DE3610416C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung einer auf die Mündung einer Flasche aufgeschraubten Verschlußkappe auf Fehler.

Anhand der Fig. 1, 2A und 2B sei zunächst erläutert, worauf es bei der Fehlerprüfung einer Verschlußkappe typischerweise ankommt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Kappe C, die beispielsweise aus Metall besteht. Sie enthält einen Schraubgewindeteil C1, der auf das Außengewinde einer (nicht dargestellten) Flaschenmündung geschraubt wird. Im Anschluß an das untere Ende des Schraubengewindeteils C1 ist ein ringförmiger unterer Teil C2 vorgesehen, der dicht auf dem unteren Teil der Flaschenmündung aufliegt, wenn die Kappe C auf die Flaschenmündung aufgeschraubt ist. Wird die aufgeschraubte Kappe C abgeschraubt und von der Flasche abgenommen, so löst sich die Kappe C leichter von der Flaschenmündung. Der ringförmige untere Teil C2 der Kappe C ist jedoch so gestaltet, daß er - wenn man von der untersten Kante gedanklich nach oben geht - zunächst im Durchmesser zunimmt und daß er dann - wenn man von der Zone größten Durchmessers aus weiter nach oben geht - im Durchmesser wieder abnimmt. Wird die Kappe C auf die Flaschenmündung aufgeschraubt, so wird der untere Teil C2 fest auf den unteren vorspringenden Bereich der Flaschenmündung gedrückt, so daß sich die Kappe C beispielsweise durch eine Vibration nicht löst. Der Inhalt der Flasche ist hierdurch gegenüber einem Austritt zuverlässig abgedichtet. Die Kappe C kann sich ferner nicht selbst von der Flaschenmündung lösen.

Wenn der Benutzer beim Abnehmen der Kappe C zu Beginn beim Abschrauben der Kappe eine leichte Kraft anwendet, so wirkt hierbei auf den unteren Teil C2 der Kappe eine Kraft im Sinne eines Abziehens von der Flaschenmündung. Da der untere Teil C2 Kerben bzw. Einritzungen aufweist (was später noch beschrieben wird), reißt der untere Teil C2 längs dieser Kerben vom übrigen Teil der Kappe C ab. Die Kappe C kann dann leicht gedreht und von der Flaschenmündung abgenommen werden. Um das Abnehmen der Kappe zu erleichtern, sind in dem ringförmigen unteren Teil C2 der Kappe eine Anzahl von horizontal verlaufenden Kerben C3 in gewissen Abständen etwas unterhalb des Bereiches von maximalem Durchmesser vorgesehen. Zusätzlich können in vertikaler Richtung verlaufende Kerben C4 in Abständen an die Kerben C3 anschließen. Es versteht sich, daß die Anzahl und Anordnung der Kerben C3 und C4 bei den einzelnen Verschlüssen variiert.

In psychologischer Hinsicht ist es so, daß ein Benutzer, der die Flasche in die Hand nimmt, vielfach zunächst prüft, ob der untere Teil C2 der Kappe C nicht beschädigt ist; ein ordnungsgemäßer nicht beschädigter Flaschenverschluß erhöht erfahrungsgemäß das Vertrauen zu dem Produkt.

Der untere Teil C2 der in Fig. 1 dargestellten Kappe C ist unbeschädigt. Demgegenüber veranschaulichen die Fig. 2A und 2B ein (vergrößert dargestelltes) Beispiel (in Seitenansicht und Aufsicht), wobei der untere Teil C2 beschädigt ist. Die Beschädigung besteht darin, daß ein Bereich C5, der an zwei benachbarte Kerben C3 und C4 angrenzt, teilweise abgelöst ist und vom äußeren Umfang der Kappe C vorsteht.

Beim Abfüllen einer solchen Einwegflasche muß daher nicht nur kontrolliert werden, ob die Kappe so dicht aufgesetzt ist, daß keine Flüssigkeit austreten kann; es muß darüber hinaus auch geprüft werden, ob der mit Kerben versehene untere Teil der Kappe keine Beschädigungen oder Anomalitäten aufweist.

Eine heute selbstverständliche Zielsetzung geht hierbei dahin, zur Einsparung menschlicher Arbeitskraft derartige Prüfungen nach Möglichkeit zu automatisieren. In dieser Richtung wurden bereits verschiedene Vorschläge unter Verwendung unterschiedlicher Sensoren gemacht. Bei einer bekannten Vorrichtung zur automatischen Prüfung des unteren Teiles einer Flaschenkappe wird dieser untere Kappenteil beleuchtet; das reflektierte Licht wird auf einen photoelektrischen Wandler geworfen, mit dessen Hilfe das Vorhandensein etwaiger Anomalitäten geprüft wird.

Der untere Teil C2 der Kappe C, der die Kerben trägt, befindet sich jedoch tiefer als die Oberseite der Flaschenmündung. Da ferner dieser untere Teil der Kappe sich über den ganzen Umfang der Flaschenmündung erstreckt und darüber hinaus nach innen gekrümmt ist (wenn man gedanklich von der Zone des größten Durchmessers zum untersten Rand der Kappe wandert), ist es prüftechnisch bisher nicht möglich, die automatische Prüfung mit Hilfe eines einzigen Prüfblitzes durchzuführen.

Durch die DE 27 18 802 A1 ist eine Anordnung zur photoelektrischen Überwachung der Unversehrtheit und/oder des Reinigungszustandes von Flaschenmündungen bekannt, die eine ringförmige Lichtquelle aufweist, wobei innerhalb dieser Lichtquelle ein Objektiv mit koaxial zur Mündungsachse verlaufender optischer Achse vorgesehen ist.

Weiterhin ist durch JP 55-27 918 A in Patents Abstracts of Japan, P-9, 30. 04. 1980, Vol. 4/No. 58, eine Vorrichtung zur Prüfung von Flaschen auf etwa vorhandene Sprünge bekannt, bei der zwei Schlitzscheiben Verwendung finden, von denen die eine zwischen Lichtquelle und Flasche und die andere zwischen Flasche und photoelektrischem Wandler angeordnet ist.

Durch die US-PS 44 35 641 ist ferner eine Vorrichtung zur Flaschenprüfung bekannt, bei der die verwendete Videokamera ein optisches Linsensystem enthält, das gleichzeitig Bilder von wenigstens zwei unterschiedlichen Teilen des Prüfobjektes auf den Aufnahmeschirm der Videokamera wirft.

Um an rotationssymmetrischen Körpern, wie Flaschen, auch solche Oberflächenbereiche erfassen zu können, die im Schatten der Blickrichtung einer Fernsehkamera liegen, ist es weiterhin durch die EP 00 47 936 A1 bekannt, die an der Oberfläche reflektierten Lichtstrahlen zunächst symmetrisch zur Rotationsachse des Körpers zweifach mit unterschiedlichem Winkel zu spiegeln und bei der zweiten Spiegelung in eine senkrecht zur Rotationsachse liegende Ebene zu projizieren.

Schließlich ist durch die GB 20 26 688 A eine Vorrichtung zur Prüfung von Flaschenmündungen bekannt, bei der Licht einer seitlich angeordneten Lichtquelle über ein Bündel von Lichtleitern der Flaschenmündung zugeführt wird, wobei das von einer Fehlerstelle der Flasche gestreute und reflektierte Licht von einer in axialer Verlängerung der Flasche angeordneten Fernsehkamera aufgenommen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Prüfung einer Verschlußkappe so auszubilden, daß mit einer einfachen Bauweise der Vorrichtung eine zuverlässige Prüfung der Verschlußkappe, insbesondere ihres unteren Teiles, möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schraubkappe als Beispiel eines zu prüfenden Flaschenverschlusses,

Fig. 2A und 2B Seitenansicht und Aufsicht (in vergrößertem Maßstab) einer beschädigten Kappe,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Schemadarstellung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung,

Fig. 4A und 4B vergrößerte Schnittdarstellungen zur Erläuterung der wesentlichen Teile der Vorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der Anordnung des zu prüfenden Flaschenverschlusses,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der Hauptteile eines weiteren Ausführungsbeispieles.

Die in Fig. 3 veranschaulichte Vorrichtung zur Prüfung von Flaschenverschlüssen enthält einen photoelektrischen Wandler 1, beispielsweise eine Fernsehkamera, mit einem optischen System 1a, beispielsweise einer Linse, und einem photoelektrischen Wandlerschirm 1b, auf dem durch das optische System 1a ein Bild des zu prüfenden Objektes erzeugt wird.

Eine elektrische Einrichtung 2, beispielsweise ein Computer, verarbeitet das von dem photoelektrischen Wandler 1 gelieferte elektrische Signal, das dem Bild des zu prüfenden Objektes entspricht. Die Einrichtung 2 vergleicht beispielsweise das vom Wandler 1 gelieferte Signal mit dem elektrischen Signal, das einem einwandfreien Produkt entspricht. Anhand dieses Vergleiches beurteilt die Einrichtung 2 dann das Prüfobjekt als "gut" oder "schlecht". Eine kreisringförmige Lichtquelle 3 beleuchtet das zu prüfende Objekt gleichförmig von oben und befindet sich zwischen dem Prüfobjekt und dem Wandler 1. Eine kreisförmige Reflektorplatte 4 verhindert, daß Licht der Lichtquelle 3 direkt den Wandler 1 trifft. Die Reflektorplatte 4 ist auf der dem Wandler 1 zugewandten Seite der Lichtquelle 3 angeordnet und erhöht die Strahlungsausbeute der Lichtquelle 3. Eine Flasche 5 trägt auf ihrer Mündung die zu prüfende Verschlußkappe C und befindet sich derart unter der Lichtquelle 3, daß die Oberseite der Verschlußkappe C dem Wandler 1 zugewandt ist. Zwischen der Verschlußkappe C und der Lichtquelle 3 ist noch als optische Maske eine ringförmige Lochscheibe 6 angeordnet.

Anhand der Fig. 4A und 4B sei nun der Aufbau und die Funktion der optischen Maske erläutert. Sie wird durch eine Scheibe aus undurchsichtigem Material gebildet, in deren Zentrum sich eine konzentrische Öffnung 6a befindet, so daß die Lochscheibe 6 eine ringförmige Gestalt besitzt. Statt einer einfachen Öffnung 6a kann selbstverständlich im Zentrum der Lochscheibe 6 auch ein transparentes Material vorgesehen werden.

Der undurchsichtige Bereich der Lochscheibe 6 ist in Fig. 4A durch Kreuzschraffur gekennzeichnet. Wie aus Fig. 4B hervorgeht, wird die Lochscheibe 6 so unter der Lichtquelle 3 angeordnet, daß die Fläche der Lochscheibe 6 etwa senkrecht zur optischen Achse OA des optischen Systems 1a des Wandlers 1 liegt. Gleichzeitig verläuft die optische Achse OA durch das Zentrum O der Öffnung 6a. Der Außendurchmesser R der Lochscheibe 6 ist kleiner als der mittlere Durchmesser R1 der Lichtquelle 3, deren Zentrum mit der optischen Achse OA zusammenfällt. Die Ebene der Lichtquelle 3 verläuft etwa senkrecht zur optischen Achse OA.

Werden die genannten Bauteile in der aus Fig. 4B ersichtlichen Weise angebaut, so wird das Gesichtsfeld des photoelektrischen Wandlers 1 und demgemäß auch das des optischen Systems 1a durch die Lochscheibe 6 begrenzt, und zwar auf den Winkel R. Der äußere Umfang des Gesichtsfeldes des photoelektrischen Wandlers 1 entspricht somit einem Konus, der entsteht, wenn man eine gerade Linie a, die vom Zentrum des optischen Systems 1a bis zur unteren Kante der Öffnung 6a verläuft, um die optische Achse OA rotieren läßt.

Auf der anderen Seite wird die innere Umfangsfläche der von der Lichtquelle 3 auf die Verschlußkappe C geworfenen Lichtstrahlung durch den äußeren Umfang eines Konus begrenzt, der entsteht, wenn man eine gerade Linie b, die sich von der inneren Kante der Lichtquelle 3 bis zum äußeren Rand der Lochscheibe 6 erstreckt, um die optische Achse OA rotieren läßt. Die auf die Verschlußkappe C von der Lichtquelle 3 gerichtete Strahlung umfaßt somit den Bereich außerhalb dieses letztgenannten Konus.

Der photoelektrische Wandler 1 nimmt das Licht auf, das von der Lichtquelle 3 auf die Verschlußkappe C der Flasche 5 fällt und vom unteren Teil C2 der Verschlußkappe reflektiert wird. Wird das zu prüfende Objekt in den Bereich 8 gestellt, in den einerseits das Licht der Lichtquelle 3 fällt und der andererseits innerhalb des Gesichtsfeldes des optischen Systemes 1a liegt, so gelangt das in diesem Bereich reflektierte Licht zum photoelektrischen Wandler 1. Nur in dem in Fig. 4B schraffierten Bereich 8 ist somit eine Prüfung möglich.

Nun soll jedoch die beschriebene Vorrichtung nicht die ganze Verschlußkappe C der Flasche 5 überprüfen, sondern die Prüfung auf den unteren Teil C2 der Verschlußkappe konzentrieren (vgl. die Fig. 1 und 2). Die Flasche wird daher so angeordnet, daß sich nur der mit Kerben versehene untere Teil C2 in dem Bereich 8 einer möglichen Prüfung befindet. Wie Fig. 5 erkennen läßt, wird zu diesem Zweck der am weitesten nach außen vorstehende Bereich des unteren Teiles C2 (d. h. der Bereich, in dessen Nähe sich die Kerben C3 befinden) etwa dort angeordnet, wo sich die Linien a und b kreuzen, d. h. wo sich der innere Konus der von der Lichtquelle 3 ausgehenden Strahlung und der Konus des Gesichtsfeldes des photoelek­ trischen Wandlers 1 schneiden. Ordnet man die Verschlußkappe C so an, so liegt zwar der Schraubgewindeteil C1 der Verschlußkappe innerhalb des Gesichtsfeldes des photoelektrischen Wandlers 1, jedoch erreicht das von der Lichtquelle 3 ausgehende Licht nicht diesen Schraubgewindeteil C1. Das Licht der Lichtquelle fällt dagegen auf den unteren Teil C2 der Verschlußkappe, der zugleich auch im Gesichtsfeld des photoelektrischen Wandlers liegt.

Wie erwähnt, verjüngt sich der mit Kerben versehene ringförmige untere Teil C2 von der Zone maximalen Durchmessers nach unten hin (d. h. in dem Bereich, in dem sich die Kerben C3 befinden). Gleichzeitig vergrößert sich jedoch auch der von der Lichtquelle 3 ausgehende Kegel nach unten. Die Linie b folgt also etwa der Kontur der sich verjüngenden Oberfläche des unteren Teiles C2 der Verschlußkappe. Sofern der untere Teil C2 keinen Fehler aufweist, wird das Licht nur nach unten reflektiert und erreicht daher nicht den photoelektrischen Wandler 1. Befindet sich jedoch in dem unteren Teil C2 eine Fehlerstelle, wie beispielsweise der Bereich C5 (vgl. Fig. 2), so wird das Licht hierdurch auch nach oben reflektiert und erreicht den photo­ elektrischen Wandler 1. Die an den Wandler angeschlossene Einrichtung 2 stellt infolgedessen diese Verschlußkappe C als fehlerhaft fest.

Eine Abschirmplatte 9 (vgl. Fig. 4B) schirmt das für die Fehleruntersuchung nicht erforderliche Licht der Lichtquelle 3 ab.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die optische Maske besteht hier aus zwei Maskenteilen 61 und 62. Der Maskenteil 61 ist - wie beim oben erläuterten Aus­ führungsbeispiel - eine undurchsichtige dünne Platte. Er begrenzt nur das Gesichtsfeld des photoelektrischen Wandlers 1 und enthält im Zentrum eine Öffnung 61a. Der andere Maskenteil 62 ist eine runde Platte bzw. Scheibe aus undurchsichtigem Material. Ihre Außenkante begrenzt (wie beim ersten Ausführungsbeispiel) den Strahlungskegel der Lichtquelle 3. Da sich ferner bei diesem Ausführungsbeispiel der Maskenteil 62 unter dem Maskenteil 61 befindet, ist der Maskenteil 62 mit einer Öffnung 62a im Zentrum versehen, so daß er das Gesichtsfeld des photoelektrischen Wandlers 1, das durch den Maskenteil 61 begrenzt wird, nicht beeinträchtig.

Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 6 der Maskenteil 61 über dem Maskenteil 62 angeordnet ist, so kann stattdessen - wie in Fig. 6 gestrichelt angedeutet - der Maskenteil 61 auch unter dem Maskenteil 62 vorgesehen werden. In diesem Falle muß der Durchmesser der Öffnung 61a entsprechend vergrößert werden, so daß er dem Gesichtsfeld des photoelektrischen Wandlers 1 entspricht. Die äußere Umfangskante des Maskenteils 61 muß ferner rund ausgeführt und im Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Strahlungskegels der Lichtquelle 3 gewählt werden.

Bei jedem der erläuterten Ausführungsbeispiele werden ferner der Abstand zwischen dem Wandler 1 und der Verschlußkappe C, der Durchmesser der Lichtquelle 3, die Durchmesser der als optische Maske dienenden Lochscheibe 6 bzw. der Maskenteile 61, 62 sowie die Durchmesser der in diesen Masken bzw. Maskenteilen vorgesehenen Öffnungen 6a, 61a, 62a sowie die Anordnung dieser einzelnen Teile entsprechend den Abmessungen und Formen der zu prüfenden Bereiche der Verschlußkappe C gewählt werden.

Das Gesichtfeld des photoelektrischen Wandlers 1 und der Strahlungsbereich der Lichtquelle 3 bzw. die innere Umfangsfläche dieses Strahlungsbereiches werden somit durch eine optische Maske bzw. mehrerer Maskenteile begrenzt, wodurch sich ein verengter Prüfbereich ergibt. An einer bestimmten Stelle innerhalb dieses Prüfbereiches wird der zu prüfende Teil der Verschlußkappe C, beispielsweise der untere Teil C2 angeordnet. Der gesamte zu prüfende Teil des Objektes wird gleichzeitig durch die Lichtquelle 3 beleuchtet. Nur wenn sich in diesem Teil ein Fehler befindet, nimmt der photoelektrische Wandler 1 reflek­ tiertes Licht auf. Der ganze ringförmige, mit Kerben versehene untere Teil C2 der Verschlußkappe C, der im angenommenen Falle das eigentliche Prüfobjekt bildet, kann daher automatisch, gleichzeitig und mit hoher Genauigkeit geprüft werden, ohne daß zu diesem Zweck die Verschlußkappe C gedreht werden muß.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die optische Maske aus einer Scheibe aus undurchsichtigem Material, die in ihrem Zentrum eine Öffnung von vorgegebenen Durchmesser hat und damit das Gesichtsfeld des photoelektrischen Wandlers begrenzt. Die äußere Umfangskante der Scheibe ist so geformt, daß sie die innere Umfangsfläche des von der Lichtquelle ausgehenden Strahlungskegels begrenzt. Durch diese Gestaltung der optischen Maske läßt sich die Vorrichtung mit niedrigen Kosten herstellen.

Es genügt, wenn der photoelektrische Wandler ein elektrisches Signal beispielsweise nur dann erzeugt, wenn er Licht aufnimmt. Wenngleich dieser Sensor und die das Signal des Sensors verarbeitende elektrische Einrichtung einfach aufgebaut sind, gestatten sie doch eine zuverlässige und genaue Fehlererkennung.

Da bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 der Maskenteil 61 das Gesichtsfeld des photoelek­ trischen Wandlers 1 und der Maskenteile 62 des Strahlungsbereich der Lichtquelle 3 begrenzen, lassen sich die Lage und Gestalt des Bereiches 8, in dem die Prüfung stattfindet, durch eine Längsverschiebung der Maskenteile 61, 62 längs der optischen Achse OA auf einfache Weise ändern.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Prüfung einer auf die Mündung einer Flasche aufgeschraubten Verschlußkappe auf Fehler, mit

   • - einer kreisringförmigen Lichtquelle (3) zur Beleuchtung der auf die Mündung der Flasche aufgeschraubten Verschlußkappe (C) von oben,
   • - einem photoelektrischen Wandler (1) zur Aufnahme des von der Verschlußkappe (C) reflektierten Lichts,
   • - einer elektrischen Einrichtung (2) zur Verarbeitung der vom photoelektrischen Wandler (1) gelieferten elektrischen Signale zur Feststellung der Fehler der Verschlußkappe (C), wobei die Flasche (5) unter dem photoelektrischen Wandler (1) derart angeordnet ist, daß die Mittelachse der Flasche mit der durch das Zentrum der Lichtquelle (3) verlaufenden optischen Achse (OA) des photoelektrischen Wandlers (1) zusammenfällt,
   • - sowie mit einer optischen Maske, die von wenigstens einer ringförmigen Lochscheibe (6) gebildet wird, die zwischen der Lichtquelle (3) und der auf die Mündung der Flasche aufgeschraubten Verschlußkappe (C) so angeordnet ist, daß sie einerseits mit ihrer inneren Begrenzung die Außenseite des auf die Mündung der Flasche gerichteten konischen Gesichtsfeldes (a) des photoelektrischen Wandlers (1) begrenzt und andererseits mit ihrer äußeren Begrenzung die Innenseite des von der Lichtquelle (3) auf die Flaschen­ mündung gerichteten Strahlungskegels (b) begrenzt, wobei sich die Außenseite des konischen Gesichtsfeldes (a) des photoelektrischen Wandlers (1) begrenzende Konusfläche und die die Innenseite des Strahlungskegels (b) der Lichtquelle (3) begrenzende Konusfläche schneiden und der zu prüfende Teil der Verschlußkappe (C) etwa in diesem Schnittbereich angeordnet ist.