DE2329358B2

DE2329358B2 - Optische pruefvorrichtung fuer behaelter

Info

Publication number: DE2329358B2
Application number: DE19732329358
Authority: DE
Inventors: Bernd 8400 Regensburg Ellinger
Original assignee: Kronseder, Hermann, 8404 Wörth
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1976-09-02
Also published as: DE2411723A1; DE2329358A1; DE2329358C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen rotationssymmetrischcr transparenter Behälter wie z. B. Getränkeflaschen auf Sauberkeit, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Behälterbodens auf der einen und einem Mosaik aus mehreren fotoelektronischen Bauelementen zur Prüfung des Behälterbodens auf der anderen Seite des Behälterbodens, wobei die fotoelektronischen Bauelemente bei einer Relativdrehung zwischen dem Bild des Behälterbodens und dem Mosaik den gesamten Boden abtasten.

Derartige Prüfvorrichtungen kommen vorzugsweise in automatischen Inspektionsmaschinen zur Anwendung. Diese Inspektionsmaschinen weisen außerdem eine durch die Prüfvorrichtung steuerbare Sortiervorrichtung auf, welche als fehlerhaft erkannte Behäker von den ordnungsgemäßen Behältern trennt.

Es ist bereits eine Prüfvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der in den Strahlengang einer überhalb dem Behälter angeordneten Projektionsoptik, welche das Bild des Behälterbodens auf das ortsfest angeordnete Mosaik aus fotoelektronischen Bauelementen wirft, eine Dreheinrichtung für das Bild des Behälterbodens in Form eines durch einen Motor in Umdrehung versetzten Schwalbenschwanzprismas eingesetzt ist (DT-AS 14 32 363). Diese bekannte Vorrichtung weist eine Vielzahl hochwertiger optischer Bauelemente auf und erfordert eine hohe Fertigungsgenauigkeit. Auch bei der Verwendung einer aus mehreren Linsen bestehenden Projektionsoptik sind Abbildungsfehler durch das nur bei parallelem Lichtstrahleneinfall exakt abbildende Schwalbenschwanzprisam nicht zu vermeiden, worunter die Empfindlichkeit der Vorrichtung leidet. Eine Wartung und Reparatur ist nur durch Spezialisten möglich, wie sie normalerweise in Betrieben der Getränkeindustrie, in denen die gattungsgemäßen Prüfvorrichtungen zum Einsatz kommen, nicht zur Verfügung stehen.

Weiter ist eine Prüfvorrichtung fü. transparente Behälier bekannt, bei der mittels einer aus einer Vielzahl von Linsen bestehenden Projektionsoptik ein Bild des von unten beleuchteten Behälterbodens auf eine über dem Behälter ortsfest angeordnete Solarzelle geworfen wird (US-PS 35 29 167). In den Strahlengang der Projektionsoptik sind ein Umkehrprisma sowie eine Schlitzblende eingeschaltet, die beide durch einen Motor in Umdrehung versetzt werden. Diese bekannte Vorrichtung ist äußerst aufwendig aufgebaut und die Betriebssicherheit ist dementsprechend gering. Infolge der Verwendung eines einzigen fotoelektronischen Bauelements sind der erzielbaren Empfindlichkeit enge Grenzen gesetzt. Eine zuverlässige Überprüfung der Behälter ist daher nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine äußerst einfach und überschaubar aufgebaute Vorrichtung zum Prüfen rotationssymmetrischer transparenter Behälter auf Sauberkeit zu schaffen, die trotz hoher Leistung und großer Empfindlichkeit ohne Dreheinrichtung für das Bild des Behälterbodens au kommt.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die fotoelektronischen Bauelemente auf einem rotierend antreibbaren Träger derart angeordnet sind, daß sie bei dessen Rotation den gesamten Behälterboden abtasten, und daß zur induktiven Übertragung der von den fotoelektronischen Bauelementen ausgehenden Signale auf dem rotierend antreibbaren Träger eine mit den fotoelektronischen Bauelementen in Verbindung stehende Primärspule und auf einem ortsfesten Teil der Vorrichtung eine mit dieser korrespondierende Sekundärspule angeordnet sind.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die fotoelektronischen Bauelemente selbst rotieren, isi keine empfindliche, mit Abbildungsfehlern behaftete Dreheinrichtung für das Bild des Behälterbodens erforderlich. Ist das Mosaik überhalb der Behältermündung angeordnet, so genügt eine einzige Sammellinse zur Projektion des Behälterbodens auf das Mosaik. Ist das Mosaik unterhalb dem Behälterboden angeordnet, so kann auf eine Projektionseinrichtung ganz verzichtet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert somit nur ein Minimum an optischen

ßauelementen. ist einfach und überschaubar aufgebaut _Vnd kann daher auch vom Bedienungspersonal einer Flascheninspektionsmaschine überprüft und gewartet werden. Die induktive Übertragung der Signale vom rotierenden Träger auf einen ortsfesten Verstärker od. dgl. ist einfach und betriebssicher und arbeitet vollkommen verschleißfrei. Der Träger kann somit mit beliebig hohen Drehzahlen umlaufen, so daß die zu prüfenden Behälter mit großer Geschwindigkeit und ©hne Eigenarehung an der Prüfvorrichtung vorbeibewegt werden können. Die erzielbaren Leistungen sind daher sehr hoch.

Die fotoelektronischen Bauelemente können unmittelbar am Behälterboden angeordnet werden. In der Praxis ist es jedoch oft vorteilhafter, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die fotoelektronischen Bauelemente des rotierend antreibbaren Trägers in der Bildebene einer Projektionseinrichtung für den Behälterboden angeordnet sind und die Drehachse des rotierend antreibbaren Trägers senkrecht zur Bildebene liegt. Auf diese Weise können die foioelekironischen Bauelemente oberhalb dem Weg der Behälter bzw. über der Behältermündung angeordnet werden. Zur Erstellung einer Projektionseinrichtung ist im allgemeinen nur eine einzige Sammellinse notwendig, so daß der einfache Aufbau der Vorrichtung gewahrt bleibt.

Vorteilhaft ist es auch, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Primär- und die Sekundärspule konzentrisch zur Drehachse des rotierend antreibbaren Trägers angeordnet sind.

Hierdurch können eventuelle Übertragungsverluste besonders wring gehalten werden.

Die fotoelektronischen Bauelemente können beliebiger Bauart sein. Falls sie eine Hilfsspannung benötigen, so ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zur Stromversorgung der fotoelektronischen Bauelemente auf dein rotierend antreibbaren Trager mindestens eine Foto/eile vorgesehen, die von einer ortsfesten Lichtquelle bestrahlbar ist. Auf die gleiche Weise kann auch die Stromversorgung eines auf dem rotierenden Träger angeordneten Vorverstärkers erfolgen. Die Stromversorgung kann jedoch auch durch einen auf dem rotierenden T^räger angeordneten Akku erfolgen.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die fotoelektronischen Bauelemente auf einer Durchmesserlinie des rotierend antreibbaren Trägers angeordnet und hegt die Mitte der Anordnung der fotoelektronischen Bauelemente exzentrisch zur Drehachse des Trägers. Auf diese Weise ist die Verwendung von handelsüblichen Baugruppen, z. B. leisten^förmigen Tragern mit einer Anzahl von Fototransistoren od. dgl. niöglicb, da durch die außermittige Anordnung eine Abtastung des gesamten Behälterbodens erzielbar ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F 1 g. 1 die schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Prüfen transparenter Flaschen auf Sauberkeit,

F i g. 2 die Schaltung der Vorrichtung nach F i g. 1 in scheinalischcr Darstellung,

F i g. 3 die Seitenansicht der Abtasteinrichtung der Vorrichtung nach Fig. I in vergrößerter Darstellung, teilweise im Schnitt,

F i g. 4 die Draufsicht auf die Anordnung der fotoelektronischen Bauelemente nach F i g. 3. (>>

Die Prüfvorrichtung nach F i g. 1 weist eine Lichtquelle I mit einer vorgeschalteten Opalglasscheibe 2, eine Sammellinse 3 und eine Abtasteinrichtung 4 auf, die auf einem nicht näher dargestellten ortsfesten Gehäuse 5 befestigt sind. Die Anordnung ist derart getroffen, daß der Boden einer zu prüfenden Glasflasche 6 von der Lichtquelle 1 beleuchtet wird und das Bild des Flaschenbodens durch die über der unverschlossenen Flaschenöffnung angeordnete Sammellinse 3 auf die zur Flasche hin gerichtete Stirnfläche der Abtasteinrichtung 4 geworfen wird.

Die Mittelachse der Flasche 6 fällt dabei mit der optischen Achse der Linse 3 sowie der Dreh- bzw. Mittelachse der Abtasteinrichtung 4 zusammen. Die Flasche wird beispielsweise durch einen nicht dargestellten Transportstern bekannter Bauart durch den zwischen Opalglasscheibe 2 und Linse 3 gebildeten Prüfbereich hindurchgeführt und dabei auf das Vorhandensein von Verschmutzungen bzw. Fremdkörpern untersucht. Die Prüfung kann bereits beginnen, wenn die Mittelachse der Flasche die Mittelachse der Linse noch nicht ganz erreicht hat.

Wie aus Fig. 3 und 4 näher ersichtlich ist. weist die Abtasteinrichtung 4 einen ortsfesten Stander 7 auf. Der Ständer ist topfartig ausgebildet und mit einem Flansch versehen, mit dem er am Gehäuse 5 befestigt ist. In der zylindrischen Außenfläche des Ständers 7 ist eine Ringnut 8 ausgebildet, in der eine Sekundärspule 9 angeordnet ist. An der oberen Stirnfläche des Ständers ist ein Motor IO befestigt, der mit seiner Welle 11 durch eine Bohrung in das Innere des Ständers ragt. Auf der Welle 11 ist ein rotierender Träger 12 befestigt, dessen zylindrische Außenfläche mit geringem Abstand der zylindrischen innenfläche des Ständers 7 gegenüber liegt. In dem Bereich der Außenfläche des Trägers 12, welcher der Sekundärspule 9 gegenüber liegt, ist eine Ringnut 13 ausgebildet in welcher eine Primärspule 14 angeordnet ist. Außerdem sind am Umfang de:; Trägers !2 mehrere Fotozellen Ii angeordnet

In dem den Fotozellen 15 gegenüberliegenden Bereich der Innenfläche des Ständers 7 sind mehrere Lichtquellen 16 angeordnet, welche die Fotozellen 15 bestrahlen. Die Anordnung der Fotozellen 15 und der Lichtquellen 16 ist derart gewählt, daß die Gesamtbe- !euchtungsstärke auf den Fotozellen 15 bei einer Rotation des Trägers 12 weitgehend konstant ist. An Stelle der einzelnen Lichtquellen und Fotozellen können auch ringförmige Elemente verwendet werden.

Der über den Ständer 7 hinausragende Teil des Trägers 12 weist einen erweiterten Durchmesser auf und ist an seiner Stirnseite mit einer Deckplatte 17 versehen. An der nach unten bzw. zjr Flasche hin gerichteten Außenseite der Deckplatte 17 sind zwei Leisten 18 mit je neun Fototransistoren 19 befestigt, während an der Innenseite ein Vorverstärker 20 angeordnet ist, der im Inneren des hohl ausgebildeten Trägers 12 liegt.

Wie aus F i g. 4 zu erkennen ist, sind die Fototransistoren 19 auf einer einzigen Durchmesserlinie des Trägers 12 angeordnet und zwar geringfügig exzentrisch, so daß sie bei einer Rotation des Trägers mit ihren lichtempfindlichen Bereichen die gesamte Stirnfläche bzw. das auf ihr projizierte Bild des Flaschenbodens bestreichen.

Wie in F i g. 2 dargestellt ist, sind die Fototransistoren iy in Reihe geschaltet und mit dem Vorverstärker 20 verbunden. Die Stromversorgung für den Verstärker und die Fototransistoren erfolgt unmittelbar durch die Fotozellen 15. Statt dessen oder zusätzlich kann auch eine strichpunktiert dargestellte Stromquelle 21, z. B. ein Trockenakku, auf dem Träger 12 angeordnet sein. Dem Vorverstärker ist die Primärsnule 14 n:«-hi»p«'halipt

Die Sekundärspule stchi mil einem Hauptverstarker 22 in Verbindung, der eine nicht dargestellte Ausscheiclungsvorrichtung für fehlerhafte Flaschen steuert.

Die Funktion der Vorrichtung ist folgende: tine durch die nicht dargestellte Transportvorrichtung durch <. den Prüfbereich bewegte Glasflusche 6 wird von unten durch die Lichtquelle 1 und die Opalglasscheibe 2 diffus beleuchtet. Das Bild des beleuchteten Flaschcnbodens wird durch die Sammellinse 3 in einer Bildebene projiziert, in welcher die Fototransistoren 19 mit ihren lichtempfindlichen Bereichen angeordnet sind. Den Fototransistoren können auch kleine i'in/cllinsen vorgeschaltet sein, welche dann in der Bildebene angeordnet werden müssen. Die durch den Motor 10 mit hoher Geschwindigkeit angetriebenen Fototransistoren ,₅ 19 tasten während einer einzigen Umdrehung des Tragers (2 das gesamte Bild des Flaschenbodens ab. Der Beginn und das F.nde eines Prüfvorgangs kann in bekannter Weise durch auf die Stellung der Flaschen ansprechende Schaltelemente gesteuert werden.

Befindet sich keine Verschmutzung am Flaschenboden bzw. kein Fremdkörper in dem kegelförmigen Prüfbereicn, so bleioen alle Fototransistoren beleuchte und es fließt ein bestimmter Fotostrom. Wird jedoci mindestens einer der Fototransistoren durch einet Fremdkörper ganz oder teilweise verdeckt, so wird de F'otostrom kurzzeitig geringer. Diese Änderung win durch den über die Fotozellen 15 mit Strom versorgtet Vorverstärker 20 erfalit. verstärkt und erzeugt in de mit dem Vorverstärker verbundenen Primärspule l· eine entsprechende Änderung der Feldstärke. Hier durch entsteht in der Sekundärspule eine Induktions spannung. Der damit ausgelöste Stromstoß wird durcl den Ilaupiverstärker 22 verstärkt und zur Steuerung einer Ausseheidungsvorriehturig für die fchlerhaftei Flaschen herangezogen.

Die Erfindung ist nicht auf das beschrieben! Alisführungsbeispiel beschränkt. So können an Stellt der Fototransistoren andere fotoelektronische Bauele mente wie z. B. Fotozellen oder Fotodioden verwende werden. Auch müssen die fotoelektronischen Bauele mente nicht auf einer Durehmesserlinie angeordnet sein sondern können über die Stirnfläche des rotierende! Trägers verstreut werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

I. Vorrichtung zum Prüfen rotationssymmetrischer transparenter Behälter wie z. B. Getränkeflaschen auf Sauberkeit, mit einer Lichtquelle zur s Beleuchtung des Behälterbodens auf der einen und einem Mosaik aus mehreren fotoelektronischen Bauelementen zur Prüfung des Behälterbodens auf der anderen Seite des Behälterbodens, wobei die fotoelektronischen Bauelemente bei einer Relativdrehung zwischen dem Bild des Behälterbodens und dem Mosaik den gesamten Boden abtasten, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektronischen Bauelemente (19) auf einem rotierend antreibbaren Träger (12) derart angeordnet sind, daß sie bei dessen Rotation den gesamten Behälterboden abtasten, und daß zur induktiven Übertragung der von den fotoelektronischen Bauelementen ausgehenden Signale auf dem rotierend antreibbaren Träger eine mit den fotoelektronischen Bauelementen in Verbindung stehende Primärspule (14) und auf einem ortsfesten Teil (7) der Vorrichtung eine mit dieser korrespondierende Sekundärspule (9) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektronischen Bauelemente (19) des rotierend antreibbüren Trägers (12) in der Bildebene einer Projektionseinrichtung (3) für den Behälterboden angeordnet sind und die Drehachse des rotierend antreibbaren Trägers senkrecht zur Bildebene liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- und die Sekundärspule (9, 14) konzentrisch zur Drehachse des rotierend antreibbaren Trägers (12) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung der fotoelektronischen Bauelemente (19) und/oder eines auf dem rotierend antreibbaren Träger (12) angeordneten Verstärkers (20) für die von den fotoelektronischen Bauelementen ausgehenden Signale auf dem rotierend antreibbaren Träger mindestens eine Fotozelle (15) vorgesehen ist. die von einer ortsfesten Lichtquelle (16) bestrahlbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelcktronischen Bauelemente (19) auf einer Durchmesserlinie des rotierend antreibbaren Trägers (12) angeordnet sind und die Anordnung der fotoelektronischen Bauelemente exzentrisch zur Drehachse des Trägers liegt.