DE69721591T2

DE69721591T2 - Rolle von Bandmaterial zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Verpacken von Medikamenten

Info

Publication number: DE69721591T2
Application number: DE69721591T
Authority: DE
Inventors: Shoji Toyonaka-shi Yuyama; Hiroshi Toyonaka-shi Nose; Itsuo Toyonaka-shi Yasunaga; Naomichi Toyonaka-shi Etou; Hirokazu Toyonaka-shi Amano
Original assignee: Yuyama Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yuyama Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: KR100310966B1; EP1052211B1; CA2316140A1; EP1029818A3; EP1029818A2; EP0831048B1; CA2214597A1; ES2179986T3; ES2193914T3; CA2316091A1; DK0831048T3; KR19980024797A; DE69714535D1; DK1029818T3; EP0831048A1; PT1029818E; CN1162317C; DE69721591D1; DE69721084D1; DE69714535T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bahnmaterialrolle zum Gebrauch mit einer Medikamentenverpackungsvorrichtung, wobei die Medikamentenverpackungsvorrichtung eine Bahnzuführungseinheit mit einer Außenwelle aufweist, eine Hohlwelle, drehbar um die Außenwelle montiert und die die Bahnmaterialrolle trägt, eine erste Bremseinrichtung zum Anlegen einer Bremskraft auf die Hohlwelle und Zuführrollen zum Zuführen der Bahn von der Bahnmaterialrolle, eine zweite Bremseinrichtung zum Erzeugen einer konstanten Bremskraft zwischen der Hohlwelle und der Bahnmaterialrolle, und eine Verpackungseinheit mit einer dreieckigen Platte zum Falten der Bahn in der Hälfte, um in der Bahn ein Tal zu bilden, eine Zuführeinrichtung zum Hineinfallenlassen der Medikamente in das somit bestimmte Tal der Bahn, und Wärmewalzen zum Heißsiegeln der Bahn in einer Richtung der Breite in vorbestimmten Abständen und entlang der oberen Kanten derselben, um eine Mehrzahl von Taschen mit den darin versiegelten Medikamenten darin zu bilden; wobei die Bahnzuführeinheit außerdem einen Bahnlängensensor zum Messen der Zuführlänge der Bahn in dem Bahnzuführweg aufweist, der zu der Verpackungseinheit führt, eine Drehwinkelsensoranordnung zum Erfassen des Drehwinkels der Bahnmaterialrolle und eine Steuereinheit zum Berechnen der gegenwärtigen Bahnlänge auf der Bahnmaterialrolle und des Durchmessers der Bahnmaterialrolle auf der Grundlage der durch den Bahnlängensensor gemessenen Bahnlänge und des durch den Winkelsensor gemessenen Drehwinkels, und Steuern einer auf die erste Bremseinrichtung angewandten Gleichspannung; wobei die Bahnmaterialrolle ein Kernrohr aufweist und die Bahnmaterialrolle auf das Kernrohr aufgewickelt ist.
Eine herkömmliche Medikamenten- Verpackungsvorrichtung enthält eine Bahnzuführeinheit, die drehbar eine aufgerolltes Bahn eines wärme- schmelzbaren Verpackungspapiers lagert und eine Versiegelungsvorrichtung, vorgesehen in einem Zuführpfad, durch den die Verpackungsbahn abgerollt und zugeführt wird. Stromauf in der Versiegelungsvorrichtung wird das Blatt halb gefaltet, Medikamente werden zugeführt, und das Blatt wird in der Breitenrichtung und entlang der Kanten durch die Siegeleinrichtung heißgesiegelt, um die Medikamente zu versiegeln.
Wenn die Verpackungsbahn ausläuft, wird eine neue Papierrolle in die Papier-Zuführeinheit eingelegt, und die neue Bahn wird abgerollt und zugeführt. Wenn die Bahn zugeführt wird, muß sie gleichmäßig gespannt zu sein, so dass die Versiegelungsposition nicht infolge ungenauen Faltens des Blattes abweicht. Aber tatsächlich verändert sich die auf das Blatt angewandte Spannung allmählich, weil sich der Durchmesser der Papierrolle, wenn die Bahn abgerollt wird, allmählich verändert.
Die JP-A-01 36832 zeigt eine Bahnspannungs- Einstellvorrichtung, die eine gleichmäßige Spannung auf die Bahn anwenden kann, selbst wenn sich der Durchmesser der Bahnwalze verändert. Die in dieser Veröffentlichung gezeigte Bahnspannungs-Einstellvorrichtung hat einen Rollenlagerungszylinder, auf dem lösbar eine Bahnrolle montiert ist. Eine Mehrzahl von Rollendurchmesser- Erfassungssensoren sind an der Seite der Bahnrolle vorgesehen. Die Signale von diesen Erfassungssensoren werden verwendet, um die elektromagnetische Kraft, erzeugt durch eine in dem Rollenlagerungszylinder vorgesehene elektromagnetische Bremse, zu steuern, so dass sich die Bremskraft schrittweise vermindert, wenn der Rollendurchmesser abnimmt.
Mit dieser herkömmlichen Bahnspannungs- Einstellvorrichtung wird die Bahnlänge der Bahn, die sich verändert, wenn die Bahn abgerollt wird, schrittweise durch die in der Richtung des Durchmessers angeordneten Rollendurchmessersensoren erfaßt. Somit, wenn sich der Rollendurchmesser auf einen Punkt vermindert, bei dem sich der Rang des Erfassungssensors verändert, schwankt der Rang der Bremskraft der elektromagnetischen Bremse bei jeder Umdrehung auf und ab infolge der Abweichung der Achse von der Kernwelle, des Gewichtes der Bahn oder der Wickelspannung. Wenn dies auftritt, können die Bahnkanten nicht genau ausgerichtet werden, wenn die Bahn halb gefaltet wird. Vollständiges Verpacken ist somit unmöglich. Da sich der Rang der Bremskraft stark ändert, kann die Bahn ein Einreißen in Richtung der Breite erleiden.
Erfassungssensoren vom Lichtreflexionstyp haben ein Problem darin, dass sie wahrscheinlicher versagen. Verpackungsfolien, verwendet für eine Medikamentenverpackungsvorrichtung, enthalten halbtransparentes oder transparentes heißschmelzbares Papier und viele andere Arten von Papier. Falls sich die Endposition von solch einer Bahn verändert, wird Licht unterschiedlich reflektiert, was es unmöglich macht, das reflektiert Licht als ein Signal zu erfassen. Dies verschlechtert die Erfassungsgenauigkeit. Außerdem neigt sie dazu, sich unter dem Einfluß von Feuchtigkeitsänderungen zu schlängeln. Die Erfassungsgenauigkeit kann infolge von unebenen Endflächen verschlechtern.
Ein Thermodrucker ist gewöhnlich stromauf der Position vorgesehen, bei der die Bahn in der Hälfte zum Bedrucken der Verpackungsbahn gefaltet wird. Falls die Bahn vibriert, können ihre Druckpunkte abblättern, oder die Dauerhaftigkeit einer Rückstandsanzeigelampe kann sich verschlechtern.
Ein Beispiel für eine Bahnmaterialrolle der vorerwähnten Art, die für den Gebrauch mit einer Medikamentenverpackungsvorrichtung geeignet ist, ist in der Europäischen Patentanmeldung EP 0 608 785 A1 gezeigt, die den Stand der Technik repräsentiert, der der vorliegenden Erfindung am nächsten kommt.
Dieses Dokument nach dem Stand der Technik zeigt eine Papierbahnzuführungseinrichtung für eine Zigarettenherstellungsmaschine. Wie in 1 derselben gezeigt, ist eine Papierbahnrolle mit einer Rolle von Papier an dem vorauslaufenden Ende einer horizontalen Rollenwelle entfernbar montiert, ein drehbarer Codierer ist mit einer Bremsscheibe verbunden, die an dem näheren Ende der Rollenwelle montiert ist. Durch diese Anordnung kann die Drehung der Bahnmaterialrolle durch den Dreh- Codierer erfasst werden. Zusammen mit dem Zeitgebersensor, der über eine gezahnte Riemenscheibe und eine Rollenwelle in Richtung zu einer Zugwalze verbunden ist, kann die Bahnspannung erfasst und beeinflusst werden.
Demzufolge ist es ein Ziel dieser Erfindung eine Bahnmaterialrolle zum Gebrauch mit einer Medikamentenverpackungsvorrichtung, wie oben erwähnt, dadurch zu verbessern, dass die Bahnspannung mit höherer Genauigkeit gesteuert werden kann.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Bahnmaterialrolle zum Gebrauch mit einer Medikamentenverpackungsvorrichtung, wie oben angezeigt, gelöst, die durch die Bahnmaterialrolle verbessert ist, die außerdem eine Bahnverlagerungssektoranordnung zum Erzeugen eines Signals aufweist, das den Drehwinkel der Hohlwelle anzeigt und durch die Drehwinkelsensoranordnung, die ein Signal erzeugt, das den Drehwinkel des Kernrohres anzeigt und dadurch kann jede Schaltposition zwischen dem Kernrohr und der Hohlwelle aus einem Unterschied in der Teilung zwischen dem Drehwinkelsensorsignal und dem Verlagerungssensorsignal bestimmt werden.
Durch Vorsehen einer Bahnmaterialrolle mit einer Winkelsensoranordnung und einer Bahnverlagerungssektoranordnung hat jede Rutschbewegung der Bahnrolle um die Drehwelle nicht länger einen Einfluß auf die Zugwirkung der Bahn selbst.
Jede Rutschwirkung durch Beschleunigung oder durch Abbremsen der Maschinen verfälscht nicht länger das Ergebnis der Durchmesserberechnung oder der Bahnspannungskraftberechnung, die daraus resultiert.
Weitere Merkmale und Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommenen Beschreibung deutlich, in denen:
1 eine schematische Teilansicht einer Papierzuführungseinheit und einer Verpackungseinheit einer Verpackungsvorrichtung ist;
2 eine vertikale Schnittdarstellung der Papierzuführungseinheit mit einer darauf montierten Papierrolle ist;
3 ein schematisches Blockdiagramm eines Steuerschaltkreises einer Spannungseinstellvorrichtung für eine Verpackungsfolie ist;
4 ein Flußdiagramm ist, das den Betrieb einer Spannungseinstellvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispieles veranschaulicht;
5 eine Seitenansicht einer Papierzuführungseinheit eines zweiten Ausführungsbeispieles ist, wenn gesehen in die Richtung von Pfeil V – V von 2;
6 eine Seitenansicht der Papierzuführungseinheit des zweiten Ausführungsbeispieles ist, wenn in die Richtung des Pfeiles VI – VI von 2 geschaut wird;
7 eine schematische Ansicht eines Winkelsensors einer Spannungs- Einstellvorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispieles ist;
die 8A – 8D schematische Ansichten von unterschiedlichen Winkelsensor- Typen sind;
die 9A, 9B Ansichten sind, die eine Grundfunktion der Spannungs- Einstellvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles zeigen;
10 ein Flußdiagramm ist, das einen speziellen Betriebsmodus der Spannungs- Einstellvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles zeigt;
11 ein Flußdiagramm ist, das einen normalen Betriebsmodus derselben zeigt;
12 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der angelegten Gleichspannung und der Wickellänge während des speziellen Modus zeigt; und
13 veranschaulicht, wie ein Schlupfertassungssensor Schlupf erfaßt.
Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind in Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung einer Medikamenten- Verpackungsmaschine, die hauptsächlich eine Papierzuführungseinheit und eine Verpackungseinheit zeigt. Die Papierzuführungseinheit hat eine Tragwelle 1, auf der drehbar ein Kernrohr P montiert ist, auf das eine Rolle R einer Medikamenten- Verpackungs- Papierbahn S gewickelt ist. Das Blatt S ist von der Rolle R abgewickelt und wird durch die Zufühnnralzen 2, 3 zu der Verpackungseinheit zugeführt.
In der Verpackungseinheit wird das Blatt durch eine dreieckige Platte 4 längs halb gefaltet. Medikamente werden in den Raum, der in dem gefalteten Blatt gebildet ist, hinein abgelegt. Das Blatt wird dann über die Breite und entlang der beiden Seitenkanten in vorbestimmten Intervallen durch Heizwalzen 6 mit Perforatoren heißgesiegelt. Während die Verpackungseinheit zahlreiche andere Teile enthält, sind nur wesentliche Teile zur Vereinfachung gezeigt.
2 ist ein vertikaler Teilschnitt der Papierzuführungseinheit, in der die Papierrolle R und das Kernrohr P festgelegt sind. Wie gezeigt, weist die Tragwelle 1 eine Mittelwelle 1a auf, deren eines Ende durch eine Mutter an einer Tragplatte 11 befestigt ist, eine äußere Welle 1b, die einstöckig um die Mittelwelle 1a montiert ist und eine Hohlwelle 1c, die ist drehbar auf der äußeren Welle 1b durch Lager 12, vorgesehen nahe der beiden Enden der äußeren Welle 1b, gelagert ist.
Die Mittelwelle 1a hat einen Wellenkopf 13 an einem Ende. Die äußere Welle 1b hat einen Flansch 14 an demselben Ende. Die Hohlwelle 1c hat einen Flansch 15 an dem anderen Ende. Das Kernrohr P und die Papierrolle R, montiert auf der Hohlwelle 1c, sind relativ zur Tragwelle 1 drehbar. Eine Mehrzahl von Magneten 16 ist auf der inneren Umfangsoberfläche des Flansches 15 in geeigneten Abständen vorgesehen. Ferromagnetische (Eisen-) Teile 17 sind entlang des Umfangs einer Endfläche des Kernrohres P vorgesehen. Die Magnete 16 ziehen das ferromagnetische Teil 17 an, um das Kernrohr P und die Papierrolle R auf der Hohlwelle 1c lösbar zu montieren.
Die Verpackungsbahn S, abgewickelt von der Papierrolle R, wird durch eine Motorbremse 20, die im Eingriff mit der Hohlwelle 1c ist, geeignet vorgespannt. Die Motorbremse 20, montiert auf der Tragplatte 11, ist mit einer Getriebeeinheit 21 durch einen Transmissionsriemen, nicht gezeigt, verbunden. Die Getriebeeinheit 21 hat eine Abgangswelle, auf der ein Ritzel 22 in Kämmeingriff ist mit einem großen Zahnrad 23, vorgesehen auf der äußeren Umfangsoberfläche des Flansches 15. Somit wird, durch Aktivierung der Motorbremse 20, eine Bremskraft auf die Hohlwelle 1c angewandt.
Die Motorbremse 20 ist ein kleiner Wechselstrommotor, angetrieben durch eine Gleichspannung. Wie nachstehend beschrieben wird, ist die Bremskraft einstellbar in vier Stufen entsprechend der Spannung in der Verpackungsfolie S, die abgewickelt wird, durch Verändern der angelegten Gleichspannung vier Stufen.
Magnete 24, Hallelement- Sensoren 25, ein Näherungsschalter 26 und Vorsprünge 27 sind in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
3 zeigt schematisch eine Bremsschaltung zur Steuerung verschiedener Teile der Vorrichtung zum Zuführen des Verpackungsblattes von der Papierzuführungseinheit und zum Verpacken der Medikamente. Ihre Steuereinheit 30 empfängt Signale von ei nem Endsensor 31, jener von einem Drehcodierer 32, vorgesehen nahe der Zuführwalzen 3, und jener von einem Drehzahlzähler 33, montiert auf der Ausgangswelle eines Motors 6a, gekuppelt mit der Welle einer der Heizwalzen 6, und erzeugt auf der Grundlage eines der vorgenannten Signale, Ausgangssignale zur Betätigung der Motorbremse 20 oder des Motors 6a. Bezugszeichen 34 bezeichnet eine Eingabeeinheit zum Eingeben externer Daten.
Die Medikamente werden während des Einsteilens der Spannung in dem Verpackungsblatt mit der Bahnspannungs- Einstellvorrichtung des ersten Ausführungsbeispieles verpackt.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind der maximale Durchmesser d_max und der minimale Durchmesser d_min der Papierrolle R, um in die Papierzuführungseinheit festgelegt zu werden, vorher bekannt. Eine Bremskraft, erzeugt durch die Motorbremse 20, wird in vier Stufen entsprechend des Signales von dem Drehcodierer 32 verändert, um eine geeignete Spannung auf die Bahn, durch Einstellen der Bremskraft nach dem sich verändernden Durchmesser der Papierrolle R anzulegen.
Die gezeigte Papierrolle R hat einen maximalen Durchmesser d_max = 160 mm, einen minimalen Durchmesser d₀ ≈ 64 mm, und eine Blattdicke γ = 30 μm. In diesem Fall wird die durch die Motorbremse erzeugte Bremskraft jedesmal verändert, wenn der Durchmesser der Papierrolle R abnimmt (160 – 64)/4 = 24 mm.
Die Länge der Bahn, die eine Rolle R eines gegebenen Durchmessers bildet, wird durch die folgende Formeln gegeben: L = [(d0 + 2 × γ) + (d0 + 2 × 2γ) + ... + (d0 + 2 × (n – 1)γ + (d0 + 2 × nγ)]π = [(nd0 + 2(1 + 2 +...+ n – 1 +n)γ]π _ [d0 + (n + 1)γ]nπ ... (1) (wobei n die Anzahl der Umdrehungen ist)
Der Durchmesser der Rolle R ist wie folgt gegeben: dmax = d0 + 2 × nγ ... (2)
Aus Formel (1) ist die Länge L_max der Bahn, das die Rolle R bildet, wenn der Rollendurchmesser maximal ist: Lmax = [64 × n + n(n + 1) × 30n × 10–3]π
Aus Formel (2), ist d_max = 64 + 2 × 30n × 10^–3 = 160 (mm)
Somit ist n = 96/6 × 10^–2 = 1600
Daher ist L_max = (64 + 1601 × 30 × 10^–3) × 1600π = 562,688 (m)
Nun wird der Durchmesserbereich der Papierrolle, in vier Stufen geteilt, N = 1 (größter), 2 (zweitgrößter), 3 (drittgrößter) und 4 (kleinster), gelassen. Die maximale Bahnlänge der Rolle in jeder Stufe ist durch die folgenden Formeln gegeben:
wo N = 1, L_max = 562,688 (m), (n = 1600, d_max = 160),
wo N = 2, L_max = 376,800 (m), (n = 1200, d_max = 136),
wo N = 3, L_max = 221,056 (m), (n = 800, d_max = 112),
wo N = 4, L_max= 95,456 (m), (n = 400, d_max = 88),
Die Steuereinheit 30 empfängt das Signal von dem Drehcodierer 32, um die Länge der Verpackungsfolie S zu den Zuführwalzen 3 zu messen und bestimmt, in welcher der Stufen 1 – 4 der Durchmesser der Rolle R liegt. Dann bestimmt die Steuereinheit die Gleichspannung, die auf die Motorbremse 20 angewandt werden soll, so dass eine gleiche Spannung auf die Bahn für alle Stufen 1 – 4 angewandt wird. Z. B. wird die Gleichspannung wie folgt bestimmt:
wo N = 1, V = 25 V
wo N = 2, V = 16 V
wo N = 3, V = 12 V
wo N = 4, V = 8 V
Nun bezugnehmend auf das Flußdiagramm von 4, wird dieses Verfahren genauer beschrieben.
Zuerst, wie in 1 gezeigt, wird die Verpackungsbahn S leicht von der Papierrolle R zumindest bis zu einem Punkt stromab der Heizwalzen 6 abgewickelt und zwischen die Heizwalzen 6 zwischengelegt, so dass das Blatt durch die Heizwalzen 6 heißversiegelt werden kann.
In diesem Zustand wird die Steuereinheit gestartet. In Schritt S1 werden die Daten der Abmessungen der Papierrolle R durch die Eingabeeinheit 34 eingegeben. Solche Daten, d. h. Daten der vollständig aufgewickelten Papierrolle R, können in der Speichereinheit 34 vorher gespeichert und zu der Steuereinheit zugeführt werden, wenn ein Signal über ein Endprodukt eingegeben wird. Andererseits können notwendige Daten, jedes Mal dann, wenn solche Daten gebraucht werden, durch eine Tastatur eingegeben werden. Das letztere Verfahren ist vorteilhaft, wenn ein halbbenutzte Papierrolle R zurückgesetzt wird. Wenn diese Daten eingegeben sind, beginnt die Steuereinheit 30 die Berechnung und Zuführung der Verpackungsfolie S zu steuern. In Schritt S2 wird eine maximale Gleichsspannung angewandt, um die Verpackungsbahn S mit ihrer auf einem Maximum gehaltenen Spannung zuzuführen.
Im Schritt S3 wird ein Signal über die Blattlängendaten gelesen. In diesem Ausführungsbeispiel ist dieses Signal das Signal von dem Drehcodierer 32 und wird für jeden Prozeßzyklus in jedem der unten beschriebenen Schritte eingegeben.
Im Schritt S4 berechnet die Steuereinheit auf der Grundlage des Eingangssignales die Anzahl der Umdrehungen, um die sich die Papierrolle von dem maximalen Durchmesser vermindert hat, bis das obige Signal eingegeben wird, und berechnet auf der Grundlage dieser Zahl die verbleibende Blattlänge der Papierrolle und ihren Durchmesser in diesem Moment, wobei die Formeln (1) und (2) verwendet werden. Im Schritt S5 wird auf der Grundlage der somit berechneten verbleibenden Blattlänge der Papierrolle das Spannungsniveau bestimmt.
D. h., im Schritt S5 bestimmt die Steuereinheit 30 auf der Grundlage der verbleibenden Bahnlänge der Rolle, in welcher Stufe der Stufen 1 – 4 der Durchmesser der Papierrolle R ist. Falls der Durchmesser der Rolle in der Stufe N = 1 ist, wird eine vorbestimmte Gleichspannung zum Spannen des Blattes S auf das maximale Niveau auf die Motorbremse 20 in Schritt S6 angewandt.
Falls N ≠ 1 ist, bestimmt die Steuereinheit in Schritt S7, ob N = 2 in ist. Falls N = 2 wird eine Gleichspannung von 16 V auf die Motorbremse 20 in Schritt S8 angewandt. Falls N ≈ 2, bestimmt in Schritt S9 die Steuereinheit, ob N = 3 ist. Falls es ist, wird eine Gleichspannung 12V in Schritt S10 angewandt. Falls nicht, bestimmt in Schritt S11 die Steuereinheit, ob N = 4 ist. Falls es ist, wird eine Gleichspannung 8 V in Schritt S12 angelegt.
Der obige Betrieb wird für jeden Zyklus in der Prozeßschleife ausgeführt. Falls N ≠ 4 in Schritt S11 ist, was bedeutet, dass die Verpackungsbahn S vollständig abgewickelt worden ist, stoppt die Steuereinheit die Zuführung der Walze S nach Bestätigen des Signales von dem Endsensor 31 in Schritt 13. Dies vervollständigt die gesamte Steuerung.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Signal von dem Drehcodierer 32 verwendet die Blattlänge zu messen und die Motorbremse 20 auf der Grundlage der Blattlänge zu steuern. Aber stattdessen kann die Blattlänge durch Verwendung eines Signales von einem Sensor, vorgesehen auf der Tragwelle 1 der Papierzuführungseinheit, zum Erfas sen des Drehwinkels der Papierrolle R, gemessen werden. Dieser Sensor wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird es angenommen, dass die Folie eine Dicke von 30 μm hat. Tatsächlich wird es aber, während die Bahn zugeführt wird, infolge der auf die Bahn angewandten Spannung gestreckt. Somit ist die Blattdicke während des Zuführens gewöhnlich kleiner als während eines stationären Zustandes. Somit sollte die Blattdicke, während die Bahn zugeführt wird, durch Vermindern der Blattdicke in einem stationären Zustand um einen bestimmten Betrag bestimmt werden, der auf der Grundlage einer durchschnittlichen Verlängerung des Blattes während des Zuführens abgeschätzt wird.
5 und die anschließenden Figuren zeigen das zweite Ausführungsbeispiel, das grundsätzlich denselben Aufbau wie das erste Ausfühnungsbeispiel hat, aber zusätzliche Bauteile enthält, so dass die Bahnspannung mit höherer Genauigkeit gesteuert werden kann.
Die Papierzuführungseinheit und die Verpackungseinheit dieses Ausführungsbeispieles sind jene in den 1 – 3 gezeigten. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, wie in 3 gezeigt, dass die Steuereinheit 30 die Signale von einer Drehwinkel-Sensoranordnung empfängt, die vier Magnete 24 auf dem Kernrohr P und vier Hallelement-Sensoren 25 aufweist, und einen Blattverlagerungssensor mit einem Näherungsschalter 26 und Vorsprüngen 27 (siehe die 2 und 5).
Besonders berechnet die Steuereinheit die Länge des von der Papierrolle R auf der Grundlage des Blattlängen-Sensorsignales des ersten Ausführungsbeispieles und dem Signal von dem Drehwinkelsensor abgewickelten Blattes S genau, und stellt die Bremskraft in Übereinstimmung zu der Veränderung im Durchmesser der Rolle R ein, um die auf das Blatt angewandte Zugkraft einzustellen.
Wie in 7 gezeigt, sind die vier Magnete 24 des zweiten Ausführungsbeispieles auf der inneren Umfangsfläche des Kernrohres P in Winkelabständen von 67,5° rund um die Achse des Rohres P vorgesehen, während die vier Hallelement- Sensoren 25 an einem Ende der Tragwelle 1 in gleichen Abständen von 90° rund um die Achse des Rohres P vorgesehen sind.
Die Anzahl und Positionen der Magnete 24 und Sensoren 25 sind jedoch nicht auf jene in der 7 gezeigten begrenzt. 8 zeigt einige Variationen ihrer Anzahl und Anordnungen. Bei jeder Väriante erzeugen der Hallelement- Sensor oder Sensoren 25 ein Impulssignal, jedes Mal wenn sich das Kernrohr P um 22,5° dreht.
Auch können anstelle der Kombination der Magneten 24 und der Hallelemente 25 Photosensoren verwendet werden, um die Drehung des Kernrohres P zu erfassen. Solche Photosensoren weisen lichtemitterende Dioden und Lichtsammler auf, und sind an einem Ende der Tragwelle 1 (äußere Welle 1b), wie mit den Hallelementen 25 befestigt.
Noch genauer, solche Photosensoren sind auf einer Erweiterung oder Montagesitzen montiert, vorgesehen an dem Flanschende der äußeren Welle 1b, während Vorsprünge auf dem Kernrohr P in Winkelintervallen von 22,5° vorgesehen sind, um so zwischen die lichtemitterende Dioden und den Lichtsammlern der Photosensoren hindurchzugehen. Die Anzahl der Photosensoren und der Vorsprünge ist dieselbe wie die der Hallelement- Sensoren 25 und der Magnete 24.
6 ist eine Seitendarstellung, gesehen in der Richtung von Pfeil VI – VI von 2, und zeigt hauptsächlich die Position des Verlagerungsertassungs- Sensors für das Verpackungsblatt. In diesem Beispiel ist ein einzelner Näherungsschalter 26 auf der Tragplatte 11 vorgesehen. Sechszehn Vorsprünge 27 sind auf dem Flansch 15 der drehbaren hohlen Welle 1c der Tragwelle 1 vorgesehen.
Falls es einen Unterschied in der Teilung zwischen dem Drehwinkel- SensorsignaI, erfaßt durch die Hallelement- Sensoren 25 und dem Signal, erfaßt durch den Verlagerungserfassungs- Sensor, gibt, bestimmt die Steuereinheit, dass eine Verlagerung vorliegt.
Jetzt wird der Betrieb des zweiten Ausführungsbeispieles beschrieben. Wie in den 9A, 9B gezeigt, weist dieser Betrieb grundsätzlich das Bestimmen der Länge der Bahn auf, die die Papierrolle bildet, auf der Grundlage der gesamten Länge L der abgewickelten Bahn, berechnet von dem Blattlängensignal, erzeugt durch den Drehcodierer 32, und den Winkel θ, berechnet aus dem Impulssignal von den Hallelement- Sensoren 25 als den Winkelsensoren.
In den 9A, 9B sind zur Bequemlichkeit der Beschreibung der Arbeitsweise die Anzahl und die Anordnung der Magnete 24 und Hallelement- Sensoren 25 von jenen der 7 und 8 unterschiedlich. Ihre grundsätzliche Arbeitsweise ist aber darin dieselbe, dass ein Impulssignal für jede 22,5° Drehung erzeugt wird.
Wie in 9A gezeigt, wenn der Radius der Papierrolle groß ist, erzeugt der Winkelsensor weniger Impulse, während das Verpackungsblatt um die Länge 1 abgewickelt wird. Wenn der Papierrollenradius abnimmt, wie in 9B gezeigt, nimmt die Anzahl der Impulse zu. Wenn die Impulsanzahl, wenn der Papierrollenradius auf seinem Maximum oder Minimum jeweils 3 oder 10 ist, wird der Bereich der Impulsanzahlen von 3 – 10 in vier Stufen geteilt, um so Gleichströme anzuwenden, die eine geeignete Spannung in Übereinstimmung mit den jeweiligen Stufen auf die Motorbremse 20 anlegen können, um die Bremskraft einzustellen.
Es gibt die folgende Beziehung zwischen dem obigen Spannungsniveau N = 1 – 4 und der Impulsanzahl. Vorausgesetzt, dass die maximalen und minimalen Durchmesser der, Papierrolle R jeweils 160 mm und 64 mm sind, ist die Länge des von der Rolle abgewickelten Blattes, wenn der Rollendurchmesser maximal ist, n × 160 mm betragen. Da der Winkelsensor 25 ein Impulssignal für jede 22,5° Drehung (16 Impulse für jede volle Umdrehung) erzeugt, wird das Blatt um π × 160/16 = 314 m/m abgewickelt. Für die abgewickelte Länge von 3140 m/m wird die Impulsanzahl 10 sein.
Wenn der Rollendurchmesser minimal ist, gibt es die folgende Beziehung zwischen der Länge des abgewickelten Blattes und der Impulsanzahl. D. h., da π × 64/16 = 129,5 m/m, für die abgewickelte Länge von 3140 m/m ist, wird die Impulsanzahl 3140/ 1295 × 10 = 24,2 sein.
Die Impulsanzahl und die Gleichspannung für jedes Spannungsniveau N werden wie folgt bestimmt:
In der obigen Beschreibung wird das Spannungsniveau N entsprechend der Impulsanzahl für eine gegebene abgewickelte Länge der Bahn eingestellt. Aber das Spannungsniveau kann auf der Grundlage der abgewickelten Länge der Bahn bestimmt werden, wenn eine bestimmte Anzahl von Impulsen erzeugt worden ist. Die genauere Beschreibung dieses Verfahrens folgt:
Die 10 und 11 sind Flußdiagramme, die die Arbeitsweise der Spannungseinstellvorrichtung zeigen. Besonders 10 ist ein Flußdiagramm eines Spezialmodus, der vor einem Normalmodus der Spannungseinstellvorrichtung ausgeführt wird. 11 ist ein Flußdiagramm des Normalmodus.
In dem in 10 gezeigten Spezialmodus überprüft die Steuereinheit verschiedene Zustände für die normalen Verpackungsbetriebsweisen in der Verpackungseinheit, so dass der Normalmodus glatt ausgeführt werden kann. Vor dem normalen Verpackungsbetrieb muß das Verpackungsblatt richtig in die Verpackungseinheit eingelegt sein. Das Verpackungsblatt wird gewöhnlich manuell durch Tastbetrieb eingelegt. Der Steuermodus passiert stets diesen Spezialmodus.
Im Schritt S0 bestimmt die Steuereinheit, ob der gegenwärtige Modus der Spezialmodus ist. Der Spezialmodus startet, falls irgendeine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: d. h., die Betätigung des Endsensors oder Verbindungsversiegeln, und die Erfassung des Tastbetriebes oder Umkehrdrehung des Wickellängensensors. Das Verbindungsversiegeln wird aktiviert, während eine Papierrolle ausgelaufen ist und eine neue Rolle gerade eingesetzt ist und mit der vorhergehenden Bahn verbunden wird.
Der Tastbetrieb startet durch Schalten der Steuereinheit vor dem Start aller Betriebsvorgänge und die Verpackungsbahn wird manuell in der oben beschriebenen Weise eingelegt.
Der Spezialmodus ist notwendig, weil nicht immer eine neue, komplette Papierrolle eingelegt wird, sondern es gibt die Möglichkeit, dass eine gebrauchte Papierrolle, die z. B. den halben Durchmesser einer neuen Rolle hat, eingesetzt werden kann. Falls die eingesetzte Rolle nur den halben Durchmesser einer neuen Papierrolle hat, wird die Spannung anfänglich auf ein Zwischenniveau eingestellt, kleiner als die Spannung, die dem Durchmesser einer neuen Rolle entspricht.
Wenn der gegenwärtige Modus als ein Spezialmodus in Schritt S0 festgestellt wird, wird die Spannung auf das maximale Niveau in Schritt SS1 festgelegt und verschiedene Sensoren (Referenzsensor, Umdrehungsanzahlzähler, Wickellängen- Sensor, Kernrohrschlupf- Sensor) werden aktiviert (Schritt SS2). In diesem Zustand wird das Verpackungspapier nach und nach durch manuellen Tastbetrieb und die Signale von dem Blattlängensensor oder Drehcodierer 32 und den Winkelsensoren oder Hallelement-Sensoren 25 zugeführt.
Im Schritt SS5 berechnet die Steuereinheit die Bahnlänge der Papierrolle auf der Grundlage dieser Signale, unter der Verwendung der oben beschriebenen Formeln, um zu bestimmen, ob die Rolle den maximalen Durchmesser hat oder nicht, z. B. den halben Durchmesser. Falls diese Berechnung nicht möglich ist (Nein), wird Schritt SS3 erneut ausgeführt. Falls möglich, bestimmt die Steuereinheit in Schritt SS7, ob die Bedingungen zum Wiedereintreten des Spezialmodus alle beseitigt sind. Falls sie es sind, wird die Spannung auf ein geeignetes Niveau in Schritt SS8 eingestellt. Die Schritte SS9 und SS10 sind Schritte zur Erfassung des Schlupfes des Kernrohres, die später beschrieben werden.
Während der Spannungseinstellung in Schritt SS8 wird eine Gleichspannung entsprechend der maximalen Spannung auf 25 V festgelegt, wenn die Papierrolle einen maximalen Durchmesser (neu) hat und auf ungefähr 20 V, wenn der Papienollendurch messec ungefähr die Hälfte des maximalen Durchmessers ist, um jede plötzliche Veränderung in der Spannung zu vermeiden.
Wenn die Spannung auf ein geeignetes Niveau eingestellt worden ist, geht das Programm auf Schritt S0 zurück, um zu bestimmen ob oder ob nicht die Spezialmodusbetriebsweise wieder ausgeführt wird. Diesmal setzt das Programm den Normalmodus [A] fort.
In dem in 11 gezeigten Normalmodus wird ein Tastbetriebmodus-Schalter manuell umgeschaltet, und dann in Schritt S1 werden die vorher eingegeben Daten ausgelesen und die verschiedenen Sensoren werden angeschalten (S2) gelassen. Um diese Zeit hat die Normalbetriebsweise der Verpackungseinheit begonnen. Beim Start der Normalbetriebsweise wird die Spannung auf den in dem Spezialmodus geeignet festgelegten Gleichstromwert gesteuert.
Dann werden in den Schritten S3, S4 und S5 das Blattlängensignal und das Winkel- Sensorsignal in derselben Weise, wie in dem Spezialmodus, eingegeben, um die Bahnlänge der Rolle zu berechnen. Diese Berechnung wird im Wesentlichen in der oben beschriebenen Weise ausgeführt. Falls als ein Ergebnis der Berechnung sich herausstellt, dass die Rolle R eine unbenutzte Rolle mit vollem Volumen zu sein, wird die Gleichspannung auf 25 V, 16 V, 12 V oder 8 V in den Schritten S7, S9, S11 oder S13, entsprechend der Entscheidung in den Schritten S6, S8, S10 und S12 in derselben Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel gesetzt. 12 zeigt die Beziehung zwischen der oben beschriebenen Wickellänge und der Gleichspannungssteuerung.
Nachdem die Spannungssteuerung über irgendeine der vorerwähnten Routen ausgeführt worden ist, bestimmt die Steuereinheit im Schritt 14, auf der Grundlage des Signales von dem Näherungsschalter 26, ob das Kernrohr Schlupf hat. Wie in 6 gezeigt, ist der Schalter 26 den 16 eisenmagnetischen Vorsprüngen gegenüberliegend vorgesehen und erzeugt jedes Mal ein Impulssignal, wenn sich das Kernrohr 22,5° dreht in genau dergleichen Weise wie die Hallelement- Sensoren 25.
In den Ausführungsbeispielen sind die Winkelsensoren 25 und 26 unterschiedliche Typen, aber sie können von demselben Typ sein. Das Zeitablaufdiagramm von 13 zeigt die Beziehung zwischen den durch die Winkelsensoren erzeugten Impulssignalen und dem Drehwinkel. Wie gezeigt können die Impulssignale durch den Schlupferfassungs- Sensor synchron mit den Impulssignalen durch den Längenerfassungs- Sensor erhalten werden, es sei denn der Wickelzustand verändert sich mit der Spannung.
Aber wenn der durch jede der oben beschriebenen Gleichspannungen erzeugte Drehwiderstand der Motorbremse 20 unangemessen ist, z. B., wenn die Spannung bei einem Spannungsniveau N = 2 zu groß ist, wird die Papierrolle sich fest zusammen mit dem Kernrohr P drehen. Dies kann eine Verschiebung in die Position verursachen, bei der die eisenmagnetischen Teile 17 von dem Magneten 16 angezogen werden. Falls dies auftritt, obwohl die Hallelement- Sensoren 25 weiterhin Impulssignale bei regelmäßigen Winkelabständen von 22,5° erzeugen, kann der Näherungsschalter 26 zwei Impulssignale gleichzeitig erzeugen und versäumt, ein Signal zu erzeugen, wenn das Kernrohr 22,5° weiterrotiert.
13 zeigt, wie sich Impulssignale verändern, wenn solch eine Positionsverschiebung auftritt. Wie gezeigt, versäumt der Schlupferfassungs- Sensor Impulssignale an der Position C und D zu erzeugen, nachdem das Kernrohr eine vollständige Umdrehung gemacht hat. Anstelle dessen werden Impulssignale zwischen D und A mit einiger Verschiebung erzeugt.
In solch einem Fall kann die Steuereinheit feststellen, dass der Schlupferfassungs- Sensor versäumt hat ein Impulssignal an der Position C zu erzeugen, durch Bezugnehmen auf das Signal von dem Wickellängenerfassungs- Sensor. Falls z. B. der Gleichstrom von 16 V bei einem Niveau N = 2 zu hoch ist, so dass die Spannung zu hoch ist, kann die Spannung auf 14 V vermindert werden, um die Spannung auf ein geeignetes Niveau einzustellen. Mit dieser Spannungseinstellung kann ein Impulssignal bei jeder gewünschten Position nach der Position D erzeugt werden.
Nach dem Einstellen irgendeiner Positionsverschiebung auf dem Kernrohr P infolge Bahnspannungsveränderung, kontrolliert die Steuereinheit in Schritt S16 auf der Grundlage des Signals von dem Endsensor 31, ob noch Papier auf das Rohr P gewickelt ist. Falls der Sensor 31 noch nicht das Anschlußende des Papiers erfasst hat, wird die Schritt- S3- Betriebsweise ausgeführt, d. h., die Bahnspannung wird entsprechend der Wickellänge der Papierrolle durch Wiederholen der obigen Berechnungen gesteuert.
Der Spannungssteuermodus endet, wenn der Endsensor 31 das Anschlußende des Verpackungsfolie S erfaßt. Falls es notwendig oder gewünscht ist, das Verpacken danach fortzusetzen, geht das Programm zu dem Spezialmodus zurück, um die Rolle R durch eine neue Rolle zu ersetzen und die Bahnenden zu verbinden.
Die Schritte SS9 und SS10 sind durch gestrichelte Linien in dem Flußdiagramm für den Spezialmodus gezeigt, was bedeutet, dass diese Schritte nicht wesentlich sind. Falls doch vorgesehen, sind ihre Funktionen dieselben, wie die Schritte S14, S15 in dem Schlupfertassungsbetrieb in dem Normalmodus.
Die obige Beschreibung ist in der Annahme vorgenommen worden, dass die Papierrolle R eine Vollvolumen-Rolle ist. Falls eine Rolle mit ungefähr der Hälfte des maximalen Durchmessers in der Papierzuführungseinheit eingesetzt ist, wird der Normalmodus gestartet, nachdem die Spannung in dem Spezialmodus auf ein Niveau leicht größer als die Spannung während des Normalmodus eingestellt worden ist. Es ist somit möglich, den Normalmodus, ohne die Möglichkeit des plötzlichen Anstiegs in der Spannung, glatt zu starten.
Entsprechend der vorliegenden Erfindungen wird, wie oben beschrieben, der Papierrollendurchmesser entsprechend mit der gegenwärtigen Wickellänge der Rolle auf der Grundlage von Daten der Blattzuführlänge, gemessen durch den Einzelblattlängen-Sensor und Daten der vollständigen Wickellänge der Rolle berechnet, um die Blattspannung auf ein optimales Niveau einzustellen, durch Steuern der Bremskraft in einer schrittweisen Art, auf der Grundlage des gemessenen Papierrollendurchmessers. Somit ist es möglich, die Blattspannung auf ein optimales Niveau durch Auswählen der Bremskraft in einer schrittweisen Art, entsprechend mit dem Rollendurchmesser, in Übereinstimmung mit der sich allmählich vermindernden Wickellänge der Rolle, einzustellen, es sei denn die Wickellänge der Rolle beginnt zuzunehmen. Es ist somit möglich, die Blattspannung ohne die Möglichkeit der plötzlichen Spannungsschwankungen infolge der plötzlichen Schwankungen in der Bremskraft glatt einzustellen, wenn sich der Rollendurchmesser leicht verändert.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die gegenwärtige Wickellänge der Rolle auf der Grundlage der Veränderung in dem Signal von einem Blattlängen- Sensor oder einem Winkelsensor im Verhältnis zu dem Signal von dem anderen Sensor bestimmt, und die Bahnspannung wird durch Auswählen einer Bremskraft entsprechend des Durchmessers entsprechend der gegenwärtigen Wickellänge eingestellt. In dieser Anordnung ist es möglich, selbst wenn die Daten der vollständigen Wickellänge nicht bekannt sind, die Bahnspannung durch Auswählen einer Bremskraft entsprechend mit dem Rollendurchmesser entsprechend der gegenwärtigen auf der Grundlage von gemessenen Daten bestimmten Wickellänge einzustellen. Somit ist es möglich, die Bahnspannung ohne die Möglichkeit der plötzlichen Veränderung in der Spannung in derselben Weise, wie in der ersten Erfindung, glatt einzustellen.

Claims

Bandmaterialrolle (R) zur Verwendung in einer Medikamentenverpackungsvorrichtung, wobei die Medikamentenverpackungsvorrichtung enthält: eine Bandzuführeinheit mit einer äußeren Welle (1b), einer Hohlwelle (1c), die drehbar um die äußere Welle (1b) montiert ist und die Bandrolle (R) trägt, einer ersten Bremseinrichtung (20) zum Zuführen einer Bremskraft zur Hohlwelle (1c), und Zuführrollen (2, 3) zum Zuführen des Bandes (S) von der Bandrolle (R), einer zweiten Bremseinrichtung (16, 17) zum Erzeugen einer konstanten Bremskraft zwischen der Hohlwelle (C) und der Bandrolle (R) und eine Verpackungseinheit mit einer dreieckigen Platte (5) zum Falten des Bandes (S) in die Hälfte zur Bildung eines Tals in dem Band (S), einem Trichter zum Fallenlassen von Medikamenten in das so gebildete Tal des Bandes (S), und Heizrollen (6) zum Hitzeversiegeln des Bandes (S) in einer Breitenrichtung in vorbestimmten Abständen und längs oberen Rändern desselben, um eine Vielzahl von Beuteln mit darin versiegelten Medikamenten zu bilden; wobei die Bandzuführeinheit weiterhin einen Bandlängensensor (31) zum Messen der Zuführlänge des Bandes (S) im Bandzuführweg, der zu der Verpackungseinheit führt, eine Drehwinkelsensoranordnung (24, 25) zur Erfassung des Drehwinkels der Bandrolle (R) und eine Steuereinheit zum Berechnen der laufenden Bandlänge auf der Bandrolle (R) und des Durchmessers der Bandrolle (R) auf der Grundlage der von dem Bandlängensensor (31) gemessenen Bandlänge und des durch die Drehwinkelsensoranordnung (24, 25) gemessenen Drehwinkels und zum Steuern einer der ersten Bremseinrichtung zugeführten Gleichspannung aufweist; wobei die Bandrolle (R) ein Kernrohr (P) und die um das Kernrohr (P) gewickelte Bandrolle (S) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandrolle (R) weiterhin eine Bandbewegungssensoranordnung (26, 27) zum Erzeugen eines Signals, das den Drehwinkel der Hohlwelle (1c) angibt, aufweist und dass die Drehwinkelsensoranordnung (24, 25) ein Signal erzeugt, das den Drehwinkel des Kernrohrs (P) angibt, und dass jede Positionsverschiebung zwischen dem Kernrohr (P) und der Hohlwelle (1c) aus einer Differenz im Zeitabstand zwischen dem Drehwinkelsensorsignal und dem Bewegungssensorsignal bestimmt werden kann.