DE2848743B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung einer Schwächungslinie in einer Ampulle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inspektion einer mit einer Einschnürung versehenen Ampulle zur Feststellung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer diffus reflektierenden Schwächungslinie an der Einschnürung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Glasampullen, die als Behälter für Pharmazeutika 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 Entnahme ihres Inhalts verbrochen. Das Vorhandensein der Schwächungslinie erleichtert einen glatten Bruch. Ist eine derartige Schwächungslinie jedoch nicht vorhanden (oder es existiert eine solche, die sich nicht völlig um den Umfang der Einschnürung herum erstreckt), so kann ein Aufbrechen der Ampulle zu ausgezackten Kanten oder Splittern führen. Um das Vorhandensein einer vollständigen Schwächungslinie sicherzustellen, isteine Inspektion der Ampulle erforderlich. Diese Inspektion wurde bisher mittels Augenschein durchgeführt. Eine derartige Inspektion kann jedoch nur relativ langsam ablaufen und weist nur einen begrenzten Genauigkeitsgrad auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Feststellung einer Schwächungslinie in einer Ampulle zu schaffen, das schneller und genauer abläuft als das bekannte Inspektionsverfahren mittels Augenschein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes Verfahren gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

a) Projizieren eines Laserstrahls in Richtung auf die Einschnürung der Ampulle, und zwar parallel zu und leicht unteilialb einer an die Einschnürung gelegten Tangente; und

b) Bestimmen der spiegelnden oder diffusen Reflexion des Laserstrahls nach dem Auftreffen auf die Einschnürung, wobei die spiegelnde Refle-

xion das NichtVorhandensein einer Schwächungslinie anzeigt.

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 an der Einschnürung keine Schwächungslinie vorhanden ist, oder wird diffus zerstreut, wenn eine Schwächungslinie vorhanden ist. Durch Erfassen einer Komponente jeglichen diffus zertreuten Lichtes und Vergleichen derselben mit einem Bezugswert kann eine Feststellung getroffen werden, ob eine Schwächungslinie vorhanden ist oder nicht. Auf diese Weise können Ampullen wesentlich schneller und genauer inspiziert werden, als das bei der bekannten Inspektion mittels Augenschein der Fall ist.

Ergänzend zum Stand der Technik sei erwähnt, daß bereits in verschiedenen Anlagen Laserstrahlen zur Inspektion von Glasbehältern eingesetzt werden. Gemaß der US-PS 3 302 786 wird ein Laserstrahl zur Inspektion des Randes eines Glasbehälters benutzt. Hierbei werden fehlerhafte Stellen im Glasbehälter durch Wahrnehmung einer Umlenkung des Laserstrahles bei Auftreffen auf eine fehlerhafte Stelle bestimmt. Es findet somit kein Vergleich zwischen einer diffusen und einer spiegelnden Reflexion wie beim erfindungsgemäßen Verfahren statt. Gemäß der US-PS 3684385 wird die Verminderung in der Intensität des Laserstrahles bei dessen Durchgang durch ein durchscheinendes Material zur Feststellung von Fehlern im Material benutzt. Dieses bekannte Verfahren bezieht sich ebenfalls nicht auf die Bestimmung der Art der Reflexion, die beim Auftreffen des Laserstrahls auf die Behälteroberfläche auftritt.

Andere bekannte optische Inspektionseinrichtungen machen im allgemeinen von einer Umlenkung eines Lichtstrahls zur Feststellung von Fehlern in Glasbehältern Gebrauch. Beispiele hierfür sind die zur Inspektion der Dichtungsfläche eines Behälters verwendete Inspektionseinrichtuiig nach der US-PS 3 880650, die Reflexionen an Fehlerstellen feststellende Einrichtung nach der US-PS 3887285 sowie die eine Faseroptik zur Feststellung von Fehlern verwendete Einrichtung der US-PS 3639067. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird weder ein Laserstrahl eingesetzt noch von dem Unterschied zwischen diffus reflektiertem und spiegelnd reflektiertem Licht Gebrauch gemacht.

Bei einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, um die Inspektion des gesamten Umfangs der Einschnürung zu ermöglichen und mit unvollständigen Schwächungsünien versehene Ampullen festzustellen, die Ampulle um ihre Längsachse gedreht, so daß der Laserstrahl jeden Punkt auf dem Umfang der Einschnürung trifft. Bei Feststellung einer spiegelnden Reflexion des Laserstrahls an irgendeinem Punkt auf dem Umfang der Einschnürung wird die Ampulle zurückgewiesen. Das erfindungsgemäße Inspektionsverfahren kann auch benutzt werden, um Ampullen mit falsch dimensionierten Einschnürungen zu erfassen, wie weiter unten erläutert wird.

Die Erfindung betrifft des weiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch:
a) eine einen Laserstrahl erzeugende Laserqueile;

b) Einrichtungen zum Projizieren des Laserstrahls in Richtung auf die Einschnürung der Ampulle, und zwar parallel zu und -eicht unterhalb einer an die Einschnürung gelegten Tangente; und

c) Einrichtungen zur Bestimmung einer spiegelnden oder diffusen Reflexion des Laserstrahls nach dem Auftreffen auf die Einschnürung.

Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung mit Einrichtungen zum Zurückweisen der Ampulle bei spiegelnder Reflexion des Laserstrahles versehen. Die Einrichtungen zum Projizieren des Laserstrahles weisen vorzugsweise einen einstellbaren Spiegel zur Reflexion des Laserstrahles vor dem Auftreffen auf die Ampulle auf. Was den Aufbau der Einrichtungen zur Bestimmung der spiegelnden oder diffusen Reflexion des Laserstrahles anbetrifft, so enthalten diese bei einer speziellen Ausführungsform eine faseroptische Aufnahmevorrichtung, die so angeordnet ist, daß sie nur Licht empfängt, welches nach dem Auftreffen auf eine richtig bemessene Einschnürung diffus reflektiert wird. Auf diese Weise werden Fehlmessungen vermieden. Bei einer derartigen Anordnung der faseroptischen Aufnahmevorrichtung kann das Inspektionsverfahren auch benutzt werden, um Ampulen mit falsch dimensionierten Einschnürungen festzustellen.

Die Vorrichtung ist weiterhin mit einem Photodetektor versehen, der zur Umwandlung des von der faseroptischen Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Lichtes in eine Spannung an dieselbe angeschlossen ist, sowie mit Einrichtungen zum Vergleich der Spannung mit einem Bezugswert, der größer ist als ein Wert entsprechend der von der faseroptischen Aufnahmevorrichtung nach Reflexion von einer Ampulle ohne Schwächungslinie oder mit unrichtig bemessener Einschnürung empfangenen Lichlmenge. jedoch kleiner als ein Wert entsprechend der von der faseroptischen Aufnahmevorrichtung nach Reflexion von einer Ampulle mit einer Schwächungslinie empfangenen Lichtmenge. Die Vorrichtung besitzt ferner Einrichtungen zum Zurückweisen der Ampullen bei geringerer Ausgangsspannung des Photodetektors als dem Bezugsweit.

In Weiterführung der Erfindung weist die Vorrichtung Einrichtungen zur Inspektion des gesamten Umfanges der Einschnürung der Ampulle auf. Zweckmäßigerweise ist eine derartige Vorrichtung auch mit Einrichtungen zum Zurückweisen der Ampulle bei spiegelnder Reflexion des Laserstrahls an irgendeinem Punkt auf dem Umfang der Einschnürung ausgestattet. Im einzelnen weisen die Einrichtungen zur Inspektion des gesamten Umfanges der Einschürung der Ampulle Vorrichtungen zum Halten der Ampulle an einem festen Platz und zum Drehen der Ampulle um ihre Längsachse auf.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Feststellung von einer Schwächungslinie in einer Ampulle,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine in der Inspektionsvorrichtung befindliche Ampulle,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer in der Inspektionsvorrichtung befindlichen Ampulle.

Fig. 4 eine Endansicht einer in der Inspektionsvorrichtung befindlichen Ampulle,

Fig. .*) eine Bndansicht einer Ampulle mit zu klein

bemessener Einschnürung, und

Fig. 6 eine Endansichl einer Ampulle mit zu groß bemessener Einschnürung.

Fig. 1 zeigt eine Laserquelle 10, die einen Laserstrahl 12 aussendet, welcher in Richtung auf einen ^r> Spiegel 14 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 i" dem Spiegel 14 in Richtung auf eine Ampulle 16 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 H Stellung gehalten, welche eine Querbewegung verhindert, jedoch einen freien Umlauf der Ampulle 16 zuläßt. Nach Beendigung der Inspektion einer Ampulle 16 wird diese von der Klemmeinrichtung 25 freigegeben. Ein Förderer 20, auf welchem die Ampullen 16 herangeführt werden, bewegt dann die nächste Ampulle 16 in die Inspektionsstellung. Der Förderer 20 bewegt sich intermittierend. Während einer Phase wird eine Ampulle 16 von dem Förderer 20 in Stellung gebracht, und über eine vorgegebene Zeitspanne um 2> ihre Achse 19 gedreht. Der Förderer 20 bewegt sich dann wieder, um die nächste Ampulle 16 in Stellung zu bringen, und der Inspektionsvorgang wird wiederholt. Eine Schalteinrichtung 24 gibt entsprechend jedem Schritt des Förderers 20 ein Signal an eine Logik 30 zur Einleitung der Prüfung ab. Eine zusätzliche optische Aufnahmeeinrichtung (nicht gezeigt) stellt das Vorhandensein (oder NichtVorhandensein) einer Ampulle 16 in der Inspektionsstellung fest. Oberhalb und hinter dem Punkt, an dem der Laserstrahl 12 auf die Ampulle 16 auftrifft, ist eine faseroptische Aufnahmevorrichtung 26 angeordnet. Eine photoeiektrische Meßeinrichtung oder ein Photodetektor 28 erzeugt eine Ausgangsspannung entsprechend der von der faseroptischen Aufnahmevorrichtung 26 empfan- -to genen 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. Wenn die Ausgangsspannung 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 aufeinanderfolgenden Signalen der Schalteinrichtung 24 inspiziert.

Es wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 der optische Betrieb der Vorrichtung 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 sowie einen Trichterabschnitt 46. An der Einschnürung 42 ist eine Schwächungslinie 48 vorgesehen. Die Klemmeinrichtung 25 berührt den Hauptkörperabschnitt 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 19 bezeichnet die Längsachse der Ampulle 16.

Wie in Fig. 4 gezeigt, erstreckt sich der Laserstrahl 12 parallel zu und unmittelbar unter einer an die Einschnürung 42 gelegten Tangente. Wenn auf der Einschnürung 42 keine Schwächungslinie 48 vorhander ist, wird der Laserstrahl 12 von der glatten Glasoberfläche in Vorwärtsrichtung reflektiert, wie durch den Strahl 50 gezeigt. Eine Schwächungslinie 48 hat eine rauhe Oberfläche, die eine diffuse Zerstreuung des Laserstrahls 12 beim Auftreffen auf die Einschnürung 42 verursacht, wie durch die Strahlen 52 dargestellt. Die faseroptische Aufnahmevorrichtung 26 ist oberhalb der Ampulle 16 und hinter ihr in einem Winkel von fünfundvierzig bis sechzig Grad mit Bezug auf den einfallenden Laserstrahl 12 angeordnet. Der kritische Faktor ist jedoch nicht die Größe des Winkels, sondern die Einstellung der faseroptischen Aufnahmeeinrichtung 26 derart, daß sie eine Komponente jeglichen Lichtes empfängt, das nach Auftreffen auf die Ampulle 16 diffus zerstreut wird. Da der Strahl 50 in Vorwärtsrichtung von der Ampulle 16 fort reflektiert wird, ist die von der faseroptischen Aufnahmeeinrichtung 26 von einer Ampulle 16 ohne Schwächungslinie 48 empfangene Lichtmenge vernachlässigbar gering. Bei Reflexion an einer Ampulle 16 mit einer Schwächungslinie 48 wird jedoch an der faseroptischen Aufnahmeeinrichtung 26 eine relativ große Lichtmenge empfangen. Es wird somit infolge des großen Unterschieds im Reflexionswinkel zwischen diffus und spiegelnd reflektierten Strahlen ein großer Abstand erzielt. Außerdem ist es möglich, durch Festhalten der Ampulle 16 mit der Klemmeinrichtung 25 und Drehen derselben derart, daß jeder Punkt auf dem Umfang der Einschnürung 42 inspiziert wird, eine unvollständige Schwächungslinie festzustellen (d. h. eine 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 in Verbindung mit diesen Figuren die Auswirkung von Einschnürungen 42 mit Unter- odei Übergröße auf das Inspektionsverfahren beschrieben. Eine punktierte Linie 60 zeigt die genaue Größe einei Einschnürung42. 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 Aufnahmeeinrichtung 26 empfängt ir diesem Fall überhaupt kein Licht, was dem Fall einei Reflexion an einer Einschnürung 42 ohne eine Schwächungslinie 48 gleichkommt (bei der die empfangene Lichtmenge, obwohl nicht gleich Null, doch vernachlässigbar klein ist). Wenn die Einschnürung 42 zu groE ist, wie in Fig. 6 gezeigt, trifft der Laserstrahl 12 darauf auf. Wenn keine Schwächungslinie 48 vorhander ist, wird der Strahl 12 spiegelnd reflektiert, und die faseroptische Aufnahmeeinrichtung 26 empfängt eine vernachlässigbar kleine Lichtmenge. Wenn eine Schwächungslinie 48 vorhanden ist, dann wird der Laserstrahl 12 diffus reflektiert. Jedoch ist die faseroptische Aufnahmeeinrichtung 26 so angeordnet, daG sie Reflexionen von dem Punkt 68 empfängt, an dem der Laserstrahl eine richtig bemessene Einschnürung 42 treffen würde. Im Falle einer übergroßen Einschnürung 42 trifft der Laserstrahl 12 auf einen anderen Punkt 66 an der Einschnürung 42 suf, der hintei dem Punkt 68 liegt, und jegliche diffuse Reflexior wird derart zerstreut, daß von der faseroptischen Auf-

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nahmeeinrichtung 26 bedeutend weniger Licht aufge- chungslinie versehene Ampulle 16 inspiziert wird. Die

nommen wird, wie durch die Strahlen 62 dargestellt. Inspektion kann somit benutzt werden um sowohl

Die faseroptische Aufnahmeeinrichtung 26 empfängt Ampullen 16 mit unrichtig bemessenen Einschnurun-

somit nur dann eine relativ große Lichtmenge, wenn gen 42 als auch solche ohne eine vollständige Schwa-

eine richtig bemessene und richtig mit einer Schwä- > chungslinie 48 festzuhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Inspektion einer mit einer Einschnürung versehenen Ampulle zur Feststellung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer diffus reflektierenden Schwächungslinie an der Einschnürung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Projizieren eines Laserstrahls in Richtung auf die Einschnürung der Ampulle, und zwar parallel zu und leich unterhalb einer an die Einschnürung gelegten Tangente; und

b) Bestimmen der spiegelnden oder diffusen Reflexion des Laserstrahls nach dem Auftreffen auf die Einschnürung, wobei die spiegelnde Reflexion das NichtVorhandensein einer Schwächungslinie anzeigt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ampulle bei Feststellung einer spiegelnden Reflexion des Laserstrahls zurückgewiesen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl gemäß Schritt a) in Richtung auf die Ampulle abgelenkt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Umfang der Einschnürung der Ampulle inspiziert wird, indem die Ampulle um ihre Längsachse gedreht wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch:

a) eine einen Laserstrahl (12) erzeugende Laserqueüe (10);

b) Einrichtungen zum Projizieren des Laserstrahls (12) in Richtungauf die Einschnürung (42) der Ampulle (16), und zwar parallel zu und leicht unterhalb einer an die Einschnürung (42) gelegten Tangente; und

c) Einrichtungen zur Bestimmung einer spiegelnden oder diffusen Reflexion des Laserstrahls (12) nach dem Auftreffen auf die Einschnürung (42).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Zurückweisen der Ampulle (16) bei spiegelnder Reflexion des Laserstrahles umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Projizieren des Laserstrahles (12) einen einstellbaren Spiegel (14) zur Reflexion des Laserstrahles vor dem Auftreffen auf die Ampulle (16) aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Bestimmung der spiegelnden oder diffusen Reflexion des Laserstrahls eine faseroptische Aufnahmevorrichtung (26) enthalten, die so angeordnet ist, daß sie nur Licht empfängt, welches nach dem Auftreffen auf eine richtig bemessene Einschnürung (42) diffus reflektiert wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Photodetektor (28) aufweist, der zur Umwandlung des von der faseroptischen Aufnahmevorrichtung (26) aufgenommenen Lichtes in eine Spannung an dieselbe angeschlossen ist, sowie Einrichtungen (30) zum Vergleich der Spannung mit einem Bezugswert, der größer ist als ein Wert entsprechend der von der faseroptischen Aufnahmevorrichtung nach Reflexion von einer Ampulle ohne Schwächungslinie oder mit unrichtig bemessener Einschnürung empfangenen Lichtmenge, jedoch kleiner als ein Wert entsprechend der von der faseroptischen Aufnahmevorrichtung nach Reflexion von einer Ampulle mit einer Schwächungslinie empfangenen Lichtmenge.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen zum Zurückweisen der Ampulle bei geringerer Ausgangsspannung des Photodetektors (28) als dem Bezugswert aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Inspektion des gesamten Umfanges der Einschnürung (42) der Ampulle (16) Vorrichtungen (25, 18) zum Halten der Ampulle an einem festen Platz und zum Drehen der Ampulle um ihre Längsachse (19) aufweist.