DE2206054B2 - Vorrichtung zur optischen Prüfung des Füllzustandes von Flaschen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Prüfung des Füllzustandes von Flaschen mit mindestens zwei an einer Seite der Flasche angeordneten Lichtquellen, von denen jeder auf der anderen Seite der Flasche ein fotoelektrischer Lichtempfänger zugeordnet ist, wobei die Ausgangssignale der Lichtempfänger einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden, die bei Feststellung eines unzulässigen Füllzustandes anspricht. Es ist bekannt (US-PS 30 94 213 und Prospekt »Filhite Bottle Inspektor« der Fa. Barry-Wehmiller), den Füllzustand einer Flasche durch Ermittlung des Flüssigkeitsspiegels am Flaschenhals festzustellen. Zu diesem Zweck ist auf einer Seite der eine Abfüllstraße durchlaufenden Flaschen eine Lichtquelle angeordnet, die über eine Schlitzmaske zwei Lichtstreifen erzeugt, die durch den verjüngten Flaschenhals hindurchgehen. Je nach Fülizustand werden die Lichtstreifen unterschiedlich gebrochen, so daß sie die auf der anderen Seite der Flasche angeordneten Lichtempfänger treffen oder nicht. Diese bekannte Vorrichtung ist so ausgebildet, daß bei normalem Füllzustand nur der untere Lichtempfänger von dem sich in der Flüssigkeit brechenden unteren Lichtstrahl getroffen wird, während der obere 054

lichtstrahl geradlinig durch die Flasche hindurchgeht und den seitlich versetzt angeordneten oberen Lichtempfänger nicht trifft

Das bekannte Prinzip der Füllstandskontrolle von Flaschen basiert darauf, daß der Lichtstrahl unter einem Winkel auf die Flüssigkeit auf triff L Ein Lichtstrahl, der senkrecht auf die Flüssigkeit auftrifft wird von dieser nicht abgelenkt und erfährt daher keine Richtungsänderung. Dieses Prinzip setzt eine exakte Justierung der Tastvorrichtungen voraus und kann bereits dort versagen, wo die Flaschenabmessungen infolge der relativ großen Exemplarstreuungen bei Glasflaschen stark voneinander abweichen, weil dann die jeweilige Fotozelle von dem Strahl nicht mehr getroffen wird. Darüber hinaus können Fehler infolge von Ma schinenschwingungen dadurch hervorgerufen werden, daß ein Lichtstrahl die Fotozelle mehrfach überschwingt Dies führt zu Fehlauslösungen.

Getränkeflaschen werden in Brauereien und Abfüllstationen vor dem erneuten Füllen mit Lauge ausgewaschen. An das Waschen schließt sich die Entleerung der Flaschen bzw. das Ausgießen der Lauge an. Anschließend erfolgt eine optische Kontrolle der gewaschenen Flaschen, um festzustellen, ob sich noch Fremdkörper in der Flasche befinden oder ob diese dunkle Stellen aufweist. Diese Prüfung der Flaschen erfolgt meist in lotiechter Richtung, d.h. es werden lediglich Fehlstellen entdeckt, die sich auf oder über dem Flaschenboden abzeichnen.

Obwohl die Flaschen nach dem Ausspülen mit Lauge während des Transportes gewendet werden, so daß die Lauge ausfließen kann, kommt es immer wieder vor, daß sich in einigen Flaschen Restlauge befindet, die beim Umdrehen nicht herauslaufen konnte, weil der Flaschenhals beispielsweise durch abgelöste Etiketten od. dgl. verstopft ist. Wenn diese Restlauge nicht entdeckt wird, wird die Hasche beim nächsten Füllvorgang mit dem entsprechenden Getränk, ζ. Β Bier, aufgefüllt. Die Lauge kann beim Trinken Verletzungen an der Speiseröhre und am Magen verursachen.

Wegen der unterschiedlichen Färbungen bei Flaschen ist die automatische Feststellung von Restlauge in einer gewaschenen Flasche schwierig.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer möglichst störungsfrei arbeitenden Vorrichtung zur optischen Prüfung des Füllzustandes von Flaschen, die sich zur Feststellung eines Laugerestes in den Flaschen nach dem Spülen eignet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dal? eine erste Tastvorrichtung aus Lichtquelle und Lichtempfänger unmittelbar oberhalb des Flaschenbodens angeordnet ist, daß eine zweite Tastvorrichtung aus Lichtquelle und Lichtempfänger in einer Höhe angeordnet ist, in der mit Sicherheit keine Restlauge zu erwarten ist, in der der Flaschenquerschnitt aber noch etwa die gleiche Größe hat wie in Höhe der ersten Tastvorrichtung, und daß die Auswerteeinrichtung anspricht, wenn die Signale der beiden Lichtempfänger sich in ihrer Intensität unterscheiden.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung findet ein Vergleich der Lichttransmission im oberen Bereich der Flasche und derjenigen im unteren Bereich der Flasche statt. In der Regel ist davon auszugehen, daß sich im oberen Bereich der Flasche keine Flüssigkeit mehr befindet, so daß dieser Bereich mit Sicherheil leer ist. Im unteren Bereich der Flasche dagegen kann sich Restlauge oder eine andere Flüssigkeit befinden, die den Lichtdurchgang beeinflußt. Die Signale der oberen und

der unteren Lichtstrahlabtastung werden miteinander verglichen. Sind sie annähernd gleich, so kann davon Ausgegangen werden, daß der untere Bereich der Flasche — ebenso wie der obere — leer ist Findet im unteren Bereich eine stärkere Lichtabsorption statt als im ooeren Bereich, so muß die Rasche ausgesondert werden, da sie wahrscheinlich Restlauge enthält

Die Vorrichtung schafft durch die obei e Lichtstrahlabtastung ein Referenzsignal, das die optischen Übertragungseigenschaften der leeren F'asche berücksichtjgt Diese Übertragungseigenschaften werden von der Flaschenfärbung, der Glasdicke sowie der Glaszusammensetzung beeinflußt. Auf dieses Referenzsignal wird die Messung mit der unteren Lichtstrahlabtastung bezogen. Um verhältnismäßig kleine Mengen von Restlauge erkennen zu können, empfiehlt es sich, die untere Lichtstrahlabtastung möglichst nahe am Flaschenbodcn durchzuführen. Die Grenze wird dadurch gebildet, daß eine bestimmte Mindestentfernung vom Flaschenboden eingehalten werden muß, weil der Flaschenboden sich 2c sonst auf das Durchgangsverhalten des Lichtes auswirken würde.

Die Durchführung der beiden zu vergleichenden Abtastungen in Bereichen gleichen Flaschenquerschnitts hat eine größere Genauigkeit zur Folge, weil der durchgehende Lichtstrahl in der Regel in irgendeiner Form von den Seitenbereichen der Flaschenwände beeinflußt wird. Diese Beeinflussung ist bei geringen Querschnittsabmessungen stärker als bei großen Querschnittsabmessungen. Bierflaschen sind in der Regel im unteren Bereich etwa zylindrisch und verjüngen sich oben zum Flaschenhals hin. Die obere Lichtstrahlabtastung sollte am oberen Ende des zylindrischen Bereiches stattfinden.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist eine dritte Tastvorrichtung in Höhe des verjüngten Flaschenhalses angeordnet, deren Lichtempfänger den Auswertezeitpunkt für die Signale der beiden anderen Tastvorrichtungen bestimmt. Der mittig zur Flasche angeordnete Flaschenhals erzeugt das Signal für die Auswertung aer Lichtstrahlabtastung. Der Durchmesser des Flaschenhalses ist maßgebend für denjenigen Bereich, in dem die Lichtstrahlabtastung und der Vergleich der beiden Lichtstrahlen wirksam durchgeführt wird Auf diese Weise werden die Randbereiche der Flasche von der Abtastung ausgenommen.

Haben die Tastvorrichtungen bei einer Flasche unterschiedliche Ausgangssignale verursacht, so müssen Maßnahmen zur Aussonderung dieser I asche aus dem Förderstrom erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, die gesamte Förderstrecke anzuhalten, um diejenige Flasche manuell auszusondern, die sich gerade an den Tastvorrichtungen befindet. Bei der Überprüfung von Flaschen auf Restlauge wäre eine solche Betriebsweise möglich, weil die Wahrscheinlichkeit, daß sich in einer Flasche noch Restlauge befindet, verhältnismäßig gering ist. Störungen des Arbeitsablaufs werden jedoch vermieden, wenn die Aussonderung der genannten Flaschen automatisch erfolgt. Dies kann beispielsweise mit Saugvorrichtungen durchgeführt werden, bei denen die Fehlflaschen mit einem Saugnapf festgehalten und in eine besondere Bahn gezogen werden. Ferner ist es möglich eine Weiche vorzusehen, die einzelne Flaschen gezielt aus dem Flaschenstrom herausführen kann. Schließlich können die Flaschen auch durch eine &i vorgeschobene Stange aus dem Flaschenstrom gedrückt werden.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Feststellung des Restlaugeinhaltes von Bierflaschen in Draufsicht;

F i g. 2 zeigt schematisch in einem Schnitt entlang der Linie H-H der F i g. 1 die Anordnung der Tastvorrichtungen und die Auswertung der entsprechenden Signale im Blockschaltbild;

F i g. 3 zeigt die Vorrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem bekannten Flaschenkontrollgerät in Draufsicht, und

Fig.4 zeigt einen Schnitt durch das Flaschenkontrollgerät.

Bei der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 durchlaufen Raschen 10 in dichter Folge in einer Reihe einen Transportweg It, der seitlich durch Wände 12, 13 begrenzt ist. Im Zuge des Transportweges 11 sind Tastvorrichtungen 14, 15.16 übereinanderliegend angeordnet. Die Tastvorrichtungen bestehen jeweils aus einer Lichtquelle in Form einer Glühlampe 17 und einem fotoelektrischen Lichtempfänger in Form eines Fotowiderstandes 18. Die Glühlampen 17 erzeugen jeweils einen quer zur Transportrichtung der Flaschen 10 verlaufenden Lichtstrahl, der genau auf die Fotowiderstände 18 gerichtet ist.

Die Tastvorrichtung 14 befindet sich in der Nähe des Flaschenbodens, während die Tastvorrichtung 15 am oberen Ende des zylindrischen Bereiches der Flasche 10 angeordnet ist. Die Tastvorrichtung 16 befindet sich schließlich in Höhe des verjüngt ausgebildeten Flaschenhalses.

In F i g. 2 sind die Spannungsversorgungsleitung^n zu den Glühlampen und den Fotowiderständen nicht dargestellt. Die eingezeichneten Leitungen sollen lediglich das Arbeitsprinzip verdeutlichen.

Dem Fotowiderstand 18 der zweiten Tastvorrichtung 15 ist ein Potentiometer 19' in Reihe geschaltet, um eine leichte Verstimmung des Spannungsgleichgewichtes zu erreichen. Dies dient dazu, Fehlauswürfe zu vermeiden und einen gewissen Toleranzbereich zu schaffen. Die Ausgangssignale des Potentiometers 19' und des Fotowiderstandes 18 der ersten Tastvorrichtung 14 sind an die Eingänge eines Differenzverstärkers 19 geschaltet, der die beiden Spannungen miteinander vergleicht und bei Ungleichheit ein impulsförmiges Ausgangssignal mit einer Einheitsamplitude liefert. Dieses ist an einen Eingang eines UN D-Tores 20 gelegt, dessen anderer Eingang mit dem Fotowiderstand 18 der dritten Tastvorrichtung 16 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Tores 20 steuert ein Relais 20'. das seinerseits die Auswurfvorrichtung zum Ausscheiden nicht ordnungsgemäßer Flaschen steuert.

Die dritte Tastvorrichtung 16 sorgt dafür, daß eine Auswertung der Signale der beiden anderen Tastvorrichtungen erst dann erfolgt, wenn die Flasche 10 sich voll vor den Tastvorrichtungen befindet. Die Seitenbereiche der Flasche werden daher von der Auswertung

ausgenommen.

In der Darstellung nach F i g. 2 ist ein Flüssigkeitsrest 21 in der Flasche 10 eingezeichnet, der die optische Durchlässigkeit der Flasche für den Lichtstrahl der Tastvorrichtung 14 vermindert. Das Signal am Fotowiderstand 18 hat daher eine kleinere Amplitude als das Signal, das von der Referenz-Tastvorrichtung erzeugt wird. Der Differenzverstärker 19 erzeugt daher ein Ausgangssignal, das zum Relais 20' gelangt, wenn die dritte Tastvorrichtung 16 das Tor 20 durchlässig

gemacht hat.

An Stelle eines Differenzverstärkers können auch Lichtstrahlschalter bekannter Art verwendet werden, die bereits mit zwei Fotowiderständen 18 ausgestattet sind. Diese Fotowiderstände sind als Spannungsteiler geschaltet und liefern das Betriebspotential für die Basis eines Transistors. Im Gleichgewichtszustand, wenn also die Fotowiderstände mit gleicher Stärke erregt sind, ist der Transistor gesperrt. Wenn dagegen die Spannung des einen Fototransistors überwiegt, wird der Transistor geöffnet. Die eventuell noch benötigten Impulsformerstufen sind zur Erleichterung des grundsätzlichen Verständnisses beim Ausführungsbeispiel ebenfalls nicht eingezeichnet.

Die Funktion des Potentiometers 19' kann auch durch einen Schwellenwertverstärker wahrgenommen werden, der beispielsweise das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 19 oder eines Verstärkers mit ähnlichem Betriebsverhalten unterdrückt, wenn dieses Ausgangssignal einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet.

In den F i g. 3 und 4 ist ein bekanntes Flaschenkontrollgerät abgebildet, das jedoch zusätzlich mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Der Transportweg für die Flaschen ist mit 23 bezeichnet. Die Flaschen werden nacheinander zwischen die Zakken einer sternförmigen Greifvorrichtung 24 geführt und von dieser gegen übereinander angeordnete elastische Riemen 25, 26 gedrückt. In der Arbeitsposition 27 erfolgt bei der bekannten Vorrichtung eine Durchleuchtung in vertikaler Richtung. Die für gut befundenen Flaschen werden automatisch auf dem Förderweg 23 weitertransportiert, während die auszusondernden Flaschen von einer seitlich angreifenden Saugvorrichtung 34 ergriffen und mit der sich drehenden Greifvorrichtung von dem Förderweg entfernt werden. Sie gelangen auf einen Sammeltisch 28, von dem sie abgleiten. Zum Steuern der Saugvorrichtung 34 weist die Greifvorrichtung für jede Flaschenposition einen axial ausziehbaren Stift 29 auf, der von einer gemeinsamen Ausziehvorrichtung 30 nach unten gezogen wird. Wird eine in der Prüfposition befindliche Flasche 10 für schlecht befunden, so drückt ein Stößel 31 den betreffenden Stift 29 nach oben. Dies ist das Zeichen dafür, daß die entsprechende Saugvorrichtung 34 an eine Saugquelle angeschlossen wird und die Flasche bis zum Erreichen des Sammeltisches 28 festhält.

Zusätzlich ist an einer Stelle des Transportweges 23 vor der Prüfposition 27 eine weitere Prüfposition 32 vorgesehen, in der übereinander angeordnet zwei jeweils aus einer Glühlampe 17 und einem Fotowiderstand 18 bestehende Tastvorrichtungen angeordnet sind. Diese Tastvorrichtungen sind in einer Vergleichsschaltung zusammengeschaltet. Liefert diese Vergleichsschaltung im Abtastmoment ein Schaltsignal, so wird derjenige Stift 29, der sich auf der Greifvorrichtung 24 in einem Abstand von der Prüfposition 27 befindet, der dem Abstand der Prüfposition 32 von der Prüfposition 27 entspricht, durch einen zusätzlichen Stößel 33 nach oben gestoßen, so daß an der entsprechenden Flasche, wenn diese die Prüfposition 27 erreicht hat, die Saugvorrichtung 34 ebenso angreift, als wäre erst in der Prüfposition 27 festgestellt worden, daß die Flasche nicht in Ordnung ist.

Da die sternförmige Greifvorrichtung 24, die insgesamt aus zwei übereinanderliegenden Rädern besteht, von denen in F i g. 3 nur das obere, an den Flaschenhälsen angreifende Rad sichtbar ist, sich entsprechend dem Flaschentransport dreht, kann für die Festlegung des Auswertezeitpunktes die Winkelstellung der Greifvorrichtung 24 ausgenutzt werden. Zu diesem Zweck ist an einem der Räder der Greifvorrichtung 24 eine feststehende Tastvorrichtung 36 angesetzt, die die Auswertung des Abtastergebnisses der Tastorgane immer dann veranlaßt, wenn sich in ihrem Bereich ein Zacken der Greifvorrichtung 24 befindet. Dies setzt allerdings voraus, daß die Flaschen auf dem Transportweg 23 stets in dichter Folge hintereinanderstehen und daß die Position der Tastvorrichtung 36 entsprechend eingestellt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

1

Claims (4)

Patentansprüche: 22

1. Vorrichtung zur optischen Prüfung des Füllzustandes von Flaschen mit mindestens zwei an einer s Seite der Flasche angeordneten Lichtquellen, von denen jeder auf der anderen Seite der Rasche ein fotoelektrischer Lichtempfänger zugeordnet ist, wobei die Ausgangssignale der Lichtempfänger einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden, die bei Feststellung eines unzulässigen Füllzustandes anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung von Restlauge in den Flaschen nach dem Spülen eine erste Tastvorrichtung (14) aus Lichtquelle (17) und Lichtempfänger (18) unmittelbar oberhalb des Flaschenbodens angeordnet ist. daß eine zweite Tastvorrichtung (15) aus Lichtquelle und Lichtempfänger in einer Höhe angeordnet ist, in der mit Sicherheit keine Restteuge zu erwarten ist, in der der FlaschenTuerschnitt aber noch etsva die gleiche Größe hat wie in Höhe der ersten Tastvorrichtung, und daß die Auswerteeinrichtung anspricht, wenn die Signale der beiden Lichtempfänger (18) sich in ihrer Intensität unterscheiden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Tastvorrichtung (16) in Höhe des verjüngten Flaschenhalses angeordnet ist, deren Lichtempfänger (18) den Auswertezeitpunkt für die Signale der beiden anderen Tastvorrichtungen (14,15) bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine den Transport der in Reihe an den Tastvorrichtungen (14, 15, 16) vorbeibewegten Flaschen (10) bei Ansprechen der Auswerteeinrichtung unterbrechende Sperrvorrichtung.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine die für schlecht befundenen Flaschen einzeln aus der Reihe der an den Tastvorrichtungen (14, 15, 16) vorbeibewegten Flaschen (10) aussondernde Weiche oder Ausstoßvorrichtung.