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Glas - die optimale Verpackung

1. Qualitätsprüfung am Produkt

Prüfungen finden während der gesamten Behälterglasherstellung von der Prüfung der angelieferten Rohstoffe über die Prüfung des fertig geschmolzenen Glases und der frisch geformten Artikel bis zur Endprüfung der fertigen Artikel, die den Kühlofen durchlaufen haben, entspannt und KE-vergütet sind, statt.

Im Anschluss an die Kaltendvergütung der Behälter, nach Verlassen des Kühlofens wird jede einzelne Flasche einer Qualitätsprüfung unterzogen. Diese ist in ein ganzheitliches Konzept eingebunden.

Um eine durchgängige Qualitätssicherung zu gewährleisten, hat die Saint-Gobain Oberland AG ein Integriertes Management System (IMS) eingeführt, das Ziele, Strategien und Prozesse dokumentiert, die die Qualität der Produkte und Leistungen, den betrieblichen Umweltschutz sowie Arbeits- und Anlagensicherheit umfassen. Das IMS ist prozessorientiert aufgebaut und berücksichtigt Anforderungen zum Qualitäts- und Umweltmanagement, hygienische Vorschriften und solche zur Arbeitssicherheit. Nach dem Abkühlen der Artikel und dem Kaltendvergütungsauftrag müssen alle Artikel vor dem Verpacken geprüft werden. Es wird zwischen On-Line- und Off-Line-Prüfungen unterschieden.

On-Line-Prüfungen erfolgen durch automatische Sortiermaschinen und eine manuelle Leuchtschirmkontrolle am Transportband. Alle Artikel durchlaufen die automatischen Sortiereinrichtungen, die die Flaschen durchleuchten und vielfache Prüfungen hinsichtlich verschiedener Glasfehler, der Wandstärke usw. vornehmen – es ist eine sogenannte 100 %-Prüfung.

Off-Line-Prüfungen sind Stichprobenprüfungen und werden in einem speziellen Prüfraum und an einem Messplatz neben der Sortierlinie durchgeführt. Im Prüfraum werden gemäß einer auf jeden Artikel zugeschnittenen Artikelspezifikation Prüfungen auf Maßhaltigkeit und Funktionsfähigkeit durchgeführt. Es sind Untersuchungen hinsichtlich Behältergewicht und -inhalt, Vergütung, Maßeinhaltung und Festigkeit.

2. Sortiermaschinen

Die On-Line-Prüfung mit Sortiermaschinen wird durchgeführt, wenn die Artikel nach dem Durchlaufen des Kühlofens ausreichend abgekühlt und entspannt sind. Es wird mit mehreren Sortiermaschinen entlang des Transportbandes gearbeitet, die bei jedem Produktwechsel, also bei jedem Umbau auf einen anderen Artikel, in einem aufwendigen Arbeitsprozess neu eingestellt werden müssen.

» Kontrolle am Leuchtschirm

	Abb. Leuchtschirm

Am Leuchtschirm erfolgt durch das Sortierpersonal eine visuelle Kontrolle der Behälter.

» Seitenwanddurchleuchtung

(MCAL-Inspektionsgerät/INEX Superinspektor)
Die MCAL-Prüfmaschine wird für den Körperbereich der Artikel verwendet. Die glatten Flächen werden durchleuchtet und durch Hell-Dunkel-Effekte kann erkannt werden, ob Einschlüsse, Verschmutzungen oder Blasen im Glas vorhanden sind.

Wenn der Fehler erkannt wird, wird der betroffene Artikel mittels eines gezielten Luftstoßes von der Linie geworfen und über ein unter dem normalen Transportband verlaufendes Band wieder zurück und dem Schmelzprozess zugeführt.

» Bodendurchleuchtung

	Abb. (MCF-Inspektionsgerät)

(MCF-Inspektionsgerät)
Die Bodendurchleuchtung funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die Seitenwanddurchleuchtung, allerdings werden die Artikel von unten durchleuchtet. Es können Einschlüsse, Verschmutzungen, Affenschaukeln (das sind Glasfäden in einer Flasche von einer Wand zur anderen) oder Blasen erkannt werden. Sowohl Seitenwand- als auch Bodendurchleuchtungsgeräte müssen nach jedem Umbau oder Artikelwechsel sorgfältig neu eingestellt und kalibriert werden, damit gewährleistet werden kann, dass alle schlechten Artikel erkannt und nicht zu viele gute aussortiert werden.

» Wandstärkenmessung

(OLT)
Die Glasbehälter werden auf eine ausreichende und durchgängig gleiche Wandstärke untersucht. Der konduktive Effekt mit Glas als Dielektrikum wird hierzu genutzt, d. h. es wird eine sich ändernde Leitfähigkeit bei unterschiedlicher Wandstärke gemessen. An der Linie sind Mess-Streifen angebracht, die als Kondensator wirken, in dessen Dielektrikum sich ein elektrisches Feld aufbaut und dessen Schwankungen dann gemessen werden. Um zu gewährleisten, dass die Wandstärke des Behälters über die gesamte Fläche innerhalb der Toleranz liegt, wird die Flasche entlang der Mess- Streifen über mehr als 360 ° abgerollt.

» Mehrfachprüfung

	Abb. Mehrfachprüfung

(CO-Maschine)
Mehrere Produktprüfungen werden mit einer Prüfmaschine durchgeführt. Die Glasbehälter werden mit einer optischen Methode auf verschiedene Risse untersucht. Weiter erfolgen eine Reihe von Maßprüfungen, und mit einem Codeleser kann die Nummer der Form, mit der die Flasche an der IS-Produktionsmaschine hergestellt worden ist, identifiziert werden. Der Fehler kann auf diese Weise einer bestimmten Form zugeordnet werden, das Bedienpersonal kann Trends erkennen und entsprechende Maßnahmen ergreifen.

Jede Fertigform an der IS-Maschine hat eine Nummer. Aufgrund der während der Prüfung gewonnenen Informationen lassen sich Rückschlüsse auf die Qualität der Formen ziehen. Fehler, die immer wieder bei einer bestimmten Form auftreten, erlauben dem Personal, schadhafte Formen am heißen Ende frühzeitig zu wechseln und somit den Ausschuss gering zu halten. Außerdem kann systematisch ausgeworfen werden. Wenn ein Fehler an den Sortiermaschinen nicht erkannt werden kann, kann vom Bedienpersonal die Fehlerursache und der Code der entsprechenden Formennummer eingegeben werden. Die betreffenden Artikel werden dann automatisch aussortiert.

Folgende Eigenschaften werden überprüft: Planität, Planparallelität, Höhe (min/max), Mündungsmaße, Risse im Boden- und Mündungsbereich.

3. Weitere Sortiermaschinen

Mit den bisher beschriebenen Sortiermaschinen sind alle Sortierlinien bei SG Oberland ausgerüstet. An einigen Linien werden zusätzlich neue Sortiermaschinen getestet. Weiter sind Sortiermaschinen an Linien im Einsatz, an denen Artikel mit besonderen Anforderungen geprüft werden.

» Innendruckprüfung an der Sortierlinie

(SPT = Sampling Pressure Tester)
Die SPT Prüfmaschine ist eine Innendruck- Prüfmaschine für Stichproben, die mit der CO-Maschine kombiniert ist. Über den Codeleser werden Artikel mit einer bestimmten Formennummer ausgeschleust und der SPT Maschine zugeführt, wo sie an der Mündung eingespannt und festgehalten werden. Anschließend werden sie mit Wasser gefüllt und bis zum Bruch oder dem maximalen Arbeitsbereich des Gerätes einem Druck, der permanent gesteigert wird, ausgesetzt. Die Prüfwerte beziehen sich auf eine Belastungsdauer von 1 Minute.

» Neuglas-Inspektionsmaschine

Die Neuglas-Inspektionsmaschine ist aus mehreren Modulen aufgebaut und arbeitet überwiegend mit CCD-Kameratechnik. In eine Basismaschine mit Mündungs- und Bodeninspektion können Module zur Seitenwandinspektion, Seitenwand-Stress-Erkennung, Dimensionsmessung oder Inspektion von Mündungsrissen integriert werden. Weiter können Formennummern gelesen werden.

Folgende Messungen sind möglich:

1. Inspektionen an der Mündung
   Line over finish,
   Blasen,
   Überpresste,
   Mündungsrisse usw.
2. Inspektionen im Bodenbereich
   Einschlüsse,
   Blasen,
   Verschmutzungen,
   Spannungen durch Einschlüsse
   (spezielle Filter)
3. Inspektionen im Seitenwandbereich
   Einschlüsse,
   Blasen,
   Verschmutzungen,
   Spannungen durch Einschlüsse
   ( spezielle Filter)
4. Dimensionsmessungen
   (mit einer separaten Drehstation)

» On-Line Mündungsprüfung

(CSBC)
Die CSBC ist eine On-Line-Prüfmaschine, mit der über ein Kamerasystem das von der Mündungsoberfläche reflektierte Licht untersucht wird.

Die Messung erfolgt berührungslos; die Artikel rotieren nicht. Es können Mündungsfehler wie Line over finish, Kerben, Überpresste usw. erkannt und ausgeschleust werden.

» Wandstärkenmessung an nicht runden Artikeln

(VMA)
Das Gerät ist in die CO-Maschine integriert und arbeitet berührungslos. Eine Lichtlinie wird auf die Oberfläche des Glases projiziert. Die Reflexe an der Vorder- und Rückseite des Glases werden auf CCD-Zeilensensoren abgebildet und deren Abstände werden ausgewertet.

4. Linieninformationssystem

Zurzeit wird bei Saint Gobain Oberland ein Linieninformationssystem aufgebaut und weiterentwickelt.

Die Ergebnisse aller Sortier- und Prüfmaschinen werden automatisch an das Linieninformationssystem weitergegeben und dort abgespeichert. Hier werden die Gesamtzahl der geschnittenen Glastropfen, die gesamte produzierte Menge an Artikeln, der an den einzelnen Sortiermaschinen ausgesonderte Ausschuss, die Fehlerarten und deren Häufigkeit aufgelistet. Bei Problemen mit einzelnen Formen werden deren Nummer aufgeführt und so eine Identifizierung von kritischen Formen ermöglicht.

Alle Informationen können vom Personal am Kalten und Heißen Ende, der Produktionsleitung sowie der Qualitätssicherung abgefragt und analysiert werden.

Weiter ist ein Nachrichtenaustausch zwischen dem Heißen und dem Kalten Ende sowie anderen technischen Abteilungen möglich, um den verantwortlichen Personenkreis schnell auf Fehler, Probleme und besondere Ereignisse aufmerksam zu machen, damit unverzüglich reagiert und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.

5. Off-Line Prüfung an der Linie

An einem Messplatz neben der Sortierlinie wird 2 - 4 mal pro Schicht eine Formensatz-Stichprobe visuell und auf Maßhaltigkeit geprüft:

1. Mündungsmaße
2. Höhe
3. Körperdurchmesser
4. Planparallelität
5. Achsabweichung
6. Mindestwandstärke
7. Kühlspannung
8. Artikelgewicht
9. Visuelle Prüfung
10. Artikelabhängige Spezialmessungen

6. Prüfraum

Bestimmte Off-Line Messungen können nicht am Messplatz neben der Sortierlinie durchgeführt werden. Da die Messungen zu aufwendig sind oder nur jeweils eine Prüfmaschine für alle Linien in einem Werk existiert, werden die Prüfungen in einem speziellen Prüfraum durchgeführt.

» Gewicht / Inhalt

(mittels Waage)
Die leeren Artikel werden gewogen, anschließend randvoll mit Wasser gefüllt und erneut gewogen. Auf diese Weise wird geprüft, ob der vorgeschriebene „Inhalt randvoll“ eingehalten wird. Diese Inhaltsmessung ist aber auch für die Einhaltung des Freiraums wichtig, der für die Heißfüllung, Pasteurisation, Sterilisation oder für kohlensäurehaltige Füllungen erforderlich ist.

» Innendruckfestigkeit

(RPT = Ramp Pressure Tester)
Die Innendruckfestigkeit wird zur Bestimmung der Druckfestigkeit von Engmund-Glasbehältern durchgeführt. Sehr wichtig ist diese Prüfung für Flaschen, die mit kohlensäurehaltigen Getränken gefüllt werden und so einen Innendruck erzeugen. Randvoll mit Wasser gefüllte Flaschen werden in den RPT eingespannt und bis zum Bruch oder dem maximalen Arbeitsbereich des Gerätes einem Druck, der permanent gesteigert wird, ausgesetzt. Die Prüfwerte beziehen sich auf eine Belastungsdauer von 1 Minute. Der Test wird darum auch als Kurzzeit- Innendruckprüfung bezeichnet.

» Liniensimulator

Mit Hilfe eines Liniensimulators wird die Abnutzung, d.h. die Oberflächenschädigung der Artikel bei normaler Linienbeanspruchung, simuliert, die zu einem Festigkeitsverlust führt. Flaschen, die eine bestimmte Zeit im Liniensimulator gestresst wurden, werden anschließend der Innendruckprüfung unterzogen, um die Gebrauchsinnendruckfestigkeit zu ermitteln.

» Axialdruckprüfung

(Axialdruckprüfmaschine)
In einer Axialdruckprüfmaschine wird die Belastbarkeit von Glasbehältern in axialer Richtung bestimmt. Eine gute Axialdruckfestigkeit ist wichtig, damit beispielsweise eine ausreichende Stapeldruckfestigkeit der befüllten Gläser im Lager des Kunden gewährleistet ist.

» Kühlspannung

Die Spannung wird mit einem Polariskop gemessen. Da ein unter Spannung stehender Glaskörper doppelbrechend wird, wird bei Durchstrahlung mit polarisiertem Licht der Polarisationszustand des Lichtes durch die Spannungsdoppelbrechung verändert. Diese Veränderungen werden als Maß für im Glaskörper vorhandene Spannungen genutzt.

» Oberflächenvergütung

Hot end coating meter
Mit dem „hot end coating meter“ wird die Schichtdicke der Heißendvergütung im Körperbereich eines Glasbehälters bestimmt. Es arbeitet nach dem Lichtreflektionsprinzip. Eine in einem Prüfkopf angebrachte Lichtquelle wirft einen eng gebündelten Lichtstrahl schräg auf die Glasoberfläche. In Abhängigkeit von der auf die Glasoberfläche aufgebrachten Heißendvergütungsstärke wird ein Teil des Lichts reflektiert und von einem im Prüfkopf installierten Empfänger registriert.

Aus technischen Gründen erhält man nur relative Messwerte, die in der Einheit „ctu = coating thickness unit“ als Ergebnis abgelesen werden.

» Finish coating meter

Mit dem „finish coating meter“ wird die Schichtdicke der Heißendvergütung im Mündungsbereich bestimmt. Es funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie der „hot end coating meter“.

» Gleitwinkeltest

Der Gleitwinkeltest kann mit dem Tilt Table durchgeführt werden. Dabei wird die Gleitfähigkeit der Behälter untereinander geprüft. Jeweils drei Artikel werden pyramidenförmig übereinander angeordnet und der Neigungswinkel der Ebene mit Hilfe eines Elektromotors mit konstanter Geschwindigkeit verändert. Überschreitet der Winkel die Haftreibungskräfte zwischen den Artikeln, rutscht der obere Artikel über die zwei anderen hinweg und bewirkt über einen Schalter das Ausschalten des Antriebsmotors. Der so ermittelte Gleitwinkel ist ein Maß für die Vergütung.

» Schlagfestigkeitsprüfung

(AGR Pendulum Impact Tester)
Mit einem Pendulum Impact Tester wird die Schlagbeanspruchbarkeit der Glasbehälter geprüft. Bei der Attributprüfung werden die Artikel durch einen Stoß des Pendels mit vorgegebenem Schlagimpuls beansprucht. Bei der Variablenprüfung werden die Artikel durch wiederholte Stöße des Pendels mit jeweils gesteigertem Schlagimpuls beansprucht.

Bedingt durch Gewichtsreduzierungen sowie gestiegene Liniengeschwindigkeiten hat die Prüfung der Schlagbeanspruchung von Glasbehältern in den letzten Jahren stark an Bedeutung zugenommen.

» Thermoschockprüfung

Die Thermoschockprüfung wird in einem Prüfgerat mit zwei Wasserbadern, die heißes bzw. kaltes Wasser enthalten, durchgeführt. Die Temperaturdifferen zwischen den beiden Wasserbehältern ist vorgegeben. Die mit heißem Wasser vollgelaufenen Artikel werden mehrere Minuten in einem Heißwasserbecken mit Wasserumwälzung belassen und dann in ein Kaltwasserbecken getaucht.

Nach etwa 10 Sekunden werden die Artikel dem Kaltwasserbecken entnommen und sofort auf Risse und Sprünge untersucht.

» Automatische Prüfung der Maße

(AMD-Messmaschine/INEX Prolaser)

Bei Saint-Gobain Oberland werden folgende Geräte eingesetzt:

1. AMD-Messmaschine
   (Messungen mit Tastern)
2. INEX Prolaser
   (berührungslose Messungen).

Die automatische Prüfung der Maße kann entweder im Prüfraum oder an der Sortierlinie durchgeführt werden.

Eine Formensatz-Stichprobe wird automatisch geprüft auf:

1. Mündungsinnenmaße (Option)
2. Höhe
3. Körperaußendurchmesser
4. Mündungsaußendurchmesser
5. Achsabweichung
6. Planparallelität usw.