EP0456784A1 - Vorrichtung zum beleuchten eines zu prüfenden bereiches einer flasche - Google Patents

Vorrichtung zum beleuchten eines zu prüfenden bereiches einer flasche

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Publication number
EP0456784A1
EP0456784A1 EP19900917197 EP90917197A EP0456784A1 EP 0456784 A1 EP0456784 A1 EP 0456784A1 EP 19900917197 EP19900917197 EP 19900917197 EP 90917197 A EP90917197 A EP 90917197A EP 0456784 A1 EP0456784 A1 EP 0456784A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bottle
light sources
light
area
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19900917197
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Apter
Louis François PAU
Carsten Agerskov
Ulrik Jacobi
Henrik Sloth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elpatronic AG
Original Assignee
Elpatronic AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elpatronic AG filed Critical Elpatronic AG
Publication of EP0456784A1 publication Critical patent/EP0456784A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/3404—Sorting according to other particular properties according to properties of containers or receptacles, e.g. rigidity, leaks, fill-level
    • B07C5/3408—Sorting according to other particular properties according to properties of containers or receptacles, e.g. rigidity, leaks, fill-level for bottles, jars or other glassware
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9054—Inspection of sealing surface and container finish
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0078—Testing material properties on manufactured objects
    • G01N33/0081—Containers; Packages; Bottles

Definitions

  • the invention relates to a device for illuminating an area of a bottle to be tested, which can be moved past the device in an inspection area by means of a conveyor and can thereby be rotated about its longitudinal axis, with a plurality of elongated light sources arranged in the arc for illuminating the bottle in the Inspection area and with a wall arranged between the light sources and the bottle, which has a passage opening for the light beam path.
  • Another known device of this type (US-A-4,691,231) is used to illuminate the side walls of bottles which are on a continuously moving conveyor and are inspected by transmitted light to detect defects in the walls of the bottles.
  • six video cameras are used for the side walls in the known device, namely three video cameras each for a lower side wall area and three video cameras for an overlying side wall area.
  • the video cameras can either be arranged in an arc around the bottle or linearly along the bottle conveyor.
  • the bottles are turned for inspection.
  • the cameras are able to record data about the muzzle lip, the bottom and to supply the entire circumference of the bottle, however in pictures which each extend over at least half the bottle height.
  • a light source is provided on the side of the bottle opposite the cameras, for a total of six cameras, ie a total of three light sources.
  • a bottle to be checked moves between the first pair of cameras and its associated light source and is picked up, then between the second pair of cameras and its associated light source and finally between the third pair of cameras and its associated light source.
  • a diffuse, translucent plate is arranged between cameras and light sources.
  • the lighting is a pure transmitted light lighting.
  • Such lighting is not suitable when using only one camera to illuminate a special area of the bottle, such as the mouth area usually provided with thread, with sufficient and uniform contrast in order to detect defects or geometric structures in the glass, such as for example to make the threads visible.
  • Such an area requires intensive, uniform and high-contrast lighting for precise inspection, so that in this area, in which the bottle surface is very uneven due to the thread, internal defects as well as external defects such as deposits or changes in glass geometry can be determined during the inspection .
  • the pure transmitted light illumination is unsuitable for testing if the bottle is filled with an essentially opaque liquid up to the mouth area or if the glass of the bottle itself is essentially opaque.
  • the known device is therefore only intended for the inspection of bottles made of clear or transparent glass, which also have no thread in the mouth area and in this area also not be filled with opaque liquid. Furthermore, internal defects of the glass are hardly illuminated in the known device, because much of the light incident on the bottle surface in the direction of a normal axis passing through the longitudinal axis of the bottle is lost by reflection on the bottle surface or on water thereon or by refraction. The incidence of light in the normal is given in the known device because the light source and associated camera are always diametrically opposed on opposite sides of the bottle.
  • the optical system detects light which is emitted by a light source and passes through a matt screen, penetrates the bottle wall and is reflected on the back of a defect adhering to the outside of the bottle and is thrown onto a mirror of the optical system, and on the other hand further light which is reflected on a diffuse reflector which sends it to the defect mentioned and into the inside of the bottle.
  • This transmitted light illumination method would also not be suitable for illuminating an area such as the mouth area of a bottle with sufficient and uniform contrast in order to detect errors or geometrical Make structures in the glass, such as the threads, visible. This is apparently not the aim in this known lighting device.
  • a device for photoelectrical checking and sorting of bottles which consists of a light source, a screen movable in synchronism with the bottles, a photoelectric sensor system and a transport device arranged in front of the screen.
  • Movable light guides are arranged between the transport device and the sensor system in synchronism with the diaphragm and the transport device.
  • the bottles are rotated around their longitudinal axis during the test.
  • the aperture is a slit band. A light beam emerging from a slit in the band and which is wide in the vertical plane falls perpendicularly onto the surface of the bottle and passes through the longitudinal axis of the bottle into the light guides which guide the light onto the sensor system.
  • This known device thus checks each bottle line by line over its entire height. Once the intensity of the light is in the sensor system 'in the bottle is reduced due to contamination or a flaw, is excreted the feh ⁇ lerhafte bottle.
  • This known device is subject to the same restrictions as the devices described above, in which work is carried out with pure transmitted light illumination.
  • each bottle during its advance movement through the beam path between an illumination source and an electronic image converter by 360 ° with respect to it Longitudinal axis is rotated.
  • the image converter is synchronized with the advancing movement of the bottle during its rotation and is constantly aligned with the longitudinal axis of the bottle in question.
  • the bottles are illuminated by two elongated, linear lighting sources. The light rays emanating from these lighting sources each pass through the longitudinal axis of the bottle over its entire axial extent and are directed via a scanner designed as a rotating mirror into the optical system of the associated image converter, which consists of a diode row. It is also here is therefore a bottle test with pure transmitted light illumination, which is associated with the restrictions set out above.
  • the object of the invention is to design a device of the type mentioned at the outset in such a way that it is able to illuminate an area of a bottle to be tested with better intensity and greater contrast, which is uniform over the entire bottle circumference, in order to detect defects or geometric structures to make it more visible in the bottle material during the test.
  • the passage opening is an elongated, open slot formed in the wall of the device transversely to the longitudinal axis of the bottle, the height of which is at least equal to the height of the area to be tested that the light sources are parallel high-power lamps and that the arc of the light sources is a semi-ellipse / whose center lies on the center of the inspection area and over whose major axis the light sources are evenly distributed, with some of the light sources lying in an angular range, the bisector of which the small semiaxis of the semi-ellipse forms such an angle that incident light is not completely reflected and not completely refracted, but mainly moves through the glass in the circumferential direction, so that the glass behaves like an optical waveguide.
  • the device according to the invention use is made of the behavior of glass as an optical waveguide, that is to say an effect which has hitherto been used mainly in the field of optical fibers.
  • the use of this effect is made possible in the device according to the invention in that some of the light sources arranged on the semi-ellipse are in one area, in which a substantial part of the light energy enters the glass through the open slot at an angle to the small semi-axis of the semi-ellipse, so that the glass behaves like an optical waveguide.
  • the advantage is that in a range of this angle, most of the light enters the glass instead of being reflected or refracted.
  • the bottle cross-section for example the threaded mouth cross-section
  • the light sources are distributed on the semi-ellipse so that in at least one point on the half of the bottle circumference adjacent to the light sources, the light rays strike the bottle within the angular range in which the above-mentioned effect occurs. While transmitted light moves diametrically through the bottle, the light which has entered the glass at the angle mentioned moves in the ring-shaped cross section of the bottle over the entire circumference thereof and also emerges on the entire circumference.
  • the light which has entered the glass at the said angle is added to the light which has entered the glass by means of transmitted-light illumination.
  • the aim is to make the ratio of the light that has entered the glass at the angle mentioned to the light that has entered the glass in transmitted light as large as possible.
  • the high-power lamps arranged according to the invention illuminate the field of view in such a way that the test can be carried out inexpensively with only one matrix, video or line camera instead of at least three cameras for the upper bottle area in the known device explained at the outset. It is preferred to use a line camera with a narrow aperture, which is aimed at the center of the inspection area.
  • the bottle receives the same intensive and homogeneous illumination as it moves past the device according to the invention and during its rotation about the bottle's longitudinal axis, so that the line camera records a sufficient number of images of the entire bottle circumference in the area to be checked can be.
  • High-pressure or low-pressure lamps of conventional design can be used as light sources. Conditional The only requirement is that these each deliver a high beam strength and have the arrangement according to the invention.
  • the conveyor is usually a carousel which moves the bottle in a circular path into and out of the inspection area which lies in the beam path of the light sources.
  • the angle of 60 "provided in the embodiment of the invention according to claim 2 represents a preferred value in an angular range. Light incident at such an angle is not completely reflected and is not completely refracted, but mainly moves in the circumferential direction the glass, which becomes an optical waveguide. In contrast, an angle of 0 * corresponds to pure transmitted light. The best angle is in a range of approximately 60 *. If this angle is selected of approximately 60 * for some of the light sources, that are distributed on the halo-ellipse, the ratio of the amount of light that enters the glass at 60 * to the amount of light that enters normal, ie at 0 * in transmitted light, is greatest.
  • the said angle has an upward or downward extension of plus or minus 5 * to 10 *, the exact value depends on the glass te of this area smaller. If the surface is not as reflective, the width of this area increases and extends to 25 *. Due to the inevitable imperfections of the surface, reflection, radius of curvature, material thickness, singularities and optical refractive index of the material, the width of the angular range and the angle itself can only be estimated.
  • the device has an arrangement of n linear, parallel light sources, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the bottle.
  • each light source has the shape of a semi-ellipse, and the light sources are tube lamps arranged one above the other with respect to the longitudinal axis of the bottle.
  • the emission fields of the light sources overlap closely and completely with one another, so that the area to be tested is illuminated with the same contrast in its height and over the entire circumference of the bottle.
  • the object of the embodiment of the invention is to adapt the wall containing the slot to the arch for the light source arrangement.
  • the settings which are accordingly possible in a simple manner in order to adapt to the bottle diameter and the optical properties of the glass include: the distance between the light sources so that the light energy more or less totally reaches the area to be tested ; fine-tuning the positions of the outermost light sources on the semi-ellipse by changing their curvature; the curvature of the wall having the slot; and the brightness of each light source.
  • the homogeneity and the contrast can be further increased or optimized by selecting the most suitable light source.
  • FIG. 1 shows an overall view of a bottle testing machine which is provided with a lighting device
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of the lighting device with an associated conveyor and an associated line camera for checking the thread range of bottles
  • FIG. 3 shows a diagram of the lighting device in a view from above
  • Fig. 4a in a schematic partial front view further embodiment of the lighting device
  • Fig. 4b shows the embodiment of Fig. 4a in plan view.
  • FIG. 1 shows an overall view of a bottle testing machine which has a lighting device, designated overall by 10, for an area of a bottle to be tested, which in the exemplary embodiment described here is the threaded mouth area of the bottle.
  • the device 10 could also be used to illuminate other areas of bottles or other more or less transparent bodies of all kinds, such as hollow glasses, hollow bodies made of PET, etc.
  • the machine has two rotary tables which transfer the bottles to one another and move them on two circular paths so that different tests of the bottles can be carried out.
  • a device for checking the lip of the bottle mouth is assigned to the rotary table shown on the left in FIG. 1.
  • the lighting device 10 is assigned to the turntable shown on the right in FIG. 1.
  • FIG. 2 also shows a simplified representation of a conveyor 14 which corresponds to the turntable shown on the right in FIG. 1 and is designed as a carousel.
  • the lighting device 10 has a housing 16, in the front wall 18 of which a slot 20 is formed.
  • the slot is usually open, but under certain conditions it can also be covered with a plate 22 made of heat-resistant glass, which is indicated in FIG. 2 and will be discussed in more detail below.
  • the vertical height of the slot 20 is at least equal to the height of the area to be inspected.
  • a holder 24 for light sources 26 attached which in the embodiment according to FIG. 2 are tabular high-power lamps in the form of xenon lamps which are parallel to the longitudinal axis of the bottle.
  • the light sources 26 are arranged in an arc on the holder 24. In the exemplary embodiment shown, this arc is a semi-ellipse.
  • the semi-elliptical arrangement of the light sources 26 is shown in a schematic plan view in FIG. 3.
  • the lower and upper ends of the light sources 26 are each arranged at the same height.
  • the holder 24 with the light sources 26 is arranged such that the center M of the semi-ellipse is at the center of an inspection area (see FIG. 3) and that the center of the light sources 26 is opposite the longitudinal center line of the slot 20.
  • the length of the light sources 26 is at least twice the height of the slot 20.
  • the light sources 26 are connected to a current source, not shown, to which they are connected in parallel.
  • the circuit arrangement or the current source is designed so that the brightness of each light source 26 individually or all light sources 26 can be adjusted together.
  • the conveyor 14 rotates in the direction of an arrow 30 about a central axis 32 and thereby moves the bottles 34, which are individually clamped vertically on turntables 35 and are rotated about their longitudinal axis, past the lighting device 10 in the inspection area in a clockwise direction.
  • the arrangement is such that each bottle with its longitudinal axis passes through the center M of the semi-ellipse on its conveying path. This position is shown in Fig. 3.
  • the most suitable angle ⁇ is approximately 60 * and the angular range d is at most 25 * and preferably 10 *. That depends on the crystal and optical properties and on the thickness of the glass.
  • the aim is a geometry in which the ratio of the amount of light that enters the glass at ß »60 * to the amount of light that enters the glass on the normal N is as large as possible, which is the best contrast ratio because of the low ⁇ most dependence on the transmitted light component results. Light that naturally enters the bottle gives the highest contrast in the thread area of the bottle.
  • the lighting device 10 described here thus ensures homogeneous, isotropic light injection into a bottle 34 or the like, which can be empty or filled.
  • An arc-shaped reflector 39 which is provided behind the light sources 26, and a further arc-shaped reflector 50, 52, which are arranged at the two ends of the arc of the light sources 26, serve to improve the light yield. These reflectors are shown in FIG. 3 and have been omitted in FIG. 2 for the sake of clarity.
  • the width of the further reflectors 50, 52 is between 60% and 110% of the length of the small axis of the complete ellipse.
  • the two further reflectors 50, 52 at each end of the arc of the light sources 26 ensure that light which is emitted to the outside through the slot 20 is directed back into the slot 20 and thus onto the mouth region of the bottle 34.
  • the light sources 26 are shown in FIGS. 2 and 3 with a relatively large mutual distance. However, it is not this distance that is important, but that, as mentioned, the emission fields of the light sources overlap closely and completely.
  • the mutual distances between the light sources 26 are adjustable and, in the limit case, can be reduced to zero.
  • the lighting device 10 in addition to the possibility of dividing the distance between the light sources 26, further setting options are provided. For example, it is possible to adjust the curvature of the semi-ellipse. This can be done, for example, by exchanging the holder 24 with a different curvature. In addition, the curvature of the wall 18 is adjustable. Finally, the light output of each light source 26 is adjustable, as set out above.
  • a line camera 42 provided in the camera device 12 continuously takes pictures of the thread area over the circumference of the bottle on.
  • beam steering devices are also provided in the camera device 12, which form the subject of the German patent application P 40 22 733.2-52 by the applicant and need not be described in more detail here.
  • the line camera 42 can be arranged offset with respect to the normal N on the side of the inspection area facing away from the light source arrangement.
  • Halogen or sodium vapor lamps can also be used instead of xenon lamps. It can also be high-pressure or low-pressure lamps. It is essential that the light sources 26 deliver a high light intensity.
  • the wall 18 is flat. In this case the slot 20 is open. If the wall 18 has an approximately similar curvature as the semi-ellipse on which the light sources 26 are arranged, the slit can be covered by the plate 22 made of heat-resistant glass, at least one surface of which is sandblasted, so that the plate is light dif-fus scatters.
  • the light sources 26 could be arranged on a semicircle instead of on a half-lip, but this would represent a considerably less effective embodiment with regard to the coupling of light into the bottle 34.
  • the center of curvature of the semicircle would be on the same central axis 32 as a center of curvature 36 of the arcuate conveyor path of the conveyor 14.
  • each light source is a light source distributed in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the bottle, to which, however, the statements relating to FIG. 3 apply equally with regard to the mode of action, the angle ⁇ , etc.
  • the light sources 26 * can, for example, be made of fluorescent lamps, neon lamps or the like. exist.
  • the center points of the semi-ellipses formed by the light sources 26 ′ are, as in the exemplary embodiment — according to FIG. 3 again at the center of the inspection area.
  • the inside of the wall 18 facing the light sources may be provided with a reflective coating.
  • the plate 22 can simply be a panel attached to the wall 18 and provided with the slot 20, which is also possible without difficulty in the exemplary embodiment described first.
  • the plate 22 can also consist of heat-resistant glass and be diffuse, preferably if the wall 18 and thus the slot 20 are curved.

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Description

Beschreibung
VORRICHTUNG ZUM BELEUCHTEN EINES ZU PRÜFENDEN BEREICHES EINER FLASCHE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beleuchten ei¬ nes zu prüfenden Bereiches einer Flasche, die mittels eines Förderers an der Vorrichtung in einem Inspektionsbereich vorbeibewegbar und dabei um ihre Längsachse drehbar ist, mit mehreren im Bogen angeordneten langgestreckten Licht¬ quellen zur Beleuchtung der Flasche in dem Inspektionsbe¬ reich und mit einer zwischen den Lichtquellen und der Fla¬ sche angeordneten Wand, die eine Durchtrittsöffnung für den Lichtstrahlengang hat.
Eine solche Vorrichtung ist aus der weiter unten erläuter¬ ten US-A-3 601 616 bekannt.
Eine weitere bekannte Vorrichtung dieser Art (US-A-4 691 231) dient zum Beleuchten der Seitenwände von Flaschen, die sich auf einem sich kontinuierlich bewegenden Förderer befinden und im Durchlicht inspiziert werden, um Defekte in den Wänden der Flaschen festzustellen. Zu diesem Zweck werden bei der bekannten Vorrichtung sechs Videokame¬ ras für die Seitenwände benutzt, und zwar je drei Videoka¬ meras für einen unteren Seitenwandbereich und drei Videoka¬ meras für einen darüber gelegenen Seitenwandbereich. Die Videokameras können entweder bogenförmig um die Flasche oder linear längs des Flaschenförderers angeordnet sein. Die Flaschen werden zur Prüfung gedreht. Die Kameras sind in der Lage, Daten über die Mündungslippe, den Boden und den gesamten Umfang der Flasche zu liefern, allerdings in Bildern, die sich jeweils über wenigstens die halbe Fla¬ schenhöhe erstrecken. Für jedes Paar von übereinander ange¬ ordneten Kameras ist auf der zu den Kameras entgegengesetz¬ ten Seite der Flasche eine Lichtquelle vorgesehen, für ins¬ gesamt sechs -Kameras, also insgesamt drei Lichtquellen. Eine zu prüfende Flasche bewegt sich zwischen dem ersten Kamerapaar und dessen zugeordneter Lichtquelle hindurch und wird dabei aufgenommen, dann zwischen dem zweiten Kamera¬ paar und dessen zugeordneter Lichtquelle und schließlich zwischen dem dritten Kamerapaar und dessen zugeordneter Lichtquelle. Damit die Flasche für jedes Kamerapaar etwa gleichmäßig beleuchtet wird, ist zwischen Kameras und Lichtquellen eine diffuse, lichtdurchlässige Platte ange¬ ordnet.
Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Beleuchtung eine reine Durchlicht-Beleuchtung. Eine solche Beleuchtung ist nicht geeignet, bei Verwendung von nur einer Kamera einen speziellen Bereich der Flasche, wie zum Beispiel den übli¬ cherweise mit Gewinde versehenen Mündungsbereich, mit aus¬ reichendem und gleichmäßigem Kontrast zu beleuchten, um Fehler oder geometrische Strukturen im Glas, wie zum Bei¬ spiel die Gewindegänge, sichtbar zu machen. Ein solcher Be¬ reich bedarf zur genauen Inspektion einer intensiven, gleichmäßigen und kontrastreichen Beleuchtung, damit in diesem Bereich, in welchem die Flaschenoberfläche aufgrund des Gewindes sehr ungleichmäßig ist, innere Defekte sowie äußere Defekte wie Ablagerungen oder Glasgeometrieänderun¬ gen bei der Inspektion festgestellt werden können. Weiter ist die reine Durchlicht-Beleuchtung zur Prüfung unge¬ eignet, wenn die Flasche bis in den Mündungsbereich mit ei¬ ner im wesentlichen lichtundurchlässigen Flüssigkeit ge¬ füllt ist oder das Glas der Flasche selbst im wesentlichen lichtundurchlässig ist. Die bekannte Vorrichtung ist daher auch nur zur Inspektion von Flaschen aus Klar- oder durch¬ sichtigem Glas vorgesehen, die im übrigen im Mündungsbe¬ reich auch kein Gewinde aufweisen und in diesem Bereich auch nicht mit lichtundurchlässiger Flüssigkeit gefüllt sein dürfen. Weiter werden bei der bekannten Vorrichtung innere Defekte des Glases kaum beleuchtet, weil von dem in Richtung einer durch die Flaschenlängsachse gehenden Nor¬ malen auf die Flaschenoberfläche auftreffenden Licht viel durch Reflexion an der Flaschenoberfläche oder an darauf befindlichem Wasser oder durch Brechung verlorengeht. Der Lichteinfall in der Normalen ist bei der bekannten Vorrich¬ tung vorgegeben, weil sich Lichtquelle und zugeordnete Ka¬ mera auf entgegengesetzten Seiten der Flasche stets diame¬ tral gegenüberliegen.
Die vorstehenden Ausführungen bezüglich des aus der US-A-4 691 231 bekannten Standes der Technik gelten im wesentlichen auch, soweit sie die Nachteile der Durchlicht- Beleuchtung betreffen, für den Stand der Technik nach der US-A-3 601 616. Bei der aus der US-A-3 601 616 bekannten Beleuchtungsvorrichtung sind die Lichtquellen auf einem Kreisbogen um die zu prüfenden Flaschen angeordnet, die ebenfalls auf einem Kreisbogen durch den Inspektionsbereich gefördert werden, und das optische System mit Lichtemp¬ fangseinheiten wird in das Innere der Flasche eingeführt, um Durchlicht, das durch die Flaschenwand hindurchgetreten ist, aufzufangen und auszuwerten, insbesondere um Fremdpar¬ tikel od.dgl., die auf der Flasche haften, zu erkennen. Das in das Flascheninnere gelangte Durchlicht wird dabei in zweifacher Hinsicht ausgenutzt. Einmal wird durch das opti¬ sche System Licht erfaßt, das von einer Lichtquelle ausge¬ sandt wird und durch eine Mattscheibe hindurchgeht, die Flaschenwand durchdringt und an der Rückseite eines außen an der Flasche haftenden Defekts reflektiert und auf einen Spiegel des optischen Systems geworfen wird, und anderer¬ seits weiteres Licht, das an einem diffusen Reflektor re¬ flektiert wird, der es auf den genannten Defekt und in das Flascheninnere sendet. Diese Durchlicht-Beleuchtungsmethode wäre ebenfalls nicht geeignet, einen Bereich wie den Mün¬ dungsbereich einer Flasche mit ausreichendem und gleichmä¬ ßigem Kontrast zu beleuchten, um Fehler oder geometrische Strukturen im Glas, wie z.B. die Gewindegänge, sichtbar zu machen. Das wird bei dieser bekannten Beleuchtungsvorrich¬ tung offenbar auch nicht angestrebt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der Lichteinfall in der Normalen vorgege¬ ben, weil sich Lichtquelle und optisches System bezüglich der Flaschenwand, welche vom Licht durchquert wird, eben¬ falls stets diametral gegenüberliegen, zumindest wenn man den diffusen Reflektor und das optische System betrachtet. Der Nachteil, daß von Licht, welches auf einer Normalen auf die Flaschenoberfläche auftrifft, viel durch Reflexion an der Flaεchenoberfläche oder an darauf befindlichem Wasser oder durch Brechung verlorengeht, wird bei dieser bekannten Vorrichtung offenbar dadurch kompensiert, daß nicht nur das Licht ausgewertet wird, welches die eine Flaschenwandung durchquert hat und an der Innenoberflache der gegenüberlie¬ genden Flaschenwandung reflektiert worden ist, sondern auch das Licht, das beide Flaschenwandungen durchquert hat, dann an dem diffusen Reflektor reflektiert worden ist und die andere Flaschenwandung erneut durchquert hat. Dadurch las¬ sen sich aber trotzdem keine inneren Defekte des Glases zum Erfassen ausreichend beleuchten.
Aus der AT-A-289 420 ist eine Vorrichtung zum lichtelektri¬ schen Prüfen und Sortieren von Flaschen bekannt, die aus einer Lichtquelle, einer synchron mit den Flaschen bewegli¬ chen Blende, einem fotoelektrischen Sensorsystem und einer vor der Blende angeordneten Transportvorrichtung besteht. Zwischen der Transportvorrichtung und dem Sensorsystem sind synchron mit der Blende und der Transportvorrichtung beweg¬ liche Lichtleiter angeordnet. Die Flaschen werden bei der Prüfung um ihre Längsachse gedreht. Die Blende ist ein mit Schlitzen versehenes Blendenband. Ein aus einem Schlitz des Bandes austretender, in vertikaler Ebene breiter Licht¬ strahl fällt senkrecht auf die Flaschenoberfläche und ge¬ langt durch die Flaschenlängsachse in die Lichtleiter, wel¬ che das Licht auf das Sensorsystem leiten. Diese bekannte Vorrichtung prüft also jede Flasche zeilenweise auf ihrer gesamten Höhe. Sobald die Intensität des Lichteinfalls in das Sensorsystem' aufgrund einer Verunreinigung oder einer Fehlerstelle in der Flasche sich verringert, wird die feh¬ lerhafte Flasche ausgeschieden. Diese bekannte Vorrichtung unterliegt den gleichen Beschränkungen wie die oben be¬ schriebenen Vorrichtungen, bei denen mit reiner Durchlicht- Beleuchtung gearbeitet wird.
Aus der DE 31 09 270 AI ist eine Anordnung zur Flaschenin- εpektion bekannt, bei der die Flasche von unten diffus be¬ leuchtet wird und am Flaschenmund austretende Lichtstrahlen einer Fernsehkamera od.dgl. zugeführt werden. Die am Fla¬ schenmund austretenden Lichtstrahlen stammen aber nicht etwa von Licht, das am Boden in die Flasche geleitet worden ist und sich durch die Flaschenwandung hindurch bis zum Flaschenmund ausgebreitet hat, sondern von Licht, das im Gewindebereich des Flaschenmundes von außen oder innen her in die Flaschenwand eingetreten und anschließend wieder ausgetreten ist. Bei der Prüfung des Flaschenmundes ist dieser deshalb außen mit einem Lichtkranz umgeben, während die Dichtlippe selbst dunkel erscheint. Fehler im Glas las¬ sen sich so kaum sichtbar machen.
Schließlich ist aus der DE 32 28 464 C2 eine Vorrichtung zur optischen Kontrolle der Seitenwand leerer Getränkefla¬ schen bekannt, bei der jede Flasche bei ihrer Vorschubbewe¬ gung durch den Strahlengang zwischen einer Beleuchtungs¬ quelle und einem elektronischen Bildwandler um 360* bezüg¬ lich ihrer Längsachse gedreht wird. Der Bildwandler wird der Vorschubbewegung der Flasche während deren Drehung syn¬ chron nachgeführt und dabei konstant auf die Längsachse der betreffenden Flasche ausgerichtet. Die Flaschen werden durch zwei langgestreckte, geradlinige Beleuchtungsquellen beleuchtet. Die von diesen Beleuchtungsquellen ausgehenden Lichtstrahlen treten dabei jeweils durch die Längsachse der Flasche über deren gesamter Axialerstreckung hindurch und werden über einen als Drehspiegel ausgebildeten Skanner in das optische System des zugeordneten Bildwandlers gelenkt, welcher aus einer Diodenzeile besteht. Auch hier handelt es sich also um eine Flaschenprüfung mit reiner Durchlicht-Be¬ leuchtung, was mit den oben dargelegten Beschränkungen ver¬ bunden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie in der Lage ist, einen zu prüfenden Bereich einer Flasche mit besserer und über dem gesamten Flaschenumfang gleichmäßiger Intensität und stärkerem Kontrast zu beleuchten, um Fehler oder geome¬ trische Strukturen im Flaschenmaterial bei der Prüfung bes¬ ser sichtbar zu machen.
Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs ge¬ nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durch¬ trittsöffnung ein langgestreckter, offener, in der Wand der Vorrichtung quer zu der Flaschenlängsachse gebildeter Schlitz ist, dessen Höhe wenigstens gleich der Höhe des zu prüfenden Bereiches ist, daß die Lichtquellen zueinander parallele Hochleistungslampen sind und daß der Bogen der Lichtquellen eine Halbellipse ist/ deren Mittelpunkt auf der Mitte des Inspektionsbereiches liegt und über deren großer Achse die Lichtquellen gleichmäßig verteilt sind, wobei ein Teil der Lichtquellen in einem Winkelbereich liegt, dessen Halbierende mit der kleinen Halbachse der Halbellipse einen solchen Winkel bildet, daß auftreffendes Licht nicht vollständig reflektiert und nicht vollständig gebrochen wird, sondern sich überwiegend in Umfangsrichtung durch das Glas bewegt, so daß sich das Glas wie ein Licht¬ wellenleiter verhält.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird von dem Verhal¬ ten von Glas als Lichtwellenleiter Gebrauch gemacht, also von einem Effekt, von dem bislang hauptsächlich auf dem Ge¬ biet der Lichtleitfasern Gebrauch gemacht wird. Die Ausnut¬ zung dieses Effekts wird bei der Vorrichtung nach der Er¬ findung dadurch ermöglicht, daß ein Teil der auf der Halb¬ ellipse angeordneten Lichtquellen in einem Bereich liegt, in welchem ein wesentlicher Teil der Lichtenergie durch den offenen Schlitz hindurch unter einem Winkel gegen die kleine Halbachse der Halbellipse in das Glas gelangt, so daß sich das Glas wie ein optischer Wellenleiter verhält. Der Vorteil ist, daß in einem Bereich dieses Winkels das meiste Licht in das Glas gelangt, statt reflektiert oder gebrochen zu werden. Da der Flaschenquerschnitt, also zum Beispiel der mit Gewinde versehene Mündungsquerschnitt, rund ist und da bei der Vorrichtung nach der Erfindung die mit der reinen Durchlicht-Beleuchtung verbundenen Nachteile der bekannten Vorrichtung vermieden werden sollen, sind die Lichtquellen auf der Halbellipse so verteilt, daß in wenig¬ stens einem Punkt auf der den Lichtquellen benachbarten Hälfte des Flaschenumfangs die Lichtstrahlen innerhalb des Winkelbereiches auf die Flasche auftreffen, in welchem der oben genannte Effekt auftritt. Während sich Durchlicht dia¬ metral durch die Flasche bewegt, bewegt sich das unter dem genannten Winkel in das Glas gelangte Licht in dem ringför¬ migen Querschnitt der Flasche über den gesamten Umfang der¬ selben und tritt auch auf dem gesamten Umfang aus. Dadurch ergeben sich mehrere Vorteile: innere Defekte im Glas er¬ scheinen für den Betrachter oder eine Kameraeinrichtung seitlich beleuchtet, d.h. weisen einen wesentlich stärkeren Kontrast auf als bei reiner Durchlicht-Beleuchtung; Unre¬ gelmäßigkeiten im Glas, wie zum Beispiel die Ausbuchtungen in Form von Gewindegängen, werden exakt abgebildet, weil bei der Vorrichtung nach der Erfindung das Glas sich als Lichtwellenleiter verhält, d.h. das sich in Umfangsrichtung im Flaschenquerschnitt ausbreitende Licht gelangt auch in am Umfang radial nach außen vorspringende Umfangsteile und macht diese mit ausgezeichnetem Kontrast sichtbar. Das ist ein ganz wesentlicher Vorteil, denn ein besonderer Zweck der Vorrichtung nach der Erfindung ist nicht das Beleuchten eines Bereiches der Flasche, in welchem diese in jeder Be¬ ziehung vollkommen zylindrisch ist, sondern eines Bereiches wie der der Mündung, wo das Glas aufgrund der Gewindegänge nach außen vorspringende Strukturen aufweist, die sich un¬ ter Ausnutzung des genannten Effekts mit dem höchsten Kon- trast beleuchten lassen.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung addiert sich bei der Betrachtung das unter dem genannten Winkel in das Glas ge¬ langte Licht zu dem mittels Durchlicht-Beleuchtung in das Glas gelangten Licht. Erfindungsgemäß wird angestrebt, das Verhältnis von unter dem genannten Winkel in das Glas ge¬ langtem Licht zu dem im Durchlicht in das Glas gelangtem Licht so groß wie möglich zu machen. Das hat den weiteren Vorteil, daß Flaschen auch geprüft werden können, die nicht aus durchsichtigem Glas bestehen oder die bis zum Rand mit lichtundurchlässiger Flüssigkeit gefüllt sind.
Es ist klar, daß in dem zu prüfenden Bereich aufgrund von Inhomogenitäten im Material, bei dem es sich statt um Glas auch um Kunststoff handeln könnte, und an dessen Oberfläche und aufgrund von dessen innerer Struktur der genannte Ef¬ fekt teilweise zusammen mit Durchlicht und Brechung auftre¬ ten wird. Zur Lichtbrechung kommt es in ungleichmäßig ver¬ teilten Oberflächenpünkten, und außerdem treten weiter Streuung, Reflexion (in singulären Punkten) und Beugung auf, nachdem das Licht in das Material eingedrungen ist.
Die erfindungsgemäß angeordneten Hochleistungslampen leuch¬ ten das Sichtfeld so aus, daß die Prüfung kostengünstig mit nur einer Matrix-, Video- oder Zeilenkamera statt mit we¬ nigstens drei Kameras für den oberen Flaschenbereich bei der eingangs erläuterten bekannten Vorrichtung erfolgen kann. Bevorzugt wird die Verwendung einer Zeilenkamera mit schmaler Apertur, die auf die Mitte des Inspektionsberei¬ ches gerichtet wird. Die Flasche empfängt bei ihrer Vorbei¬ bewegung an der Vorrichtung nach der Erfindung und während ihrer Drehung um die Flaschenlängsachse stets die gleiche intensive und homogene Beleuchtung, so daß mit der Zeilen¬ kamera eine ausreichende Anzahl von Bildern des gesamten Flaschenumfangs in dem zu prüfenden Bereich aufgenommen werden kann. Als Lichtquellen können dabei Hochdruck- oder Niederdrucklampen üblicher Bauart eingesetzt werden. Bedin- gung ist lediglich, daß diese jeweils eine hohe Strahl¬ stärke liefern und die erfindungsgemäße Anordnung aufwei¬ sen. Der Förderer ist üblicherweise ein Karussell, das die Flasche auf einer Kreisbahn in den und aus dem Inspektions¬ bereich bewegt, der im Strahlengang der Lichtquellen liegt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Ge¬ genstand der Unteransprüche.
Der in der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 vor¬ gesehene genannte Winkel von 60" stellt einen bevorzugten Wert in einem Winkelbereich dar. Mit einem solchen Winkel auftreffendes Licht wird nicht vollständig reflektiert und nicht vollständig gebrochen, sondern bewegt sich über¬ wiegend in Umfangsrichtung durch das Glas, das zu einem op¬ tischen Wellenleiter wird. Im Gegensatz dazu entspricht ein Winkel von 0* reinem Durchlicht. Der beste Winkel liegt in einem Bereich um etwa 60*. Bei Wahl dieses Winkels von etwa 60* für einen Teil der Lichtquellen, die auf der Hal¬ bellipse verteilt sind, wird das Verhältnis der Lichtmenge, die bei 60* in das Glas gelangt, zu der Lichtmenge, die auf der Normalen, d.h. bei 0* im Durchlicht hineingelangt, am größten. Um diesen Wert von 60* hat der genannte Winkel eine Ausdehnung nach oben oder unten von plus oder minus 5* bis 10*. Der genaue Wert hängt vom Glas ab. Bei einigen Ar¬ ten von sehr spiegelnden Oberflächen ist die Breite dieses Bereiches kleiner. Wenn die Oberfläche nicht so spiegelnd ist, wird die Breite dieses Bereiches größer und reicht bis 25*. Aufgrund der unvermeidlichen Unvollkommenheiten von Oberfläche, Spiegelung, Krümmungsradius, Materialdicke, Singularitäten und optischem Brechungsindex des Materials lassen sich die Breite des Winkelbereiches und der genannte Winkel selbst nur abschätzen.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 weist die Vorrichtung eine Anordnung aus n linearen, parallelen Lichtquellen auf, deren Längsachse zur Flaschenlängsachse parallel ist. In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 hat jede Lichtquelle die Form einer Halbellipse, und die Lichtquel¬ len sind gegenüber der Flaschenlängsachse übereinander an¬ geordnete Röhrenlampen.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 läßt es sich erreichen, daß sich die Emissionsfelder der Lichtquel¬ len eng und vollständig einander überlagern, so daß der zu prüfende Bereich in seiner Höhe und über dem gesamten Fla- schenumfang mit gleichem Kontrast beleuchtet wird.
Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 hat die An¬ passung der den Schlitz enthaltenden Wand an die Bogenfor der Lichtquellenanordnung zum Gegenstand. Bei geringer Krümmung dieses Bogens und namentlich dann, wenn dieser nur einen Teil der Halbellipse darstellt, kann es aus Kosten¬ gründen aber zweckmäßig sein, die Wand plan auszubilden.
Besondere Vorteile bieten die Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 7 bis 10, welche verschiedene Einstell¬ möglichkeiten zum Gegenstand haben.
Die Einstellungen, die demgemäß auf einfache Weise möglich sind, um eine Anpassung an den Flaschendurchmesser und die optischen Eigenschaften des Glases vorzunehmen, beinhalten: den Abstand zwischen den Lichtquellen, damit die Lichtener¬ gie mehr oder weniger total in den zu prüfenden Bereich ge¬ langt; die Feinabstimmung der Positionen der äußersten Lichtquel¬ len auf der Halbellipse durch Andern von deren Krümmung; die Krümmung der Wand, welche den Schlitz aufweist; und die Helligkeit jeder Lichtquelle.
Diese Einstellmöglichkeiten erlauben auch, den Ausfall ei¬ ner Lichtquelle vorübergehend durch die anderen Lichtquel¬ len zu kompensieren, und zwar zusätzlich oder statt der durch die Ausgestaltung nach Anspruch 5 gegebenen Kompensa- tionsmöglichkeit aufgrund der sich gegenseitig überlagern¬ den Lichtemissionsfeider.
Durch das Vorsehen eines bogenförmigen Reflektors parallel zu der bogenförmigen Lichtquellenanordnung läßt sich in der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 11 weitere Licht¬ energie nutzbar machen. Diese Maßnahme kann durch einen re¬ flektierenden Überzug auf der den Lichtquellen zugewandten Innenseite der den Schlitz aufweisenden Wand noch unter¬ stützt werden.
Weitere bogenförmige Reflektoren in der Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 12 und 13 sorgen dafür, daß Licht, welches an den Enden des Schlitzes nach außen ent¬ weichen würde, zurück in den Schlitz gelenkt wird.
In den Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 14 bis 16 lassen sich die Homogenität und der Kontrast durch Wahl der geeignetsten Lichtquelle weiter steigern oder op¬ timieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden un¬ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig.l eine Gesamtansicht einer Flaschenprüfmaschine, welche mit einer Beleuchtungsvorrichtung verse¬ hen ist,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Beleuch¬ tungsvorrichtung mit zugeordnetem Förderer und zugeordneter Zeilenkamera zum Prüfen des Gewin¬ debereiches von Flaschen,
Fig. 3 ein Schema der Beleuchtungsvorrichtung in einer Ansicht von oben,
Fig. 4a in einer schematischen Teilvorderansicht eine weitere Ausführungsform der Beleuchtungsvorrich¬ tung, und
Fig. 4b die Ausführungsform nach Fig. 4a in Draufsicht.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer Flaschenprüfmaschine, die eine insgesamt mit 10 bezeichnete Beleuchtungsvorrich¬ tung für einen zu prüfenden Bereich einer Flasche aufweist, bei dem es sich in dem hier beschriebenen Ausführungsbei¬ spiel um den mit Gewinde versehenen Mündungsbereich der Flasche handelt. Die Vorrichtung 10 könnte statt zum Be¬ leuchten des mit Gewinde versehenen Mündungsbereiches auch zum Beleuchten von anderen Bereichen von Flaschen oder an¬ deren mehr oder weniger durchsichtigen Körpern aller Art wie Hohlgläsern, Hohlkörpern aus PET, usw. benutzt werden. Die Maschine hat zwei Drehtische, welche die Flaschen ein¬ ander übergeben und auf zwei Kreisbahnen bewegen, damit verschiedene Prüfungen der Flaschen vorgenommen werden kön¬ nen. Dem in Fig. 1 links dargestellten Drehtisch ist eine Vorrichtung zum Prüfen der Lippe der Flaschenmündung zuge¬ ordnet. Dem in Fig. 1 rechts dargestellten Drehtisch ist die Beleuchtungsvorrichtung 10 zugeordnet. Eine der Be¬ leuchtungsvorrichtung 10 zugeordnete Kameraeinrichtung 12, die in Fig. 1 nicht sichtbar ist, ist in Fig. 2 darge¬ stellt. Fig. 2 zeigt außerdem in vereinfachter Darstellung einen Förderer 14, welcher dem in Fig. 1 rechts darge¬ stellten Drehtisch entspricht und als Karussell ausgebil¬ det ist.
Die Beleuchtungsvorrichtung 10 weist gemäß der Darstellung in Fig. 2 ein Gehäuse 16 auf, in dessen vorderer Wand 18 ein Schlitz 20 gebildet ist. üblicherweise ist der Schlitz offen, unter bestimmten Bedingungen kann er aber auch mit einer Platte 22 aus hitzebeständigem Glas bedeckt sein, die in Fig. 2 angedeutet ist und auf die weiter unten noch nä¬ her eingegangen wird. Die vertikale Höhe des Schlitzes 20 ist wenigstens gleich der Höhe des zu inspizierenden Berei¬ ches. In dem Gehäuse 16 ist ein Halter 24 für Lichtquellen 26 angebracht, bei denen es sich in der Ausführungsform nach Fig. 2 um εtabförmige, zu der Flaschenlängsachse par¬ allele Hochleistungslampen in Form von Xenon-Lampen han¬ delt. Auf dem Halter 24 sind die Lichtquellen 26 im Bogen angeordnet. Dieser Bogen ist in dem gezeigten Ausführungs¬ beispiel eine Halbellipse. Die halbellipsenförmige Anord¬ nung der Lichtquellen 26 ist in einer schematischen Drauf¬ sicht in Fig. 3 gezeigt. Die Lichtquellenanordnung besteht aus n Lichtquellen, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel n = 12 gilt. Die unteren bzw. oberen Enden der Lichtquellen 26 sind jeweils in gleicher Höhe angeordnet. In bezug auf den Schlitz 20 ist der Halter 24 mit den Lichtquellen 26 so angeordnet, daß der Mittelpunkt M der Halbellipse auf der Mitte eines Inspektionsbereiches liegt (vgl. Fig. 3) und daß die Mitte der Lichtquellen 26 der Längsmittellinie des Schlitzes 20 gegenüberliegt. Die Länge der Lichtquellen 26 ist wenigstens gleich der zweifachen Höhe des Schlitzes 20.
Die Lichtquellen 26 sind mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden, an die sie in Parallelschaltung an¬ geschlossen sind. Die Schaltungsanordnung oder die Strom¬ quelle ist dabei so ausgebildet, daß die Helligkeit jeder Lichtquelle 26 einzeln oder aller Lichtquellen 26 gemeinsam einstellbar ist.
Der Förderer 14 dreht sich in Richtung eines Pfeils 30 um eine Mittelachse 32 und bewegt dabei die Flaschen 34, die einzeln auf Drehtellern 35 vertikal eingespannt sind und um ihre Längsachse gedreht werden, im Uhrzeigersinn an der Be¬ leuchtungsvorrichtung 10 in dem Inspektionsbereich vorbei. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß jede Flasche auf ihrem Förderweg mit ihrer Längsachse durch den Mittelpunkt M der Halbellipse hindurchgeht. Diese Position ist in Fig. 3 gezeigt.
In der in Fig. 3 gezeigten Position der Flasche 34 wird de¬ ren Mündungsbereich in einer Normalen N im Durchlicht be¬ leuchtet, d.h. der Winkel des Lichtstrahlenganges zwischen der Lichtquelle 26 und dem Mündungsbereich beträgt hier 0*. Wenn ein Detektor, wie zum Beispiel die Kameraeinrichtung 12, diametral entgegengesetzt zu der auf der Normalen N ge¬ legenen Lichtquelle 26 angeordnet ist, so empfängt er Licht, das direkt durch die Flasche 34 hindurchgegangen ist. Der Mündungsbereich der Flasche erfordert eine äußerst homogene Durchlicht-Beleuchtung, damit Defekte, geometri¬ sche Strukturen im Glas usw. , sichtbar gemacht werden kön¬ nen. Aufgrund von Brechung, Beugung und Reflexion ist eine solche äußerst homogene Durchlicht-Beleuchtung aber äußerst schwierig zu erzielen. Bei der hier beschriebenen Beleuch¬ tungsvorrichtung ist dieses Problem dadurch gelöst worden, daß die Lichtquellen 26 in gleichmäßiger Verteilung auf der Halbellipse angeordnet sind, und zwar derart, daß sich ihre Emissionsfelder eng gekoppelt überlagern. Dadurch wird er¬ reicht, daß der Mündύngsbereich der Flasche 34 unter allen seitlichen Winkeln ß, d.h. unter allen von null verschie¬ denen Winkeln, den die Halbierende eines Winkelbereiches d mit der kleinen Halbachse der Halbellipse bildet, mit glei¬ cher Strahlstärke und höchstem Kontrast beleuchtet wird. Bei einem Winkel ß von etwa 60* wird auftreffendes Licht nicht vollständig reflektiert und nicht vollständig gebro¬ chen, sondern der überwiegende Teil der Lichtenergie geht in das Glas und bewegt sich darin überwiegend in Umfangs¬ richtung, so daß sich das Glas wie ein Lichtwellenleiter verhält. Der dafür am besten geeignete Winkel ß beträgt et¬ wa 60* und der Winkelbereich d höchstens 25* und vorzugs¬ weise 10*. Das hängt von den Kristall- und optischen Eigen¬ schaften und von der Dicke des Glases ab. Angestrebt wird eine Geometrie, bei welcher das Verhältnis der Lichtmenge, die bei ß » 60* in das Glas gelangt, zu der Lichtmenge, die auf der Normalen N in das Glas gelangt, so groß wie möglich ist, was die besten Kontrastverhältnisse wegen der gering¬ sten Abhängigkeit vom Durchlicht-Anteil ergibt. Licht, das auf natürlichem Wege in die Flasche gelangt, ergibt nämlich den höchsten Kontrast im Gewindebereich der Flasche. Die hier beschriebene Beleuchtungsvorrichtung 10 gewährleistet so eine homogene, isotrope Lichtinjektion in eine Flasche 34 od.dgl., die leer oder gefüllt sein kann.
Zur Verbesserung der Lichtausbeute dienen ein bogenförmiger Reflektor 39, der hinter den Lichtquellen 26 vorgesehen ist, und je ein weiterer bogenförmiger Reflektor 50, 52, die an den beiden Enden des Bogens der Lichtquellen 26 an¬ geordnet sind. Diese Reflektoren sind in Fig. 3 gezeigt und in Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden. Die Breite der weiteren Reflektoren 50, 52 beträgt zwischen 60% und 110% der Länge der kleinen Achse der vollständigen Ellipse. Die beiden weiteren Reflektoren 50, 52 an jedem Ende des Bogens der Lichtquellen 26 gewährleisten, daß Licht, welches durch den Schlitz 20 nach außen abgestrahlt wird, zurück in den Schlitz 20 und damit auf den Mündungs¬ bereich der Flasche 34 gelenkt wird.
Die Lichtquellen 26 sind in den Fig. 2 und 3 mit relativ großem gegenseitigen Abstand gezeigt. Wichtig ist aber nicht dieser Abstand, sondern daß sich, wie erwähnt, die Emissionsfelder der Lichtquellen einander eng und vollstän¬ dig überlagern. Die gegenseitigen Abstände der Lichtquellen 26 sind einstellbar und im Grenzfall bis auf null verrin¬ gerbar.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung 10 sind zusätzlich zu der Möglichkeit des Einsteilens des Abstands zwischen den Lichtquellen 26 noch weitere Einstellmöglichkeiten vorgese¬ hen. So ist es beispielsweise möglich, die Krümmung der Halbellipse einzustellen. Das kann beispielsweise durch Austausch gegen anders gekrümmte Halter 24 erfolgen. Außer¬ dem ist die Krümmung der Wand 18 einstellbar. Schließlich ist die Lichtabgabe jeder Lichtquelle 26 einstellbar, wie oben dargelegt.
Während der Vorbeibewegung der Flaschen 34 an der Beleuch¬ tungsvorrichtung 10 in dem Inspektionsbereich nimmt eine in der Kameraeinrichtung 12 vorgesehene Zeilenkamera 42 lau¬ fend Bilder des Gewindebereiches über dem Flaschenumfang auf. Zu diesem Zweck sind in der Kameraeinrichtung 12 noch Strahllenkeinrichtungen vorgesehen, die den Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 40 22 733.2-52 der Anmelderin bilden und hier nicht häher beschrieben zu werden brauchen. Aufgrund dieser Strahllenkeinrichtungen kann die Zeilenka¬ mera 42 versetzt gegen die Normale N auf der von der Licht¬ quellenanordnung abgewandten Seite des Inspektionsbereiches angeordnet werden.
Statt Xenon-Lampen können auch Halogen- oder Natriumdampf¬ lampen benutzt werden. Außerdem kann es sich um Hochdruck¬ oder um Niederdrucklampen handeln. Wesentlich ist, daß die Lichtquellen 26 eine hohe Lichtintensität liefern.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wand 18 plan. In diesem Fall ist der Schlitz 20 offen. Wenn die Wand 18 eine etwa ähnliche Krümmung wie die Halbellipse aufweist, auf der die Lichtquellen 26 angeordnet sind, kann der Schlitz durch die erwähnte Platte 22 aus hitzebeständi¬ gem Glas bedeckt sein, von welcher wenigstens eine Fläche sandgestrahlt ist, so daß die Platte Licht dif-fus streut.
Weiter könnten die Lichtquellen 26 statt auf einer Halbel¬ lipse zwar auf einem Halbkreis angeordnet sein, das würde jedoch hinsichtlich der Lichteinkopplung in die Flasche 34 eine wesentlich weniger effektive Ausführungsform darstel¬ len. In diesem Fall befände sich der Krümmungsmittelpunkt des Halbkreises auf der gleichen Mittelachse 32 wie ein Krümmungsmittelpunkt 36 der kreisbogenförmigen Förderbahn des Förderers 14.
Die Fig. 4a und 4b zeigen in schematischer Darstellung in einer Vorderansicht bzw. in Draufsicht eine weitere Ausfüh¬ rungsform der Beleuchtungsvorrichtung, bei der die Licht¬ quellen 26' langgestreckte, jeweils die Form einer Halbel¬ lipse aufweisende und rechtwinkelig zu der Flaschen¬ längsachse angeordnete Röhrenlampen sind. Auch die Licht¬ quellen 26' sind in derartigen gegenseitigen Abständen an- geordnet, daß sich ihre Lichtemissionsfelder gegenseitig überlagern. In diesem Fall ist jede Lichtquelle eine in ei¬ ner zur Flaschenlängsachse rechtwinkeligen Ebene verteilte Lichtquelle, für die ansonsten aber hinsichtlich der Wir¬ kungsweise, des Winkels ß usw. die Ausführungen zu Fig. 3 gleichermaßen gelten. Die Lichtquellen 26* können bei¬ spielsweise aus Leuchtstofflampen, Neonlampen od.dgl. be¬ stehen. Die Mittelpunkte der durch die Lichtquellen 26' ge¬ bildeten Halbellipsen liegen wie in dem Ausführungsbeispiel -nach Fig. 3 wieder auf der Mitte des Inspektionsbereiches. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ebenso wie. bei dem Aus¬ führungsbeispiel nach Fig. 3 die den Lichtquellen zuge¬ wandte Innenseite der Wand 18 mit einem reflektierenden Überzug versehen sein.
In dem in den Fig. 4a und 4b gezeigten Fall kann die Platte 22 einfach eine an der Wand 18 angebrachte, mit dem Schlitz 20 versehene Blende sein, was ohne weiteres auch bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich ist. An¬ dererseits kann aber auch hier die Platte 22 aus hitze-be- ständigem Glas bestehen und diffus sein, vorzugsweise wenn die Wand 18 und damit der Schlitz 20 gekrümmt ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Beleuchten eines zu prüfenden Bereiches einer Flasche, die mittels eines Förderers an der Vorrich¬ tung in einem Inspektionsbereich vorbeibewegbar und dabei um ihre Längsachse drehbar ist, mit mehreren im Bogen ange¬ ordneten, langgestreckten Lichtquellen zur Beleuchtung der Flasche in dem Inspektionsbereich und mit einer zwischen den Lichtquellen und der Flasche angeordneten Wand, die eine Durchtrittsöffnung für den Lichtstrahlengang hat, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung ein lang¬ gestreckter, offener, in der Wand (18) der Vorrichtung (10) quer zu der Flaschenlängsachse gebildeter Schlitz (20) ist, dessen Höhe wenigstens gleich der Höhe des zu prüfenden Be¬ reiches ist, daß die Lichtquellen (26, 26*) zueinander par¬ allele Hochleistungslampen sind und daß der Bogen der Lichtquellen (26, 26') eine Halbellipse ist, deren Mit¬ telpunkt (M) auf der Mitte des Inspektionsbereiches liegt und über 'deren großer Achse die Lichtquellen (26, 26') gleichmäßig verteilt sind, wobei ein Teil der Lichtquellen (26, 26') in einem Winkelbereich (d) liegt, dessen Halbie¬ rende mit der kleinen Halbachse der Halbellipse einen sol¬ chen Winkel (ß) bildet, daß auftreffendes Licht nicht vollständig reflektiert und nicht vollständig gebrochen wird, sondern sich überwiegend in Umfangsrichtung durch das Glas bewegt, so daß sich das Glas wie ein Lichtwellenleiter verhält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (ß) in etwa 60* beträgt und der Winkelbereich (d) höchstens 25* und vorzugsweise 10* beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Lichtquellen (26) stabförmige, zu der Fla- schenlängsachse parallele Hochleistungslampen sind, deren Mitte der Längsmittellinie des Schlitzes (20) gegenüber¬ liegt und deren Länge wenigstens gleich der zweifachen Höhe des Schlitzes ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Lichtquellen (26') langgestreckte, jeweils die Form der Halbellipse aufweisende und rechtwinkelig zu der Flaschenlängsachse angeordnete Röhrenlampen sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (26, 26') in derarti¬ gen gegenseitigen Abständen angeordnet sind, daß sich ihre Lichtemissionsfelder gegenseitig überlagern.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (18) gekrümmt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Lichtquellen (26, 26') einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Halbellipse einstell¬ bar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Wand (18) einstellbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit jeder Lichtquelle (26, 26•) einstellbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Lichtquellen (26, 26') ein bogenförmiger Reflektor (39) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden des Bogens der Lichtquellen (26, 26«) je ein weiterer bogenförmiger Re¬ flektor (50, 52) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der weiteren Reflektoren (50, 52) zwischen 60% und 110% der Länge der kleinen Achse der vollständigen Ellipse beträgt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (26, 26') Xenon-Lampen sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (26, 26') Halogen-Lam¬ pen sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (26, 26') Leucht¬ stofflampen sind.
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