JPH05203528A - 容器を検査する方法および装置 - Google Patents

容器を検査する方法および装置

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JPH05203528A
JPH05203528A JP4177930A JP17793092A JPH05203528A JP H05203528 A JPH05203528 A JP H05203528A JP 4177930 A JP4177930 A JP 4177930A JP 17793092 A JP17793092 A JP 17793092A JP H05203528 A JPH05203528 A JP H05203528A
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container
head
piston
pressure
measuring
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Othmar Stieger
シュティーガー オトマール
Alfred Wenger
ヴェンガー アルフレート
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Elpatronic AG
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    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 瓶１の容積を検査するための装置において、
瓶の開口２１をシールするように移動可能なヘッド２
と、該ヘッドに対して相対的に摺動可能な測定ピストン
７とが設けられていて、該測定ピストンが瓶１に進入す
ることによって瓶に含まれている空気が圧縮されるよう
になっており、瓶内に形成される正圧を測定するための
圧力センサ９が設けられており、測定容積１１が通路１
０を介して補償容積１２に接続されており、該補償容積
が、測定ピストン７の一定の出発高さと、ヘッド２の可
変の行程長さとによって規定されるようになっていて、
瓶高さが異なる場合でも、異なる高さが補償ピストン１
３によって補償されることにより常に等しい圧縮特性が
与えられている。 【効果】 プラスチック瓶またはガラス瓶の大量生産プ
ロセスで生じる容積偏差を検出することが可能となり、
しかも瓶に外空気を供給しなくて済む。測定サイクル
は、瓶に対するヘッドの載着時に圧力上昇が検出される
ことにより開始される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は容器、特にガラス瓶また
はプラスチック瓶の開口にヘッドを密に載着させ、該ヘ
ッドに対して相対的に摺動可能な測定ピストンによって
容器の内部を圧力下にもたらし、該圧力を圧力センサに
よって測定し、これにより容器容積を検出して、容器を
検査する方法に関する。
【０００２】さらに本発明は、上記方法を実施するため
の装置であって、容器の開口をシールするように該開口
に向かって移動可能なヘッドと、該ヘッドに対して相対
的に摺動可能な測定ピストンとが設けられていて、該測
定ピストンによって容器の内部に圧力が形成されるよう
になっており、さらに容器内部の圧力を測定するための
圧力センサが設けられている形式のものに関する。
【０００３】
【従来の技術】このような形式の装置は、ドイツ連邦共
和国特許第３７２２４２２号明細書に開示されているプ
ラスチック瓶のための検査機械との関係において公知で
ある。この公知の装置では、皿状体上に位置する瓶がヘ
ッドによって緊定可能であり、このヘッドは鉛直方向に
摺動可能なキャリッジに自由に回転可能に取り付けられ
ている。このヘッドを通じて、瓶の内部には圧力が形成
されるようになっていて、この圧力はヘッドに配置され
た圧力センサによって検出可能である。容器内部への圧
力供給は測定ピストンを用いて行なわれ、この測定ピス
トンは前記キャリッジの内部に設けられたシリンダ内
で、前記ヘッドに対して横方向に摺動可能である。この
測定ピストンに結合されたピストンロッドは機械フレー
ムに取り付けられたカム板によって、カムローラを介し
て、戻しばねの押圧力に抗して摺動可能である。測定ピ
ストンの前記戻しばねに向いた側には、シリンダ室が設
けられている。このシリンダ室に位置する空気量は測定
ピストンの摺動時に、前記ヘッドに設けられた孔を介し
てその都度瓶に圧入され、この場合、瓶内部に形成され
る圧力は圧力センサによって検出される。電子評価装置
はこの圧力を限界値と比較して、この限界値と過度に大
きな偏差がある場合にあとから放出器を作動させる。定
格容積を有する瓶は規定の圧力限界値を有している。瓶
の容積が定格容積よりも小さいか、または大きいと、前
記空気容量の圧入時にこの圧力限界値が上回られるか、
もしくは下回られる。
【０００４】前記検査機械は主としてプラスチックから
成る返却瓶、つまり顧客から返却されて、再び内容物を
充填されるような瓶を検査するためのものである。この
ような検査機械において、前記公知の装置は十分満足に
作動する。しかし、前記装置が、ＰＥＴ製の瓶またはガ
ラス瓶の大量生産において使用されるような検査機械で
使用される場合には問題が発生することが判かった。こ
のような大量生産プロセスにおいても、容積偏差が生じ
る場合がある。したがって、冒頭で述べた形式の装置を
用いて、瓶の容積が検査されなければならない。容積偏
差が規定の許容誤差範囲外にあると、やはり当該瓶は不
良とみなされて、排除されなければならない。このよう
な大量生産プロセスでは、一般にブロー成形機から到来
する瓶が、熱処理された空気を含んでいる。測定ピスト
ンによって瓶に圧入される空気容量は、瓶の容積に比べ
て比較的少なく、したがってこの空気容量の圧入によっ
て形成される正圧も小さい。大量生産プロセスにおい
て、異なる温度の空気容量によって測定結果がさらに影
響を与えられると、もはや確実な測定結果を得ることは
できなくなる。しかもいずれにせよ、できるだけ等しい
温度を有している常時不変の外空気容量を準備して、瓶
に圧入することは簡単ではない。なぜならば、大量生産
では瓶１つ当たり通常、１秒よりも短い全検査時間しか
提供されていないからである。
【０００５】圧力測定の開始を規定することが問題とな
ることが判かった。しかし、圧力測定のための正確な開
始時機は絶対に必要である。なぜならば一般に、提供さ
れた極めて短い測定時間において、規定された種々の測
定条件のもとで数回の圧力測定が行なわれなければなら
ないからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、容器検査のための開始時機が簡単かつ確実に規定
されるような、容器を検査する方法を提供することであ
る。
【０００７】さらに本発明の課題は、このような方法を
実施するための有利な装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、容器に対するヘッドの載着時に圧
力センサによって圧力経過を検出し、該圧力経過を、そ
のあとで行われる測定ピストンの摺動と圧力測定とのた
めの開始信号として利用するようにした。
【０００９】さらに、上記課題を解決するために本発明
の装置の構成では、冒頭で述べた形式の装置において、
前記ヘッドを規定のヘッド出発位置から容器の開口に移
動させるための駆動装置と、前記ヘッドに固く結合され
たシリンダと、定置の補償ピストンとが設けられてい
て、該補償ピストンが前記シリンダ内にスライド式に進
入していて、該シリンダ内に補償室を制限しており、容
器の内部を前記補償室に接続する通路が設けられてい
て、圧力センサが前記補償室に圧力接続されており、さ
らに、前記圧力センサに接続された評価回路が設けられ
ていて、該評価回路によって、容器に対する前記ヘッド
の載着時に前記補償室に生じる圧力変動が検出可能であ
るようにした。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、ヘッドの載着時に圧力
経過を評価することによって、後続の測定サイクルのた
めの適当な開始時機が極めて正確に規定可能となること
が判かった。この圧力経過の検出は、いずれにせよ存在
する圧力センサを用いて行なわれ得るので、本発明によ
る方法は簡単で廉価に実施可能となる。
【００１１】請求項２に記載したように、容器の検査が
漏れ測定を含んでいると有利である。
【００１２】本発明による装置は以下に説明するよう
に、等しくない容器高さを補償するための補償ピストン
を有している。
【００１３】ＰＥＴ瓶、ガラス瓶および別の容器の大量
生産プロセスでは、これらの容器の高さが変化する場合
がある。容器を前記装置の下方にまで移動させる皿状体
または搬送器が、常時等しい高さを有している場合に、
容器高さが変化すると、請求項３に記載の本発明による
装置の構成により得られる測定結果は誤められてしまう
はずである。それというのは、容器内での測定ピストン
の進入深さが変化してしまうからである。確かに、前記
装置において容器高さの変化に相応して各容器を持ち上
げるか、または降下させて、これによって容器開口の同
じ出発位置を常時得るようにすることも考えられるが、
しかしこのことは、かなりの構造的な手間を必要として
しまう。このような手間は、本発明による装置の簡便性
および運転確実性を損なわないようにするために回避さ
れることが望ましい。
【００１４】このことを達成するために請求項３に記載
の本発明による装置では、定置の測定ピストン駆動装置
と、容器の定置の載置高さとを維持しながら、種々の容
器高さが定置の補償ピストンによって補償されるように
なっている。通路を介して、容器内部の測定容積は補償
室内部の補償容積と接続されている。この補償容積は、
一方では測定ピストンの一定の出発位置によって規定さ
れて、他方では容器高さに応じて可変の前記ヘッドの行
程長さによって規定される。したがって、種々の異なる
容器高さにおいて、常に正確に等しい圧縮特性が与えら
れている。
【００１５】補償ピストンと測定ピストンとはたしか
に、必ずしも請求項１０に記載の本発明の構成の場合の
ように等しい直径を有している必要はないが、しかしそ
の場合には、つまり等しい直径を有していない場合に
は、換算が行なわれて、ヘッドとシリンダとの間の固い
結合の代わりに、可変の伝達比を有する結合が行なわれ
なければならない。
【００１６】請求項１１に記載の本発明の構成は、容器
内部を補償室に接続するための単純な可能性である。
【００１７】請求項１２〜１４に記載の本発明の構成で
は、ニューマチック式の回転羽根駆動装置により、正弦
状の運動経過を伴なう測定ピストンの一定で、迅速でか
つ減衰された進入運動が行なわれるようになる。
【００１８】前記回転羽根駆動装置が定置であるので、
請求項１５および１６に記載の本発明の構成では、ヘッ
ドが、定置の短行程シリンダ内でニューマチック式に往
復運動可能な往復ピストンとして構成されていて、容器
高さとは無関係に常時、容器開口に別個のシール行程で
載着可能である。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【００２０】図１には、容器の容積を検査するための本
発明による装置を部分的に断面した側面図が示されてい
る。このような容器の１例として、瓶１が示されてい
る。この瓶はたとえばガラスまたはプラスチック、有利
にはＰＥＴから成っている。瓶１は搬送器（図示しな
い）上で、装置下方の図１に示した位置にまで移動させ
られて、容積の検査後に引き続き搬送される。この場
合、前記瓶はたとえば包装ステーションまたは充てんス
テーションに搬送されるか、または検査時に検出された
容積偏差が規定の許容誤差外にある場合に排除される。
【００２１】前記装置は検査機械２２のメリーゴーラン
ド形のフレーム２０に固定されている。前記装置はヘッ
ド２を有している。このヘッドはフレーム２０に鉛直方
向で摺動可能に配置されているので、前記ヘッドを瓶１
の開口２１に密着するように運動させることができる。
ヘッド２は外側で往復ピストン２３として構成されてお
り、この往復ピストンは定置の短行程シリンダ２４内を
往復運動可能に配置されている。往復ピストン２３の下
端部は短管２６を支持しており、この短管には、瓶１の
開口２１がほぼ遊びなく収容可能である。往復ピストン
２３の下端面は短管２６の内部でパッキン３を支持して
いる。このパッキンは、往復ピストン２３が瓶１に向か
って移動させられると、開口２１に載着するようになっ
ている。往復ピストン２３は上方と下方とで短行程シリ
ンダ２４から突出していて、Ｏリングによって短行程シ
リンダの摺動面にシールされている。これらのＯリング
および前記装置に設けられた別のＯリングの配置形式は
図１から容易に認められるので、詳しい説明は省略す
る。往復ピストン２３は外側につば２５を備えており、
このつばは短行程シリンダの内室を上側のシリンダ室と
下側のシリンダ室とに分割している。通路１４を介して
これらのシリンダ室には、選択的に圧力空気が供給可能
であり、これによって往復ピストン２３は昇降運動させ
られる。
【００２２】測定ピストン７は円筒状のロッドとして形
成されており、このロッドは図１に示した測定ピストン
出発位置では、ほぼ半分がヘッド２内に配置されてい
て、ほぼ半分がヘッド２の外側に配置されている。測定
ピストン７の直径、つまり少なくとも測定ピストンの前
記瓶１に導入可能な部分の直径は、瓶１の開口２１の内
径に密に適合されている。往復ピストン２３は長手方向
孔２８を有しており、この長手方向孔には、測定ピスト
ン７が摺動可能に収容されている。長手方向孔２８は図
１から認められるような形式でシールされている。測定
ピストン７を瓶１に導入するためには、ニューマチック
式の回転羽根駆動装置の形の駆動装置４が設けられてお
り、この駆動装置はクランク５と結合されている。した
がって、この駆動装置４はクランク駆動装置として構成
されていて、クランクピン５０を介してリンク６を駆動
する。このリンクはリンクピン６０を介してスライダ６
５と結合されている。このスライダはピン６８を介して
測定ピストン７の上端部と結合されている。スライダ６
５は測定ピストン７に対して平行なガイド６９に摺動可
能に配置されている。
【００２３】ヘッド２の上端部には、シリンダ８０が突
起８２を介して図１に示した形式で固く結合されてい
る。シリンダ８０に設けられた突起８２は、短行程シリ
ンダ２４内で長手方向孔２８の壁と測定ピストン７との
間に形成された環状室２７の上側の閉鎖体を形成してい
る。フレーム２０には、定置の補償ピストン１３の一方
の端部が固定されている。この補償ピストン１３の他方
の端部は、下部の開いたシリンダ８０にスライド式に進
入していて、このシリンダ内で補償室１２を制限してい
る。補償室１２の容積は、ヘッド２が図１に示した規定
のヘッド出発位置から、瓶１の開口２１に載着するまで
実施する下方行程に応じて可変となる。
【００２４】全体的に符号１０で示した通路は瓶１の内
部１１を補償室１２に接続している。通路１０は測定ピ
ストン７に設けられた第１の孔１５を有しており、この
孔は第１の横方向孔１６を介して、ヘッド２内で測定ピ
ストンを取り囲む環状室２７に開口している。前記通路
１０はさらに、第２の孔１７と第２の横方向孔１８とを
有している。これらの孔を介して、環状室２７は補償室
１２に接続されている。補償室１２には、敏感な圧力セ
ンサ９が接続されている。
【００２５】以下に、図２および図３につき前記装置の
作業形式を説明する。
【００２６】瓶１が、ヘッド２の下方の図１に示した位
置に位置するやいなや、このヘッドはニューマチック式
の駆動装置によって瓶にまで降下させられ、この場合、
上側の通路１４を介して圧力空気源（図示しない）から
圧力空気が導入される。このときにヘッド２は、パッキ
ン３が瓶１を規定の圧力でシールするまで降下させられ
る。このシール行程Ｄに関しては、図３に示したように
時機ｔ0から所定の時機ｔ1までの時間が提供されてい
る。時機ｔ1において、測定ピストン７のニューマチッ
ク式の駆動装置４が作動させられ、これにより測定行程
Ｍが導入される。クランク５とリンク６とを介して測定
ピストン７は筒形ピストンとして、クランク５が下死点
８に到達するまで瓶１に導入される（時機ｔ2）。次い
で、圧力センサ９によって、瓶１内に形成された正圧が
測定される（図示してない評価装置に供給される）。こ
のためには時機ｔ2から時機ｔ3までの時間が利用され
る。時機ｔ3を越えると、駆動装置４は測定ピストン７
を測定ピストン出発位置にまで戻す。それと同時に、ヘ
ッド２もヘッド出発位置に戻される。図示の実施例で
は、可能な全検査時間、つまり時機ｔ0と時機ｔ4との間
の時間は０．９秒である。図３に行程開始時と行程終了
時とに示した、それそれ０．０５秒の遅延時間はシステ
ム条件に基因する。
【００２７】測定容積は、瓶１の内部１１の容積＋通路
１０の容積である。通路１０を介して測定容積に接続さ
れている補償室１２の容積は、測定ピストン７の一定の
出発高さと、ヘッド２のシール行程の可変の長さとによ
って規定されている。補償容積が設けられていることに
より、瓶高さが異なっていても、常に正確に等しい圧縮
特性が存在するようになる。すなわち、異なる瓶高さは
補償ピストン１３によって補償され、この補償ピストン
は逆方向でシリンダ８０に進入して、圧縮される測定容
積を常に正確に一定に保持する訳である。
【００２８】図４には、時間との関係で圧力センサにお
ける圧力経過が示されている。容器へのヘッドの載着時
に１６０ｍｓの時間範囲で圧力上昇と圧力降下とが行な
われるのが良く判かる。この圧力経過はセンサ出力信号
のための評価回路によって、後続の測定サイクル（ｐｄ
１，ｐｄｉ，ｐｄ１１，ｐｄ０１の範囲における測定
値）のための出発点として検知される。この場合に、圧
力増大の上昇する側面、ピークまたは降下する側面を使
用することができる。測定された圧力値からは、容器容
積を求めることができる。
【００２９】さらに、範囲ｐｄ１，ｐｄ１１における２
つの圧力測定値から、容器漏れの存在を検出することも
できるので有利である。この場合に、漏れ部の直径はｐ
ｄ１−ｐｄ１１定数の大きさに比例している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置を部分的に断面した側面図で
ある。
【図２】図１に示した装置で使用されるクランク駆動装
置を２つの異なる運転位置で示す概略図である。
【図３】図１に示した装置における測定行程およびシー
ル行程を検査時間との関係で示す作業線図である。
【図４】圧力センサにおける圧力経過を容器検査時の時
間との関係で示す線図である。
【符号の説明】
１ 瓶、 ２ ヘッド、 ３ パッキン、 ４ 駆動装
置、 ５ クランク、６ リンク、 ７ 測定ピスト
ン、 ８ 下死点、 ９ 圧力センサ、 １０通路、
１１ 内部、 １２ 補償室、 １３ 補償ピストン、
１４ 通路、 １５ 孔、 １６ 横方向孔、 １７
孔、 １８ 横方向孔、 ２０ フレーム、 ２１
開口、 ２２ 検査機械、 ２３ 往復ピストン、 ２
４ 短行程シリンダ、 ２５ つば、 ２６ 短管、
２７ 環状室、 ２８ 長手方向孔、 ５０ クランク
ピン、 ６０ リンクピン、 ６５ スライダ、 ６８
ピン、 ６９ ガイド、 ８０ シリンダ、 ８２ 突
起

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容器の開口にヘッドを密に載着させ、該
    ヘッドに対して相対的に摺動可能な測定ピストンによっ
    て容器の内部を圧力下にもたらし、該圧力を圧力センサ
    によって測定し、これにより容器容積を検出して、容器
    を検査する方法において、容器に対するヘッドの載着時
    に圧力センサによって圧力経過を検出し、該圧力経過
    を、そのあとで行われる測定ピストンの摺動と圧力測定
    とのための開始信号として利用することを特徴とする、
    容器を検査する方法。
  2. 【請求項２】 異なる時間で複数の圧力測定値を求め、
    少なくとも２つの圧力測定値を結び付けて、容器の漏れ
    を検出する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の方法を実施する
    ための装置であって、容器の開口をシールするように該
    開口に向かって移動可能なヘッドと、該ヘッドに対して
    相対的に摺動可能な測定ピストンとが設けられていて、
    該測定ピストンによって容器の内部に圧力が形成される
    ようになっており、さらに容器内部の圧力を測定するた
    めの圧力センサが設けられている形式のものにおいて、
    前記ヘッド（２）を規定のヘッド出発位置から容器
    （１）の開口（２１）に移動させるための駆動装置（１
    ４，２４，２５）と、前記ヘッド（２）に固く結合され
    たシリンダ（８０）と、定置の補償ピストン（１３）と
    が設けられていて、該補償ピストンが前記シリンダ（８
    ０）内にスライド式に進入していて、該シリンダ内に補
    償室（１２）を制限しており、容器（１）の内部（１
    １）を前記補償室（１２）に接続する通路（１０）が設
    けられていて、圧力センサ（９）が前記補償室（１２）
    に圧力接続されており、さらに、前記圧力センサに接続
    された評価回路が設けられていて、該評価回路によっ
    て、容器（１）に対する前記ヘッド（２）の載着時に前
    記補償室（１２）に生じる圧力変動が検出可能であるこ
    とを特徴とする、容器を検査する装置。
  4. 【請求項４】 前記評価回路が、前記圧力変動の検出時
    機から規定の時間間隔をおいて３回の圧力測定を実施す
    るように構成されている、請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記評価回路が、容器の容積を求める目
    的で３つの圧力測定値を結び付けるように構成されてい
    る、請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記評価回路が、容器に存在する漏れを
    検出する目的で第１の圧力測定値と第３の圧力測定値と
    を結び付けるように構成されている、請求項４または５
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 測定ピストン（７）が、前記ヘッド
    （２）と前記開口（２１）とを通って容器（１）に導入
    可能な筒形ピストンとして構成されている、請求項３か
    ら６までのいずれか１項記載の装置。
  8. 【請求項８】 測定ピストン（７）の少なくとも前記容
    器（１）に導入可能な部分が、円筒状に構成されてい
    て、容器（１）の開口（２１）の内径に密に適合させら
    れている直径を有している、請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 測定ピストン（７）を規定の測定ピスト
    ン出発位置から容器（１）に導入するための第２の駆動
    装置（４）が設けられている、請求項７または８記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記補償ピストン（１３）が、測定ピ
    ストン（７）と同じ直径を有している、請求項３から９
    までのいずれか１項記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記通路（１０）が、測定ピストン
    （７）を前記ヘッド（２）内で取り囲む環状室（２７）
    に開口している、測定ピストン（７）に設けられた第１
    の孔（１５）と、前記環状室（２７）を前記補償室（１
    ２）に接続している第２の孔（１７）とから成ってい
    る、請求項３から１０までのいずれか１項記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記第２の駆動装置（４）が、クラン
    ク駆動装置として構成されている、請求項９記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記クランク駆動装置（４）と測定ピ
    ストン（７）との間に、該測定ピストン（７）に対して
    平行なガイド（６９）が設けられており、該ガイドにス
    ライダ（６５）が配置されており、該スライダが、一方
    では測定ピストン（７）と結合されていて、他方ではリ
    ンク（６）を介して前記クランク駆動装置（４）と結合
    されている、請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記クランク駆動装置（４）が、ニュ
    ーマチック式の回転羽根駆動装置として構成されてい
    る、請求項１２または１３記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記ヘッド（２）が、外側で往復ピス
    トン（２３）として構成されていて、定置の短行程シリ
    ンダ（２４）内に往復運動可能に配置されている、請求
    項３から１４までのいずれか１項記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記往復ピストン（２３）がニューマ
    チック式に操作可能である、請求項１５記載の装置。
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