DE2329358C3 - Optische Prüfvorrichtung für Behälter - Google Patents
Optische Prüfvorrichtung für BehälterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen rotationssymmetrischer 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 Behällerbodcns, wobei die fotoelektronischen Bauelemente bei einer Relativdrehung
zwischen dem Bild des Behälterbodens und dem Mosaik den gesamten Boden abtasten.
Derartige Priifvorrichtiingen kommen vorzugsweise
in automatischen Inspektionsmaschinen zur Anwendung.
Diese Inspcktionsmaschinen weisen außerdem eine durch die Prüfvorrichtung steuerbare Sortiervorrichtung
auf, welche als fehlerhaft erkannte Behälter 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
ίο 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 Schwalbenschwanzprisma nicht zu vermeiden, worunter die Empfindlichkeit der Vorrichtung
leidet. Eine Wartung und Reparatur ist nur durch Spezialisten möglich, wie sie normalerweise in Betrieben
der Gelränkeindustrie, in denen die gattungsgemäßen Prüfvorrichtungen zum Einsatz kommen, nicht zur
Verfugung stehen.
Weiter ist eine Prüfvorrichtung für transparente Behälter bekannt, beider 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 fotoelektronischcn Bauelements sind der erzielbaren Empfindlichkeit enge Grenzen gesetzt. Eine zuverlässige Überprüfung der Behälter ist daher nicht gewährleistet.
Weiter ist eine Prüfvorrichtung für transparente Behälter bekannt, beider 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 fotoelektronischcn 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 auskommt.
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
Übet tragung 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 erfindungsgeinäßen Vorrichtung
die fotoelektronischcn Bauelemente selbst rotieren, ist 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 ungeordnet, so kann auf tine Projektionseinrichtung
ganz verzichtet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfordert somit nur ein Minimum an optischen
Bauelementen, ist einfach und überschaubar aufgebaut
und kann daher auch vom Bedienungspersonal einer Flascheninspektionsmaschine überprüft und gewariet
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
ohne Eigendrehung 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 foloelektronischen Bauelemente des rotierend antreibbaren Trägers in der
Bildebene einer Projektionseinrichtung für den Behälterhoden angeordnet sind und die Drehachse des rotierend
antreibbaren Trägers senkrecht zur Bildebene liegt. Auf diese Weise können die fotoelektronischen
Bauelemente oberhalb dem Weg der Behälter bzw. über der Behältermündung angeordnet weiden. 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 Sekund.Tspule
konzentrisch zur Drehachse des rotierend antreibbaren Trägers angeordnet sind.
Hierdurch können eventuelle Übertragungsverluste besonders gering 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 dem rotierend antreibbaren Träger mindestens eine Fotozelle 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 Träger angeordneten Akku erfolgen.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die fotoelektronischen Bauelemente auf einer
Durchmesserlinie des rotierend antreibbaren Trägers angeordnet und liegt die Mitte der Anordnung der
fotoelektronischen Bauelemente exzentrisch zur Drehachse des Träger.·;. Auf diese Weise ist die Verwendung
von handelsüblichen Baugruppen, z. B. leistenförmigen Trägern mit einer Anzahl von Fototransistoren od. dgl.
möglich, 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
Fig. 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 schemalischer Darstellung,
Fig. 3 die Seitenansicht der Abtasteinrichtung der Vorrichtung nach Fig. I in vergrößerter Darstellung,
teilweise im Schnitt,
Fig.4 die Draufsicht auf die Anordnung der
foloelektronischen Bauelemente nach F i g. 3.
Die Prüfvorrichtung nach F i g. I weist eine Lichtquelle
I mit einer vorgeschalteten Opalglasscheibe 2, eine Sammellinse 3 und eine Abtasteinrichtung 4 auf, die auf
einem nicht näher dargestellten orufesien Gehäuse 5 befestigt sind. Die Anordnung ist derart gen offen, 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.
Miiielachse 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 Ständer 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 10 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 des Trägers
12 mehrere Fotozellen 15 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 Gesamtbeleuchtungsstärke
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 verschen. An der nach unten bzw. zur 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 projizierle Bild des Flaschenbodens bestreichen.
Wie in F i g. 2 dargestellt ist, sind die Folotransistoren 19 in Reihe geschaltet und mit dem Vorverstärker 20
verbunden. Die Stromversorgung für den Verstärker und -lie Fototransistoren erfolgt unmittelbar durch die
Fotozellen 15. Statt dessen oder zusätzlich kann auch eine strichpunktiert dargestellte Stromquelle 21, z. B. ein
Trockenakkii, auf dem Träger 12 angeordnet sein. Dem
Vorverstärker ist die Primärspule 14 nachgeschaltet.
Die Sekundärspule steht mit einem Haupiverstärker 22
in Verbindung, der eine nicht dargestellte Ausscheidungsvorrichtung
für fehlerhafte !'laschen steuert.
Die Punktion der Vorrichtung ist folgende: Fine durch die nicht dargestellte Transportvorrichtung durch
den Prüfbereich bewegte Gasflasche 6 wird von unten durch die Lichtquelle 1 und die Opalglasseheibc 2 diffus
beleuchtet. Das Bild des beleuchteten llasclienbodcns
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 Kinzcllinscn
vorgeschaltet sein, welche dann in der Bildebene angeordnet werden müssen. Die durch den Motor 10 mit
hoher Geschwindigkeit angetriebenen Fototransistoren 19 tasten während einer einzigen Umdrehung des
Trägers 12 das gesamte Bild des F'laschenbodens ab. Der Beginn und das linde eines l'rüfvorgangs kann in
bekannter Weise durch auf die Stellung der Flaschen ansprechende Schaltelemente gesteuert werden.
Befindet sich keine Verschmutzung am Flaschcnboden bzw. kein Fremdkörper in dem kegelförmigen
l'rüfbereich. so bleiben alle Fototransistoren beleuchtet
und es fließt ein bestimmter Fotostrom. Wird jedoch mindestens einer tier Fototransistoren durch einer
Fremdkörper ganz oder teilweise verdeckt, so wird dei
Fotostrom kurzzeitig geringer. Diese Änderung win: durch den über die Fotozellen 15 mit Strom versorgter
Vorverstärker 20 erfaßt, verstärkt und erzeugt in dei mit dem Vorverstärker verbundenen l'rimärspule \4
eine entsprechende Änderung der Feldstärke, liier
ίο durch entsteht in der Sekundärspiile eine Induktionsspannung.
Der damit ausgelöste Stromstoß wird durcl den Hauptverstärker 22 verstärkt und zur Steuerung
einer Ausscheidungsvorrichtung für die fehlerhaftei Flaschen herangezogen.
Die Frfindung ist nicht auf das beschrieben! Ausfuhrungsbeispiei beschränkt. So können au Stellt
der Fototransistoren andere fotoelcktronische Baude mentc wie z. B. F'olozcllen oder Fotodioden verwende
werden. Auch müssen die fotoclcklronischen Bauelc mentc nicht auf einer Durchmcsserlinie angeordnet sein
sondern können über die Stirnfläche des rolierendci Trägers verstreut werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Prüfen rotalionssymmeirischer 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, d a durch
gekennzeichnet, daß die fotoelektronischen
Bauelemente (19) auf einem rotierend anlreibbaren 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 antreibbaren 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 fotoclektronischen 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 fotoelektronischen
Bauelemente (19) auf einer Durchmesserlinie des rotierend antreibbaren Trägers (12) angeordnet sind
und die Anordnung der fotoelektronischcn Bauelemente exzentrisch zur Drehachse des Trägers liegt.
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DE3815539A1 (de) * | 1988-05-06 | 1989-11-16 | Hermann Dr Datz | Vorrichtung zum selbsttaetigen pruefen von hohlglaesern, zum beispiel flaschen, auf schadstellen im muendungsbereich |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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