CN118044986A - 用于填充胶囊的胶囊填充机器以及操作该机器的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于填充胶囊的胶囊填充机器，胶囊具有两个胶囊部分，即胶囊上部和胶囊下部，胶囊填充机器包括：输送装置；至少一个填充站；至少一个工作站，其用于以胶囊上部闭合已填充的胶囊下部并运输已填充且完全接合的胶囊，工作站包括闭合元件，其能够沿着接合轴线移动并由闭合驱动装置驱动，闭合元件与已填充的胶囊下部的下端面配合，工作站还包括与胶囊上部的上端面配合的对位保持器，对位保持器能够至少在已填充的胶囊下部与胶囊上部之间的接合路径的最后部分布置在止动区域中，当沿着接合轴线观察时，止动区域与输送区域之间由运输区域间隔开，运输区域中布置有运输套管，运输套管在输送区域之外将已填充且完全接合的胶囊固定并运输走。

Description

用于填充胶囊的胶囊填充机器以及操作该机器的方法

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1序言部分的特征的胶囊填充机器。

背景技术

前言中提到的那种胶囊填充机器已在DE2830849A1和US3534526A中公开。

发明内容

据此，本发明的目的是具体说明一种可供选择的胶囊填充机器。

本发明通过以下方式实现了这一目的：对位保持器至少在已填充的胶囊下部和胶囊上部之间的接合路径的最后部分，能够布置或被布置在止动区域中，当沿着接合轴线观察时，该止动区域通过运输区域的设置与输送区域间隔开，其中，用于在输送区域之外将已填充且完全接合的胶囊固定并运输走的运输套管被布置在运输区域中。

由于止动区域与输送区域之间的间距，可以将居间的空间用作运输区域，特别是在运输区域内设置运输套管。

在止动区域中布置对位保持器还与将最后的接合路径从输送区域(如现有技术中实施的那样)移至运输区域有关。由于已填充且完全接合的胶囊可以固定在运输套管中，这就允许在接合路径的最后部分之后立即运输已填充且完全接合的胶囊，特别是无需进一步移动闭合元件和/或对位保持器。

在一个优选的实施例中，运输区域的高度在输送区域与止动区域之间测量，其至少相当于已填充且完全接合的胶囊的长度。因此，可以确保整个完全接合的胶囊都能被送入运输区域，并能特别安全地将胶囊送出运输区域。特别是可以防止胶囊受到损坏(例如，胶囊在输送区域附近的表面上被拖动)。

如果对位保持器可以沿着接合轴线移动，并在输送区域和/或运输区域作用于胶囊上部的上端面，则更为理想。在胶囊上部和下部的接合开始时，即胶囊下部最初插入胶囊上部时，胶囊上部有可能被胶囊下部以不受控制的方式移动，从而，例如，胶囊下部与胶囊上部一起或在胶囊上部内倾斜。由于对位保持器在输送区域和/或运输区域的运动，在输送区域和/或运输区域的胶囊上部已经受到对位保持器的作用力，该作用力的方向与闭合元件的运动方向相反，确保胶囊下部正确插入胶囊上部。

在接合过程中，胶囊上部通过对位保持器的配合表面受到与闭合元件运动方向相反的力。

特别优选地，布置在输送区域或运输区域的对位保持器可以通过闭合元件的运动移动到止动区域，该运动通过胶囊上部和下部传递到对位保持器。这可能会简化对对位保持器移动的控制。在最简单的情况下，只需控制对位保持器从止动区域向运输区域或输送区域的运动方向，就可以控制对位保持器可能需要的运动。但是，对位保持器可以被动地沿着反向运动方向返回止动区域，并可通过闭合元件进行控制。

如果对位保持器对胶囊上部的上端面施加与闭合元件运动方向相反的力，则更为理想。这种力有助于胶囊上部与胶囊下部的接合过程。

如果闭合驱动装置设计成使得闭合元件沿着接合轴线运动，从最初与已填充的胶囊下部的下端面接触开始，直到完成接合路径的最后部分，其间没有中断和停止，则更为理想。这就简化了对闭合元件运动的控制，因为只需沿着接合轴线确定闭合元件的初始位置和终点位置。此外，无中断和停止的运动缩短了胶囊上部和下部接合所需的时间。

特别优选地，胶囊上部接收器具有用于接收和保持胶囊上部的保持区域，以及面向胶囊下部接收器的用于接收和引导胶囊下部的引导区域。通过保持区域，可确保胶囊上部在胶囊上部接收器中安全、可重复地定位。在胶囊下部沿着接合轴线移动的过程中，引导区域用于相对于胶囊上部引导和定位胶囊下部。特别是，通过在引导区域内对胶囊下部的侧向支撑，可以防止胶囊下部相对于接合轴线的倾斜。

特别是，如果胶囊上部接收器的保持区域由环形凸起限定，胶囊上部的环形边缘能够被该环形凸起支撑，则更为理想。环形凸起代表了在重力作用下，将胶囊上部放置在保持区域内一个明确且可重复的位置的简单可能性。

另外，当沿着接合轴线观察时，如果胶囊上部接收器引导区域的长度至少相当于胶囊下部长度的30％、优选地至少相当于胶囊下部长度的70％、特别是至少相当于胶囊下部长度的100％，则更为理想。较长的引导区域可改善对胶囊下部的引导，因为较大比例的胶囊下部可在引导区域内被接收和引导。

一个优选的实施例设置成胶囊上部接收器具有槽壁。由于在胶囊上部和下部连接过程中胶囊上部和下部所包围的容积减小，胶囊内部会形成过大的压力。因此，胶囊中所含的介质(特别是气体介质)会从胶囊中流出，积聚在胶囊上部的接收器中，从而在胶囊上部的接收器中形成过大的压力。槽壁可确保将移出的介质从胶囊上部接收器排出，从而特别防止因压力过大而导致胶囊上部意外移动和/或弹出。

特别优选地，胶囊上部接收器和胶囊下部接收器被配置成可插入输送装置的规格部件。胶囊上部接收器和胶囊下部接收器的尺寸特别适合特定的胶囊尺寸。可插入式部件允许在不同尺寸的胶囊之间进行简单快速的更换。

特别是，输送装置优选地配置成盘状，输送驱动装置驱动输送装置绕输送装置的旋转轴线运动。这样就能确保胶囊填充机器的结构特别节省空间和高效。

如果运输套管是运输装置的一部分，特别是作为分拣装置来配置，则更为理想。这样可以在胶囊上部和下部接合后立即将完全接合的胶囊从运输区域运输出去。如果运输装置被配置成分拣装置，则可以在生产过程中以简单的方式(按合格/缺陷进行分拣)移除填充和/或接合不正确的胶囊。

在一个优选的实施例中，运输装置具有运输元件和运输驱动装置，运输驱动装置驱动运输元件绕运输元件轴线运动，运输元件轴线在一定范围内偏离输送装置。特别是，运输套管是运输元件的一部分，因此可以节省空间，并有效地构造运输装置。通过运输驱动装置，可以使运输元件绕运输元件轴线的运动与输送装置绕输送装置旋转轴线的运动相适应。

导言中提到的目的还可以通过一种操作胶囊填充机器的方法来实现，该方法包括从属方法权利要求的特征。

上文参照了根据本发明的胶囊填充机器的优点和实施例，解释了根据本发明的方法的优点和实施例；因此将参照上述说明。

附图说明

本发明的其它特征和优点构成了以下描述和优选实施例图示的主题。

图中：

图1a示出了胶囊的正视图，其中，胶囊上部和胶囊下部处于未接合状态；

图1b示出了与图1a相对应的胶囊在完全接合状态下的视图；

图2示出了胶囊填充机器的一个实施例的俯视图；

图3示出了图2所示胶囊填充机器的输送装置的局部剖面透视图；

图4示出了输送装置沿着图3中以IV表示的剖切平面的剖视图；

图5示出了输送装置和带有称重单元的计量装置沿着图2中以V-V表示的剖切平面的剖面透视图；

图6示出了图2胶囊填充机器的一个工作站的透视图，与图2中VI所示的观察方向相对应，该工作站用于胶囊的闭合和运输；

图7示出了图6所示工作站沿着图2中以VII-VII表示的剖切平面的剖视图；以及

图8至16示出了图7中以VIII表示部分在胶囊闭合和运输的连续阶段的放大细节。

具体实施方式

本文中，“向上”和“向下”是相对于重力方向而言的。

胶囊填充机器10的一个实施例(整体用参考符号10表示)用于填充和闭合胶囊12，优选地是硬胶囊、特别是明胶胶囊。

图1a和1b以示例示出了胶囊12的未接合状态和完全接合状态。胶囊12包括旋转对称的胶囊上部14和旋转对称的胶囊下部16。胶囊上部14的内径18略大于胶囊下部16的外径20。胶囊上部14具有面向胶囊下部16的环形边缘22。胶囊下部具有面向胶囊上部的环形边缘24。

在初始状态和接合过程开始时，胶囊上部14和胶囊下部16布置成使得各自的边缘22和24沿着接合轴线26布置在相同高度处。为了闭合胶囊12，可将胶囊下部沿着接合轴线插入胶囊上部，其中，从初始状态到胶囊12完全接合的距离被定义为接合路径27。完全接合的胶囊12的长度28与接合轴线26平行地延伸。多个胶囊12以推入但未完全接合的状态储存在胶囊填充机器10(见图2)的储存器中(图中未示出)。

胶囊填充机器10包括水平工作表面30，该工作表面30上布置有输送装置32和多个工作站80、82、86。输送装置32配置成盘状，其可绕输送装置的旋转轴线34旋转，其中，输送驱动装置36布置在工作表面30之下以用于驱动输送装置32。输送装置32具有沿着其边缘38规则布置的接收器40，用于接收胶囊12或胶囊上部14或胶囊下部16。输送装置32在工作站80、82、86之间运输胶囊12或胶囊上部14或胶囊下部16，其中，输送装置32的输送区域42由胶囊12或胶囊上部14或胶囊下部16在通过输送装置32输送时而移动的空间来限界。

用于接收胶囊12的接收器40由独立的胶囊上部接收器44和胶囊下部接收器46构成，这些接收器可插入输送装置32中，见图3。胶囊下部接收器46插入胶囊下部接收器载体48中。胶囊下部接收器载体48由控制凸轮50引导，相对于输送装置的旋转轴线34偏心运行，这样就可以在输送装置32的旋转运动过程中径向向外和径向向内移动。因此，相对于胶囊上部接收器44或胶囊上部14，可以将胶囊下部接收器46和胶囊下部16一起径向向外释放。

沿着胶囊上部接收器44的纵轴52限界出保持区域54，见图4。保持区域54由输送装置32的上端面56和内部环形凸起58限界。胶囊上部14接收到保持区域54后，其边缘22被支撑在凸起58上，并因此被保持在胶囊上部接收器44中。保持区域54在朝向胶囊下部接收器载体48方向上与引导区域60相连，引导区域60从环形凸起58开始，一直延伸到胶囊上部接收器44的下端62。引导区域60的内径64与胶囊下部16的外径20相适应，优选地比其稍大一些。

保持区域54和/或引导区域60优选地具有槽壁66。胶囊上部接收器44的下端62处还具有开口68。

胶囊下部接收器46具有接收空间70以用于接收胶囊下部16。胶囊下部16被支撑在接收空间70的细缩端72上并保持在接收空间70中。胶囊下部接收器和胶囊下部接收器载体在细缩端72处都具有开口74和76。

在胶囊下部接收器载体48沿着径向向内完全插入的状态下，胶囊上部接收器44的纵轴52和胶囊下部接收器46的纵轴78相互对正。

储存在储存器中的胶囊12通过进料站80被送入输送装置32的接收器40，见图2。输送装置32静止。胶囊12在进料站80中以已知的方式定向，使胶囊下部16朝向输送区域42的方向，胶囊12的接合轴线26与胶囊上部接收器44和胶囊下部接收器46的纵轴52、78对正。在初始状态下，被接收的胶囊12(推入但未完全接合)被保持在胶囊上部接收器44的保持区域54中。随后，胶囊上部14和胶囊下部16相互分离，分离的方式本身是已知的，例如通过负压分离，使胶囊上部14留在胶囊上部接收器44中，而胶囊下部16被接收到胶囊下部接收器46中。

通过绕输送装置的旋转轴线34旋转输送装置32，胶囊上部14和胶囊下部16被运输到填充站82。在运输过程中，胶囊下部接收器载体48沿着径向向外移动，胶囊下部16因此被释放，胶囊下部16可以通过计量装置83装入填充材料，见图5。

填充站82可以包括称重单元84。通过使用升降驱动装置(未示出)沿着输送装置的旋转轴线34降低输送装置32，可将胶囊下部接收器46放置在称重单元84上，并相对于胶囊下部接收器载体48释放。这样就确保了对胶囊下部16填充材料的精确控制和监测。胶囊填充机器10可包括多个填充站82和/或计量装置83和/或称重单元84。

填充完胶囊下部16后，胶囊上部14、胶囊下部16通过输送装置32的旋转被运输到用于闭合和运输的工作站86，见图2。在运输过程中，胶囊下部接收器载体48通过控制凸轮50移回到其径向向内插入的初始位置。

用于闭合和运输的工作站86包括闭合装置88，该闭合装置具有位于传送装置32之下的闭合元件90，见图6和图7。闭合元件90配置成柱塞状，并在自由端处具有闭合表面92。闭合元件90可以通过闭合驱动装置94驱动。闭合元件可沿着闭合轴线96移动，并与胶囊上部接收器44和胶囊下部接收器46的纵轴52、72平行地移动，即在闭合表面92布置在输送装置32的输送区域42之下的初始位置和闭合表面92布置在输送区域42内部和/或之上的致动位置之间移动。

闭合装置88还包括对位保持器98，对位保持器98布置在输送装置32之上，例如被配置成柱塞形状，并在自由端处具有配合表面100。对位保持器98可以通过对位保持器驱动装置102沿着胶囊上部接收器44和胶囊下部接收器46的纵轴52、78驱动。在初始状态下，对位保持器98的配合表面100布置在闭合装置88的止动区域104中。止动区域104布置在输送区域42之上，并与输送区域42间隔开。

运输套管106设置用于运输完全接合的胶囊12。运输套管106可以接收并保持完全接合的胶囊12。运输套管106特别是布置在运输区域108中，该运输区域在下方由传送区域42限界，在上方由止动区域104限界。运输区域108的高度109优选地与已填充且完全接合的胶囊12的长度28相对应。

运输套管106是运输装置112的运输元件110的一部分，见图6。运输元件110可以由运输驱动装置114驱动成绕运输元件轴线116运动，这样就可以从运输区域108移除运输套管106中保持的完全接合的胶囊12。

优选地，运输装置112包括第一弹出站118和第二弹出站120，它们均带有弹出元件122，因此运输装置112可用作分拣装置(分拣到合格/缺陷)。运输元件110可以将运输套管106中的胶囊12运输到相应的弹出站118和120。填充且接合正确的胶囊12在第一弹出站118被弹出元件122从运输套管106中取出；填充和/或接合不正确的胶囊12在第二弹出站120被取出。

图8至图16示出了胶囊12闭合和运输的连续阶段。

在初始状态下(见图8)，输送装置32的接收器40布置在用于闭合和运输的工作站86中，其中，胶囊上部14布置在胶囊上部接收器44中，填充有填充材料的胶囊下部16布置在胶囊下部接收器46中。

从这一初始状态开始，利用升降驱动装置相对输送装置旋转轴线34平行地降低输送装置32(见图9，从图8开始)。通过降低输送装置32，胶囊下部接收器46被放置在工作站86的放置元件124上，并相对于胶囊下部接收器载体48向上移动。这导致胶囊下部接收器46的上端面126和胶囊上部接收器44的下端面128正向接触，优选地是相互对中。

在初始位置，闭合元件90的闭合表面92与胶囊下部16间隔开。下一步，对位保持器98从止动区域104向下下降，使对位保持器98穿过布置在运输区域108中的运输套管106(见图10)。当对位保持器98以其配合表面100与胶囊上部14的上端面130接触时，对位保持器98的运动停止。

然后通过闭合元件90沿着朝向胶囊上部14的方向移动胶囊下部16，其中，闭合表面92与胶囊下部16的下端面132接触(见图11)。胶囊下部16穿入胶囊上部接收器44的引导区域60并在引导区域60内被引导。当胶囊下部16到达保持区域54时，胶囊上部14和胶囊下部16的边缘22和24处于同一高度。然后开始实际的接合过程，在此过程中，胶囊下部16沿着接合路径27被插入胶囊上部14中。在接合过程中，胶囊上部14通过对位保持器98的配合表面100受力，该力的方向与闭合元件90的运动方向相反。

对位保持器98对胶囊上部14施加的力可以调节，该力与对位保持器98的位置无关，特别是可以恒定，例如通过对位保持器98的重力作用和/或使对位保持器98受到恒定的驱动力，例如气动驱动力。可以使用压力释放阀来平衡这种驱动力。

在接合过程开始时，对位保持器98沿着朝向止动区域104的方向向上后退(特别是被动后退)，而闭合元件90则继续向上运动(见图12)。对位保持器98和闭合元件90在各自的运动过程中与各自的胶囊上部14或胶囊下部16保持接触，因此现在预接合的胶囊12也向上运动并进入运输区域108或运输套管106。

当对位保持器98回到其在止动区域104的初始位置时，对位保持器98的运动结束(见图13)。当对位保持器98已经被布置并固定在止动区域104中时，闭合元件90进一步向上移动，从而在接合路径27的最后部分，胶囊下部16被充分地插入胶囊上部14中，使胶囊12完全接合并闭合。

完全接合的胶囊12被保持在运输套管106中(见图14)。然后将闭合元件90从输送区域42移回初始位置(见图14，从图13开始)。

从图14所示状态开始，输送装置32相对输送装置的旋转轴线34平行地提升(见图15，从图14开始)。

随后，通过运输元件110的旋转，保持在运输套管106中的胶囊12被移出运输区域108并被进一步运输，参见图16(现在没有胶囊12)和图6。

与上述方法不同，也可以将对位保持器98固定在止动区域104中，对位保持器98的配合表面100仅在接合路径27的最后部分与胶囊上部14接触。在这种情况下，接合过程的最后部分仅在运输套管106或运输区域108中进行。

Claims (15)

1.一种用于填充胶囊(12)的胶囊填充机器(10)，所述胶囊具有两个胶囊部分，即胶囊上部(14)和胶囊下部(16)，所述胶囊填充机器包括：

-输送装置(32)，其具有用于接收所述胶囊上部(14)的胶囊上部接收器(44)和用于接收所述胶囊下部(16)的胶囊下部接收器(46)，其中，所述胶囊上部接收器(44)和所述胶囊下部接收器(46)能够布置成沿着接合轴线(26)彼此对正，所述输送装置(32)能够由输送驱动装置(36)来驱动，以便在输送区域(42)内移动；

-至少一个填充站(82)，其用于以填充材料填充所述胶囊下部(16)；以及

-至少一个工作站(86)，其用于以所述胶囊上部(14)闭合已填充的胶囊下部(16)并运输已填充且完全接合的胶囊(12)，其中，所述工作站(86)包括闭合元件(90)，所述闭合元件能够沿着所述接合轴线(26)移动并由闭合驱动装置(94)来驱动，所述闭合元件与已填充的胶囊下部(16)的下端面(132)配合，所述工作站还包括与所述胶囊上部(14)的上端面(130)配合的对位保持器(98)，

其特征在于，

所述对位保持器(98)能够至少在所述已填充的胶囊下部(16)与胶囊上部(14)之间的接合路径(27)的最后部分布置在止动区域(104)中或至少在所述已填充的胶囊下部(16)与胶囊上部(14)之间的接合路径(27)的最后部分布置在止动区域(104)中，当沿着所述接合轴线(26)观察时，所述止动区域与所述输送区域(42)之间由运输区域(108)间隔开，其中，所述运输区域(108)中布置有运输套管(106)，所述运输套管在所述输送区域(42)之外将已填充且完全接合的胶囊(12)固定并运输走。

2.根据权利要求1所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，在所述输送区域(42)与所述止动区域(104)之间测量的运输区域(108)的高度(109)至少相当于已填充且完全接合的胶囊(12)的长度(28)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述对位保持器(98)能够沿着所述接合轴线(26)移动并在所述输送区域(42)和/或所述运输区域(108)内作用于所述胶囊上部(14)的上端面(130)。

4.根据权利要求3所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，布置在所述输送区域(42)或运输区域(108)内的对位保持器(98)能够通过所述闭合元件(90)的运动移入所述止动区域(104)中，所述闭合元件(90)的运动通过所述胶囊上部(14)和胶囊下部(16)传递到所述对位保持器(98)。

5.根据权利要求4所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述对位保持器(98)在所述胶囊上部(14)的上端面(130)施加与所述闭合元件(90)的运动方向相反的力。

6.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述闭合驱动装置(94)设计成能够使所述闭合元件(90)沿着所述接合轴线(26)移动，从与所述已填充的胶囊下部(16)的下端面(132)的初始接触开始，直到完成所述接合路径(27)的最后部分，其间没有中断和停止。

7.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述胶囊上部接收器(44)具有用于接收和保持所述胶囊上部(14)的保持区域(54)以及面向所述胶囊下部接收器(46)的用于接收和引导所述胶囊下部(16)的引导区域(60)。

8.根据权利要求7所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述胶囊上部接收器(44)的保持区域(54)由环形凸起(58)限界出，所述胶囊上部(14)的环形边缘(22)能够由所述环形凸起支撑。

9.根据权利要求7或8所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，当沿着所述接合轴线(26)观察时，所述胶囊上部接收器(44)的引导区域的长度相当于所述胶囊下部(16)的长度的至少30％、优选地相当于所述胶囊下部(16)的长度的至少70％、特别是相当于所述胶囊下部(16)的长度的至少100％。

10.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述胶囊上部接收器(44)具有槽壁(66)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述胶囊上部接收器(44)和胶囊下部接收器(46)都配置成能够插入所述输送装置(32)的规格部件。

12.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述输送装置(32)以盘状形式配置，所述输送驱动装置(36)驱动所述输送装置(32)绕所述输送装置的旋转轴线(34)运动。

13.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述运输套管(106)是所述运输装置(112)的一部分，所述运输装置(112)特别是配置成分拣装置。

14.根据权利要求13所述的胶囊填充机器(10)，其特征在于，所述运输装置(112)具有运输元件(110)和运输驱动装置(114)，所述运输驱动装置(114)驱动所述运输元件(110)绕运输元件轴线(116)运动，所述运输元件轴线(116)布置成偏离所述输送装置(32)。

15.一种用于操作根据前述权利要求中任一项所述的胶囊填充机器的方法，其特征在于，所述方法包括：

-所述输送装置(32)将所述胶囊上部(14)和已填充的胶囊下部(16)移动到工作站(86)以用于闭合和运输；

-所述闭合元件(90)沿着接合轴线(26)移动并作用于所述胶囊下部(16)的下端面(132)；

-所述胶囊下部(16)沿着接合路径(27)的第一部分插入所述胶囊上部(14)；

-所述胶囊上部(14)和胶囊下部(16)沿着在所述接合路径(27)的第一部分之后的接合路径(27)的第二部分进一步接合在一起，同时被移入运输区域(108)；以及

-所述胶囊上部(14)和胶囊下部(16)在所述接合路径(27)的最后部分接合，此时，所述胶囊上部(14)的上端面(130)抵住布置在止动区域(104)中的对位保持器(98)。