DE4109555A1 - Verfahren zur ueberpruefung der lage eines pruefobjekts an einem traeger und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Lage eines Prüfobjekts an einem Träger, gemäß des Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Bei einem automatischen Abfüllen von Getränken, z. B. Frucht­ säften oder mit Kohlensäure versetztem Mineralwasser in Flaschen, die anschließend, ebenfalls automatisch, mittels geeigneter, meist topfförmiger Verschlußkappen dicht ver­ schlossen werden müssen, sei es um beim Transport ein Aus­ laufen zuverlässig zu vermeiden oder ein Ausperlen der Koh­ lensäure oder ein Zutritt von Luft auszuschließen, wodurch der Flascheninhalt verdorben werden könnte, ist eine zuver­ lässige Qualitätskontrolle auch dahingehend erforderlich, daß diese Behälter hinreichend dicht verschlossen sind, wobei eine diesbezügliche Kontrolle zweckmäßigerweise un­ mittelbar nach dem Verschließen solcher Behälter erfolgt, um gegebenenfalls nicht korrekt verschlossene Einheiten recht­ zeitig aussondern und nur korrekt verschlossene Einheiten weitergeben zu können.

Für eine diesbezügliche Kontrolle wird zweckmäßigerweise der zur zentralen Längsachse der Flasche rechtwinklige Verlauf der ebenen Außenfläche der Verschlußkappe überprüft, da in der weitaus überwiegenden Zahl von Fällen ein zur zentralen Längsachse geneigter Verlauf dieser Außenfläche ein sicheres Indiz dafür ist, daß die Flasche nicht korrekt verschlossen ist.

Um eine solche Schrägstellung zu erfassen, ist es bekannt, mechanisch oder optisch die Höhe der verschlossenen Einhei­ ten zu erfassen und Flaschen, deren bezüglich der Transport­ ebene gemessene Höhe im verschlossenen Zustand größer ist als ein für korrekten Verschluß charakteristischer Wert aus dem Flaschenfluß auszusondern. Diese Verfahrensweise ist jedoch, da die durch eine geringfügige Schrägstellung der Verschlußkappe bedingte Höhenänderung oftmals kleiner ist als die Höhentoleranzen, mit der die Flaschen selbst herge­ stellt sind, nicht hinreichend zuverlässig und ist darüber­ hinaus, insbesondere bei mechanischer Abtastung auch für den Flaschenfluß störend.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der ein­ gangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es bei gleichwohl kurzer Meßzeit und geringstmöglicher Beeinflussung des Transportflusses eine wesentlich zuverlässigere Erkennung von Abweichungen der Anordnung des Prüfobjektes von deren Soll-Lage oder von Fehlorientierungen der Prüfobjekte ermög­ licht, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des verbesser­ ten Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens - erfindungs­ gemäß - durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 sowie die in den weiteren Ansprüchen 2 bis 9 genannten Verfahrensmerk­ male und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 und die dessen Gegenstand weiter spezifi­ zierenden Ansprüche 11 bis 20 gelöst.

Hiernach wird das an seinem Träger befindliche Prüfobjekt einem als gerichtetes Strahlungsfeld erzeugten Energiestrom ausgesetzt, der in einer definiert vorgegebenen Richtung auf das Prüfobjekt auftrifft und an diesem - im wesentlichen geometrisch (Einfallswinkel = Reflexionswinkel) - reflek­ tiert wird, so daß sich bei korrekter Anordnung des Prüf­ objekts in einer definierten Richtung - der Reflexionsrich­ tung - ein definierter Wert der Intensität des reflektierten Energiestromes ergibt, der für ordnungsgemäße Lage des Prüf­ objektes charakteristisch ist und von dessen Orientierung stark abhängig ist. Aus einer Messung der Intensität des reflektierten Energiestromes kann daher auf einfache Weise auf korrekte oder fehlerhafte Anordnung des Prüfobjektes geschlossen werden. Bevorzugt wird hierbei eine Anordnung von Sender, Prüfobjekt und Empfänger ausgenutzt, die bei korrekter Anordnung des Prüfobjektes maximale Intensität des reflektierten Energiestromes am Detektor ergibt. Es ist dann auf einfache Weise durch Vergleich des Detektorausgangssig­ nals mit einem einzigen Schwellenwert möglich, zwischen korrekter und fehlerhafter Anordnung zu unterscheiden. Wenn, wie in bevorzugter Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, das Strahlungsfeld, mit dem das Prüf­ objekt bestrahlt wird, ein Ultraschallfeld ist, das mit senkrecht und zentral auf das Prüfobjekt zu gerichteter Strahlungscharakteristik erzeugt wird, so kann mit der durch die Merkmale des Anspruchs 3 näher spezifizierten Verfahrens­ weise anhand unterschiedlicher Ausgangssignale verschiedener Detektoren eine nicht korrekte Anordnung des Prüfobjektes erkannt werden, wobei es dann auf die Absolutwerte der ge­ messenen Intensitäten nicht ankommt, sondern aus deren Ver­ hältnis eine Fehlorientierung erkennbar ist. Bei dieser Verfahrensweise sind daher auch erhebliche Maßtoleranzen die Prüfobjekte tragender Flaschen ohne nennenswerten Einfluß auf die Erkennbarkeit der Lage des Prüfobjekts. Dasselbe gilt sinngemäß auch für die durch die Merkmale des Anspruchs 4 angegebene, weitere bevorzugte Verfahrensweise bei deren Anwendung auch bei relativ großen Wellenlängen des zur Mes­ sung benutzten Ultraschall-Strahlungsfeldes eine "geometri­ sche" Reflexion desselben in guter Näherung gewährleistet ist. Dies gilt umso mehr, je höher die Frequenz des zur Lageerkennung ausgenutzten Ultraschallfeldes ist, wobei durch die Merkmale des Anspruchs 6 ein für das erfindungsge­ mäße Verfahren geeigneter Frequenzbereich angegeben ist. Bei Anwendung der höheren Frequenzen um 200 bis 400 kHz, gegebe­ nenfalls auch noch höheren Ultraschallfrequenzen und Ausnut­ zung einer gepulsten Ultraschall-Strahlung, die die Durch­ führung von Laufzeitmessungen ermöglicht, ist es dann auch möglich, festzustellen, ob das Prüfobjekt überhaupt an dem Träger angesetzt ist, dies jedenfalls dann, wenn durch das Prüfobjekt eine Öffnung des Trägers abgedeckt wird, durch die hindurch - bei hinreichend kleiner Ultraschall-Wellen­ länge - die Ultraschallstrahlung in den Träger eintreten und aus diesem wieder austreten kann.

Bei Anwendung der höchstmöglichen Ultraschallfrequenzen - um 400 kHz - für solche Laufzeitmessungen ist es auch mög­ lich und gemäß einer bevorzugten Durchführungsart des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens auch vorgesehen, aus den gemessenen Laufzeiten auf die Höhenanordnung beispielsweise einer Ver­ schlußkappe an einer Flasche auf deren korrekte Verschrau­ bung zu schließen und, durch Definition eines Laufzeitfen­ sters, das durch eine untere Grenze T_Lmin und eine obere Grenze T_Lmax markiert ist, einen Wertebereich vorzugeben, der ein mit korrekter Verschraubung verträglicher Abstands- Wertebereich der Verschlußkappe von der Ultraschallquelle entspricht, und aus einer elektronischen Überwachung der gemessenen Laufzeiten T_L Ansteuersignale für ein Ausleiten eines mit einer nicht korrekt sitzenden Verschlußkappe ver­ sehenen Behälters aus dem Transportfluß auszulösen, wenn die gemessenen Laufzeiten nicht innerhalb des Wertebereiches zwischen T_Lmin und T_Lmax liegen.

Um hierbei Höhen-Toleranzen der zu verschließenden Behälter berücksichtigen zu können, ist es vorteilhaft, wenn vor der Überprüfung der Lage des Behälterverschlusses eine Höhen­ messung des Behälters selbst durchgeführt wird, beispiels­ weise der Anordnung der oberen Ringstirnfläche des Flaschen­ halses bezüglich einer maschinenfesten Referenzebene und diese Messung bei der Eingrenzung des Laufzeiten-Werteberei­ ches sinngemäß zu berücksichtigen, was durch eine automati­ sche, im Rahmen der elektronischen Steuereinheit der Prüf­ einrichtung erfolgende Verarbeitung der Abstands-charakteri­ stischen Ausgangssignale der weiteren Meßeinrichtung ohne weiteres in hinreichend kurzer Zeit erfolgen kann. Dadurch ist es möglich, jedem einzelnen Prüfobjekt individuell die am besten geeignete Laufzeit-Variationsbreite zuzuordnen.

Im Hinblick auf derartige Laufzeit-Messungen von Ultraschall­ impulsen sind durch die Merkmale 11 bis 13 günstige Relatio­ nen von Impulsdauern, Impulslaufzeiten und Periodendauern der Ultraschallimpulse angegeben, die eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem weiten Bereich des Abstandes der Ultraschallquelle von dem Prüfobjekt ermögli­ chen, ohne die Parameter Impulsdauer T_E und Periodendauer T_p ändern bzw. anpassen zu müssen, wobei allerdings bei Lauf­ zeitmessungen im Bereich sehr hoher Ultraschallfrequenzen wegen der hohen Dämpfung hochfrequenter Ultraschallimpulse - in Luft - mit möglichst geringen Abstandswerten gearbeitet werden sollte. Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Einrichtung gemäß Anspruch 14 zeichnet sich dadurch, daß ein elektroakustischer Wandler vorgesehen ist, der sowohl zur Erzeugung von Ultraschallimpulsen, mit denen das Prüfobjekt bestrahlt wird, als auch als Detektor für die vom Prüfobjekt zurückreflektierten Echo-Impulse ausgenutzt werden kann, durch einen besonders einfachen Aufbau aus, durch den auch in jedem Fall die erwünschte signifikante Abhängigkeit der Intensität der Echoimpulse von Abweichungen des Prüfobjekts von seiner Soll-Lage erzielt wird, derart, daß in der Soll-Lage die Intensität der Echo­ impulse maximal ist und bei Abweichungen von der Soll-Lage drastisch abnimmt.

Durch die gemäß den Ansprüchen 15 bis 17 vorgesehenen Ein­ stellmöglichkeiten der Position und Orientierung des elektro­ optischen Wandlers zum Prüfobjekt kann die Prüfeinrichtung auf verschieden gestaltete Behälter und Anordnungen von Verschlüssen derselben eingestellt werden, auch solche, bei denen die Behälteröffnungen schräg stehen, wobei natürlich Voraussetzung für die Prüfbarkeit einer Vielzahl von Behäl­ tern ist, daß diese stets in derselben Orientierung zu der Prüfstation hin gebracht werden.

Wenn, wie gemäß Anspruch 18 vorgesehen, der elektroakusti­ sche Wandler entlang zweier rechtwinklig zu seiner zentralen Achse und rechtwinklig zueinander verlaufener Richtungen gesteuert hin- und herverfahrbar ist, dann ist innerhalb des Bereichs der reflektierenden Fläche des Behälterverschlusses eine Abtastung derselben möglich, mit der Folge, daß in den verschiedenen anfahrbaren Bestrahlungspositionen, wenn der Verschluß nicht lagerichtig angeordnet ist, verschiedene Intensitäten der Ultraschall-Echos gemessen werden, woraus auch besonders zuverlässig auf eine fehlerhafte Anordnung des Verschlusses geschlossen werden kann, die dann auch aus dem Verhältnis der Intensitäten der Ultraschallechos er­ mittelt werden kann, in welchem Fall es auf deren Absolut­ werte nicht ankommt, was der Sicherheit der Positionser­ kennung zugute kommt.

Dasselbe gilt sinngemäß für die durch den Anspruch 19 ange­ gebene Variante einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Prüfeinrichtung mit einem vorzugsweise zentral angeordneten Ultraschall-Sendeelement und axial­ symmetrisch um dessen zentrale Achse gruppierten Detektoren, die gegenüber der Einrichtung gemäß den Ansprüchen 10 bis 14 auch noch den Vorzug hat, daß sie mit wesentlich kürzeren Prüf-Zykluszeiten auskommt.

Auch für diese Prüfeinrichtung ist es vorteilhaft, wenn, wie durch die Merkmale der Ansprüche 20 bis 22 angegeben, den­ jenigen der Ansprüche 15 bis 17 entsprechende Einstellmög­ lichkeiten vorgesehen sind.

Darüberhinaus ist bei der Einrichtung gemäß den Ansprüchen 19 bis 22 auch die Möglichkeit gegeben, die Entfernungen der Ultraschallquelle und der Detektoren vom Prüfobjekt unabhän­ gig voneinander zu verändern, wodurch eine Einstellung der Einrichtung hinsichtlich der Bestrahlungsintensität und der für den Nachweis ausgenutzten Intensitäten möglich ist, und es ist auch möglich, wesentlich kleinere Abstände der die Ultraschallquelle und die Detektoren umfassenden Funktions­ einheit vom Prüfobjekt zu wählen, da, im Prinzip jedenfalls, die Detektoren nicht aus-getastet sein müssen, während das Prüfobjekt dem Ultraschallfeld ausgesetzt wird.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 24 ist eine automatische Durchführung des Verfahrens mit beiden alternativen Ausfüh­ rungsformen zu seiner Durchführung geeigneter Vorrichtungen auf einfache Weise möglich. Es versteht sich, daß auch eine Einrichtung gemäß den Ansprüchen 19 bis 23 für einen gepul­ sten Betrieb und eine Durchführung von Laufzeitmessungen geeignet ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungs­ beispiele einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung anhand der Zeichnung, wobei durch die Funktionserläuterung auch ein ebenfalls den Gegenstand der Erfindung bildendes Prüf-Ver­ fahren beschrieben wird.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematisch vereinfachte Blockschaltbild-Dar­ stellung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit einem elektroakustischen Wandler, der sowohl als Ultraschallquelle wie auch als Ultraschalldetektor ausgenutzt ist,

Fig. 2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktion der Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1 und der Art ihrer An­ steuerung,

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung eines Strahlenganges zur Erläuterung der Intensitätsverhältnisse bei Auftreten einer Fehllage eines mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 hinsichtlich seiner Soll-Lage überprü­ fenden Prüfobjektes und

Fig. 4 die prinzipielle Anordnung der Ultraschallquelle und einer Mehrzahl von Ultraschall-Detektoren bei einer weiteren Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Prüfeinrichtung.

Zweck der in der Fig. 1 dargestellten, insgesamt mit 10 bezeichneten Einrichtung zur Überprüfung der Lage eines Prüfobjekts 11, bei dem zur Erläuterung gewählten Anwendungs­ beispiel der als Überwurfmutter gestalteten Verschlußkappe eines Behälters 12, ist es, nach einem automatisch ablaufen­ den Befüllen und Verschließen des Behälters 12 in einem kurz dauernden, selbsttätig ablaufenden Prüfvorgang feststellen zu können, ob sich die Verschlußkappe 11 in ihrer einen hinreichend dichten Verschluß des Behälters 12 vermittelnden Soll-Lage an diesem befindet und, falls dies nicht der Fall ist, eine Ausleitung des nicht ordnungsgemäß verschlossenen Behälters 12 aus einer lediglich schematisch angedeuteten, insgesamt mit 13 bezeichneten Transportvorrichtung auszu­ lösen, mittels derer die Behälter 12 seriell von Befüll- und Verschließ-Stationen zur Prüfstation und von dieser z. B. weiter zu einer Verpackungsstation transportiert werden.

Zum Zweck der einfachen Erläuterung ist angenommen, daß die Behälter 12 Kunststoff-Flaschen sind, deren Flaschenhals 14 mit einem Außengewinde 16 versehen ist, und daß die Verschluß­ kappen die Form von topfförmigen Überwurfmuttern haben, deren Bodenteil 17, wenn die Verschlußkappe auf den Flaschen­ hals 14 aufgeschraubt ist, mit seiner Innenseite an die kreisringförmige freie Endstirnfläche 18 des Flaschenhalses 14 flächig angedrückt ist und dadurch einen hinreichend dichten Verschluß der Flasche 12 vermittelt. In dieser - dichtenden - Soll-Lage der Verschlußkappe 11 verläuft die als eben vorausgesetzte Außenfläche 19 rechtwinklig zur zentralen Längsachse 21 des Flaschenhalses 14, beim darge­ stellten Erläuterungsbeispiel für das eine Gestaltung der Flasche 12 mit bezüglich der zentralen Längsachse 21 rota­ tionssymmetrischer Form vorausgesetzt ist, und horizontaler Transportrichtung der Flaschen 12, somit horizontal.

Davon ausgehend, daß in der statistisch bedeutsamen Zahl von Fällen, in denen eine solche Flasche 12 nach dem Aufsetzen bzw. Aufschrauben der Verschlußkappe 11 undicht ist, dies daher rührt, daß die Gewindegänge der Verschlußkappe 11 mit denjenigen des Außengewindes 16 des Flaschenhalses 14 nicht in korrekt kämmenden Eingriff gelangt sind und daher in einem solchen Fall die Außenfläche 19 eine Neigung α_n (Fig. 3) gegenüber der zentralen Längsachse 21 der Flasche hat, wobei die Orientierung dieser Neigung beliebig sein kann, ist die Prüfeinrichtung dahingehend ausgelegt, aus dem Reflexions­ verhalten eines schematisch angedeuteten Ultraschallbündels 22 das Vorliegen einer solchen Neigung α_n zu erkennen und hieraus auf fehlerhaften bzw. korrekten Verschluß der Fla­ sche 12 zu schließen.

Zur Realisierung dieses Meßprinzips umfaßt die Prüfvorrich­ tung 10 eine insgesamt mit 23 bezeichnete Ultraschallquelle, die bezüglich der an der Prüfstation stehenden Flasche 12 derart orientierbar angeordnet ist, daß der "Zentralstrahl" - die zentrale Achse 24 eines von der Ultraschallquelle 23 ausgesandten Ultraschallbündels 22 koaxial mit der zentralen Achse 21 des Flaschenhalses 14 verläuft, so daß sich für das Ultraschallbündel 22 bezüglich seiner zentralen Achse 24 bzw. der zentralen Achse 21 des Flaschenhalses 14 rotations­ symmetrische Reflexionsverhältnisse ergeben, falls die Verschlußkappe 11 ihre Soll-Lage hat.

Bei dem zur Erläuterung gewählten Anordnungsbeispiel steht die Flasche 12 an der Prüfstation senkrecht auf einem Träger der Transportvorrichtung 13, und die Ultraschallquelle 23 ist mit vertikalem Verlauf ihrer zentralen Achse 24′, die auch die zentrale Achse 24 ihres Ausgangs-Schallfeldes 22 markiert oberhalb der Flasche 12 angeordnet, wobei der vertikale Abstand a der als kreisförmig vorausgesetzten Abstrahlfläche 26 der Ultraschallquelle von der - bestrahl­ ten - dem von der Ultraschallquelle 23 ausgesandten Ultra­ schallbündel 22 ausgesetzten oberen Begrenzungsfläche 19 der Verschlußkappe 11 zweckmäßigerweise so gewählt ist, daß die - ebene - Außenfläche 19 der Verschlußkappe 11 innerhalb des sich in dieser Anordnung ergebenden Bündelquerschnitts vollkommen oder nahezu vollkommen "ausgeleuchtet", d. h. auf ihrer gesamten Fläche dem auftreffenden Ultraschall ausge­ setzt ist. Einen Gesamtöffnungswinkel 2α_e des Ultraschallbün­ dels 22 von etwa 10° vorausgesetzt, wobei mit α_e der Winkel bezeichnet ist, den gemäß den Darstellungen der Fig. 1 und 3 die in der Zeichnungsebene verlaufenden Randstrahlen 27 und 28 des Ultraschallbündels 22 mit den jeweiligen Einfallstoten einschließen, einen Durchmesser der Abstrahlfläche 26 der Ultraschallquelle 23 von 15 mm und einen Durchmesser der reflektierenden Außenfläche 19 der Verschlußkappe 11 von 25 mm vorausgesetzt, bedeutet dies, daß der vertikale Abstand a der Abstrahlfläche 26 der Ultraschallquelle 23 von der reflektierenden oberen Außenfläche 19 der Verschlußkappe 11 zu etwa 10 cm gewählt wird.

Um die Prüfeinrichtung 10 an verschiedene Durchmesser von Behälterverschlüssen 11 anpassen zu können, ist die Ultra­ schallquelle 23, wie nicht eigens dargestellt, höhenver­ stellbar angeordnet.

Die Ultraschallquelle 23 ist mittels eines elektroakusti­ schen Wandlers 29 realisiert, der bei der Prüfeinrichtung 10 sowohl als Ultraschallsender wie auch als Ultraschallempfän­ ger benutzt wird. Er ist in hierfür üblicher Gestaltung als aus einem piezoelektrischen Material, z B. Quarz bestehende Kreisscheibe mit einer Dicke von einigen mm ausgebildet, deren planparallele Begrenzungsflächen zur Bildung der schematisch angedeuteten Elektroden 31 und 32 eines Koppel­ kondensators mit elektrisch leitenden Aufdampfschichten versehen sind. Dieser elektroakustische Wandler 29, der einen mechanischen Resonator mit durch seine geometrischen Abmessungen und seine elastischen Eigenschaften bestimmter Resonanzfrequenz bildet, ist durch Beaufschlagung mit einer hochfrequenten, auf seine mechanische Resonanzfrequenz f_R abgestimmten Wechselspannung zur Abstrahlung von Ultraschall entsprechender Frequenz anregbar, wodurch der Sendebetrieb der Ultraschallquelle 23 steuerbar ist. Über den Koppelkon­ densator 31, 32 ist - im Empfangsbetrieb - eine Wechsel­ spannung als Empfänger-Ausgangssignal U_E (vgl. Fig. 2) abgreifbar, wenn der elektroakustische Wandler 29 einem Ultraschallfeld ausgesetzt und nunmehr zu Schwingungen - resonant - angeregt wird.

Da bei den angegebenen Dimensionen der hinsichtlich ihrer Soll-Lage zu überprüfenden Verschlußkappen 11 und bei einer Bestrahlung derselben mit Ultraschall im Frequenzbereich zwischen 80 kHz und 200 kHz die Ultraschall-Wellenlängen zwischen etwa 4 mm und 0,7 mm variieren und damit deutlich kleiner sind als die linearen Abmessungen der reflektieren­ den Fläche 19 des Prüfobjekts 11 sowie unter Berücksichti­ gung der Tatsache, daß die Energiedichte eines mit der üblichen keulenförmigen Abstrahlcharakteristik ausgesandten Ultraschallbündels 22 im Zentrum ein ausgeprägtes Maximum hat und nach außen - zu den Randstrahlen 27 und 28 - hin abfällt kann in sehr guter Näherung von einem geometrischen Reflexionsverhalten des Ultraschalls an der Verschlußkappe 11 ausgegangen werden, wenn diese in dem erwähnten Abstand a von der Abstrahlfläche 26 der Ultraschallquelle 23 angeord­ net ist, d. h. nur innerhalb ihrer Fläche dem Ultraschall ausgesetzt ist. Dies hat zur Folge, daß schon eine verhält­ nismäßig kleine Neigung α_n der reflektierenden Fläche 19 der Verschlußkappe 11, verursacht z. B. durch einen nicht kämmen­ den Eingriff der Gewindegänge der Verschlußkappe 11 mit denen des Flaschenhalses 14, dazu führt, daß das an der Verschlußkappe 11 reflektierte Ultraschallbündel 22′, das in der Fig. 1 für den Fall korrekten Sitzes durch die gestri­ chelt eingezeichnete Keulencharakteristik seiner Energiever­ teilung sowie durch die Randstrahlen 27′ und 28′ repräsen­ tiert ist und in der Fig. 3 für den Fall einer Neigung n der reflektierenden Fläche 19 der Verschlußkappe 11 eben­ falls durch eine gestrichelt eingezeichnete keulenförmige Energieverteilung des reflektierten Ultraschalls und die Randstrahlen 27′′ und 28′′ repräsentiert ist, mit einem erheblichen Anteil seiner Schall-Leistung nicht mehr auf die im Empfangsbetrieb als Empfängerfläche ausgenutzte Fläche 26 des elektroakustischen Wandlers auftrifft und daher dessen Ausgangssignal eine ausgeprägte Abhängigkeit von der Neigung α_n der reflektierenden Fläche 19 der Verschlußkappe 11 hat, derart, daß die Ausgangssignalamplituden des elektroakusti­ schen Wandlers 29 mit zunehmender Neigung α_n signifikant abnehmen. Zur Ausnutzung dieses Effektes für die Lage-Über­ prüfung der Verschlußkappe 11 an der Flasche 12 werden in spezieller Auslegung der Einrichtung 10 der Sende- und Empfangsbetrieb der Ultraschallquelle 23 und ihres elektro­ akustischen Wandlers 29 wie folgt gesteuert, wobei zur diesbezüglichen Erläuterung auch auf das Impulsdiagramm der Fig. 2 Bezug genommen wird.

Während sich die Flasche 12 mit koaxialer Anordnung ihrer zentralen Längsachse 21 mit der zentralen Längsachse 24 der Ultraschallquelle 23 unterhalb dieser befindet, wird ihre Verschlußkappe 11 einer Folge von Ultraschallimpulsen aus­ gesetzt, die qualitativ den aus dem zweiten Impulszug 33 der Fig. 2 ersichtlichen, zeitlichen Amplitudenverlauf haben, der den entsprechenden Schwingungsauslenkungen der Abstrahl­ fläche 26 des elektroakustischen Wandlers 29 der Ultraschall­ quelle 23 entspricht, wenn diese mit Erregungsimpulsen 34 angesteuert wird, die durch Impulsmodulation einer von einem Wechselspannungsgenerator 36 fortlaufend erzeugten Wechsel­ spannung gewonnen werden, deren Frequenz f_R der Resonanzfre­ quenz des elektroakustischen Wandlers 29 der Ultraschall­ quelle 23 entspricht.

Die Impulsmodulation der Ausgangs-Wechselspannung des Wech­ selspannungsgenerators 36 erfolgt mittels eines elektroni­ schen Schalters 37, der zwischen den Ausgang des Wechsel­ stromgenerators und den Steueranschluß 38 der Ultraschall­ quelle 23 geschaltet ist und periodisch zwischen seinem leitenden und seinem sperrenden Zustand umgeschaltet wird, wobei die Erregungszeitspannen T_E für die der elektronischen Schalter 37 in seinen leitenden Zustand gesteuert ist, deutlich kürzer sind als die Periodendauer T_P, mit der die Erregerimpulse erzeugt werden, und wobei das Verhältnis T_E/T_P typische Werte zwischen 1/20 und 1/10 hat.

Der zeitliche Amplitudenverlauf der Erregungsimpulse 34 ist qualitativ durch den ersten Impulszug 35 der Fig. 2 wieder­ gegeben.

Die Ansteuerung des elektronischen Schalters 37 in dessen leitenden Zustand erfolgt durch Hoch-Pegel-Steuerimpulse 39, die an einem ersten Steuerausgang 41 eines Modulationsimpuls­ generators 42 abgegeben werden, der an einem zweiten Steuer­ ausgang 43 Hoch-Pegel-Impulse 44 der Dauer T_A abgibt, durch die ein zweiter, als Empfangsbetrieb-Steuerschalter ausge­ nutzter elektronischer Schalter 46, der im Sendebetrieb gesperrt ist, in seinen leitenden Zustand gesteuert wird, der für die Zeitspannen T_A den Steueranschluß 40 des elektro­ akustischen Wandlers 29 mit dem Eingang eines Empfängers 47 verbindet, der Spannungs-Ausgangssignale abgibt, die zu den Amplituden der Schwingungen des elektroakustischen Wandlers 29 proportional sind, zu denen dieser durch die an der Verschlußkappe 11 reflektierten Ultraschallimpulse 33 ange­ regt wird.

Der zeitliche Amplitudenverlauf, der von dem Empfänger 47 abgegebenen Wechselspannungs-Ausgangssignale, der dem zeit­ lichen Verlauf der Schwingungsamplituden des elektroakusti­ schen Wandlers 29 entspricht, ist durch den dritten Impuls­ zug 48 - qualitativ - wiedergegeben. Der zeitliche Abstand T_L zwischen dem Einsetzen der Erregungsimpulse 34 und dem Einsetzen der ihrerseits impulsförmigen Wechselspannungs- Ausgangssignale 48 des Empfängers 47 entspricht der Laufzeit der Ultraschallimpulse 33 von der Ultraschallquelle 23 zur reflektierenden Fläche 19 der Verschlußkappe 11 und von dieser zurück zum elektroakustischen Wandler 29.

Der zeitliche Verlauf der zur Steuerung des Sendebetriebes der Ultraschallquelle 23 ausgenutzten Hoch-Pegel-Steuerim­ pulse 39 und der zeitliche Verlauf der zur Steuerung des Empfangsbetriebes des elektroakustischen Wandlers 29 ausge­ nutzten Hoch-Pegel-Steuerimpulse 34 ist durch den vierten und den fünften Impulszug 49 bzw. 51 des Impulsdiagramms der Fig. 2 wiedergegeben. Die den Empfangsbetrieb des Empfängers 47 der Einrichtung 10 steuernden Hoch-Pegel-Impulse 44 werden, nachdem die den Sendebetrieb der Ultraschallquelle 23 steuernden Hoch-Pegel-Steuerimpulse 38 abgeklungen sind erst nach Verstreichen einer Totzeit T_t ausgelöst, innerhalb derer der elektroakustische Wandler, nachdem seine Erregung beendet ist, ausschwingen kann, bevor der Empfangsbetrieb - für die Dauer T_A - einsetzt. Dadurch wird verhindert, daß dem Empfänger 47 durch ein solches Ausschwingen des elektro­ akustischen Wandlers 29 bedingte elektrische Ausgangssignale zugeleitet werden, die hohe Intensitäten reflektierten Ultraschalls und damit eine korrekte Anordnung der Verschluß­ kappe 11 vortäuschen könnten.

Auch das Einsetzen der den Sendebetrieb steuernden Hoch- Pegel-Steuerimpulse 39 ist gegenüber dem Abklingen der den Empfangsbetrieb steuernden Hoch-Pegel-Steuerimpulse 44 um eine Zeitspanne t_t geringfügig verzögert, um sicherzustellen, daß der Empfänger 47 nicht mit den Erregungsimpulsen 34 der Ultraschallquelle 23 beaufschlagbar ist.

Die Ausgangssignale 48 des Empfängers 47, deren Amplituden die Information über korrekte oder fehlerhafte Anordnung der Verschlußkappe 11 am Behälter 12 beinhalten, sind einer elektronischen Steuereinheit 52 zugeleitet, die zum einen die Funktion eines Komparators hat, der aus einem Vergleich der Ausgangssignalamplituden des Empfängers 47 mit einem für ordnungsgemäßen Sitz der Verschlußkappe 11 charakteristischen Schwellenwert U_S "feststellt", ob die Verschlußkappe 11 sich in ihrer Soll-Lage an der Flasche 12 befindet und, falls dies nicht der Fall ist, ein Fehlersignal erzeugt, durch das an geeigneter Stelle der Transportvorrichtung 13 ein Auslei­ ten des fehlerhaften Behälters 12 gesteuert wird.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Ausgangssignale 48 des Empfängers 47 gleichgerichtet werden, wodurch die im sechsten Impulszug 53 der Fig. 2 qualitativ wiedergegebene Signalform erzielt wird, die sich über mehrere Sende- und Empfangszyk­ len hinweg für eine integrierende Verarbeitung im Rahmen der elektronischen Steuereinheit 52 eignet, wodurch sich ein seinem typischen Verlauf nach durch den siebten Impulszug 54 der Fig. 2 von Empfangszyklus zu Empfangszyklus rampenförmig ansteigender Integralwert ermitteln läßt, der sich sehr gut für einen Vergleich mit einem Spannungs-Schwellenwert eignet. Voraussetzung hierfür ist natürlich, daß für die diesbezüg­ liche Auswertung stets eine definierte Zahl von Sende- und Empfangszyklen der Dauer T_P herangezogen werden.

Zur diesbezüglichen Vorgabe und Begrenzung der Zahl der Sende- und Empfangszyklen, die für die Lage-Überprüfung ausgenutzt werden sollen, ist beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel ein Zyklenzähler 56 vorgesehen, dem als Zähl-Eingangssignale z. B. die am ersten Steuerausgang 41 des Modulationsgenerators 42 abgegebenen Hoch-Pegel-Steuerimpul­ se 39 zugeleitet sind, wobei ein Zähler-Endstand dieses Zyklenzählers 56, bei dessen Erreichen der Zyklenzähler 56 ein die Beendigung des Meßzyklus auslösendes Steuersignal an die elektronische Steuereinheit 52 abgibt, vorgebbar ist.

Ein sich über mehrere Periodendauern von Sende- und Empfangs- Betriebsphasen der Einrichtung 10 erstreckender Meßzyklus wird ausgelöst, wenn eine lediglich schematisch angedeutete Positions-Sensoranordnung 57 "feststellt", daß sich die Flasche 12 in einer für den Meßvorgang geeigneten Position unterhalb der Ultraschallquelle 23 befindet und ein dafür charakteristisches Ausgangssignal abgibt, durch das die elektronische Steuereinheit 52 und der Modulationsimpuls­ generator aktiviert werden und gleichzeitig der Zyklenzähler 56 gestartet wird.

Um die Einrichtung 10 auch hinsichtlich ihrer elektronischen Funktionseinheiten an Form und Größe des hinsichtlich seiner Lage zu überwachenden Prüfobjekts 11 anpassen zu können, derart, daß für eine sichere Positionserkennung eine hinrei­ chende Zahl von Sende- und Empfangszyklen durchgeführt werden, ist zusätzlich zu der Einstellbarkeit des End- Zählerstandes des Zyklenzählers 56 auch vorgesehen, daß der Schwellenwert U_S wählbar vorgebbar ist, mit dem die Ausgangs­ signalamplituden des Empfängers 47 verglichen werden. Davon ausgehend, daß einem Fachmann der elektronischen Schaltungs­ technik die Realisierung der insoweit erläuterten Funktions­ komponenten bei Kenntnis ihrer Funktion und ihres Zweckes deren ohne weiteres möglich ist, wird von einer mehr ins Detail gehenden Beschreibung derselben abgesehen.

Bei der in der Fig. 4 schematisch dargestellten, im Rahmen einer Einrichtung 10 ebenfalls benutzbaren Ultraschallsen­ der- und -empfänger-Anordnung ist eine zentrale Ultraschall­ quelle 58 vorgesehen, um die herum in axialsymmetrischer Gruppierung bezüglich der zentralen Achse 59 mindestens vier Ultraschallsensoren 61 bis 64 angeordnet sind, deren Ab­ strahl- und Empfängerfläche(n) in einer gemeinsamen Ebene oder auch in verschiedenen Ebenen angeordnet sein können, soweit die Axialsymmetrie der Gesamtanordnung gegeben ist. Beispielsweise können die Empfängerflächen der Ultraschall­ sensoren 61 bis 64 näher an der reflektierenden Fläche 19 des Prüfobjektes 11 angeordnet sein, und es kann auch der Abstand ihrer Empfängerflächen von der Abstrahlfläche der zentralen Ultraschallquelle 58 einstellbar sein. Gleiche Empfindlichkeit sämtlicher Ultraschalldetektoren vorausge­ setzt, sind deren Echo-Signalamplituden bei ordnungsgemäßer Anordnung des Prüfobjekts gleich. Weicht jedoch die Orien­ tierung der reflektierenden Fläche des Prüfobjekts 11 von der in der Soll-Lage gegebenen Orientierung ab, so sind die Ausgangssignalamplituden mindestens zweier der Detektoren 61 bis 64 von den Ausgangssignalen der beiden anderen Detekto­ ren verschieden, und es kann aus einer vergleichenden, z B. verhältnisbildenden Auswertung der Ausgangssignalamplituden der verschiedenen Detektoren 61 bis 64, unabhängig von den Absolutwerten der Signalpegel, zuverlässig auf ordnungsge­ mäße oder fehlerhafte Lage des Prüfobjekts 11 geschlossen werden. Bezüglich der Steuerung von Sende- und Empfangszeiten kann eine mit der Detektoranordnung gemäß Fig. 4 ausgerüste­ te Einrichtung 10 analog zu der anhand des Ausführungsbei­ spiels gemäß den Fig. 1 und 2 geschilderten Weise betrieben werden.

In einer Auslegung der Einrichtung 10 auf sehr hohe Ultra­ schall-Frequenzen um 400 kHz oder auch noch höhere Frequen­ zen, kann diese auch zu einer Überprüfung der Position eines Prüfobjekts 11, insbesondere einer auf den Flaschenhals 14 aufschraubbaren Verschlußkappe dahingehend ausgenutzt werden, ob diese Schraubkappe auch bis in dichtende Anlage ihres Kappenbodens 17 mit dem durch die ringförmige Endstirnfläche 18 des Flaschenhalses 14 gebildeten Sitz auf den Flaschenhals 14 aufgeschraubt ist.

Hierzu wird die Einrichtung 10 als Laufzeit-Meßeinrichtung betrieben, d. h. es wird die Laufzeit T_L gemessen, die zwi­ schen dem Einsetzen eines Erregerimpulses 34 und dem Ein­ setzen eines aus diesem resultierenden Echo-Impulses 48 verstreicht und aus dieser Laufzeit T_L, die z. B. beim Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 1 durch die Beziehung

T_L = 2a/c (1)

gegeben ist, wobei mit c die Schallgeschwindigkeit (341 m/s in Luft) bezeichnet ist, auf die Entfernung der reflektieren­ den Fläche 19 der Verschlußkappe 11 von der Abstrahl- und Empfängerfläche des elektroakustischen Wandlers 29 geschlos­ sen und hieraus darauf, daß die Verschlußkappe hinreichend "weit" auf den Flaschenhals 14 des Behälters 12 aufgeschraubt ist, um ihre dichtende Position - Anlage des Bodenteils 17 der Verschlußkappe 11 auf der den Dichtsitz bildenden ring­ förmigen Endstirnfläche 18 des Flaschenhalses 14 - erreicht haben zu können.

Da eine diesbezügliche Entfernungsmessung gemäß der Beziehung

a = c · T_L/2 (2)

unter Berücksichtigung des Amplitudenverlaufs der Erreger­ impulse 34 und der Echo-Impulse 48 nur auf etwa den halben Wert der Ultraschall-Wellenlänge durchführbar ist, die durch die Beziehung

λ= c/γ (3)

gegeben ist, wobei mit γ die Ultraschall-Frequenz bezeichnet ist, ist die aus der Laufzeit-Messung erfolgende Positions­ bestimmung der Verschlußkappe 11 umso genauer möglich, je höher die Ultraschall-Frequenz γ ist. Beim gewählten Erläu­ terungsbeispiel (f_R = 400 kHz) kann die Entfernung a der Verschlußkappe 11 von der Ultraschallquelle 23 mit einer Genauigkeit von etwa 0,4 mm ermittelt werden.

Eine selbsttätige Steuerung derartiger Laufzeit-Messungen ist bei der Einrichtung 10 z. B. wie folgt möglich:
Für den Empfangsbetrieb des Ultraschallwandlers 29 und des diesem nachgeschalteten Empfängers 47 bzw. der Detektoren 61 bis 64 und diesen nachgeschalteter Empfänger wird ein Zeit­ fenster der Dauer Δt_L gesetzt, das einem Laufzeitbereich zwischen T_Lmin und T_Lmax entspricht, dessen untere Grenze T_Lmin einem minimalen Wert des Abstandes der Verschlußkappe von der Ultraschallquelle bzw. dem jeweils ausgenutzten Detektor entspricht, der noch mit einem ordnungsgemäßen - dichtenden - Verschluß des Flaschenhalses 14 verträglich ist und dessen Obergrenze T_Lmax einem Abstand der Verschlußkappe von der Ultraschallquelle bzw. dem jeweiligen Detektor entspricht, der sich ergibt, wenn der Verschraubungsweg der Verschlußkappe 11 weitestmöglich ausgenutzt ist, gegebe­ nenfalls zuzüglich unterschiedliche Höhen der Behälter 12 berücksichtigender Toleranzen.

Setzt innerhalb dieses Zeitfensters das mit dem jeweiligen Echo-Impuls 48, der auf einen Erregungsimpuls 34 folgt, verknüpfte Ausgangssignal des elektroakustischen Wandlers 29 und damit auch des diesem nachgeschalteten Empfängers 47 ein, entsprechendes gilt sinngemäß für die Ausgangssignale der Ultraschallsensoren 61 bis 64 und diesen nachgeschalteter Empfänger, so wertet dies die elektronische Steuereinheit 52 dahingehend, daß die Verschlußkappe 11 korrekt aufgeschraubt ist. Durch die zusätzliche Auswertung der Ausgangssignale des Empfängers 47 hinsichtlich ihrer Amplituden bzw. der Intensität des reflektierten Ultraschalls wird dann zusätz­ liche Sicherheit dafür erreicht, daß die Verschlußkappe 11 ihre Soll-Lage einnimmt, oder aber erkannt, daß sie zwar in einem beabsichtigten Entfernungsbereich von der Ultraschall­ quelle angeordnet ist, jedoch nicht korrekt orientiert ist. Setzen innerhalb der Fensterzeitspanne Δt_L die Echo-Impulse 48 nicht ein, so wird dies in jedem Fall als fehlerhafte Anordnung der Verschlußkappe 11 gewertet und ein Signal zur Ausleitung der betroffenen Flasche erzeugt.

Die für diese Art der Laufzeitmessung erforderlichen Abwand­ lungen der elektronischen Steuereinheit 52 der Einrichtung 10 sind dem Fachmann bei Kenntnis dieses Zweckes ohne weite­ res möglich und bedürfen daher nicht einer in bauliche und schaltungstechnische Einzelheiten gehenden Erläuterungen.

Da sowohl bei in der Regel aus Kunststoff bestehenden Einweg­ behältern wie auch bei wiederholt verwendbaren Mehrweg- Behältern, z. B. Glasflaschen, bedingt durch die jeweiligen Herstellungsverfahren, erhebliche Höhen-Toleranzen auftreten können, die größer sein können, als die Lage-Toleranzen, die für die Beurteilung der Dichtigkeit oder Undichtigkeit eines Flaschenverschlusses maßgeblich sind, ist es, falls mittels der Prüfeinrichtung 10 die Verschlußkappen-Position an solchen Behältern 12 überprüft werden soll, zweckmäßig, vorab deren entlang ihrer zentralen Achse 21 gemessene Länge zu bestimmen, was mittels einer der Prüfeinrichtung 10 vorgeschalteten - nicht dargestellten - Meßeinrichtung erfolgen kann, die z. B. den Abstand der Flaschenhals-Öffnung von einer maschinenfesten Referenzebene mißt, auf die auch die Anordnung der Ultraschallquelle 23 bzw. 58 und der Ultraschallsensoren 29 bzw. 61 bis 64 bezogen werden können. Als diesbezüglich geeignete Meßeinrichtung ist beispielsweise eine die Außenkontur des Behälters 12 im Bereich des Flaschen­ halses erfassende fotoelektrische Abtasteinrichtung einsetz­ bar, die die genaue Anordnung dieser Elemente des Behälters 12 bezüglich einer Referenzebene, beispielsweise der Trans­ portebene, entlang welcher die Behälter transportiert werden, erfaßt. Aus einer mittels eines elektronischen Rechners erfolgenden Auswertung der Abtastsignale kann somit die Soll-Lage des Prüfobjekts 11 vorab ermittelt werden, und es können auch die für die nachfolgende Prüfung zweckmäßigen Werte der Laufzeiten T_Lmin und T_Lmax individuell für jeden Behälter automatisch vorgegeben werden.

Claims (24)

1. Verfahren zur Überprüfung der Lage eines Prüfobjekts an einem Träger, z. B. eines Verschlußelements an einem Behälter, das im Zuge einer Serienfertigung in definier­ ter Soll-Lage an dem Träger angebracht werden soll, wobei das Prüfobjekt mit einem von einer Strahlungs­ quelle ausgesandten Energiestrom, der eine definierte Ausbreitungscharakteristik und einen definierten Ener­ gieinhalt hat, bestrahlt wird und aus der Intensität eines von dem Prüfobjekt reflektierten und/oder gestreu­ ten Anteils des für die Bestrahlung verwendeten Energie­ stromes auf die Lage des Prüfobjekts geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Prüfobjekt (11) versehene Träger (12) in eine definierte Position bezüglich der Strahlungsquelle (23) gebracht wird und daß diese Position, die Anordnung der Strahlungsquelle (23) sowie die Anordnung eines für die Intensitäts­ messung ausgenutzten Detektors (29) dahingehend auf­ einander abgestimmt werden, daß sich in der Soll-Lage des Prüfobjekts (11) für den auf den Detektor (29) auftreffenden Energiestrom ein definierter Intensitäts­ wert ergibt, der mit einer ausgeprägten Abhängigkeit von Abweichungen des Prüfobjekts (11) von seiner Soll- Lage behaftet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Energiestromquelle (23) bezüglich des Prüfobjekts (11) dahingehend gewählt ist, daß in der Soll-Lage desselben ein Maximum der Intensität der von dem Prüfobjekt (11) reflektierten Strahlung erzielt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfobjekt (11) zusätzlich zu einer Bestrahlung in einer Mittelposition, in der es mit der zentralen Achse des Energiestromes (22) koaxial angeordnet ist, in mindestens vier weiteren Positionen dem Energiestrom ausgesetzt wird, die axialsymmetrisch um die Mittelposition gruppiert sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei koaxialer Anordnung von Strah­ lungshöhe (23), Detektor (29) und Prüfobjekt (11) dessen Abstand von der Sender-Detektor-Anordnung (23, 29) so groß gewählt ist, daß ab einer Mindest-Abweichung des Prüfobjekts (11) von seiner Soll-Lage diejenige Achse, die der Richtung maximaler Intensität des reflek­ tierten Energiestromes entspricht, außerhalb der Empfän­ gerfläche (26) des Detektors (29) verläuft.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung des Untersuchungs­ objekts (11) mit Ultraschall erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Ultraschall-Strahlung mindestens 80 kHz bis 200 kHz und vorzugsweise um 400 kHz beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallquelle (23) gepulst wird, wobei die Pulsdauer (T_E) kleiner ist als die Laufzeit (T_L) eines Ultraschallimpulses (33) von der Ultraschallquelle (23) zum Prüfobjekt (11) und von diesem zum Detektor (29).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung des Abstandes (a) des Prüfobjekts (11) von der Ultraschallquelle (23; 58) durchgeführte Messun­ gen der Laufzeit T_L von Ultraschallimpulsen (34, 48) im hohen Frequenzbereich (um 400 kHz) durchgeführt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem mittels einer elektronischen Vergleichsein­ richtung automatisch durchgeführten Vergleich mit mindestens einem unteren Laufzeit-Grenzwert T_Lmin, der als mit lagerichtiger Anordnung des Prüfobjekts (11) am Träger (12) noch als verträglich erachtet, vorgegeben ist, ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der ermittelte Laufzeitwert T_L kleiner als der untere Grenzwert T_Lmin ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem mittels einer elektroni­ schen Vergleichseinrichtung automatisch durchgeführten Vergleich der ermittelten Laufzeit T_L mit mindestens einem oberen Laufzeit-Grenzwert T_Lmax, der als mit lagerichtiger Anordnung des Prüfobjekts (11) am Träger (12) noch als verträglich erachtet vorgegeben ist, ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der ermittelte Laufzeit­ wert T_L größer ist als der obere Grenzwert T_Lmax.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung des Transportflusses gesehen, vor der Prüfstation, an der die Laufzeit- Messung erfolgt, noch bevor das Prüfobjekt (11) am Träger (12) angebracht ist, der auf eine maschinenfeste Referenzebene bezogene Abstand einer im Soll-Lagebereich des Prüfobjekts (11) liegenden Bezugsfläche des Trägers (12) von der Referenzebene gemessen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer (T_E) der Ultraschall-Impulse (34) höchstens der Hälfte der Laufzeit (T_L) und vorzugsweise nur ¹/₁₀ bis ¹/₃ derselben entspricht.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer (T_E) der Ultraschallimpulse (33) zwischen 100 µs und 200 µs und die Periodendauer (T_p) ihrer Wiederholung zwischen 1000 µs und 3000 µs, vorzugsweise um 1500 µs, betragen.

14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, insbesondere Einrichtung zur Überprüfung der Lage von Behälterverschlüssen, die in ihrer Soll-Lage an einer ringförmigen Endstirnfläche eines Halses des Behälters, dessen Öffnung dichtend abschließend, anliegen und eine einem gepulsten Ultraschallfeld aussetzbare, bezüglich der zentralen Achse des Halses des Behälters im wesentlichen rotations- oder axialsymmetrische, anstrahlbare reflektierende Fläche haben, mit einer Ultraschallquelle zur Erzeugung des Ultraschallfeldes und mit einem Detektor, der mit der Intensität von dem Prüfobjekt reflektierter Ultra­ schall-Echos korrelierte Ausgangssignale abgibt, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ultraschallquelle (23) einen elektroakustischen Wandler (29) umfaßt, der sowohl als Sender, wie auch als Detektor betreibbar ist und für den Bestrahlungsbetrieb in eine mit der zentra­ len Achse (21) der Behälteröffnung (14) koaxiale Anord­ nung bringbar ist, derart, daß die zentrale Achse des Strahlungsfeldes (22) der Ultraschallquelle (23) mit der zentralen Achse (21) der Behälteröffnung (14) zusammenfällt, und daß eine Steuereinrichtung (42, 52) vorgesehen ist, mittels derer der elektroakustische Wandler (29) periodisch alternierend zwischen Sende- und Empfangsbetrieb umschaltbar ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) des elektroakustischen Wandlers (29) vom Prüfobjekt (11) einstellbar ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der elektroakustische Wandler (29) um eine zu seiner Längsachse (24) verlaufende Achse schwenkbar und um die Achse, entlang derer die Abstandsveränderung zum Prüfobjekt (11) erfolgt, drehbar ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der elektroakustische Wandler (29) rechtwinklig zu der Transportebene, entlang welcher die Behälter (12) zur Prüfeinrichtung (10) transportierbar sind, verschiebbar ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der elektroakustische Wandler (29) entlang zweier rechtwinklig zu seiner die Abstrahlrich­ tung des Ultraschallfeldes (22) markierenden zentralen Achse (24) und vorzugsweise rechtwinklig zueinander verlaufender Richtungen gesteuert hin- und herverfahr­ bar ausgebildet ist.

19. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, insbesondere Einrichtung zur Überprüfung der Lage von Behälterverschlüssen, die in ihrer Soll-Lage an einer ringförmigen Endstirnfläche eines Halses des Behälters, dessen Öffnung dichtend abschließend anliegen und eine einem Ultraschallfeld aussetzbare, bezüglich der zentralen Achse des Behäl­ ters im wesentlichen rotations- oder axialsymmetrische, reflektierende Fläche haben, mit einer Ultraschall­ quelle zur Erzeugung des Ultraschallfeldes und mit einer Detektoranordnung, die mit der Intensität von dem Prüfobjekt reflektierter Ultraschallstrahlung korrelier­ te Ausgangssignale abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoranordnung mindestens vier Ultraschall- Detektoren (61 bis 64) vorzugsweise gleicher Empfind­ lichkeit umfaßt, die axialsymmetrisch bezüglich der zentralen Achse (59) der Ultraschallquelle (58) ange­ ordnet sind.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ultraschallquelle (58) und/oder der Detektoranordnung (61 bis 64) vom Prüfobjekt (11) veränderbar ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ultraschallquelle (58) und die Detektoran­ ordnung (61 bis 64) umfassende Sende- und Empfangsein­ heit um eine quer zu ihrer zentralen Achse (59) verlau­ fende Achse schwenkbar ist und um die Achse, entlang welcher ihr Abstand vom Prüfobjekt (11) veränderbar ist, drehbar ist.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ultraschallquelle (58) und die Detektoranordnung (61 bis 64) umfassende Sende- und Empfangseinheit rechtwinklig zu der Transportebene, entlang welcher die Behälter (12) zur Prüfeinrichtung transportierbar sind, verschiebbar ist.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Ultraschall­ quelle (58) von dem Prüfobjekt (11) und die Entfernung der Detektoranordnung (61 bis 64) von demselben unab­ hängig voneinander einstellbar sind.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Meßbetrieb der Prüfein­ richtung (10) mit dem Transport der Behälter (12) in Abhängigkeit von deren Position bezüglich der zentralen Ausbreitungsachse (24; 59) des Ultraschallfeldes (22) synchronisierende Steuereinrichtung (57, 52) vorgesehen ist, und daß eine durch die Steuereinrichtung (57, 52) aktivierbare Ausleitvorrichtung vorhanden ist, mittels derer ein als fehlerbehaftet erkannter Behälter (12) aus der Transportvorrichtung (13) ausleitbar ist.