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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR CHECKING THE TIGHTNESS OF CONTAINERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/129922
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method and a device for checking the tightness of containers (1), and to a corresponding container (1). At least one container opening (2) is optically scanned for potentially escaping media by means of an optical scanning device (4, 5). According to the invention, the container (1) comprises a contrast region (7) at least in the region of the container opening (2) and/or on the closure (3) thereof, said contrast region having a surface structure and/or surface colour differing from the rest of the surface.

Inventors:
MONZEL ALOIS (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/002490
Publication Date:
October 29, 2009
Filing Date:
April 03, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KHS AG (DE)
MONZEL ALOIS (DE)
International Classes:
G01M3/00
Domestic Patent References:
WO2005071391A12005-08-04
Foreign References:
US5193014A1993-03-09
JPS58108442A1983-06-28
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Claims:

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern (1), insbesondere Mehrweg- Großbehältern, wie Kegs (1) oder dergleichen, wonach wenigstens eine Be- hälteröffnung (2) im Hinblick auf eventuell austretende Medien optisch abgetastet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Behälter zumindest im Bereich der Behälteröffnung (2) und/oder an seinem Verschluss (3) einen Kontrastbereich (7) aufweist, der eine von der sonstigen Oberfläche abweichende Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenfarbgestaltung aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrastbereich (7) im Hinblick auf seine Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenfarbgestaltung kontrastierend im Vergleich zu der sonstigen Oberfläche und/oder den aus dem Behälter (1) austretenden Medien ausgebildet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrastbereich (7) durch mechanische und/oder elektrische und/oder chemische Bearbeitung der Oberfläche im Bereich der Behälteröffnung (2) und/oder am Verschluss (3) definiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrastbereich (7) durch einen Auftrag auf die Oberfläche im Bereich der Behälteröffnung (2) und/oder am Verschluss (3) definiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Kontrastbereich (7) die Reflexionseigenschaften, die Farbe, das Streu- verhalten oder dergleichen optische Eigenschaften der übrigen Oberfläche verändert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrastbereich (7) ein bestimmtes Muster (8, 8') aufweist, welches von einer optischen Abtasteinrichtung (4, 5) erkannt und ausgewertet wird.

7. Behandlungsvorrichtung für Behälter (1), insbesondere Mehrweg-Großbehälter wie Kegs (1) oder dergleichen, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer optischen Abtasteinrichtung (4, 5) zur überprüfung der Dichtigkeit des Behälters (1) wenigstens im Bereich einer Behälteröffnung (2) im Hinblick auf eventuell austretende Medien, dad u rch geken nzeichnet, dass mittels der optischen Abtasteinrichtung (4, 5) ein Kontrastbereich (7) im Bereich der Behälteröffnung (2) und/ oder an einem Verschluss (3) des Behälters (1) mit von der sonstigen Oberfläche abweichender Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenfarbgestaltung dahingehend überprüft wird, ob sich hierauf aus dem Behälter (1) austretende Medien befinden.

8. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Abtasteinrichtung (4, 5) als Bilderkennungsvorrichtung ausgebildet ist oder eine solche beinhaltet.

9. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrastbereich (7) ein Muster (8, 8 1 ), insbesondere geometrisches Muster (8, 8'), aufweist.

10. Behälter (1), insbesondere Mehrweg-Getränkegroßbehälter wie Kegs (1) oder dergleichen, mit wenigstens einer Behälteröffnung (2) und einem Verschluss (3), dad u rch geken nzeich net, dass zumindest im Bereich der Behälteröffnung (2) und/oder an dem Verschluss (3) ein Kontrastbereich (7) realisiert ist, welcher eine von der sonstigen Oberfläche abweichende Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenfarbgestaltung aufweist.

Description:

Verfahren und Vorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern, insbesondere Mehrweg-Getränkegroßbehälter wie Kegs oder dergleichen, wonach wenigstens eine Behälteröffnung im Hinblick auf eventuell austretende Flüssigkeit oder allgemein austretende Medien optisch abgetastet wird.

Es ist aus der Praxis und durch die DE 43 43 750 A1 ein derartiges Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern bekannt, bei welchem die Behälteröffnungen bzw. ein an dieser Stelle meistens vorgesehener Verschluss dahingehend überprüft wird, ob der Behälter insgesamt dicht verschlossen ist. Denn nach dem Befüllen werden die betreffenden Behälter respektive Kegs verladen und beispielsweise an Gaststätten ausgeliefert. In diesem Zusammenhang ist es erforderlich, dass der jeweilige Behälter dicht ist und die eingefüllte Flüssigkeit, in der Regel Bier, nicht über die eine oder die mehreren Behälteröffnungen austritt.

Dazu wird im Stand der Technik mit Hilfe optischer Abtastverfahren überprüft, ob die fragliche Flüssigkeit oder auch Schaum im Falle von Bier aus der Behälteröffnung oder an dem Verschluss austritt. Diese Prüfung setzt letztlich voraus, dass sich durch die austretende Flüssigkeit bzw. den austretenden Schaum gegenüber dem Untergrund ein Kontrast ergibt, so dass sich die optischen Eigenschaften des Behälters im Bereich der Behälteröffnung oder an oder auf dem Verschluss ändern. Nur dann wird der Austritt von Flüssigkeit und/oder Schaum im Beispielfall sicher detektiert. Hier ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als oftmals die änderung der optischen Eigenschaften des Behälters zumindest im Bereich der Behälteröffnung oder an oder auf dem Ver- Schluss nicht so signifikant sind bzw. so deutlich zu Tage treten, dass eine sichere Aussage über den Flüssigkeitsaustritt getroffen werden kann.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern so weiter zu entwickeln, dass der even-

tuelle Austritt von Flüssigkeit (oder auch von Schaum) bzw. allgemein von Medien (also auch Gasblasen) sicher detektiert und erfasst werden kann. Außerdem soll eine geeignete Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Dichtigkeitsprüfung von Behältern vorgesehen, dass der Behälter zumindest im Bereich der Behälteröffnung und/oder an seinem Verschluss einen Kontrastbereich aufweist, der eine von der sonstigen Oberfläche abweichende Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenfarbgestaltung aufweist.

Im Rahmen der Erfindung wird also der Behälter wenigstens im Bereich der Behälteröffnung mit dem fraglichen Kontrastbereich ausgerüstet. Das Gleiche gilt alternativ oder zusätzlich für den die Behälteröffnung verschließenden Verschluss. Selbstverständlich sind die beschriebenen Maßnahmen nicht auf eine Behälteröffnung und einen Verschluss beschränkt, sondern können mit dem fraglichen Kontrastbereich sämtliche Behälteröffnungen und/oder sämtliche Verschlüsse des zu prüfenden Behälters ausgerüstet werden.

Bei diesem Kontrastbereich handelt es sich nun um einen solchen Flächen- abschnitt, der eine optisch abweichende Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenfarbgestaltung im Vergleich zu der sonstigen ihn umgebenden Oberfläche besitzt. Der Begriff Kontrastbereich drückt dabei ergänzend aus, dass der Kontrastbereich im Hinblick auf seine Oberflächenstruktur und/oder Oberflächengestaltung kontrastierend im Vergleich zu der sonstigen Oberfläche und/oder der im Behälter aufgenommenen Flüssigkeit ausgebildet ist. Im einfachsten Fall reicht es also aus, dass der Kontrastbereich optisch kontrastierend im Vergleich zu der ihn umgebenden Oberfläche gestaltet ist. Ergänzend oder alternativ kann der Kontrastbereich aber auch so ausgebildet werden, dass sich der gewünschte optische Kontrast - erst - dann ergibt, wenn die im Behälter aufgenommene Flüssigkeit austritt bzw. im Vergleich zu der im Behälter aufgenommenen Flüssigkeit.

Hierzu schlägt die Erfindung im Detail vor, dass der Kontrastbereich beispielsweise durch mechanische und/oder elektrische und/oder chemische oder

eine vergleichbare Bearbeitung der Oberfläche im Bereich der Behälteröffnung und/oder am oder auf dem Verschluss definiert wird. Bei einer mechanischen Bearbeitung zur Definition des Kontrastbereiches wird beispielsweise so vorgegangen, dass die Oberfläche des Behälters zumindest im Bereich der Behälter- öffnung oder die Oberfläche des Verschlusses im einfachsten Fall aufgeraut wird. Jedenfalls lassen sich die Reflexionseigenschaften der Oberfläche im Kontrastbereich im Vergleich zu der sonstigen Oberfläche ändern. Ist die Oberfläche des Behälters und/oder des Verschlusses beispielsweise mehr oder minder stark reflektierend ausgestaltet, so wird der Kontrastbereich beispiels- weise dadurch definiert, dass die Oberfläche an dieser Stelle eine Mattierung erfährt und sich somit die Reflexionseigenschaften ändern.

Darüber hinaus ist es natürlich auch denkbar, allgemein das Streuverhalten der Oberfläche im Bereich des Kontrastbereiches zu ändern. Hier empfehlen sich beispielsweise Gravurverfahren mit einem Laser oder durch Aufbringen eines mechanischen Stempels. Auch eine elektrische Bearbeitung im Sinne einer Funkenerosion ist denkbar, um die Oberfläche im Kontrastbereich im Vergleich zu der übrigen Oberfläche hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften zu verändern. Ebenso eine chemische Bearbeitung im Sinne einer ätzbehandlung oder dergleichen. Dabei lassen sich die vorbeschriebenen Verfahren und Vorgehensweisen selbstverständlich kombinieren.

Darüber hinaus ist es alternativ oder zusätzlich denkbar, dass der Kontrastbereich durch einen Auftrag auf die Oberfläche im Bereich der Behälteröffnung und/oder am Verschluss definiert wird. Wie im Falle der Definition des Kontrastbereiches durch eine mechanische und/oder elektrische und/oder chemische Bearbeitung sorgt der Auftrag dafür, dass sich die optischen Eigenschaften der Oberfläche im Kontrastbereich im Vergleich zur umgebenden Oberfläche ändern. Bei den besagten änderungen der optischen Eigenschaften handelt es sich meistens um Variationen im Reflexionsverhalten, Streuverhalten, in der Farbgebung usw.. Tatsächlich lässt sich mit einem solchen Auftrag insbesondere die Farbe im Kontrastbereich gegenüber der übrigen Oberfläche ändern.

Im übrigen hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Kontrastbereich über ein bestimmtes und vorgegebenes Muster verfügt. Denn dieses Muster lässt sich von einer optischen Abtasteinrichtung problemlos erkennen und auswerten. Sobald sich änderungen an dem Muster hinsichtlich dessen Farbe, der Reflexionseigenschaften, des Streuverhaltens oder vergleichbarer optischer Eigenschaften ergeben, ist die optische Abtasteinrichtung unmittelbar in der Lage, hieraus auf beispielsweise austretende Flüssigkeit oder auch austretenden Schaum (im Falle der Abfüllung von Bier) rückzuschließen. Dabei hat es sich insgesamt bewährt, wenn als optische Abtasteinrichtung ein oder mehrere Kameras, insbesondere CCD-Kameras, zum Einsatz kommen, also beispielsweise mit Methoden der Bildverarbeitung gearbeitet wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Behandlungsvorrichtung für Behälter, wie sie im Anspruch 7 beschrieben wird. Diese Behandlungsvorrichtung kann nach dem beschriebenen Verfahren arbeiten. Das ist allerdings nicht zwingend. Im übrigen umfasst die Erfindung einen Behälter, insbesondere Mehrweg-Getränkegroßbehälter, der nach Anspruch 10 ausgestaltet ist.

Bei den angesprochenen Behältern kann es sich grundsätzlich um jedwede Be- hälter handeln, in die Flüssigkeiten, insbesondere Getränke, abgefüllt werden. So mögen hierunter auch Flaschen aus Glas, Kunststoff aber auch Dosen oder andere Getränkebehälter fallen, so lange diese mit wenigstens einer Behälteröffnung ausgerüstet sind, welche nach dem Befüllen mit der Flüssigkeit respektive dem Getränk auf Dichtigkeit überprüft werden muss. Meistens ist der Behälteröffnung ein Verschluss zugeordnet.

Nach vorteilhafter Ausgestaltung kommt das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung überwiegend bei Mehrweg-Getränkegroßbehältern zum Einsatz, also Getränkebehältern mit einem großen und für den unmittelbaren Verbrauch nicht geeigneten Fassungsvermögen von mehr als 5 Litern oder mehr als 10 Litern. Ganz besonders bevorzugt sind Getränkegroßbehälter, die im Rahmen eines Mehrwegsystems gefüllt, entleert, gereinigt, erneut befüllt usw. werden. Meistens werden Keg-Fässer eingesetzt, also Mehrwegfässer, welche speziell zum industriellen Befüllen und der keimfreien Lagerung von Getränken ent-

wickelt wurden. übliche Keg-Fässer verfügen über ein Fassungsvermögen für Getränke von beispielsweise 30 Litern oder auch 50 Litern. Verwiesen wird hierzu ergänzend auf die DE 10 2005 031 573 A1 der Anmelderin.

Der Behälter bzw. das Keg-Fass ist in der Regel aus Edelstahl gefertigt, so dass für die Definition des Kontrastbereiches metallische Bearbeitungsverfahren im Bereich der Behälteröffnung zum Einsatz kommen, die die Oberfläche in der gewünschten Weise kontrastierend ausgestalten, ohne die Funktion des Behälters als solchen zu beeinträchtigen.

Bei den Verschlüssen für Keg-Fässer handelt es sich in der Regel um sogenannte Fittings, die in der Praxis aus Edelstahl, aber auch aus Kunststoff hergestellt sind. Im erstgenannten Fall sind die Fittings metallisch blank und reflektierend, so dass sich der Kontrastbereich beispielsweise durch Laser- gravieren unter Berücksichtigung beispielsweise eines bestimmten Musters auf der Oberfläche definieren lässt. Selbstverständlich kann auch die gesamte Oberfläche des Fittings aus Edelstahl beispielsweise mittels eines Laserstrahls mattiert werden.

Sofern Fittings aus Kunststoff zum Einsatz kommen, empfiehlt es sich, einen Auftrag aus Farbe für die Definition des Kontrastbereiches herzustellen. Besonders geeignete Farben sind hierbei Gelb- oder auch Grautöne, sowie Blautöne, die einen großen Kontrast zur Farbe der austretenden Flüssigkeit oder auch zu Schaum oder Blasen aufweisen. Außerdem lassen sich die genannten Farben besonders gut mit der Kamera bzw. computergestützten Bildverarbeitung erkennen und auswerten. Das liegt an der hohen Empfindlichkeit der eingesetzten CCD-Kameras in diesen Spektralbereichen.

In jedem Fall schlägt die Erfindung eine spezielle Bearbeitung des im Zuge der Dichtigkeitsprüfung zu untersuchenden Behälters im Bereich der wenigstens einen Behälteröffnung oder an dem Verschluss vor, nämlich dergestalt, dass der Kontrastbereich definiert wird. Mit Hilfe dieses optisch abgetasteten und im Zuge einer Bildverarbeitung überprüften Kontrastbereiches lässt sich unschwer erkennen, ob sich dessen optische Eigenschaften durch beispielsweise aus-

tretende Flüssigkeit, Schaum, Blasen etc. verändert haben. Eine solche Vorgehensweise ist den bisherigen Verfahren deutlich überlegen, weil der Kontrastbereich für eine einwandfreie optische Erkennung sorgt.

Denn der Kontrastbereich ist so gestaltet, dass er mit der übrigen Oberfläche kontrastiert und/oder zusätzlich mit der im Behälter aufgenommenen Flüssigkeit oder allgemein den austretenden Medien. Dabei lässt sich der Kontrastbereich im einfachsten Fall durch Lasergravieren definieren, wobei diese Methode zudem die Möglichkeit eröffnet, den Kontrastbereich mit einem bestimmten Muster zu flankieren. Das alles lässt sich schnell und kostengünstig realisieren, so dass in der Praxis ein enormer Nutzen beobachtet wird. Dies auch deshalb, weil letztlich der Programmieraufwand deutlich verringert ist und die Rechnerzeit zur Erkennung von Undichtigkeiten kürzer bemessen ist. Als Folge hiervon lassen sich die Taktzeiten verkürzen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung und

Fig. 2 den Behälter im Detail.

In der Fig. 1 ist eine Behandlungsvorrichtung für Behälter 1 dargestellt. Bei den Behältern 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend um Keg-Fässer, die nach der Reinigung mit einem Getränk, beispielsweise Bier, gefüllt und verschlossen worden sind. Die Befüllung des Behälters 1 erfolgt dabei durch wenigstens eine Behälteröffnung 2, die mit einem Verschluss 3 nach dem Füllvorgang verschlossen wird. Im Rahmen der dargestellten Behandlungsvorrichtung findet nun eine Dichtigkeitsprüfung des Be- hälters 1 dergestalt statt, dass auf optischem Wege überprüft wird, ob aus der Behälteröffnung 2 eventuell Flüssigkeit oder andere Medien wie Schaum oder auch Blasen im Falle der Abfüllung von Bier austreten.

Zu diesem Zweck verfügt die Behandlungsvorrichtung über eine optische Abtasteinrichtung 4, 5, die sich im Rahmen des Ausführungsbeispiels aus zwei auf den Verschluss 3 bzw. die Behälteröffnung 2 gerichteten (CCD-)Kameras 4 und einer (weißen) Lichtquelle 5 zusammensetzt. Die optische Abtasteinrichtung 4, 5 ist an eine Steuereinheit 6 angeschlossen, die mit einer bildverarbeitenden Software eventuelle änderungen der optischen Eigenschaften des Behälters 1 im Bereich der Behälteröffnung 2 und/oder an oder auf dem Verschluss 3 durch austretende Medien wie beispielsweise Schaum, Blasen, Flüssigkeit etc. detektiert.

Um die änderung der optischen Eigenschaften des Behälters 1 im Bereich der Behälteröffnung 2 und/oder an oder auf dem Verschluss 3 einfach erfassen zu können, verfügt der Behälter 1 zumindest im Bereich der Behälteröffnung 2 und/oder an dem Verschluss 3 über einen Kontrastbereich 7. Im Ausführungs- beispiel und nicht einschränkend ist lediglich der als Fitting ausgeführte Verschluss 3 an seiner Oberfläche mit dem fraglichen und in Fig. 2 zu erkennenden Kontrastbereich 7 ausgerüstet. Dieser Kontrastbereich 7 verfügt über eine von der sonstigen Oberfläche des Verschlusses 3 im Beispielfall abweichende Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenfarbgestaltung.

Zu diesem Zweck ist der Verschluss 3 bzw. das Fitting aus Edelstahl an seiner Oberfläche hinsichtlich der optischen Reflexionseigenschaften durch eine Lasergravur verändert worden und weist in diesem Zusammenhang ein bestimmtes und durch die Führung des Lasers vorgegebenes Muster 8, 8 1 auf. Tatsächlich erkennt man in der Fig. 2 exemplarisch zwei verschiedene geometrische Muster 8, 8', die sich unschwer mit Hilfe eines Lasers auf der Oberfläche des Verschlusses 3 durch eine entsprechende CNC-Führung definieren lassen.

Anstelle einer solchen mechanischen Bearbeitung der Oberfläche des Verschlusses 3 bzw. des Fittings 3 kann alternativ auch ein (Farb-)Auftrag auf dem Verschluss 3 aufgebracht werden, was allerdings nicht dargestellt ist. In jedem Fall ändern sich durch den definierten Kontrastbereich 7 bzw. die in diesem Zusammenhang erzeugten Muster 8, 8' die optischen Eigenschaften der Ober-

fläche des Verschlusses 3. Diese gezielte änderung der optischen Eigenschaften im Kontrastbereich 7 kann genutzt werden, um eventuell am Verschluss 3 aus dem Behälter 1 austretende Medien zu erfassen.

Denn der Kontrastbereich 7 ist im Hinblick auf seine Oberflächenstruktur kontrastierend nicht nur im Vergleich zu der sonstigen Oberfläche des Verschlusses 3 bzw. des Behälters 1 ausgestaltet worden, sondern auch im Hinblick auf die aus dem Behälter 1 austretenden Medien. Jedenfalls lässt sich aus dem Behälter 1 austretendes Bier oder auch Schaum eindeutig und schnell mit Hilfe der optischen Abtasteinrichtung 4, 5 erfassen, weil durch das Bier bzw. den Schaum die optischen Eigenschaften des Musters 8, 8' im Beispielfall geändert werden und sich diese änderungen mit Hilfe der Steuereinheit 6 bzw. durch die dort hinterlegte Software zur Bildverarbeitung unschwer registrieren lassen.

Dabei versteht es sich abschließend und ergänzend, dass mit Hilfe der Lichtquelle 5 die Detektion noch weiter verfeinert werden kann. So ist es denkbar, dass die Lichtquelle 5 beispielsweise die austretende Flüssigkeit zum Leuchten (vgl. Fluoressenz) anregt, was den Kontrast zum Kontrastbereich 7 noch weiter steigert.