DE102012216163B4

DE102012216163B4 - Vorrichtung zum Zuführen von Kappen mit Überwachungssystem

Info

Publication number: DE102012216163B4
Application number: DE102012216163.5A
Authority: DE
Inventors: Albert Eberhardt; Gerhard Morasch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Syntegon Technology GmbH
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: CN103203324A; DE102012216163A1

Abstract

Vorrichtung zum Zuführen von Verschlusselementen (2), umfassend:
– eine Zuführschiene (3), auf welcher die Verschlusselemente (2) in einer aufeineinanderfolgenden Reihe zuführbar sind,
– eine optische Kontrolleinrichtung (4) zur Überprüfung der Verschlusselemente (2), wobei die optische Kontrolleinrichtung (4) an der Zuführschiene (3) angeordnet ist, und
– eine Auswurfeinrichtung (5), um als ungeeignet erkannte Verschlusselemente auszuwerfen, ferner umfassend eine Vereinzelungseinrichtung (8), um die Verschlusselemente zu vereinzeln, wobei die optische Kontrollvorrichtung (4) an der Vereinzelungseinrichtung (8) angeordnet ist, um vereinzelte Verschlusselemente (2) zu überprüfen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungseinrichtung (8) ein Sternrad (9) mit einer Vielzahl von Aufnahmebereichen (10) zur Aufnahme von einzelnen Verschlusselementen (2) aufweist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Kappen/Verschlüssen oder dgl. mit einer Überwachungseinrichtung zur Feststellung von qualitativ schlechten Kappen.
Beispielsweise werden in der pharmazeutischen Industrie Vials oder andere Behältnisse mittels Kappen verschlossen. Die Kappen werden dabei üblicherweise über eine Sortiereinrichtung in einer richtigen Ausrichtung zu einer Verschließstation geführt, in welcher die Kappen auf die Behältnisse aufgesetzt werden. Hierbei ist es möglich, dass Kappen mit Qualitätsproblemen unbeabsichtigt auf gefüllte Behältnisse aufgesetzt werden. Neben Beschädigungen und deformierten Kappen können auch noch unvollständige oder falsch montierte Kappen, welche beispielsweise ein Dichtelement an der Kappeninnenseite aufweisen, vorkommen. Auch ist es möglich, dass Kappen mit verschiedenen Farben für verschiedene Inhalte der Behältnisse vorgesehen sind und z. B. in einer falschen Farbe zugeführt werden können. Durch die Verwendung von falschen Kappen kann somit eine Schlechtrate bei den verschlossenen Behältnissen erhöht werden, wobei eigentlich das Behältnis und/oder der Inhalt in Ordnung sind.
Aus der DE 102 49 573 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaften Kappen bekannt, bei dem die Kappen zwischen zwei Walzen hindurchgeführt werden. Hierdurch kann zwar verhindert werden, dass beispielsweise zusammenhängende Kappen in die Verschlusseinrichtung zugeführt werden, jedoch kann nicht verhindert werden, dass beispielsweise Kappen mit eingedrücktem Rand oder dgl. oder Kappen in falscher Farbe zugeführt werden. Es wäre daher wünschenswert, insbesondere zur Reduzierung einer Produktfehlerquote, eine Vorrichtung zum Zuführen von Kappen oder anderen Verschlusselementen zu haben, welche sicherstellt, dass keine Kappen mit Beschädigungen oder in falscher Farbe oder dgl. zugeführt werden.
Aus der DE 10 2009 041 212 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kontrollieren von Gefäßverschlüssen bekannt. Gefäßverschlüsse sind auf einem Förderband direkt aneinander liegend angeordnet. Diese werden an einer Kontrolleinrichtung verbeigeführt. Die Kontrolleinrichtung kann insbesondere eine Kamera umfassen, welche von der vorbeigeführten Gefäßverschlüssen Bilder erzeugt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zuführen von Verschlusselementen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass mit großer Sicherheit vermieden werden kann, dass beschädigte, unvollständige, falsch montierte oder falschfarbige Verschlusselemente auf Behältnissen aufmontiert werden. Die Überprüfung der Verschlusselemente erfolgt dabei derart, dass keine Beeinträchtigung einer Zuführung der Verschlusselemente erfolgt, so dass eine Verschließmaschine, welche Behältnisse mit den zugeführten Verschlusselementen verschließt, nicht in einer langsameren Taktzeit betrieben werden muss. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine optische Kontrollvorrichtung zur Überprüfung der Verschlusselemente vorgesehen ist, wobei die optische Kontrollvorrichtung an einer Zuführschiene angeordnet ist. Ferner ist eine Auswurfeinrichtung vorgesehen, um ungeeignet erkannte Verschlusselemente vor dem Aufsetzen auszuwerfen. Besonders bevorzugt wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in Reinräumen verwendet. Weiter umfasst die Vereinzelungseinrichtung ein Sternrad mit einer Vielzahl von Aufnahmebereichen zur Aufnahme der Verschlusselemente. Hierdurch kann eine kontinuierliche und schnelle Vereinzelung der Verschlusselemente erfolgen.
Besonders bevorzugt ist die Auswurfeinrichtung dabei am Sternrad angeordnet, um als ungeeignet erkannte Verschlusselemente direkt aus dem Sternrad auszuwerfen. Die Auswurfeinrichtung ist dabei bevorzugt eine linear bewegbare Auswurfstange oder dgl.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner eine Vereinzelungseinrichtung, um die Verschlusselemente in der Zuführschiene zu vereinzeln. Die optische Kontrollvorrichtung ist dabei an der Vereinzelungseinrichtung angeordnet, um vereinzelte Verschlusselemente zu prüfen.
Weiter bevorzugt erfolgt eine Zuführung der Verschlusselemente in der Zuführschiene derart, dass die Verschlusselemente mit ihrer Oberseite in vertikaler Richtung ausgerichtet sind. Hierdurch kann eine besonders einfache und schnelle Überprüfung der Verschlusselemente mittels der optischen Kontrollvorrichtung erfolgen. Ferner ist hierdurch auch eine einfache Entfernung von ungeeigneten Verschlusselementen möglich. Darüber hinaus haben die Verschlusselemente für eine nachfolgende Verschließstation, in welcher sie auf ein Behältnis aufgebracht werden, schon eine bevorzugte Ausrichtrichtung.
Um eine einfache Förderung der Verschlusselement in der Zuführschiene zu ermöglichen, ist die Zuführschiene vorzugsweise geneigt zu einer Horizontalrichtung angeordnet.
Weiter bevorzugt ist die optische Kontrollvorrichtung eine Kamera. Vorzugsweise ist die Kamera derart eingerichtet, dass Formgebungen und/oder Farbgebungen erkennbar sind. Durch die Formerkennung kann die Kamera beispielsweise am Rand beschädigte Verschlusselemente einfach erkennen. Ebenso kann durch die Formerkennung erkannt werden, ob beispielsweise eine Dichtung oder dgl. in ein Verschlusselement richtig eingelegt ist. Die Farberkennung ermöglicht es beispielsweise zwischen unterschiedlichen Farben der Verschlusselemente zu unterschieden. Dies ist insbesondere im pharmazeutischen Bereich von Bedeutung, wenn z. B. für verschiedene Packungsgrößen unterschiedliche farbige Verschlusselemente verwendet werden sollen, welche ansonsten die gleiche Form aufweisen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner eine Beleuchtungseinrichtung, welche einen Prüfbereich der optischen Kontrollvorrichtung beleuchtet. Hierdurch kann eine sichere und schnelle optische Kontrolle sichergestellt werden. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von LEDs, welche in einem Ring angeordnet sind oder als Stroboskop-Leuchte ausgebildet sind. Weiterhin kann die Beleuchtungseinrichtung als Auflicht-Beleuchtungseinrichtung ausgebildet sein, welche zwischen der Kamera und dem zu überprüfenden Verschlusselement angeordnet ist, vorzugsweise in Ringform. Alternativ ist die Beleuchtungseinrichtung eine Durchlicht-Beleuchtung, so dass das zu überprüfende Verschlusselement zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der optischen Kontrollvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch können insbesondere Umrisse des Verschlusselements sehr einfach überprüft werden. Auch ist eine zweistufige Überprüfung mittels der Auflicht-Beleuchtung und anschließend der Durchlichtbeleuchtung denkbar. Die Verwendung der Beleuchtungseinrichtung verbessert dabei signifikant die Qualität der Prüfung.
Ferner betrifft die Erfindung eine Füll- und/oder Verschließvorrichtung zum Füllen und/oder Verschließen von Behältnissen, insbesondere Vials, mit Verschlusselementen, insbesondere Kappen aus Aluminium, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zuführen der Verschlusselemente. Die Verschlusselemente werden dabei bevorzugt mittels eines Bördelvorgangs auf die Behältnisse aufgebracht.
Zeichnung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind in den Figuren bei den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Zuführen von Verschlusselementen in einem Anwendungsfall,
2 eine vergrößerte, perspektivische Darstellung der Vorrichtung zum Zuführen von Verschlusselementen von 1,
3 eine schematische Darstellung einer optischen Kontrollvorrichtung von 2,
4 eine schematische Darstellung einer Auswurfeinrichtung von 2, und
5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Zuführen von Verschlusselementen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine Vorrichtung zum Zuführen von Verschlusselementen 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
Die Vorrichtung 1 zum Zuführen von Verschlusselementen 2 umfasst eine Zuführschiene 3, welche geneigt zu einer Horizontalrichtung angeordnet ist, so dass die Verschlusselemente 2 automatisch, wie durch die Pfeile A, B angedeutet, nachrutschen bzw. nachrollen kann. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Verschlusselemente Aluminiumkappen mit integrierter Dichtung, welche auf Behältnisse 12 in einer der Zuführschiene 3 nachgeordneten Verschlussstation 13 (nur schematisch angedeutet) aufgebördelt werden.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine optische Kontrollvorrichtung 4 in Form einer Kamera. Die Kamera 4 kann dabei sowohl Formen als auch Farben erkennen. Weiter umfasst die Vorrichtung 1 eine Auswurfeinrichtung 5, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine linear bewegbare Auswurfstange 6 und einen mit der Auswurfstange 6 verbundenen Kolben aufweist, welcher in einem Zylinder 7 hin und her bewegbar ist (vgl. 4, Pfeil C).
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, umfasst die Zuführschiene 3 dieses Ausführungsbeispiels einen ersten Teil 31 und einen zweiten Teil 32, welche durch eine Vereinzelungseinrichtung 8 getrennt sind. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vereinzelungseinrichtung 8 ein Sternrad 9 mit einer Vielzahl von Aufnahmebereichen 10, in welche jeweils ein oder mehrere Verschlusselemente 2 aufnehmbar ist. In 2 ist ein vereinzeltes Verschlusselement mit dem Bezugszeichen 2' gekennzeichnet. Eine Drehrichtung des Sternrads 9 ist durch den Pfeil D angedeutet. Weiterhin ist eine Beleuchtungseinrichtung in die Kontrollvorrichtung 4 integriert (in den Figuren nicht gezeigt), um eine Auflicht-Beleuchtung des Verschlusselements 2' während der optischen Kontrolle bereitzustellen.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist dabei wie folgt: Die Verschlusselemente werden aus der Sortiereinrichtung 11, beispielsweise mittels eines Rüttelvorgangs in die Zuführschiene 3 zugeführt (Pfeil A). In der zur Horizontalen geneigten Zuführschiene 3 rutschen/rollen die Verschlusselemente 2 nach unten in Richtung zur Vereinzelungseinrichtung 8. Das Sternrad 9 der Vereinzelungseinrichtung 8 dreht sich dabei schrittweise oder kontinuierlich und nimmt jeweils ein Verschlusselement 2 in einen Aufnahmebereich 10 auf, um dieses zu vereinzeln. An einer obersten Stellung des Sternrads 9 wird das derart vereinzelte Verschlusselement 2' mittels der optischen Kontrollvorrichtung 4 überprüft, was schematisch in 3 dargestellt ist. Hierbei kann eine Überprüfung der Form und/oder Farbe erfolgen. Die optische Überprüfung kann dabei zwei Ergebnisse hervorbringen, nämlich, dass das vereinzelte Verschlusselement 2' als Gutteil erkannt wird oder dass das vereinzelte Verschlusselement 2' als Verschluss ungeeignet ist. In 3 sind beispielhaft ein weiter verwendbares Verschlusselement (+) und ein aufgrund einer Deformation 20 nicht mehr verwendbares Verschlusselement (–) dargestellt.
Wenn die Kontrollvorrichtung 4 erkannt hat, dass das Verschlusselement weiter verwendbar ist, dreht sich einfach das Sternrad 9 um eine Position weiter bzw. wird kontinuierlich weiter gedreht und gibt das Verschlusselement in den zweiten Teil 32 der Zuführschiene. Wenn die Kontrollvorrichtung 4 erkannt hat, dass das Verschlusselement 2 nicht mehr verwendbar ist, wird die Auswurfeinrichtung 5 aktiviert, indem die Auswurfstange 6 vorgeschoben wird und das Verschlusselement direkt aus dem Sternrad 9 herausgedrückt wird. Dabei kann das nicht mehr zu verwendende Verschlusselement in einen Abfallbehälter oder dgl. fallen. Anschließend wird die Auswurfstange 6 wieder zurückgezogen und das Sternrad 9 um eine Stellung weiterbewegt, um das nächste Verschlusselement zu überprüfen. Während des Weiterdrehens des Sternrades wird jeweils ein weiteres Verschlusselement vereinzelt.
Da der erste Teil 31 und der zweite Teil 32 der Zuführschiene 3 jeweils eine gewisse Länge aufweisen, kann eine Vielzahl von Verschlusselementen jeweils in beiden Teilen der Zuführschiene 3 vorgehalten werden, so dass eine Verschließgeschwindigkeit einer nachfolgenden Verschlussstation 13 nicht reduziert werden muss, auch wenn einmal zwei oder mehrere nicht mehr zu verwendende Verschlusselemente durch die Auswurfeinrichtung 5 aus der Verschlusszuführung nacheinander entfernt wurden.
Erfindungsgemäß kann somit durch die Integration einer Kontrollvorrichtung 4 und einer Auswurfeinrichtung 5 in Verbindung mit einer Vereinzelungseinrichtung 8 in eine Zuführschiene 3 eine sehr kompakte und sicher arbeitende Vorrichtung 1 zur Überprüfung der Verschlusselemente 2 bereitgestellt werden. Insbesondere sind auch Nachrüstungen von schon bestehenden Maschinen möglich.
5 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der insbesondere die Vereinzelungseinrichtung und die Auswurfeinrichtung unterschiedlich gestaltet sind. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist die Zuführschiene 3 des zweiten Ausführungsbeispiels als durchgehende Schiene mit einer konstanten Neigung ausgebildet. Die Vereinzelungseinrichtung 8 des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst einen ersten Anschlag 81 und einen zweiten Anschlag 82, welche an der Zuführschiene 3 in voneinander beabstandeten Positionen angeordnet sind. Wie durch die Pfeile E und F angedeutet, sind der erste und zweite Anschlag 81, 82 hin und her bewegbar, um Verschlusselemente 2 aufzustauen bzw. einzeln durchzulassen. Ein vereinzeltes Verschlusselement 2' ist dann zwischen den beiden Anschlägen 81, 82 angeordnet.
Wie aus 5 weiter ersichtlich ist, liegt das vereinzelte Verschlusselemente 2' vor dem zweiten Anschlag 82 und wird dort mittels der optischen Kontrollvorrichtung 4 hinsichtlich Form und/oder Farbe überprüft. In dieser in 5 dargestellten Überprüfungsposition des vereinzelten Verschlusselements liegt das vereinzelte Verschlusselement 2' derart am zweiten Anschlag 82 an, dass sich das vereinzelte Verschlusselement 2' über einer Klappe 50 befindet. Wenn die Kontrollvorrichtung 4 erkennt, dass das vereinzelte Verschlusselement 2' nicht weiterverwendet werden soll, beispielsweise aufgrund einer Beschädigung, wird die Klappe 50, wie durch den Pfeil G angedeutet, geschwenkt, so dass das vereinzelte, nicht weiter verwendbare Verschlusselement 2, wie durch den Pfeil H angedeutet, nach unten herausfällt. Wenn das vereinzelte Verschlusselement 2' als Gutteil erkannt wurde, verbleibt die Klappe 50 in der in 5 gezeigten geschlossenen Position und der zweite Anschlag 82 wird angehoben, so dass das Verschlusselement weiter die Zuführschiene 3 herunterrutschen/-rollen kann. Dies ist in 5 durch den Pfeil I angedeutet. Anschließend fährt der zweite Anschlag 82 wieder in die in 5 gezeigte Schließposition und der erste Anschlag 81 wird kurzzeitig von der Zuführschiene 3 abgehoben, um ein weiteres, einzelnes Verschlusselement 2 in die Überprüfungsposition zuzuführen.
Weiterhin ist die Führungsschiene 3 größtenteils geschlossen ausgebildet, wobei im Bereich der Kontrollvorrichtung 4 und der Auswurfeinrichtung 8 ein Fenster 33 vorgesehen ist.
Somit ist beim zweiten Ausführungsbeispiel eine besonders einfach aufgebaute und kostengünstige Vereinzelungseinrichtung 8, umfassend die ersten und zweiten Anschläge 81, 82 vorgesehen. Weiterhin ist auch eine sehr kostengünstige bereitstellbare Auswurfeinrichtung 5 in Form der Klappe 50 vorgesehen. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

Claims

Vorrichtung zum Zuführen von Verschlusselementen (2), umfassend: – eine Zuführschiene (3), auf welcher die Verschlusselemente (2) in einer aufeineinanderfolgenden Reihe zuführbar sind, – eine optische Kontrolleinrichtung (4) zur Überprüfung der Verschlusselemente (2), wobei die optische Kontrolleinrichtung (4) an der Zuführschiene (3) angeordnet ist, und – eine Auswurfeinrichtung (5), um als ungeeignet erkannte Verschlusselemente auszuwerfen, ferner umfassend eine Vereinzelungseinrichtung (8), um die Verschlusselemente zu vereinzeln, wobei die optische Kontrollvorrichtung (4) an der Vereinzelungseinrichtung (8) angeordnet ist, um vereinzelte Verschlusselemente (2) zu überprüfen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungseinrichtung (8) ein Sternrad (9) mit einer Vielzahl von Aufnahmebereichen (10) zur Aufnahme von einzelnen Verschlusselementen (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführung der Verschlusselemente (2) in der Zuführschiene (3) derart erfolgt, dass die Verschlusselemente (2) mit einer Oberseite in vertikaler Richtung ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswurfeinrichtung (5) am Sternrad (9) angeordnet ist, um als ungeeignet erkannte Verschlusselemente (2) direkt aus dem Sternrad (9) auszuwerfen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführschiene (3) zu einer Horizontalrichtung geneigt angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Kontrollvorrichtung (4) eine Kamera ist, welche eingerichtet ist, Formen und/oder Farben der Verschlusselemente zu erkennen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Beleuchtungseinrichtung, welche einen Prüfbereich der optischen Kontrollvorrichtung beleuchtet.
Füll- und Verschließvorrichtung zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen, insbesondere Vials, mittels eines Verschlusselements (2), welche eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.