EP2740671A1 - Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten - Google Patents

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EP2740671A1
EP2740671A1 EP12196297.1A EP12196297A EP2740671A1 EP 2740671 A1 EP2740671 A1 EP 2740671A1 EP 12196297 A EP12196297 A EP 12196297A EP 2740671 A1 EP2740671 A1 EP 2740671A1
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EP
European Patent Office
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bending transducer
product
product guide
piezoelectric bending
passive piezoelectric
Prior art date
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Granted
Application number
EP12196297.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2740671B1 (de
Inventor
Detlev Gertitschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uhlmann Pac Systeme GmbH and Co KG
Original Assignee
Uhlmann Pac Systeme GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to EP20120196297 priority Critical patent/EP2740671B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B57/00—Automatic control, checking, warning, or safety devices
    • B65B57/10—Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of articles or materials to be packaged
    • B65B57/14—Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of articles or materials to be packaged and operating to control, or stop, the feed of articles or material to be packaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/08—Sorting according to size measured electrically or electronically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B5/00—Packaging individual articles in containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, jars
    • B65B5/10—Filling containers or receptacles progressively or in stages by introducing successive articles, or layers of articles
    • B65B5/101—Filling containers or receptacles progressively or in stages by introducing successive articles, or layers of articles by gravity
    • B65B5/103—Filling containers or receptacles progressively or in stages by introducing successive articles, or layers of articles by gravity for packaging pills or tablets
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M1/00—Design features of general application
    • G06M1/08—Design features of general application for actuating the drive
    • G06M1/10—Design features of general application for actuating the drive by electric or magnetic means
    • G06M1/108—Design features of general application for actuating the drive by electric or magnetic means by electronic means

Definitions

  • the present invention relates to a device for checking small pharmaceutical products such as tablets or capsules.
  • Color cameras can detect incorrectly colored or broken tablets or capsules with appropriate image analysis. For this purpose, however, a highly complex evaluation software is required due to the continuous movement of the passing tablets or capsules. In addition, a high illumination cost is necessary to achieve sufficiently sharp image content.
  • Capacitive sensors can be used to contactlessly calculate the mass of the tablets or capsules passed by and to draw conclusions about the integrity of the tablets or capsules. Such capacitive sensors may also be integrated into a product chute, such as for example US 2009/0090659 A1 is known. However, capacitive sensors are sensitive to vibrations, electrical noise and the moisture content of the tablets or capsules, as well as positional deviations of the products when passing through the sensor area.
  • the present invention has for its object to provide a device for checking tablets, which is very robust, simple and can be applied to different product types and formats.
  • the device for checking tablets comprises a product chute having a product guide surface inclined at an angle to the horizontal and a sensor integrated in the product chute for detecting defective tablets during their passage through the product chute.
  • the product chute on at least a first, stationary product guide portion and a separated, movably mounted second product guide portion, which in series together define the product guide surface.
  • the sensor has a passive piezoelectric bending transducer, which is connected to the second product guide section, wherein the passive piezoelectric bending transducer is connected to a measuring device which measures at least one voltage pulse generated by the passive piezoelectric bending transducer in bending the passive piezoelectric bending transducer.
  • the guide surface portion of the second product guide portion has the same shape as the guide surface portion of the first product guide portion. In this way it is ensured that the movement of the tablets is not affected during the transition from the first to the second product guide section.
  • Particularly suitable here is a U-shape or V-shape of the guide surface sections, whereby a stable central position of the tablets is ensured when passing through the product chute and thus also during the measurement.
  • the passive piezoelectric bending transducer is plate-shaped and arranged substantially at the same angle to the horizontal as the product guide surface.
  • the conditions for a high reactivity of the piezoelectric bending transducer are optimized when the bending transducer is connected in the region of its front end portion with the second product guide portion and is immovably mounted in the region of its rear end portion.
  • the first stationary product guide portion of the product chute is connected to a stationary support frame of the product chute and the passive one Piezoelectric bending transducer is clamped in the region of its rear end portion in a support foot provided in addition to the support frame. In this way, a structurally simple integration of the sensor in the product chute is possible.
  • the support leg on two side cheeks defining a gap between them, wherein the side cheeks have on the mutually facing inner surfaces at least one recess for receiving a side surface of the passive piezoelectric bending transducer.
  • the at least one recess has, in a rear end region, an essentially V-shaped clamping surface which is open towards the intermediate space.
  • the support foot is preferably supported with the interposition of at least one vibration-damping element on a bottom plate of the stationary support frame of the product chute.
  • the measuring device is preferably designed to measure the bending of the passive piezoelectric bending transducer, the amplitude of the at least one voltage pulse generated by the passive piezoelectric bending transducer. With this characteristic it is easy to identify mass differences between whole and broken tablets.
  • the device also has an evaluation unit which is designed to compare the measured values supplied by the measuring device with stored desired values.
  • a sorting device is preferably provided which is designed to separate good and bad tablets on the basis of the comparison result of the evaluation unit.
  • the piezoelectric bending transducer is a trimeric piezoceramic bending transducer.
  • tablette is to be understood to encompass any type of small pharmaceutical product such as tablets, dragees, oblongs, capsules, and the like.
  • Fig. 1 . 2 . 4 and 5 an embodiment of the device according to the invention for checking tablets is shown in different views.
  • the device according to the invention for checking tablets is preceded by a transport device 2 for tablets.
  • This can, as in the illustrated embodiment, for example, be configured as a vibratory conveyor with one or more webs, but may also be a feed tube or other commercially available tablet feed.
  • the device for checking tablets comprises a product chute 4 which has a product guide surface 6 on which the tablets 8 slide along.
  • the product guide surface 6 is inclined for this purpose at an angle ⁇ to the horizontal.
  • the angle ⁇ and the length of the product chute 4 are adapted to the respective prevailing conditions, for example, the manner and speed with which the tablets 8 are supplied to the product chute 4, the degree of singulation of the tablets 8 and the shape and size of the Tablets 8. In most applications, an angle ⁇ of 20 ° to 40 °, preferably 25 ° to 35 °, is advantageous.
  • the product chute 4 has at least one first stationary product guide section 10 and a second product guide section 12 separated therefrom and movably mounted, which together define the product guide surface 6 in a row.
  • a first product guide portion 10 is present, which is significantly longer than the second product guide portion 12.
  • the second product guide portion 12 should in any case be so short that only one tablet 8 at a predetermined time on this second product guide portion 12 slides at the same time, the second product guide section 12 should be at least as long as the largest tablet 8 to be measured.
  • the first product guide portion 10 has a first guide surface portion 14 (surface) on which the tablets 8 slide along.
  • this guide surface portion 14 formed with the contour or shape of a U-groove or V-groove to exert a centering effect on the tablets 8.
  • the second product guide section 12 arranged at the end of the first product guide section 10 has a second guide surface section 16 (surface), which preferably has the same contour or shape as the first guide surface section 14. In this way, the tablets 8 can move freely from the first product guide section 10 to the second Slide product guide section 12 without their trajectory is changed.
  • the distance a between the two product guide sections 10, 12 should be as small as possible, but must leave enough space in the illustrated preferred embodiment for an unobstructed arcuate lowering of the second product guide section 12, as will be described in more detail below.
  • the product chute 4 comprises only one product guide surface 6, but it may also be several product guide surfaces 6 (a plurality of juxtaposed grooves) may be provided in the product chute 4.
  • first product guide section 10 In the illustrated embodiment, only a first product guide section 10 is shown. It is also possible to provide a plurality of stationary, first product guide sections 10 which, for example, enclose the movable second product guide section 12 between them.
  • the stationary first product guide section 10 is connected to a stationary support frame 18 of the product chute 4.
  • the support frame 18 is configured as a stand frame with a pillar 20 and a bottom plate 22. It is also possible that the support frame 18 has laterally projecting support arms or any other construction of a stationary attachment to any machine frame.
  • the second product guide section 12 is already part of a sensor integrated in the product chute 4 for detecting defective tablets during their passage through the product chute 4.
  • the sensor has a passive piezoelectric bending transducer 24, which is connected to the second product guide section 12.
  • the passive piezoelectric bending transducer 24 is bent, at least one voltage pulse is generated by the bending transducer 24, as will be described in more detail below.
  • the passive piezoelectric bending transducer 24 is connected to a measuring device 26, which is preferably aligned thereon is to measure the amplitude of the voltage pulse generated by the passive piezoelectric bending transducer 24.
  • the measured values supplied by the measuring device 26 are preferably forwarded to an evaluation unit 28, which compares the measured values with stored nominal values in order to check the integrity of the tablets 8.
  • These set values are usually recorded by a calibration process for each type of tablet before the start of the respective filling process on the basis of individual, classified as well 8 tablets.
  • a tolerance threshold is usually provided, which is adjustable by the operator in an individual case.
  • a sorting device 30 good and bad tablets 8 before their storage in the respective container (vials, blister cup, etc.) to separate.
  • the sorting device 30 may be designed as a mechanical switch or as a blow-out device, which adjoins the product chute 4 below.
  • Piezoelectric bending transducers 24 typically operate by being energized and bending in response. In the context of the present invention, this basic principle is reversed by the electrical signal generated by mechanical bending of the bending transducer 24 is received by the measuring device 26. The height of the electrical signal is an indicator of the strength of the initial deflection of the bending transducer 24. In the context of the present invention, this is used for the indirect weight determination of tablets 8. When a tablet 8 slides over the second product guide section 12, the bending transducer 24 is tilted by an angle ⁇ due to the weight of the tablet 8 (FIG. Fig. 2 ), wherein the electrical signal generated by the bending transducer 24 is substantially proportional to the deflection ⁇ .
  • the passive piezoelectric bending transducer 24 is plate-shaped and arranged at substantially the same angle ⁇ to the horizontal as the product guide surface 6.
  • the passive piezoelectric bending transducer 24 is then connected in the region of its front end portion with the second product guide portion 12 and in Stored immobile area of its rear end portion. In this way, it is ensured that a maximum deflection of the front end portion of the bending transducer 24 in response to the weight of a tablet 8 is achieved.
  • the bending transducer 24 is preferably glued in the region of its front end portion with the second product guide portion 12 or, as shown in the figures, clamped by means of a clamping element 32 (see in particular Fig. 3 ).
  • the adjustment of the mass of the second product guide section 12 or the combination of the second product guide section 12 and clamping element 32 is important for the damping behavior of the bending transducer 24.
  • a configuration is desired in which the bending transducer 24 reverberates as little as possible, so that the sensor in very a short time to measure the next tablet 8 ready.
  • the rear end portion of the bending transducer 24 may be connected to the stationary support frame 18 of the product chute 4 and secured there.
  • This support leg 34 may have at least one vibration-damping element 36 on its underside, which ensures a decoupling of the sensor from mechanical vibrations of the environment.
  • the support leg 34 is supported with the interposition of the vibration damping elements 36 on the bottom plate 22 of the support frame 18 of the product chute 4.
  • FIG. 6 shows one of two side walls 38 of the support leg 34, which define a gap between them.
  • the side walls 38 on the mutually facing inner surfaces at least one recess 40 for receiving a side surface of the passive piezoelectric bending transducer 24.
  • the recesses 40 are dimensioned such that sufficient clearance for deflection / deflection of the front end portion of the bending transducer 24 remains.
  • substantially V-shaped clamping surface 42 for attachment of the rear end portion of the bending transducer 24 is in the recess 40 in a rear end region an open towards the gap, substantially V-shaped clamping surface 42 (see in particular Fig. 7 ) intended. In this way, the rear end portion of the bending transducer 24 is securely clamped between the two side cheeks 38 of the support leg 34.
  • the bending transducer 24 is configured in a preferred embodiment as a trimeric piezoceramic bending transducer, but other suitable bending transducers can be used.
  • a further piezoelectric bending transducer 46 is provided in the illustrated embodiment, which is disposed below the first piezoelectric bending transducer 24 and at its front end portion has a counterweight 48 which is identical to the mass occupancy of the front End portion of the first bending transducer 24, in the present example, therefore, the weight of the combination of the second product guide section 12 and clamping element 32 corresponds.
  • the evaluation of the signal of the second bending transducer 46 takes place with the opposite sign in comparison to the first bending transducer 24, so that vibrations from the environment generate signals in the first bending transducer 24 and in the second bending transducer 46, which cancel each other out.
  • the second bending transducer 46 is mounted completely identical to the first bending transducer 24.
  • FIG. 2 shows an exemplary signal of a non-broken tablet 8 to be classified as good, as determined by the measuring device 26.
  • Fig. 9 a corresponding waveform of a tablet section.
  • the evaluation of the signal is preferably carried out on the amplitude of the primary rash, but can also be done on the integral of the Clearausschlags. As previously explained, it is important that ringing of the flexural transducer 24 be minimized. In the illustrated embodiment, the sensor is already ready for measuring the next tablet 8 after about 10 ms.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten (8) umfasst eine Produktrutsche (4), die eine Produktführungsfläche (6) aufweist, die in einem Winkel (β) zur Horizontalen geneigt ist, und einen in die Produktrutsche (4) integrierten Sensor zur Detektion von fehlerhaften Tabletten (8) während deren Durchlauf durch die Produktrutsche (4). Dabei weist die Produktrutsche (4) mindestens einen ersten, stationären Produktführungsabschnitt (10) und einen davon abgetrennten, beweglich gelagerten zweiten Produktführungsabschnitt (12) auf, die in Aneinanderreihung gemeinsam die Produktführungsfläche (6) definieren. Der Sensor weist einen passiven piezoelektrischen Biegewandler (24) auf, der mit dem zweiten Produktführungsabschnitt (12) verbunden ist, wobei der passive piezoelektrische Biegewandler (24) mit einer Messvorrichtung (26) verbunden ist, die bei Verbiegung des passiven piezoelektrischen Biegewandlers (24) zumindest einen vom passiven piezoelektrischen Biegewandler (24) erzeugten Spannungsimpuls misst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überprüfen von kleinen pharmazeutischen Produkten wie Tabletten oder Kapseln.
  • Eine wichtige Funktion beim Abfüllen von Tabletten oder Kapseln in Flaschen oder andere Behälter ist das Zählen und die Ausscheidung fehlerhafter Tabletten oder Kapseln. Auf dem Markt befindliche Systeme arbeiten mit unterschiedlichen Technologien.
  • Farbkameras können mit entsprechender Bildauswertung falschfarbige oder gebrochene Tabletten oder Kapseln detektieren. Hierfür ist aufgrund der kontinuierlichen Bewegung der vorbeigeführten Tabletten oder Kapseln allerdings eine hochkomplexe Auswertesoftware erforderlich. Außerdem ist ein hoher Beleuchtungsaufwand notwendig, um ausreichend scharfe Bildinhalte zu erzielen.
  • Kapazitive Sensoren können eingesetzt werden, um berührungslos die Masse der vorbeigeführten Tabletten oder Kapseln zu berechnen und daraus Rückschlüsse auf die Unversehrtheit der Tabletten oder Kapseln zu ziehen. Derartige kapazitive Sensoren können auch in eine Produktrutsche integriert sein, wie beispielsweise aus US 2009/0090659 A1 bekannt ist. Allerdings sind kapazitive Sensoren empfindlich gegenüber Schwingungen, elektrischen Störfeldern und dem Feuchtigkeitsgehalt der Tabletten oder Kapseln, sowie gegenüber Positionsabweichungen der Produkte beim Durchlaufen des Sensorbereichs.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten zu schaffen, die sehr robust ist, einfach aufgebaut ist und bei verschiedenen Produkttypen und -formaten angewendet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten eine Produktrutsche, die eine Produktführungsfläche aufweist, die in einem Winkel zur Horizontalen geneigt ist, und einen in die Produktrutsche integrierten Sensor zur Detektion von fehlerhaften Tabletten während deren Durchlauf durch die Produktrutsche. Dabei weist die Produktrutsche mindestens einen ersten, stationären Produktführungsabschnitt und einen davon abgetrennten, beweglich gelagerten zweiten Produktführungsabschnitt auf, die in Aneinanderreihung gemeinsam die Produktführungsfläche definieren. Außerdem weist der Sensor einen passiven piezoelektrischen Biegewandler auf, der mit dem zweiten Produktführungsabschnitt verbunden ist, wobei der passive piezoelektrische Biegewandler mit einer Messvorrichtung verbunden ist, die bei Verbiegung des passiven piezoelektrischen Biegewandlers zumindest einen vom passiven piezoelektrischen Biegewandler erzeugten Spannungsimpuls misst.
  • Mit dieser Anordnung können vereinzelte Tabletten oder Kapseln schnell und sicher hinsichtlich ihrer Unversehrtheit untersucht werden. Die Vorrichtung ist äußerst robust gegenüber äußeren Einflüssen und erlaubt den Einsatz bei verschiedenen Tablettenformen und -größen. Außerdem kann der von Tabletten durch Abrieb erzeugte Tablettenstaub das Messergebnis nicht verfälschen.
  • Vorzugsweise weist der Führungsflächenabschnitt des zweiten Produktführungsabschnitts dieselbe Form auf wie der Führungsflächenabschnitt des ersten Produktführungsabschnitts. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass beim Übergang vom ersten zum zweiten Produktführungsabschnitt die Bewegung der Tabletten nicht beeinträchtigt wird.
  • Besonders gut geeignet ist hierbei eine U-Form oder V-Form der Führungsflächenabschnitte, wodurch eine stabile zentrale Position der Tabletten beim Durchlauf durch die Produktrutsche und somit auch während der Messung gewährleistet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der passive piezoelektrische Biegewandler plattenförmig ausgebildet und im Wesentlichen im selben Winkel zur Horizontalen angeordnet wie die Produktführungsfläche. Somit können schon geringfügige Gewichtsbelastungen des zweiten Produktführungsabschnitts zu der gewünschten Auslenkung des Biegewandlers und somit zu einem messbaren Signal führen.
  • Die Rahmenbedingungen für eine hohe Reaktivität des piezoelektrischen Biegewandlers sind optimiert, wenn der Biegewandler im Bereich seines vorderen Endabschnitts mit dem zweiten Produktführungsabschnitt verbunden ist und im Bereich seines hinteren Endabschnitts unbeweglich gelagert ist.
  • In einer Ausführungsform ist der erste, stationäre Produktführungsabschnitt der Produktrutsche mit einem stationären Tragegestell der Produktrutsche verbunden, und der passive piezoelektrische Biegewandler ist im Bereich seines hinteren Endabschnitts in einem zusätzlich zum Tragegestell vorgesehenen Stützfuß eingeklemmt. Auf diese Weise ist eine konstruktiv einfache Integration des Sensors in die Produktrutsche möglich.
  • Bevorzugt weist der Stützfuß zwei Seitenwangen auf, die zwischen sich einen Zwischenraum definieren, wobei die Seitenwangen an den einander zugewandten Innenflächen mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Seitenfläche des passiven piezoelektrischen Biegewandlers aufweisen. Die mindestens eine Ausnehmung weist in einem hinteren Endbereich eine zum Zwischenraum hin offene, im Wesentlichen V-förmige Klemmfläche auf. Mit dieser Ausgestaltung wird eine sichere Klemmung des Biegewandlers zwischen den Seitenwangen in einem hinteren Endbereich der Ausnehmungen gewährleistet, während gleichzeitig eine Durchbiegung des Biegewandlers in den vorderen Bereichen der Ausnehmungen ermöglicht ist.
  • Zur Entkopplung von äußeren Einflüssen ist der Stützfuß vorzugsweise unter Zwischenschaltung mindestens eines schwingungsdämpfenden Elements auf einer Bodenplatte des stationären Tragegestells der Produktrutsche abgestützt.
  • Eine besonders einfache Verbindung ergibt sich, wenn der passive piezoelektrische Biegewandler im Bereich seines vorderen Endabschnitts mit dem zweiten Produktführungsabschnitt verklemmt oder verklebt ist.
  • Die Messvorrichtung ist vorzugsweise darauf ausgerichtet, bei Verbiegung des passiven piezoelektrischen Biegewandlers die Amplitude des zumindest einen vom passiven piezoelektrischen Biegewandler erzeugten Spannungsimpulses zu messen. Mit dieser Kenngröße lassen sich leicht Masseunterschiede zwischen ganzen und gebrochenen Tabletten identifizieren.
  • In einer bevorzugten Weitergestaltung weist die Vorrichtung außerdem eine Auswerteeinheit auf, die darauf ausgerichtet ist, die von der Messvorrichtung gelieferten Messwerte mit gespeicherten Sollwerten zu vergleichen.
  • Vorzugsweise ist außerdem eine Sortiervorrichtung vorgesehen, die darauf ausgerichtet ist, auf Basis des Vergleichsergebnisses der Auswerteeinheit gute und schlechte Tabletten zu trennen. Somit ist es möglich, schlechte Tabletten bereits vor ihrer Abfüllung in das jeweilige Behältnis zu entsorgen, so dass eine nachträgliche Ausscheidung von Behältnissen mit als schlecht klassifizierten Tabletten nicht mehr notwendig ist.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der piezoelektrische Biegewandler ein trimorpher piezokeramischer Biegewandler.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
    • Fig. 1
    ist eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten in einem neutralen Zustand des Biegewandlers;
    Fig. 2
    ist eine schematische Querschnittsansicht der Ausführungsform aus Fig. 1 bei ausgelenktem Biegewandler;
    Fig. 3
    ist ein Querschnitt durch den zweiten Produktführungsabschnitt der Vorrichtung aus Fig. 1 und 2;
    Fig. 4
    ist eine schematische Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten aus Fig. 1 und 2;
    Fig. 5
    ist eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 4;
    Fig. 6
    ist eine schematische Perspektivansicht einer Seitenwange des Stützfußes für den zweiten Produktführungsabschnitt der Vorrichtung aus Fig. 5 mit piezoelektrischem Biegewandler;
    Fig. 7
    ist eine schematische Perspektivansicht der Seitenwange aus Fig. 6;
    Fig. 8
    ist ein Graph, der ein Messsignal einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten für eine intakte Tablette darstellt; und
    Fig. 9
    ist ein Graph, der ein Messsignal wie in Fig. 8, allerdings für eine gebrochene Tablette, darstellt.
  • In diesem Dokument soll der Begriff "Tablette" dahingehend verstanden werden, dass davon jegliche Art kleiner pharmazeutischer Produkte wie Tabletten, Dragees, Oblongs, Kapseln und dergleichen umfasst sind.
  • In Fig. 1, 2, 4 und 5 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten in verschiedenen Ansichten dargestellt. Üblicherweise ist der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überprüfung von Tabletten eine Transportvorrichtung 2 für Tabletten vorgeschaltet. Diese kann, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, beispielsweise als Schwingförderer mit einer oder mehreren Bahnen ausgestaltet sein, kann aber auch ein Zuführröhrchen oder eine andere handelsübliche Tablettenzuführung sein.
  • Die Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten umfasst eine Produktrutsche 4, die eine Produktführungsfläche 6 aufweist, auf der die Tabletten 8 entlanggleiten. Die Produktführungsfläche 6 ist hierzu in einem Winkel β zur Horizontalen geneigt. Der Winkel β sowie die Länge der Produktrutsche 4 sind auf die jeweils vorliegenden Rahmenbedingungen angepasst, beispielsweise auf die Weise und Geschwindigkeit, mit der die Tabletten 8 der Produktrutsche 4 zugeführt werden, auf den Grad der Vereinzelung der Tabletten 8 sowie auf die Form und Größe der Tabletten 8. In den meisten Anwendungsfällen ist ein Winkel β von 20° bis 40°, vorzugsweise 25° bis 35°, vorteilhaft.
  • Die Produktrutsche 4 weist mindestens einen ersten, stationären Produktführungsabschnitt 10 und einen davon abgetrennten, beweglich gelagerten zweiten Produktführungsabschnitt 12 auf, die in Aneinanderreihung gemeinsam die Produktführungsfläche 6 definieren. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt genau ein erster Produktführungsabschnitt 10 vor, der deutlich länger ist als der zweite Produktführungsabschnitt 12. Der zweite Produktführungsabschnitt 12 soll in jedem Fall so kurz sein, dass nur eine Tablette 8 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt über diesen zweiten Produktführungsabschnitt 12 gleitet, wobei gleichzeitig der zweite Produktführungsabschnitt 12 mindestens so lang sein soll wie die größte zu messende Tablette 8.
  • Der erste Produktführungsabschnitt 10 weist einen ersten Führungsflächenabschnitt 14 (Oberfläche) auf, auf dem die Tabletten 8 entlang gleiten. Vorzugsweise ist dieser Führungsflächenabschnitt 14 mit der Kontur bzw. Form einer U-Rinne oder V-Rinne ausgebildet, um eine zentrierende Wirkung auf die Tabletten 8 auszuüben. Der am Ende des ersten Produktführungsabschnitts 10 angeordnete zweite Produktführungsabschnitt 12 weist einen zweiten Führungsflächenabschnitt 16 (Oberfläche) auf, der vorzugsweise dieselbe Kontur bzw. Form zeigt wie der erste Führungsflächenabschnitt 14. Auf diese Weise können die Tabletten 8 ungehindert vom ersten Produktführungsabschnitt 10 auf den zweiten Produktführungsabschnitt 12 gleiten, ohne dass ihre Bewegungsbahn verändert wird. Der Abstand a zwischen den beiden Produktführungsabschnitten 10, 12 soll möglichst klein sein, muss aber in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform genug Platz für eine ungehinderte bogenförmige Absenkung des zweiten Produktführungsabschnitts 12 lassen, wie weiter unten näher beschrieben wird. Im dargestellten Beispielsfall umfasst die Produktrutsche 4 lediglich eine Produktführungsfläche 6, es können aber auch mehrere Produktführungsflächen 6 (mehrere nebeneinander angeordnete Rinnen) in der Produktrutsche 4 vorgesehen sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist lediglich ein erster Produktführungsabschnitt 10 dargestellt. Ebenso ist es möglich, mehrere stationäre, erste Produktführungsabschnitte 10 vorzusehen, die beispielsweise den beweglichen zweiten Produktführungsabschnitt 12 zwischen sich einschließen.
  • Der stationäre erste Produktführungsabschnitt 10 ist mit einem stationären Tragegestell 18 der Produktrutsche 4 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Tragegestell 18 als Standgestell mit einem Standbein 20 und einer Bodenplatte 22 ausgestaltet. Ebenso ist es möglich, dass das Tragegestell 18 seitlich abragende Tragarme aufweist oder jede andere Konstruktion einer stationären Befestigung an einem wie auch immer gearteten Maschinengestell.
  • Der zweite Produktführungsabschnitt 12 ist bereits Teil eines in die Produktrutsche 4 integrierten Sensors zur Detektion von fehlerhaften Tabletten während deren Durchlauf durch die Produktrutsche 4. Außerdem weist der Sensor einen passiven piezoelektrischen Biegewandler 24 auf, der mit dem zweiten Produktführungsabschnitt 12 verbunden ist. Bei Verbiegung des passiven piezoelektrischen Biegewandlers 24 wird von dem Biegewandler 24 zumindest ein Spannungsimpuls erzeugt, wie weiter unten noch ausführlicher beschrieben wird. Zum Aufnehmen dieses Spannungsimpulses ist der passive piezoelektrische Biegewandler 24 mit einer Messvorrichtung 26 verbunden, die vorzugsweise darauf ausgerichtet ist, die Amplitude des vom passiven piezoelektrischen Biegewandlers 24 erzeugten Spannungsimpulses zu messen. Die von der Messvorrichtung 26 gelieferten Messwerte werden vorzugsweise an eine Auswerteeinheit 28 weitergeleitet, welche die Messwerte mit gespeicherten Sollwerten vergleicht, um die Integrität der Tabletten 8 zu überprüfen. Diese Sollwerte werden in der Regel durch einen Kalibriervorgang für jede Tablettensorte vor Beginn des jeweiligen Abfüllprozesses auf Basis von einzelnen, als gut klassifizierten Tabletten 8 aufgenommen. Für die Unterscheidung zwischen guten und schlechten Tabletten 8 ist in der Regel eine Toleranzschwelle vorgesehen, die im Einzelfall von der Bedienperson einstellbar ist.
  • Auf Basis des Vergleichsergebnisses der Auswerteeinheit 28 ist es in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, mittels einer Sortiervorrichtung 30 gute und schlechte Tabletten 8 noch vor deren Ablage im jeweiligen Behältnis (Fläschchen, Blisternapf etc.) zu trennen. Beispielsweise kann die Sortiervorrichtung 30 als mechanische Weiche oder als Ausblasvorrichtung, die an die Produktrutsche 4 nachfolgend angrenzt, ausgestaltet sein. Ebenso ist es aber möglich, Behältnisse, die mit wenigstens einer schlechten Tablette 8 gefüllt wurden, im Gesamtprozess weiterzuverfolgen und erst an einem anderen Punkt des Gesamtprozesses, beispielsweise erst nach dem Versiegeln und Stanzen der Blisterpackung bzw. nach dem Verschließen des Fläschchens mit einer Kappe, auszusortieren.
  • Piezoelektrische Biegewandler 24 arbeiten in der Regel aktiv, indem sie mit einer Spannung versehen werden und sich als Reaktion hierauf verbiegen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dieses Grundprinzip umgekehrt, indem das durch mechanisches Verbiegen des Biegewandlers 24 erzeugte elektrische Signal von der Messvorrichtung 26 aufgenommen wird. Die Höhe des elektrischen Signals ist dabei ein Indikator für die Stärke der Erstauslenkung des Biegewandlers 24. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dies zur indirekten Gewichtsbestimmung von Tabletten 8 verwendet. Wenn eine Tablette 8 über den zweiten Produktführungsabschnitt 12 gleitet, wird der Biegewandler 24 aufgrund des Gewichts der Tablette 8 um einen Winkel α (Fig. 2) ausgelenkt, wobei das vom Biegewandler 24 erzeugte elektrische Signal im Wesentlichen proportional zur Auslenkung α ist.
  • Auch wenn es vielfältige Möglichkeiten der Geometrie des Biegewandlers 24 und dessen Anordnung innerhalb der Produktrutsche 4 gibt, soll nun eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben werden.
  • Demnach ist es bevorzugt, wenn der passive piezoelektrische Biegewandler 24 plattenförmig ausgebildet ist und im Wesentlichen im selben Winkel β zur Horizontalen angeordnet ist wie die Produktführungsfläche 6. Der passive piezoelektrische Biegewandler 24 ist dann im Bereich seines vorderen Endabschnitts mit dem zweiten Produktführungsabschnitt 12 verbunden und im Bereich seines hinteren Endabschnitts unbeweglich gelagert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass eine maximale Auslenkung des vorderen Endabschnitts des Biegewandlers 24 als Reaktion auf das Gewicht einer Tablette 8 erzielt wird. Der Biegewandler 24 ist dabei im Bereich seines vorderen Endabschnitts mit dem zweiten Produktführungsabschnitt 12 vorzugsweise verklebt oder, wie in den Figuren dargestellt, mittels eines Klemmelements 32 verklemmt (siehe insbesondere Fig. 3). Die Einstellung der Masse des zweiten Produktführungsabschnitts 12 bzw. der Kombination von zweitem Produktführungsabschnitt 12 und Klemmelement 32 ist hierbei wichtig für das Dämpfungsverhalten des Biegewandlers 24. Idealerweise ist eine Ausgestaltung erwünscht, bei der der Biegewandler 24 möglichst wenig nachschwingt, so dass der Sensor in sehr kurzer Zeit für die Messung der nächsten Tablette 8 bereitsteht.
  • Selbstverständlich kann der hintere Endabschnitt des Biegewandlers 24 mit dem stationären Tragegestell 18 der Produktrutsche 4 verbunden und dort geeignet befestigt sein. Es ist allerdings zur Entkopplung des Sensors von äußeren Einflüssen wie mechanischen Schwingungen vorteilhaft, wenn der passive piezoelektrische Biegewandler 24 im Bereich seines hinteren Endabschnitts in einem zusätzlich zum Tragegestell 18 vorgesehenen Stützfuß 34 befestigt ist. Dieser Stützfuß 34 kann mindestens ein schwingungsdämpfendes Element 36 an seiner Unterseite aufweisen, das für eine Entkopplung des Sensors von mechanischen Schwingungen der Umwelt sorgt. In der dargestellten Ausführungsform ist der Stützfuß 34 unter Zwischenschaltung der schwingungsdämpfenden Elemente 36 auf der Bodenplatte 22 des Tragegestells 18 der Produktrutsche 4 abgestützt.
  • Eine bevorzugte Art der Befestigung des hinteren Endabschnitts des Biegewandlers 24 am Stützfuß 34 ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Fig. 6 zeigt eine von zwei Seitenwangen 38 des Stützfußes 34, die zwischen sich einen Zwischenraum definieren. Dabei weisen die Seitenwangen 38 an den einander zugewandten Innenflächen mindestens eine Ausnehmung 40 zur Aufnahme einer Seitenfläche des passiven piezoelektrischen Biegewandlers 24 auf. Wichtig hierbei ist, dass die Ausnehmungen 40 derart dimensioniert sind, dass genügend Spiel für eine Durchbiegung/Auslenkung des vorderen Endabschnitts des Biegewandlers 24 verbleibt. Zur Befestigung des hinteren Endabschnitts des Biegewandlers 24 ist in der Ausnehmung 40 in einem hinteren Endbereich eine zum Zwischenraum hin offene, im Wesentlichen V-förmige Klemmfläche 42 (siehe insbesondere Fig. 7) vorgesehen. Auf diese Weise wird der hintere Endabschnitt des Biegewandlers 24 sicher zwischen den beiden Seitenwangen 38 des Stützfußes 34 eingeklemmt.
  • In Fig. 6 sind außerdem die elektrischen Kontakte 44 zur Weiterleitung der elektrischen Signale des Biegewandlers 24 dargestellt. Der Biegewandler 24 ist in einer bevorzugten Ausführungsform als trimorpher piezokeramischer Biegewandler ausgestaltet, es können aber auch andere geeignete Biegewandler verwendet werden.
  • Zur weiteren Minimierung der äußeren Einflüsse auf den Sensor durch Schwingungen aus der Umgebung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein weiterer piezoelektrischen Biegewandler 46 vorgesehen, der unterhalb des ersten piezoelektrischen Biegewandlers 24 angeordnet ist und an seinem vorderen Endabschnitt eine Gegenmasse 48 aufweist, die identisch zur Massenbelegung des vorderen Endabschnitts des ersten Biegewandlers 24 ist, im vorliegenden Beispielsfall also dem Gewicht der Kombination aus zweitem Produktführungsabschnitt 12 und Klemmelement 32 entspricht. Die Auswertung des Signals des zweiten Biegewandlers 46 erfolgt mit umgekehrten Vorzeichen im Vergleich zum ersten Biegewandler 24, so dass Schwingungen aus dem Umfeld Signale im ersten Biegewandler 24 und im zweiten Biegewandler 46 erzeugen, die sich gegenseitig auslöschen. Selbstverständlich ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn der zweite Biegewandler 46 vollkommen identisch zum ersten Biegewandler 24 gelagert ist. Im dargestellten Beispielsfall bedeutet dies, dass im Stützfuß 34 zweite Ausnehmungen 50 mit zweiten Klemmflächen 52 für den zweiten Biegewandler 46 vorgesehen sind (Fig. 6 und 7).
  • In Fig. 8 ist ein beispielhaftes Signal einer als gut zu klassifizierenden, ungebrochenen Tablette 8 dargestellt, wie es von der Messvorrichtung 26 ermittelt wird. Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 9 einen entsprechenden Signalverlauf eines Tabletten-Teilstücks. Die Auswertung des Signals erfolgt vorzugsweise über die Amplitude des Erstausschlags, kann aber auch über das Integral des Erstausschlags erfolgen. Wie bereits zuvor erläutert, ist es wichtig, dass Nachschwingungen des Biegewandlers 24 auf ein Minimum reduziert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sensor bereits nach ca. 10 ms zur Messung der nächsten Tablette 8 bereit.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Überprüfen von Tabletten (8), mit
    einer Produktrutsche (4), die eine Produktführungsfläche (6) aufweist, die in einem Winkel (β) zur Horizontalen geneigt ist; und
    einem in die Produktrutsche (4) integrierten Sensor zur Detektion von fehlerhaften Tabletten (8) während deren Durchlauf durch die Produktrutsche (4);
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Produktrutsche (4) mindestens einen ersten, stationären Produktführungsabschnitt (10) und einen davon abgetrennten, beweglich gelagerten zweiten Produktführungsabschnitt (12) aufweist, die in Aneinanderreihung gemeinsam die Produktführungsfläche (6) definieren, und
    der Sensor einen passiven piezoelektrischen Biegewandler (24) aufweist, der mit dem zweiten Produktführungsabschnitt (12) verbunden ist, wobei der passive piezoelektrische Biegewandler (24) mit einer Messvorrichtung (26) verbunden ist, die bei Verbiegung des passiven piezoelektrischen Biegewandlers (24) zumindest einen vom passiven piezoelektrischen Biegewandler (24) erzeugten Spannungsimpuls misst.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsflächenabschnitt (16) des zweiten Produktführungsabschnitts (12) dieselbe Form aufweist wie der Führungsflächenabschnitt (14) des ersten Produktführungsabschnitts (10).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Führungsflächenabschnitte (14, 16) eine U-Form oder V-Form ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der passive piezoelektrische Biegewandler (24) plattenförmig ausgebildet ist und im Wesentlichen im selben Winkel (β) zur Horizontalen angeordnet ist wie die Produktführungsfläche (6).
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der passive piezoelektrische Biegewandler (24) im Bereich seines vorderen Endabschnitts mit dem zweiten Produktführungsabschnitt (12) verbunden ist und im Bereich seines hinteren Endabschnitts unbeweglich gelagert ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, stationäre Produktführungsabschnitt (10) der Produktrutsche (4) mit einem stationären Tragegestell (18) der Produktrutsche (4) verbunden ist, und der passive piezoelektrische Biegewandler (24) im Bereich seines hinteren Endabschnitts in einem zusätzlich zum Tragegestell (18) vorgesehen Stützfuß (34) befestigt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützfuß (34) zwei Seitenwangen (38) aufweist, die zwischen sich einen Zwischenraum definieren, wobei die Seitenwangen (38) an den einander zugewandten Innenflächen mindestens eine Ausnehmung (40) zur Aufnahme eines Seitenbereichs des passiven piezoelektrischen Biegewandlers (24) aufweisen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (40) in einem hinteren Endbereich eine zum Zwischenraum hin offene, im Wesentlichen V-förmige Klemmfläche (42) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützfuß (34) unter Zwischenschaltung mindestens eines schwingungsdämpfenden Elements (36) auf einer Bodenplatte (22) des stationären Tragegestells (18) der Produktrutsche (4) abgestützt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der passive piezoelektrische Biegewandler (24) im Bereich seines vorderen Endabschnitts mit dem zweiten Produktführungsabschnitt (12) verklemmt oder verklebt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (26) darauf ausgerichtet ist, bei Verbiegung des passiven piezoelektrischen Biegewandlers (24) die Amplitude des zumindest einen vom passiven piezoelektrischen Biegewandler (24) erzeugten Spannungsimpulses zu messen.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auswerteeinheit (28) aufweist, die darauf ausgerichtet ist, die von der Messvorrichtung (26) gelieferten Messwerte mit gespeicherten Sollwerten zu vergleichen.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sortiervorrichtung (30) aufweist, die darauf ausgerichtet ist, auf Basis des Vergleichsergebnisses der Auswerteeinheit (28) gute und schlechte Tabletten (8) zu trennen.
  14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der passive piezoelektrische Biegewandler (24) ein trimorpher piezokeramischer Biegewandler ist.
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