DE2848743A1

DE2848743A1 - Verfahren zur feststellung einer schwaechungslinie in einer ampulle

Info

Publication number: DE2848743A1
Application number: DE19782848743
Authority: DE
Inventors: Robert John Bieringer
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1977-12-22
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2848743B2; DE2848743C3; GB2011067A; GB2011067B; JPS5488181A; IT1106819B; US4136779A; MX148125A; JPS5712462B2; IT7852203A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Inspektion von Glasampullen, um festzustellen, ob eine vollständige Schwächungslinie vorhanden ist oder nicht.

Glasampullen, die als Behälter für Pharmazffutika · · verwendet werden, sind im allgemeinen mit einer Schwächungslinie versehen, die sich in einem eingeschnürten Bereich der Ampulle befindet. Die Ampulle wird an dieser Einschnürung zur Entfernung ihres Inhalts zerbrochen. Das Vorhandensein der Schwächungslinie erleichtert einen glatten Bruch, und das Nxhtvorhandensein einer Schwächungslinie (oder das Vorhandensein einer Schwächungslinie, die sich nicht völlig um den Umfang der Einschnürung herumerstreckt) kann beim Aufbrechen der Ampulle zu ausgezackten Kanten oder Splittern führen. Um das Vorhandensein einer vollständigen Schwächungslinie sicherzustellen, ist. eine Inspektion der Ampulle erforderlich. Diese Inspektion wurde bisher augenscheinlich durchgeführt. Schwierigkeiten treten bei dieser Inspektion durch Augenschein im Zusammenhang mit Geschwindigkeit uni Genauigkeit auf.

Es sind bei verschiedenen Anlagen Laserstrahlen zur , / Inspektion von Glasbehältern verwendet worden. Bs-dem-üS=«- ' P- 3 302 786 wird ein Laserstrahl zur Inspektion des Randes eines Glasbehälters benutzt;, jedoch wird die Feststellung von Fehlern erreicht durch Wahrnehmung einer Umlenkung des Laserstrahls bei Auftreffen auf einen Fehler, anstatt durch Feststellung einer diffusen gegenüber einer

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spiegelnden Reflexion. In dem US-Patent 3 684 385 wird die Messving der Verminderung in der Intensität des Laserstrahls bei seinem Durchgang durch ein durchscheinendes Material zur Feststellung von Fehlern in dem Material benutzt. Dies bezieht sich ebenfalls nicht auf die Art der Reflexion, die beim Auftreffen des Laserstrahls auf diß Behälteroberfläche auftritt.

Andere optische Inspektionseinrichtungen verwendeten im allgemeinen eine Umlenkung eines Lichtstrahls zur Feststellung

r.

von Fehlern in Glasbehältern. Beispiele hierfür sind US-Patent Nr-. 3 880 650 (das zur Inspektion der Dichtungsfläche eines Behälters verwendet wird), Nr.3 887 285 (das Reflexionen von Fehlern in Glasbehältern feststellt), sowie Nr.3 639 067 (welches eine Faseroptik zur Festeilung von Fehlern benutzt). Bei diesen Patenten handelt es sich weder um die Benutzung eines Laserstrahls noch um die Feststellung von diffus reflektiertem gegenüber" spiegelnd reflektiertem Licht.

Gemäß der Erfindung wird ein Laserstrahl annähernd tangential zur Einschnürung in Richtung auf den eingeschnürten Teil einer Ampulle gelenkt. Beim Auftreffen auf die Einschnürung wird der Laserstrahl hauptsächlich, in Vorwärtsrichtung spiegelnd reflektiert, wenn auf der Einschnürung keine Schwächungslinie vorhanden ist, und wird diffus zerstreut, wenn eine Schwächungslinie vorhanden ist. Durch Feststellung einer Komponente jeglichen diffus zerstreuten Lichtes und Vergleichen derselben mit einem Bezugswert kann eine Feststellung getroffen werden,

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ob eine Schwächungslinie vorhanden ist oder nicht. Die Ampulle wird gedreht, um die Inspektion des gesamten Urafangs der Einschnürung zu ermöglichen und mit unvollständigen Schwächungslinien versehene Ampullen festzustellen, Fehlerhafte Ampullen können dann automatisch zurückgeworfen werden. Das Inspektionsverfahren kann auch "benutzt werden, um Ampullen mit falsch dimensionierten Einschnürungen zurückzuwerfen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Inspektionsvorrichtung zur Feststellung von Ampullen mit unrichtigen . Schwächungslinien;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine in der Inspektion befindliche Ampulle;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer in der Inspektion befindlichen Ampulle;

Fig. 4 eine Endansicht einer in der Inspektion befindlichen Ampulle;

Fig. 5 ' .eine Endansicht einer Ampulle mit zu klein bemessener Einschnürung;

Fig. 6 eine Endansicht einer Ampulle mit zu groß

bemessener Einschnürung» ..../11

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Fig. 1 der Zeichnungen zeigt eine Laserquelle 10, die einen Laserstrahl 12 aussendet, welcher in Richtung auf einen Spiegel 14 zu projiziert wird. Der Winkel zwischen dem Spiegel 14 und dem Laserstrahl 12 ist einstellbar (durch Veränderung der relativen Kipplage des Spiegels 14), um eine Steuerung der Richtung des Laserstrahls 12 zu gestatten. Der Laserstrahl 12 wird von dem Spiegel 14 in Richtung auf eine Ampulle 16 zu reflektiert, die eine Achse 19 aufweist. Die Ampulle 16 wird in einer fixierten Lage gehalten und mittels eines Drehgurts 18 um ihre Achse 19 gedreht. Die Ampulle 16 wird durch eine Klemmeinrichtung 25 in Stellung gehalten, welche eine Querbewegung verhindert, jedoch einen freien Umlauf der Ampulle 16 zuläßt. Nach Beendigung der Inspektion einer Ampulle 16 wird diese durch die Klemmeinrichtung 25 freigegeben. Ein Förderer 20, auf welchem die Ampullen 16 angeordnet sind, bewegt dann die nächste Ampulle 16 in die Inspektionsstellung. Der Förderer 20 bewegt sich intermittierend. Es wird eine Ampulle 16 zur Zeit von dem Förderer 20 in Stellung gebracht, zum Stillstand gebracht und für eine vorgegebene Zeitspanne um ihre Achse 19 gedreht. Der Förderer 20 bewegt sich dann wieder, um die nächste Ampulle 16 in Stellung zu bringen, und der InspektIonsVorgang wird dann wiederholt. Eine Schalteinrichtung 24 führt ein Signal entsprechend jedem Schritt des Förderers 20 zu einer Logik 30 zur- Einleitung der Prüfung. Eine zusätzliche optische Aufnahmeeinrichtung (nicht gezeigt) stellt das Vorhandensein (oder Nichtvorhandensein) einer Ampulle 16

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in der Inspektionsstellung fest. Oberhalb und hinter dem Punkt, an dem der Laserstrahl 12 auf die Ampulle 16 auftrifft, ist eine Faseroptik-Aufnahmeeinrichtung 26 angeordnet. Eine photoelektrische Meßeinrichtung 28, die in der bevorzugten Ausführungsform eine Photodiode Model PIN-6D der Firma United Detector Technology Inc. ist, erzeugt eine Ausgangsspannung entsprechend der von der Faseroptik-Aufnahmeeinrichtung 26 empfangenen Lichtmenge und speist sie in die Logik 30 ein. Die Logik 30, die einen in der Technik hinreichend bekannten Grundvergleichskreis darstellt, vergleicht das Signal des photoelektrischen Sensors 28 mit einem Bezugssignal, um festzustellen, ob die gerade geprüfte Ampulle fehlerhaft ist oder nicht. Yfenn das Signal von dem photoelektrischen Sensor 28 geringer ist als das Bezugssignal (und wenn eine Ampulle 16 vorhanden ist, wie durch den nicht dargestellten optischen Sensor bestimmt), dann ist die Ampulle 16 fehlerhaft, und es werden ein Auswerfer 32, ein Zähler 34 und eine Signallampe 36 insgesamt aktiviert. Das Signal von der Schalteinrichtung 24 bildet eine Zeitsteuerung für die Logik 30, und es wird jeweils eine Ampulle 16 zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen von der Schalteinrichtung 24 inspiziert.

Es wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren 2-4 der optische Betrieb der Erfindung beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Ampulle 16, die gerade inspiziert wird. Die Ampulle 16 enthält einen Hauptkörperabschnitt 40 _? eine Einschnürung 42, einen Halsbereich 44_S sowie einen Trichter-

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abschnitt 46. Auf der Einsdriürung -42 ist eine Schwächungslinie 48 vorgesehen. Die Klemme 25 berührt den Hauptkörper ab schnitt 40 der Ampulle 16. Der Laserstrahl 12 wird in Richtung auf die Einschnürung 42 projiziert. Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Ampulle 16 während der Inspektion; die Linie bezeichnet die Längsachse der Ampulle 16. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Laserstrahl 12 parallel zu und unmittelbar unter . eine an die Einschnürung 42 gelegte Tangente gerichtet. Wenn auf der Einschnürung 42 keine Schwächungslinie 48 vorhanden ist, wird der Laserstrahl 12' von der glatten Glasoberfläche spiegelnd in Vorwärtsrichtung reflektiert, wie durch den Strahl 50 gezeigt. Eine Schwächungslinie 48 hat jedoch eine rauhe Oberfläche, die eine diffuse Zerstreuung des Laserstrahls 12 beim Auftreffen auf die Einschnürung 42 verursacht, wie durch die Strahlen 52·.gezeigt. Die faseroptische Aufnahme 26 ist oberhalb der Ampulle 16 und hinter ihr in einem Winkel von fünfundvierzig bis sechzig Grad mit Bezug auf deft einfallenden Laserstrahl 12 in Stellung gebracht. Der kritische Faktor ist jedoch nicht die Größe des Winkels sondern vielmehr die Einstellung der faseroptischen Aufnahme 26, so daß sie eine Komponente jeglichen Lichtes empfängt* das nach Auftreffen auf die Ampulle 16 diffus zerstreut wird. Da ein spiegelnd reflektierter Strahl· 50 in Vorvrärtsrichtung von der Ampulle 1.6 fort reflektiert wird, ist die von der faseroptischen Aufnahme von einer Ampulle 16 ohne Schwächungslinie 48 empfangene Lichtmenge vernachlässigbar. Nach einer Reflektion von einer Ampulle 16 mit einer Schwächungslinie 48 wird jedoch von der

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faseroptischen Aufnahme 26 eine relativ große Lichtmenge empfangen. Es wird somit infolge ces großen Unterschieds im Reflektionswinkel zwischen diffus und spiegelnd reflektierten Strahlen ein hoher Geräuschabstand erzielt. Außerdem ist es möglich, durch stationäres Festhalten der Ampulle 16 mit der Klemme 25 und Drehen der Ampulle 16 derart, daß jeder Punkt auf dem Umfang der Einschnürung 42 inspiziert wird, Ampullen mit unvollständigen Schwächungslinien festzustellen (d.h. mit einer Schwächungslinie 48, die, obwohl vorhanden, sich nicht vollständig um den Umfang der Einschnürung 42 herumerstreckt).

Es wird nunmehr auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen und mit Bezug auf diese Figuren die Auswirkung von Einschnürungen mit Unter- oder Übergröße auf das Inspektionsverfahren beschrieben. Eine punktierte Linie 60 zeigt die genaue Größe für eine Einschnürung 42. Wenn die Einschnürung 42 zu klein ist, wie in Fig. 5 gezeigt, dann trifft der Laserstrahl 12 überhaupt nicht auf die Einschnürung 42 auf. Die faseroptische Aufnahme 26 empfängt In diesem Fall absolut k«in Licht, was dem Fall einer Reflexion von einer Einschnürung 42 ohne eine Schwächungslinie 48 fort gleichkommt (bei der die empfangene Lichtmenge, obwohl nicht gleich Null, doch vernachlässigbar i.st). Wenn die Einschnürung 42 zu groß ist, wie in Fig^. 6 gezeigt, dann trifft der Laserstrahl 12 darauf auf. Wenn keine Schwächungslinie 48 vorhanden ist, dann wird der Strahl 12 spiegelnd reflektiert, und die faseroptische Aufnahme 26 empfängt eine vernachlässigbare Lichtmenge. Wenn eine

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Schwächungslinie 48 vorhanden ist, dann wird der Laserstrahl 12 diffus reflektiert. Jedoch ist die faseroptische Aufnahme 26 so angeordnet, daß sie Reflexionen von dem Punkt 68·
empfängt, wo der Laserstrahl eine richtig "bemessene Einschnürung 42 treffen würde. Im Falle einer übergroßen Einschnürung 42 trifft der Laserstrahl 12 auf einen anderen
Punkt 66 auf der Einschnürung 42 auf, der hinter dem Punkt liegt, und jegliche diffuse Reflexion wird derart zerstreut, daß von der faseroptischen Aufnahme 26 bedeutend weniger Licht aufgenommen wird, wie durch die Strahlen 62 dargestellt. Aus dem obigen ist klar ersichtlich, daß die faseroptische Aufnahme 26 eine relativ große Lichtmenge nur dann empfängt, wenn eine richtig bemessene und richtig mit einer Schwächungslinie versehene Ampulle 16 inspiziert wird. Die Einzelprüfung kann somit benutzt werden, um sowohl Ampullen 16 mit unrichtig
bemessenen Einschnürungen 42 als auch solche ohne eine vollständige Schwächungslinie 48 festzustellen.

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Leerseite

Claims

836-15

Dipl. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. <3_raa|_fs

Dipl. Ing. w. Wehnelt

Dipl. Phys. W. Carstens

Dr. Ing. VV. Döring

Neuer Wall 41 2000 Hamburg 36

OWENS-ILLINOIS, INC.
P. O. Box 1035

Toledo, Ohio 4 3 666/üSA

7. November 1978

Verfahren Zur Feststellung einer Schwächungslinie in einer Ampulle

Ansprüche ;

Verfahren zur Inspektion einer Ampulle mit einer . Einschnürung zur Feststellung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer diffus reflektierenden Schwächungslinie auf der Einschnürung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Projizieren eines Laserstrahls in Richtung auf die Einschnürung der Ampulle, und zwar parallel zu und leicht unterhalb einer an die Einschnürung gelegten Tangente;

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(b) Bestimmen der spiegelbildlichen Reflexion oder diffusen Zerstreuung des Laserstrahls nach dem Auftreffen auf die Einschnürung, wobei die spiegelbildliche Reflexion dem Nichtvorhandensein einer Schwächungslinie entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ampulle bei spiegelbildlicher Reflexion verworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (a) eine Steuerung der Richtung des Laserstrahls durch Ablenkung von einem einstellbaren Spiegel in Richtung auf die Ampulle beinhaltet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Inspektion des gesamten Umfanges der Einschnürung der Ampulle zur Feststellung von" Unvollkommenheiten in einer vorhandenen Schwächungslinie.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei spiegelbildlicher Reflexion des Laserstrahls von irgendeinem Punkt auf dem Umfang der Einschnürung die Ampulle verworfen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Inspektion des gesamten Umfanges der Einschnürung während der Projektion des Laserstrahls in Richtung auf

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sie zu durch Drehen der Ampulle um ihre Längsachse durchgeführt wird, so daß der Laserstrahl jeden Punkt auf der Einschnürung trifft.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (b) durchgeführt wird duch Auffinden einer diffus zerstreuten Lichtkomponente mittels einer Faseroptik-Aufnahmevorrichtung, die derart angeordnet ist, daß sie kein spiegelbildlich von der Einschnürung reflektiertes Laserlicht empfängt.

8* Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtausgang der Faseroptik-Aufnahmevorrichtung durch einen Photodetektor in eine Ausgangsspannung umgewandelt und diese Ausgaiq@sspannung mit einem Bezugswert verglichen wird, der kleiner ist als die nach Reflexion von einer Ampulle mit Schwächungslinie von'

- der Faser-Optik-Aufnahmevorrichtung festgestellten Lichtmenge, jedoch größer ist als die von der Faseroptik-Aufnahmeeinrichtung nach Reflexion von entweder einer Ampulle ohne Schwächungslinie oder einer Ampulle mit übergroßer Einschnürung festgestellten Lichtmenge.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ampulle verworfen wird, wenn die Spannung des Photodetektors geringer ist als der Bezugswert.

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10. Vorrichtung zur Inspektion von Ampullen mit einer Einschnürung zur Feststellung des Vorhandenseins oder NichtVorhandenseins einer diffus reflektierenden Schwächungslinie auf der Einschnürung, gekennzeichnet durch:

(a) einen Laserstrahl,

(b) Einrichtungen zum Lenken des Laserstrahls in Richtung auf die Einschnürung de-r Ampulle zu, und zwar parallel zu und leicht unterhalt» einer an die Einschnürung gelegten Tangente, und

(c) Einrichtungen zur Feststellung dner spiegelnden oder diffusen Reflexion nach dem Auftreffen des Laserstrahls auf die Ampulle, wobei die Spiegelreflexion dem Ni chtvo rhandentä ein einer Schwächungslinie entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Zurückwerfen der Ampulle, wenn der Laserstrahl spiegelnd reflektiert wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtimg für die Lenkung des Laserstrahls einen einstellbaren Spiegel enthält_B von dem der Laserstrahl vor dem Auftreffen auf die Ampulle reflektiert wird.

13; Vorrichtung nach Anspruch 1O₉ dadurch gekennseichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung der spiegelnden oder diffusen Reflexion des Laserstrahls eine Faseroptik-Einrichtung ent-

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hält, die so angeordnet ist, daß sie nur Licht empfängt, welches nach dem Auftreffen auf die Einschnürung diffus reflektiert wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Faseroptik-Aufnahmevorrichtung so angeordnet ist, daß sie Licht empfängt, welches nach dem Auftreffen auf eine richtig bemessene Einschnürung diffus reflektiert wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1A-, gekennzeichnet durch einen Photodetektor, der an die Faseroptik-Einrichtung angeschlossen its, um das von ihr aufgenommene Licht in eine entsprechende Spannung umzuwandeln, sowie Einrichtungen zum Vergleich der Spannung mit einem Bezugswert, der größer ist als ein Wert entsprechend der von der Faseroptik-Aufnahmeeinrichtung nach Reflexion von einer Ampulle ohne Schwächunglinie oder mit unrichtig bemessener Einschnürung empfangenen Lichtmenge, jedoch kleiner als ein Wert entsprechned der von der Faseroptik-Aufnahmeeinrichtung nach der Reflexion von einer Ampulle mit einer

-Schwächunglinie empfangenen Lichtmenge.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zurückwerfen der Ampullen, wenn der Ausgang des Photodetektors geringer als der Bezugswert ist.

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17. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Inspektion des gesamten Umfanges der Einschnürung der Ampulle.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Zurückwerfen der Ampulle, wenn der Laserstrahl von irgendeinem Punkt auf dem Umfang der Einschnürung spiegelnd reflektiert wird.

19.. Vorrichtung nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Inspektion des gesamten Umfanges der Einschnürung der Ampulle Vorrichtungen zum Halten der Ampulle an einem festen Platz und zum Drehen der Ampulle um ihre Längsachse enthält, die so den Laserstrahl veranlassen, auf jeden Punkt auf dem Umfang der Einschnürung aufzutreffen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Inspektion des gesamten Umfanges der Einschnürung der Ampulle und Einrichtungen zum Zurückwerfen der Ampulle, wenn der Laserstrahl von irgend-" einem Punkt auf dem Umfang der Einschnürung spiegelnd reflektiert wird .

21.Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Inspektion des gesamten Umfanges der Einschnürung der Ampulle Einrichtungen zum Halten der Ampulle in einer festen Plazierung

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und zum Drehen der Ampulle um ihre Längsachse enthalten, die so den Laserstrahl veranlassen, auf jeden Punkt auf dem Umfang der Einschnürung aufzutreffen.

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