DE4441686A1 - Sortiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sortiereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beispiele für Sortiervorrichtungen sind aus zahlreichen Lite­ raturstellen, beispielsweise aus der EP-A-04 75 121 bekannt geworden. Im allgemeinen bestehen sie aus einem Zufuhrmecha­ nismus für das zu sortierende Gut, gegebenenfalls einer Ver­ einzelungsvorrichtung (die auch vor der Zuführeinrichtung selbst gebildet sein kann), sowie einer Überprüfungseinrich­ tung, die im allgemeinen wenigstens eine Lichtquelle sowie mindestens einen lichtelektrischen Wandler aufweist. Diese Überprüfungseinrichtung ist an eine Auswerteeinrichtung zum Vergleich von IST-Signalen mit SOLL-Signalen verbunden, welche Auswerteeinrichtung eine Aussortiereinrichtung steuert, durch die jene Teile des Gutes aussortierbar sind, welche den SOLL- Werten, gegebenenfalls mit einem Toleranzbereich, nicht ent­ sprechen. Dabei wird im wesentlichen nach dem Ausmaße der Reflexion, nach Farbe und/oder Größe von Teilen sortiert.

Im Falle der US-A-37 47 755 wird zur Sortierung von Früchten eine Strahlenquelle im Infrarotbereich benützt und die Intensi­ tät von mindestens vier Wellenlängen der reflektierten Strah­ lung zur Qualitätsbestimmung gemessen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Anwendungsbereich solcher Sortiervorrichtungen zu erweitern, und dies gelingt er­ findungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspru­ ches 1.

Bei vielen Gütern, bei denen eine richtige bzw. vorbestimmte chemische Zusammensetzung von Bedeutung ist, insbesondere bei der Untersuchung pharmazeutischer Produkte, wie Tabletten, Kapseln, Dragees und andere Arzneiformen ist eine gewisse Ge­ fahr nämlich dadurch gegeben, daß die chemische Zusammenset­ zung durch die zugeführte Strahlung selbst beeinflußt wird. Dies beruht darauf, daß verschiedene chemische Stoffe vor allem lichtempfindlich sind, so daß eine spektroskopische Untersuchung zu einer Veränderung des Materials führen könnte. Andererseits sollte bei manchen chemischen Stoffen eine zu starke Erwärmung des zu untersuchenden Gutes aus denselben Gründen vermieden werden. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht nun eine exakte physikalische Anpassung der Strah­ lenenergie an das zu sortierende Gut. Dies kann durch Wahl des Emissionsspektrums der Strahlungsquelle selbst geschehen, doch wird vorteilhaft von den Merkmalen des Anspruches 2 und/oder des Anspruches 3 Gebrauch gemacht. Dichroitische Schichten oder Filter sind kostengünstig herstellbar und halten darüberhinaus auch über lange Betriebsdauer ihre Spezifikation aufrecht und tragen somit wesentlich zur Zuverlässigkeit der erfindungsge­ mäßen Sortiervorrichtung bei. Außerdem ist man so bei der Auswahl der Strahlungsquelle weniger eingeschränkt, vielmehr kann eine relativ breitbandige Strahlungsquelle verwendet werden.

Durch die obigen Maßnahmen ist es besonders vereinfacht, eine Transmissionsmessung ohne Schädigung des Gutes durchzuführen. Eine solche Messung führt zu einer genaueren Information über den Inhalt, weil nicht nur die oberflächennahen Schichten über­ prüft werden, sondern das Gut durchstrahlt wird. Genau hier aber bewähren sich die oben erwähnten Maßnahmen, denn eine im Inneren einer Kapsel entstehende Erwärmung ließe sich schwerer wieder beseitigen als dies bei einer bloßen Reflexion an den Randschichten der Fall wäre.

Zur Vermeidung von chemischen Veränderungen bei wärmeempfindli­ chen Gütern sind vorzugsweise die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen, wogegen im Falle einer Empfindlichkeit gegenüber kurzwelligem Lichte die Merkmale des Anspruches 5 von Bedeutung sind. Natürlich können beide Maßnahmen gemeinsam angewandt werden.

Um eine Anpaßung an unterschiedliche zu prüfende Güter vorneh­ men zu können, wird nach einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung die Ausgestaltung nach Anspruch 6 vorgeschlagen.

Diese gegebenenfalls erforderliche Anpassung kann fernerhin nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch durch die Merkmale des Anspruches 7 erreicht werden.

Besonders einfach kann eine Einstellung der Prüfeinrichtung auf erforderliche Energie- bzw. Strahlungsparameter dadurch erreicht werden, wenn die Vorrichtung nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Sinne des An­ spruches 8 ausgebildet ist. Diese Anordnung gestattet eine Einstellung der Energie in kürzester Zeit, ohne daß bauliche Veränderungen od. dgl. an der Sortiervorrichtung vorgenommen werden müssen.

Um die Dosierung auch der Strahlungsmenge vornehmen zu können, wird nach weiterer bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Ausbildung nach Anspruch 9 vorgeschlagen.

Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Transmis­ sions-Spektroskopie dadurch durchführbar, daß ein Träger für das zu prüfende Gut zwischen der Strahlungsquelle und dem mindestens einen Wandler angeordnet ist. Gegenüber einer Re­ flexions-Spektroskopie hat dies den Vorteil, daß der zu un­ tersuchende Teil nicht nur an der Oberfläche untersucht wird, die aus den verschiedensten Gründen eine etwas abgeänderte Zusammensetzung haben kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schrägrißansicht einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zu der die

Fig. 2 einen Aufriß veranschaulicht.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist ein Einfülltrichter 1 für die Zufuhr von zu untersuchenden Tabletten 2 oberhalb eines Rüttelförderers 3 vorgesehen. Mit Hilfe des Rüttelför­ derers 3 werden die Tabletten aus dem Einfülltrichter 1 abge­ zogen und dabei weitgehend vereinzelt, wobei sie auf eine Rutsche 4 fallen. Gewünschtenfalls kann auch die Rutsche 4 unter Vibrationen versetzt werden, doch ist dies nicht unbe­ dingt erforderlich.

Am unteren Ende der Rutsche 4 befindet sich eine Art Zellen­ radschleuse 5, die in jede ihrer vier über den Umfang verteil­ ten Zellen jeweils nur eine Tablette aufzunehmen vermag. Diese Tablette wird dann einer Öffnung 6 zugeführt, die sich ober­ halb eines sich im Uhrzeigersinn bewegenden Drehtellers 7 be­ findet. Der Drehteller 7 wird zweckmäßig schrittweise ange­ trieben, wobei sein Antrieb vorzugsweise mit dem des Zellen­ rades 5 synchronisiert ist, so daß jede Tablette gerade in demjenigen Augenblicke durch die Öffnung 6 fällt, wenn eine Öffnung 8 des Drehtellers 7 genau darunter positioniert ist.

Die Öffnungen 8 besitzen im unteren Bereich des Drehtellers 7 einen verengten Rand 9, auf dem die Tabletten 2 zu liegen kom­ men. Somit wird jede Tablette einer Überprüfungsstation 10 zugeführt, an der einerseits eine Beleuchtungsquelle 11 und oberhalb des Drehtellers 7 eine Energiebegrenzungseinrichtung vorgesehen. Die Energiebegrenzungseinrichtung weist zweckmäßig eine Reihe von auf einem Träger 112 angeordneten und wahlweise in den Strahlengang bringbaren Blenden und/oder Filtern 12 auf, wobei zur Energiebegrenzung zweckmäßig mindestens ein Filter vorgesehen ist. Dieses Filter ist vorzugsweise so ausgelegt, daß es Strahlung einer Wellenlänge unterhalb von 850 nm, gegebenenfalls unter 800 nm, und/oder oberhalb 1700 nm ausfiltert.

Unterhalb des Drehtellers 7 ist ein Empfänger 13 vorgesehen, der beispielsweise aus einem Lichtleiterbündel bzw. Licht­ faserbündel gebildet sein kann. Das so aufgefangene Licht wird zweckmäßig einem Spektrometer 14 zugeleitet, das an sich bekannter Natur sein kann, bevorzugt jedoch im Sinne der CH- Patentanmeldungen 03 704/92 bzw. 829/93 ausgebildet ist. Es geht dabei darum, daß mehrere Analysekanäle vorgesehen sind, die das Licht mit einer vorgegebenen spektralen Durchlässig­ keitsfunktion modulieren und das so modulierte Licht einem oder mehreren Detektoren zuführen. Dabei unterscheiden sich die spektralen Durchlässigkeitsfunktionen der verschiedenen Kanäle, die insgesamt einen relativ breitbandigen Bereich abdecken, innerhalb dieses Bereiches voneinander. Die Erzeugung der spektralen Intensitätsverteilung entsprechend der gewünschten Funktion kann mit Hilfe von Polarisationsinterferenzfiltern, mit Interferenz schichten oder mit Polychromatoren, die das Meßlicht mit Hilfe eines Prismas, eines Gitters oder akusto­ optisch erzeugten Beugungsgittern zerlegen, realisiert werden. Für die Ausführung im einzelnen sei auf die beiden CH-Patent­ anmeldungen verwiesen, deren Inhalt hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen gelten soll.

Die Erfindung ist aber keineswegs auf eine bestimmte Art von Spektrometern beschränkt, wenngleich die nach den oben ange­ gebenen Schweizer Patentanmeldungen besonders bevorzugt sind. So könnte für gewisse Anwendungsfälle auch ein Spektrometer verwendet werden, wie es in der WO 90/10 191 beschrieben ist.

Mit Hilfe des Spektrometers 14 und einer darin angeschlossenen, insbesondere als Prozessor ausgebildeten Vergleichseinrichtung 15 erfolgt ein Vergleich zwischen dem ermittelten IST-Spektro­ gramm und mindestens einem, gegebenenfalls mehreren SOLL-Spek­ trogrammen, die in der Vergleichseinrichtung 15 gespeichert sind. Hierbei sind zweckmäßig Toleranzbereiche vorgegeben. Werden diese Toleranzbereiche über- oder unterschritten, so ergeht ein Befehl an eine Aktorikeinheit 16. Die Aktorikeinheit 16 besteht aus einer Steuereinheit 17 und den eigentlichen Aktoren, die mechanischer Natur sein können, hier aber in an sich bekannter Weiser als Blasdüsen 18, 19, ausgebildet sind. Diese Blasdüsen 18, 19 werden über die Steuereinheit 17 angesteuert, so daß ein Druckluftstrom wahlweise aus der einen oder anderen Düse austritt. Es versteht sich aber, daß die Ausbildung der Aktorik an sich beliebig sein kann, wie es auch im Stande der Technik die verschiedensten Ausgestaltungen gibt. Die Düsen 18, 19 sind zweckmäßig derart positioniert, daß sie bei jedem Schritt des Tellerrades 7 genau unterhalb einer der Öffnungen 8 zu liegen kommen, die über den gesamten Umfang des Tellerrades 7 verteilt sind, wie dies durch eine strich-punk­ tierte Linie angedeutet ist. Beispielsweise kann die Anordnung so getroffen sein, daß alle außerhalb des Toleranzbereiches liegenden Tabletten mit Hilfe der Düse 19 in einem besonderen Behälter ausgeschleudert werden, wogegen alle "guten" Tabletten mittels der Düse 18 aus den Öffnungen 8 des Tellerrades 7 ent­ fernt werden. Selbstverständlich wäre es auch möglich, anstelle der Blasdüsen, Saugdüsen zu verwenden. Falls sich, beispiels­ weise während eines Mischvorganges bei der Herstellung der Tabletten 2 die Dosiermenge eines der zugesetzten Stoffe ver­ ändern sollte, so erfolgt dies im allgemeinen nicht plötzlich. Es wäre daher denkbar, daß innerhalb der Prozeßoreinheit 15 eine Art Differenzierung stattfindet, um eine zunehmende An­ näherung an die Toleranzgrenzen frühzeitig festzustellen. Ge­ gebenenfalls können die Toleranzgrenzen derart beeinflußt wer­ den, daß der Toleranzbereich enger wird, wenn eine zunehmende Verschlechterung festgestellt wird.

Es versteht sich, daß die Sortiereinrichtung in verschieden­ ster Weise variiert werden kann, beispielsweise so, wie dies in der schon genannten EP-A-04 75 121 geschildert wurde. So mag anstelle des Drehtellers 7 eine Trommel mit die Tabletten, Kapseln od. dgl. aufnehmenden Löchern vorgesehen werden, oder es mag die Überprüfungseinrichtung mit dem Lichtleiterkabel 13 zwischen zwei Scheiben untergebracht sein, wie dies in der Fig. 2 dieser Schrift gezeigt ist.

Fig. 2 veranschaulicht die Einzelheiten der optischen Anordnung an einer Tragsäule 20 (vgl. Fig. 1) in einer leicht variierten Ausführungsform. Die an einem Träger 21 mit Hilfe von Klemm­ backen 22 an der Säule 20 höhenverstellbar befestigte Licht­ quelle besteht aus einer Lampe 23 mit einem Reflektor 24, die ihr Licht auf einen sammelnden dichroitischen Spiegel 25 zur Ausfilterung unerwünschter Strahlungsfrequenzen wirft. Gege­ benenfalls kann ein zweites Filter 26 an einer Öffnung 27 des Trägers 21 vorgesehen sein. Ferner kann zusätzlich oder alter­ nativ der verstellbare Träger 112 (vgl. Fig. 1) unterhalb einer Lichtöffnung 28 vorgesehen sein, die gewünschtenfalls ebenfalls mit einer Blende und/oder einem Filter 12 ausgerüstet sein kann. Zur Verstellung des Trägers 112 ist zweckmäßig ein Motor 29, insbesondere ein Schrittmotor, vorgesehen. Die Befestigung eines gegebenenfalls vorgesehenen Filters 28 kann mittels Klemmbacken 30 an der Säule 20 erfolgen. Ebenfalls mit Hilfe von Klemmbacken 31 befestigt ist das Kabelende 13, das das durch die Öffnungen 8 und die darin befindlichen Tabletten oder sonstigen Produkte hindurchtretende Licht (im weitesten Sinne) aufnimmt. Dabei ist der Drehteller 7 mit Hilfe eines Motors 32 angetrieben, der beispielsweise von dem mittels der Backen 31 festgeklemmten Träger 33 getragen wird. Innerhalb eines Füh­ rungsrohres 19.1 mag dann beispielsweise die Düse 19 (vgl. Fig. 1) untergebracht sein.

Die Säule 20 steht auf einer Basisplatte 34, an der aus Gründen der Kompaktheit des Aufbaues zweckmäßig auch das aus Fig. 1 ersichtliche Spektrometer 14 samt dem Prozessor 15 und der Steuereinrichtung 17 untergebracht sein mag.

Claims (9)

1. Sortiervorrichtung, insbesondere mit einer Zu­ führeinrichtung, vorzugsweise mit einer Vereinzelungseinrich­ tung und mit einer Überprüfungseinrichtung für das zu sortie­ rende Gut, wie chemische Wirkstoffe, Arzneimittel, Tabletten od. dgl., wobei die Überprüfungseinrichtung eine auf das zu sortierende Gut zumindest mittelbar gerichtete Strahlungsquel­ le, mindestens einen strahlungselektrischen Wandler und eine an den Wandler angeschlossene Auswerteeinrichtung aufweist, die zum Vergleich von IST-Signalen mit SOLL-Signalen ausgebildet ist, und deren aus dem Vergleich abgeleitetes Signal als Steu­ ersignal für eine Aussortiereinrichtung, wie mindestens eine Aktorikeinrichtung od. dgl. vorgesehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Überprüfungseinrichtung (10) ein Spektro­ meter (14) aufweist, dessen Signaleingang mit dem mindestens einem als Strahlungsempfänger (13) vorgesehenen Wandler ver­ bunden ist, welcher Strahlungsempfänger (13) auf die von der Strahlungsquelle (11, 23, 24) emittierte und auf das zu sortierende Gut (2) treffende Strahlung ausgerichtet angeordnet ist, und daß das Spektrum der von der Strahlungsquelle (11, 23, 24) emittierten und auf das zu sortierende Gut (2) tref­ fenden Strahlung mindestens in einem Randbereich des visuellen Spektrums beschnitten ist, und daß vorzugsweise zur Durch­ führung von Transmissionsmessungen die Strahlungsquelle an der mindestens einem Empfänger gegenüberliegenden Seite eines Trägers für das zu sortierende Gut angeordnet ist.

2. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens eine Energiereduzierungsein­ richtung bzw. Energiebegrenzungseinrichtung (12) für die von der Strahlungsquelle (11, 23, 24) emittierte und auf das zu sortierende Gut (2) gerichtete Strahlung vorgesehen ist, und daß hierzu vorzugsweise wenigstens eine der folgenden Einrichtungen angeordnet ist:

• a) es ist wenigstens ein in den Strahlengang zwischen Strahlungsquelle (11, 23, 24) und zu sortierendem Gut (2) mindestens ein Filter (12, 26) zur Energiereduzierung bzw. Energiebegrenzung einbringbar, das bevorzugt zur Energieredu­ zierung bzw. Energiebegrenzung durch einen dichroitischen, im Strahlengang der Strahlungsquelle (23, 24) angeordneten, ins­ besondere sammelnden, Spiegel (25) gegeben ist;
• b) in dem Strahlengang zwischen Strahlungsquelle (11, 23, 24) und zu sortierendem Gut (2) ist mindestens eine die Strahlung schwächende Blende (12, 26) zur Energiebegrenzung einbringbar;
• 3. Sortiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur selektiven spektralen Energiereduzierung bzw. Energiebegrenzung ein Filter (12, 26) mit vorbestimmter spektraler Transmission vorgesehen ist, welches vorzugsweise, gegebenenfalls als steilflankiges Filter, ein Sperrfilter, zur Ausschaltung einer Strahlung vorbestimmter Wellenlängen ist.

4. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsspektrum um Wellenlängen kleiner als 850 Nanometer, vorzugsweise kleiner als 800 Nanometer beschnitten ist.

5. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsspektrum um Wellenlängen größer als 1700 Nanometer beschnitten ist.

6. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Filter (12) auf einem im Strahlengang der Strahlungsquelle verschiebbaren und/oder verdrehbaren Träger (112) angeordnet ist bzw. sind, wobei der Träger (112) zur Positionierung mindestens eines vorbestimmten Filters (12) motorisch, vorzugsweise über eine Programmsteuereinrichtung aktiviert, verstellbar ausgebildet ist.

7. Sortiervorrichtung nach mindestens einem der An­ sprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere die Strahlung schwächende, reduzierende oder begrenzende Blen­ den auf einem verschiebbaren und/oder verdrehbaren Träger (112) ist bzw. sind, wobei der Träger (112) zur Positionierung min­ destens einer vorbestimmten Blende motorisch, vorzugsweise über eine Programmsteuereinrichtung aktiviert, verstellbar ausge­ bildet ist.

8. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (112) für mindestens ein Filter (12) und für mindestens eine Blende nacheinander im Strahlengang angeordnet und unabhängig voneinander positionier­ bar ausgebildet sind.

9. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energiebegrenzung bzw. zur Energiereduzierung ein Zeitschalter für die Strah­ lungsquelle (11, 23, 24), gegebenenfalls ein über eine vorbe­ stimmbare Zeitspanne öffnender Verschluß vorgesehen ist.

10. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (7) für das zu prüfende Gut (2) zwischen der Strahlungsquelle (11, 23, 24) und dem mindestens einen Wandler (13) angeordnet ist.