DE2727651A1

DE2727651A1 - Verfahren und vorrichtung zur inspektion von abgefuellten flaschen

Info

Publication number: DE2727651A1
Application number: DE19772727651
Authority: DE
Inventors: Jorge E Simmons; Arthur F Woodrow
Original assignee: TSN CO Inc
Current assignee: TSN CO Inc
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-20
Publication date: 1977-12-29
Also published as: JPS534597A; FR2356134A1; IT1079046B

Description

1A-2O69

TSN Company Inc., Tucson, Arizona, U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion von abgefüllten Flaschen

Zusammenfassung

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Inspektion von abgefüllten Flaschen einer Flaschenabfüllanlage zur Feststellung von Fremdkörpern geschaffen. Das Inspektionsverfahren führt zur Ignorierung von falschen Meldungen von Fremdkörpern durch Vergleiche der Ergebnisse einer Vielzahl von gleichzeitig durchgeführten Inspektionen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Inspektion von geschlossenen Behältern zum Zwecke der Feststellung von Fremdkörpern und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Feststellung von Fremdkörpern in mit Getränken abgefüllten Flaschen.

Das Problem der Feststellung von Fremdkörpern in abgefüllten Flaschen ist ein besonderes Problem der Getränkeindustrie. Die Anwesenheit von Fremdkörpern in mit Getränken abgefüllten Flaschen, welche vom Hersteller nicht bemerkt wird, führt nicht nur zu einer Verärgerung einzelner Kunden, sondern kann auch erhebliche Schadensersatzforderungen nach sich ziehen. Venn zurückgenommene leere Flaschen gereinigt und gefüllt werden müssen, tritt dieses Problem in verstärktem MaBe auf, da die zurückgegebenen Flaschen oft eine Vielfalt verschiedenster Fremdkörper

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und Fremdstoffe enthalten. Es kommt daher häufig vor, daß mit Getränken abgefüllte Flaschen verschiedenste Fremdkörper enthalten, z. B. Zigaretten, Zigarrenstummel, Mäuse, Papier, Tierexkremente usw. Darüber hinaus können während des Abfüllprozesses ebenfalls verschiedenste Fremdkörper in die Flaschen gelangen. So kann z. B. beim Anbringen der Kappen oder Kronenkorken der Rand der Flasche zu Bruch gehen, so daß Bruchstücke des Glases in den Flascheninhalt gelangen. Solche Fremdkörper führen zwar nicht zu einer Gefahr für die Gesundheit vom bakteriologischen Standpunkt und wirken auch auf den Verbraucher visuell nicht abstoßend. Glassplitter und ähnliche Fremdkörper können aber erhebliche Verletzungen hervorrufen.

Die Inspektion von abgefüllten Getränkeflaschen erfolgte während vieler Jahre visuell durch Inspektionspersonen. Hierzu wurden die abgefüllten Flaschen über eine Lichtquelle gestellt, worauf der Inhalt visuell nach Fremdkörpern abgesucht wurde. Das US-Patent 2 132 447 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Inspektion von abgefüllten Flaschen. Bei diesem bekannten Verfahren wird die in den Flaschen enthaltene Flüssigkeit in Rotation versetzt, worauf die Drehung der Flasche abrupt gestoppt wird. Hierdurch kommt es zu einer Relativdrehung des Flascheninhalts gegen die Flasche. Sodann läßt man einen Lichtstrahl durch die Flasche auf eine fotoelektrische Zelle fallen. Eine Unterbrechung des Lichtstrahls zeigt die Anwesenheit von Fremdkörpern an.

Zur Verhinderung einer Fehlanzeige von Fremdkörpern aufgrund von Defekten oder von Schmutz an der Außenfläche der Flasche wurde der inspizierende Lichtstrahl sowie die Fotozelle mit der gleichen Translationsgeschwindigkeit bewegt wie die Flas&e, so daß keine Relativbewegung zwischen Flasche und Inspektionsgerät während des Inspektionsverfahrens stattfand. Bei diesem Verfahren ist es aber erforderlich, die Lichtquelle mit der Geschwindig-

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keit des Behälters während des Tests zu bewegen und dann wieder für die Inspektion des nächsten Behälters zurückzubewegen. Die Trägheitskräfte, welche zur Anhaltung des Inspektionsgerätes und zur Rückkehr desselben an seinen Ausgangspunkt überwunden werden Müssen, führen zu einer erheblichen Beschränkung der Geschwindigkeit des Inspektionsverfahrens.

Alternativ wird daher in der US-Patentschrift 2 132 eine stationäre Inspektionsvorrichtung vorgeschlagen, wobei die Jeweilige zu inspizierende Flasche unmittelbar vor der Inspektion abrupt angehalten wird. Auch hierdurch wird Jedoch eine Beschränkung der Betriebsgeschwindigkeit der Anlage bedingt, da Jede Flasche angehalten und dann wieder auf die Translationsgeschwindigkeit des Transportsystens zur Bewegung der Flaschen durch die Abfüllanlage beschleunigt werden nuß.

Daher wird in der US-Patentschrift 2 317 559 eine Inspektionsvorrichtung vorgeschlagen, welche auf dem Gedanken beruht, dafl die Hochgeschwindigkeitsrotation der Flasche nicht sofort zu einer Hotatlonsgeschwindlgkeit des flüssigen Inhalts führt, welche mit der Rotationsgeschwindigkeit der Flasche vergleichbar 1st. Die Flasche ■raft während einer beträchtlichen Zeitdauer in Drehung gehalten werden, während der die Trägheit des Inhalts überwunden wird. Der Flascheninhalt erreicht daher erst nach einer erheblichen Zeltdauer die Rotationsgeschwindigkeit der Flasche. Aus dieser Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Flascheninhalt und Flasche beruht das Verfahren der US-Patentschrift 2 317 559. Hierbei wird zwischen Störungen des inspizierenden Lichtstrahls unterschieden, welche durch die Flasche hervorgerufen werden, bzw. welche durch sich zusn mit dem Flascheninhalt drehende Fremdkörper hervorgerufen werden. Zusätzlich ist dabei eine Inspektion während der Bewegung vorgesehen, so daß während der Inspektionsphase sowohl die

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Optik des Systems als auch die Flasche gemeinsam bewegt werden, so daß keine Relativgeschwindigkeit zwischen beiden besteht. Auch dieses bekannte Verfahren erfordert daher die Bewegung der Inspektionsvorrichtung, wodurch die Betriebsgeschwindigkeit der Anlage aufgrund der Trägheitskräfte bezüglich der Bewegung der Inspektionsvorrichtung vor und zurück zum Ausgangspunkt beschränkt ist. Ferner muß man eine Anzahl von Frequenzfiltern in das Lichtverstärkungssystem der Inspektionsvorrichtung einbauen, um die Effekte des durch die Flasche hindurchfallenden Lichts zu eliminieren. Dies erfordert zusätzliche Einrichtungen, welche Funktionsstörungen zeigen können und zusätzlich Kosten verursachen.

Die US-Patentschrift 2 646 715 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur visuellen Inspektion von abgefüllten Flaschen nach Fremdkörpern. Dabei wird polarisiertes Licht verwendet und vom Tyndall-Effekt Gebrauch gemacht. Der Tyndall-Effekt tritt z. B. ein, wenn ein Lichtstrahl in ein dunkles Zimmer fällt, wodurch in der Luft befindliche Staubteilchen sichtbar werden, welche auf andere Weise nicht wahrgenommen werden. Dabei ist jedoch eine visuelle Inspektion durch eine Bedienungsperson erforderlich, so daß die Betriebsgeschwindigkeit der Anlage hierdurch wesentlich beschränkt wird.

Die folgenden weiteren US-Patente befassen sich ebenfalls mit der Inspektion von Flaschen:

2 192 580, 2 253 581, 2 331 277, 2531 529, 2 635 194,

2 677 304, 3 356 853, 3 528 544, 3 529 167, 3 581 101,

3 590 256, 3 627 423, 3 708 680, 3 739 184, 3 758 215, 3 765 533, 3 777 169 und 3 830 969.

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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur raschen Inspektion von abgefüllten Flaschen zu schaffen, wobei die Translationsgeschwindigkeit der abgefüllten Flaschen nicht geändert werden muß und wobei die Inspektionseinrichtung stationär angeordnet ist.

Erfindungsgemäß werden eine Vielzahl von Inspektionen gleichzeitig durchgeführt und die Ergebnisse der gleichzeitig durchgeführten Inspektionen werden miteinander verglichen. Dabei wird zwischen vollständiger, partieller und keiner Blockierung bei den gleichzeitig durchgeführten Inspektionen unterschieden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teilbereichs einer Transporteinrichtung für abgefüllte Flaschen mit der Inspektionseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Flg. 1 und

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Auswertung der Signale der Inspektionsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt des Transportsystems einer Flaschenabfüllanlage mit der erfindungsgemäßen Inspektionseinrichtung. Eine Reihe von Flaschen 10, welche mit Flüssigkeit gefüllt sind, z. B. mit einem Getränk, werden über eine Transportband 11 der erfindungsgemäßen Transportanlage gemäß Fig. 1 oben links zugeführt. Die Flaschen werden in herkömmlicher Weise über ein Einlaßsternrad 12 gedreht und einzeln auf eine vertikale Transporteinrichtung 13 gestellt. Die Transporteinrichtung 13 umfaßt Jeweils eine drehbare Basis 14 für die Unterstützung der Flaschen und eine drehbare Kappe 15 für die Fixierung der Flasche auf der Transporteinrichtung.

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Die Transporteinrichtung 13 bewegt die Flaschen 10 von oben nach unten. Dabei gelangen die Flaschen in Kontakt mit einem sich mit geringer Geschwindigkeit drehenden kegelförmigen Körper 17, welcher die dargestellte kegelstumpfförmige Gestalt haben kann. Der Kegel 17 greift der Reihe nach an den einzelnen Flaschen 10 an und erzeugt eine Drehbewegung der Flaschen. Sodann gelangen die Flaschen in Kontakt mit einem sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Kegelkörper 18, welcher ebenfalls die in der Figur gezeigte kegelstumpfförmige Gestalt haben kann. Durch die Kegelkörper 17 und 18 werden die Flaschen 10 auf eine Rotationsgeschwindigkeit von etwa 20OO Umdrehungen pro Minute gebracht. Diese hochtourige Drehung hat verschiedene Vorteile. Zunächst wird eine Durchmischung des Flascheninhalts gewährleistet. Wenn z. B. mit Kohlensäure versetzte Getränke abgefüllt und inspiziert werden sollen, so ist es wichtig, daß der Sirup vollständig mit dem mit Kohlensäure versetzten Wasser durchmischt ist, um ein fehlerhaftes Ansprechen aufgrund einer Ungleichförmigkeit des Flascheninhalts zu vermeiden. Darüber hinaus neigen die Flaschen dazu, während des AbfüllVerfahrens an ihrer Außenfläche Feuchtigkeit aufzunehmen. Zum Beispiel werden die Flaschen nach dem Waschen gespült, so daß Spülflüssigkeit an der Außenseite der Flaschen haften kann. Darüber hinaus können die aus der Waschanlage kommenden Flaschen relativ warm sein. Dies kann im Verein mit der niedrigeren Temperatur des Abfüllraums und dem Vorhandensein eines unnormalen Feuchtigkeitsgehaltes im Abfüllraum zur Kondensation von Feuchtigkeit an der Flaschenaußenseite führen. Darüber hinaus kann eine gewisse Flüssigkeitsmenge beim Abfüllen an die Außenseite der Flaschen gelangen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn mit Kohlensäure versetzte Getränke abgefüllt werden, da in diesem Falle der Flascheninhalt gewöhnlich überschäumt und somit die Flüssigkeit an die Außenseite der Flasche gelangt.

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Die hochtourige Drehbewegung der Flaschen führt dazu, daß irgendwelche anhaftende SpUlflüssigkeit, übergelaufene Flüssigkeitsreste und Feuchtigkeit von der Außenseite der Flasche 10 entfernt werden.

Im Verlauf der weiteren Translationsbewegung der Flaschen 10 mit dem Transportband 13 kommt die Oberfläche der rotierenden Flaschen in Berührung mit Bremsrädern 19. Die Bremsräder stoppen die Rotation der Flaschen abrupt, ohne daß deren Translationsbewegung durch die Transporteinrichtung 13 unterbrochen wird. Nunmehr wird jedoch die Rotationsbewegung des Flascheninhalts aufgrund der Trägheitskräfte fortgesetzt während die Flasche sich nicht mehr dreht. In diesem Zustand gelangt die Flasche in die Inspektionsvorrichtung. Die Inspektion des Flascheninhalts soll im folgenden näher erläutert werden.

Jede Flasche 10 wird nach dem Verlassen der Bremsräder 19 von der Transporteinrichtung 13 auf eine kettenförmige Transporteinrichtung 21 überführt. Jede der Flaschen wird auf eine Platte 22 gestellt, welche Teil der Transporteinrichtung 21 ist. Mit dieser Transporteinrichtung 21 wird die Translationsbewegung der Flaschen fortgesetzt und die Flaschen werden durch eine Inspektionsvorrichtung 30 geführt. Diese umfaßt ein Paar Lichtquellen 31 und zwei Paare von Fotozellen 32, 32* gemäß Fig. 2. Die Arbeitsweise dieser Inspektionsvorrichtung soll im folgenden im einzelnen erläutert werden. Nach dem Verlassen der Inspektionsvorrichtung werden die Flaschen von der Transporteinrichtung 21 in herkömmlicher Weise einem Auslaßsternrad 24 zugeführt. Die Flaschen werden mit dem Auslaßsternrad 24 in bekannter Weise gedreht und gelangen zu einem Auslaßtransportband 25 und von dort zu einer Aussortierstation (Fig. 3). Diejenigen Flaschen, welche von der Inspektionsvorrichtung 30 nicht beanstandet werden, gelangen zur Verpackungsstation des Transportsystems

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und somit zum Verbraucher. Die von der Inspektionseinrichtung 30 beanstandeten Flaschen werden aus dem Haupttransportsystem aussortiert und ggfs. anderweitig verwendet.

Zur Beschreibung der Inspektionseinrichtung 30 wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Ein Paar Lichtquellen 31 sind direkt einander gegenüber auf beiden Seiten der Flasche 10 angeordnet. Ferner sind vier Fotodetektoren 32, 32* paarweise angeordnet. Jedes Paar der Fotodetektoren 32, 32* ist mit gleichen Winkeln zu den beiden Lichtquellen 31 angeordnet. Die Bedeutung dieses Merkmals wird im folgenden erläutert.

Erfindungsgemäß wird von dem Tyndall-Effekt Gebrauch gemacht. Dieses Phänomen wurde zunächst von Faraday im Jahre 1857 entdeckt. Wenn polarisiertes Licht einer Lichtquelle hoher Intensität durch eine Lösung fällt, und in einem Winkel zur Lichtquelle betrachtet wird, so erscheint das Licht dem Beobachter unsichtbar. Wenn jedoch ein ähnlicher Lichtstrahl durch eine kolloidale Suspension fällt, so werden die Teilchen des Kolloids bei dem gewählten Betrachtungswinkel sichtbar. Erfindungsgemäß kann von diesem Phänomen Gebrauch gemacht werden, da der Inhalt von abgefüllten Flaschen gewöhnlich eine Lösung ist. Bei Getränken handelt es sich z. B. um eine Lösung eines Sirups in mit Kohlensäure versetztem Wasser. Fremdkörper innerhalb der Flasche, ζ. Β.β Sand, Korkenteilchen oder Glasfragmente erscheinen jedoch als kolloidale Suspension.

Die Bedeutung der raschen Drehbewegung und der abrupten Abbremsung der Flaschen 10 beim Bremsen der Flasche soll nunmehr näher untersucht werden. Da der Inhalt der Flasche 10 nicht sofort zur Ruhe kommt, sondern sich noch mit einer erheblichen Geschwindigkeit weiter dreht, rotieren auch irgendwelche Fremdkörper innerhalb der Flasche zusammen mit dem Flascheninhalt und erscheinen als kolloidale Suspension.

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Demgemäß erfassen die in den Positionen gemäß Fig. 2 relativ zu den Lichtquellen 31 angeordneten Detektoren das von der kolloidalen Suspension der in der Flasche 10 befindlichen Fremdkörper reflektierte Licht. Falls der Flascheninhalt fehlerfrei ist, kommt es nicht zu einer solchen Lichtreflexion. Die Ausgangssignale der optischen Detektoren 32 werden einer elektronischen Schaltung gemäß Fig. 4 zugeführt.

Nach dem Verlassen der Inspektionsvorrichtung 30 werden die Flaschen der Vorrichtung gemäß Fig. 3 zugeführt. Jede der Flaschen 10 gelangt von der Platte 22 des Transportbandes 21 in eine Position eines Auslaßsternrades 24. Das Sternrad 24 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn. Dabei werden die Flaschen 10 einem Auslaßtransportband 25 zugeführt. Wenn eine Flasche von der Inspektionsvorrichtung nicht beanstandet wird, so wird sie vom Transportband 25 einer Verpackungsstation und Ausgäbestatlon der FlaschenabfUlianlage zugeführt. Wenn jedoch eine Flasche 10 beanstandet wird, so bewegt sich ein Aussortierarm 35 in die in Fig. 3 mit gestrichelten Linien dargestellte Position, so daß die betreffende Flasche 10 einem Aussortiertransportband 36 zugeführt wird und einer Station zur anderweitigen Verwendung der aussortierten Flaschen zugeführt wird.

Im folgenden soll die elektronische Schaltung der Inspektionsvorrichtung 30 anhand der Fig. 4 näher erläutert werden. Bei dem Detektor Nr. 1 und dem Detektor Nr. 2 der Fig. 4 handelt es sich um Detektorpaare 32, 32* gemäß Fig. 2. Diese Detektorpaare sind mit gleichen Winkeln relativ zu den beiden einfallenden Lichtquellen angeordnet. Demzufolge erfassen sie das Licht, welches mit dem gleichen Winkel zur Einfallsrichtung der beiden Lichtquellen reflektiert wird. Die Ausgangssignale der Detektorpaare 32, 32* gelangen durch einen Signalformer, einem Verstärker und einen Analog-Digital-Wandler 38, 38'. Die

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Schaltungen 38 und 38' werden im folgenden nicht näher erläutert, da sie hinreichend bekannt sind. Die Ausgangssignale der beiden Schaltungen 38 und 38* gelangen zu den beiden Eingängen eines UND-Gliedes 39. Wenn jeder der beiden Detektoren ein die Anwesenheit von Fremdkörpern im Flascheninhalt 10 anzeigendes Signal liefert, so erscheint an den beiden Eingängen des UND-Gliedes 39 ein gleichzeitiges Signal. Dieses führt zu einem Ausgangssignal am Ausgang des UND-Gliedes 39, welches als Beanstandungssignal bewertet wird und zur Flaschenaussortierung führt. Durch dieses Signal wird der Aussortiermechanismus mit dem Aussortierarm 35 gemäß Fig. 3 betätigt und die beanstandete Flasche wird, wie beschrieben, aussortiert.

Die Inspektionseinrichtung 30 mußeine Vielzahl verschiedener Bedingungen unterscheiden,um festzustellen, ob der Inhalt einer inspizierten Flasche akzeptierbar ist oder nicht. Die beiden Lichtquellen senden Energie aus, welche durch die Detektorpaare erfaßt wird. Diese von den beiden Detektoren ausgesandte Energie liegt jedoch unterhalb einem vorbestimmten Schwellenwert und bildet einen Geräuschpegel in der Schaltung der Detektoren. Gelegentlich wird ein falsches Signal von einem der Detektoren eines Detektorpaars erfaßt, selten jedoch von beiden Detektoren des Detektorpaars. Diese Fehlsignale werden durch die Koinzidenzsignalschaltung eliminiert. Wenn groß dimensionierte Fremdkörper, z. B. ein Zigarrenstummel oder eine Maus, sich in der zu inspizierenden Flasche befindet, so kann das gesamte Licht des Inspektionslichtstrahls unterbrochen werden, so daß die beiden Detektorpaare 32 und 32* keinerlei Energie (Rauschen) empfangen. In einem solchen Falle, in dem von den beiden Detektorenpaaren keine Energie erfaßt wird, erzeugt die Schaltung ein Signal, welches zur Aussortierung der

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Flasche führt. Auch wenn die Lichtquellen 31 ausfallen, oder die Energiezufuhr der Inspektionseinrichtung 30 ausfällt, wird keine Energie festgestellt. Die Schaltung gemäß Fig. 4 ist derart ausgebildet, daß die Flaschen aussortiert werden, wenn keine Energie empfangen wird, da unabhängig von dem Grund der Störung der Inhalt der zu inspizierenden Flasche entweder nicht inspiziert wurde, oder da ein Fremdkörper festgestellt wurde.

Ferner muß die Inspektionsvorrichtung 30 zwischen Fremdkörpern unterscheiden, welche an der Innenfläche einer Flasche anhaften und welche an der Außenfläche einer Flasche anhaften. Fremdstoffe an der Außenseite haben keinen Einfluß auf den Flascheninhalt und sind daher akzeptabel. Fremdkörper, welche jedoch an der Innenseite der Flasche haften, beeinträchtigen den Flascheninhalt und sind daher nicht akzeptabel. Auch wenn die Fremdkörper die Reinheit des Flascheninhalts nicht beeinträchtigen, so können sie doch zu Verletzungen führen. Wenn es sich z. B. um einen Glassplitter handelt (welcher hygienisch einwandfrei ist), so kann dieser von der Innenfläche der Flasche gelöst werden und beim Trinken verschluckt werden. Glücklicherweise führen Fremdkörper, welche an der Innenfläche einer Flasche anhaften, zu Wirbelströmungen des flüssigen Inhalts bei der Relativbewegung des flüssigen Inhalts relativ zu dem an der Innenfläche haftenden Fremdkörper. Diese Wirbelströme wiederum führen zur Freisetzung von Gasbläschen des mit Kohlensäure versetzten Inhalts. Diese Gasbläschen erscheinen in der Inspektionsvorrichtung 30 als kleine Fremdkörper, so daß die betreffenden Flaschen aussortiert werden. Fremdkörper, welche an der Außenseite der Flasche haften, führen nicht zu Wirbelströmen und werden daher von der Inspektionseinrichtung 30 ignoriert.

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Zur Erzielung zuverlässiger Ergebnisse darf die Inspektionseinrichtung nicht durch geringes optisches oder elektrisches Rauschen, welches bei optischen und elektrischen Vorrichtungen stets vorkommt, nicht beeinflusst werden. Da ein Paar Lichtquellen 31 die Inspektionslichtstrahlung gleichzeitig aussenden, besteht eine Koinzidenz zwischen den Ausgangssignalen der Paare der Detektoren 32, 32', wenn die Lichtstrahlen von Fremdkörpern im Flascheninhalt reflektiert werden. Andererseits werden Signale von nur einem Detektor erzeugt, wenn sie durch optisches oder elektrisches Rauschen hervorgerufen werden. Das das UND-Glied 39 den Aussortiermechanismus nur bei Ansprechen auf koinzidierende Signale betätigt, trennt die Inspektionsvorrichtung die echten auf Fremdkörper zurückgehenden Effekte von Rauscheffekten ab.

Wenn die inspizierten Flaschen nur eine Lösung enthalten, z. B. ein von Fremdkörpern freies Getränk, so fuhren die von den Lichtquellen 31 ausgesandten Lichtstrahlen nicht zur Bildung von Aussortiersignalen der Detektoren 32, 32' und die inspizierte Flasche wird nicht beanstandet. Wenn irgendwelche kleinen Fremdkörper einschließlich Bläschen hervorgerufen durch Wirbelströmungen in den zu inspizierenden Flaschen vorhanden sind, so führen diese Fremdkörper zur Lichtreflexion, welche durch die Detektoren 32 und 32' erfaßt wird. Demzufolge werden die betreffenden inspizierten Flaschen beanstandet und aussortiert. Herkömmliche Inspektionssysteme führen zu Schwierigkeiten, wenn die Flaschenwandungen unregelmäßig ausgebildet sind oder Werbeinschriften tragen. Wenn die Systeme auf Änderungen des Amplitudenmusters des Inspektionslichtstrahls ansprechen, so führen die Wölbungen oder die Werbeinschriften auf den Flaschenwandungen

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zu ungewünschten Aussortierungen. Venn die Systeme zur Vermeidung dieses Effektes weniger empfindlich gemacht werden, so werden Fremdkörper enthaltende Flaschen unzulässigerweise nicht aussortiert, wenn das Fremdkörpersignal im Grenzbereich liegt. Die Wirkung von Hintergrundlicht steht mit diesem Problem in Beziehung, da es die Empfindlichkeit der Inspektionsvorrichtung beeinträchtigt. Die Anwesenheit von Hintergrundlicht mindert den Kontrast des Inspektionslichtstrahls in Bezug auf die Umgebungsbeleuchtung bei herkömmlichen Systemen. Hierdurch wird die Empfindlichkeit des Inspektionssystems herabgesetzt und die Zuverlässigkeit des Inspektionsverfahrens verringert.

Obgleich die Platten 22 zur Abschirmung eines wesentlichen Teils des Hintergrundlichtes von der Inspektionsvorrichtung 30 dienen, ist dennoch etwas Hintergrundlicht unvermeidlich während der Inspektion anwesend. Das Signal, welches von den Detektoren 32, 32* erfaßt wird und von dem Hintergrundlicht herrührt, ist jedoch im wesentlichen konstant. Änderungen des Signals aufgrund von Oberflächenunregelmäßigkeiten, z. B. Wölbungen oder Werbeinschriften ist in ähnlicher Weise konstant. Andererseits sind Signale, welche vom flüssigen Inhalt der Flasche herrühren, aufgrund der Drehung des Flascheninhalts variabel. Da die Schaltung 38, 38* ein variables Signal von einem konstanten Signal unterscheiden kann, werden die Effekte einer Hintergrundbeleuchtung und die Effekte von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche der Flaschen ignoriert. Darüber hinaus werden von der Inspektionseinrichtung 30 vorübergehende Effekte aufgrund der Redundanz der Detektoren 32 und 32* unterschieden. Diese vorübergehenden Effekte führen nicht zu koinzidierenden Signalen an beiden Paaren von Detektoren. Daher wird durch die Redundanz der gepaarten Detektoren die Zuverlässigkeit der Inspektionsvorrichtung 30 weiter erhöht.

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Somit führen irgendwelche Fremdkörperteilchen, welche in dem Flascheninhalt schweben, während der Inspektion zu einer Lichtreflexion der Lichtstrahlen der Lichtquellen und das reflektierte Licht gelangt zu den beiden Detektorpaaren. Die koinzidierende Erfassung von reflektiertem Licht durch die Detektorpaare führt zur Bildung eines Aussortiersignals durch die Schaltung gemäß Fig. 4. Bei der Inspektion von Flaschen, welche von Fremdkörpern frei sind, gelangt eine sehr geringe Energiemenge von den Lichtquellen zu den Detektoren. Dabei handelt es sich um einen Rauscheffekt. Dieser sehr niedrige Energiepegel wird von den Detektoren und der zugeordneten Schaltung erfaßt, liegt aber unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes, so daß dieser Energiepegel nicht zu einem Signal führt, welches Fremdkörper im Flascheninhalt anzeigt. Vielmehr dient die Anwesenheit dieses niedrigen Energiepegels als Signal dafür, daß die Schaltung des Systems in Betrieb ist. Im Falle eines Ausfalls einer oder beider Lichtquellen fehlt dieser geringe Rauschpegel der beiden Detektorpaare. Dieses wird durch die Schaltung erfaßt und somit wird ein entsprechendes Signal erzeugt. In ähnlicher Weise fehlt der Rauschpegel ebenfalls völlig, wenn genügend groß dimensionierte Fremdkörper sich innerhalb der inspizierten Flasche befinden, welche die Übertragung von Lichtenergie von den beiden Lichtquellen zu den beiden Detektorpaaren völlig unterbrechen oder die Übertragung von reflektiertem Licht zu den beiden Detektorpaaren unterbrechen. Auch dieser Fall wird von der Schaltung erfaßt und führt zu einem entsprechenden Signal. Somit dient die Abwesenheit eines Energieeingangssignals mit niedrigem Energiepegel an die Detektoren und die Abwesenheit eines Rauschpegels in der Schaltung als Anzeichen für entweder den Ausfall einer oder beider Lichtquellen oder für die Anwesenheit eines großen Fremdkörpers innerhalb der inspizierten Flasche. In beiden Fällen muß die betreffende Flasche aussortiert werden, da die Flasche entweder wegen des Fremdkörpers nicht

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akzeptabel ist oder wegen der unterlassenen Inspektion aussortiert werden muß. Somit werden mit der erfindungsgemäßen Einrichtung Flaschen erfaßt, welche frei von fremden Schwebestoffen sind und ferner Flaschen, welche Fremdkörper enthalten. Schließlich wird erfindungsgemäß auch eine fehlerhafte Arbeitsweise oder ein Ausfall des Inspektionssystems erfaßt.

Eine noch größere Zuverlässigkeit kann mit zusätzlichen Investitionen folgendermaßen erreicht werden. Der einzige Ring von Lichtquellen und Detektoren gemäß der Zeichnung kann verdoppelt werden, und zwar oberhalb und/oder unterhalb des in der Zeichnung dargestellten Rings. Hierdurch kann man jeden gewünschten Grad an Redundanz verwirklichen. Ferner kann man das konstante Ausgangssignal der Lichtquelle 31 durch ein pulsierendes Ausgangssignal ersetzen, um einen Tast -Effekt hervorzurufen. Die pulsierenden Ausgangssignale des Lichtquellenpaars können entweder synchron oder asynchron sein. Bei der beschriebenen Ausfuhrungsform werden zwei Lichtquellen 31 ähnlichen Typs verwendet. Dies muß jedoch nicht der Fall sein. Zum Beispiel kann eine der beiden Lichtquellen ultraviolettes Licht aussenden, während die andere sichtbares Licht oder Infrarotlicht aussenden kann. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit und Redundanz je nach den individuellen Erfordernissen variiert werden. Da die Translationsgeschwindigkeit der Flaschen des Transportbandes einer Flaschenabfüllanlage in modernen Flaschenabfüllanlagen groß ist, muß auch das Inspektionsverfahren rasch ablaufen, so daß die Zuverlässigkeit hoch sein muß. Unnötige Aussortierungen fuhren zu unnötigen Kosten, während andererseits die unterbliebene Aussortierung von zu beanstandenden Flaschen eine Gefahr für den Verbraucher bildet und zu Haftungsfällen führen kann.

Vorstehend wurde die Transporteinrichtung für das Inspektionssystem als vertikale Transporteinrichtung

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dargestellt. Man kann jedoch auch eine horizontale Transporteinrichtung verwenden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Inspektion des Inhaltes von abgefüllten Flaschen zur Feststellung von Fremdkörpern ohne Herabsetzung der Translationsgeschwindigkeit der Flaschen auf einer Transporteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine Vielzahl von gefüllten Flaschen mit einer Transporteinrichtung transportiert;

(b) daß jede Flasche zusammen mit ihrem Inhalt in Rotation versetzt wird;

(c) daß die Rotation einer jeden Flasche derart abrupt unterbrochen wird, so daß eine Relativdrehung zwischen dem Flascheninhalt und der Flasche zustande kommt, während die Translationsbewegung der Flasche entlang des Transportbandes fortgesetzt wird;

(d) daß Strahlungsenergie von einer stationären Lichtquelle durch jede Flasche und den rotierenden Flascheninhalt geschickt wird, während die Flasche ihre Trans1ationsbewegung zusammen mit dem Transportband ausführt;

(e) daß eine stationäre Detektoreinrichtung ansprechend auf die durch jede der Flaschen und deren Inhalt fallende Strahlungsenergie während der Translationsbewegung der Flasche und des Flascheninhaltes vorbei an der stationären Detektoreinrichtung eine Vielzahl von Detektorsignalen erzeugt;

(f) daß ansprechend auf die Vielzahl von Detektorsignalen eine Vielzahl von Ausgangssignalen gebildet werden, welche der durch die Flasche und den Flascheninhalt verlaufenden Strahlungsenergie entsprechen;

(g) daß die Vielzahl der Ausgangssignale miteinander verglichen werden unter Bildung eines die Koinzidenz der Detektorsignale anzeigenden Vergleichssignals und

(h) daß die Anwesenheit von Fremdkörpern in der Flasche aus dem Vergleichssignal abgeleitet wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede einzelne Flasche mit Fremdkörpern identifiziert wird und die betreffende Flasche von den anderen Flaschen des Transportbandes aussortiert wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch

(a) eine Transporteinrichtung für die Translationsbewegung einer Vielzahl von gefüllten Flaschen;

(b) eine Einrichtung zur selektiven Rotation der einzelnen Flaschen und des Flascheninhalts während der Translationsbewegung;

(c) eine Einrichtung zur genügend abrupten Unterbrechung der Drehbewegung der einzelnen Flaschen unter Hervorrufung einer Relativdrehung zwischen dem Inhalt und der Flasche bei fortgesetzter Translationsbewegung der Flasche;

(d) eine stationäre Tasteinrichtung, welche Strahlungsenergie durch die betreffende Flasche und den rotierenden Inhalt derselben sendet, während die Flasche ihre Translationsbewegung an der Tasteinrichtung vorbei fortsetzt;

(e) eine stationäre Detektoreinrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl von Detektorsignalen, ansprechend auf die durch die betreffende Flasche und deren Inhalt während der Bewegung der Flasche und des Flascheninhalts an der Detektoreinrichtung vorbei, fallende linergie,

(f) eine Einrichtung zur Erzeugung einer Vielzahl von Ausgangssignalen, ansprechend auf die Vielzahl von Detektorsignalen, welche anzeigen, daß Strahlungsenergie von der Flasche und dem Inhalt derselben unterbrochen wird;

(g) eine Einrichtung zum Vergleich der Vielzahl der Ausgangssignale miteinander unter Bildung eines Vergleichssignals bei Koinzidenz der Detektorsignale und

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(h) eine auf das Vergleichssignal ansprechende Einrichtung zur Erfassung der Anwesenheit von Fremdkörpern in der jeweiligen Flasche.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Identifizierung der jeweiligen einzelnen Flaschen mit Fremdkörpern und eine Einrichtung zur Aussortierung der betreffenden Flaschen aus den anderen Flaschen des Transportbandes.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung in der Nähe der Transporteinrichtung stationär angeordnet ist, so daß jede der Flaschen an der Tasteinrichtung vorbeibewegt wird, während die Strahlungsenergie hindurchfällt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oetektoreinrichtung relativ zur Tasteinrichtung stationär angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung eine Vielzahl von Fotozellen umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung Einrichtungen zur Erzeugung einer Vielzahl von Energiestrahlen umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Lichtquellen für sichtbares Licht.
1O. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Lichtquellen für sichtbares Licht und die Vielzahl der Fotozellen auf einem Kreis und zur Mitte desselben hin gerichtet angeordnet sind.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Lichtquellen mindestens ein Paar von diametral einander entgegengesetzt angeordneten Lichtquellen für sichtbares Licht umfassen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Fotozellen eine Vielzahl von redundanten Fotozellen umfassen, welche auf jede Lichtquelle für sichtbares Licht des Lichtquellenpaars ansprechen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von redundanten Fotozellen jeweils ein Paar von Fotozellen auf jedem Halbkreis zwischen dem Paar Lichtquellen umfaßt.

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