JP7220152B2 - Apparatus and method for sterilizing plastic preforms for pre-inspection of plastic preforms - Google Patents
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Description
本発明は、容器とりわけプラスチックプリフォームの処理およびとりわけ滅菌する装置および方法に関する。飲料製造産業の分野で、プラスチックプリフォームを加熱し、続いて変形装置例えばブロー成形機中で吹き込みを行い、プラスチック容器にすることは長らく公知である。この際、応用分野によっては、これらのプラスチックプリフォームないしプラスチック容器を滅菌することが必要である。 The present invention relates to an apparatus and method for processing and especially sterilizing containers, especially plastic preforms. It has long been known in the beverage industry to heat plastic preforms and subsequently blow them in a forming device, such as a blow molding machine, to form plastic containers. Depending on the field of application, it is necessary to sterilize these plastic preforms or plastic containers.
プラスチックプリフォームを滅菌するためには、様々な手法が公知である。したがって、従来技術からは、滅菌のために、プラスチック容器に流体の滅菌媒体、例えば過酢酸または過酸化水素を当てることが長らく公知である。最近では、容器の壁部に、放射線例えば電子線または紫外線を当てる方法も公知になっている。 Various techniques are known for sterilizing plastic preforms. It has therefore long been known from the prior art to subject plastic containers to a fluid sterilization medium, such as peracetic acid or hydrogen peroxide, for sterilization. Recently, it has also become known to expose the walls of the container to radiation, such as electron beams or UV rays.
とりわけ最近では、滅菌の目的で、電子ビームフィンガーをプラスチック容器中に浸し、これを滅菌することが公知になっている。この内側処理においては、線条細工の各電子ビームフィンガーが、プラスチックプリフォームのほぼドーム状部にまで浸されている。ここで欠陥のあるまたは全く誤まったサイズのプラスチックプリフォームが、対応する機械またはモジュールを通って動くと、上述のビームフィンガーが損傷する危険がある。この電子ビームフィンガーは非常に高価であるので、故障時には、経済的損失が非常に大きい。 More recently, for sterilization purposes, it has become known to dip an electron beam finger into a plastic container and sterilize it. In this internal process, each filigree electron beam finger is immersed approximately up to the dome of the plastic preform. Here, there is a risk of damage to the beam fingers mentioned above if a defective or totally incorrectly sized plastic preform is moved through the corresponding machine or module. Since this electron beam finger is very expensive, when it fails, the economic loss is very large.
したがって、本発明の課題は、上述の滅菌装置、およびプラスチック容器を処理するこれ以外の装置についても(とりわけ、プラスチックプリフォーム中に挿入されている部材について)、保護を強化した装置および方法を提供することである。 It is therefore an object of the present invention to provide a device and method with enhanced protection for the sterilization device described above and also for other devices for processing plastic containers, in particular for the parts inserted into the plastic preform. It is to be.
この課題は、本発明によれば独立特許請求項の対象物により達成されている。有利である実施形態およびさらなる構成は、従属請求項の対象物である。 This task is achieved according to the invention by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments and further configurations are subject matter of the dependent claims.
容器およびとりわけプラスチックプリフォームを処理するための本発明による装置は、容器を加熱するのに適していてかつこのために規定されている加熱装置を有する。この際、この加熱装置は、容器を所定の搬送路に沿って搬送する搬送装置を有し、かつ容器を加熱する少なくとも1つの加熱部材を有する。 The apparatus according to the invention for treating containers and in particular plastic preforms has a heating device which is suitable and defined for heating the containers. In this case, the heating device has a conveying device for conveying the container along a predetermined conveying path and at least one heating member for heating the container.
さらに、この装置は、容器の搬送方向中で加熱装置よりも後置されている処理装置を有し、この処理装置は、容器を所定の搬送路に沿って搬送する第2搬送装置を有し、かつ容器の開口を通って少なくとも部分的に容器中に挿入可能である少なくとも1つの処理部材を有する。 Furthermore, the apparatus has a processing device which is positioned behind the heating device in the conveying direction of the containers, and which has a second conveying device for conveying the containers along a predetermined conveying path. and at least one processing member that is at least partially insertable into the container through the opening of the container.
本発明によれば、装置は、容器の搬送装置中(搬送方向中)で、処理装置より前に配置された検出装置を有し、この検出装置は、容器の幾何学的なおよび/または物理的な特性について少なくとも1つの特徴パラメータを決定するのに適していてかつこのために規定されている。 According to the invention, the device has a detection device arranged in the conveying device (in the conveying direction) of the containers and before the processing device, which detects the geometrical and/or physical properties of the containers. suitable for and defined for determining at least one characteristic parameter for a characteristic characteristic.
上で述べたように、この容器は、とりわけプラスチック容器であり、とりわけいわゆるプラスチックプリフォームであり、これは、さらなる作業工程において、好適にはプラスチックボトルに広げられ、とりわけブロー成形されている。 As mentioned above, this container is in particular a plastic container, in particular a so-called plastic preform, which in a further working step is preferably expanded into a plastic bottle, in particular blow-moulded.
この際、有利な場合、物理的とりわけ幾何学的なパラメータの記録は衝突回避のために、すなわち後続の処理部材がプラスチックプリフォームと衝突するのを避けるために役立つ。 In this case, the recording of physical, in particular geometrical, parameters is advantageously used for collision avoidance, ie to prevent subsequent processing elements from colliding with plastic preforms.
したがって、例えば、ビームフィンガーがプラスチックプリフォーム中の規定の深さまで挿入されていることが可能である。特定のプラスチックプリフォームが、目標の長さよりも短い、ないしより小さい長さを有すると確定されている場合には、この特別なプラスチックプリフォームは排除でき、または処理部材(ないし、好適にはプラスチックプリフォーム)の移動を、これに応じて合わせることができる。好適には、棒形状の処理部材をプラスチックプリフォーム中に浸すために、このプラスチックプリフォームはその縦方向に動かされる。 Thus, for example, beam fingers can be inserted to a defined depth in the plastic preform. If a particular plastic preform has been determined to have a length shorter or smaller than the target length, this particular plastic preform can be eliminated or the processing member (or preferably plastic The movement of the preform) can be adapted accordingly. Preferably, the plastic preform is moved in its longitudinal direction in order to dip the rod-shaped treatment member into the plastic preform.
好適には、上述の検出装置は、各プラスチックプリフォーム(および、とりわけその物理的およびとりわけ幾何学的な特性)について特徴的な値を出力する。したがって、例えば検出装置は、プラスチックプリフォーム搬送路の側方に配置可能であり、したがって、例えばプラスチックプリフォームの側方での検査を行いうる。 Preferably, the detection device described above outputs a characteristic value for each plastic preform (and especially its physical and especially geometric properties). Thus, for example, the detection device can be arranged laterally of the plastic preform transport path and thus, for example, can carry out lateral inspection of the plastic preforms.
有利な場合には、変形装置とりわけいわゆるブロー成形機が、処理装置より後置されている。 Advantageously, a deformation device, in particular a so-called blow molding machine, is located downstream of the processing device.
さらなる有利な実施形態では、装置は、さらなる搬送装置を有し、これが、プラスチックプリフォームを、加熱装置から処理装置へと進める。 In a further advantageous embodiment, the apparatus has a further conveying device, which advances the plastic preforms from the heating device to the processing device.
さらなる有利な実施形態では、第2搬送装置、すなわち処理装置の搬送装置は、回転可能な担体を有する。この担体には、好適には複数の処理部材が配置されていて、これらが、プラスチックプリフォーム中に挿入可能である。好適にはこれらの処理部材が、以下により詳細に説明するように、いわゆるビームフィンガーとして形成されていて、このビームフィンガーが、プラスチックプリフォーム中に浸されていることができ、このプリフォームが、内側から放射線を当てられる。 In a further advantageous embodiment, the second transport device, i.e. the transport device of the processing device, has a rotatable carrier. A plurality of treatment elements are preferably arranged on this carrier, which can be inserted into the plastic preform. These processing members are preferably designed as so-called beam fingers, which can be immersed in plastic preforms, as will be explained in more detail below, which preforms are Radiation is applied from the inside.
好適には、この装置は移動装置を有し、この移動装置が、処理部材をプラスチックプリフォーム中に浸す。したがって、例えばリフト装置を設けることができ、このリフト装置がプラスチックプリフォームを持ち上げ(そして、とりわけ、これを縦方向で移動させ)、そしてこのようにして処理部材をプラスチックプリフォーム中に浸すことができる。 Preferably, the apparatus has a displacement device, which submerges the treatment member into the plastic preform. Thus, for example, a lifting device can be provided, which lifts the plastic preform (and, inter alia, moves it in the longitudinal direction) and thus allows the treatment member to be dipped into the plastic preform. can.
好適には、この駆動装置はいわゆるガイドカムであり、これが、曲線ローラと協働し、これにより、プラスチックプリフォームおよび/または処理部材の各移動が達成されている。 Preferably, this drive is a so-called guide cam, which cooperates with curved rollers, by means of which respective movements of the plastic preform and/or the treatment member are achieved.
しかし、処理部材をプラスチックプリフォーム中へ挿入させるためのこれ以外の種類の駆動部も考えられ、これは、例えば電気駆動部、とりわけ位置調整を行うリニアモータ、空気圧式駆動部、油圧式駆動部などである。 However, other types of drives for inserting the treatment member into the plastic preform are also conceivable, for example electric drives, in particular linear motors for positioning, pneumatic drives, hydraulic drives. and so on.
さらなる有利な実施形態では、検出装置は、加熱装置の領域中に配置されていて、とりわけプラスチックプリフォームの搬送路の側方の領域中で配置されている。 In a further advantageous embodiment, the detection device is arranged in the region of the heating device, in particular in the region lateral to the transport path of the plastic pre-forms.
有利な場合には、第1搬送装置は、周回する搬送手段(これは、とりわけ周回する搬送チェーンであるが、必ずしもこれに限らない)を有し、これは、複数の保持装置を備えている。これらの保持装置は、例えば保持クリップでありえ、これらの保持クリップは、プラスチックプリフォームを、その加熱の間保持する。しかし、これ以外に、好適にはこの保持装置は、いわゆるマンドレルでもありえ、これが、プラスチックプリフォームの口部中に挿入可能であり、これらのプラスチックプリフォームを内側から保持する。さらなる有利な実施形態では、この搬送装置は回転装置を有し、この回転装置が、プラスチックプリフォームを、その加熱の間、それ自身の軸の周りで回転させる。 Advantageously, the first conveying device has a circulating conveying means, which is in particular but not necessarily a circulating conveying chain, which comprises a plurality of holding devices. . These holding devices can be, for example, holding clips, which hold the plastic preform during its heating. Alternatively, however, this holding device can also preferably be a so-called mandrel, which can be inserted into the mouth of the plastic pre-forms and holds them from the inside. In a further advantageous embodiment, the conveying device has a rotating device, which rotates the plastic pre-form around its own axis during its heating.
有利であるのは、第1搬送装置が、プラスチックプリフォームを個々に搬送する場合である。 It is advantageous if the first conveying device conveys the plastic pre-forms individually.
さらなる有利な実施形態では、加熱装置は赤外線加熱炉である。有利な場合、検査ないし上述の特徴パラメータの検出は、プラスチックプリフォームの加熱の間に行われる。有利な場合、この検査は、搬送路の半分を超えた搬送路の部分中で行われる。したがって、プラスチックプリフォームは、例えば楕円形の長く伸びた搬送路に沿って進められることができる。さらに、可能でかつ好適であるのは、プラスチックプリフォームが搬送チェーンまたは搬送帯を用いて進められる場合で、この際、この搬送チェーンは2つの方向転換ローラの周りでガイドされている。この方向転換ローラの1つの領域では、検出装置が配置可能である。これ以外に、複数の検出装置を設けることができ、これにより、とりわけプラスチックプリフォームの複数の特性を規定することができる。特に好適には、検出装置ないし検査装置は、可能な限り滅菌装置の近辺に、すなわち移行ユニット34中ではあるが、しかし偏向ユニット42より前にある。
In a further advantageous embodiment, the heating device is an infrared heating furnace. Advantageously, the inspection or the detection of the characteristic parameters mentioned above takes place during the heating of the plastic preform. Advantageously, this inspection is performed in a portion of the transport path that exceeds half of the transport path. The plastic preform can thus be advanced along an elongated transport path, for example of oval shape. Furthermore, it is possible and expedient if the plastic pre-forms are advanced by means of a transport chain or a transport strip, the transport chain being guided around two deflection rollers. In one area of this deflection roller a detection device can be arranged. Besides this, a plurality of detection devices can be provided, with which, among other things, a plurality of properties of the plastic preform can be determined. Particularly preferably, the detection or inspection device is as close as possible to the sterilization device, ie in the
さらなる有利な実施形態では、処理装置は滅菌装置であり、これは、容器の内壁を少なくとも部分的に滅菌するのに適していてかつこのために規定されている。上で述べたように、滅菌装置とは、とりわけ電子線滅菌装置である。この際、上で述べたように、ビームフィンガーを容器中に挿入し、この容器に電子を当てる。 In a further advantageous embodiment, the processing device is a sterilization device, which is suitable and defined for at least partially sterilizing the inner walls of containers. As mentioned above, the sterilizer is, inter alia, an electron beam sterilizer. At this time, as described above, the beam finger is inserted into the container and the electrons are directed at the container.
さらなる有利な実施形態では、処理装置は、容器中に挿入可能なビームフィンガーを有し、これが、出口窓を有し、この出口窓を通って、荷電担体およびとりわけ電子が、処理装置からとりわけ処理部材から出ることができる。この際、好ましくは、このビームフィンガーは、プラスチックプリフォームの周囲壁部の内壁を滅菌するのに適していてかつこのために規定されている。好適には、電子が、電子雲の様式でビームフィンガーの出口窓から出て、このようにして、好ましくはプラスチックプリフォームの上述の周囲壁部に当たる。好適には、この際、このビームフィンガーは、プラスチックプリフォーム中への挿入過程の間でも放射線を放出するのに適していてかつこのために規定されている。 In a further advantageous embodiment, the processing device has a beam finger insertable into the container, which has an exit window, through which the charge carriers and in particular electrons are, in particular processed, out of the processing device. You can get out of the component. In this case, the beam finger is preferably suitable and defined for sterilizing the inner wall of the peripheral wall of the plastic preform. The electrons preferably leave the exit window of the beam finger in the manner of an electron cloud and thus strike the aforementioned peripheral wall of the preferably plastic preform. Advantageously, this beam finger is then suitable and defined for emitting radiation even during the insertion process into the plastic preform.
さらなる好適な実施形態では、この装置は遮蔽装置を有し、この遮蔽装置は、放射線とりわけ電子線および/またはX線が装置から漏れ出るのを防ぐのに適していてかつこのために規定されている。この際、処理装置全体を、放射線を遮蔽する筐体中に収納することが可能である。 In a further preferred embodiment, the device has a shielding device which is suitable and defined for preventing radiation, in particular electron beams and/or X-rays, from escaping from the device. there is In this case, the entire processing apparatus can be housed in a radiation-shielding housing.
さらなる有利な実施形態では、装置はクリーンルームを有し、このクリーンルームが、少なくともプラスチックプリフォームが処理装置を通って搬送されている間に、このプラスチックプリフォームを取り囲む。このクリーンルームは、この際、好適には少なくとも1つの壁部を用いて、周囲からの遮蔽を行っている。これにより、すでに滅菌条件下でプラスチックプリフォームの滅菌を行うことが可能になる。好適には、後置されている変形装置もこの種のクリーンルームを有し、これが、変形時に、プラスチックプリフォームの少なくとも搬送路を取り囲む。 In a further advantageous embodiment, the apparatus has a clean room which surrounds the plastic pre-forms at least during their transport through the processing apparatus. The clean room is then shielded from the surroundings, preferably by means of at least one wall. This makes it possible to carry out the sterilization of the plastic preforms already under sterile conditions. The downstream deformation device preferably also has a clean room of this kind, which surrounds at least the transport path of the plastic pre-forms during deformation.
この際有利であるのは、この出口窓が処理部材ないしビームフィンガーの端部側に配置されている場合である。さらに、好適には、処理装置が、電子を加速する加速装置を有する。さらに、処理部材は、その内側に、真空にすることができる領域を有することができ、その領域の内側で電子が出口窓に達する。さらなる有利な実施形態では、出口窓はチタンから製造されている。 It is advantageous in this case if this exit window is arranged on the end side of the treatment element or beam finger. Furthermore, the processing device preferably has an accelerator for accelerating the electrons. Furthermore, the processing member can have a region inside it which can be evacuated, inside which region the electrons reach the exit window. In a further advantageous embodiment the exit window is made of titanium.
さらなる有利な実施形態では、この装置は、出口窓を冷却する冷却装置を有する。とりわけこの際、この冷却装置は、出口窓に流体の媒体とりわけ冷気を当てる当て装置を有する。 In a further advantageous embodiment, the device has a cooling device for cooling the exit window. In particular, in this case, the cooling device has a contact device that imposes a fluid medium, in particular cold air, on the outlet window.
さらなる有利な実施形態では、特徴パラメータは、容器の長さ、容器の直径、容器の口部の直径、容器の断面の(存在する場合)楕円率、容器の壁厚、容器の内断面、容器の汚れ、容器のクラックの存在、容器の射出点の品質、容器の対称性、容器のその保持装置に対する位置付けおよび容器の湾曲などを含むパラメータ群から選択されている。 In a further advantageous embodiment, the characteristic parameters are the length of the container, the diameter of the container, the diameter of the mouth of the container, the ellipticity of the cross-section of the container (if present), the wall thickness of the container, the inner cross-section of the container, the the presence of cracks in the container, the quality of the injection point of the container, the symmetry of the container, the positioning of the container relative to its holding device and the curvature of the container.
これ以外に、上述のパラメータのいくつかも決定できる。とりわけ決定されるべきパラメータは、後続の処理装置中で、プラスチックプリフォームに対する処理部材の位置とりわけ相対的な位置に関して特徴的であるパラメータである。 Besides this, some of the parameters mentioned above can also be determined. Parameters to be determined in particular are parameters which are characteristic with regard to the position, in particular relative position, of the processing element with respect to the plastic preform in the subsequent processing apparatus.
とりわけ、この際、これらの特徴パラメータを確定することは、後続の滅菌モジュールを損傷から保護するとの目標に役立つ。したがって、例えば加熱装置中で、容器観察側壁を設置することができる。この側壁は、上で述べたように、様々なエラー、例えば、材料中の汚れ、混濁もしくは空気混入およびクラック、差し込みエラー(誤まった差し込み高さまたは斜め方向の差し込み)、斜めに製造されたプラスチックプリフォーム(いわゆるバナナ様プラスチックプリフォーム)、またはプラスチックプリフォームの長さ(これは、例えば種類を交換する場合に重要である)も検出することができる。 Among other things, determining these characteristic parameters then serves the goal of protecting the subsequent sterilization module from damage. Thus, for example, a container viewing side wall can be installed in the heating device. This side wall, as mentioned above, has various errors such as dirt, turbidity or air entrapment and cracks in the material, insertion errors (wrong insertion height or skewed insertion), manufactured at an angle. Plastic preforms (so-called banana-like plastic preforms) or the length of the plastic preform (which is important, for example, when exchanging types) can also be detected.
例えば、検出された値に反応して再プログラミングが行われる場合には、後続の処理部材ないしビームフィンガーを、短すぎるプラスチックプリフォームが設備中に持ち込まれるとの問題から保護することができる。この問題は、種類が交換される際に、比較的しばしば生じる。 For example, if the reprogramming takes place in response to the detected values, subsequent processing elements or beam fingers can be protected from the problem of too short plastic preforms being brought into the installation. This problem occurs relatively often when types are exchanged.
プラスチックプリフォームの内径が小さすぎる場合に、各処理部材ないしビームフィンガーが損傷を受けるとの危険が生じる。これ以外に、プラスチックプリフォームの種類の交換の枠内でも危険が生じうるが、これは、口部は同じであるが、本体が先細りする、ないし内径が先細りする場合に生じうる。 If the inside diameter of the plastic preform is too small, there is a risk that the individual processing elements or beam fingers will be damaged. Besides this, risks can also arise within the context of changing the type of plastic preform, which can occur if the mouth is the same but the body is tapered or the inside diameter is tapered.
この種の危険を予め防ぐためにも、さらに、検出装置が、特徴パラメータとりわけプラスチックプリフォームの側壁の特徴パラメータを記録することも提案する。 In order to prevent such risks in advance, it is also proposed that the detection device records the characteristic parameters, in particular the characteristic parameters of the side walls of the plastic preform.
したがって、例えば透明なまたは部分的に透明なプラスチックプリフォームを、その壁部に陰影をかけてその内径を割り出すないしこれを検査することが可能である。内径が下回る場合、すなわち、プラスチックプリフォームの内径とビームフィンガーとの間に間隙がもはやない場合、このプラスチックプリフォームは、欠陥のあるまたは誤まって配置された物であると結論付ける。このプリフォームは例えば処理装置より前に、プラスチックプリフォーム流から除去できる。 Thus, for example, it is possible to determine or inspect the inside diameter of a transparent or partially transparent plastic preform by shading its walls. If the inner diameter is below, ie there is no longer a gap between the inner diameter of the plastic preform and the beam finger, we conclude that the plastic preform is defective or misplaced. This preform can be removed from the plastic preform stream, for example, prior to processing equipment.
このようにして、全体として処理部材を損傷しないよう保護することができる。機械の安全性を高めることもできる。これ以外に休止期間をなくすないし少なくすることもできる。 In this way, the processing element as a whole can be protected from damage. Machine safety can also be enhanced. Alternatively, the pause period can be eliminated or reduced.
これ以外に従来すでに公知である検査システムを適用することも可能である。 In addition to this, it is also possible to apply a conventionally known inspection system.
さらなる有利な実施形態では、装置は、処理装置を制御する制御装置を有し、この制御装置が、好ましくは処理装置を、検出装置により計測された値のうちの少なくとも1つに基づいても制御する。このようにして、例えばなんらかの形で欠陥のあるプラスチックプリフォームの出現ないし検出時に、このプラスチックプリフォームを排除することができる。後続の処理部材の対応する持ち上げ移動を合わせることもできる。これ以外に機械の停止をトリガーすることもできる。 In a further advantageous embodiment, the device comprises a control device for controlling the processing device, which preferably also controls the processing device on the basis of at least one of the values measured by the detection device. do. In this way it is possible, for example, to reject plastic pre-forms when they appear or are detected to be defective in some way. Corresponding lifting movements of subsequent processing members can also be coordinated. Besides this, it can also trigger a stop of the machine.
さらなる有利な実施形態では、装置は、加熱装置と処理装置との間に配置されている排除装置を有し、この排除装置は、少なくともいくつかの容器を容器の搬送から排除するのに適していてかつこのために規定されている。 In a further advantageous embodiment, the device has a rejection device arranged between the heating device and the processing device, which rejection device is suitable for rejecting at least some containers from the container transport. And it is specified for this purpose.
さらなる有利な実施形態では、検出装置は、容器に放射線を当てる放射装置を有する。これ以外に容器により影響を受けた放射線を受信する受信装置が設けられている。このようにして、例えば、容器を反射光線法または透過光線方法を用いて計測することが可能である。有利であるのは、検出装置がプラスチックプリフォームを非接触で計測する場合である。 In a further advantageous embodiment, the detection device comprises a radiation device for irradiating the container. In addition, a receiving device is provided for receiving the radiation affected by the container. In this way it is possible, for example, to measure the container using reflected or transmitted light methods. It is advantageous if the detection device measures the plastic preform contactlessly.
最も広い意味合いでは、したがって、検出装置は光学検出装置でありうる。したがって、例えば検出装置が画像撮影装置を有し、これが、検出されているべき容器の画像を撮影することが可能である。この際、この画像撮影装置は、例えばプラスチックプリフォームを透過する放射線を検出することができる。しかし、これ以外に反射光計測を行うことも可能である。 In the broadest sense, the detection device can thus be an optical detection device. Thus, for example, the detection device may have an image capture device, which captures an image of the container to be detected. In this case, the imaging device can, for example, detect radiation that penetrates plastic preforms. However, it is also possible to perform reflected light measurement besides this.
さらなる有利な実施形態では、検出装置は、容器において、干渉法計測、赤外光を用いた計測、共焦点計測、空間分解能撮像を行う計測、テレセントリック計測、壁厚計測およびこれらの計測バリエーションの組み合わせを含む計測群から選択された計測を実施するのに適していてかつこのために規定されている。 In a further advantageous embodiment, the detection device performs interferometric measurements, measurements with infrared light, confocal measurements, measurements with spatial resolution imaging, telecentric measurements, wall thickness measurements and combinations of these measurement variants in the container. suitable for and defined for performing measurements selected from a group of measurements including
干渉法計測では、とりわけ容器の壁厚を決定することができる。したがって、光を光源から、容器の透明の壁部に実質的に垂直に向けることが可能である。この際、この光線は、連続スペクトルを有することができる。この光線の一部は、壁部の外側表面で反射され、一部は内側壁部表面で反射される。干渉法センサーを用いて、第1反射光線と第2反射光線との重畳により生じる干渉を、計測することができる。この干渉は、結果としてすなわち、周波数の関数として光の強度の周期的な変化を導き出す。この変動は、この際、容器の壁部の厚さに比例する周期を有しうる。 Interferometry makes it possible, inter alia, to determine the wall thickness of the container. Thus, it is possible to direct light from the light source substantially perpendicular to the transparent wall of the container. This ray can then have a continuous spectrum. Part of this ray is reflected from the outer surface of the wall and part is reflected from the inner wall surface. An interferometric sensor can be used to measure the interference caused by the superposition of the first reflected light beam and the second reflected light beam. This interference leads, as a result, to periodic variations in the intensity of the light as a function of frequency. This variation can then have a period proportional to the thickness of the wall of the container.
さらなる可能な方法では、中空体ないしプラスチックプリフォームの射出点の芯立て試験も行われうる。この目的のために、例えばプラスチックプリフォームは、下方から照射可能であり、とりわけ容器の縦方向で、容器の上方で、画像撮影装置、例えばカメラが配置されていることができ、このカメラが、対応する画像を撮影する。 In a further possibility, a centering test of the injection point of hollow bodies or plastic preforms can also be carried out. For this purpose, for example, the plastic preform can be illuminated from below, and above the container, in particular in the longitudinal direction of the container, an image recording device, for example a camera, can be arranged, which camera Take the corresponding image.
これ以外に、テレセントリック計測を行うこともできる。この際、光源と、とりわけ光源の光を集束させる光屈折部材とを設けることができる。これ以外に、カメラが設けられていて、これが、透明体およびとりわけ容器の画像を撮影する。この際、とりわけ観察されるべき透明な容器を透視する。光源と検出装置例えばカメラとの間の光路中には、レンチキュラーを採用することができる。このようにして例えばレンズラスタ画像、すなわち、非常に小さい光学レンズを用いて撮影可能な画像を撮影することができる。 Alternatively, telecentric measurements can be made. In this case, a light source and, in particular, a light-refracting member for focusing the light of the light source can be provided. Besides this, a camera is provided, which takes images of the transparency and especially of the container. In this case, inter alia, the transparent container to be observed is seen through. A lenticular can be employed in the optical path between the light source and the detector, such as a camera. In this way, for example, lens raster images can be captured, ie images that can be captured with very small optical lenses.
この種のレンチキュラーを使用することにより、確かに、点状の光源はわずかにより広くなるが、光路は散乱せず、その強く方向付けられた特徴を維持する。このようにして、以前と同様に「ハードライト」を計測用に、とりわけ壁厚計測用に用いることができる。これにより、均一に照射されている物体領域を得ることも可能であり、この場合、コントラストは実質的に検査されているべき物体による影付けにより生じ、さらに、テレセントリック光路の利点を維持することも可能である。これ以外に、第1レンチキュラー以外に、第2レンチキュラー、とりわけ、第1レンチキュラーシステムに対して垂直であるようなシリンダーレンズシステムである第2レンチキュラーを用いることもできる。 By using this kind of lenticular, the point light source is indeed slightly wider, but the light path is not scattered and maintains its strongly directed character. In this way, the "hard light" can be used for metrology, in particular for wall thickness measurement, as before. This also makes it possible to obtain uniformly illuminated object areas, in which case the contrast is substantially caused by shadowing by the object to be examined, and still retains the advantages of a telecentric optical path. It is possible. Alternatively, besides the first lenticular, it is also possible to use a second lenticular, in particular a cylindrical lens system, which is perpendicular to the first lenticular system.
さらなる好適な実施形態では、共焦点計測を行うことも可能である。したがって、例えば色収差が補正されていない対物レンズを使用して計測を行うことも可能である。この際、容器の壁厚を、反射信号の周波数の差異を評価することにより導き出すことが可能である。この際、第1周波数の放射線が容器の外側表面から反射し、第2周波数の放射線が、容器の内側表面から反射されうる。各周波数の差は、異なって規定された壁厚に割り当てられうる。 In a further preferred embodiment it is also possible to perform confocal measurements. Therefore, for example, it is also possible to perform the measurement using an objective lens whose chromatic aberration is not corrected. The wall thickness of the container can then be derived by evaluating the difference in the frequencies of the reflected signals. Radiation of a first frequency can then be reflected from the outer surface of the container and radiation of a second frequency can be reflected from the inner surface of the container. Each frequency difference can be assigned a differently defined wall thickness.
この方法では、したがって、容器の壁厚は、反射信号の周波数の差異を評価することにより導き出されている。この際、この種の容器の壁厚の計測は、複数の異なる高さレベルで行われ、したがって、プラスチック容器、およびとりわけプラスチックプリフォームの壁厚が変化するか否かを確定することも可能である。 In this method, the wall thickness of the vessel is therefore derived by evaluating the difference in the frequencies of the reflected signals. In this case, measurements of the wall thickness of such containers are carried out at different height levels, so that it is also possible to establish whether the wall thickness of the plastic container, and in particular of the plastic preform, changes. be.
これ以外に、とりわけ壁厚を赤外計測ないし熱計測を用いて計測することも可能である。この計測では、まず赤外光をプラスチックプリフォーム上に照射し、続いて容器を通過する赤外光の割合を検出する。この割合は、対応する電気信号に変換することができる。マイクロプロセッサは、この電気信号を記憶された情報と比較し、このようにして容器の壁厚のサイズを出力する。 Besides this, it is also possible, inter alia, to measure the wall thickness using infrared measurements or thermal measurements. In this measurement, infrared light is first projected onto the plastic preform and then the percentage of infrared light passing through the container is detected. This ratio can be converted into a corresponding electrical signal. The microprocessor compares this electrical signal with stored information and thus outputs the size of the container wall thickness.
さらなる好適な方法では、上で述べたように、後続のモジュール、とりわけ処理装置、妥当な場合には後ろに接続されたブロー成形装置も制御するために、上述のデータを用いる。したがって、好適には導き出されたパラメータないし検出された値は、制御のために転送されている。例えばマンドレル上に配置されたプラスチックプリフォームが非円形状であること、または、例えば狭窄部分ないし断面変形などの輪郭などのさらなる座標を転送することも可能である。どの深さまでこの種の変化が生じるのかを確定することもできる。 A further preferred method uses the above data, as mentioned above, to control subsequent modules, in particular a processing device and, if applicable, also a downstream blow molding device. Therefore, preferably derived parameters or detected values are transferred for control purposes. It is also possible to transfer further coordinates, for example the non-circular shape of the plastic preforms placed on the mandrel, or contours, for example constrictions or cross-sectional deformations. It is also possible to establish to what depth this type of change occurs.
さらなる特に好適な方法では、どのプリフォームの幾何学形状がどの搬送マンドレルに関連付けられるかが確定されている。換言すれば、好適には、特定のエラーは、特定のプラスチックプリフォームにのみ割り当てられるのではなく、これらのプラスチックプリフォームを保持する保持装置にも割り当てられる。これにより、一方では、1つの同じ加熱マンドレルにおいて繰り返し生じるエラーが確定され、他方では下流にある検査ユニットとの相関ができうる。これにより、完成した容器を出発材料(加熱プリフォーム)と比較する帰還の可能性が得られうる。したがって、動作時には、いずれの出発材料が、まさに正確に製造された容器に至るのかを確定するための洗練された解決方法が得られる。 In a further particularly preferred method it is established which preform geometry is associated with which transport mandrel. In other words, a specific error is preferably assigned not only to specific plastic pre-forms, but also to the holding devices holding these plastic pre-forms. This allows, on the one hand, the determination of repeated errors in one and the same heating mandrel and, on the other hand, a correlation with downstream inspection units. This may provide the possibility of feedback comparing the finished container with the starting material (heated preform). Thus, in operation, an elegant solution is obtained for determining which starting material exactly leads to the correctly manufactured container.
さらなる有利な実施形態では、この装置は、さらなる検出装置と、とりわけ検査ユニットとを有するが、これは、有利である場合、プラスチックプリフォームの搬送方向で、処理装置の後ろに配置されている。この種のさらなる検出装置は、例えば、プラスチックプリフォームをプラスチック容器に変形させる変形装置の出口に設けられていることができる。 In a further advantageous embodiment, the apparatus has a further detection device and in particular an inspection unit, which is advantageously arranged behind the processing device in the conveying direction of the plastic pre-forms. A further detection device of this kind can be provided, for example, at the outlet of a transformation device for transforming plastic preforms into plastic containers.
特に有利であるのは、したがって、エラーが炉(加熱マンドレル)中で生じるのか、またはブローキャビティ中で生じるのかを区別する可能性を提供することができる点である。 It is therefore particularly advantageous to be able to offer the possibility of distinguishing whether the error occurs in the furnace (heating mandrel) or in the blow cavity.
さらに、例えば、プラスチックプリフォームの長さを、例えば、超音波検知器などの計測装置、または口部直径を決定するための計測装置を用いて決定することも可能であろう。最も単純な場合では、例えば処理装置中にバネで付勢されたフィンガーがあり、これが、プラスチックプリフォームが短すぎる場合には、設備をオフするスイッチを備えていることができる。同様に、指示書に合わないプラスチックプリフォームを、光バリアまたはロッカースイッチを備えたスイッチを介して確定することもできる。 Furthermore, it would be possible, for example, to determine the length of the plastic preform using a metrology device, for example an ultrasonic detector, or a metrology device for determining the mouth diameter. In the simplest case, for example, there is a spring-loaded finger in the processing equipment, which can be equipped with a switch to turn off the equipment if the plastic preforms are too short. Similarly, non-compliant plastic preforms can be determined via a switch with a light barrier or rocker switch.
さらなる検出すべきかもしれないデータは、例えば、支持リングまでのプラスチックプリフォームの高さ、支持リングより下方の高さ、円錐端部の壁厚、プラスチックプリフォームのドーム状部の領域中の壁厚、首部の始め部分の断面、ドーム状部分の外側断面、内側断面などの幾何学的な特性でもありえる。これ以外にプラスチックプリフォームの口部のデータも計測することができ、これらは、例えば、支持リングの断面、口部におけるノッチの深さ、口部の高さ、口部の内側断面、口部のノッチ高さ、支持リング高さ、支持リング迫台の高さなどである。 Further data that may be detected are, for example, the height of the plastic preform up to the support ring, the height below the support ring, the wall thickness at the end of the cone, the wall thickness in the area of the dome of the plastic preform. It can also be a geometrical characteristic such as thickness, cross-section at the beginning of the neck, outer cross-section of the domed portion, inner cross-section. Besides this, it is also possible to measure the mouth data of the plastic preform, these are, for example, the cross-section of the support ring, the depth of the notch in the mouth, the height of the mouth, the internal cross-section of the mouth, the mouth notch height, support ring height, support ring abutment height, etc.
本発明は、さらに、容器およびとりわけプラスチックプリフォームを処理する方法に向けられている。この方法では、容器を加熱装置で加熱し、この加熱の間に、容器を少なくとも一時的に第1搬送装置を用いて搬送し、続いて、この容器を、容器の搬送方向で加熱装置よりも後置されている処理装置で処理し、この処理装置が、第2搬送装置を有し、この第2搬送装置が、容器を所定の搬送路に沿って搬送し、かつ、容器の開口を通って少なくとも部分的に容器中に挿入されている少なくとも1つの処理部材を有し、好適にはこの処理装置は、容器の少なくとも1つの壁部を滅菌する。 The present invention is further directed to methods of processing containers and, in particular, plastic preforms. In this method, the container is heated with a heating device, during this heating the container is at least temporarily transported by means of a first transport device, and subsequently the container is moved in the transport direction of the container further than the heating device. In a downstream processing device, the processing device has a second conveying device which conveys the containers along a predetermined conveying path and through the openings of the containers. and at least one processing member inserted at least partially into the container, preferably the processing device sterilizes at least one wall of the container.
本発明によれば、容器の搬送方向中、処理装置より前に配置された検出装置を用いて、容器の物理的とりわけ幾何学的な特性についての少なくとも1つの特徴パラメータを決定する。 According to the invention, at least one characteristic parameter of the physical, in particular geometrical properties of the container is determined with the aid of a detection device arranged in the conveying direction of the container before the processing device.
好適な方法によれば、処理装置は、容器の少なくとも1つの壁部を滅菌するために、この壁部とりわけ容器の内側壁部に電荷担体を当てる。 According to a preferred method, the treatment device applies charge carriers to at least one wall of the container, in particular the inner wall of the container, in order to sterilize this wall.
さらなる利点および実施形態は、添付の図面から明らかである。 Further advantages and embodiments are evident from the accompanying drawings.
図1は、容器を処理するための本発明による装置1の概略図である。この装置は、供給装置32(例えば、星型供給部)を有し、これは、プラスチックプリフォーム10を、全体に対して符号2を付けた加熱装置に供給する。この際、この加熱装置2は、搬送装置22を有し、これに対して、プラスチックプリフォームを保持するための複数の保持装置24が配置されている。この保持装置は、この際、上で述べたように保持用マンドレルとして実施可能で、これらが容器の口部中に挿入可能である。
FIG. 1 is a schematic representation of an
ここで、この搬送装置22は、この場合には楕円形で周回する搬送チェーンを有する。この搬送チェーンは、この際(不図示の)2つの方向転換ホイールの周りに設けられている。右の方向転換ホイールの領域では、検出装置4が設けられていて、これは、プラスチックプリフォーム10の幾何学的な特性を決定するのに適していてかつこのために規定されている。
Here, this transport device 22 has a transport chain which in this case is elliptical and runs around. This transport chain is then arranged around two deflection wheels (not shown). In the area of the right deflection wheel a
参照符号26は、加熱装置ないし加熱部材に関連していて、これは、プラスチックプリフォームの加熱に適していてかつこのために規定されている(わかりやすくするために、2つの加熱部材のみを図示しているが、好適には多数のこの種の加熱部材がプラスチックプリフォームの搬送路に沿って設けられている)。加熱装置2により加熱されたプラスチックプリフォームは、続いて排出装置34(これは、さらなる星型搬送部である)を介して、処理装置6へと移送されている。この処理装置6は、上で述べたようにプラスチックプリフォームを滅菌するために役立つ。
欠陥があるとして分類されたプラスチックプリフォームは、偏向装置42を用いて、プラスチックプリフォームの搬送流から排除されうる。
Plastic preforms classified as defective can be removed from the conveying stream of plastic preforms using a
処理装置6も、回転可能な担体62を有し、その外周には複数の処理装置64が配置されている。この処理装置は、この際それぞれ処理部材66を有し、これらが、プリフォームの口部を通ってこの内部中に挿入可能である。
The
上で述べたように、これらの処理部材は、放射線放射体であって、プラスチックプリフォームの内部で、その内壁に電子を当てる。 As mentioned above, these processing members are radiation emitters that, within the plastic preform, impinge on the inner walls thereof.
参照符号38は、さらなる搬送装置の符号であり、この搬送装置により、すでに滅菌されたプラスチックプリフォームが滅菌装置6から排出される。
参照符号8は、変形装置の符号であり、これは、加熱され滅菌されたプラスチックプリフォームをプラスチックボトルに変形する。この際、この変形装置は複数の変形ステーションを有しえ、これらも、回転可能な担体82に配置されていて、かつしたがって、この担体によりこれも同様に円形の搬送路に沿って搬送されうる。参照符号39は、さらなる搬送装置の符号であり、これはとりわけさらなる星型搬送部であるがこれに限られず、形成された容器を変形装置から排出する。
参照符号84は、さらなる検出装置の符号であり、これは、とりわけ製造されたプラスチック容器の特性値を検出するのに適していてかつこのために規定されている。この際、このさらなる検出装置により測定されるデータも同様に、先行するアセンブリを制御するために用いることが可能だろう。このさらなる検出装置は、例えば、変形装置8の出口に配置可能である。しかし、このさらなる検出装置84は、後続のアセンブリ、例えば、後続の搬送装置に配置されていることも考えられうるであろう。
参照符号50は、設備全体の制御に役立つ中央制御装置の符号である。この中央制御装置50は、例えば検出装置4から、個々のプラスチックプリフォームにとって特徴的であるデータないし座標を得る。この際、これらのデータは、各個々のプラスチックプリフォームについて規定されている。
さらに、この制御装置は、制御ユニット56を介してブロー成形機8を制御し、制御ユニット52を介して加熱装置2を制御し、制御ユニット54を介して処理装置6を制御する。このようにして、例えば、特定の欠陥のあるプラスチックプリフォームが確認された場合、このプリフォームを方向転換するか、または処理装置6において、棒状体66(これは、上述の処理部材である)のプラスチックプリフォームの内側中への移動が修正されうる。
Furthermore, this control device controls the
図2aおよび2bは、プラスチックプリフォームの2つの図を示す。幾何学的な関連で複数のパラメータを計測可能で、例えば、ねじ山の領域中での口部直径Di1、口部の下方の口部直径Di2、底面ドーム状部の領域中での口部直径Di3、支持リングの下方の口部直径Di4、または口部縁部の直径DMなどが計測可能である。これ以外に、壁厚、例えば周囲壁部の壁厚WU、または底部領域の壁厚WBも計測可能である。これ以外に、底面ドーム状部の高さHKも計測可能であり、または、プラスチックプリフォームが例えば棒状の部材を収容するまでの、ないし棒状の部材がプラスチックプリフォーム10中に沈み込む点までの高さHEも計測可能である。
Figures 2a and 2b show two views of a plastic preform. Several parameters can be measured in geometrical relation, e.g. mouth diameter D i1 in the area of the thread, mouth diameter D i2 below the mouth, mouth in the area of the bottom dome The mouth diameter D i3 , the mouth diameter D i4 below the support ring, or the mouth edge diameter D M can be measured. Besides this, it is also possible to measure the wall thickness, for example the wall thickness W U of the peripheral wall or the wall thickness W B of the bottom region. Besides this, the height H K of the bottom dome can also be measured, or until the plastic preform accommodates, for example, a rod-shaped member or until the rod-shaped member sinks into the
本出願人は、本出願書面中で開示された全ての特徴を、個々にまたは組み合わせとして従来技術に対して新規である限り、発明に本質的であるとして請求することを留保する。さらに、個々の図中で、それ自体有利でありえる特徴も説明したことも指摘する。当業者は、ある図中に記載された特定の特徴が、この図のさらなる特徴を引き継ぐことなく有利でありえることを直接認識する。さらに、当業者は、利点は、複数の個々のまたは異なる図中に示された特徴の組み合わせからも明らかであることを認識する。 Applicant reserves the right to claim as essential to the invention all features disclosed in the present application to the extent that they are novel over the prior art, either individually or in combination. Furthermore, it is pointed out that in the individual figures also features have been described which may themselves be advantageous. Those skilled in the art will directly recognize that certain features described in one figure can be advantageous without carrying over further features of that figure. Furthermore, those skilled in the art will recognize that advantages are apparent from the combination of features shown in several individual or different figures.
1 装置
2 加熱装置
4 検出装置
6 滅菌装置
8 変形装置、ブロー成形機
10 プラスチックプリフォーム
22 搬送装置
24 保持装置
26 加熱装置ないし加熱部材
32 供給装置
34 排出装置
38、39 搬送装置
42 偏向装置
50 中央制御装置
52 加熱装置2用の制御ユニット
54 処理装置6用の制御ユニット
56 ブロー成形機8用の制御ユニット
62 回転可能な担体
64 処理装置
66 処理部材
82 回転可能な担体
84 さらなる検出装置
DI1 口部領域中の口部直径
DI2 口部下方の口部直径
DI3 底面ドーム状部の領域中の口部直径
DI4 支持リング下方の口部直径
HE プラスチックプリフォームが棒状の部材を収容までの高さ
HK 底面ドーム状部の高さ
WB 底部領域中の壁厚
WU 周囲壁部の壁厚
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
前記容器(10)を加熱するのに適していてかつこのために規定されている加熱装置(2)であって、前記加熱装置(2)は、前記容器(10)を所定の搬送路に沿って搬送する搬送装置(22)を有し、かつ前記容器(10)を加熱する少なくとも1つの加熱部材(26)を有する、加熱装置(2)を備え、
前記容器(10)の搬送方向中で前記加熱装置(2)よりも後置されている処理装置(6)であって、前記処理装置(6)は、前記容器(10)を所定の搬送路に沿って搬送する第2搬送装置(62)を有し、かつ前記容器(10)の開口を通って少なくとも部分的に前記容器(10)中に挿入可能である少なくとも1つの処理部材(64)を有し、前記処理装置(6)は、とりわけ前記容器の内壁を少なくとも部分的に滅菌するのに適していてかつこのために規定されている滅菌装置である、処理装置(6)を備えた装置において、
前記装置(1)は、前記容器(10)の搬送方向中で、前記処理装置(6)より前に配置された検出装置(4)を有し、前記検出装置は、前記容器(10)の幾何学的な特性についての少なくとも1つの特徴パラメータを決定するのに適していてかつこのために規定されており、
前記特徴パラメータは、前記容器(10)の長さ、前記容器(10)の直径、前記容器(10)の口部の直径、前記容器(10)の壁厚の断面の楕円率、前記容器(10)の対称性、および前記容器(10)の湾曲を含むパラメータ群から選択されていることを特徴とする、装置。 An apparatus (1) for processing containers (10), in particular plastic preforms (10), comprising:
A heating device (2) suitable for and defined for heating said containers (10), said heating device (2) moving said containers (10) along a predetermined conveying path. a heating device (2) comprising a conveying device (22) for conveying the container (10) and having at least one heating element (26) for heating the container (10);
A processing device (6) located downstream of the heating device (2) in the transport direction of the container (10), the processing device (6) moving the container (10) along a predetermined transport path. at least one processing member (64) having a second conveying device (62) for conveying along and insertable at least partially into said container (10) through an opening of said container (10) and said processing device (6) comprises a processing device (6) which is a sterilization device suitable and defined for, inter alia, for at least partially sterilizing the inner wall of said container in the device,
Said apparatus (1) comprises a detection device (4) arranged in front of said processing device (6) in the transport direction of said containers (10), said detection device suitable for and defined for determining at least one characteristic parameter of a geometric property ,
The characteristic parameters are the length of the container (10), the diameter of the container (10), the diameter of the mouth of the container (10), the ellipticity of the cross section of the wall thickness of the container (10), the container ( 10) and is selected from a group of parameters including the symmetry of 10) and the curvature of said container (10) .
前記容器(10)を加熱装置(2)で加熱し、
この加熱の間に、前記容器を少なくとも一時的に第1搬送装置(22)を用いて搬送し、
続いて、前記容器を、前記容器(10)の搬送方向で前記加熱装置(2)よりも後置されている処理装置(6)で処理し、
前記処理装置が、第2搬送装置(62)を有し、前記第2搬送装置が、前記容器(4)を所定の搬送路に沿って搬送し、かつ、前記処理装置が、前記容器(10)の開口を通って少なくとも部分的に前記容器(10)中に挿入されている少なくとも1つの処理部材(66)を有し、前記処理装置(6)は、前記容器(10)の少なくとも1つの壁部を滅菌する方法において、
前記容器(10)の搬送方向中、前記処理装置(6)より前に配置された検出装置(4)を用いて、前記容器の物理的とりわけ幾何学的な特性についての少なくとも1つの特徴パラメータを決定し、
前記特徴パラメータは、前記容器(10)の長さ、前記容器(10)の直径、前記容器(10)の口部の直径、前記容器(10)の壁厚の断面の楕円率、前記容器(10)の対称性、および前記容器(10)の湾曲を含むパラメータ群から選択されることを特徴とする、方法。 A method of treating containers (10) and in particular plastic preforms (10), comprising:
heating the container (10) with a heating device (2);
During this heating, the container is at least temporarily transported using a first transport device (22);
Subsequently, the container is treated in a treatment device (6) located behind the heating device (2) in the conveying direction of the container (10),
The processing device has a second transport device (62), the second transport device transports the container (4) along a predetermined transport path, and the processing device transports the container (10 ) at least partially inserted into said container (10) through an opening of said container (10), said processing device (6) being connected to at least one of said containers (10). A method of sterilizing a wall comprising:
At least one characteristic parameter about the physical, in particular geometric properties of the container is determined by means of a detection device (4) arranged in the transport direction of the container (10) before the processing device (6). decide and
The characteristic parameters are the length of the container (10), the diameter of the container (10), the diameter of the mouth of the container (10), the ellipticity of the cross section of the wall thickness of the container (10), the container ( 10) and the curvature of said container (10) .
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