DE2534953A1 - METHOD OF MONITORING THE DIMENSIONS OF BOTTLES AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE - Google Patents
METHOD OF MONITORING THE DIMENSIONS OF BOTTLES AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCEDUREInfo
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Description
7, rue Eugene Piachat7, rue Eugene Piachat
75849 Paris Cedex 17, Frankreich75849 Paris Cedex 17, France
Verfahren zur Überwachung der Abmessungen von Flaschen und Vor richtung zur Durchführung des VerfahrensMethod of monitoring the dimensions of bottles and vor direction to carry out the procedure
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachimg der Abmessungen von Flaschen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensThe invention relates to a method for monitoring the dimensions of bottles and a device for carrying out the method
Es sind eine Reihe von Vorrichtungen bekannt, die am Ende des Herstellungszyklus zur Überwachung der Abmessungen von Behältern aus Glas oder aus Kunststoff verwendet werden» Derartige Vorrichtungen erfüllen zwar im allgemeinen die von den Herstellern gestellten Forderungen, weisen jedoch den schwerwiegenden Nachteil auf, daß sie mit beweglichen Organen, wie z.B. Tastfingern o. dgl» arbeiten, welche mit dem zu überprüfenden Gegenstand direkt in Berührung kommen, was die Arbeitsgänge der Überwachung kompliziert, den Herstellungatakt verlangsamt und in den meisten Fällen die Kontrolle vor heizen Gegenständen unmö"glich .uviiht,A number of devices are known which are used at the end of the manufacturing cycle for monitoring the dimensions of containers made of glass or plastic are used »Such devices generally meet the requirements of the manufacturers Claims made, however, have the serious disadvantage that they involve movable organs, such as e.g. tactile fingers or the like, which come into direct contact with the object to be checked, what the operations complicated monitoring, slowing down the production rate and, in most cases, preheating the control Objects impossible.
Des weiteren wurde bereits vorgeschlagen, das Volumen von Gefäßen mit einer akustischen Methode unter Verwendung einer an zwei Rohre angeschlossenen Schallquelle zu messen, von denen das erste Rohr in den zu messenden Behälter und gleichzeitig das zweite Rohr in einen Vergleichsbehälter eingeführt wird, wobei ein Empfänger die Abweichungen von Charakteristika der beiden erzeugten stationären Wellen abtastet, welche in dem Meßrohr einerseits und dem Eichrohr andererseits erzeugt werden, Furthermore, it has already been proposed to measure the volume of vessels with an acoustic method using an two pipes connected to measure sound source, one of which the first pipe is inserted into the container to be measured and at the same time the second pipe is inserted into a reference container, wherein a receiver samples the deviations of characteristics of the two generated stationary waves which are in the Measuring tube on the one hand and the calibration tube on the other hand are generated,
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird, wie beim oben beschriebenen Verfahren, die Schwingung der in einer Flasche enthaltenen Luft verwendet, jedoch wird beim erfindungsgemäßen Verfahren von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß sich die Flasche in Anwesenheit einer in der Nähe angeordneten Schallquelle wie ein Helmholtz'scher Resonator verhält. Tatsächlich ist es so, daß ein Gefäß mit engem Hals eine Resonanzfrequenz f aufweist, die sich nach der folgenden Formel berechnen läßt:In the method according to the invention, as described above Method that uses the vibration of the air contained in a bottle, but is used in the method according to the invention made use of the fact that in the presence of a nearby sound source the bottle acts like a Helmholtz resonator behaves. In fact, it is so a narrow-necked vessel has a resonance frequency f, which can be calculated using the following formula:
V sV s
f = 2CrTUv** » wobei ν = Volumen des Gefäßes, ^ u ·= Volumen des Halses,f = 2CrTUv ** »where ν = volume of the vessel, ^ u = volume of the neck,
s = Querschnitt der Öffnung, V = Schallgeschwindigkeit ,s = cross section of the opening, V = speed of sound,
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, eine Flasche mittels einer außerhalb der Flasche angeordneten Schallquelle in Schwingung zu versetzen, das von der Flasche emittierte Signal in Form einer mit der direkten Schallwelle der Schallquelle korrelierten Schallwelle am Ende des Flaschenhalses aufzufangen und die Abweichungen des empfangenen Signals zu messen, um festzustellen, ob die überprüfte Flasche die erforderlichen Charakteristika hinsichtlich ihrer Abmessungen aufweist, wobei schadhafte Flaschen gegebenenfalls beseitigt werden.The inventive method consists in using a bottle a sound source arranged outside the bottle to vibrate the signal emitted by the bottle in The form of a sound wave correlated with the direct sound wave of the sound source to be picked up at the end of the bottle neck and Measure the deviations in the received signal to determine whether the bottle being checked has the required characteristics in terms of their dimensions, with damaged bottles being removed if necessary.
Bei diesen Bedingungen kann man feststellen, daß das empfangene Signal sowohl vom Abstand des Empfängers von der Öffnung des Flaschenhalses als auch von Deformationen de3 FlaschenhalsesUnder these conditions one can find that the received signal both from the distance of the receiver from the opening of the bottle neck and from deformations de 3 bottle neck
— "3S —- " 3 S -
selbst abhängt, beispielsweise von seiner Neigung.itself depends, for example on its inclination.
Es erweist sich als vorteilhaft, eine differentielle Messung durchzuführen und das Meßsignal mit einem Eichsignal zu vergleichen, beispielsweise einem Signal, das von der gleichen Schallquelle emittiert und unter gleichen Bedingungen von einer Eichflasche verstärkt wird. Es ist somit ausreichend, die Eichflasche und die auszumessende Flasche gleichzeitig in der Rahe einer Schallquelle anzuordnen und entweder ihre Frequenzen oder aber ihre Amplituden bei der Resonanzfrequenz zu messen, um festzustellen, ob die überprüfte Flasche die erforderlichen Abmessungen, d.h, die Abmessungen der Sichflasche aufweist.It turns out to be advantageous to carry out a differential measurement and to compare the measurement signal with a calibration signal, for example a signal emitted by the same sound source and, under the same conditions, by a calibration bottle is reinforced. It is therefore sufficient to have the calibration bottle and the bottle to be measured at the same time to be arranged in the vicinity of a sound source and either their frequencies or their amplitudes at the resonance frequency to measure to determine whether the bottle being checked has the required dimensions, i.e. the dimensions of the bottle having.
Bei einer ersten Ausführungsform wird die Flasche mit einem Frequenzgenerator mit einer Frequenz in Schwingung versetzt, die der Resonanzfrequenz einer fehlerfreien Flasche entspricht, und die Amplitude des abgetasteten Signals gemessen, Ein derartiges Verfahren eignet sich zur raschen Kontrolle der Güte von Flaschen am Ausgang einer Herstellungsstraße mit hohem Arbeitstakt.In a first embodiment, the bottle is made to vibrate with a frequency generator at a frequency, which corresponds to the resonance frequency of a flawless bottle, and the amplitude of the sampled signal is measured. Such a method is suitable for quick quality control of bottles at the exit of a production line with a high work rate.
Bei einer zweiten Ausführungsform wird die Flasche von einem Frequenzgenerator mit einstellbarer Frequenz in Schwingung versetzt; man fährt das Schallspektrum des Empfangssignales durch, mit dem es gegebenenfalls möglich ist, die Art der Fehler beim Vergleich mit dem Eichsignal zu ermitteln. In letzterem Falle ist es auch möglich, eine Schallquelle zu verwenden, die ein weißes Schallspektrum liefert, und wenn nötig sich nur der Verstärkung des Schalles zu bedienen, der vom Boden der Arbeitsstätte über die zu vermessende Flasche bzw» die Eichflasche emittiert wird.In a second embodiment, the bottle is vibrated by a frequency generator with an adjustable frequency offset; one drives the sound spectrum of the received signal with which it may be possible to determine the type of error when comparing with the calibration signal. In in the latter case it is also possible to use a sound source that delivers a white sound spectrum, and if so only need to use the amplification of the sound, from the floor of the workplace to the one to be measured Bottle or »the calibration bottle is emitted.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der Abmessungen von Flaschen und ist gekennzeichnet durchThe invention also relates to a device for Implementation of the method according to the invention for monitoring the dimensions of bottles and is characterized by
β η β β η fj / η 7 8 8β η β β η fj / η 7 8 8
_ Z1. __ Z 1 . _
einen Träger für Flaschen, durch eine oder mehrere entsprechende Schallquellen, durch Empfangseinrichtungen zum Empfang von von der direkten Schallwelle erzeugten Signalen und von von den Flaschen emittierten Resonanzwellen, durch eine gegenüber dem Träger oberhalb der Öffnung der Flaschenhälse angeordnete Einrichtung und durch eine Meßeinrichtung zur Messung der Frequenz und/oder der Amplitude der abgetasteten Wellen.a carrier for bottles, through one or more appropriate sound sources, through receiving devices for receiving Signals generated by the direct sound wave and by resonance waves emitted by the bottles, through an opposite the carrier arranged above the opening of the bottle necks and by a measuring device for measuring the frequency and / or the amplitude of the scanned waves.
Vorzugsweise ist die Meßeinrichtung mit einer Einrichtung zum Vergleich der von den zu vermessenden Flaschen und einer Eichflasche emittierten Schallwellen versehen. Vorzugsweise handelt es sich bel· dem Träger für die zu vermessenden Flaschen um einen Förderer, und die Schallquellen sind in der Nähe des Förderers angeordnet, wobei der Abstand zwischen der Schallquelle und dem Förderer einerseits sowie dem Träger für Eichflaschen andererseits gleich groß ist.The measuring device is preferably provided with a device for comparing the bottles to be measured and a calibration bottle provided sound waves emitted. The carrier for the bottles to be measured is preferably one Conveyor, and the sound sources are arranged in the vicinity of the conveyor, the distance between the sound source and the conveyor on the one hand and the carrier for calibration bottles on the other hand is the same size.
Die Empfangs- und Vergleichseinrichtungen können beispielsweise Mikrophone aufweisen, die an einen Komparator für Frequenzen und/oder für Amplituden angeschlossen sind, sowie gegebenenfalls einen Oszillographen. Des weiteren kann eine Einrichtung zur Anzeige oder gegebenenfalls zur Beseitigung von vermessenen Flaschen in einen Ausschußbehälter vorgesehen sein, welche dann eingreift, wenn die Differenz der vom Komparator ermittelten Frequenzen und/oder Amplituden einen vorgegebenen Wert überschreitet. The receiving and comparing devices can, for example, have microphones that are connected to a comparator for frequencies and / or are connected for amplitudes, and optionally an oscilloscope. Furthermore, a device for Display or, if necessary, be provided for the removal of measured bottles in a reject container, which then intervenes when the difference between the frequencies and / or amplitudes determined by the comparator exceeds a predetermined value.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in:The invention is to be explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments and with the aid of the drawings. The painting show in:
Fig. 1 eine Kurve zur Darstellung der Änderung der Resonanzamplitude einer Flasche in Abhängigkeit von der von einer Schallquelle emittierten Frequenz; und in1 is a curve showing the change in the resonance amplitude a bottle as a function of the frequency emitted by a sound source; and in
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.2 shows a schematic representation to explain the method according to the invention.
609808/0788609808/0788
Das in Fig. 1 erkennbare Diagramm zeigt deutlich, daß Flaschen die Eigenschaft haben, sich bei einer vorgegebenen Erregerfrequenz wie ein Helmholtz'scher Resonator zu verhalten. Die im Diagramm wiedergegebene Kurve stammt von einer Flasche für Burgunderweine mit einem Fassungsvermögen von 75 el und einem Gewicht von 610 g, wobei die maximale Amplitude einer Resonanzfrequenz von 112 Hz entspricht. In ähnlicher Weise hat die Resonanzfrequenz bei einer Flasche für Bordeauxweine bei einem Fassungsvermögen von 75 el einen Wert von 118 Hz,The diagram which can be seen in FIG. 1 clearly shows that bottles have the property of being able to move at a given excitation frequency behave like a Helmholtz resonator. The curve shown in the diagram is from a bottle for Burgundy wines with a capacity of 75 el and a weight of 610 g, the maximum amplitude being a resonance frequency of 112 Hz. Similarly, the resonance frequency on a bottle for Bordeaux wines has on one Capacity of 75 el a value of 118 Hz,
Die in Fig. 1 wiedergegebene Kurve zeigt, daß sich die Resonanzfrequenz einer Flasche solar präzise messen läßt, da die Bandbreite - 2 Hz beträgt und die Amplitude bei der Resonanzfrequenz auf den 8fachen Wert ansteigt. Sie bildet somit eine Kontrollmöglichkeit für die charakteristischen Abmessungen einer derartigen Flasche, Wie oben bereits erwähnt, ist die Resonanzfrequenz direkt mit den charakteristischen Abmessungen der Flasche verknüpft und ermöglicht die Überprüfung ihres Fassungsvermögens, der Abmessungen ihrer Öffnung, der Abmessungen ihres Halses, ihrer Form und ihres Gewichtes. Tatsächlich ist es so, daß eine Abweichung in der Frequenz von 0,1 Hz unter Verwendung der klassischen Fehlerrechnung es ermöglicht, folgende Abweichungen festzustellen:. The reproduced in Figure 1 curve shows that it is possible solar precisely measure the resonant frequency of a bottle, since the bandwidth - is 2 Hz and increases the amplitude at the resonant frequency to the value of 8 times. It thus provides a means of checking the characteristic dimensions of such a bottle. As mentioned above, the resonance frequency is directly linked to the characteristic dimensions of the bottle and enables its capacity, the dimensions of its opening, the dimensions of its neck, its shape and its to be checked Weight. In fact, a deviation in frequency of 0.1 Hz, using the classical error calculation, makes it possible to determine the following deviations:
- Bei konstantem Volumen der Flasche und konstanter Höhe des Flaschenhalses entspricht die Abweichung beim Querschnitt des Flaschenhalses einem Wert von 0,46 mm , d.h. einer Abweichung des Durchmessers des Flaschenhalses von 0,02 mm;- With a constant volume of the bottle and constant height of the bottle neck, the deviation in the cross section corresponds to the Bottle neck a value of 0.46 mm, i.e. a deviation of the diameter of the bottle neck of 0.02 mm;
- bei konstantem Volumen der Flasche und konstantem Querschnitt des Flaschenhalses macht die Abweichung im Volumen des Flaschenhalses einen Wert von 0,026 cm aus;- with a constant volume of the bottle and constant cross-section of the bottle neck makes the deviation in the volume of the bottle neck a value of 0.026 cm;
- bei konstantem Querschnitt und konstantem Volumen des Flaschenhalses beträgt die Abweichung hinsichtlich des Volumens der Flasche 0,2 el.- with a constant cross-section and constant volume of the bottle neck the deviation in terms of the volume of the bottle is 0.2 el.
Man kommt zu ähnlichen Ergebnissen, wenn man als Kriterium fürOne comes to similar results if one uses as a criterion for
- 6 «09808/0788 - 6 «09808/0788
die Überprüfung der Abmessungen von Flaschen die Resonänzamplitude verwendet.checking the dimensions of bottles the resonance amplitude used.
In Fig. 2 ist die Anordnung einer Vorrichtung zur Durchführung einer derartigen Kontrolle erkennbar, bei der als Überwachungskriterium die Resonanzamplitude verwendet wird. Eine zu vermessende Flasche 1 und eine Eichflasche 2 mit den geforderten, charakteristischen Abmessungen sind jeweils auf einem Förderer 1a bzw. einem festen Träger 2a in der Nähe einer Schallquelle in Form eines Lautsprechers 3 angeordnet, welcher an einen Generator 4 für tiefe Frequenzen angeschlossen ist. In unmittelbarer Nähe der Öffnungen der Flaschenhälse der Flaschen 1 und 2 sind Mikrophone 5 bzw. 6 angeordnet, welche über Verstärker 7 bzw. 8 an einen Komparator 9 angeschlossen sind, welcher einen Kathodenstrahloszillographen 10 aufweist. Ein Alarm- oder Steuersignal wird bei 11 vom Komparator 9 abgegeben, wenn die Differenz der Resonanzamplituden zwischen den Flaschen 1 und 2 einen vorgegebenen Wert überschreitet.The arrangement of a device for carrying out such a control can be seen in FIG. 2, in which the monitoring criterion is used the resonance amplitude is used. A bottle 1 to be measured and a calibration bottle 2 with the required characteristic dimensions are respectively on a conveyor 1a and a fixed support 2a in the vicinity of a sound source arranged in the form of a loudspeaker 3 which is connected to a generator 4 for low frequencies. In the immediate Microphones 5 and 6 are arranged near the openings of the bottle necks of bottles 1 and 2, which via amplifiers 7 and 8 are connected to a comparator 9 which has a cathode ray oscilloscope 10. A An alarm or control signal is emitted at 11 by the comparator 9 when the difference in the resonance amplitudes between bottles 1 and 2 exceeds a specified value.
Eine ähnliche Anordnung kann in dem Falle verwendet werden, wo die Resonanzfrequenz als Meßwert verv/endet wird. In diesem Falle stellt man die Frequenzen einander gegenüber und mißt die Differenzfrequenz.A similar arrangement can be used in the case where the resonance frequency is used as a measured value. In this In the case, the frequencies are compared and the difference frequency is measured.
Selbstverständlich muß die Eichflasche ganz präzise die von der vermessenen Flasche geforderten physikalischen Eigenschaften und charakteristischen Abmessungen aufweisen. Handelt es sich um eine einzige Schallquelle, so müssen sich die beiden Flaschen sehr dicht beeinander befinden, um störende Geräusche auszuschalten, jedoch ist die Stellung der Schallquelle ohne Einfluß auf die Resonanzfrequenz. Die Schallquelle kann in unmittelbarer Nähe der Flaschen angeordnet sein, wenn sie den Empfänger nicht zu sehr stört und es erweist sich als bequem, die Schallquelle zwischen den Flaschen anzuordnen, um die Amplituden anzugleichen.Of course, the calibration bottle must be precisely that of the required physical properties of the measured bottle and have characteristic dimensions. If there is a single source of sound, the two must be Bottles are very close together in order to switch off annoying noises, but the position of the sound source is without Influence on the resonance frequency. The sound source can be in be placed in the immediate vicinity of the bottles, if it does not disturb the recipient too much and it proves to be convenient, to arrange the sound source between the bottles to the Adjust amplitudes.
6fl980 8/07886fl980 8/0788
Das erfindungsgeraäße Verfahren läßt sich bei beliebigen Flaschenformen, viereckigen, flachen oder anderen Flaschen unter der Bedingung anwenden, daß der Flaschenhals klein gegenüber dem Volumen des Körpers ist. Demgegenüber kann das erfindungsgemäße Verfahren nicht bei Hohlkörpern mit großer öffnung, wie z.B. bei Topfen angewendet werden.The method according to the invention can be used with any bottle shape, square, flat or other bottles use on condition that the neck of the bottle is small compared to the volume of the body. In contrast, it can The method according to the invention cannot be used for hollow bodies with a large opening, such as pots.
Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft, da die verwendete Vorrichtung besonders kleine Abmessungen und keinerlei bewegliches oder mit den Flaschen in direkte Berührung kommendes Teil aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es darüberhinaus, in einem einzigen, weniger als 1 Sekunde dauernden Arbeitsgang, das innere und äußere Profil der Flasche und insbesondere ihre senkrechte Ausrichtung, ihre Öffnung, ihr Fassungsvermögen, ihren Hals und ihre Höhe zu kontrollieren. Die Messung kann im übrigen absatzweise oder kontinuierlich bei durchlaufenden Flaschen erfolgen, welche ohne Nachteil auch heiß sein können, d.h. wenn direkt aus der Fertigung austretende Flaschen vermessen werden. Es ist dann ausreichend, bei der Eichung der Vorrichtung ihre Temperatur zu berücksichtigen.The method according to the invention proves to be special advantageous because the device used has particularly small dimensions and no moving or with the bottles Has part that comes into direct contact. The method according to the invention also makes it possible in a single, operation lasting less than 1 second, the internal and external profile of the bottle and especially its vertical profile Control their orientation, their opening, their capacity, their neck and their height. The measurement can otherwise be carried out intermittently or continuously with bottles passing through, which can also be hot without disadvantage, i.e. when bottles emerging directly from production are measured. It is then sufficient to calibrate the device take their temperature into account.
Patentansprüche: - 8 - Claims: - 8 -
609808/(3788609808 / (3788
Claims (9)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |