DE2126513A1

DE2126513A1 - Vorrichtung zur Leckprüfung

Info

Publication number: DE2126513A1
Application number: DE19712126513
Authority: DE
Inventors: Casimir William Toledo Ohio Nowicki (V.StA.). GOIm 3-16
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1971-05-03
Filing date: 1971-05-28
Publication date: 1972-12-14
Also published as: AU2925771A; US3762213A; CH528732A; GB1355374A; FR2140850A5; AU452801B2

Description

PATENTANWÄLTE

DR.iNG. H. NEGENDANK · dipping. H. IIAUCK · dipl-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG· MÜNCHEN 2126513

ZUSTEIiLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL 11 TUI.. 3β 74 28 UND 3β 41 IS TEI.BGH. NEGEDAPATENT HAMBURG MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

TEL. 3 38 0.1 80

TELEGR. NEGEiiAPATENT MÜNCHEN

HAMBURG, 27: M&\

Owens - Illinois, Inc.
Toledo, Ohio 43601 (V.St.A.)

Vorrichtung zur Leckprüfung.

Bei der Herstellung von Kunststoffflaschen treten häufig Probleme durch das Vorhandensein winziger Nadellöcher in den Flaschen auf. Wenngleich diese Löcher für das menschliche Auge nicht ohne weiteres sichtbar in Erscheinung treten, ist das Vorhandensein derartiger Löcher ein Grund zur Zurückweisung der Flasche.

Daher ist es unbedingt erforderlich, die Kunststoffflaschen auf das Vorhandensein von Nadellöchern zu prüfen, die zu Schwierigkeiten führen können, wenn die Flasche zum Verpacken von Waren verwendet wird. Die Prüfung der Flaschen erfolgt üblicherweise durch Einführen eines unter Druck stehenden Strömungsmittels, das von einer äußeren Strömungsmittelquelle geliefert wird, wonach eine Zeitspanne abgewartet wird, um

209851/0219

festzustellen, ob ein Druckabfall oder -verlust infolge von Nadellöchern in der Flasche auftritt. Die bekannten Prüfvorrichtungen sind ziemlich aufwendig und machen in der Regel eine Quelle für Druckluft oder ein anderes Medium erforderlich, mit dem die zu prüfende Flasche unter Druck gesetzt wird. Die bekannten Vorrichtungen sind in der Bedienung umständlich und benötigen zum Prüfen einzelner Flaschen außerordentlich viel Zeit. Andere bekannte Vorrichtungen wiederum beruhen auf der Messung mechanischer Schwingungen oder Erschütterungen, die dann auftreten, wenn ein Leck an einer unter Druck stehenden Flasche vorhanden ist. Eine Vorrichtung dieses Typs ist in der U.S.-Patentschrift 3 22^ 552 beschrieben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine neuartige und wirtschaftlich arbeitende Vorrichtung zur Leckprüfung von Kunststoffflaschen zu schaffen, die vollkommen unabhängig arbeitet und keine äußere Druckquelle benötigt und außerdem eine äußerst einfache und trotzdem zuverlässige Arbeitsweise besitzt.

Die zu diesem Zweck vorgeschlagene Vorrichtung zur Leckprüfung eines eine Mundöffnung aufweisenden Behälters, der sich auf einer Trägervorrichtung befindet, erzeugt einen Unterdruck in der zu prüfenden Kunststoffflasche und ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen Prüfkopf mit einem in abdichtenden Eingriff mit der Mundöffnung des Be-

209851/0219

hälters bringbaren Endteil, einem an dem Endteil befestigten Hohlkörperabschnitt, einer mit dem Körperabschnitt und dem Endteil eine Kammer bildenden elastischen Membran, die an ihrem äußeren Umfang in abgedichteter Weise an dem Körperabschnitt befestigt ist, eine öffnung in dem Endteil, die eine Verbindung zwischen der Kammer und dem Behälterinnenraum bildet, wenn der Endteil in abdichtendem Eingriff mit der Mundöffnung des Behälters steht, einer Vorrichtung, die dazu dient, die Membran in einer Richtung zu bewegen, in welcher die effektive Größe der Kammer bei in abdichtender Berührung mit der Behältermundöffnung stehendem Endteil vergrößert und in dem Behälter ein Unterdruck erzeugt wird, und durch Vorrichtungen, welche dazu dienen, nach Erzeugung des Unterdrucks eine Relativbewegung zwischen Prüfkopf und Trägervorrichtung hervorzurufen, um den Behälter"lediglich aufgrund des Unterdrucks an dem Prüfkopf zu halten.

Die einzelnen Merkmale, sowie die Vorteile der Erfindung werden im nachfolgenden anhand einer ausführlichen Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, in denen ist:

Fig. 1 eine schaubxldliche Darstellung der erfindungs-

gemässen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Aufrißquerschnitt durch die Prüfeinheit unmittelbar vor ihrem Eingriff mit der zu prüfenden Flasche,

209851/0219

-H-

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnliche Darstellung der in Eingriff mit der zu prüfenden Flasche stehenden Prüfvorrichtung,

Fig. 4 eine Fig. 2 ähnliche Darstellung von Prüfvorrichtung und Flasche unmittelbar nach Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb der geprüften Flasche, und

Fig. 5 eine Fig. 2 ähnliche Darstellung des nächsten PrüfSchrittes, bei dem die Prüfvorrichtung nach oben bewegt und vermittels des Unterdrucks die geprüfte Flasche von ihrem Träger abgehoben wird.

In den Zeichnungen ist eine Fördervorrichtung mit einem Förderband Io und einer in zweckmässiger Weise ausgebildeten Trägervorrichtung 11 dargestellt, welche zum Zuführen von Flaschen B zu der Prüfstation dienen. Oberhalb des Förderbandes Io befindet sich eine Leck- oder Dichtigkeitsprüfvorrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 2o bezeichnet und auf Führungsstäben 21 gehalten ist, die von einem Gestell 22 nach oben vorstehen. An den oberen Enden der Führungsstäbe 21 ist eine feststehende Plattform 23 mit einem Prüfkopf 24 befestigt, der vermittels einer Buchse 25 in der Plattform 23 gleitend verschiebbar ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist der Prüfkopf 24 einen zylindrischen Mantel 26, einen oberen Endabschnitt 27 und

209851/0219

einen unteren Endabschnitt 28 auf.

An dem oberen Endabschnitt 27 befindet sich eine nach oben vorstehende Manschette 29, die durch die Buchse 25 durchgeführt ist. Die Manschette läuft an ihrem oberen Ende in einen in Radialrichtung sich verbreiternden Flansch 3o aus. Von dem Flansch 3o steht ein (nicht dargestellter) kurzer Stift nach außen vor, auf dem ein Kurvenroller 42 gelagert ist. Zwischen dem Flansch 3o und der Buchse 2 5 befindet sich eine Druckfeder 4-1, welche dazu dient, den Prüf kopf 24 und den Kurvenroller 42 nach oben zu beaufschlagen. Oberhalb des Kurvenrollers 42 befindet sich eine Nockenführung 43, die dazu dient, die nach oben gerichtete Verlagerung des Rollers und des Prüfkopfes 24 zu begrenzen. Somit bestimmt die Nockenführung 43 im Zusammenwirken mit dem Kurvenroller 42 die senkrechte Stellung des Prüfkopfes 24, um entsprechend den Figuren 2-5 den Prüfkopf nach unten in Eingriff mit der zu prüfenden Flasche B zu bringen und diese dann von dem Förderband Io nach oben abzuheben.

Von dem unteren Endabschnitt 28 steht nach unten ein Kaliberbolzen 31 vor, dessen Größe so bemessen ist, daß er genau in den Hals der zu prüfenden Flasche B eingepaßt werden kann. Du^ch den Kaliberbolzen 31 ist ein Durchlaßkanal 39 durchgeführt und steht in Verbindung mit dem Innenraum des zylindrischen Mantels 26. Ein elastisch federndes Dichtkissen 32 kommt beim Einsetzen des Kaliberbolzens

209851/0219

31 in den Flaschenhals in Eingriff mit dem oberen Rand der Flaschenöffnung und dichtet den Innenraum de:? Flasche B gegenüber der freien Atmosphäre ab, wobei gleichzeitig eine Verbindung zwischen der Flasche und dem Innenraum des Mantels besteht.

Innerhalb des zylindrischen Mantels 26 befindet sich eine biegsame Membran 33, die an ihrem Außenrand zwischen den Enden von zwei Innenmanschetten 34- eingeklemmt ist, welche in den zylindrischen Mantel 26 eingeschoben sind. Die Innenmanschetten. 34 werden vermittels der Endabschnitte 27 und 28 in der Einspannstellung für die Membran gehalten.

Eine innerhalb der Manschette 29 gleitend verschiebbare Stange 35 trägt an ihrem oberen Ende einen in Radialrichtung sich verbreiternden Flansch 5o, von dem zwei Schenkel 51 nach oben vorstehen. Das untere Ende der Stange 35 ragt in den Innenraum des zylindrischen Mantels 26 hinein und ist mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Bolzens 53 versehen. Zwei kreisrunde Platten 36 mit Ausnehmungen 37, durch welche der Bolzen 53 durchgeführt ist, sind zwischen dem Ende der Stange 35 und dem Bolzen eingespannt. Der mittige Abschnitt der biegsamen Membran ist zwischen den Platten 3 6 eingespannt und daher bei axialer Bewegung der Stange 3 5 zusammen mit dieser verstellbar.

Eine zweite Druckfeder 4 5 befindet sich zwischen dem Flansch 3o der Manschette 29 und dem Flansch 5o der Stange 35 und

209851/0219

dient dazu, die Stange 35 in bezug auf den zylindrischen Mantel 26 nach oben zu beaufschlagen. An dem oberen Ende des Stangenflansches 5o ist ein zweiter Kurvenroller 46 gelagert. Eine zweite Nockenführung 47 ist oberhalb der Stange 3 5 angeordnet, und der zweite Kurvenroller 46 steht in Eingriff mit dieser zweiten Führung. Somit dient die zweite Nockenführung 47 zur Festlegung der Stellung der Stange 35 in bezug auf den zylindrischen Mantel 2B und bestimmt damit gleichzeitig die Stellung der biegsamen Membran 32 in bezug auf den Kaliberbolzen 31. Die Nockenführungen 43 und 47 sind an einem Gestell 6o befestigt, dessen eines Ende in Fig. 1 dargestellt ist. Das Gestell 6o und damit auch die Nockenführungen 43 und 47 sind in bezug auf den Prüfkopf 24 und die an diesem befindlichen Kurvenroller 42 und 46 verstellbar. Der Antrieb für die Verstellung erfolgt vermittels eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders 61, der vermittels seiner Kolbenstange 62 mit dem Gestell 6o verbunden ist. Aus der Betrachtung der.in den Zeichnungen dargestellten Folge von Arbeitsschritten laßt sich ersehen, daß eine nach oben oder von dem Kaliberbolzen 31 weg gerichtete Bewegung der Membran 33, wenn sich der Kaliberbolzen in abdichtendem Eingriff mit der zu prüfenden Flasche befindet, dazu führt, daß innerhalb der abgedichteten Flasche ein Druck erzeugt wird, der etwas unterhalb des atmosphärischen Druckes liegt. Dieser Zustand ergibt sich aus der Tatsache, daß

209851/0219

nach Abdichtung der Flasche durch den Kaliberbolzen das abgeschlossene Volumen innerhalb der Flasche selbst, dem Durchlaßkanal 39 durch den Kaliberbolzen, dem unteren Endabschnitt 2 8 der unteren Innenmanschette 34 und der biegsamen Membran vergrößert wird, sobald die biegsame Membran nach oben bewegt wird.

Anhand der Figuren 2-5 soll nun ein vollständiger Prüfablauf für eine Flasche beschrieben werden. Zunächst befindet sich die Prüfvorrichtung in der in Fig. 2 dargestellten Lage. In dieser Lage ist der Prüfkopf 2U angehoben und steht außer Eingriff mit der Flasche B, während sich die Membran 3 3 in der unteren Stellung an dem Kaliberbolzen 31 befindet.

Sobald sich die zu prüfende Flasche B in einer Lage unterhalb des Kaliberbolzens 31 befindet, wird der Zylinder 61 betätigt und fährt die Kolbenstange 62 aus, wodurch die Nockenführungen H3 und 47 entsprechend der Zeichnungsdarstellung nach rechts bewegt werden..Wie sich bei einem Vergleich der Figuren 2 und 3 zeigt, wird der Prüfkopf 24 durch diese Bewegung der Nockenführung 43 nach unten gedrückt, so daß der Kaliberbolzen 31 in den offenen Halsabschnitt der Flasche B eingeführt wird und das Dichtkissen 32 in abdichtenden Eingriff mit dem oberen Ende des Flaschenhalses kommt. Durch die gleichzeitig erfolgende Verstellung der zweiten Nockenführung 47 wird der zweite Kurvenroller 46, welcher zur Verstellung der biegsamen Membran 33 dient, um eine .

209851/0219

Strecke nach unten gedrückt, die gleich ist der Strecke, um welche der Prüfkopf nach unten bewegt wird. Folglich befindet sich die biegsame Membran im wesentlichen in der gleichen Stellung in bezug auf den Prüfkopf 24, wenn die Dichtvorrichtung in Eingriff mit der Flasche B kommt. Die Nockenführungen 43 und 47 werden weiter bewegt und in die in Fig. 4 dargestellte Lage gebracht. Dadurch kann sich der durch die Feder 4-5 beaufschlagte zweite Kurvenroller 46 wiederum nach oben bewegen, bewegt dabei die Membran 33 nach oben und erzeugt dadurch einen geringen Unterdruck in der zu prüfenden Flasche B. Bei der weitergehenden Bewegung der Nockenführungen in die in Fig. 5 dargestellte Lage kommt der erste .Kurvenroller 42 unmittelbar anschließend zur Ausrichtung mit einer schräg nach oben verlaufenden Oberfläche der Nockenführung 43, so daß der Prüfkopf durch die Kraft der Feder 41 angehoben wird. Aufgrund des in der Flasche B erzeugten Unterdrucks wird diese zusammen mit dem Prüfkopf 24 angehoben. Es ist nun ohne weiteres ersichtlich, daß eine fehlerhafte Flasche, bei der atmosphärische Luft in die abgedichtete Kammer eindringen kann, nicht an dem Prüfkopf gehalten wird und auf das Förderband Io zurückfällt, wodurch angezeigt wird, daß die Flasche fehlerhaft ist.

Wenn die Flasche einwandfrei ist, wird sie so lange an dem Prüfkopf gehalten, bis sie durch die Vorrichtung wieder auf dem Förderband abgestellt wird. Das Zurückstellen der Flasche auf das Förderband erfolgt ganz einfach dadurch, daß die

209851 /0219

Bewegung der Kolbenstange und damit der Nockenführungen 43 und 47 umgekehrt wird.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist durch die Erfindung eine wirtschaftliche und kompakte Vorrichtung zum Prüfen von Kunststoffflaschen auf Dichtigkeit bzw. auf durch kleine Löcher bedingte Leckstellen geschaffen worden. Die Vorrichtung hat gegenüber bekannten Dichtigkeitsprüfvorrichtungen den Vorteil, daß sie keine Druckschalter oder durch ein Druckmeßgerät betätigte elektrische Schalter und auch keine Ventile usw. benötigt, so daß sie viel wirtschaftlicher als alle bisher bekannten Vorrichtungen ist. Außerdem lassen sich vermittels der erfindungsgemässen Leckprüfvorrichtung Löcher von nur 0,150 mm Größe feststellen.

- Patentansprüche 209851/0219

Claims

Patentansprüche

l.i Vorrichtung zur Leckprüfung eines eine Mundöffnung aufzuweisenden Behälters, der sich auf einer Trägervorrichtung befindet, gekennzeichnet durch einen Prüfkopf (24) mit einem in abdichtenden Eingriff mit der Mundöffnung des Behälters (B) bringbaren Endteil (28, 31, 32), einem an dem Endteil befestigten Hohlkörperabschnitt (26), einer mit dem Körperabschnitt und dem Endteil eine Kammer bildenden elastischen Membran (33), die an ihrem äußeren Umfang in abgedichteter Weise an dem Körperabschnitt befestigt ist, eine öffnung (39) in dem Endteil, die eine Verbindung zwischen der Kammer und dem Behälterinnenraum bildet, wenn der Endteil in abdichtendem Eingriff mit der Mundöffnung des Behälters steht, einer Vorrichtung (35, 46, 47), die dazu dient, die Membran (33) in einer Richtung zu bewegen, in welcher die effektive Größe der Kammer bei in abdichtender Berührung mit der Behältermundöffnung stehendem Endteil vergrößert und in dem Behälter ein Unterdruck erzeugt wird; und durch Vorrichtungen (42, 43), welche dazu dienen, nach Erzeugung des Unterdrucks eine Relativbewegung zwischen Prüfkopf (24) und Trägervorrichtung (Io, 11) hervorzurufen, um den Behälter lediglich aufgrund des Unterdrucks an dem Prüfkopf zu halten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Erzeugung einer Relativbewegung

209851/0219

derart ausgelegt sind, daß der Prüfkopf und der unter Unterdruck stehende Behälter in eine Lage bringbar sind, in welcher der Behälter lediglich aufgrund des Unterdrucks an dem Prüfkopf gehalten wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkopf (24) eine mit dem Behälter in Eingriff bringbare und zur Abdichtung des Behälterinnenraums gegenüber der Atmosphäre dienende Dichtvorrichtung (32) aufweist, die Größe der durch die in dem Hohlkörperabschnitt angeordnete Membran (33) gebildeten Kammer in Abhängigkeit von der Membranbewegung veränderlich ist, und daß Vorrichtungen (31, 39) zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Kammer und dem Behälterinnenraum bei in Eingriff mit der Behältermundöffnung stehender Dichtvorrichtung (32) und zur Erzeugung eines Unterdrucks, sowie Mittel zur Ermittlung eines Unterdruckverlustes in dem Behälter vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörperabschnitt, an dem sich die Dichtvorrichtung (32) befindet, eine Hohlkammer bildet, die Dichtvorrichtung, der Hohlkörperabschnitt und.die Membran mit einem zu prüfenden Behälter derart zusammenwirkbar sind, daß ein gegenüber der freien Atmosphäre abgeschlossener Raum gebildet wird, und daß vermittels der Vorrichtungen zur Bewegung der Membran die effektive Größe des abgeschlossenen Raums, wenn ein Behälter in abdichtender Berührung .

209851/0219

mit der Dichtvorrichtung steht, vergrößerbar und in dem Behälter ein Unterdruck erzeugbar ist.

209851/0219

Af

Leerseite