestehend aus Segmenten (7), die so angeordnet sind, dass durch jedes Segment (7) das Bild genau eines Primärspiegels (2) abgebildet wird,
• - einer Kameraeinrichtung (4), auf der alle Einzelabbildungen als Gesamtheit der Innen­ seite der Gefäßöffnung optisch erfasst werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspiegel (2) gegenüber der Ebene, in welcher sie angeordnet sind, dieselbe Neigung besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (7) der Sammeloptik (3) zum Abbilden der Bilder der Primärspiegel (2) in die Kameraeinrichtung (4) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (7) der Sammeloptik (3) in einer Ebene und gleichmäßig auf 360° verteilt angeordnet sind und gegenüber dieser Ebene die gleiche Neigung aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinrichtung (4) eine CCD-Kamera aufweist, welche mit der Steuer­ einrichtung (5) verbindbar und/oder mit dieser steuerbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungseinrichtung (1) ein Blitzlicht aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung optisch transparenter Gefäße (F) die Belichtungseinrichtung (1) zum Belichten mittels Gegenlicht in Bezug auf die Primärspiegel (2) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) zum Speichern und zum Analysieren der optischen Abbildung der Gefäße (F) nach im Speicher (6) gespeicherten Auswertungskriterien und -regeln ausgelegt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung optisch transparenter Gefäße (F) die Steuereinrichtung (5) zum Analysieren von in einem Öffnungsbereich (11) ausgebildeten Gewindegängen ausgelegt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Analyse von Gewindegängen von optisch transparenten Gefäßen verwendet wird.

11. Verfahren zum Prüfen von Gefäßwänden von Gefäßen mit mindestens einer Öffnung, unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, mit den Schritten:

• - Belichten des Gefäßes;
• - Optisches Abbilden wenigstens eines Teils der Gefäßinnenseite mindestens im Bereich der Gefäßöffnung, wobei die gesamte Innenseite der Gefäßöffnung in Einzelabbil­ dungen erfasst wird;
• - Sammeln der Einzelabbildungen mittels einer Sammeloptik;
• - Optisches Erfassen und/oder Speichern aller Einzelabbildungen als Gesamtheit der Innenseite der Gefäßöffnung in einer optischen Abbildung;
• - Analysieren der gespeicherten Abbildung nach gespeicherten Auswertungskriterien, und
• - Generieren eines Fehlersignals, falls in Bezug auf die Auswertungskriterien bestimmte Grenzwerte überschritten werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Belichten unter Verwendung von Blitzlicht erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Belichten und optische Abbilden von der Gefäßaußenseite her erfolgen.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Belichten und optische Abbilden durch die mindestens eine Gefäßöffnung erfolgen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Abbilden in Bezug auf die Ebene der jeweiligen Gefäßöffnung geneigt erfolgt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelabbildungen der Innenseite der jeweiligen Gefäßöffnung überlappend erfolgen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelabbildungen gleichzeitig erfolgen.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Einzelabbildung der Innenseite der jeweiligen Gefäßöffnung ein getrennter Strahlengang verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Abbildung als Gesamtheit der Einzelabbildungen mittels einer Sammeloptik in einer Kameraeinrichtung erfasst werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Einzelabbildungen der Innenseite der jeweiligen Gefäßöffnung gleichmäßig in einer Ebene auf 360° verteilt angeordnet werden.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Abbildung digital und/oder als digitales Bild gespeichert wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zum optischen Erfassen und/oder Speichern der optischen Abbildung eine CCD-Kamera verwendet wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherte Abbildung in Bezug auf die Helligkeits- und/oder Kontrastverteilung analysiert wird.