EP0577950A1 - Verfahren zur Volumeninspektion einer Kunststoff-Flasche und Flascheninspektionsmaschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Volumeninspektion einer Kunststoff-Flasche und Flascheninspektionsmaschine zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0577950A1
EP0577950A1 EP93107540A EP93107540A EP0577950A1 EP 0577950 A1 EP0577950 A1 EP 0577950A1 EP 93107540 A EP93107540 A EP 93107540A EP 93107540 A EP93107540 A EP 93107540A EP 0577950 A1 EP0577950 A1 EP 0577950A1
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    • 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
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/12—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for
    • B07C5/122—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for for bottles, ampoules, jars and other glassware
    • B07C5/126—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for for bottles, ampoules, jars and other glassware by means of photo-electric sensors, e.g. according to colour

Definitions

  • the invention relates to a method for inspecting a reusable plastic bottle, in particular a PET bottle, with regard to its volume.
  • the invention further relates to a bottle inspection machine for performing the method.
  • plastic reusable bottles which are known in particular as bottles made of PET (polyethylene terephthalate), with each return.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the object is achieved according to the invention in that at least one linear dimension of the bottle is determined.
  • the volume of the bottle can be determined with sufficient accuracy by determining a linear bottle dimension.
  • the determination of a linear dimension is very simple even at high speed in an inspection machine promoted bottles possible.
  • the height of the bottle is preferably determined. It has been found in PET bottles that they decrease in height in particular, which mainly results in a reduction in volume. The height dimension is also particularly easy to determine, as will be explained below.
  • the bottle inspection machine according to the invention is equipped with a measuring arrangement for the linear dimension.
  • Figure is a schematic representation of the measuring arrangement for the height measurement of a bottle
  • FIG. 1 only the head area 2 of a PET bottle 1 is shown.
  • a transmitter 4 emits a band-shaped laser beam 5, which is received in a receiver 6.
  • Corresponding transmit / receive arrangements with associated receiver amplifiers are e.g. manufactured under the type designation LX2 by Keyence, Osaka, Japan.
  • the receiver amplifier can e.g. indicate the exceeding or falling below a certain limit of the amount of laser light received, or it outputs an analog voltage that is proportional to the amount of light received and which voltage can be processed.
  • the amount of light received in the arrangement shown depends on the height of the bottle, since its upper edge 3 blocks the band-shaped laser light beam from its underside. The greater the height of the bottle, the further it protrudes into the light band, or the smaller the amount of light received. If the bottle is lower, it projects less into the light band and the amount of light received is greater.
  • the bottle height can be determined in this way with an accuracy of approx. 0.1 mm. Because height and Correlating the volume of PET bottles of a given shape very precisely, that is, from the height of the bottle, the volume of which can be inferred with good accuracy, the described height measurement provides a simple and rapid possibility of volume inspection.
  • the bottle height falls below a predetermined lower limit (corresponding to an upper limit for the amount of light received), since it is usually only of interest that the inspection falls below a target volume.
  • a predetermined lower limit corresponding to an upper limit for the amount of light received
  • another linear dimension can also be determined on a case-by-case basis, which correlates with the bottle type to be tested with sufficient accuracy. For example, the height from the bottom of the collar 3 can be determined, or the bottle diameter can be determined if this is suitable as a measure of the volume change for a specific bottle type.
  • the bottle stands on a floor or is conveyed with it, the distance to the measuring arrangement 4, 5, 6 of which is known and fixed. This is with a conveyor in an inspection machine, e.g. a carousel conveyor or a conveyor belt usually accepted. If the measurement is made while the position of the bottle is not so precisely defined, e.g. two measuring arrangements are provided, one measuring arrangement measuring the upper edge of the bottle, as shown in FIG. 1, and the other measuring arrangement measuring the lower edge of the bottle. The height of the bottle or compliance with its target volume can then be determined from the two light quantities or output signals of the measuring arrangements.
  • the described determination of the linear bottle dimension is preferably carried out in an inspection machine.
  • the measuring arrangement can be arranged along the conveyor path in a variety of ways. It can Several measuring arrangements can also be provided for the independent testing of several bottles. If, in an inspection machine, a height measurement of the bottle should already be provided with sufficient accuracy for a reason other than the volume determination, the measurement result according to the invention can be used for volume inspection.
  • the linear dimension can also be determined separately from an inspection machine along the bottle conveyor path, e.g. in a filling station.
  • An ejection device is preferably connected downstream of the height or volume determination, which responds to the result of the determination and ejects bottles that have been found to be too small from the conveying path and thus from the reusable circulation.

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)

Abstract

Um das Volumen einer PET-Mehrwegflasche zu ermitteln, wird deren Höhe ermittelt. Da Höhe und Volumen auf genügend genaue Weise korrelieren, können Flaschen, welche aufgrund der Schrumpfung solcher Flaschen während deren Lebensdauer zu klein geworden sind, auf einfache und rasche Weise ermittelt werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inspektion einer Kunststoff-Mehrwegflasche, insbesondere einer PET-Flasche, bezüglich deren Volumens. Ferner betrifft die Erfindung eine Flascheninspektionsmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
  • Es ist bekannt, Kunststoff-Mehrwegflaschen, welche insbesondere als Flaschen aus PET (Polyäthylenterephthalat) bekannt sind, bei jedem Rücklauf zu inspizieren. Die Flaschen werden dabei auf Unversehrtheit und Sauberkeit geprüft.
  • Es wäre nun wünschenswert, die Inspektion um eine einfache volumenprüfung zu erweitern, da insbesondere die Flaschen aus PET nicht volumenstabil sind; es kann also durchaus vorkommen, dass eine PET-Flasche bereits vor Erreichen ihrer Mehrwegumlaufslebensdauer (ca. 25 Befüllungen) das geforderte Sollvolumen gar nicht mehr aufweist, was insbesondere Probleme beim Befüllen ergeben kann. Es stellt sich nun die Aufgabe, den gewünschten Inspektionsschritt auf einfache Weise mit genügender Genauigkeit und rasch durchzuführen. Die angestrebte Inspektionsleistung moderner Flascheninspektionsmaschinen beträgt ca. 600 Flaschen pro Minute und soll natürlich durch die Sollvolumenprüfung nicht herabgesetzt werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens eine lineare Abmessung der Flasche ermittelt wird.
  • Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass bei Kunststoff-Flaschen und insbesondere PET-Flaschen durch die Ermittlung einer linearen Flaschenabmessung das Volumen der Flasche genügend genau bestimmbar ist. Die Ermittlung einer linearen Abmessung ist sehr einfach auch bei mit hoher Geschwindigkeit in einer Inspektionsmaschine geförderten Flaschen möglich.
  • Bevorzugterweise wird die Höhe der Flasche ermittelt. Es hat sich bei PET-Flaschen herausgestellt, dass diese insbesondere in der Höhe abnehmen, wodurch sich hauptsächlich die Volumenreduktion ergibt. Das Höhenmass ist ferner insbesondere leicht ermittelbar, wie nachstehend noch erläutert wird.
  • Die erfindungsgemässe Flascheninspektionsmaschine ist mit einer Messanordnung für die lineare Abmessung ausgestattet.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt die einzige
  • Figur eine schematische Darstellung der Messanordnung für die Höhenmessung einer Flasche
  • In Figur 1 ist nur der Kopfbereich 2 einer PET-Flasche 1 dargestellt. Ein Sender 4 sendet einen bandförmigen Laserstrahl 5 aus, welcher in einem Empfänger 6 empfangen wird. Entsprechende Sende/Empfangsanordnungen mit zugehörigem Empfängerverstärker werden z.B. unter der Typenbezeichnung LX2 von der Firma Keyence, Osaka, Japan, hergestellt. Der Empfängerverstärker kann dabei z.B. die Ueberschreitung oder Unterschreitung eines bestimmten Grenzwertes der empfangenen Laserlichtmenge angeben, oder er gibt eine Analogspannung ab, die der empfangenen Lichtmenge proportional ist und welche Spannung weiterverarbeitet werden kann.
  • Die empfangene Lichtmenge ist in der gezeigten Anordnung abhängig von der Höhe der Flasche, da deren Oberkante 3 den bandförmigen Laserlichtstrahl von dessen Unterseite her blockiert. Je grösser die Höhe der Flasche ist, um so weiter ragt sie in das Lichtband hinein, bzw. um so geringer ist die empfangene Lichtmenge. Bei geringerer Höhe der Flasche ragt diese weniger weit in das Lichtband hinein und die empfangene Lichtmenge ist grösser. Die Flaschenhöhe lässt sich auf diese Weise mit einer Genauigkeit von ca. 0,1 mm ermitteln. Da Höhe und Volumen bei PET-Flaschen von vorgegebener Gestalt sehr genau korrelieren, also von der Höhe der Flasche mit guter Genauigkeit auf deren Volumen zurückgeschlossen werden kann, ergibt die geschilderte Höhenmessung eine einfache und rasche Möglichkeit der Volumeninspektion. Es ist dabei in der Regel nur notwendig, die Unterschreitung eines vorbestimmten unteren Grenzwertes für die Flaschenhöhe zu ermitteln (entsprechend einem oberen Grenzwert für die empfangene Lichtmenge), da in der Regel nur die Unterschreitung eines Sollvolumens bei der Inspektion von Interesse ist. Anstelle der Höhe der Flasche kann fallweise auch eine andere lineare Abmessung ermittelt werden, die bei dem zu prüfenden Flaschentyp genügend genau mit dem Volumen korreliert. Zum Beispiel kann die Höhe ab Boden des Kragens 3 ermittelt werden, oder es kann der Flaschendurchmesser ermittelt werden, wenn diese bei einem bestimmten Flaschentyp als Mass für die Volumenänderung geeignet ist.
  • Bei der vorstehend geschilderten Höhenmessung ist davon ausgegangen worden, dass die Flasche auf einem Boden steht bzw. mit diesem gefördert wird, dessen Abstand zur Messanordnung 4,5,6 bekannt und fix ist. Dies ist bei einer Fördereinrichtung in einer Inspektionsmaschine, z.B. einer Karusselfördereinrichtung oder einem Förderband in der Regel angenommen. Falls die Messung erfolgt während die Lage der Flasche nicht derart genau definiert ist, so können z.B. zwei Messanordnungen vorgesehen werden, wobei die eine Messanordnung die Oberkante der Flasche erfasst, wie in Figur 1 gezeigt, und die andere Messanordnung die Unterkante der Flasche erfasst. Aus den beiden Lichtmengen bzw. Ausgangssignalen der Messanordnungen ist dann die Höhe der Flasche bzw. die Einhaltung von deren Sollvolumen ermittelbar.
  • Vorzugsweise erfolgt die geschilderte Ermittlung der linearen Flaschenabmessung in einer Inspektionsmaschine. Die Messanordnung lässt sich dabei auf vielfältige Weise entlang des Förderweges anordnen. Es können auch mehrere Messanordnungen vorgesehen sein, zur unabhängigen Prüfung mehrerer Flaschen. Sofern bei einer Inspektionsmaschine bereits eine Höhenmessung der Flasche aus anderem Grund als der Volumenermittlung mit genügender Genauigkeit vorgesehen sein sollte, so kann erfindungsgemäss deren Messresultat zur Volumeninspektion verwendet werden.
  • Die Ermittlung der linearen Abmessung kann aber auch separat von einer Inspektionsmaschine entlang des Flaschenförderweges, z.B. in einer Befüllstation, erfolgen.
  • Vorzugsweise ist weiter eine Auswerfeinrichtung der Höhen- bzw. Volumenermittlung nachgeschaltet, die auf das Ermittlungsergebnis anspricht und als zu klein geworden ermittelte Flaschen aus dem Förderweg und damit aus dem Mehrwegumlauf auswirft.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Inspektion einer Kunststoff-Mehrwegflasche, insbesondere einer PET-Flasche, bezüglich deren Volumens, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine lineare Abmessung der Flasche ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Flasche ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dss die ermittelte lineare Abmessung mit einem Sollwert verglichen wird, und dass die Flasche bei Unterschreiten dieses Sollwertes aus dem Mehrwegumlauf ausgeschieden wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Abmessung mittels eines optischen Messverfahrens ermittelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flasche teilweise durch einen aufgeweiteten Laserstrahl geführt wird, dessen Abschwächung durch den hindurchtretenden Flaschenteil ermittelt und als Mass für die lineare Abmessung genommen wird.
  6. Verfahren nach Ansprüche 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flaschenoberkante von unten in ein vertikal aufgeweitetes Laserlichtband geführt wird, um die Höhe der Flasche zu ermitteln.
  7. Flascheninspektionsmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, mit einer Fördereinrichtung, welche Flaschen durch die Inspektionsmaschine fördert, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stelle entlang des Förderweges mindestens eine Messanordnung vorgesehen ist, durch welche die lineare Abmessung der jeweils an ihr vorbeigeförderten Flasche ermittelbar ist.
  8. Flascheninspektionsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung einen Laserlichtsender, der einen bandförmig aufgeweiteten Laserstrahl erzeugt, einen davon beabstandeten Laserlichtempfänger und eine Auswertschaltung umfasst, um die Abschwächung des Laserstrahls durch die zwischen Sender und Empfänger durch den Laserstrahl geführt Flasche zu ermitteln.
  9. Flascheninspektionsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsmaschine eine mit der Auswertschaltung zusammenwirkende Auswerteinrichtung umfasst, um Flaschen, welche die lineare Soll-Abmessung nicht erreichen, auszuscheiden.
  10. Verwendung des Höhenmessresultats der Höhenmessung von Kunststoff-Mehrwegflaschen, insbesondere PET-Flaschen, in einer Inspektionsmaschine zur Ermittlung des Volumens der Flasche.
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