DE19520191A1 - Verfahren zur On-Line-Gewichtskontrolle von Kapseln - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur On-Line- Gewichtskontrolle von Kapseln sowie eine Einrichtung, mit der dieses Verfahren umgesetzt wird.

Es ist bekannt, daß vor allem im Pharmabereich, Kapseln zum Abfüllen von Pulver und ähnlichen Produkten verwendet werden. Diese Kapseln werden mit einer dosierten Produktmenge gefüllt und es besteht daher das Bedürfnis, die tatsächliche Übereinstimmung des Kapselgewichts mit dem vorgegebenen Wert zu überprüfen. Insbesondere im oben genannten Bereich ist es aus offensichtlichen Gründen notwendig, diese Kontrolle auf allen aus der Anlage auslaufenden Kapseln durchzuführen, um sicherzustellen, daß das Gewicht des in den Kapseln enthaltenen Produkts streng innerhalb der geforderten Grenzen liegt.

Zu diesem Zweck sind Vorrichtungen bekannt, die nach verschiedenen Verfahren und in der Regel unabhängig von der Produktionslinie arbeiten, d. h. daß die Wägung in eigens dafür vorgesehenen und von den Kapselfüllmaschinen unabhängigen Maschinen erfolgt, welche die außerhalb des vorgegebenen Gewichtsbereichs liegenden Kapseln aussondern. Diese Einrichtungen erfordern daher die Anwesenheit von Bedienpersonal, was mit einem erheblichen Mehrkosten verbunden ist. Ferner können mit solchen Systemen die fehldosierenden Füllmaschinen nicht unverzüglich nachgeregelt werden.

Zur Durchführung der Messungen werden in der Regel geeignete Aufnahmemittel wie Kraftmeßdosen verwendet. Das Hauptproblem bei der Durchführung der Messungen besteht darin, eine passende Genauigkeit zu erzielen, unabhängig von den messungsbeeinflussenden Faktoren, wie insbesondere die Temperatur, die Feuchtigkeit und die Gewichtsveränderungen der Wägemittel, beispielsweise infolge von Verschmutzung oder ähnlichem.

Ferner ist zu beklagen, daß der Übergang der Kapseln auf die Gewichtsaufnahmemittel zu Schwingungen führt, welche die Meßgenauigkeit nachteilig beeinflussen.

Dadurch wird der Einsatz von verhältnismäßig kostspieligen elektronischen Systemen zur Verarbeitung von komplexen Messungen erforderlich.

Diese Erfindung hat den Zweck, das genannte Problem zu lösen, und zwar mit Hilfe eines Verfahrens, das die On-Line- Gewichtskontrolle von pharmazeutischen und ähnlichen Kapseln ermöglicht und dabei insbesondere die Meßgenauigkeit gewährleistet.

Im Rahmen dieser Aufgabenstellung hat diese Erfindung außerdem den Zweck, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der das genannte Verfahren durch einen einfach konzipierten Aufbau umgesetzt werden kann und die einen sicheren Betrieb sowie einen vielseitigen Einsatz ermöglicht.

Diese Aufgabe und dieser Zweck werden erfindungsgemäß durch das vorliegende Verfahren zur On-Line-Kontrolle des Kapselgewichts erfüllt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die zu prüfenden Kapseln einer Vereinzelung zugeführt werden, die für den Vorschub auf einem Transporttisch sorgt; die genannten Kapseln mit der Längsachse horizontal und quer zur Vorschubrichtung auf genanntem Transporttisch angeordnet werden; die so angeordneten Kapseln den entsprechenden Wägetellern zugeführt werden, die im genannten Transporttisch untergebracht und mit entsprechenden Gewichtsaufnahmemitteln gekoppelt sind; das Gewicht der genannten Kapseln und der entsprechenden Wägeteller beim Anhalten der Kapseln auf genannten Wägetellern erfaßt wird; das Gewicht der genannten Wägeteller nach der Abfuhr der genannten Kapseln erfaßt wird, so daß das Nettogewicht der Kapseln bestimmt werden kann.

Die Einzelheiten der Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung einer vorzugsweisen Ausführung der Einrichtung zur On-Line-Gewichtskontrolle von Kapseln deutlicher zu erkennen, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, wobei:

• - die Abb. 1 eine Ansicht der genannten Einrichtung im Längsschnitt nach zwei parallelen Ebenen zeigt;
• - die Abb. 2 eine Ansicht im Querschnitt entsprechend dem Wägebereich zeigt;
• - die Abb. 3 eine entsprechende Ansicht im Grundriß zeigt;
• - die Abb. 4 eine Einzelheit eines Wägetellers im senkrechten Schnitt zeigt
• - die Abb. 5 eine entsprechende Ansicht im Grundriß zeigt;
• - die Abb. 6, 7 und 8 sich auf eine Alternativlösung der Einrichtung gemäß vorhergehender Abbildungen zeigt.

Mit Bezug auf die Abb. 1-5 wurde mit 1 die Einrichtung zur On-Line-Gewichtskontrolle der Kapseln 2 bezeichnet, die von der Produktionslinie über einen Förderer 3 zugeführt werden.

Die Einrichtung 1 sieht ein Transportmittel vor, das aus zwei nebeneinander liegenden Zahnriemen 4 besteht, welche um zwei entsprechende vordere bzw. hintere Riemenscheiben 5 und 6 laufen; das Transportmittel wird über einen nicht dargestellten Motor mit Schrittvorschub drehend angetrieben. Die Riemen 4 sind in regelmäßigem Abstand mit einer Reihe von Querstangen 7 versehen, welche der Vereinzelung der Kapseln dienen.

Zu diesem Zweck weisen die Stangen 7 eine Reihe von Schlitzen 8 auf, die sich in Längsrichtung der Stangen erstrecken und an der Basis eine entsprechende Verjüngung aufweisen. Die Schlitze 8 sind zur Aufnahme von jeweils einer Kapsel 2 vorgesehen, wenn die Stange 7 unter dem Förderer 3 durchläuft. Die Stangen 7 sind zum Vorschub der in den Schlitzen 8 aufgenommenen Kapseln 8 auf einem Transporttisch 9 vorgesehen, welcher von einer Platte gebildet wird, die sich horizontal entsprechend dem oberen Zweig des Riementransports 4 erstreckt; der Transporttisch 9 ist fest mit dem festen Rahmen 10 der Einrichtung verbunden. Der Transporttisch 9 weist am vorderen und hinteren Ende teilweise entsprechend der Krümmung der Riemenscheiben 5 und 6 gebogene Abschnitte 11 auf.

An den Enden der Stangen 7 sind jeweils 12 Rollen drehbar gelagert, welche entlang entsprechender, fest mit dem Rahmen 10 verbundener Seitenteile 13 des Transportmittels geführt werden.

Der Transporttisch 9 weist vorne eine Queröffnung 14 auf, die zur Aufnahme einer Reihe von Wägetellern 15 vorgesehen sind, welche die entsprechenden Kapseln 2 empfangen; die Teller 15 sind mit entsprechenden Gewichtsaufnahmemitteln 16, wie Kraftmeßdosen o. ä. gekoppelt. Praktisch entspricht jeder Teller 15 einem Schlitz 8 der Transportstange.

Wie aus den Abb. 4 und 5 in der Einzelheit ersichtlich, ist jeder Teller 15 vorzugsweise auf rostfreiem Stahl hergestellt, weist auf der Oberseite einen Hohlraum 17 auf, der sich in Längsrichtung zur Stange 7 erstreckt und zur Aufnahme der Kapsel 2 beim Wägen dient. Der Hohlraum 17 steht auf einer nach hinten gerichteten Seite mit einer als Kapselrutsche dienenden geneigten Ebene 18 in Verbindung; diese geneigte Ebene 18 endet mit einem Vorsprung 19, der die Kapsel 2 während der oben genannten Wägung zurückhält.

Vor der Aufnahmeöffnung 14 der Teller 15 weist der Transporttisch in Vorschubrichtung A der Stangen 7 eine Querrille 20 auf, durch die die Kapseln mit der Längsachse waagrecht quer zur Vorschubrichtung angeordnet werden. Dasselbe Ergebnis könnte jedoch auch mit anderen Mitteln erzielt werden, wie z. B. durch eine quer zum Transporttisch angeordnete Rippe o. ä.

Am vorderen Ende des Transportmittels mit Riemen 4 sieht die Einrichtung eine Ausschußsortiervorrichtung vor, die insgesamt mit 21 bezeichnet wird.

Diese Vorrichtung ist mit einer um eine waagrechte Achse 23 schwenkbaren Weiche 22 versehen, welche über ein Gestänge 24 durch ein Stellglied 25 betätigt wird. In der normalen Stellung gestattet die Weiche 22 die Übergabe der aus den Schlitzen 8 der Transportstange 7 auslaufenden Kapseln auf entsprechende, nicht dargestellte Abfuhrmittel; wenn hingegen eine fehlerhafte Kapsel festgestellt wird, bewirkt die Verstellung der Weiche in die mit der gestrichelten Linie 22A (Abb. 1) dargestellte Stellung den Auswurf der Kapsel in einen Ausschußbehälter 26.

Selbstverständlich ist eine solche Sortiervorrichtung entsprechend jedem Schlitz 8 der Transportstangen 7 vorgesehen.

Wie bereits gesagt, sieht das Verfahren zur On-Line- Gewichtskontrolle der Kapseln 2, die Anordnung der Kapseln in den entsprechenden Schlitzen 8 der Transportstangen 7 vor, welche sich, angetrieben durch das Riementransportmittel 4, schrittweise in Vorschubrichtung bewegen.

Die so angeordneten Kapseln werden den entsprechenden Wägetellern 15 zugeführt, die im Transporttisch 9 untergebracht sind und mit entsprechenden Gewichtsaufnahmemitteln 16 gekoppelt sind; durch die geneigte Ebene 18 der Teller 15 belegen die Kapseln die Hohlräume 17 dieser Teller und werden vom Vorsprung 19 auf stabile Weise zurückgehalten.

Es wird sodann das Gesamtgewicht einer jeden Kapsel und des entsprechenden Wägetellers 15 beim Anhalten der Kapseln auf genannten Wägetellern erfaßt.

Zu bemerken ist, daß der Vorschubschritt des Riementransportmittels 4 dem Abstand zwischen den Stangen 7 entspricht, so daß die Stangen 7 bei jedem Schritt nacheinander für eine zur Wägung ausreichende Zeit über den Wägetellern 15 anhalten.

Nach der genannten ersten Wägung bewirkt der Vorschub der Stangen 7 die Abfuhr der gewogenen Kapseln aus den Tellern 15, damit das Gewicht der Teller erfaßt und sodann der Nullabgleich der Gewichtsaufnahmemittel vorgenommen werden kann. Dieser Eichvorgang ermöglicht offensichtlich eine sehr genaue Bestimmung des Nettogewichts der Kapseln. Der so aufgenommene Meßwert ist unbeeinflußt von den Veränderungsfaktoren, wie die Temperatur, die Feuchtigkeit und die Gewichtsveränderungen der Wägemittel, beispielsweise durch Staub auf den Aufnahmemitteln. Ferner ist zu unterstreichen, daß die Kapseln während des Vorschub in den Schlitzen 8 der Stangen 7 auf dem Transporttisch rollen und daß dadurch die gesamte Oberfläche der Kapseln beobachtet und eventuelle Fehler festgestellt werden können, beispielsweise durch eine Kamera oder ähnliche Mittel. Dadurch können ebenfalls die fehlerhaften Kapseln ausgeschieden werden.

Zur Meßgenauigkeit trägt ferner die Tatsache bei, daß die Kapseln bei der Meßwerterfassung stabil auf dem Wägeteller liegen, so daß sich keine Schwingungen an den Gewichtsaufnahmemitteln ergeben.

Besonders zu vermerken ist die Tatsache, daß die Kapseln horizontal quer zur Vorschubrichtung zugeführt werden, um einen passender Abstand von den folgenden Kapseln zu ermöglichen. Ferner vermeidet der rollende Vorschub der Kapseln Reibungserscheinungen, welche die Kapsel beschädigen könnten.

Auf diese Weise ist zwischen dem Auslauf der Kapseln aus den Tellern und dem Einlauf der folgenden Kapseln ausreichend Zeit vorhanden, um die genannte zweite Messung zum Nullabgleich der Gewichtsaufnahmemittel durchzuführen.

Praktisch erfolgen sowohl die Wägung als auch der Nullabgleich unter stabilen Verhältnissen des von den Aufnehmen erfaßten Signals und nicht während der Übergangsphasen, in denen starke Schwankungen des Signals auftreten.

Dadurch ergibt sich im Endeffekt eine extreme Vereinfachung der Messung, die daher keiner komplexer elektronischer Mittel zur Datenverarbeitung bedarf.

Die aus den Wägetellern 15 auslaufenden Kapseln fahren auf dem Transporttisch 9 innerhalb der entsprechenden Schlitze 8 der Stange 7 weiter bis zum Auslaufbereich, der mit den Sortiervorrichtungen 21 versehen ist, welche automatisch für den Auswurf der Kapseln sorgt, die außerhalb der vorgegebenen Gewichtsgrenzen liegen.

Ferner läuft beim Anhalten der Produktionslinie der beschriebene Ablauf automatisch weiter, bis die Einrichtung leer ist, d. h. alle vorhandenen Kapseln abgearbeitet sind.

Beziehen wir uns nun auf die Abb. 6, 7 und 8, welche eine mögliche Bauvariante der genannten Einrichtung zeigen, bei der jedoch ebenfalls das oben beschriebene Verfahren zum Einsatz kommt. In diesem Fall sieht die Einrichtung 1 ein Rundlauftransportmittel 104 vor, das um eine vertikale Achse drehbar ist.

Der Rundläufer 104 besteht aus einer Transportscheibe 105, die axial mit einer Welle 106 verbunden ist, welche von einem nicht dargestellten Motor mit Schrittbewegung drehbar angetrieben wird. Die Scheibe 105 weist in regelmäßigen Winkelabständen eine Reihe von runden Öffnungen mit entsprechenden Buchsen 107 auf, welche der Vereinzelung der Kapseln dienen. Zu diesem Zweck grenzen die Buchsen entsprechende Schlitze 108 ab (siehe Abb. 8), die sich radial zum Rundläufer 104 erstrecken.

Die Schlitze 108 sind zur Aufnahme von jeweils einer Kapsel 2 beim Durchlauf der Buchse 107 unter dem Förderer 3 vorgesehen. Praktisch weist die Scheibe 5 beispielsweise vier Buchsen 107 auf, die in einem Winkel von 90° zueinander versetzt sind; der Vorschubschritt des Rundläufers 104 entspricht dem o.g. Winkelabstand zwischen den Buchsen 107. Die Buchsen 107 bewirken den Vorschub der in den Schlitzen 108 aufgenommenen Kapseln auf einem Transporttisch 109, der durch eine Platte gebildet wird, die sich horizontal konzentrisch zum Rundläufer erstreckt; der Transporttisch 109 ist fest mit dem festen Rahmen 110 der Einrichtung verbunden.

Über dem Transporttisch 109 ist ein glockenförmiger Deckel 111 befestigt; der Deckel 111 bildet innen eine zylindrische Kammer 112, in der die Scheibe 105 mit den Buchsen 107 drehbar untergebracht ist. Der Deckel 111 weist eine radiale Öffnung 113 auf, durch die der Förderer 3 einläuft.

Der Transporttisch 109 weist nach der Übernahmestation der Kapseln vom Förderer 3 eine Öffnung 114 auf, die als Aufnahme für einen Wägeteller 115 dient, der die zu wägende Kapsel empfängt; der Wägeteller 115 ist mit einem Gewichtsaufnahmemittel 116, einer Kraftmeßdose, gekoppelt. Praktisch ist der Teller 115 bei der Wägung in Übereinstimmung mit einer Buchse 107 des Rundläufers.

Vor der Aufnahmeöffnung 114 der Teller 115 weist der Transporttisch 109 in Vorschubrichtung AA des Rundläufers eine Rille 120 auf, durch die die Kapseln mit der Längsachse radial zum Rundläufer angeordnet werden. Dasselbe Ergebnis könnte jedoch auch mit anderen Mitteln erzielt werden, wie z. B. durch eine radial zum Rundläufer angeordnete Rippe o. ä.

Nach dem Wägeteller 115 sieht der Transporttisch 109 eine Öffnung 121 zum Auswurf der Kapseln in einen Abfuhrkanal 122 vor. Entsprechend dieser Öffnung ist eine Ausschußsortiervorrichtung angeordnet, die der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Diese Sortiervorrichtung ist mit einer Weiche versehen, die zwischen einer Stellung zur Übergabe der aus der Buchse 107 zum Kanal 122 auslaufenden Kapsel und einer Schließstellung der Öffnung 121 zum Rückhalten der fehlerhaften Kapsel in der Buchse 107 schwenkbar ist. In letzterem Fall bewirkt ein weiterer Vorschub des Rundläufers den Auswurf der fehlerhaften Kapsel in einen Sammelbehälter 123, der nach dem Abfuhrkanal 122 angeordnet ist.

In der normalen Stellung gestattet die genannte Weiche daher die Übergabe der aus dem Schlitz 108 der Buchsen 107 auslaufenden Kapseln zum Abfuhrkanal 122; wenn hingegen eine fehlerhafte Kapsel festgestellt wird, bewirkt die Verstellung der Weiche in die Schließstellung den anschließenden Auswurf der Kapsel in einen Sammelbehälter 123.

Die Funktionsweise der Einrichtung nach dieser Alternativlösung ist aus der Beschreibung der Lösung gemäß Abb. 1-5 leicht verständlich. Es ist zu bemerken, daß in diesem Fall der Vorschubschritt des Transportmittels 104 dem Winkelabstand zwischen den Buchsen 107 entspricht, so daß die Buchsen 107 bei jedem Schritt nacheinander auf dem Wägeteller 115 anhalten.

Das Verfahren und die Einrichtung ermöglichen daher die einfache Durchführung der On-Line-Gewichtskontrolle von pharmazeutischen und ähnlichen Kapseln, wobei eine hohe Meßgenauigkeit gewährleistet ist.

Die Einrichtung ist so ausgelegt, daß sie in die Produktionslinie eingebunden werden kann und während des Normalbetriebs keines Bedienpersonals bedarf.

Durch parallelen Betrieb auf einer Reihe von Kapseln ermöglicht die Einrichtung eine hohe Fertigungsleistung.

Dank der einfachen Funktion und Konstruktion ist die Einrichtung relativ kosten günstig und wartungsfreundlich.

Bei der praktischen Umsetzung der Erfindung können die Werkstoffe sowie die Form und die Abmessungen beliebig den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur On-Line-Gewichtskontrolle von Kapseln, dadurch gekennzeichnet, daß die zu prüfenden Kapseln einer Vereinzelung zugeführt werden, welche für den Vorschub auf einem Transporttisch sorgt; die genannten Kapseln mit der Längsachse horizontal und quer zur Vorschubrichtung auf genanntem Transporttisch angeordnet werden; die so angeordneten Kapseln den entsprechenden Wägetellern zugeführt werden, welche im genanntem Transporttisch untergebracht und mit entsprechenden Gewichtsaufnahmemitteln gekoppelt sind; das Gewicht der genannten Kapseln und der entsprechenden Wägeteller beim Anhalten der Kapseln auf genannten Wägetellern erfaßt wird; das Gewicht der genannten Wägeteller nach der Abfuhr der genannten Kapseln erfaßt wird, so daß das Nettogewicht der Kapseln bestimmt werden kann.

2. Verfahren nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Kapseln während der genannten Vorschubphase durch genannte Vereinzelung auf genanntem Transporttisch gerollt werden, so daß die gesamte Kapseloberfläche sichtbar ist.

3. Einrichtung zur On-Line-Gewichtskontrolle von Kapseln, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt: eine Vereinzelung (4) (104) zum Vorschub der zu prüfenden Kapseln (2) auf einem Transporttisch (9); Mittel (7) (107) zur Anordnung der genannten Kapseln mit der Längsachse horizontal und quer zur Vorschubrichtung auf genanntem Transporttisch (9); mindestens einen Wägeteller (15), der in genanntem Transporttisch (9) untergebracht und mit entsprechenden Gewichtsaufnahmemitteln (16) gekoppelt ist, um das Nettogewicht der nacheinander geordnet zugeführten Kapseln (2) zu erfassen.

4. Einrichtung nach dem Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Vereinzelung mindestens eine quer zu genannter Vorschubrichtung angeordnete Stange (7) vorsieht, die mit einer Reihe von sich in Längsrichtung der Stange erstreckenden Schlitzen (8) versehen ist, welche jeweils eine zu prüfenden Kapsel (2) aufnehmen, wobei genannte Stange (7) getaktet über genanntem Transporttisch (9) verfahren wird.

5. Einrichtung nach dem Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß genannter Wägeteller (15) an der Oberseite einen sich quer zu genannter Vorschubrichtung erstreckenden Hohlraum (17) aufweist, der zur Aufnahme der genannten, zu prüfenden Kapsel (2) dient, wobei genannter Hohlraum (17) auf einer nach hinten gerichteten Seite mit einer als Kapselrutsche dienenden geneigten Ebene (18) in Verbindung steht, welche mit einem Vorsprung (19) endet, der genannte Kapsel (2) während der Wägung zurückhält.

6. Einrichtung nach dem Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Vereinzelung aus einem Rundläufer (104) besteht und daß genannte Anordnungsmittel (7) (107) für die Anordnung der genannten Kapseln mit der Längsachse in horizontaler Stellung radial zum genannten Rundläufer (104), quer zur Vorschubrichtung auf genanntem Transporttisch (109) sorgen.

7. Einrichtung nach dem Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß genannter Rundläufer (104) aus einer um eine vertikale Achse drehbaren Scheibe (105) besteht, welche in regelmäßigen Winkelabständen eine Reihe von runden Öffnungen mit entsprechenden Buchsen (107) aufweist, die der Vereinzelung der Kapseln (2) dienen.

8. Einrichtung nach dem Patentanspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Mittel zur Anordnung der Kapseln mit der Längsachse horizontal und quer zur Vorschubrichtung eine Rille (120) vorsehen, die quer zum genannten Transporttisch (109) verläuft.

9. Einrichtung nach dem Patentanspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß genannter Transporttisch (109) nach dem genannten Wägeteller (115) eine Öffnung (121) aufweist, die mit einem Abfuhrkanal (122) für die kontrollierten Kapseln in Verbindung steht, wobei entsprechend der genannten Öffnung (121) eine Sortiervorrichtung für die Ausschußkapseln angeordnet ist, welche mit einer Weiche versehen ist, die zwischen einer Stellung zur Übergabe der Kapseln zum Kanal (122) und einer Schließstellung der genannten Öffnung zum Rückhalten der fehlerhaften Kapsel auf genanntem Transporttisch (109) zwecks Zuführung zu einer nachfolgenden Sammelstation (123) schwenkbar ist.