-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Mehrschicht-Tabletten
unter Verwendung von Tablettenkernen auf einer Rundläuferpresse,
mit den Schritten Zuführen von Tablettenkernen zu einer Kerneinlegeeinrichtung, Übergabe
der Tablettenkerne mit der Kerneinlegeeinrichtung an eine Matrizenöffnung
in einer Matrizenscheibe der Rundläuferpresse, Fertigstellen
einer Tablette innerhalb der Matrizenöffnung mit den Presswerkzeugen
der Rundläuferpresse, und Abführen bzw. Ausschleusen
der Tablette aus der Rundläuferpresse. Die Erfindung betrifft ferner
eine Rundläuferpresse zum Herstellen von Mehrschicht-Tabletten
unter Verwendung von Tablettenkernen, mit einer Matrizenscheibe
mit umfangsversetzt angeordneten Matrizen, mit Presswerkzeugen zum
Herstellen von Tabletten innerhalb der Matrizen, mit einer Füllstation
zum Zuführen von Material für wenigstens eine
Schicht der Mehrschicht-Tablette, mit einer Zuführeinrichtung
für Tablettenkerne, mit einer Kerneinlegeeinrichtung zur Übergabe
und Positionierung der Tablettenkerne in die Matrizen der Matrizenscheibe
an einer Übergabeposition, und mit einem Ablauf zum Abführender
Tablette aus der Rundläuferpresse.
-
Rundläuferpressen
bzw. Rotationstablettenpressen werden insbesondere zur Herstellung
von Tabletten bzw. Presslingen für die Pharmaindustrie, Lebensmittelindustrie
und Waschmittelindustrie eingesetzt und weisen allgemein einen Rotor
auf, der Führungen für Ober- und Unterstempel
aufweist und eine Matrizenscheibe mit einer Vielzahl von Matrizen oder
Matrizenbohrungen umfasst, mit denen die aus Pressstempeln bestehenden
Presswerkzeuge zusammenwirken. Der Rotor wird mittels eines geeigneten
Antriebs, insbesondere einem Elektromotor, um eine in der Regel
senkrecht stehende, zentrale Rotationsachse angetrieben und die
Pressstempel werden mittels Führungsbahnen abge senkt bzw.
angehoben. Dem Rotor ist mindestens eine Fülleinrichtung
zugeordnet, die zu verpressendes Pulver, Granulat od. dgl. in die
Bohrungen der Matrizen einfüllt. Das Verpressen z. B. des
Pulvermaterials zu Tabletten annähernd beliebiger Gestaltung,
die vorrangig von der Geometrie der Matrizenöffnung sowie
den Stempelflächen der Pressstempel abhängig ist,
erfolgt in wenigstens einer Druckstation mit oberer und unterer
Druckrolle, die die zugeordneten Pressstempel in die Matrizen bzw.
Matrizenbohrungen eindrücken und das zu verpressende Material
zwischen den Stempelflächen von Unter- und Oberstempel
zusammenpressen. In Rotationsrichtung hinter der Druckstation ist
eine Auswerfstation angeordnet, in der Tabletten meist mittels eines
Abstreifers über die Oberfläche der Matrizenscheibe
einem Auslauf zugeführt und aus der Rundläuferpresse
abgeführt werden. Die Auswerfstation kann z. B. im Auslauf
eine Weiche enthalten, um Guttabletten von Schlechttabletten zu
trennen. Eine Rundläuferpresse ist üblicherweise
in einem Gehäuse untergebracht, damit weder Prozessstaub
nach außen dringen kann noch eine Verunreinigung von Teilen
der Presse durch Umgebungseinflüsse auftreten kann. Die
Ausstoßmenge einer Rundläuferpresse hängt
im wesentlichen von der Anzahl der Matrizen und der Rotationsgeschwindigkeit
des Rotors ab, wobei auch Sonderbauformen bekannt sind, bei denen
während einer 360°-Drehung des Rotors in derselben
Matrizenöffnung zwei oder drei Tabletten hergestellt werden.
-
Rundläuferpressen
können auch zur Herstellung von Mehrschichttabletten eingesetzt
werden, wobei entweder zwei oder mehr Pulvermaterialen nacheinander
in mehreren Füllstationen in die Matrizen bzw. Matrizenöffnungen
eingefüllt werden und/oder ein Tablettenkern in eine teilgefüllte
Matrizenöffnung eingelegt wird, bevor die entsprechende Matrize,
ggf. nach dem Passieren einer ersten Druckstation und einer weiteren
Füllstation, die zweite und meist letzte Druckstation erreicht,
in der die Tablette fertiggestellt wird. Die Erfindung betrifft
derartige Rundläuferpressen mit einer Einlegeinrichtung
für Tablettenkerne und zur Ergänzung der Offenbarung wird
auf die
DE 10
2007 039 043 A1 verwiesen, in der eine solche Rundläuferpresse
mit einem Sternverteiler als Einlegeeinrichtung für Tablettenkerne
gezeigt und beschrieben ist.
-
Insbesondere
bei Mehrschichttabletten mit eingelegtem Tablettenkern, häufig
auch als Kerntablette bezeichnet, für die Pharmaindustrie
besteht ein Bedürfnis, eine möglichst gleichmäßige
Umhüllung des Tablettenkerns mit dem die wenigstens eine
weitere Schicht bildenden Material zu erzielen. Gleichzeitig muss
sichergestellt sein, dass jede Mehrschichttablette einen vollständigen
Tablettenkern enthält bzw. dass Schlechttabletten von Guttabletten
getrennt und separat ausgeschleust werden. Die gleichmäßige
Umhüllung ist z. B. bei pharmazeutischen Tabletten oder
Mehrphasenreinigungstabletten erforderlich, bei denen über
die Hüllschicht eine Wirkzeitverzögerung oder
Wirkzeitdauer eines Wirkstoffs in der Kerntablette beeinflusst werden
soll. Um zwischen einer Guttablette und einer Schlechttablette im laufenden
Produktionsprozess zu unterscheiden, werden bisher die Drucksignale
von Drucksensoren zum Messen der Presskraft ausgewertet, um auf
Basis dieser Drucksignale auf den Füllzustand der Matrizen
zu schließen. Sofern die Drucksignale an einen Bedienterminal
mit Prozessor übertragen werden, kann in Anhängigkeit
von den Drucksignalen auch eine Ausschleusung von Schlechttabletten
gesteuert werden. Das Drucksignal für die Presskraft ist
allerdings nur eine indirekte Größe und insbesondere
bei vollständig umhüllten Kerntabletten für
die Pharmaindustrie ist die Genauigkeit dieser Mess- und Auswertemethode
unzureichend.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Verfahren sowie eine Rundläuferpresse
zur Herstellung von Kerntabletten derart zu verbessern, dass eine
sicherere Prozessführung erreicht wird, die vorzugsweise auch
ggf. eine Automatisierung der Ausschleusung von Schlechttabletten
und/oder der Regelung des Herstellverfahrens ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren
dadurch gelöst, dass mit einem optischen System die Lage
des Tablettenkerns in der Matrize bzw. der Matrizenöffnung
nach dem Übergabeschritt bzw. Kernablageschritt erfasst
wird. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn mit dem optischen System
die Lage jedes Tablettenkerns in der Matrizenöffnung bzw.
der Ist-Füllzustand jeder Matrizenöffnung hinter
der Übergabestation erfasst und das Detektionssignal oder
Bildsignal des optischen Systems mit einer Bildauswerteeinrichtung
und/oder mit einem Prozessor weiterverarbeitet wird. Aufgrund des
Erfassens der tatsächlichen Lage, des Zustandes und des
Vorhandenseins des Kerns in der Matrize, also des Istfüllzustandes
innerhalb der Matrizenöffnung nach der Übergabestation,
liegt eine direkte Information über den Tablettenkern vor,
so dass jedenfalls alle solchen Schlechttabletten ausgeschleust
werden können, die zuvor festgelegten Qualitätskriterien oder
Anforderungen hinsichtlich z. B. Position, Qualität, Vollständigkeit
und Lage des Tablettenkerns nicht entsprechen.
-
Die
Rotationsgeschwindigkeit der Rotoren von Rundläuferpressen
für die Herstellung von Kerntabletten ist relativ hoch
und kann insbesondere zwischen etwa 20 U/min und 70 U/min betragen.
Gleichzeitig hat die Kerneinlegeeinrichtung, insbesondere wenn sie
einen Drehteller mit einer Mehrzahl von Kernaufnahmen enthält,
einen notwendige Mindestdurchmesser. Um gleichwohl mit dem optischen
System ein optimales Bildsignal zu erhalten, ist besonders vorteilhaft,
wenn das optische System einer Position einer Matrizenöffnung
der Matrizenscheibe zugeordnet wird, die in Rotationsrichtung zwischen
einer und fünf Matrizen, vorzugsweise zwei oder drei Matrizen,
versetzt zu der unterhalb der Kerneinlegeeinrichtung positionierten
Matrizenöffnung liegt. Das optische System kann dann derart
ausgebildet werden, dass, insbesondere durch Positionierung eines schrägstehenden
Spiegels unmittelbar oberhalb dieser Matrizenöffnung, der
Füllzustand der Matrizenöffnung vertikal von oben
detektiert wird. Der Spiegel kann insbesondere zusammen mit z. B.
einer Kamera im optischen System in einem gemeinsamen Optik- oder
Kameragehäuse eingebaut sein und ggf. mit einer Kühlluftversorgung
und/oder Beleuchtungseinrichtung versehen werden, um unmittelbar
im Pressraum, d. h. im Gehäuse der Rundläuferpresse,
eingebaut werden zu können, gleichzeitig jedoch Bildsignale
mit ausreichendem Kontrast liefern zu können.
-
Die
Bildauswerteeinrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass über
ein Detektionssignal oder das Bildsignal des optischen Systems zwischen
Schlecht-Tabletten und Gut-Tabletten unterschieden wird. Die Bildauswerteeinrichtung
kann mit einem Prozessor und einer Visualisierungseinrichtung versehen
werden, die vorzugsweise separat und unabhängig von einem
Bedienterminal der Rundläuferpresse sind. Die Kamera bzw.
ein vorzugsweise digitaler Bildsensor des optischen Systems sind
vorzugsweise mit einer Maschinensteuerung gekoppelt, um mit der
Maschinensteuerung ein Triggersignal auszulösen, wenn die
Kamera ein Einzelbild des Füllzustandes erfassen soll,
wobei über das Triggersignal sichergestellt wird, das sich
zu diesem Triggerzeitpunkt eine Matrizenöffnung im Erfassungsbereich
des optischen Systems befindet. Mit der Bildauswerteeinrichtung
wiederum kann ein Steuersignal an die Maschinensteuerung ausgegeben
werden, um ggf. eine Schlechttablette z. B. im Auslauf mittels einer
Weiche auszuschleusen.
-
Weiter
vorzugsweise kann das Produktionsverfahren mit einer automatischen
Lagekorrektur für die Kerneinlegevorrichtung versehen werden,
indem aus den Detektionssignalen oder Bildsignalen für
alle Tabletten oder zumindest für alle Gut-Tabletten ein Mittelwert
für einen durchschnittlichen Mittenversatz des Tablettenkerns
innerhalb der Matrizenöffnung gebildet wird, der als Steuersignal
für eine Ansteuerung der Kerneinlegeeinrichtung herangezogen
wird. Hierzu kann die Kerneinlegeeinrichtung mit einem Stell- oder
Schrittmotor versehen sein, der eine Verschiebung der Kerneinlegeeinrichtung
z. B. radial zum Umfang des Rotors bzw. der Matrizenscheibe ermöglicht.
Das Bildsignal des optischen Systems kann mithin als Steuersignal
für eine Antriebssteuerung der Kerneinlegeeinrichtung und
auch als Steuersignal für die Maschinensteuerung zum Betätigen einer
Ausschleuseinrichtung von Schlecht-Tabletten verwendbar sein oder
verwendet werden. Um eine Automatisierung der Korrektur der Ablageposition der
Tablettenkerne zu erreichen, kann das Bildsignal mit einem Prozessor
der Bildauswerteeinrichtung oder der Maschinensteuerung weiterverarbeitet
werden, um die realen Lagekoordination des Tablettenkerns anhand
des Bildsignals zu messen. Für die automatisierte Ablagekorrektur
ist weiter vorteilhaft, wenn die Kerneinlegeeinrichtung einen mit
einem Elektromotor antreibbaren Drehteller aufweist und die Matrizenscheibe
mit einem separaten Elektromotor angetrieben wird, wobei vorzugsweise über
die Maschinensteuerung eine Phasenverschiebung zwischen diesen Elektromotoren
einstellbar ist oder eingestellt wird, um die Ablageposition auch
in Rotationsrichtung zu verändern.
-
Durch
Verstellen des Stellmotors der Kerneinlegeeinrichtung in Radialrichtung
und durch eine Phasenverschiebung zwischen dem Drehantrieb für die
Matrizenscheibe und dem Drehantrieb für den Drehteller
kann dann die optimale Ablageposition in Abhängigkeit von
den Detektionssignalen des optischen Systems bzw. in Abhängigkeit
von den ermittelten Lagekoordinaten automatisiert geregelt werden.
-
Um
selbst bei kurzen, für die Bilderfassung und Auswertung
zur Verfügung stehenden Zeiträumen eine Aussortierung
von Schlechttabletten zu ermöglichen, ist besonders vorteilhaft,
wenn das optische System von der Maschinensteuerung ein Triggersignal
erhält, in Abhängigkeit dessen das optische System
ein Einzelbild als Bildsignal erfasst, wobei vorzugsweise mit einer
Bildauswerteeinrichtung das Einzelbild mit einem Sollbild verglichen
wird und bei Abweichungen vom Sollbild ein Ansteuersignal für eine
Ausschleuseinrichtung wie z. B. eine Weiche im Auslauf erzeugt wird.
Die gesamte Signalverarbeitung für die Schlechttablettenaussortierung
kann durch einen reinen Bildvergleich in der Bildauswerteeinrichtung
für das optische System stattfinden und insofern ggf. auch
bei vorhandenen Tablettenpressen nachgerüstet werden.
-
Die
obige Aufgabe wir bei einer Rundläuferpresse erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass die Rundläuferpresse ein optisches
System zur Erfassung der Lage des Tablettenkerns in der Matrizenöffnung
nach der Übergabestation aufweist. Auch bei der Rundläuferpresse
ist vorzugsweise das optische System einer Matrizenöffnung
oder Matrizenposition zugeordnet, die in Rotationsrichtung der Matrizenscheibe
zwischen einer und fünf Matrizen, vorzugsweise zwei oder
drei Matrizen versetzt zu der Übergabestation liegt. Durch
Einsatz des optischen Systems und Erfassen des Istfüllzustandes
jeder Matrizenöffnung kann mit einer Auswerte- und Ansteuereinrichtung,
die zumindest mit der Maschinensteuerung gekoppelt sein sollte,
eine Auswertung von Detektionssignalen oder Bildsignalen des optischen Systems
erfolgen, um Ansteuersignale für eine Antriebssteuerung
für die Kerneinlegeeinrichtung und/oder die Ansteuerung
eines den Drehantrieb für die Matrizenscheibe bzw. den
Rotor bildenden Elektromotors zu erzeugen.
-
Für
ein optimales Bildsignal ist besonders vorteilhaft, wenn oberhalb
einer Matrize, möglichst fluchtend mit deren Matrizenöffnung,
umfangsversetzt zur Übergabestation ein Spiegel angeordnet
ist. Der Spiegel weist vorzugsweise eine Spiegelfläche auf,
die schräg zur Oberfläche der Matrizenscheibe steht;
die Spiegelfläche steht vorzugsweise in einem Winkel von
40° bis 60°, insbesondere in einem Winkel von
etwa 45° schräg zur Oberfläche. Besonders vorteilhaft
ist, wenn der Spiegel zusammen mit dem optischen System in einem
Kameragehäuse angeordnet ist, um die gesamte Einheit innerhalb
eines Gehäuses der Rundläuferpresse, mithin im
Pressraum, einbauen zu können.
-
Da
mit dem optischen System im wesentlichen nur der Istfüllzustand
der Matrizenöffnung erfasst werden soll, wozu allerdings
in Abhängigkeit von Rotationsgeschwindigkeit und Matrizenanzahl nur
eine Zeitspanne im Bereich von 20 ms bis 100 ms zur Verfügung
steht, ist vorteilhaft bzw. ausreichend, wenn das optische System
einen Bildsensor und/oder vorzugsweise eine Beleuchtungseinrichtung
aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung kann ein oder mehrere Leuchtquellen
umfassen, die insbesondere aus LED's wie vor allem Hochleistungs-LED's
bestehen können. Der Bildsensor ermöglicht vorzugsweise
eine digitale Erfassung und Weiterverarbeitung der Detektions- bzw.
Bildsignale, kann aber auch analog arbeiten. Die Beleuchtungseinrichtung
weist vorzugsweise mehrere Leuchtquellen auf, die beispielsweise
ringförmig um den Bildsensor oder ein dem Bildsensor zugeordnetes Linsensystem
(Objektiv) angeordnet sind. Hierdurch kann platzsparend eine günstige
Ausleuchtung der Matrizenöffnung erreicht werden, wobei
gleichzeitig auch die Beleuchtungseinrichtung aufgrund der gleichen
Strahlenwege wie der Bildsensor den Spiegel nutzen kann. Bei 2 Hochleistungs-LED's
können diese um 180° versetzt zueinander um das
Objektiv angeordnet sein. Die Leuchtquelle kann insbesondere aus
einer Hochleistungs-Lichtemitter-Diode (LED) bestehen, die vorzugsweise
im Gehäuse des optischen Systems angeordnet ist und über
Spiegel ein diffuses Licht erzeugt. Alternativ kann die Ausleuchtung
auch über den Leuchtquellen oder LED's zugeordnete Lichtleiter
erfolgen, deren Enden oberhalb der Übergabestation oder
umfangsversetzt zur Übergabestation oberhalb einer Matrizenöffnung
in Rotationsrichtung hinter der Übergabestation positioniert sind.
Das Kameragehäuse kann ferner mit einem Luftanschluss versehen
werden, um zugeführte Luft als Kühlluft für
die Leuchtquellen und/oder zur Erzeugung eines Luftschleiers vor
einem der Matrizenöffnung zugewandt liegenden optischen
Fenster zu nutzen. Über den Luftschleier kann verhindert
werden, dass sich Staub an dem optischen Fenster niederschlägt.
Der Luftstrahl für den Luftschleier wird vorzugsweise etwa
parallel zur Oberfläche der Matrizenscheibe und im Wesentlichen
parallel zum optischen Fenster ausgerichtet, um Luftverwirbelungen
oder in die Matrizenöffnung hinein gerichtete Luftstrahlen
zu vermeiden.
-
Insbesondere
vorteilhaft ist, wenn die Kerneinlegeeinrichtung einen mit einem
Elektromotor rotatorisch antreibbaren Drehteller und einen vorzugsweise
in Radialrichtung der Matrizenscheibe betätigbaren Stellantrieb
aufweist, wobei eine Antriebssteuerung für den Elektromotor
des Drehtellers und/oder den Stellantrieb steuerungstechnisch mit
der Bildauswerteeinrichtung des optischen Systems gekoppelt ist. Über
die Detektionssignale des optischen Systems und z. B. die Auswerteeinrichtung
kann dann eine automatische Regelung für die Kerneinlegeeinrichtung
vorgenommen werden, um den Anteil an Guttabletten mit optimal liegenden
Kernen auch ohne Prozessunterbrechung zu erhöhen.
-
Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend unter
Bezugnahme auf ein in der Zeichnung schematisch gezeigtes Ausführungsbeispiel
für eine erfindungsgemäße Rundläuferpresse
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 schematisch
anhand einer abgewickelten Darstellung der simultan stattfindenden
Verfahrensschritte den Aufbau und die Systemteile einer erfindungsgemäßen
Rundläuferpresse;
-
2 in
schematischer Draufsicht eine erfindungsgemäße
Rundläuferpresse mit den einzelnen Stationen sowie einer
Kerneinlegeeinrichtung mit nachgeschaltetem optischen System;
-
3 schematisch
anhand eines Blockschaltbildes die Funktionsweise der Automatisierung des
Herstellverfahrens anhand der Bildsignale des optischen Systems;
-
4 schematisch
den Aufbau eines optischen Systems; und
-
5 schematische
Beispiele für die mit dem optischen System detektierten
Bildsignale.
-
In 1 sind
von einer insgesamt mit Bezugszeichen 1 bezeichneten Rundläuferpresse
in abgewickelter Darstellung eine Matrizenscheibe 2, ein oberer
Stempelführungsring 3 und ein unterer Stempelführungsring 4 dargestellt,
in denen Oberstempel 5 bzw. Unterstempel 6 als
Presswerkzeuge der Rundläuferpresse 1 über
eine obere segmentierte Kurvenbahn 7 bzw. eine segmentierte
untere Kurvenbahn 8 auf und ab bewegt werden, um zwischen
den Stempelflächen der Pressstempel 5, 6 eine
Kerntablette auszubilden. In der Matrizenscheibe 2 sind
eine der Anzahl der paarweise vorhandenen Pressstempel 5, 6,
entsprechende Anzahl von Matrizen 90 auswechselbar eingebaut,
deren Innenbohrung bzw. Öffnung jeweils die Matrizenöffnung 9 bildet,
in welchen die Kerntabletten hergestellt werden. Durch Austausch
der Matrizen 90 gegen Matrizen mit anderen Matrizenöffnungen
ist die Herstellung anderer Tabletten oder Presslinge mit anderen
Abmessungen oder Formen möglich. Es versteht sich, dass
mit der erfindungsgemäßen Rundläuferpresse 1 auch
Presslinge für Sinterprozesse oder dgl. hergestellt werden
könnten, die zusammenfassend hier mit Tabletten bezeichnet
werden.
-
In
2 ist
schematisch gezeigt, dass die Rundläuferpresse
1 mit
einem öffen- und schließbaren Gehäuse
28 versehen
ist, um den Pressraum
29 gegenüber der Umgebung
abzukapseln. Die Rundläuferpresse
1 weist in an
sich bekannter Weise eine erste Füllstation
40 zum
Zuführen eines ersten zu verpressendes Material für
die Kerntablette auf, wobei dieses Material meist in Pulver- oder
Granulatform z. B. über einen Fülltrichter (nicht
gezeigt) zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Volumenstroms
einem schematisch angedeuteten ersten Füllschuh
41 zugeführt
wird, mit welchem das Material für die erste Schicht oder
Bodenschicht der Kerntablette gleichmäßig in die
Matrizenöffnungen
9 eingefüllt wird.
Die oberen Pressstempel
5 sind im Bereich der Füllstation
40 über
die zugehörigen Segmente der Kurvenbahn
7 maximal
angehoben, wie
1 zeigt. In Rotationsrichtung
R der Matrizenscheibe
2 ist hinter der ersten Füllstation
40 meist
eine Dosiereinrichtung angeordnet, um die Füllung der Matrizenöffnung
9 exakt
zu dosieren. In Rotationsrichtung hinter der Füllstation
40 folgt
eine insgesamt mit Bezugszeichen
25 bezeichnete Übergabestation
für Tablettenkerne
60, die eine Kerneinlegeeinrichtung
20 aufweist,
bei der es sich insbesondere um einen mit einem Drehteller
21 versehenen
Sternverteiler handeln kann, wie er in der
DE 10 2007 039 043 beschrieben
ist. Mit der Kerneinlegeeinrichtung
20 können
in der Übergabestation
25 die Tablettenkerne
60 jeweils
einzeln in die zuvor vorzugsweise nur teilweise gefüllte
Matrizenöffnung
9 eingelegt werden. Die Tablettenkerne
60 werden über
eine Zuführeinrichtung
24, beispielsweise ein
Transportband oder dgl., an den Drehteller
21 herangeführt
und die Zuführeinrichtung
24 kann eine Vereinzelungseinrichtung
wie einen Rüttelförderer od. dgl. aufweisen, um
einen kontinuierlichen Strom an Tablettenkernen
60 an die Kerneinlegeeinrichtung
20 heranzuführen.
Der Drehteller
21 ist mit einem schematisch in
2 angedeuteten
Elektromotor
22 als Drehantrieb versehen. Je nach Verfahrensführung
und Ausgestaltung insbesondere der unteren Führungskurve
8 kann
der jeweils untere Pressstempel
6 geringfügig
abgesenkt werden, bevor der Tablettenkern
60 mit der Kerneinlegeeinrichtung
20 in
die Matrizenöffnung
9 abgelegt wird. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel liegt der Tablettenkern
21 auf
einer zuvor in der ersten Füllstation
40 eingefüllten,
unverdichteten Materialschicht
43 auf und wird dann anschließend
mit Druckwalzen
31,
32 einer ersten Vordruckstation
30 in
die Materialschicht
43 hineingedrückt. Hierzu
führen die Kurvenbahnen
7,
8 die Stempel
5,
6 zusammen,
so dass beide Stempel
5,
6 in die Matrizenöffnung
9 eintauchen
und mit den Druckrollen
31,
32 die Schicht
43 und
den Tablettenkern
60 zusammenpressen. Nach der ersten Druckstation
kann ein Auslauf
27 für Mustertabletten vorhanden
sein, der aber auch entfallen kann.
-
Bei
der gezeigten Rundläuferpresse 1 folgt nach der
ersten Druckstation 30 eine zweite Füllstation 45 mit
einem zweiten Füllschuh 46 und dann eine zweite
Druckstation 35 mit Druckrollen 36, 37.
Das Fertigherstellen der Kerntablette 66 erfolgt im gezeigten
Ausführungsbeispiel in dieser zweiten bzw. letzen Druckstation 35 mit
der oberen Druckrolle 36 sowie der unteren Druckrolle 37,
mit denen eine Presskraft zum Komprimieren und Zusammenpressen des Pressrohlings
mit der zweiten, in der zweiten Füllstation in die Matrizenöffnung 9 in
der Matrizenscheibe 2 eingebrachten Materialschicht aufgebracht
wird. Die auf diese Weise fertig gestellte Kerntablette 66 wird
hinter der zweiten Druckstation 35 mittels der Unterstempel 6 und
ggf. einer Auswerfereinrichtung 38 angehoben und z. B.
mit einem stationären Abstreifer 71 von der Oberseite 2' der
Matrizenscheibe 2 einem Auslauf 70 zugeführt.
Der Auslauf ist mit einer ansteuerbaren Weiche 72 od. dgl
versehen, die beispielsweise eine Druckluftdüse umfassen
kann, um Schlechttabletten, d. h. Tabletten mit einem schadhaften
Tablettenkern, in eine separate Auslaufschiene 73 zu lenken,
während über die Standard-Auslaufschiene 74 nur
Guttabletten bildende Kerntabletten 66 abgeführt
werden.
-
Eine
erfindungswesentliche Neuerung bei der Rundläuferpresse 1 und
dem mit dieser durchführbaren Verfahren besteht in der
Anordnung eines insgesamt mit Bezugszeichen 10 bezeichneten
optischen Systems hinter der Übergabestation 25 mit
der Kerneinlegeeinrichtung 20, wobei mit dem optischen System 10,
wie noch erläutert wird, das Vorhandensein, die Qualität
und die Lage des Tablettenkerns 60 in der Matrizenöffnung 9,
mithin der Ist-Füllzustand jeder Matrizenöffnung 9,
in Rotationsrichtung hinter der Übergabestation 25,
erfasst wird. Das optische System ist in einem Bereich angeordnet,
in welchem die Oberstempel 5 mittels der oberen Kurvenbahn 7 angehoben
sind und momentan, d. h. wenn die zugehörige Matrizenöffnung
das optische System passiert, keine Einwirkung des Herstellprozesses
auf den Tablettenrohling stattfindet. Im schematisch gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das optische System 10 derjenigen Matrizenöffnungen 9 zugeordnet,
die in Rotationsrichtung um zwei Matrizen 90 versetzt hinter
derjenigen Matrizenöffnung 9 liegt, in die mittels
der Kerneinlegeeinrichtung 20 ein Tablettenkern 60 eingelegt
wird. Im Bereich des optischen Systems 10 kann der Oberstempel 5 noch
vollständig angehoben sein, sofern dort die obere Führungskurve 7 noch
horizontal verläuft, oder aber bereits die Abwärtsbewegung
der Oberstempel 5 zur ersten Druckstation 30 hin
beginnen, sofern die aktuelle Hubhöhe des Oberstempels 5 noch
ausreichend ist, das optische System 10 zwischen Matrizenscheibenoberseite
und Oberstempelkopf derart zu platzieren, dass das optische System 10 in
möglichst vertikaler Draufsicht ein Bild von der Matrizenöffnung
und insofern auch vom Füllzustand der Matrizenöffnung 9 mit
Tablettenkern 60 erfassen kann. Je näher das optische
System 10 an der Übergabeposition 25 positioniert
ist, desto mehr Zeit steht für die Signalauswertung der
Detektions- oder Bildsignale des optischen Systems 10 zur
Verfügung, um in Abhängigkeit von dem Auswerteergebnis
die Weiche 72 der Ausschleuseinrichtung 75 zu
betätigen, sofern eine Schlecht-Tablette, d. h. eine Tablette
ohne Tablettenkern, mit beschädigtem Tablettenkern oder
fehlpositioniertem Tablettenkern über das Signal des optischen
Systems 10 detektiert wurde. Vorteilhafterweise sortiert
die Ausschleuseinrichtung 75 bzw. Weiche 72 nur
Schlecht-Tabletten aus, während Gut-Tabletten 66 über
die Ablaufschiene 74 abgeführt werden. Da die
grundsätzliche Funktionsweise entsprechender Ausschleuseinrichtungen
oder Weichen bekannt ist, erfolgt hier keine nähere Erläuterung.
-
Die
gesamte Steuerung der Prozessführung der Rundläuferpresse 1 erfolgt
vorzugweise über eine schematisch im Blockschaltbild gemäß 3 gezeigte
Maschinensteuerung 50. Mit der Maschinensteuerung 50 kann
z. B. ein nicht dargestellter Elektromotor als Antriebsmotor für
den von Matrizenscheibe 2 sowie den Stempelführungen 3, 4 gebildeten
Rotor gesteuert werden und zugleich auch der Füllstrom
von Material in den Füllstationen sowie die Presskraft
an den Druckrollen 31, 32, 36, 37 (1) über
nicht dargestellte Drucksensoren überwacht werden. Der
Maschinensteuerung 50 ist ein meist separater Bedienterminal 51 als
Visualisierungs- und Eingabeeinheit für die Maschinensteuerung 50 zugeordnet,
und am Bedienterminal können sämtliche Prozessparameter
vom Bedienpersonal eingestellt und überwacht werden. Wie
im Blockschaltbild dargestellt werden beim gezeigten Ausführungsbeispiel mit
der Maschinensteuerung 50 auch das optische System 10,
die Kernablegeeinrichtung 20 und die Ausschleuseinrichtung 75 angesteuert.
Die Maschinensteuerung 50 weist einen weiter nicht dargestellten
Prozessor nebst Softwareroutinen für die Auswertung und
Ansteuerung der Prozessstationen auf. Die Maschinensteuerung 50 ist
mit einer Auswerte- und Steuereinheit (Controller) 52 signaltechnisch
gekoppelt, mit der hier die Bildsignale, die mit dem im Pressraum 29 angeordneten
optischen Systems 10 erfasst werden, wie symbolisch mit
dem Pfeil 53 angedeutet, zumindest insoweit ausgewertet
werden können, dass die Maschinensteuerung 50 ein
Detektions- oder Bewertungssignal 55 erhält, ob
es sich um eine Guttablette oder Schlechttablette handelt. Dem Controller 52 kann
ein Bildschirm 52A zugeordnet sein, um die aufgenommenen
Einzelbilder auch dem Bedienpersonal anzuzeigen. Um ein optimales
Einzelbild mit dem optischen System 10 zu erfassen, sendet
die Maschinensteuerung 50 zu einem bestimmten Zeitpunkt,
zu dem sich eine Matrizenöffnung 9 mit bereits
eingelegtem Kern 60 unmittelbar unterhalb des optischen
System 10 befindet, ein Triggersignal 56 an den
Controller 52, der aufgrund des Empfangs dieses Triggersignals 56 ein
Auslösesignal 57 an die Kamera aussendet, um den
Ist-Füllzustand dieser Matrizenöffnung 9 mit
einem Einzelbild zu erfassen. Mit dem Controller 52, alternativ
auch mit der Maschinensteuerung 50, kann dieses Einzelbild
dahingehend ausgewertet werden, ob das erfasste Ist-Bild mit einem
vorgegebenen Soll-Bild übereinstimmt oder nicht. Die möglichen
Einzelbilder, die mit dem optischen System 10 erfasst werden
können, sind schematisch in 5 dargestellt.
In der oberen Reihe in 5 sind solche Einzelbilder dargestellt,
die eine Kernposition des Tablettenkerns 60 in einer Matrizenöffnung 9 für
eine Gut-Tablette zeigen, währen die untere Reihe von 5 entsprechende
Positionen des Tablettenkerns 60 in der Matrizenöffnung 9 für
Schlecht-Tabletten zeigen. In Abhängigkeit von dem erfassten
Einzelbild kann mithin schon das optische System 10 mit
dem zugehörigen Controller 52 anhand eines Bildvergleiches
entweder ein Gut-Signal G oder ein Schlecht-Signal S als Steuersignal 55 an
die Maschinensteuerung 50 liefern und anhand dieses Signals
wird, vorzugsweise nur dann, wenn es sich um ein Schlecht-Signal
S handelt, die Ausschleuseinrichtung 75 über das
Ausschleussignal 58 zum Zeitpunkt betätigt, wenn
die entsprechend fertig gestellte Kerntablette die Weiche (72, 2)
passiert. Die Zeitverzögerung bis zum Betätigen
der Ausschleussein richtung 75 hängt von den Prozessparametern
wie Rotationsgeschwindigkeit, Anzahl Matrizen, Scheibendurchmesser
etc. ab. Ein Schlecht-Signal S wird z. B. erzeugt, wenn, wie mit
S1 in 4 dargestellt, der Tablettenkern 60 zu nahe
am Rand der Matrizenöffnung 9 liegt, wenn der Tablettenkern 60,
wie in S2 dargestellt, nicht vollständig ist, wenn ein
Tablettenkern fehlt, wie in S3 dargestellt, wenn ein Tablettenkern
senkrecht steht, wie in S4 dargestellt, oder wenn eine andere Abweichung von
einem zulässigen Soll-Bild erfasst und erkannt wird. In
der oberen Reihe von 5 hingegen sind Bildsignale
für Gut-Tabletten dargestellt, wobei mit G1 ein einem Soll-Bild
für eine optimale Kerntablette entsprechendes Bildsignal
dargestellt ist, während bei den Bildsignalen G2, G3 und
G4 der Tablettenkern 60 jeweils eine geringe Lageabweichung
vom optimalen Soll-Bild gemäß G1 hat. Falls ausschließlich
eine Ausschleusung von Schlecht-Tabletten gewünscht wird,
könnte das Detektionssignal des optischen Systems 10 vom
Controller 52 auch unmittelbar an die Ausschleuseinrichtung 75 als
Ansteuersignal geliefert werden, um dort zum richtigen Zeitpunkt
eine Ausschleusung der entsprechenden Schlechttablette zu bewirken.
-
Bei
einer insbesondere vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Rundläuferpresse 1 ist es zusätzlich
möglich, automatisiert eine Lagekorrektur der Tablettenkerne 60 innerhalb
der Matrizenöffnung 9 vorzunehmen und zur weiteren
Erläuterung wird wieder auf die 2 und 3 Bezug
genommen. In 2 ist schematisch angedeutet,
dass der Drehteller 21 der Kerneinlegeeinrichtung 20 mit einem
Drehantrieb wie insbesondere einem Elektromotor 22 versehen
ist, dessen Drehgeschwindigkeit über die Maschinensteuerung 50 eingestellt
werden kann. Die Kerneinlegeeinrichtung 20 hat einen separaten
Elektromotor und ist nicht mechanisch mit der Matrizenscheibe 2 gekoppelt,
damit die Rotationsgeschwindigkeit des Drehtellers 21 unabhängig
von der Rotationsgeschwindigkeit der Matrizenscheibe 2 ist. Der
Kerneinlegeeinrichtung 20 ist ferner ein schematisch angedeuteter
Stellmotor 26 zugeordnet, vorzugsweise ein Linearmotor,
mit welchem die Position des Drehtellers 21 in Radialrichtung
der Matrizenscheibe 2, mithin in Pfeilrichtung x in 2 verschoben
werden kann. Im Betriebseinsatz rotiert die Matrizenscheibe 2 vorzugsweise
in Pfeilrichtung R, mithin entgegen dem Uhrzeigersinn und der Drehteller 21 wird
mittels des separaten Motors 22 im Uhrzeigersinn derart
gedreht, dass möglichst exakt zum selben Zeitpunkt eine
Matrizenöffnung 9 und eine Kernaufnahme im Drehteller übereinanderliegen,
um einen Tablettenkern 60 möglichst mittig in
der Matrizenöffnung 9 abzulegen. Über
das stationär angeordnet optische System 10 wird
prozesstechnisch hinter der Übergabestation das Ergebnis
der Kernablage, mithin der Ist-Füllzustand jeder Matrizenöffnung 9,
erfasst, und der Controller 52 kann bei der Bildauswertung
des Bildsignals 53 zusätzlich Lagekoordinaten x/y
ermitteln, die der Lageabweichung des Tablettenkerns bezogen auf
das in 2 gezeigte Koordinatensystem x/y in Radial- und
Tangentialrichtung entsprechen und diese an die Maschinesteuerung 50 als Lagesignale übermittelt
werden, wie mit Pfeil 59 angedeutet. Die Maschinensteuerung 50 wiederum kann
die einzelnen Lagesignale 59 auswerten und, vorzugsweise
nur auf Basis aller Gutsignale G, aus den Mittelwerten der Lagesignale
Ansteuersignale 59A, 59B errechnen, um bei einer
Lageabweichung relativ zu einem mittig abgelegten Tablettenkern
in x-Richtung den Stellmotor 26 und bei einer Lageabweichung
in y-Richtung den Antriebsmotor 22 des Drehtellers anzusteuern.
Die Koordinatenabweichungen werden mithin als Ansteuersignale 59A, 59B für die
Kerneinlegeeinrichtung 20 verwendet, um die Ablageposition
des Tablettenkerns 60 in die Matrizenöffnung 9 in
der Einlegestation 25 zu optimieren. Da der Elektromotor 22 für
den Drehteller 21 vom Antriebsmotor des Rotors der Rundläuferpresse 1 entkoppelt ist,
kann durch eine Phasenverschiebung vorzugsweise die Drehgeschwindigkeit
des Drehtellers 21 kurzfristig geändert werden,
um anschließend wieder einen Gleichlauf zwischen dem Drehteller 21 und
der Matrizenscheibe 2 zu erreichen. Über die Phasenverschiebung
wird nur eine kurzfristige Verzögerung oder Beschleunigung
des Drehtellers 21 eingeleitet, bis ein Tablettenkern 60 mittig
in einer Matrizenöffnung 9 abgelegt wird.
-
4 zeigt
schematisch stark vereinfacht, den Aufbau und die Anordnung eines
optischen Systems 10 oberhalb einer Matrizenöffnung 9 innerhalb der
Matrizenscheibe 2. Der Stempelkopf des unteren Pressstempels 6 taucht
bereits von unten in die Matrizenöffnung 9 ein
und sowohl eine Teilverfüllung der Matrizenöffnung 9 mit
der ersten Schicht 43 des Schichtmaterials als auch die
Ablage des Tabletten kerns 60 ist abgeschlossen. Das optische
System 10 umfasst ein Kameragehäuse 11,
eine Kamera 12 mit einem weiter nicht dargestellten Bildsensor
sowie ein nur angedeutetes Objektiv 14, oberhalb und unterhalb
dessen, hier um 180° zueinander versetzt, jeweils eine
Leuchtquelle 15, wie beispielsweise eine Hochleistungs-LED,
angeordnet ist. Das Kameragehäuse 11 ist stirnseitig,
in Blickrichtung des Objektivs, mit einem Spiegel 17 versehen
und verschlossen, dessen Spiegelfläche 17' schräg
zur Oberfläche 2' der Matrizenscheibe 2 ausgerichtet
steht und hier in einem Winkel von 45° schräg
verläuft. Das optische System 10 ist derart positioniert,
dass sich der Spiegel 17 sowie ein mit einer transparenten
Schutzscheibe verschlossenes Fenster 13 unmittelbar oberhalb der
Matrizenöffnung 9 befinden. Über die
Spiegelfläche 17' werden zum Einen die Lichtstrahlen
der Leuchtquellen 15 zur Matrizenöffnung 9 umgelenkt, um
die Matrizenöffnung 9 von oben ausreichend zu beleuchten,
und zum Anderen wird das sich dort zeigende Bild zum Objektiv 14 hingelenkt.
Die Stromversorgung der LED's 15 sowie der Kamera 12 und
auch die gesamte Signalübertragung des Bildsignals und des
Triggersignals findet hier über Kabel statt, wie schematisch
mit Bezugszeichen 18 angedeutet. Das Kameragehäuse 11 ist
ferner mit Lufteinlässen für eine Kühlluftzufuhr
und für eine Luftzufuhr zur Erzeugung eines Luftschleiers
vor dem Fenster 13 versehen, wobei über einen
Luftauslass 19 die Kühlluft und/oder, wie dargestellt,
ein separat zugeführter Luftstrom parallel zum Fenster 13 und
damit parallel zur Oberfläche 2' der Matrizenscheibe 2 ausgeblasen
wird, um durch einen Luftschleier Verunreinigungen des Fensters 13 zu
vermeiden, ohne dass der Luftstrahl das Schichtmaterial in der Matrizenöffnung erreichen
oder verwirbeln kann. Auch das mit der Kamera 12 abgetastete
Bild kann über das Kabel 18, ein separates Signalkabel
oder per Funk übertragen werden.
-
Für
den Fachmann ergeben sich aus der vorgehenden Beschreibung zahlreiche
Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängenden
Ansprüche fallen sollen. Je nach Ausgestaltung des Prozessors
der Maschinensteuerung und des Controllers für die Kamera
kann das abgetastete Bildsignal wahlweise weiterverarbeitet und
in Steuersignale umgewandelt werden. Der Tablettenkern und die Matrizenöffnung
können grundsätzlich jede Form aufweisen. Es kann
sich um Kerntabletten mit vollständiger Umhüllung,
wie gezeigt, aber auch um Augentabletten handeln, bei denen der
Tablettenkern bei der fertigen Tabletten offenliegt, da nach der
ersten Druckstation kein Material für eine zweite Schicht
eingefüllt wird, wie dies an sich für die Herstellung
von unterschiedlichen Mehrschichttabletten mit Tablettenkernen,
d. h. sogenannten Kerntabletten, allgemein bekannt ist. Im Prinzip
könnte auch zuerst die Kerntablette abgelegt und anschließend
Schichtmaterial oben aufgetragen werden. Auch wenn von Tabletten
und Tablettenkernen gesprochen wird, kann die erfindungsgemäße
Rundläuferpresse für alle Arten von Presslingen
mit eingelegtem Kern eingesetzt werden. Das optische System kann
alle Arten von Bildsensoren und Objektiven, insbesondere auch eine
Hochgeschwindigkeitskamera oder dgl. umfassen, insbesondere solche
Kameras, die in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal ein
Einzelbild liefern können. Die Kerneinlegeeinrichtung kann
die Tablettenkerne auch linear oder vertikal zuführen und/oder
mit einem Aktuator zum Beschleunigten Ablegen der Tablettenkerne versehen
sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102007039043
A1 [0003]
- - DE 102007039043 [0023]