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Einrichtung zum selbsttätigen Füllen von zweiteiligen Kapseln u. dgl.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Füllen von zweiteiligen
Kapseln u. dgl., wie sie beispielsweise zur Aufnahme abgeteilter Mengen von pulverförmigen
oder körnigen Arzneimitteln verwendet werden.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwei umlaufende Fördervorrichtungen
in der Weise mechanisch zusammenarbeiten, daß die erste die mit der Otfenseite nach
oben gerichteten Kapselböden einzeln zunächst einer Füllvorrichtung und darauf der
zweiten Fördervorrichtung zuführt, welche die Kapseldeckel einzeln nacheinander
über die gefüllten Kapselböden bringt, die mit den Kapseldeckeln durch gegenseitige
Annäherung in Eingriff gebracht und mit ihnen zusammen durch die zweite Fördervorrichtung
der Ablegestelle zugeführt werden.
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Dieses Verfahren wird nach der Erfindung zweckmäßig in der Weise weiter
ausgebildet, daß auch die Zuführung der Kapselböden zu der mit der Füllvorrichtung
zusammenwirkenden Fördervorrichtung mit Hilfe einer dritten Fördervorrichtung ebenfalls
- selbsttätig bewirkt wird.
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Auf den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel eine zur Durchführung
des Füllverfahrens gemäß der Erfindung geeignete Maschine schematisch dargestellt,
und zwar zeigt: Abb. i eine Gesamtansicht der Maschine, teilweise im Schnitt, Abb.
2 einen Grundriß der Maschine, Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb.
i, Abb. 4 einen Schnitt nach der Linie C-D der Abb. i, Abb. 5 im senkrechten Schnitt
einen Saugkolben zum Anheben der Kapseldeckel, Abb.6 .einen Schnitt nach der Linie
E-F der Abb. 5 in größerem Maßstabe,
Abb.7 einen Saugkolben für
die Zuführungsvorrichtung der Kapselböden in senkrechtem Schnitt, Abb.8 den Grundriß
einer Steuerscheibe und Abb. 9 die teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht
einer Auswerfvorrichtung in größerem Maßstabe.
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Die zur Füllung bestimmten Böden i einer zweiteiligen Kapsel werden
auf einer sich von außen nach innen allmählich verengenden Förderrinne :2 dem ersten
Teil der Füllmaschine zugeführt (Abb. i und 2). Ein mit einem beliebigen Antrieb
versehenes Drehkreuz 3 (Abb. 6) schiebt den jeweils zur Aufnahme durch die Fördervorrichtung
I bestimmten Kapselboden i gegen einen Anschlag .I der Förderrinne 2 in die Bereitschaftstellung.
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Auf einem Gestell s ist ein kreisförmiger Fördertisch 6 um eine senkrechte
Achse drehbar gelagert. Zur Aufnahme des Lagerdruckes sind zwischen dem oberen Teil
des Gestelles 5 und dem Fördertisch 6 Druckkugellager 7 angeordnet. Der Fördertisch
6 ist mit einer Anzahl nach unten offener Bohrungen 8 versehen, die auf einem zum
Tischmittelpunkt konzentrischen Kreise angeordnet sind. In dem oberen Teil der Tischplatte
ist eine mittlere Bohrung 9 vorgesehen, die durch Kanäle io mit den Bohrungen 8
in Verbindung steht.
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Die Bohrungen 8 sind nach unten zu mittels stopfbüchsenartig ausgebildeter
Dichtungsmuttern 8a (Abb.7) verschlossen, durch die oben mit einem -Ringflansch
i i versehene Saugkolben 12 hindurchgeführt sind und in die Bohrungen 8 hineinragen.
Der Außenclurchmesser des unteren Teiles der Saugkolben 12 ist so gewählt, daß die
Kolben leicht in die Böden i der zu füllervden Kapseln passen. Jeder Kolben 12 ist
an seiner Bodenfläche mit einer flachen Aussparung 13 versehen, die durch Kanäle
1.4 mit denn Raum oberhalb des Kolbens in Verbindung steht. Zur Vermeidung vorzeitiger
Abnutzung oder Beschädigung ist die untere Fläche des Kolbens mit einem Schutzring
12a aus Gummi o. dgl. versehen (Abb. 5). Im oberen Teil des Kolbens 12 ist ein nach
Art eines Flatterventils ausgebildeter Ventilteller 15 leicht beweglich angeordnet,
der bei Auflage auf dein Kolben die Kanäle 14 verschließt. Eine zwischen Dichtungsmutter
8a und Ringflansch i i angeordnete Feder 16 ist bestrebt, den Kolben 12 in seiner
oberen, inneren Endstellung zu halten.
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Die Förderrinne 2 und ihr Anschlag 4 für die Kapselböden i sind zum
Fördertisch 6 derart ausgerichtet, daß die Kolben 12 beim Umlauf des Fördertisches
nacheinander genau über den jeweils in die Bereitschaftstellung geschobenen Xapselboden
geführt werden.
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In die obere, mittlere Bohrung 9 des Fördertisches 6 ragt ein feststehend
angeordnetes, luftdicht eingepaßtes Rohr 17, in dessen Seitenwand eine besondere,
von ihm umschlossene Leitung 18 geführt ist. Das Rohr 17 ist mit einer Luftpumpe
o. dgl. verbunden, dient als Saugrohr und steht ständig mit den Kanälen io in Verbindung.
Nur der Kanäl io, der zu dem gerade zur Aufnahme eines Kapselbodens i bereiten Kolben
12 um i8o° versetzt liegt, ist mit der zum Einlaß von Druckluft dienenden Leitung
18 verbunden. Auf dem Fördertisch 6 ist ein Antriebsrad i9 befestigt, das mit einem
auf der Fördervorrichtung II für die Füllvorrichtung angeordneten Treibrad 2o kämmt.
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In zwei Lagerarmen 21 des Fördertischgestells 5 ist eine an ihrem
oberen Ende hakenförmige Zugstange 2:2 geführt (Abb. i), die zwischen den Lagerarmen
mit einem Ansatz 23 versehen ist und unter dem Druck einer Feder 24 in ihrer oberen
Endstellung gehalten wird. Am Gestell 5 ist ferner eine durch einen beliebigen Antrieb
in hin und her schwingende Bewegung versetzte Steuerscheibe 25 angeordnet, die einen
in der Form eines Spiralabschnittes von der Scheibenmitte nach dem Rande zu verlaufenden
Steuerschlitz 26 hat (Abb. 8). In diesem Schlitz gleitet ein am unteren Ende der
Zugstange 22 befestigter Balzen z7, durch den die Zugstange bei der Hinundherschwingung
der Scheibe 25 in bestimmtem Takt auf und nieder bewegt wird. Das obere, hakenfb.rmige
Ende der Zugstange 22 greift über einen seitlichen Ansatz 28 des Saugkolbens 12,
so daß dieser bei der Abwärtsbewegung der Zugstange gegen den Druck der Feder 16
mitgenommen wird.
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Neben der Fördervorrichtung I ist die zum Zuführen der Kapselböden
i zur Füllvorrichtung dienende Fördervorrichtung II angeordnet. Auf einem Gestell
29 ist ähnlich wie bei der Fördervorrichtung I unter Zwischenschaltung von Drucklagern
ein kreisförmiger Fülltisch 3o derart drehbar gelagert, daß er sich frei unter den
in die Bohrungen 8 zurückgezogenen Saugkolben 12 hinwegbewegen kann.
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In der Mitte des Tisches 30 steht ein mit ihm fest verbundener
Träger 31 für das Antriebsrad 2o. Auf einem zum Tischmittelpunkt konzentrisch liegenden
Kreise sind in gleichmäßigen Abständen Aussparungen 32 in dem Tisch 3o angebracht,
die mit trichterförmigen Erweiterungen 33 versehen und so bemessen sind, .daß ein
Kapselboden i gut hineinpaßt. Unterhalb der Aussparungen 32 sind Auswerfvorrichtungen
vorgesehen, die in entsprechenden Bohrungen des Tisches 30
geführt
sind (Abb.9). Jede dieser Vorrichtungen besteht aus einem Stempel 34., dessen Schaft
35 durch eine unten mittels eine Ringes 36 abgeschlossene Tischbohrung 37 ragt.
Eine Schraubenfeder 38 stützt sich einerseits gegen einen Ringansatz 39 des Schaftes
35, anderseits gegen den Deckel 40 der Bohrung 37 und hält den Stempel 3:I in seiner
\ ichtgebrauchslage in dem Tische 3o zurück.
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Die Fördervorrichtung I. ist derart zur Fördervorrichtung 1I ausgerichtet,
daß die beiden durch die Mittelpunkte der Saugkolben 12 und der Auswer fstempel
34 gelegten Kreise sich in einem Punkte y berühren (Abb. 2). Unter derjenigen Auswerfvorrichtung,
deren - Lage einem gegenüber dem Punkte y liegenden Punkt -- entspricht, ist am
Gestell 29 ein Träger 41 (Abb. i) angeordnet, auf dein eine \ ockenscheibe d.2 drehbar
gelagert ist. Die Nockenscheibe wird von einer Welle im Arbeitstakte der Füllmaschine
so angetrieben, daß sie den jeweils über ihr befindlichen Schaft 35 und Auswerfstempel
34 anhebt.
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Oberhalb einer derjenigen Aussparungen 32, die im Drehsinne des Tisches
30 zwischen den Punkten y und w liegen, ist ein Trichter ,I3 (Abb. i und
3) angeordnet, der den einzufüllenden Stoff zuführt und an seinem unteren Ende mit
einem Ablaufrohre 44 versehen ist. Dieses Rohr mündet jeweils genau über einer der
Aussparungen 32. In den Ablauf .des Trichters 4.3 ist ein Hahn 45 eingeschaltet,
der durch einen besonderen Antrieb iiii Arbeitsfakt der Vorrichtung wechselweise
selbsttätig geöffnet und geschlossen wird, so daß er stets nur so viel Füllgut aus
dem Trichter :I3 nach unten fallen läßt, wie dem Fassungsraum eines Kapselbodens
i entspricht.
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In .gleicher Flucht mit den Fördervorrichtungen I und II ist eine
Fördervorrichtung III zum Schließen und Weiterbefördern der gefüllten Kapseln vorgesehen
(Abb. i und 2). Sie besteht genau wie die Fördervorrichtung I aus einem auf einem
Grundgestell .I6 drehbar angeordneten Fördertisch 47, der an seiner Unterseite mit
Bohrungen :18 versehen ist. Diese Bohrungen sind durch Kanäle d.9 mit einer in der
Mitte des Tisches .17 angeordneten, nach oben geöffneten Bohrung 5o verbunden. In
den Bohrungen d.8 sind in ihrer Ausführung den Kolben 12 der Fördervorrichtung I
genau entsprechende, federbelastete Kolben51 eingebaut. Der einzige Unterschied
dieser Kolben 5i gegenüber den Kolben 12 besteht darin, daß der äußere Durchinesser
des aus dem Tisch herausragenden, unteren Kolbenteiles dein Außendurchmesser eines
Kapseldeckels 52 entspricht. Über die Kolben 51 sind mit Steuernocken 54 (Abb. i
) versehene, verschiebbar angeordnete Fühi'ungsbülsen 53 gestreift. In die obere,
mittlere Tischbohrung 5o ist eine feststehende Leitung 55 luftdicht eingeführt,
die mit einer Luftpumpe o. dgl. in Verbindung steht. Die in der Seitenwand der Leitung
55 angeordnete und zu-in Einlaß von Druckluft dienende ebenleitung 56 wird beim
Umlauf des Tisches ,I7 immer mit demjenigen Kanal ,I9 in Verbindung gesetzt, dessen
zugehöriger Kolben 51 über eine als Fangrinne 63 ausgebildete Ablegestelle gelangt.
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Auf dem Fördertisch 47 ist ein Stirnrad 57 befestigt, das mit dem
Antriebsrad 2o der Fördervorrichtung 1I in Eingriff steht.
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_lhnlich wie die Kapselböden'i bei der Fördervorrichtung I werden
auch die Kapseldeckel 52 mittels einer sich dem Deckel:durch.-inesser entsprechend
nach innen verengenden Förderrinne 58 und eines Drehkreuzes 59 der Fördervorrichtung
111 zugeführt (Abb. 3 und .I). Das Drehkreuz 59 schiebt die Kapseldecke!
52 nacheinander gegen einen Anschlag 6o der Förderrinne, so daß sie genau unterhalb
eines Kolbens 51 mit Führungshülse 53 liegen. Mittels einer durch eine Kurvenscheibe
61 auf und ab bewegten, in gleicher Weise wie bei der Fördervorrichtung I arbeitenden
Zugstange 62 wird die Hülse 53 und mit ihr der Saugkolben 51 auf den durch die Hülse
zentrisch gehaltenen Kapseldeckel 52 gezogen.
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Am Gestell 46 ist gegenüber der Fangrinne 63 ein Anschlagarm 64 angeordnet,
auf dessen Ende der Steuernocken 5¢ der Hülse 53 aufläuft und .der die Hülse feit
gegen die untere Tischfläche drückt.
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Die Kapselfüllmasdline arbeitet folgendermaßen: Mittels eines nicht
dargestellten, unter Zwischenschaltung von kurzen Arbeitspausen erfolgenden Antriebes
wird der Tisch so und das durch den Träger 31 mit ihm befestigte Zahnrad 2o absatzweise
um je einen dem Abstand zweier Auswerfvorrichtungen 34 entsprechenden Winkel gedreht.
Diese Bewegung wird durch die mit dem Rade 2o kämmenden Zahnräder i9 und 57 auf
die benachbarten Fördervorrichtungen I und III übertragen, so daß die drei Arbeitstische
6, 30 und 47 im Sinne der in Abb. 2 eingezeichneten Pfeile stets um gleiche
Winkelwege weitergedreht werden.
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Bei der schrittweisen Drehung des Tisches 6 wird jeweils ein neuer
Kolben 12 über die durch das Drehkreuz 3 in Bereitschaftstellung gebrachten Kapselböden
i geführt. In dem Augenblick des Stillstandes der Tische wird die Steuerscheibe
25 in Bewegung gesetzt, so daß die Zugstange 2,2
durch den im Spiralschlntz
26 geführten Bolzen 27 nach unten gezogen wird. Das über den Ansatz 28 des Kolbens
12 greifende obere Hakenende der Zugstange 22 drückt den Kolben 12 fest gegen den
Kapselboden i. Die in dem Raum oberhalb des Kolbens 12 eingeschlossene Luft wird
durch den Kanal io und die Leitung 17 mittels einer ständig arbeitenden Pumpe o.
dgl. abgesaugt. Der Ventilteller 15 wird hierbei angehoben, so daß in den Kanälen
i4 und der Aussparung 13 der Kolben eine Luftverdünnung hervorgerufen wird. Die
Außenluft preßt alsdann den Kapselboden i infolge des Druckunterschiedes gegenüber
der in den Kolbenkanälen 14 und den Saugkanälen io, 17 eingeschlossenen Luft gegen
den -unteren Kohbenrand. Die Steuerscheibe 25 bewegt sich nunmehr zurück, so daß
die Zugstange 22 den Kolben 12 freigibf, der unter der Wirkung der Feder 16 und
der Luftverdünnung .im Raum 8 oberhalb des Kolbens unter Mitnahme des angesaugten
Kapselbodens i seine obere Endstellung wieder einnimmt.
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Sobald der Ansaugvorgang beendet ist, werden die drei Tische der Maschine
um den Winkelabstand zweier -Kolben oder Auswerfer weiterbewegt. In der Zwischenzeit
hat das Drehkreuz 3 einen neuen Kapselboden i in Bereitschaftstellung geschoben,
so daß der nächste Kolben i2 den Ansaugvorgang beginnen kann usf.
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- Sobald die ,drei Tische sich gegenüber ihrer Anfangsstellung um
18o° weiterbewegt haben, tritt der erste, einen Kapselboden haltende Kolben i2 arn
Punkte y über eine der Aussparungen 32 des mittleren Tisches 30. Im gleichen Augenblick
wird der bisher mit der Saugleitung i 7 verbundene Kanal i o dieses Kolbens mit
der für die Zuführung von Druckluft bestimmten Leitung 18 in Verbindung gesetzt,
Der Kolben 12 senkt sich nach Abschließen der Kanäle 14 durch den Ventilteller 15
entgegen der Wirkung der Feder 16 nach unten und drückt den Kapselboden i in die
Aussparung 32 des Tisches 30. Eine nicht -dargestellte, in ähnlicher Weise wie beim
Eindrücken der Kolben 12 in die Kapselböden i mittels einer Steuerscheibe und Steuerstange
arbeitende Vorrichtung drückt hiernach den Kolben 12 wieder in seine obere Endstellung.
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Der in die Aussparung 32 eingeführte Kapselboden i wandert schrittweise
entsprechend der Bewegung der Maschinentische bis unter die Mündung des Füllrohres
44 weiter. Sobald der Kapselboden i die richtige Stellung unter der Mündung des
Rohres 44 erreicht hat, wird der Hahn 45 durch eine besondere, nicht dargestellte
Vorrichtung so lange geöffnet, bis eine dem Fassungsraume des Kapselbodens i entsprechende
Menge Füllgut durch das Rohr 44 nach unten geleitet ,ist. Der Hahn 45 wird darauf
so lange geschlossen gehalten, bis beim nächsten Arbeitsschritt ein neuer leerer
Kapselboden an die Stelle des soeben gefüllten gerückt ist.
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Sobald die mit dem ersten vollen Kapselbcden i -gefüllte Aussparung
32 durch Vorrül:-ken des Tisches 3o den Punkt z erreicht hat, wird der Schaft 35
und damit der unter dem Kapselboden ruhende Auswerfstempel 34 durch die umlaufende
Nockenscheibe 42 angehoben. Der Stempe134 nimmt hierbei den Kapselboden i mit nach
oben.
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Während sich die bisher beschriebenen Vorgänge abspielten, ist ein
mit seiner öffnun,g nach unten liegender Kapseldeckel 52
durch das Drehkreuz
59 (Abb. 3 und 4) gegen den Anschlag 66 der Deckelzuführungsrinne 58 geschoben und
von dem mittels der Vorrichtung 61, 62 nach unten gezogenen Kolben 51 der Fördervorrichtung
III angesaugt worden. Die den Kolben 51 umschließende Hülse 53 zentriert hierbei
den Kapseldeckel 52 genau zur Kolbenmitte. Der Kapseldeckel 52
wird
dann -vom Kolben 51 schrittweise in die durch den Punkt z gekennzeichnete Stellung
gebracht und liegt beim Anheben des Stempels 34 genau über dem gefüllten Kapselboden
i. .
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Der durch die Nockenscheibe 42 aufwärts bewegte Stempel 34 drückt
bei seiner weiteren Bewegung den Kapselboden i fest in den darüberliegenden Deckel
52. Sobald die Nockenscheibe unter dem Stempel 34 fortgezogen ist, wird der
Stempel durch die Kraft 'der Feder 38 wieder in die Aussparung 32 zurückgezogen,
während der gefüllte Kapselboden i im Kapseldeckel 52 festgehalten wird.
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Die fertig gefüllte und verschlossene Kapsel 1, 52 wandert mit dem
Tisch schrittweise bis zu einer Stellung weiter, bei der die Bohrung 48 durch den
Kanal 49 nicht mehr mit der Saugleitung 55, sondern mit der Druckluftleitung 56
in Verbindung steht. In dieser Lage wird die Hülse 53 durch den Anschlagarm 64 an
einer Abwärtsbewegung gehindert. Der auf der oberen Fläche des Kolbens 51 lastende
Luftdruck schließt den Ventilteller und verschiebt den Kolben gegen den Druck seiner
Feder in der Hülse 53 nach unten. Hierbei wird die geschlossene, aus Boden i und
Deckel 52 bestehende Kapsel in die Fangrinne 63 abgeworfen (Abb. i).
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An Stelle der bei der beschriebenen Maschine verwendeten umlaufenden
Fördertische können zur Weiterbewegung der Kapselteile und der gefüllten Kapseln
auch andere umlaufende Fördervorrichtungen, z. B. Förderbänder oder Förderwalzen,
benutzt werden.
Die pneumatisch wirkenden Haltevorrichtungen für
die Kapselteile sind durch mechanische Halter oder Greifer ersetzbar, jedoch haben
die pneumatischen Haltevorrichtungen den Vorteil der schonenden Behandlung der Kapseltenle,
die vielfach, wie bei medizinischen Kapseln, aus in Flüssigkeit leicht auflösbarem
Stoff, z. B. Mehl, bestehen und daher leicht zerbrechlich sind. Auch die übrigen
baulichen Einzelheiten der beschriebenen Füllmaschine können durch gleichwertige
Vorrichtungen ersetzt werden, ohne daß das Wesen der Erfindung hierdurch berührt
wird.