DE2944938C2 - Arbeitsverfahren für eine kontinuierlich arbeitende Kapselfüll- und Verschließmaschine sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren für eine kontinuierlich arbeitende Kapselfüll- und Verschließmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Kontinuierlich arbeitende Kapselfüll- und Verschließmaschinen mit Drehtisch sind bekannt, zum Beispiel aus DE-AS 24 43 466. Die Erfindung geht von dem in dieser Druckschrift erläuterten Arbeitsverfahren aus. Die einzelnen Einrichtungen, in denen die Kapseln zugeführt, geöffnet, gefüllt, verschlossen und ausgetragen werden, sind bei der bekannten Vorrichtung längs eines inneren und eines äußeren Teilkreises eines Drehtisches angeordnet. Auf dem inneren Teilkreis erfolgt das Aufnehmen des Füllgutes aus einem Behälter und das Verdichten des Füllgutes sowie das Abfüllen in den Bodenteil der Kapseln, während auf dem äußeren Teilkreis die Kapseln zugeführt, geöffnet, wieder verschlossen und ausgetragen werden. Der Transport der Kapseln radial von außen nach innen und umgekehrt erfolgt durch einen radial bewegbaren Schieber, in dessen Sitz die Kapseln aus einem Rohr eintreten, das zu einem Magazin führt. Dabei erfolgt beim Übertritt der Kapseln in das Rohr eine Orientierung der Kapseln derart, daß sie mit dem Bodenteil nach unten weisend in das Rohr eintritt. Alle Arbeitsvorgänge zum Zuführen der Kapseln aus dem Rohr in den Schieber bis zum Austragen der gefüllten Kapseln erfolgt bei der bekannten Vorrichtung jeweils in einem Umlauf des Drehtisches.

Das Orientieren von Kapseln an einem Drehtisch ist aus der US-PS 3 817 423 bekannt. Dabei wird jeweils eine in eine radial offene Nut eines Drehtisches eintretende Kapsel beim Vorbeiwandern des Drehtisches an einem feststehenden Orientierungselement um 90° derart geschwenkt, daß jeweils der Bodenteil der Kapsel nach außen weist und die Kappe in der Nut gehalten ist, worauf anschließend die Bodenteile in die senkrechte Lage in den Nuten zurückgeführt werden. Damit ist das Orientieren der Kapseln beendet.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, daß das Orientieren der Kapseln einfach und sicher erfolgt und daß Voraussetzungen geschaffen werden, damit bei einer Umstellung auf eine andere Kapselgröße die anzupassenden Teile leicht austauschbar bzw. verstellbar sind.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 5 gelöst.

Erfindungsgemäß erfolgt das Orientieren der Kapseln mit Hilfe einer radial verschiebbaren Büchse, die unterhalb des die Kapseln aus einem Behälter überführenden Rohres angeordnet ist, und die jeweils zwei Kapseln radial nach außen transportiert, wobei die untere Kapsel bereits orientiert ist und an einen Sitz übergeben wird, in dem die Kapsel geöffnet wird, während gleichzeitig die obere Kapsel vororientiert wird. Bei Rückkehr der Büchse zur inneren Position wird die obere Kapsel vollends orientiert und gelangt in der Büchse nach unten, worauf eine neue Kapsel aus dem Rohr aufgenommen wird. Damit erfolgt die Orientierung sehr zuverlässig und steht für die zum Orientieren erforderlichen Arbeitsabläufe ausreichend Zeit zur Verfügung. Sollen Kapseln unterschiedlicher Größe und/oder Form orientiert werden, so läßt sich die Büchse ohne Schwierigkeiten austauschen.

Gemäß den Ansprüchen 2 bis 4 sind die einzelnen Arbeitsvorgänge auf mindestens 2 Umläufe des Drehtisches derart aufgeteilt, daß das Orientieren der Kapseln während eines ersten Umlaufes des Drehtisches erfolgt, während in einem zweiten Umlauf des Drehtisches jede von der Büchse in einen Sitz übergeführte Kapsel geöffnet und gefüllt wird, worauf zu Beginn eines weiteren Umlaufs, der die Arbeitsvorgänge während des ersten Umlaufs wiederholt, die Kapseln wieder verschlossen und ausgetragen werden. Diese Ausbildung des erfindungsgemäßen Arbeitsverfahrens hat den Vorteil, daß für jeden Arbeitsvorgang ein größerer Winkelweg des Drehtisches zur Verfügung steht, so daß die Bewegungsabläufe einerseits genauer und zuverlässiger ausgeführt werden und andererseits die Drehzahl des Drehtisches erhöht werden kann, so daß sich eine vergrößerte Produktivität ergibt. Dadurch, daß die Büchse jeweils zwei Kapseln aufnimmt, kann bei jeder nach außen gerichteten Bewegung der Büchse eine Kapsel an den Sitz im Drehtisch übergeben werden, so daß Totzeiten vermieden sind und während des zweiten Umlaufs des Drehtisches gegenüber dem Stand der Technik etwa verdoppelte Anzahl von Kapseln gefüllt werden kann, da die zum Füllen der Kapseln vorgesehenen Dosiereinheiten auf dem inneren Teilkreis längs dessen gesamten Umfang angeordnet werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des Arbeitsverfahrens nach Patentanspruch 5 wird in den Patentansprüchen 5 bis 11 vorteilhaft weitergebildet.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Teilschnitt einer Kapselfüll- und Verschließmaschine,

Fig. 2 eine ebene Abwicklung der fünf Steuerkurven der Maschine gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Teilschnitt durch die Einrichtung zum Orientieren der Kapseln mit der Büchse unterhalb des Rohres zum Zuführen der Kapseln,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Büchse mit einer im oberen Teil der Büchse sitzenden Kapsel vor deren Vororientierung durch das Orientierungselement,

Fig. 5 einen senkrechten Teilschnitt ähnlich Fig. 3 mit einer vororientierten Kapsel,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, kurz bevor die vororientierte Kapsel von dem Stößel senkrecht nach unten geschwenkt wird,

Fig. 7 einen senkrechten Teilschnitt ähnlich Fig. 5, wobei die obere Kapsel von dem Stößel senkrecht verschwenkt und nach unten geschoben wird,

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Dosierstation,

Fig. 9 eine Darstellung ähnlich gemäß Fig. 8, welche eine weitere Ausführungsform der Dosierstation zeigt,

Fig. 10 eine schematische Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Maschine, welche die relative Lage von einzelnen Betriebsstationen innerhalb der Maschine zeigt.

Die Kapselverarbeitungsmaschine besitzt einen Maschinenrahmen 1, auf dem ein Drehtisch 2 so angeordnet ist, daß er sich kontinuierlich um eine zentrale vertikale Achse X-X drehen kann. Der Drehtisch 2 trägt eine Anzahl von Stationen zum Bearbeiten bzw. Verarbeiten der Kapseln und/oder des Produktes. Die Stationen werden nacheinander durch die Drehbewegung des Drehtisches 2 betätigt. Die Drehbewegung kann beispielsweise in Richtung des Pfeils R (Fig. 2, 5 und 10) bzw. im Uhrzeigersinn bei Draufsicht auf die Maschine von oben erfolgen. Eine Anzahl von Betriebsstationen ist, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, in einer vertikalen Anordnung der Maschine vorgesehen. Auf diese Weise kann zur Herstellung einer Mehrbereichsmaschine eine Anzahl derartiger Sektoren oder Bereiche vorgesehen werden. Alle Maschinenbereiche sind in ihrer Struktur identisch untereinander und sie werden nacheinander betätigt. Jeder Bereich auf dem Drehtisch 2 weist einen aufwärtsragenden Ständer 3 auf, der starr über eine größere Basis 4 mit dem Drehtisch verbunden ist. Der Ständer 3 trägt an seinem oberen Ende einen sich drehenden Behälter 5 mit großer Kapazität zur Aufnahme von leeren Kapseln 6. In der Basis 4 ist eine vertikale Durchgangsbohrung 7 vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß in ihr ein Zylinder 8 gleiten kann und geführt wird. Der Zylinder 8 ist Bestandteil einer mit D bezeichneten Dosiereinheit. Der Zylinder 8 trägt an seinem unteren Ende ein hohles Teil 9, welches mit dem Zylinder 8 fluchtet und sich über diesen hinaus nach unten erstreckt.

Das hohle Teil 9 ist mit einer Axialbohrung 10 versehen und besitzt an seinem unteren freien Ende einen Sitz 11, der mit der Axialbohrung 10 fluchtet und koaxial hierzu verläuft. Innerhalb des Zylinders 8 ist eine Stange 12 gleitend geführt. Die Stange 12 endet unten in einer Art Nadel 13, welche das hohle Teil 9 durchsetzt und bei dem Sitz 11 endet, wo sie einen Kolben 14 trägt. Das obere Ende der Stange 12 steht in Wirkverbindung mit einer Steuerkurve 15, beispielsweise über eine Rolle 16. Die Steuerkurve 15 ist auf einem Basisteil 17 vorgesehen, welches nachstehend genauer beschrieben wird.

Das obere Ende des Zylinders 8 steht über eine Rolle 18 mit einer Steuerkurve 19 in Wirkverbindung, die auf einem ortsfesten Basisteil 20 vorgesehen ist. Der Zylinder 8 ist über ein starres Verbindungselement 21 fest mit dem Rohr 23 verbunden. Das Rohr 23 tritt mit seinem oberen Ende in den Behälter 5 ein und besitzt einen in Längsrichtung sich erstreckenden Schlitz 24, der einen Einblick in das Rohrinnere ermöglicht. An seinem unteren Ende weist das Rohr 23 einen schwenkbar gelagerten Hebel 25 (vergl. Fig. 3, 5 und 7) für ein Unterbrechen und Steuern des Kapselstroms durch das Rohr auf. Zu diesem Zweck trägt das untere Ende des Rohrs 23 einen Arm 26, an dem der federbelastete Hebel 25 bei 25a angelenkt ist. An dem Arm 26 sind ein Kolbenstößel 27 und ein flacher Stößel 28 befestigt. Der flache Stößel 28 besitzt einen vorspringenden erhöhten Bereich 28a. Sowohl der Kolbenstößel 27 als auch der flache Stößel 28 erstrecken sich in vertikaler Richtung nach unten. Der Hebel 25 ist außerdem mit einem Ansatz 25b versehen, der mit einem festen, nicht dargestellten Gegenstück auf der Maschine in Eingriff gebracht werden kann, wie dies später erläutert wird.

Oberhalb des Drehtisches 2 ist ein frei schwebender Tragarm 29 vorgesehen, der zum Umlauf mit der Revolveranordnung 2 bis 4 ausgebildet ist. In dieser Revolveranordnung ist der Arm 29 gleitbar in radialer Richtung und senkrecht zur zentralen Achse X-X gelagert. Auf diese Weise ist der Arm 29 kinematisch über die Rolle 30 mit einer Steuerkurve 31 verbunden.

Die Steuerkurve 31 ist auf einem Bauteil 32 vorgesehen, das fest mit dem stationären Maschinenrahmen der Maschine verbunden ist. Der Tragarm 29 trägt eine in bestimmter Weise geformte Büchse 33. Aus Fig. 3 bis 7 ist ersichtlich, daß die Büchse 33 die Grundform eines Quaders und einen in vertikaler Richtung verlaufenden, kalibrierten Durchgang 34 für die Kapseln 6 aufweist. Der Durchgang erstreckt sich etwa koaxial zur Büchse. Die Büchse 33 besitzt an ihrem oberen Ende 35 einen vergrößerten Bereich 36, der die Gestalt eines zylindrischen Segments aufweist, das in Richtung der Achse X-X der Maschine weist. Der vergrößerte Bereich 36 begrenzt eine vergleichsweise große flache Oberfläche 37 am Kopfende der Büchse. Das obere Ende 35 ist außerdem in vertikaler Richtung geschlitzt. Der Durchgang 34 steht über den Schlitz 38 mit der Außenseite in Verbindung.

Der Schlitz 38 ist an der Seite 39 des Büchsenkörpers vorgesehen und weist in die der Drehrichtung R entgegengesetzte Richtung. Das obere Ende 35 ist auch mit einer quer sich erstreckenden horizontalen Nut 40 versehen. Die Nut 40 beginnt an der Außenwand 41 gegenüber dem vergrößerten Bereich 36 und erstreckt sich über den vollen Durchmesser der Büchse. Unter der Nut 40 ist in einer Entfernung, die von der Größe der zu verarbeitenden Kapseln abhängt, die Büchse 33 horizontal durch eine Nut 42 geschlitzt, welche sich quer durch den Büchsenkörper erstreckt von der Außenwand 41 bis zum vergrößerten Bereich 36 und durch den Durchgang 34. Neben der Nut 42 hat der Durchgang 34 einen geringfügigen eingeschnürten Bereich 42a, der von der Kappe 6a einer Kapsel 6 nicht ohne weiteres durchlaufen werden kann, sondern nur, wenn die Kapsel von oben in der später erklärten Weise durch die verjüngte Stelle gestoßen wird. In ihrem zentralen Bereich 43 neben der Nut 42 ist die Büchse 33 auf ihrer Seite 39 entlang einer vertikalen Ebene eingeschnitten. Diese Ebene erstreckt sich im wesentlichen entlang der Mittellinie des Durchgangs 34 und bildet hierdurch einen Ausschnitt 44, der oben von der Nut 42 und unten durch einen horizontalen Vorsprung 45 begrenzt wird. Das untere Ende 46 der Büchse 33 ist röhrenförmig ausgebildet und verläuft koaxial mit dem Durchgang 34.

Es besitzt eine umlaufende Nut 47 für die Verbindung mit dem Tragarm 29. Die Büchse 33 ist für ein Zusammenwirken mit einem Sperrelement 48 ausgebildet. Das Sperrelement 48 ist fest mit der Revolvereinheit 2 bis 4 verbunden und kann in den Schlitz 42 hineingleiten. Die Büchse 33 ist ferner für ein Zusammenwirken mit einem feststenden Orientierungselement 49 ausgelegt, welches fest mit dem Maschinenrahmen 1 verbunden ist und in die Nut 40 hineingleiten kann.

In der Revolvereinheit 2 bis 4 ist ein Sitz 50 vertikal unterhalb eines jeden Kolbenstößels 27 und mit diesem fluchtend vorgesehen. Das untere Ende des Sitzes 50 ist in Abhängigkeit von den Maßen der Kappe 6a der zu verarbeitenden Kapseln geformt und bemessen. Neben der Bahn der Sitze 50 und in Höhe der Plattform 2 sind Rinnen 51 vorgesehen (genauer 51a, 51b und 51c), die zum Fördern und Entfernen der Kapseln dienen und vom Maschinenrahmen 1 an geeigneten Winkelpositionen gehalten werden (vergl. Fig. 10). Dies wird nachstehend noch genauer erläutert.

Unmittelbar unterhalb der Plattform 2 ist ein Arm 52 vorgesehen, der einen Sitz 53 trägt, welcher für ein Zusammenwirken mit dem zugehörigen Sitz 50 ausgebildet ist. Der Sitz 53 ist am unteren Ende offen und ist an die Bodenteile 6b der zu verarbeitenden Kapseln angepaßt. Der Arm 52 wird mit der Revolvereinheit 2 bis 4 gedreht und zu einer Radialbewegung hierzu veranlaßt über eine feststehende Steuerkurve 54, mit der der Arm 52 über eine Rolle 55 in Eingriff steht. Mit dem Sitz 53 arbeitet an vorgegebenen Stufen des Operationszyklusses der Maschine ein Stößel 56 zusammen, der aus einem Rohr besteht, das gleitend in einem Lager 57 einer Scheibe 58 geführt ist. Der Stößel 56 steht an der Anschlußstelle 59 mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle in Verbindung und wird von einer feststehenden Steuerkurve 60 so gesteuert, daß er vertikal aufwärts und abwärts gerichtete Bewegungen durchführt.

Unter dem Drehtisch 2 und in vertikaler Richtung fluchtend mit der Basis 4 ist ein Behälter 61 für das zu verpackende pulverförmige oder granulierte Produkt vorgesehen. Der Behälter 61, der mit der Scheibe 58 verbunden ist, rotiert gemeinsam mit der Revolvereinheit 2 bis 4 und erstreckt sich rings um die Achse X-X und verläuft konzentrisch hierzu. Im Behälter 61 ist vorzugsweise ein nicht dargestellter Fühler vorgesehen, der das Produktniveau im Behälter überwacht und die Maschine so steuert, daß sie immer dann stehenbleibt, wenn die automatisch in den Behälter 61 geförderte Produktmenge nicht ausreicht. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 sind am Boden 61a des Behälters 61 Kammern 62 gezeigt. Die Achsen einer jeden Kammer fluchten mit den vertikalen Achsen der zugehörigen Dosiereinrichtungen D. Das untere Ende einer jeden Kammer 62 wird von einem entfernbaren Bodenstück 63 gebildet, das durch seine Höhe die nutzbare Tiefe des oberen Bereichs der Kammer 62 begrenzt. Das Bodenstück 63 besitzt eine poröse Schicht 64 (beispielsweise aus Filz, aus gesintertem Edelstahl oder mit einer Scheibe aus Teflon-Material). Die Schicht 64 wird zwischen zwei perforierten Scheiben 65 und 66 aus rostfreiem Stahl gehalten. Die Scheiben 65 und 66 sind an einem Halter 67 befestigt, der sich nach unten erstreckt und Kegelstumpfform aufweist. Der Halter 67 endet am Boden in einem Flansch 68, der sich am Boden 69 der Kammer 62 abstützt. Der Boden 69 ist über ein Durchgangsloch 58a durch die Scheibe 58 offen. Das Loch 58 dient zur Verbindung über ein Anschlußstück 70 zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle. Das Vakuum kann auf das in der Kammer 62 oberhalb der Scheibe 65 enthaltene Produkt einwirken. Dies geschieht mittels des Halters 67, der mit Löchern 71 versehen ist. Auf diese Weise erlaubt der Aufbau des Behälters 61, daß das zu verpackende Produkt in die Kammern 62 hineingesogen und dort verdichtet wird oberhalb der Scheiben 65. Durch die Saugkraft wird das Produkt während der Aufnehmphase der volumetrischen Dosiereinrichtung d zurückgehalten.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 9 liegt die Scheibe 65 in einer Ebene mit dem Boden 61a des Behälters 61. In diesem Fall bildet der Behälter 61 auch die Kammern zum Aufnehmen mittels der Dosiereinheit.

Diese Ausführungsform ist zweckmäßig zum Gebrauch mit Produkten, welche infolge ihrer Fließeigenschaften ohnehin geeignet sind, um deren Verdichtung zu begünstigen.

Das System der Vakuumkammern schafft die Möglichkeit für ein volles Verdichten einer vorgegebenen Menge des Produktes, wobei das Problem der Taschenbildung als Folge einer ungleichmäßigen Verteilung und Schichtung des Produkts elimiminiert wird. Dieses Problem würde die Genauigkeit der Dosierung beeinträchtigen. In der Praxis würden Dosiereinrichtungen, die bei ihrem Abwärtstakt in nicht-verdichtete und homogene Produktschichten eintauchen, unterschiedliche Produktmengen aufnehmen, und zwar in Abhängigkeit von der Schichtung oder Lagerung des Produktes in den unterschiedlichen Bereichen des Behälters. Bei der erfindungsgemäßen Maschine wird eine beschränkte Produktmenge im Behälter (z. B. 1 Kilo) ausreichend sein für eine Verarbeitung, für eine genaue Dosierung und demzufolge für eine verbesserte Wirtschaftlichkeit des Verpackungsprozesses. Die Seitenwände 61b des Behälters 61 sind relativ hoch ausgebildet, um ein Verschütten des Produkts unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft zu verhindern, die während der kontinuierlichen Bewegung der Maschine auftritt. Das Produkt in dem Behälter 61 wird ständig geschüttelt und nach jeder Aufnahme mittels der Dosiereinheit D dem Behälter 61 wieder zugeführt. Das Produkt wird von einem feststehenden Behälter 72 (vergl. Fig. 10) mittels eines nicht dargestellten Schneckenförderers in einen ebenfalls nicht dargestellten Verteiler gefördert, der mit Egalisierern ausgerüstet ist. Neben dem Verteiler ist drehbar der Behälter 61 angeordnet, der das Produkt in festen Mengen enthält. Das Produkt wird konstant abgestreift, um jeglichen Überschuß zu verhindern. Nachdem die Kammer 62 hinter das zugehörige Dosiergerät bewegt worden ist und nachdem eine abgemessene Menge des Produkts entnommen wurde, wird jede Kammer 62 zu einer nicht dargestellten Rückführstation bewegt. Die Rückführung erfolgt im Gegenstrom durch Anwendung eines geringen pneumatischen Drucks auf die Kammer 62 mittels eines festen Bereichs, der ähnlich dem Bereich 70 ist.

Nachdem das Produkt entnommen und möglicherweise in geeigneter Form außerhalb der Kammer behandelt wurde, wird es erneut in die Kammer eingeführt. Jede Kammer 61 ist nun nach dem Produktentnahmeschritt und Zuführschritt fertig für eine erneute Aufnahme der Dosiereinrichtung D, wobei erneut Saugkraft durch den Bereich 70 aufgebracht wird.

Für eine Veränderung der von der Dosiervorrichtung D aus dem Behälter 61 zu entnehmenden Mengen besitzt die Maschine ferner (vergl. Fig. 1) eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Einrichten der Tiefe der Sitze 11. Mit dieser Vorrichtung kann das Basisteil 17, auf dem sich die Steuerkurve 15 befindet, entlang der Achse X-X verfahren werden, ohne daß es sich um die Achse dreht. Das Basisteil 17 besitzt ein Muttergewinde 17a, das in Eingriff steht mit einer Feingewindeschraube 73. Die Feingeschwindeschraube 73 kann mittels eines umkehrbaren Motor-Untersetzungsgetriebes 74 verdreht werden. Das Untersetzungsgetriebe 74 ist auf einem feststehenden Träger 75 des Maschinenrahmens angeordnet. Das Untersetzungsgetriebe 74 wird entweder von Hand geschaltet oder mittels eines automatischen Systems, das dazu geeignet ist, das Gewicht des Produkts in den Kapseln statistisch zu überprüfen und die Dosiermenge selbsttätig einzustellen. Bei diesem System werden einige der Kapseln, welche (dies wird später im einzelnen erklärt) gefüllt sind und fertig für einen Ausstoß und ein Entfernen von der Maschine mittels der Rinne 51c, statt dessen in vorgegebenen Abständen bei der Rinne 51b, welche vor der Rinne 51c liegt, abgenommen. Bei diesem System werden die von der Rinne 51b kommenden Kapseln mit einer Digital-Waage gewogen und das gemessene Gewicht wird dann mit einem Sollwert in einem Computer verglichen. Die Abweichungen zwischen dem gemessenen Gewicht und dem Sollwert werden in proportionale Steuerimpulse für das Untersetzungsgetriebe 74 umgesetzt.

Die vertikalen Profile der Steuerkurve 15 und 19 (vergl. Fig. 1 und 2) sind nahezu identisch und phasengleich. Nachdem über das Übersetzungsgetriebe 74 ein bestimmter Abstand zwischen den Steuerkurven 15 und 19 eingestellt worden ist, verlaufen auf diese Weise die Stange 12 und der Kolben 14, der Zylinder 8 und das hohle Teil 9 weitgehend synchron und in unveränderter Zuordnung miteinander, und zwar während der aufwärts- und der abwärtsgerichteten Takte (Abstände 15b bzw. 19b und 15d bzw. 19d) der Steuerkurven 15 und 19. Die erwähnte Zuordnung ist ferner gleich in der oberen Position (Fig. 1) und in der unteren Position (Fig. 8 bis 9). Diese Positionen korrespondieren mit den Steuerstrecken 15a bzw. 19a und 15c bzw. 19c. In der oberen Position liegt das hohle Teil 9 über dem Niveau des Sitzes 53. Wenn das hohle Teil 9 die untere Position erreicht und wenn der Sitz 11 mit der abgemessenen Menge des Produkts gefüllt ist, wird diese abgemessene Menge durch den Kolben 14 komprimiert. Der Kolben 14 bewegt sich innerhalb des Sitzes 11 auf ein etwas niedrigeres Niveau (Steuerstrecke 15 cc). Er kehrt dann auf sein früheres Niveau zurück, und das hohle Teil 9 und der Kolben 14 bewegen sich dann gemeinsam aufwärts, um die komprimierte abgemessene Produktmenge auf die obere Position zu bringen. Es ist zweckmäßig, daß der Kompressionsgrad der abgemessenen Produktmenge einstellbar ist in Abhängigkeit von der Kapazität der Sitze 11 und entsprechend der Art des zu verpackenden Produkts. Es ist deshalb für die Kurvenlänge 15 cc der Steuerkurve 15 ein entfernbares oder bewegliches Element vorgesehen, welches mit dem Bereich 15c mittels eines Gestänges oder einer anderen Verbindung gekoppelt ist und so gesteuert, daß es ähnlich wie die gesamte Steuerkurve 15 ansteigt bzw. absinkt. Auch wenn das hohle Teil 9 seine obere Position erreicht und unter ihm der Sitz 53 ankommt (Steuerlänge 54a der Steuerkurve 54), wird der Kolben 14 in dem Sitz 11 bis annähernd auf die Höhe seiner Öffnung abgesenkt (Steuerlänge 15 aa. Auf diese Weise erfolgt der Ausstoß der komprimerten abgemessenen Menge aus dem Sitz 11 und deren Einführung in das Bodenteil 6b einer Kapsel, die sich im Sitz 53 befindet.

Es könnte tatsächlich jedoch kein Bodenteil 6b in dem Sitz 53 vorhanden sein. Deshalb wird der Sitz über einen feststehenden Sektor 76 nach unten abgesogen, welcher bei Fehlen eines Bodenteils und zum Säubern des Sitzes für das Entfernen der abgemessenen Produktmenge und deren Ausstoß durch das offene Ende des Sitzes 53 bewirkt (Fig. 10).

Die allgemeine Betriebsweise der Maschine, wie sie vorstehend beschrieben wurde, wird später genauer geschildert, nachdem die schematischen Darstellungen der abgewickelten Steuerkurven 15, 19, 31, 54 und 60 gemäß Fig. 2 erklärt wurden. Die abgewickelten Steuerkurven, welche in passender, wechselseitiger Phasenlage dargestellt sind, geben einen Hinweis auf den vertikalen und horizontalen Versatz der Teile, welche durch die Steuerkurven betätigt werden. Es entsprechen also die hohen und niedrigen Stellen in den Abwicklungen der vertikalen Steuerkurven 15, 19 und 60 unmittelbar der Realität. Die hohen und niedrigen Stellen in den Abwicklungen der horizontalen Steuerkurven 31 und 54 korrespondieren statt dessen mit Bedingungen, bei denen die Arme 29 und 52 entsprechend nach außen bzw. nach innen gegenüber der zentralen Achse X-X verschoben sind. Die Revolveranordnung 2 bis 4 wird kontinuierlich um diese Achse in Richtung R gedreht (vergl. Fig. 10). Wegen der Steuerkurven eines jeden Abschnitts in der Revolveranordnung führen die Stationen eines jeden Abschnitts nacheinander die nachfolgenden Tätigkeiten durch. Diese Tätigkeiten werden dann in der gleichen Weise auch durch die Stationen der nachfolgenden Abschnitte durchgeführt.

Wenn die Dosiereinrichtung D und das Rohr 23 (Steuerlängen 15d und 19d) so gesteuert werden, daß sie ihre obere Position erreichen, trägt die Dosiereinrichtung eine abgemessene Produktmenge und das Rohr 23 wird durch ein Eintauchen in den Behälter 5 dazu in die Lage versetzt, mit Kapseln 6 beladen zu werden. Die Kapseln 6 laufen innerhalb des Rohrs 23 nach unten und bilden eine Säule aus Kapseln, die am unteren Ende von dem Hebel 25 festgehalten wird. Die unterste Kapsel kann entweder mit dem Deckel 6a oder dem Bodenteil 6b nach unten zeigen und kann von dem vorhergehenden Zyklus auf dem Bereich 25c des Hebels 25 (vergl. Fig. 5) liegen. Die untere Kapsel könnte auch lediglich von dem Bereich 25c festgeklemmt sein, da der Bereich 25 nicht voll in das Rohr 23 eintauchen kann, weil die Kapsel teilweise unten am Rohr 23 herausragt. Nachdem das Rohr 23 mit Kapseln beladen wurde und die Dosiereinrichtung D ihre Produktmenge ausgeladen hat, werden beide den nach unten gerichteten Arbeitstakt komplettieren (Steuerlängen 15b bzw. 19b). In einer Position unterhalb des unteren Endes des Rohrs 23 ist die ebene Oberfläche 37 des erweiterten Bereichs 36 der zugehörigen Büchse 33 angeordnet. Tatsächlich ist die Büchse 33 in einer Zwischenlage angeordnet (Bereich 31a der Steuerkurve 31), und zwar in einer Zwischenlage zwischen der Innenposition und der Außenposition, welche den Steuerlängen 31b bzw. 31d entsprechen. Jede Kapsel, die aus dem Rohr 23 vorragen könnte, wird dadurch zum Wiedereintritt in das Rohr 23 veranlaßt, da sie zur Anlage gegen die Oberfläche 37 kommt. Kurz bevor der nach unten gerichtete Arbeitstakt des Rohrs 23 beendet ist, kommt der Ansatz 25b des Hebels 25 in Eingriff mit einem festen Gegenstück. Hierdurch verläßt der abgewinkelte Bereich 25c seine Sperrlage für die Kapseln, die in der geschilderten Phase auf der flachen Oberfläche 37 liegt. Die Büchse 33 erreicht dann ihre innere Position (Steuerlänge 31b), bei der der Durchgang 34 koaxial mit dem Rohr 23 verläuft. In dieser Position fällt die Kapsel, welche am Boden des Rohres angeordnet war, in die Büchse 33 und liegt auf dem Sperrelement 48 auf, das in die Nut 42 eingetaucht ist (Fig. 3 und 4). Wenn die Phase der unteren Position des Dosiergeräts, welches Produkt aus dem Behälter 61 entnommen hat und ebenfalls die untere Phase des Rohrs 23 zu Ende geht, löst sich der Ansatz 25b des Hebels 25 von seinem festen Gegenstück und der abgewinkelte Bereich 25c bewegt sich unter der Kraft einer Rückstellfeder in seine Sperrlage für die Kapseln in dem Rohr 23 zurück. Es wird dann die Büchse 33 (Steuerlänge 31c) aus ihrer Innenlage in ihre Außenlage bewegt. Zu Beginn dieser Bewegung wird die Nut 40 von dem festen Orientierungselement 49 durchsetzt. Das Orientierungselement 49 kommt in Eingriff mit der in vertikaler Lage im Durchgang 34 gehaltenen Kapsel, die noch vom Sperrelement 48 gehalten wird. Das feste Orientierungselement 49 verschwenkt die Kapsel und dreht sich aufwärts oder abwärts, so daß sie horizontal angeordnet ist, und zwar oberhalb oder unterhalb der Nut 40. In welcher Richtung die Verdrehung erfolgt, hängt davon ab, in welcher Lage die Kapsel innerhalb des Durchgangs 34 angeordnet war, also ob sie mit dem Deckel 6a oder mit dem Bodenteil 6b nach unten gewiesen hat. Die Verdrehung resultiert aus der Tatsache, daß der Deckel 6a, der einen größeren Durchmesser als das Bodenteil 6b aufweist, einen höheren Widerstand als das Bodenteil beim Eintauchen in den Schlitz 38 aufweist. Der Schlitz 38 ist etwas schmaler als der Durchmesser des Bodenteils 6b. Hierdurch bleibt die Kapsel nach ihrer horizontalen Ausrichtung leicht in diesem Schlitz eingeklemmt (vergl. Fig. 5 und 6). Bei horizontaler Ausrichtung liegt die Kapsel mit ihrem Deckel 6a im wesentlichen innerhalb des Durchgangs 34, während ihr Bodenteil 6b aus dem Schlitz 38 vorsteht. Es ist hervorzuheben, daß - im Gegensatz zu konventionellen Kapselverpackungsmaschinen - die horizontal ausgerichtete Kapsel gleichzeitig tangential im Hinblick auf die Kreisbewegung der Revolvereinheit 2 bis 4 ist. Auf diese Weise bleibt die Kapsel unbeeinflußt von der unerwünschten Wirkung der Zentrifugalkraft, wie sie auftritt, wenn die Kapsel radial zur Umlaufrichtung angeordnet ist.

Nach einem kurzen Halt (Steuerlänge 31d) in der äußeren Position kehrt die Büchse 33 in ihre Mittelposition (Steuerlänge 31a) zurück. In dieser Lage ist der Durchgang 34 noch nicht vom Sperrelement 48 versperrt. Bei dieser Lage der Büchse (vergl. Fig. 6) werden das Rohr 23 und die damit in fester Beziehung stehenden Stößel 27 und 28 in der vorerwähnten Weise abgesenkt. Das untere Ende des Stößels 28 taucht in den Schlitz 38 ein und legt sich an die horizontal gegenüber der einen oder anderen Bezugsebene ausgerichtete Kapsel an. Der Stößel bewirkt ein Verdrehen der Kapsel nach unten (Fig. 7) und ein Einschieben in den Durchgang 34 in vertikaler Richtung. In diesem Stadium ist das Bodenteil 6b der Kapsel 6 sicher nach unten gerichtet.

Die Kappe 6a der Kapsel, welche sich möglicherweise gegen den eingeschnürten Bereich 42a gelegt hat oder darin eingeklemmt war, wird von dem abstehenden Bereich 28a des vertikal gerichteten Stößels 28 erreicht. Der vom abstehenden Bereich 28a, der in den Durchgang 34 eingreift, ausgeübte Stoß, zwingt die Kapsel zu einer Bewegung hinter die Einschnürung 42a. Wegen der nach unten gerichteten Spitze des Stößels 28 kann sich die Kapsel auch nicht aus demjenigen Bereich des Durchgangs 34 herausbewegen, der als Ausschnitt 44 bezeichnet ist. Die Kapsel fällt demzufolge in das rohrförmige Ende 46 am unteren Ende der Büchse 33 und bleibt auf dem Rand der Plattform 2, auf dem die Sitze 50 angeordnet sind. Die Kapsel wird in der beschriebenen Weise sicher in das rohrförmige Ende 46 geführt, und zwar in sehr einfacher Weise und ohne Probleme mit elektrostatischen Kräften, welche dazu führen könnten, die Kapsel an der Orientierungsbüchse 33 festzuhalten. Nach vollständiger vertikaler Ausrichtung der Kapsel befindet sich der abstehende Bereich 28a des Stößels 28 in der Nut 42. Danach bewegt er sich heraus und die Büchse wird in eine innere Position (Steuerlänge 31b) und unter das Rohr 23 gebracht, wie dies vorstehend erwähnt wurde. Es ist hervorzuheben, daß die Büchse 33 sehr einfach aufgebaut sein kann. Dies führt zu niedrigen Herstellungskosten und einer einfachen und leichten Herstellung von Büchsensätzen, die den unterschiedlichen Größen der Kapseln entsprechen. Darüber hinaus ist die Größenänderung sehr einfach und schnell bei der erfindungsgemäßen Maschine durchzuführen: Es reicht aus, die Sitze 50 und 53, das hohle Teil 9, die Nadel 13 und den zugehörigen Kolben 14 auszutauschen und die Dosiereinrichtung entsprechend einzustellen.

Bei jeder Drehung der Revolvereinrichtung 2 bis 4 kann jeder Abschnitt in der Maschine eine Kapsel mit dem Bodenteil nach unten ausrichten. Bei der nachfolgenden Umdrehung wird der Bereich dann die Kapsel füllen und aus der Maschine herausstoßen. Andererseits kann während einer Umdrehung ein jeder Bereich der Maschine eine Kapsel füllen und die Kapsel ausstoßen, die während der vorangegangenen Drehung mit ihrem Bodenteil nach unten ausgerichtet worden ist. Wenn die Büchse 33 ihre Außenposition erreicht (Steuerlänge 31d), liegt die ausgerichtete Kapsel, welche innerhalb des Rohrendes 46 angeordnet ist, koaxial mit den zugehörigen Sitzen 50 und 53, welche entsprechend in ihrer äußeren Position halten (Steuerlänge 54b der Steuerkurve 54). Die Kapsel kann also in den Sitz 50 fallen und so zur Öffnung gezwungen werden, daß ihr Deckel 6a in dem Sitz 50 bleibt, während ihr Bodenteil 6b in den darunterliegenden Sitz 53 gelangt. In dieser Situation befinden sich das Rohr 23 und der Stößel in der oberen Position, während der untere Stößel 56 gerade ein mittleres Niveau erreicht hat, und zwar etwas unter dem Sitz 53 und entsprechend der Steuerlänge 60a der Steuerkurve 60. Die Verfahrensschritte, bei denen die Kapsel fällt, und der Öffnungsschritt werden durch die Anwendung einer nach unten gerichteten Saugkraft begünstigt bzw. bestimmt, wobei das Ansaugen durch das Rohr 56 erfolgt. Ferner werden diese Verfahrensschritte dadurch ausgeübt bzw. begünstigt, daß auf das obere Ende des Sitzes 50 Luftddruck über einen am Maschinenrahmen 1 angeordneten, nicht dargestellten Stutzen ausgeübt wird. In dieser Verfahrensstufe hat sich die Büchse 33 in ihre Mittelposition (Steuerlänge 31a) unterhalb des Stößels 28 bewegt. Bei Beendigung des Schritts zur Öffnung und Trennung der Kapseln erreicht der Sitz 53 die innere Lage (Steuerlänge 54a), damit das darin enthaltene Bodenteil 6b die abgemessene Produktmenge von der Dosiervorrichtung D übernehmen kann. In der Zwischenzeit führt der Stößel 56 schnell einen aufwärts gerichteten Arbeitstakt auf eine maximale Höhe (Punkt 60b der Steuerkurve 60) aus, wobei das obere Ende des Stößels 56 in den Sitz 50 gelangt. Wenn sich innerhalb des Sitzes 50 ein Deckel 6a befindet, wird er vom Stößel 56 nicht herausgestoßen. Wenn sich jedoch aufgrund eines irgendwie gearteten Betriebsfehler eine ungeöffnete Kapsel in dem Sitz 50 befindet, wird diese ausgestoßen und über die Rinne 51a entfernt. Danach bewegt sich der Stößel 56 ebenso schnell auf eine minimale Höhe (Steuerlänge 60c), und in der Zwischenzeit wird der Sitz 53, der sich am Umkehrpunkt zu seiner äußeren Stellung befindet, der Kraft eines darunter befindlichen Saugbereichs 76 ausgesetzt.

Dies dient dazu, daß möglicherweise im Sitz 53 befindliches Material, das kein Bodenteil zu dessen Aufnahme gefunden hat, entfernt werden kann. Während der Sitz 53 seine fluchtende Position mit dem Sitz 50 eingenommen hat, bewegen sich die Dosiereinheit D, das Rohr 23 und die Stößel 27 und 28 in die untere Position. Wenn der Sitz 53 mit dem Sitz 50 fluchtet, führt der Stößel 56 eine langsame Aufwärtsbewegung (Steuerlänge 60d) aus bis zum Erreichen der vorher eingenommenen maximalen Höhe (Punkt 60e). Das gefüllte Bodenteil 6b wird dabei bis zum Eingriff mit dem Deckel 6a angehoben und die aus beiden Teilen bestehende Packung wird dann zum Schließen der Kapsel zusammengedrückt. Dies erfolgt mittels des Stößels 56 und des darüber befindlichen Stößels 27, der sich zuerst nach unten und dann ebenfalls nach oben in die obere Position bewegt (Steuerlänge 19d). Nachdem der Stößel 27 ein Widerlager zum Verschließen der Kapsel gebildet hat, bewegt er sich schneller als der Stößel 56 nach oben. Auf diese Weise hat sich die Kapsel bei der Rinne 51b bereits vom Stößel 27 gelöst, wird jedoch noch vom Stößel 56 angesaugt gehalten. Wenn an der Maschine ein statistischer Gewichtstest zur Überprüfung des Gewichts in den Kapseln durchgeführt wird, muß die Kapsel durch die Rinne 51b zur Digitalwaage gefördert werden. Dies erfolgt, indem, ausgelöst durch einen Impuls des Computers, ein am Maschinenrahmen 1 befindlicher Stutzen einen Luftstrom auf die Kapsel auftreffen läßt und sie auf die Rinne 51b leitet. Normalerweise hingegen werden die gefüllten Kapseln über die Rinne 51c abgegeben, bei der der Stößel 56 seine maximale Höhe erreicht und keine Saugkraft mehr auf die Kapsel ausgeübt wird. Sobald die gefüllten Kapseln die Maschine verlassen und der Stößel 56 sich wieder langsam nach unten bewegt (Steuerlänge 60f), gelangen die Sitze 50 und 53 unter einen feststehenden Saugbereich 78, welcher die Sitze reinigt. Die Büchse 33 befindet sich dabei noch entfernt von ihrer äußeren Position.

Claims (11)

1. Arbeitsverfahren für eine kontinuierliche Kapselfüll- und Verschließmaschine, insbesondere zum Verpacken von losen, pulverförmigen oder granulierten Produkten, mit mehreren in Umfangsabständen an einem Drehtisch angeordneten Einrichtungen, die während des Umlaufs des Drehtisches die zu befüllenden Kapseln zuführen, orientieren, öffnen, befüllen, wieder verschließen und austragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der Kapseln in einer radial bewegbaren, jeweils zwei Kapseln übereinander aufnehmenden Büchse (33) erfolgt, daß während der Bewegung der Büchse (33) nach außen die obere Kapsel eine erste Orientierung erfährt, daß in der äußeren Stellung der Büchse (33) die Übergabe der unteren orientierten Kapsel an die Öffnungs- und Schließeinrichtung (53, 56) erfolgt, daß anschließend während der Bewegung nach innen die obere Kapsel vollends orientiert wird und in die untere Position gelangt und daß in der inneren Stellung der Büchse die Übergabe einer neuen Kapsel von oben her erfolgt.

2. Arbeitsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Büchse (33) von der inneren Stellung in die äußere und wieder zurück während eines Umlaufs des Drehtisches erfolgt.

3. Arbeitsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während eines zweiten Umlaufs des Drehtisches die untere Kapsel übergeben, geöffnet und gefüllt wird.

4. Arbeitsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn eines weiteren Umlaufs des Drehtisches, bevor die untere Kapsel in die Büchse (33) übergeben wird, die gefüllte Kapsel verschlossen und ausgetragen wird.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Arbeitsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die am Drehtisch (2) angeordneten Einrichtungen ein Rohr (23) zum Zuführen von zu befüllenden Kapseln aus einem Behälter (5) aufweisen, das Rohr (23) senkrecht in Richtung auf den Drehtisch (2) zu verfahrbar ist, in dem Sitze (50) zur Aufnahme von öffnenden und verschließenden Kapseln vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Rohres (23) eine radial verschiebbare Büchse (33) mit einem jeweils zwei Kapseln übereinander aufnehmenden Durchgang (34) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Kapseln orientierbar und an die Sitze (50) übergebbar sind, daß ein festes Orientierungselement (49) so angeordnet ist, daß es die Büchse (33) bei deren Verschiebung nach außen durchdringt und die obere Kapsel seitwärts verschwenkt, und daß an dem Rohr (23) ein Stößel (28) angebracht ist, der bei der Verschiebung der Büchse (33) nach innen die seitwärts verschwenkte Kapsel nach unten in den Durchgang (34) verschwenkt, wodurch diese orientierte Kapsel in die untere Position gelangt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Rohres (23) ein Verschluß (Hebel 25) zum Steuern des Übertritts von Kapseln aus dem Rohr in die Büchse (33) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Einrichtungen einen radial verfahrbaren Sitz (53) zur Aufnahme und Befüllung des Bodenteils (6b) der Kapsel aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß fluchtend mit den Sitzen (50) im Drehtisch (2) und den radial verfahrbaren Sitzen (53) je ein oberer Stößel (27) und ein unterer Stößel (56) angeordnet sind, die beide senkrecht verschiebbar sind und von denen der untere Stößel (56) zum Öffnen der Kapseln an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist und der obere Stößel (27) als Gegenhalter beim Verschließen der Kapseln dient.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführrohr (23) für die Kapseln, der Stößel (28) und der obere Stößel (27) miteinander verbunden sind und von einer einzigen Steuerkurve (18) zusammen betätigt werden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Einrichtungen ferner eine senkrecht verfahrbare Dosiereinheit D aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit aus einem senkrecht verfahrbaren hohlen Teil (9) besteht, an deren unterem Ende eine Ausnehmung (Sitz 11) für das aufzunehmende Produkt vorgesehen ist, und daß durch das hohle Teil (9) eine senkrecht bewegbare Nadel (13) greift, die in der Ausnehmung (Sitz 11) einen Kolben (14) trägt, dessen Stellung in der Ausnehmung (Sitz 11) die Produktmenge bestimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (13) von einer Feingewindeschraube (73) einstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb für die Verstellung der Nadel (13) entsprechend dem Gewicht der gefüllten Kapseln ansteuerbar ist.