DE4441686C2 - Sortiervorrichtung - Google Patents

Description

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

Eine solche ist in der Druckschrift US 4 907 875 beschrieben.

Beispiele für Sortiervorrichtungen sind aus zahlreichen Lite­ raturstellen, beispielsweise aus der EP 0 475 121 A2 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-3,747,755 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 anderer Arzneiformen ist eine gewisse Ge­ fahr nämlich dadurch gegeben, dass die chemische Zusammensetzung 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 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 6 vorgesehen, wogegen im Falle einer Empfindlichkeit gegenüber kurzwelligem Lichte die Beschneidung des Spektrums für Wellenlängen größer 1700 Nanometer von Bedeutung ist. 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 4 vorgeschlagen.

Diese gegebenenfalls erforderliche Anpassung kann fernerhin nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch durch die Merkmale des Anspruches 5 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 5 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 2 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 schematisch 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 des zu untersuchenden Gutes 2 in Form von Tabletten 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 Oeffnung 6 zugeführt, die sich ober­ halb eines sich im Uhrzeigersinn bewegenden Gutträger in Form eines 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 Strahlungsquelle 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 Strahlungsempfänger 13 vorgesehen, der beispielsweise aus einem Lichtleiterbündel bzw. Lichtfaserbündel 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 EP Patentanmeldung Nr. 0600334 A2 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 Interferenzschichten oder mit Polychromatoren, die das Messlicht mit Hilfe eines Prismas, eines Gitters oder akusto­ optisch erzeugten Beugunsgittern zerlegen, realisiert werden. Für die Ausführung im einzelnen sei auf die obige EP Patent­ anmeldung 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 90/10191 A1 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 unterschritte, so ergeht ein Befehl an eine Aussortiereinrichtung 16. Die Aussortiereinrichtung 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 strichpunk­ 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 Oeffnungen 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 0 475 121 A2 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 Lichtquelle 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 (10)

1. Sortiervorrichtung, mit einer Zuführvorrichtung zum Zuführen von zu sortierendem Gut (2) und mit einer Überprüfungseinrichtung (10) zum Überprüfen dieses Gutes (2),
wobei die Überprüfungseinrichtung (10) eine Strahlungsquelle (11, 23, 24) aufweist, die Strahlung zumindestens mittelbar auf das Gut (2) emittiert;
wobei die Überprüfungseinrichtung (10) mindestens einen Strahlungsempfänger (13) aufweist, der das Gut (2) durchstrahlende oder vom Gut (2) reflektierte Strahlung auffängt; und
wobei die Überprüfungseinrichtung (10) eine an den Strahlungsempfänger (13) angeschlossene Auswerteeinrichtung mit einem Spektrometer (14) und mindestens einem Detektor aufweist, wobei diese Auswerteeinrichtung zum Vergleich von IST-Signalen mit SOLL-Signalen ausgebildet ist und ein aus diesem Vergleich abgeleitetes Signal liefert, das als Steuersignal für eine Aussortiereinrichtung (16) dient;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strahlungsquelle (11, 23, 24) ein breitbandiges Spektrum von Strahlung emittiert;
dass diese Strahlung in mindestens einem Randbereich des visuellen Spektrums beschnitten ist;
dass im Spektrometer (14) mehrere Analysekanäle vorgesehen sind, die die vom Gut (2) aufgefangene Strahlung mit einer Durchlässigkeitsfunktion modulieren;
dass die Analysekanäle modulierte Strahlung dem Detektor zuführen; und
dass der Detektor ein IST-Signal der modulierten Strahlung liefert.

2. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass in den Strahlengang zwischen Strahlungsquelle (11, 23, 24) und Gut (2) wenigstens ein Energie begrenzender - oder Energie reduzierender Filter (12, 26) eingebracht ist; und/oder
dass in den Strahlengang zwischen Strahlungsquelle (11, 23, 24) und Gut (2) wenigstens ein Energie begrenzender - oder Energie reduzierender dichroitischer, Strahlung sammelnder Spiegel (25) eingebracht ist; und/oder
dass in den Strahlengang zwischen Strahlungsquelle (11, 23, 24) und Gut (2) wenigstens eine Energie begrenzende Blende (12, 26) eingebracht ist; und/oder
dass ein Zeitschalter die Strahlungsquelle (11, 23, 24) ein- und ausschaltet; und/oder
dass ein Verschluss den Strahlengang der Strahlungsquelle (11, 23, 24) öffnet bzw. schließt.

3. Sortiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (12, 26) eine vorbestimmte spektrale Transmission aufweist und dass der Filter (12, 26) ein steilflankiger Filter und/oder ein Sperrfilter ist.

4. Sortiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filter (12, 26) und/oder mindestens eine Blende. (12, 26) auf einem im Strahlengang zwischen Strahlungsquelle (11, 23, 24) und Gut (2) verschiebbaren und/oder verdrehbaren Träger (112) angeordnet ist und dass der Träger (112) einen Motor aufweist und über eine Programmsteuerung aktiviert verstellbar ist.

5. Sortiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Träger (112) unabhängig voneinander und nacheinander im Strahlengang zwischen Strahlungsquelle (11, 23, 24) und Gut (2) angeordnet sind.

6. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsspektrum um Wellenlängen kleiner als 850 Nanometer oder kleiner als 800 Nanometer beschnitten ist und/oder dass das Strahlungsspektrum um Wellenlängen größer als 1700 Nanometer beschnitten ist.

7. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung eine Vereinzelungseinrichtung zum Vereinzeln des zugeführten Gutes (2) aufweist und/oder dass das Gut (2) auf einem Gutträger (7) angeordnet ist.

8. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussortiereinrichtung (16) Gut (2) über Blasdüsen (18, 19) aussortiert.

9. Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger (13) Reflexionen von der Oberfläche des Gutes (2) auffängt oder dass der Strahlungsempfänger (13) das Gut (2) durchleuchtende Strahlung auffängt.

10. Verwendung der Sortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Sortieren von pharmazeutischen Produkten und/oder chemischen Wirkstoffen und/oder Arzneimitteln und/oder Früchten und/oder Tabletten und/oder Kapseln und/oder Dragees.