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Vorrichtung zur selbsttätigen Kontrolle der Funktionsbereltschaft
von als Rundläufermaschinen ausgebildeten dinrichtungen zum Prüfen von Glasflaschen
und dergleichen behältern auf Schadstellen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur selbsttätigen Kontrolle der Funktionsbereitschaft von als Rundläufermaschinen
ausgebildeten Einrichtungen zum Prüfen von Glasflaschen und dergleichen Behältern
auf Schadstellen zum Beispiel im Mündungatereich, bei denen ein Lichtstrahl durcn
das Prdfobjekt während des Laufes des Prdfobjektes um eine lotrechte ìilaschine,nåchse
auf eine oberhalb des Prüfobjektes in einem Prüfkopf befindliche Fotozelle gerichtet
wird, in der durch etwaige Schadstellen im Glas der zu prüfenden Flasche hervorgerufene
Abweichungen von einer einstellbaren Normal-Lichtintensität zur Erzeugung eines
Steuerimpulses zwecks automatischer Aussonderung schadhafter Flaschen von einwandfreien
Flaschen aufbereitet werden.
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Mit der einführung von Schraubverschluß-Flaschen in der Getränkeindustrie
und in den Brunnen-Betrieben, die ausschließlich Rücklaufflaschen benutzen, ergeben
sic hinsichtlich der Kontrolle der Beschaffenheit der Flaschen im Bereich des Flaschenmundes
und des Gewindes erheblicne Schwierigkeiten. Da es sich
bei den
meisten auf Flaschen abgefüllten Getränken'umgashaltige, also kohlensäurehaltige
Flüssigkeiten handelt, genügen bereits unbedeutend erscheinende Kratzer, die auf
dem Wege von den Verteilungsstellen zum Brunnenbetrieb an den Flaschen im Mundbereich
angebracht werden, wenn zum Beispiel die Flaschen bei abgeschraubter Verschlußkapsel
zurückgegeben werden, um eine Flasche für den weiteren Gebrauch wertlos zu machen.
Geringfügige Kratzer sind mit dem Auge mitunter kaum wahrnehmbar, eher schon Risse
und Abplatzungen, führen aber ausnahmslos dazu, daß während des Transportes, insbesondere
bei einer längeren Lagerzeit, Kohlensäure und auch Flüssigkeit aus der Flasche entweichen.
Derartige Beschädigungen kamen auch bei den bisher gebräuchlichen Hebel- und Bügelversclilußflaschen
vor.
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Bei diesen Flaschen bestand aber der Verschluß aus einem mit erheblicher
Kraft auf den Flaschenmund aufsetzbaren Porzellanstopfen, wobei zwischen diesem
und der Flaschenmündung ein stärkerer Weichgummiring angeordnet war, der auch relativ
starke Beschädigungen am Flaschenmund noch sicher abdichten konnte. Bei Schraubverschlußkapseln
ist im Inneren der Kapsel im Bodenbereich nur eine sehr dünne Dichtungsmaterialschicht
aufgebracht, die keineswegs in der Lage ist, Unebenheitenj die am Flaschenmund durch
unsachgemäßes Transportieren entstanden sind, auszugleichen. Bei Schraubverschlußflaschen
kommt es darauf an, daß der Flaschenmund vollkommen frei von beschEdigungen ist.
Beschädigungen der Flaschen treten aber auch im Gewindebereich auf und sind oft
derart stark, daß Teile des Gewindes ausbrechen. Angebrochene Gewindeflanken werden
beim abermaligen Verschließen der Flaschen noch weiter dadurcn zerstört, daß der
Gewindeanrollkopf der Kapselverschließmaschine das Gewinde der Verschlußkapsel in
die Schadstellen fest einrollt. Beim Öffnen der Flasche ergibt sich dann ein weiteres
Losreißen von Glasteilen, die beim Abdrehen der Kapsel zunächst an deren Innenseite
hanges bleiben, wenn der Verbraucher eine übermäßige Kraft aufgewendet hat, um die
betreffende Flasche überhaupt zu dffnen, um sodann leicht in das Innere der Flasche
beim Abheben der abgeschraubten Verschlußkapsel zu fallen oder in das Trinkgefäß
beim Einfüllen. Die Gesundheitsbehörden
der meisten Staaten stellen
sehr hohe Anforderungen an die Qualität von Getränkeflaschen und entsprechen damit
den Forderungen der Verbraucher, da bekannt ist, daß Glassplitter im menschlichen
Körper schwere gesundheitliche Schäden hervorrufen können.
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Bei den in der Getränkeindustrie heute üblichen Stundenleistungen
von Flaschenkästen-Auspackern, Flaschen-Wasch-, -Füll-und -Verschließmaschinen,
die mit 25.000 bis 40.000 Flaschen Je Stunde angenommen werden müssen, ist eine
Kontrolle der Rücklaufflaschen durch Arbeitskräfte nicht mehr möglich, zumal unter
der Glasoberfläche liegende Risse, die erst bei einer der nächsten hohen Belastungen
durch die VerschließmascAine zu Abplatzungen.und Ausbrechungen von Glasteilen führen,
nicht ohne weiteres sichtbar sind. Es ist auch Arbeitskräften nicht zumutbar, bei
derart hohen Stundenleistungen Flaschen mit sichtbaren, groben Schäden auszusondern,
da sich bei den schnellen Bewegungen der Flaschen bereits nach sehr kurzer Zeit
Ermüdungserscheinungen bei den Arbeitskräften einstellen, die eine Gewähr für eine
wirksame Kontrolle ausschließen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung
zu schaffen, mittels derer die Funktionsbereitschaft von als Rundläufermaschinen
ausgebildeten Einrichtungen zum Prüfen von Glasflaschen und dergleichen Behältern
auf Schadstellen im Mündungsbereich selbsttätig kontrollierbar ist, bei denen ein
Lichtstrahl durch das Prüfobjekt während seines Laufes um eine lotrechte Maschinenachse
auf eine oberhalb des PrüfobJektes in einem Prüfkopf befindliche Fotozelle gerichtet
wird, in der durch etwaige Schadstellen im Glas der zu prüfenden Flasche hervorgerufene
Abweichungen von einer einstellbaren Normal-Lichtintensität zur Erzeugung eines
Steuerimpulses zwecks automatischer Aussonderung schadhafter Flaschen aufbereitet
aßer('cn.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurcA erreicht, daß in dem Maschinentischumdrehungsbereich
zwischen
Abgabe einer geprüften Flasche an eines der beiden vorgesehenen Abführtransportbänder
(Gut-Flaschen- und Ausschuß-Flaschen-Transportband) und Annanme jeder neuen zu prüfenden
Flasche ein Reflexionskörper als künstliche Fehlerquelle in den Strahlengang des
Prüfkopfes gebracht wird, wobei der Prüfkopf das von der Fotozelle empfangene Fehlersignal,
zum Beispiel als Lichtsignal aufbereitet, geben muß und wobei bei Ausbleiben dieses
Fehlersignals, etwa bei Vorliegen einer Störung im Prüfkopf, eine mittels einer
Löschtaste ausschaltbare Störungsanzeigelampe durch VerKnüpfung eines von einem
Fehlerspeicher erhaltenen Signals mit dem Aus-Signal eines Näherungsschalters einschaltbar
ist.
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Erfindungsgemäß ist erreichbar, daß nach Jeder Prüfung einer Glasflasche
und dergleichen Behälters in einer als Rundläufer ausgebildeten Prüfmaschine auf
Schadstellen im Mündungsbereich, das heißt im Bereich des Flaschenmundes und des
Gewindes, unter Anwendung von Lichtstrahlen, die durch das Prüfobjekt auf eine Fotozelle
geleitet werden, wobei schadhafte Flaschen automatisch in Rundläufermaschinen aussortiert
und auf ein besonderes, neben einem der Abförderung von einwandfreien Flaschen dienenden
Transportband angeordnetes Ausschußflaschen-Transportband abgegeben werden, die
Funktionsfähigkeit und -bereitschaft sämtlicher elektrischer Einrichtungen der Prüfvorrichtung
während des Betriebes einer vollautomatischen Kontrolle unterzogen wird, so daß
gegebenenfalls die Entscheidung wärend des Betriebes gefällt werden kann, ob auf
die weitere ontrolle eines Teiles der angelieferten Flaschen bei Ausfall eines oder
mehrerer Prüfköpfe verzichtet werden kann oder ob die Prüfvorrichtung angehalten
und repariert werden soll. Eine Heparatur der Vorrichtung ist dadurch erleichtert,
daß die Prüfköpfe durch Steckverbindungen an das ascninenstromversorgungsnetz angeschlossen
sind und leicht ausgewechselt werden können, wobei es zweckmäßig ist, einige komplette
Prüfköpfe ständig in bereitschaft zu halten, da längere Stillstandszeiten der Prfvorrichtung,
wie auch anderer Maschinen im Flaschenkeller betrieblich
nicht
vertretbar sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
wobei zum besseren Verständnis auch auf eine Vorrichtung zum Prüfen von Glasflaschen
Bezug genommen ist, es zeigen: Abb. 1 in der Draufsicht eine aus Zuführschnecke,
Annahmestern, Rundtisch und Ausgabe stern bestehende Vorrichtung zum Prüfen von
Hohlgläsern auf Schadstellen im i ndungsDereich mit parallel zueinander angeoredneten
fransportbändern zum Abtransport von fehlerfreien und davon getrennt von schadhaften
Hohlgläsern, sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum automatischen Kontrollieren
der Prüfköpfe; Abb. 2 im Längsschnitt die Vorrichtung nach Abb, 1 mit einer Flasche
in Prüfstellung und der Vorrichtung zur Kontrolle der Prüfköpfe auf der rechten
Seite der Abbildung; Abb. 3 bis Abb. 6 die Schaltanordnung der Prüfvorrichtung in
Blockdarstellung mit Stromlaufplan für die Stromversorgung der Vorrichtung, das
PrüSkopfgerät, das Prüfkopf-Kontrollgerät und ein nicht zum Gegenstand der Erfindung
gehörendes Ausschußflaschenauswerfergerät.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet vorzugsweise Anwendung in
Verbindung mit einer zum besseren Verständnis näher beschriebenen Flaschenprüfvorricntung.
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Mit 1 ist eine an sich bekannte Tranaportschnecke bezeichnet, mittels
derer zum Beispiel in einer Rundläufermaschine Getränkeflaschen von einem Zuführtransportband
abgenommen und an die Vorrichtung über einen Einlaufstern 2 abgegeben werden. Dabei
wird maschinenbauseitig die Anordnung einer Maschine vorausgesetzt,
deren
Konzeption Füll- und Verschließmaschinen entspricht. Eine derartige Bauweise hat
sich in der Getränkeindustrie durchgesetzt.
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Es ist von einer Anordnung von acht Prüfköpfen ausgegangen, die im
Maschinenoberteil, jeder Ausnehmung im Rundtisch 30 (Meßtisch) zugeordnet, an der
Stelle angebracht sind, an der sich in bekannten Verschlie6- oder Kapselabdrehmaschinen
der Verschließ- bzw, Abdrehkopf befindet. Jede Flasche wird bei ihrem Lauf um die
zentrale Maschinen-Rundtisch-Längsachse 37 von einem Prüfkopf 8 begleitet. Vom Einlaufstern
2 werden die Flaschen in die im Rundtisch 30 vorgesehene Ausnehmung abgegeben, in
der Rollenblöcke 3 angeordnet sind, an denen die Flaschen'im Bodenbereich zentriert
rotierfähig anliegen. Jede Flasche steht im Ausführungsbeispiel dabei auf einer
unterhalb jeder Ausnehmung befindlichen Tragrolle 5, deren Achse in waagerechter
Richtung auf die zentrale Maschinenlängsachse 37 gerichtet ist. Während der Umdrehung
des Rundtisches 30 um die Maschinenachse 37 liegen die Flaschen im Ausführungsbeispiel
an einem aus einem vorgespannten Keilriemen 6 bestehenden Geländer an, wobei jede
Flasche durch Abrollen am Geländer b während eines Rundtisch-Umlaufes von 1800 von
Pos. I nach Pos. II (Abb. 1) mehrfach um ihre Längsachse gedreht wird.
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Es ist auch denkbar, daß die Flaschen in einer anderen Weise während
des Rundtisch-Umlaufes in Umdrehungen um ihre eigene Längsachse versetzt werden,
zum Beispiel durch stetige Bewegungen des Keilriemens 6 oder durch in Umdrehung
versetzte, unterhalb der Ausnehmungen des Rundtisches 30 angeordnete Flaschenteller,
wobei die Zentrierung der Flaschen vorzugsweise im odenbereich durch den Flaschenteller
in nicht näher beschriebener Weise erfolgt.
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Auf dem Wege von Pos. V nach Pos. I (Abb. 1) werden die Flaschen auf
die Winkelgeschwindigkeit des Rundtisches 30 im cinlauf beschleunigt.
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Die Prüfköpfe befinden sich in einer der Teilung des Rundtisches 30
entsprechenden Zahl oberhalb der zu kontrollierenden Flaschen und sind mit dem Rundtisch
30 über eine Nabe 4 fest verbunden. Jeder Prüfkopf 8 besteht aus einer Sendelainpe
32, einer oder mehreren Prfkopf-Optiken 7, bei Zuführung des Prüflichtes in waagerechter
Richtung (Abb. 2) aus einem Prisma 31 und einer Fotozelle 35 mit Verstärker 38 (Abb.
4) und einer Fehler-Anzeigelampe 9. Außerdem ist mit dem Prüfkopf 8 ein oberes Zentrierrollenpaar
36 verbunden, in dem die Flasche mit ihrem Mündungsbereich exakt im Bereich des
Strahlenganges geführt wird. Bei Bewegungen des zu prüfenden Mündungsbereiches der
Flasche außerhalb des auf die Flasche zu richtenden Lichtstrahls ergeben sich Störungen
in der Fehleranzeige bzw.
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bleiben Fehleranzeigen aus.
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Schadstellen an Flaschen, wie Ausbrüche, Abplatzungen, Risse usw.
im kontrollierten Mündungsbereich der Flasche sind dadurch beim Einfall eines Lichtstrahles
erkennbar, daß sich eine wesentlich stärkere Reflexion des einfallenden Lichtes
ergibt.
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Der von einer Schadstelle stärker als von einem unbescndigten Glas
reflektierte, auf die Fotozelle 35 gerichtete Lichtstrahl-Impuls wird zum Meßzeitpunkt,
der von einem Näherungsschalter 26 leistungslos bestimmbar ist, der durch eine am
NEnerungsschalter 25 vorübergeführte Metallfahne 26 einschaltbar ist, vermerkt.
Die Verstärkung erfolgt im Verstärker 38 (Abb. 4 -blockschaltbild des Prüfkopfes
8) und ist durch ein Potentiometer einstellbar. Der Ausgang des Verstärkers 38 geht
auf einen Schwellwertschalter 41. Die Schaltschwelle ist mittels zweier Stufenschalter
44 grob und fein einstellbar. Ein vom Schwellwertschalter 41 durchgeschaltetes Signal
wird mit dem Signal "Messen'- des Näherungsschalters 25 in dem Additionsschalter
42 verknüpft und steuert den Ausgangsschalter 43 an, wodurch die Fehleranzeige-Kontroll-Lampe
9 aufleuchtet. Die Lampe 9 wird nur dann eingeschaltet, wenn der empfangene
Lichtimpuls
stärker ist als der mittels der Stufenschalter 44 einstellbare Soll-Lichtwert.
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Der in jedem Prüfkopf 8 befindliche Verstärker 38 ist mit der Maschinenstromversorgungsanlage
21 durch nicht vertauschbre Kabel lösbar verbunden.
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Ein Fehle,rsignal-Empfangsgerät 10 überwacht die Lampe 9 des Prüfkopfes
8. Das Empfangsgerät 10 befindet sich auf der Austragstern-Seite (Abb. 1). Am Ausgang
des Verstärkers 38' (Aob.
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5) wird bei Belichtung der Fotozelle 35' ein Spannungssprung erzielt,
durch den der Ausgangsschalter 4f' einschaltbar ist.
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Über ein Zeitglied hält sich der Ausgangsschalter 43' nocn, auch wenn
der Littempfänger (Fotozelle 35') nicht mehr belichtet ist. Die Zeitdauer (Impulslänge)
ist mittelseines Potentiometers 45' einstellbar. Durch den Ausgangsschalter 43'
ist ein lektro-Hubmagnet 11 betätigbar zur Veranlassung des Auswerfens einer als
schadhaft erkannten Flasche.
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Die Abgabe von fehlerfreien Flaschen erfolgt an das Gut-Flaschentransportband
14 durch den mit dem Rundtisch 30 kämmenden Austragstern 13.
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Die Abgabe von schadhaften Flaschen erfolgt in der Weise, daß durch
den oberhalb des Austragsternes 13 befindlichen Fenler-Signal-mpfänger-iO ein mit
dem Austragstern oberhalb jeder Flasche umlaufender und mit diesem verbundener Schnäpper
durch den Elektro-Magneten 11 gelost wird, der im Falle des Vorliegens einer Schadstelle
an einer Flasche einen Klemmhebel freigibt, wodurch die betreffende Flasche im Austragstern
13 festgehalten wird. Zweckmäßig wird die schadhafte Flasche durch den Klemmhebel
im Mündungsbereich oder im Bereich der Schulter der Flasche festgeklemmt. Die fehlerhafte
Flasche wird von dem Austragstern 13 über das parallel zum Ausschuß-Flascnentransportband
16 angeordnete Gut-Flaschen-Transportband 14 schleifend geführt und erst auf das
Ausschuß-Flaschen-Transportband
16 abgegeben, indem die Festklemmung
mechanisch gelöst und die Herauslösung der Ausschuß-Flasche aus dem Austragstern
13 mittels eines in das Flaschenprofil ragenden feststehenden Austragarmes aufgehoben
wird. Eine fehlerfreie Flasche wird, sobald sie in den Wirkungsbereich des Austrag-Transportbandes
für Gut-Flaschen 14 gelangt, aus dem Austragstern 13 gleiten, da sie durch den Klemmhebel
nicht festgehalten wird. Durch den Austragarm 15j der die schadhaften Flaschen aus
dem Wirkungsbereich des Austragsternes 13 herauslöst, wird der Klemmhebel hochgedrückt
und gleichzeitig indZr ct3r Nabe des Austragsternes 13 durch den Schnäpper gespannt
und in Klemmbereitschaft gehalten. Die Übergabe des Signals für die Festklemmung
einer schadhaften Flasche erfolgt berührungslos in post III (Abb.1).
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In dem Blockschaltbild nach Abb. 6 ist das Prüfkopf-Kontrollgerät
17 näher beschrieben. Die Prüfköpfe werden-bezüglich ihrer Funktionsbereitschaft
nach jeder Messung, das heißt nach etwa 2700 des Rundtisch-Umlaufes,entsprechend
dem Ausführungsbeispiel in Pos. IV (Abb. 1) durch das fotoelektrische Kontrollgerät
17 geprüft. Dabei wird ein Reflexionskörper 18 als künstliche Fehlerquelle in den
Strahlengang des Prüfkopfes 8 gebracht, so daß der Prüfkopf 8 ein Fehlersignal in
einer bestimmten Position geben muß. Unterbleibt dieses Fehlersignal infolge einer
Störung im Prüfkopf 8, so leuchtet am Kontrollgerät 17 eine Störungsanzeige-Lampe
19 auf, die die Störung des betreffenden Kopfes so lange anzeigt, bis der gestörte
Prüfkopf 8 ausgetauscht ist. Der Lichtempfänger (Fotozelle) 35 überwacht die Lampe
9 des Prüfkopfes 8. Am Ausgang des Verstärkers 38; entsteht bei Bel ichtung der
Fotozelle 35" ein Spannungssprung, der mittels eines Kondensators in einen kurzen
Impuls umgeformt wird. Dieser Impuls, in der Verknüpfung 42 mit dem Impuls des Näherungsschalters
25' verknüpft, ergibt das Gut-Signal, welches den Fehlerspeicher 46 in die Gut-Stellung
kippt. Dieser Fehlerspeicher 46 war beim Einschalten des Näherungsschalters 25"
durch einen Impuls in die Fehler-Stellung gekippt worden. Kommtiein Gut-Impuls zustande,bleibt
die
Fehlerstellung erhalten, die verknüpft mit dem Aus-Signal des Näherungsschalters
25" in der Verknüpfung 42"' das Signal "Fehler" gibt. Dieses Signal kippt den Störmeldespeicher
47 in die Störmeldestellung und die Störmeldelampe 19 leuchtet auf. Der Störmeldespeicher
wird durch eie Löschtaste 20, einen Ausschalter, quittiert.
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In Abb. 3 ist das Blockschaltbild des Stromversorgungsteiles 21 der
Vorrichtung dargestellt. Das Stromversorgungsgerät 21 wird huber die Schleifringe
22 mit Wechselstrom gespeist und besteht aus einem umschaltbaren Transformator,
einem Gleichrichter und einer nachgeschalteten Siebeinrichtung. Von der Stromversorgungaeinrichtung
21 werden die Sende-Lampen 32 und die Prüfköpfe 8 gespeist. Die Stromversorgungseinrichtung
21 ist mit der Nabe 4 fest verbunden. In Abb. 2 sind die am feststehenden Maschinenteil
24 bereRigten Bürsten 23 dargestellt, die an den Schleirringen 22 anliegen.
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Die oberen, im Mündungsbereich der Flaschen befindlichen Zentrierrollen
36 sind, um die Lage der Flasche in einer kontrollgünstigen Position gegenüber dem
Prüfkopf 8 zu führen, Teil des Prüfkopfes 8. Um zu ermöglichen, daß die Prüfvorrichtung
auch dann, wenn auch geringfügig eingeschrEnkt, funktionsfähig ist, wenn ein Prüfkopf
oder mehrere Prüfköpfe 8 infolge einer etwaigen Störung ausgebaut werden müssen,
ist es zweckmäßige zu der erforderlichen Stabilisierung der Flasche ohne die Zentrierrollen
36, hilfsweise Zentrierblocks 27 an der Nabe 4 vorzusehen, gegen die die Flaschen
in ihrem oberen Halsabschnitt von dem Abwälzgeländer oder Spannriemen 6 gedrückt
werden können.