DE8405704U1

DE8405704U1 - Vorrichtung zum Überprüfen von Stückgut auf Oberflächenfehler

Info

Publication number: DE8405704U1
Application number: DE19848405704
Authority: DE
Original assignee: Schoelly Fiberoptic 7809 Denzlingen De GmbH
Current assignee: Schoelly Fiberoptic 7809 Denzlingen De GmbH
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1985-06-20

Description

Vorrichtung sum überprüfen von Stückgut auf Oberflächenfehler

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum überprüfen von Stückgut auf Oberflächenfehler, das insbesondere kontinuierlich eise Meßaone der Vorrichtung durchläuft, wobei die Vorrichtung einen Lichtsender zur Bildung einer rotierenden, schräg auf den Prüfling produzierten Licht-Inspektionszone sowie einen mit einer Auswerteeinrichtung verbundenen Lichtempfänger aufweist, wobei die Vorrichtung einen Abtastkopf mit darin befindliehen lichtübertragenden Einrichtungen einerseits von dem Liehtsenfer zu einsm dem Prüfling zugewandten Liehtaustritt und andererseits von einem vom Prüfling in der Meßzone reflektiertes Licht aufnehmenden Lichteintritt zum Liehtempfänger aufweist, wnd wobei im Verlauf der lichtübertragenden Einrichtungen wenigstens ein optischer Querschnittswandier od. dgl. Liehtübertragung mit berührungsloser Lichtkupplung zwischen einem stehenden und einem rotierendes Teil des Abtastkopfes od. dgl. vorgesehen ist.

Eine solche Vorrichtung ist bereits bekannt und wird zur Kontrolle von Flaschen, insbesondere Flaschenmündungen eingesetzt. Die Flaschen werden dabei kontinuierlich nachein· ander in schneller Folge (z. B. 10 Flaschen pro Sekunde) durch die Meßzone gefördert, ohne daß sie dabei angehalten oder gedreht werden. Diese bekannte Vorrichtung, die sich bei der Kontrolle von Flaschenmündungen bewährt hat, weist

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einen mit hoher Drehzahl - ζ. B. 15.000 bis 40.000 Umdrehungen pro Minute - rotierenden Abtastkopf mit einem Lichtsender und einem Lichtempfänger zur Bildung einer rotierenden Abtastzeile auf. Wegen der hohen Drehzahl ist ein feines Auswuchten des Rotors erforderlich, was jedoch wegen der darin befindlichen Einbauteile schwierig ist. Außerdem muß dafür Sorge getragen werden, daß diese Einbauteile entsprechend den auftretenden hohen Fliehkräften sicher befestigt sind, wodurch einerseits fertigungstechnisch ein entsprechender Aufwand erforderlich ist und außerdem ist ein Umstellen bzw. Anpassen an unterschiedliche Prüfgegenstände, u. a. durch diese festgelegten Einbauteile, praktisch nicht mehr möglich. Man ist somit jeweils mit einem Abtastkopf auf einen bestimmten Anwendungsfall festgelegt. Eine Umstellung könnte z. B. erforderlich sein, wenn der Prüfling eine andere Form hat. Dazu muß dann der gesamte Rotorkopf ausgewechselt werden, da die sonst erforderlichen Änderungen und Umjustierungen noch aufwendiger wären.

Weiterhin ist die Tiefenschärfe bei dieser bekannten Vorrichtung nur gering, so daß nur sehr begrenzt auch ober- oder unterhalb der Meßebene liegende Bereiche erfaßbar sind. Soll bei einer Flasche z. B. gleichzeitig sowohl der Mündungsbereich als auch der Gewindebereich überprüft werden, so können sich bereits Schwierigkeiten einstellen. Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung auch, daß der rotierende Kopf direkt den zu überprüfenden Gegenständen gegenübersteht, so daß bei einer gegenseitigen Berührung Beschädigungen auftreten können, in deren Folge es auch in Anbetracht der üblichen hohen Durchlauffolge von mehr als 10 Flaschen pro Sekunde zu erheblichen Betriebsstörungen kommen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung 1st es, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei geringem Aufwand auch für verschiedene Prüflinge einsetzbar ist.

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Dabei soll auch die Tiefenschärfe verbessert bzw. auch anpaßbar sein, so daß auch außerhalb der Meßebene liegende Bereiche in einer größeren Zone erfaßbar und auswertbar sind. Schließlich soll der herstellungstechnische Aufwand verringert und die Betriebssicherheit erhöht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß der Abtastkopf einen dem Prüfling f/gewandten, feststehenden Statorteil mit einem etwa ringförmigen Lichtaustritt aufweist und daß zwischen der Lichtquelle des Lichtsenders und der Lichteintrittsseite des Statorteiles eine Lichtumlenkung zur Erzeugung einer bei der Lichtaustrittsseite umlaufenden Inspektionszone angeordnet ist.

Das dem Prüfling direkt gegenüberliegende Teil des Abtastkopfes ist dabei feststehend, so daß gegenseitige Beschädigungen weitgehend vermieden werden. Außerdem kann die Lichtführung innerhalb des Statorteiles dem jeweiligen Anwendungsfall einfacher angepaßt werden, ohne daß dabei auf eine Rotation bzw. Fliehkräfte Rücksicht genommen werden muß. Man ist somit nicht gezwungen, den Durchmesser dieses Kopfteiles besonders klein zu halten, sondern kann sich hier nach den jeweiligen Anforderungen richten, so daß ein wesentlich breiteres Anwendungsgebiet überdeckt werden kann. Zur Bildung einer umlaufenden Licht-Abtastzeile ist beim Lichteintritt des Statorteiles eine umlaufende Lichtumlenkung angeordnet.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abtastkopf außer dem Statorteil einen zwischen einem feststehenden Anschlußstück od. dgl. für eine Lichtquelle sowie die Auswerteeinrichtung und dem Statorteil einen Rotor mit jeweils den feststehenden Teilen zugewandten, berührungslose!) Lichtkupplungsteilen aufweist. Dieser Rotor kenn» da er nur als Zwischsnubertragungsglied zwischen dem AnschluÄstück und dem Stator dient, mit vergleichsweise geringer Masse und auch mit einfachem Aufbau

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hinsichtlich der im Inneren befindlichen Lichtführungen ausgebildet sein. Auch sind bei diesem Rotor bei unterschiedlichen Prüfgegenständen keine Änderungen erforder. lieh, da die Anpassung im feststehenden Statorteil vorgenommen werden kann.

Zweckmäßigerweise weist der Statorteil eine ringförmig angeordnete Lichtübertragung,insbesondere mit Lichtleitern sowie eine vorzugsweise zentral angeordnete Bildrückübertragung auf, wobei benachbart zum Austrittsende der Ringlieiitübertragung gegebenenfalls eine Strahlenumlenkung angeordnet ist.

In die Ringzone der Ringlichtübertragung kann vom Rotor her in einer Lichtzeile umlaufend Licht eingespeist werden, das am unteren Ende dann austritt. Durch die Strahlenumlenkung kann dann die Lichtzeile zum Prüfling hin in einem gewünschten Winkel umgelenkt werden.

Zur Licht'äberPrägung zwischen Rotor und Stator weist die berührungslose Lichtkupplung exzentrische Lichtaus- bzw. -eintritte einerseits zur bereichsweisen, umlaufenden Lichteinspeisung in die Ringlichtübertragung und andererseits zur dazu synchronen Lichtübernahme aus der BiIdruckübertragung des Stators auf. Durch die sektorweise bzw. zeilenweise übertragung wird eine wesentlich höhere optische Auflösung zum Erkennen auch sehr kleiner Fehler erzielt.

Eine Ausführun&sform der Erfindung sieht vor, daß die Strahlenumlenkung als Ringspiegel mit innenliegender Spiegelfläche ausgebildet ist zur Ablenkung des Senderlichtstrahles nach innen. Durch Verwendung eines solchen Ringspiegels kann die Lastübertragung zylindrisch ausgebildet sein, was die Herstellung vereinfacht. Zweckmäßigerweise ist dabei die Strahlenumlenkung, insbesondere der Ringspiegel,auswechselbar, Dadurch ist eine einfache Anpassung an unterschiedliche Prüflinge möglich« Der Ringspiegel kann dabei sowohl bezüglich des Reflexionswinkels als auch bezüglich der Form der Spiegelfläche unterschiedlieh ausgebildet sein.

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Eine abgewandelte Ausführungsforro sieht vor, daß zur Strahlenumlenkung die Lichtleiter insbesondere beim Lichtaustrittsende der Ringlichtübertragung etwa entsprechend dem gewünschten Lichtaustrittswinkel schräg verlaufend angeordnet sind. Diese Ausführungsform kommt ohne zusätzlich« Strahlenumlenkung aus und kann insbesondere bei festvorgegebenem Neigungswinkel vorteilhaft sein.

Besonders vorteilhaft ist es,wenn die Bildrückübertragung im Stator im wesentlichen durca eine geometrische Optik insbesonde dadurch ein zentral angeordnetes.pbjektiv gebildet ist. Man erhalt dadurch eine wesentlich größere Tiefenschärfe, durch die dementsprechend auch größere "Tiefenbereiche" des Prüflings erfaßbar sind. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Objektiv auswechselbar ist. Dadurch kann eine Anpassung hinsichtlich des öffnungswinkels bzw. der Tiefenschärfe vorgenommen werden. Bei Einsatz der Vorrichtung mit häufig wechselnd ausgebildeten Prüflingen kann das Objektiv auch als Vario-Objektiv ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise weist der Stator an seinem Lichtaus- bzw. -eintrittende als Abschluß eine Schutzplatte aus vorzugsweise entspiegeltem Glas auf. Dadurch sind die im Stator befindlichen Teile geschützt.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind ie den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt etwas schematisiert:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum überprüfen von Stückgut auf Oberflächenfehler,

Fig. 2 eine etwa Fig. 1 entsprechende Darstellung, %&er jedoch im Längsschnitt und

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Pig. 3 eine UnfcepseitenaRSicht auf die Auetrittseeite

einer Lichtübertragung mit angedeuteten Lichtleitern.

Eine Vorrichtung 1 (Fig. 1 und 2) dient sun überprüfen von insbesondere umfangssymmetrischem Stückgut auf Oberflächenfehler. Dieses Stückgut kann nacheinander kontinuierlich eine Meßzone der Vorrichtung durchlaufen, in der der Prüfling berührungslos überprüft wird. Die Vorrichtung ist beispielsweise 2ur Piascheninspektion im Mündungeberelch, im Verschlußgewindebereich, im Bodenbereich usw. einsetzbar. Weiterhin lassen sich praktisch alle Gegenstände überprüfen, die umfangssymmetrisch sind. Als Beispiele seien noch Münz-Stanzpresslinge, Dragees, Lampenenden vor der Montage eines Anschlußsockels, Ampullen, Sicherungsscheiben und dgl. erwähnt.

Die Vorrichtung 1 weist einen im wesentlichen dreiteiligen Abtastkopf 2 auf. Die wesentlichen Teile sind dabei ein feststehender Stator 3, ein Rotor 4 sowie ein Ansehlußstück 5. Der gesamte Abtastkopf 2 ist in einem Trägergestell 6 befestigt und befindet sich hier oberhalb der zu überprüfenden Gegenstände, hier von Flaschen 7.Br kenn in der Höhe verstellt werden. Der Rotor 4 weist einen stielartigen Lagersehaft 3 auf (vgl. Fig. 2), der in einem Lagergehäuse 9 mittels Wälzlagern lOgelager ist. Bs können hier auch - gut Luftlager verwendet wetderi. Der Rotor wird durch eir.en Motor 11 2.3. über einen Riemen 12 in Rotation versetzt. üe Drehzahl kenn beispielsweise 10.000 Uadrehungen pro Minute betragen, wobei dies je nach Anwendungsfall variiert werden kann. Das feststellende Anschlaßstück S dient zum Ankoppeln einer hier noch nicht angeschlossenen Lichtquelle 13 und einer Auswerteelektronik 14. Als Lichtquelle kann sowohl eine Kaltlichtquelle z. B. mit einer Halogenlampe oder auch andere Lichtquellen, z. B, ein Laser vorgesehen sein. Neben sichtbarem Licht kommt auch ultraviolettes und Infrarotlicht in Frage. UV-Licht wird insbesondere dort eingesetzt, wo Prüflinge berührungslos auf Haarrisse kontrolliert werden müssen, während IR-Lient zum Ausblenden von Femdlicbteinflossen eingesetzt werden kann.

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Mit Hilf© der Vorrichtung 1 wird, abgestimmt auf den Prüfling, eine umlaufende inspektionsBönt gebildet, mittels der¹ der Prüfling in einem umlauf erfaßt wird, Diese Inspektion«- zone ist insbesondere zur Erzielung einer hohen Auflösung, durch die auch sehr kleine Fehler erkannt werden können, vergleichsweise schmal als Abtastzeile ausgebildet.

Das AnschluSetück 5,der Stator 3 sowie der zwischen diesen beiden Teilen befindliche Rotor 4 sind koaxial zueinander angeordnet. In den Trennbereichen 15 zwischen Rotor 4 und den feststehenden Teilen 3 und 5 sind berührungslose Lichtkupplungen 16,16', die im wesentlichen durch "optische Schleifringübertrager" gebildet sind, vorgesehen. Ausgehend von der Lichtquelle 13 wird Licht über die Lichtkupplung 16 zwischen Anschlußstück 5 und Rotor 4 sowie über die Lichtkupplung 16* zwischen Rotor 4 und dem Stator 3 auf diesen übertragen. Innerhalb des Rotors 4 sind Lichtleiter als Querschnittswandler angeordnet, wobei dem Anschlußstück 5 zugewandt ein Lichtleiterbündel 17 ringförmig endet, während ein weiteres Lichtleiterbündel 13 als zentrale Kreisfläche dort endet. Die anderen Enden dieser Lichtleiterbündel 17 und 13 sind exzentrisch angeordnet. Dabei bildet das Ende des Lichtleiterbündeis 17 einen Lichtaustritt 19 zur zeilenweisen, umlaufenden Liehteinspeisung in eine Ringlichtübertragung

20 des Stators. Das dem Stator zugewandte Inde des Liehtleiterbündels 18 bildet einen Liehterntritt 21, der synehron mit dem Lichtaustritt 19 umläuft. Der Lichteintritt

21 dient zur Lichtübernahme aus einer im Stator angeordneten Lichtrücküfeertragung 22.

Der feststehende Stator 3 weist im Ausführungsbeispiel eine kreisringförmige, zylindrische Ringlichtübertragung 20 mit bildübertragend angeordneten Lichtleitern 23 auf. Pig, 3 läßt gut die regelmäßige Anordnung dieser Lichtleiter 23 er· kennen, wobei bier durch die beiden Punktreiben eine lichtabstranlende Licbtzeile 24 gekennzeichnet ist, während die

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daneben angeordneten Lichtleiter 23 durch Kreise dargestellt sind.

Die kreisringförmig im Stator 3 angeordneten, die Ringlichtübertraguttg 20 bildenden Lichtleiter 23 befinden sich in einer hülsenfurmigen Halterung 25, die wiederum mit einem Statorgehäuse 26 verbunden let. Zentral im Stator 3 befindet •ich die Lichtrückübertragung 22, mittels der das vom Prüfling reflektierte Licht über das im Rotor befindliche Lichtleiterbündel 18 und das Anschlußstück 5 der Auswerteelektronik 14 zugeführt wird. Im Ausführun&sbelspiel ist die Lichtrückübertragung 22 durch ein Objektiv 27 gebildet. Dieses Objektiv 27 kann sur Anpassung an unterschiedliche Anwendungsfälle auswechselbar sein. Bei einem Einsatz der Prüfeinrichtung 1 mit häufiger wechselnden Prüflingen kann auch ein Vario-Objektiv verwendet werden, das dann entsprechend eingestellt werden kann. Der Einsatz von vergleichsweise empfindlichen optischen Einrichtungen ist hier ohne weiteres möglich, da der Stator 3 stillsteht und somit keine hohes Belastungen dieser Einbauteile auftreten. Es können somit as. B. für das Objektiv 27 Halterungen vorgesehen werden» die ein leichtes Auswechseln dieses Teiles ermöglichen. Der wesentliche Vorteil bei der Verwendung eines Objektivem 27 liegt darin, daß mit einer wesentlich größeren Tiefenschärfe gearbeitet werden kann, so daß beispielsweise beim überprüfen des fflündungsseitigen Endes einer Flasche 7 neben der eigentlichen Mündung auch der sich anschließende Seitenbereich z. B. mit Gewinde od. dgl. mit überprüft werden kann* Bei geringeren Anforderungen an die Tiefenschärfe kann als Lichtrficlcübertragöng 22 jedoch auch eine bildübertragende Faseranordnung - . oder eine Cr&diente»cptik vorgesehen sein.

Zur Umlenkung der umlaufenden Lichtzone ist benachbart zur Austrittsfläehe 23 der Ringliehtübertragung 20 ein Ringspiegel 29 mit innenliegender, schräg angeordneter Spiegelfläche 30 vorgesehen. Die Spiegelfläche ist bier entsprechend dem Mantel eines Kegelstumpf es über die Ringbreite

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plan verlaufend ausgebildet und weist eine Schrägsteilung mit einem Winkel A zur Läne§mitt«lachse des Stators 3 bzw. zu einer Parallelen davon von vorzugsweise 22,5° auf. Daraus ergibt sieh ein Lichtstrahlwinkel B zwischen den auf den Prüfling auftreffenden Lichtstrahlen und der Längemittelachse L des Stators 3 von 45°. Der Schrägwinkel der Spiegelfläche 13 kann je nach den Erfordernissen unterschiedlich vorgesehen sein und beispielsweise zwischen 12 und 30° liegen. Besonders günstige Meßergebnisae ©rhMlt man jedoch bei einem Winkel A von 22,5°. Neben diesen unterschiedlichen Spiegelflächen-Winkeln kann die Spiegelfläche gegebenenfalls auch konkav oder konvex gewölbt sein. Dies ist strichliniert in Flg. 2 angedeutet. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, daß die Spiegelfläche im Verlauf ihrer Ringfc^eite b unterschiedliche Reflektlonswinkel aufweist und/oder etwa stufenförmig ausgebildet ist, wie dies strichpunktiert in Fig. 2 angedeutet ist. Bei einer konkaven Wölbung würde sich eine Bündelung und bei einer konvexen Formgebung würden sich weitwinklige Eigenschaften ergeben. Bei der Ausbildung mit z. B. stufenförmig bzw. unregelmäßig sich über den Hingbreiten-Verlauf b veränderndem Reflektionswinkel hätte man die Möglichkeit, praktisch von Faserstrahl zu Faserstrahl in radialer Richtung, gezielt eine bestimmte Beleuchtung des Prüfobjektes zu erhalten. Beispielsweise könnten damit auch insbesondere konstruktionsbedingte Belligkeitsandemngen ausgeglichen werden oder es besteht auch die Möglichkeit, bestimmte Zonen innerhalb des Prüfbereiches mehr oder weniger heil zu beleuchten bzw. ent« sprechende Bereiche auszublenden» Dabei geht es insbesondere um Zonen, die for die Auswertung störend wären und far die Oberprüfung unwesentlich sind.

Om diese vielfältigen Anpaßmöglichkeiten an das jeweilige Prüfobjekt einfach durchführen zu können, ist der Ring· spiegel 29 vorzugsweise auswechselbar.

Anstatt der zylindrischen Ringanordnung der Ringlichtübertragung 20 konnten die Lichtleiter insbesondere im Bereich

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	des unteren	• «I · · • · · • · ·	gewünschten	» ·»·	2 angedeutet.	Dadurch
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könnte eine zusätzliche Strahlumlenkung z. B. in Form eines i Ringspiegels 29 entfallen, wobei dann jedoch der Lichtaus- P trittswinkel festgelegt ist.Bei einem Lichtstrahlwinkel B von 45° | sind insbesondere auch Farben oder Graustufen gut erkennbar. Im Zwischenbereich zwischen dem Lichtaustritt 28 der Ringlichtübertragung 20 und dem Lichteintritt der LichtrückÜbertragung 22 kann eine Ringblende 31 vorzugsweise mit einer äußeren Lichtfalle od. dgl. vorgesehen sein. Dadurch können störende Lichtreflektionen vermieden werden. Am unteren Ende des Stators 3 bei dessen Lichtaus- bzw. -eintrittsende kann als Abschluß noch eine Schutzplatte 32. aus vorzugsweise entspiegeltem Glas vorgesehen sein, durch die die im Inneren befindlichen Einbauteile geschützt sind. Diese Schutzplatte könnte auch als optisches Filier ausgebildet sein. Auch beim Lichteintrittsbereich der Lichtrückübertragung 22 kann eine solche Schutz- und/oder Filterplatte vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Abtastkopfes 2 mit dem Prüfling gegenüberliegend angeordnetem, stillstehendem Stator 3 hat u. a., wie bereits vorerwähnt, den besonderen Vorteil, daß in diesem Stator gut Einrichtungen unterzubringen sind, die auf einfache Weise ein Anpassen an unterschiedliche Prüfgegenstände zulassen. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil keine Fliehkräfte auftreten und es somit auch nicht erforderlich ist, daß diese Teile hinsichtlich einer Rotationssytnmetrie od. dgl. besonders ausgebildet sind. Auch können die Außenabmessungen ohne Nachteil in Anpassung an den gewünschten Strahlwinkel bzw. auch an die Außenabmessungen des Prüflings angepaßt werden, da man auf Fliehkräfte u, dgl. nicht Rücksicht nehmen muß. Der im Ausführungsbeispiel vorgesehene Rotor 4 dagegen ist sehr einfach im Aufbau, wobei er bis auf die dem Stator zugewandten Lichtleiter« bündel-Enden keine exzentrischen und/oder Fliehkraft-empfind-

lichen Teile aufweist. Dadurch ist auch das Auswuchten vereinfacht und außerdem ist hier die rotierende Masse wesentlich geringer, was auch für die Lagerung bzw. deren Lebensdauer vorteilhaft ist. Der Rotor weist im wesentlichen den Lagerschaft 8 sowie einen etwa scheibenförmigen, dem Stator zugewandten Abschnitt auf. Der Rotor 4 mit seinen Einbauteilen kann auch für unterschiedliche Prüflinge unverändert bleiben, da die Anpassung im Bereich des Stators 3 vorgenommen werden kann.

Erwähnt sei noch, daß die verwendeten Lichtleiter entweder als Kunststoff-Lichtleiter oder als optische Glasfasern ausgebildet sein können. Kunststoff-Lichtleiter haben den Vorteil, daß sie kostengünstig und auch bei größerem Durchmesser noch flexibel sindJ Neben Lichtleitern kommen auch Wellenleiter in Frage.

Sowohl senderseitig als auch empfängerseitig können hinsichtlich der Auflösung auf einfache Art und Weise Änderungen vorgenommen werden, indem z. B. die Austritts- bzw. -eintrittsflächen durch eine Blende variierbar ausgebildet sind. Auch durch Änderung der Fasernanzahl kann dies erfolgen. Erwähnt sei noch, daß durch die Ausbildung des dem Prüfling gegenüberliegenden Stators 3 keine Luftwirbel im Meßzonenbereich entstehen, so daß gegebenenfalls auch sehr leichte Teile überprüft werden können, ohne daß sie besonders festgelegt werden.

Anstatt eines Rotors 4, wie im Ausführungsbeispiel beschrieben, könnte die Lichteinspeisung in die Ringlichtübertragung auch durch einen entsprechend rotierenden Lichtzeiger od.dgl. erfolgen. Weiterhin besteht die Möglichkeit die Eintrittseite der Ringlichtübertragung 20 zellenförmig anzuordnen und wit einer Lichtzeile zu tibeistreichenDazu könnte z.B. ein rotierender Mehrflächenspiegel od. dgl. vorgesehen sein.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

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Claims

Vorrichtung zum Oberprüfen von Stückgut auf Oberflächenfehler

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Oberprüfen von Stückgut auf Oberflächenfehler, das insbesondere kontinuierlich eine Meßzone der Vorrichtung durchläuft, wobei die Vorrichtung einen Lichtsender zur Bildung einer rotierenden, schräg auf den Prüfling projezierten Licht-Inspektionszone sowie einen mit einer Auswerteeinrichtung verbundenen Licht-Empfänger aufweist, wobei die Vorrichtung einen Abtastkopf mit darin befindlichen, lichtübertragenden Einrichtungen einerseits von dem Lichtsender zu einem dem Prüfling zugewandten Lichtaustritt und andererseits von einem vom Prüfling in der Meßzone reflektiertes lichtaufnehmenden Lichteintritt zum Lichtempfänger aufweist, und wobei im Verlauf der lichtübertragenden Einrichtung wenigstens ein faseroptischer Querschnittswandler od.dgl. Lichtübertragung mit berühungsloser Lichtkupplung zwischen einem stehenden und einem ro· tierenden Teil des Abtastkopfes od.dgl. vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkopf (2) einen dem Prüfling (7) zugewandten, feststehenden Statorteil (3) mit einem etwa ringförmigen Lichtaustritt (19) aufweist und daß zwischen der Lichtquelle (U) und des Lichtsenders und der Lichteintrittsseite des Statorteiles eine Lichtumlenkung zur Erzeugung einer bei der Lichtaustrittsseite umlaufenden Inspektionszone angeordnet ist. /2 J

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslose Lichtkupplung (16·) zwischen Stator (3) und Rotor (4) exzentrische Lichtaus- bzw. -eintritte (19, 21) einerseits zur bereichsweisen, etwa zeilenweise umlaufenden Lichteinspeisung in die Ringlichtübertragung (20) und andererseits zur dazu synchronen Lichtübernahme aus der Lidruckübertragung (22) des Stators (3) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (23) der Ringlichttibertragung (20) durch Kunststofflichtleiter, ggfs. optische Glasfasern und bedarfeweise durch Wellenleiter gebildet sind.

6. Verrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenunlenkung al» Ri«g§pteg»rl (29) mit innenliegender Spiegelfläche (30) au»gebildet ist zur Ablenkung des Senderlichtetrahles vorzugsweise nach innen.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkopf (2) außer dem Stator (3) einen zwischen

einem feststehenden Anschlußstück (5) od.dgl. für eine I

Lichtquelle (13) sowie die Auswerteeinrichtung (14) und | dem Stator (3), einen Rotor mit jeweils den feststehenden Teilen zugewandten, berührungslosen Lichtkupplungs-Teilen aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (3) eine ringförmig angeordnet, bildübertragende Lichtübertragung insbesondere mit Lichtleitern (23) sowie eine vorzugsweise zentral angeordnete Lichtrückübertragung (22) aufweist und daß benachbart zum Austrittsende der Ringlichtübertragung (20) ggfs. eine SHahlenumlenkung (29) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Str&hlenuffllenkung, Insbesondere der Ringspiegel (29) atiftwechselbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfläche (30) als Mantel eines Kegelstumpfes ausgebildet 1st und zu den einfallenden, von der Ringlichtübertragung (20) kommenden Lichtstrahlen in einem Winkel von etwa 12° bis 30°,vorzugsweise von 22,5° angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspiegel (29) eine konkave Spiegelfläche (30) aufweist.

IQ. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspiegel (29) eine konvexe Spiegel· fläche (30) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet» daß die Spiegelfläche (30) im Verlauf ihrer Ringbreite

(b) unterschiedliehe Reflektionswinkel aufweist und/oder etwa stufenförmig ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (B) zwischen dem beim Abtastkopf (2) od.dgl. austretenden Lichtstrahlen und dessen Läagsiitittelachse (L) etwa 45° beträgt.

13- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Strahlenumlenkung die Lichtleiter (23) insbesondere beim Lichtatistrittsende der RinglichtübertragBng (20) etwa entsprechend dem gewünschten Lichtaustrittswinkel schrägverlaofend angeordnet sind.

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14. Vorrichtung nash einem der Ansprüehe 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die LichtrückübertEagung (22) im Stator

(3) im wögentlich-gn durch eins geometrische Optik Insbesondere durch ein zentral angeordnetes Objektiv (27) gebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv auswechselbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (27) als Vario-Objektiv ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtrückübertragung (22) im Stator

(3) durch eine bildübertragende Faseranordnung z.3. eine . gradientenoptik gebildet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lichtübertragung innerhalb des Rotors

(4) Lichtleiter (23) als Querschnittswandler angeordnet sind, daß dem Ansehlußstück (5) zugewandt, ein Lichtleiterbinde! (18) zentral und ein Liehtleiterbündel (17) ringförmig enden, und daß die anderen* dem Statorteil (3) zugewandten Enden der Liehtleiterbündel (17, 18) außermittig enden und einerseits der Ringzone der Ringlichtübertragung (20) und andererseits der Liehtrückübertragung (22) etwa sektorförmig bzw. zellenförmig gegenüberstehen.

19. Verrichtung nach Ansprach 18» dadurch gekennzeichnet, daS das etwa zentrale Liehtleiterbündel (13) im Rotor (4) zur Lichtrüekübertragung (22) zum Empfänger und daß dem AnschluSstück (5) zugewandt, dort als Keisringfläcbe ausgebildete Lichtleiterträndel (17) zur senderseitigen Licht-Übertragung vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) eine dem Statorteil (S)

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zugewandte Scheibe und auf der änderen Seite einen stielartigen Lagerschaft (8) mit stirnseitigem Lichtkuppelende aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß beim Stator (3) im Zwischenbereich zwischen dem Austritt der Ringliehtttbertragung (20) und dem Lichteintritt der Lichtrückübertragung (22) eine Ringblende

(31) vorzugsweise mit einer äußeren Lichtfalle od.dgl. angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (3) an seinem Liehtaustritts- bzw. -eintrittsende als Abschluß eine Schutzplatte (32) aus vorzugsweise entspiegeltem Glas aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzplatte (32) als optisches Filter ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß beim Lichteintrittsbereieh der Lieht/Üekübertragung (22) eine Schutz- und/oder Filterplatte angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach einem der Aussprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringliehtübertraguttg (20) eine ringförmige Austrittsseite und eine zellenförmige, vorzugsweise gerade Eiatrittsseite aufweist nad daß zwischen der Lichtquelle (13) des Lichtsenders und der lintrittsseite als Lichtmaleaktöttg zur im wesentlichen kontinuierlichen Öberstreichmng dieser Eintrittsseite mit einer Lichtseite ein rotierender Mehrflächenspiegel oder eine entlang der Zeile schwingende Lichtquelle od.dgl. vorgesehen ist.

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