EP2881102B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Kapseln - Google Patents

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EP2881102B1
EP2881102B1 EP14196112.8A EP14196112A EP2881102B1 EP 2881102 B1 EP2881102 B1 EP 2881102B1 EP 14196112 A EP14196112 A EP 14196112A EP 2881102 B1 EP2881102 B1 EP 2881102B1
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EP
European Patent Office
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capsules
capsule
conveyor wheel
station
drive
Prior art date
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Active
Application number
EP14196112.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2881102A1 (de
Inventor
Daniel Malick
Jan Fabian Scheffler
Jörg Gaedecke
Werner Seifert
Thomas Heinrich
Jan-Eric Kruse
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.)
Fette Compacting GmbH
Original Assignee
Fette Compacting GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fette Compacting GmbH filed Critical Fette Compacting GmbH
Publication of EP2881102A1 publication Critical patent/EP2881102A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2881102B1 publication Critical patent/EP2881102B1/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
    • B65B65/00—Details peculiar to packaging machines and not otherwise provided for; Arrangements of such details
    • B65B65/02—Driving gear
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61J—CONTAINERS SPECIALLY ADAPTED FOR MEDICAL OR PHARMACEUTICAL PURPOSES; DEVICES OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR BRINGING PHARMACEUTICAL PRODUCTS INTO PARTICULAR PHYSICAL OR ADMINISTERING FORMS; DEVICES FOR ADMINISTERING FOOD OR MEDICINES ORALLY; BABY COMFORTERS; DEVICES FOR RECEIVING SPITTLE
    • A61J3/00—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms
    • A61J3/07—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms into the form of capsules or similar small containers for oral use
    • A61J3/071—Devices or methods specially adapted for bringing pharmaceutical products into particular physical or administering forms into the form of capsules or similar small containers for oral use into the form of telescopically engaged two-piece capsules
    • A61J3/074—Filling capsules; Related operations
    • 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
    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/04—Methods of, or means for, filling the material into the containers or receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/30—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B43/00—Forming, feeding, opening or setting-up containers or receptacles in association with packaging
    • B65B43/40—Removing separate lids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B61/00—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages
    • B65B61/28—Auxiliary devices, not otherwise provided for, for operating on sheets, blanks, webs, binding material, containers or packages for discharging completed packages from machines
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    • B65B65/003—Packaging lines, e.g. general layout
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B7/00—Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/28—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by applying separate preformed closures, e.g. lids, covers

Definitions

  • the invention relates to a device for filling capsules composed of an upper capsule part and a lower capsule part, comprising a feed wheel, on the circumference of which a plurality of capsule holders are provided, each of which has a plurality of capsule receptacles for one capsule each, further comprising a feed wheel drive with which the feed wheel can be rotated in cycles, with the feed wheel alternating between idle times and movement times, so that the capsule holders move in cycles along a conveyor track, and comprising a plurality of process stations arranged along the conveyor track, the process stations having at least one feed station for feeding in capsules to be filled into the capsule receptacles, at least one opening station for opening the capsules to be filled by separating the capsule tops from the capsule bottoms, at least one filling station for filling the capsule bottoms with material to be filled, at least one Closing station for closing the filled capsules by connecting the capsule upper parts to the capsule lower parts, and at least one ejection station for ejecting the filled capsules.
  • the invention also relates to a method for filling capsules composed of an upper capsule part and a lower capsule part, in which a conveyor wheel, on the circumference of which a plurality of capsule holders is provided, each of which has a plurality of capsule receptacles for one capsule each, is rotated in cycles, with the conveyor wheel alternately runs through idle times and movement times, so that the capsule holders move cyclically along a plurality of process stations that are arranged along a conveyor track, the process stations at least one feed station for feeding capsules to be filled into the capsule receptacles, at least one opening station for opening the to be filled capsules by separating the capsule shells from the Capsule bottoms, at least one filling station for filling the capsule bottoms with material to be filled, at least one closing station for closing the filled capsules by connecting the capsule tops to the capsule bottoms, and at least one ejection station for ejecting the filled capsules.
  • Clocked capsule filling machines of this type have a conveyor wheel designed, for example, as a turntable, on the circumference of which a plurality of capsule holders are provided for receiving the capsules to be filled.
  • a feed wheel drive moves the feed wheel cyclically along a plurality of process stations arranged along the circumference of the feed wheel, with the capsule holders cyclically passing through the process stations.
  • Such capsule filling machines form so-called rotary machines.
  • the process stations usually provided include at least one feed station for feeding in the capsules to be filled, at least one opening station for opening the capsules to be filled by separating the capsule tops and bottoms, one or more filling stations for filling the capsule bottoms with the respective material, at least one capsule closing station and at least one capsule ejection station.
  • one or more empty stations can be provided for retrofitting of process stations.
  • the conveyor wheel goes through downtimes and movement times.
  • the switching time defines the time in which the capsule holders are moved from one process station to the next process station. This is determined by the movement time of the conveyor wheel.
  • the rest time defines the time in which the capsule holder each to the Process stations remain to carry out the respective process. This is determined by the standstill time of the conveyor wheel.
  • a machine for filling and sealing capsules in which the feed wheel is driven by a drive designed as a servomotor. In this way, the conveying path and the conveying direction should be variably adjustable in a conveying cycle for research purposes. The aim is to reduce the number of machine drives as far as possible.
  • a device for filling capsules in which a filling device is designed as an independent and exchangeable module. This is intended to increase the flexibility of the machine.
  • the filling device designed as a module has its own drive and is mechanically coupled to the machine for operation and is thus integrated into the cycled production process.
  • the clocked movement of the capsule holder is usually realized by an indexing gear, which is driven by the conveyor wheel drive.
  • the indexing gear converts a constant speed of the conveyor wheel drive into stepping movements and thus into switching and dwell times.
  • the sequence of movements from switching and dwell times is mechanically defined by suitable curves.
  • a continuously rotating electric motor of the conveyor wheel drive that drives the indexing gear generates a cycle with each of its revolutions via the indexing gear, in particular corresponding switching angles and locking angles of the cam arrangement are run through.
  • the output of the indexing gear carries out a movement step when the drive passes through the indexing angle and stands still when the drive passes through the detent angle.
  • the rest and switching times are therefore determined by the in mechanically realized detent and switching angle of the indexing gear and are basically in a fixed ratio according to the design of the indexing gear.
  • a mechanical cam coupled to the conveyor wheel drive is provided for each process station to control the movement sequences in the process station. For example, if the conveyor wheel drive is operated at a different rotational speed, this changes the number of cycles and the speed of the respective movement of the process stations accordingly.
  • the conveyor wheel drive driving the indexing gear must be operated more slowly if, for example, a slower filling is required, so that the production of the device is slowed down overall. This increases the total cycle time made up of rest and switching times. The slowest process station accordingly determines the overall production speed of the machine.
  • the invention is based on the object of providing a device and a method of the type mentioned at the outset, with which capsules can be filled in a more efficient and flexible manner compared to the prior art.
  • the invention solves the problem in that by means of the feed wheel drive, the ratio between idle times and movement times of the feed wheel is variably adjustable that at least one of the process stations has at least one drive for its operation that can be controlled independently of the conveyor wheel drive, and that a control device is provided which is designed to control the conveyor wheel drive for variable setting of the ratio between idle times and movement times of the conveyor wheel, and/or which is designed for this purpose to control at least the drive speed and/or the stroke (for example a closing stroke) of the process station, which has at least one drive of its own, independently of the feed wheel drive.
  • a plurality of process stations preferably each of the process stations, has at least one drive of its own, with the control device being designed to control the conveyor wheel drive for variable setting of the ratio between idle times and movement times of the conveyor wheel, and/or being designed to to control at least the drive speed and/or the stroke of the multiple process stations, preferably each process station, independently of the conveyor wheel drive.
  • the process station(s) equipped with their own drive mechanical cam disks are dispensed with as an interface between the conveyor wheel drive and the process stations.
  • one or more of the process stations are equipped with a drive that can be controlled independently of the conveyor wheel drive, so that quasi-electronic cam discs are provided in this respect.
  • the number of drives is deliberately increased in order to increase the productivity of the device in the regular production process.
  • the drives of the process stations can be controlled independently of the feed wheel drive, in particular the drive speed of the feed wheel drive, at least with regard to their drive speed and/or their stroke.
  • the change in the lift can affect a change in the lift speed and/or the lift distance.
  • the drives of the process stations are moved synchronously to the conveyor wheel drive in a defined manner, but can be individually adjusted. It is both possible that a drive that can be controlled independently of the conveyor wheel drive controls several, in particular even all, of the process stations. It is also possible for one or more process stations to have an individual drive that can be controlled independently of the conveyor wheel drive.
  • a feed wheel drive is provided with which the standstill times and movement times of the feed wheel can be variably adjusted.
  • the relationship between rest time and switching time which is generally rigid in the prior art, is resolved.
  • the dwell time and the switching time are decoupled from each other and can be specifically and flexibly defined and adjusted.
  • the conveyor wheel drive accelerates and brakes the z. B. designed as a turntable conveyor wheel in the switching time, so that the capsule holders are moved in the switching time from one process station to the next process station.
  • the switching time is thus predetermined by the movement time of the feed wheel.
  • the feed wheel drive keeps the feed wheel in position.
  • the rest time is predetermined by the standstill time of the feed wheel.
  • the feed wheel drive or an electric motor of the feed wheel drive therefore does not rotate continuously in order to implement the cyclical movement.
  • the feed wheel drive can be designed in such a way that it rotates the feed wheel in only one direction of rotation.
  • the feed wheel drive can also be designed in such a way that it feeds the feed wheel to the Approaching each process station rotates.
  • the ratio of downtimes and movement times of the conveyor wheel can therefore be changed.
  • the one or more process stations equipped with at least one drive of their own can be driven independently of the conveyor wheel drive, in particular operated at different speeds, during the rest time.
  • both the switching angle and the detent angle can be traversed at different speeds.
  • the travel path of the process station(s), which has at least one drive of its own can be controlled by the control device independently of the conveyor wheel drive.
  • the travel path can be controlled independently of the travel path of the feed wheel drive. This applies, for example, to the respective strokes of the process stations, which can be set in a flexible manner, independently of the conveyor wheel drive, specifically for the respective application.
  • the invention solves the problem explained above in that when there is a change in the production parameters affecting the filling of the capsules, the ratio between downtimes and movement times of the conveyor wheel is changed and/or at least the drive speed and/or the stroke of at least one process station is changed becomes. It can be provided that when there is a change in the production parameters relating to the filling of the capsules, the ratio between downtimes and movement times of the conveyor wheel is changed and/or at least the drive speed and/or the stroke of a number of process stations is changed.
  • the control device is designed to change the ratio between idle times and movement times of the conveyor wheel and/or to change at least the drive speed and/or the stroke of at least one process station when there is a change in the production parameters relating to the filling of the capsules.
  • the production parameters relating to the filling of the capsules can in particular include the product to be filled into the capsules.
  • the invention permits flexible adaptation to the respective production parameters, for example the product to be filled, the quantity of product to be filled and/or the capsules filled in each case.
  • Product loss can be minimized and the filling quality can be improved by suitably setting the switching and rest times.
  • the flexible adjustment of the switching and idle times and thus individual optimization of the cycle times achieve more efficient operation and thus an increase in performance with simplified service.
  • Drives of the process stations that can be controlled independently of the conveyor wheel drive enable variability of the movement sequences and movement curves, so that the respective process stations can be optimally adjusted.
  • Productivity is increased. This also applies to process reliability. For example, unseparated capsules are always ejected at the optimal speed.
  • the mechanical stress on the capsules for example when the capsules are closed, can be reduced.
  • a mechanical adjustment of the process stations is no longer necessary, since the process stations can be adjusted individually via their respective actuators.
  • the control device comprises a memory device in which different sets of production parameters are stored, for example for different capsules to be filled and/or different material to be filled and/or different product quantities to be filled.
  • the sets of production parameters can each contain control specifications for the conveyor wheel drive and the drives of the process stations, in particular with regard to their respective timing, drive speed, stroke and/or travel path.
  • the control device can then select the production parameter set that is suitable in each case. A largely automatic setting of the suitable production parameters then takes place.
  • one or more empty stations can be provided in the device according to the invention for subsequent retrofitting of process stations.
  • Several filling stations can also be provided for filling the capsules with possibly different material.
  • process stations of the device it is of course possible for process stations of the device to be combined with one another.
  • a combined feeding and opening station could be provided, in which the capsules to be filled are fed into the capsule receptacles and opened by separating the upper capsule parts from the lower capsule parts.
  • One or more of the process stations can also have multiple drives, all of which can be controlled independently of the conveyor wheel drive.
  • the capsule holders can each have a first and a second row of capsule receptacles. It is then possible to provide only one feed station which is designed to feed capsules to both rows of capsule receptacles of a capsule holder. However, two feed stations can also be provided, one of which feeds capsules to the first row and one to the second row.
  • at least one collecting device can be provided, which is arranged in such a way that the capsules ejected in at least one ejection station are fed to it.
  • at least one testing device can be provided for testing the capsules filled in the process stations.
  • Each of the station groups can then have at least one feed station for feeding capsules to be filled into the capsule receptacles, at least one opening station for opening the capsules to be filled by separating the capsule tops from the capsule bottoms, at least one filling station for filling the capsule bottoms with material to be filled, at least one closing station for closing the filled capsules by connecting the upper capsule parts to the lower capsule parts, and at least one ejection station for ejecting the filled capsules. It can therefore be a so-called multiple rotary machine, in particular a double rotary machine.
  • the feed wheel drive can be a servo drive comprising a servo motor that drives the feed wheel in rotation via a gear. It is also possible for the feed wheel drive to be a direct drive, in particular a torque drive. In this case, the feed wheel drive acts on the feed wheel without a gear. Both types of drive are particularly suitable for a non-continuous drive of the feed wheel, i.e. a process during the switching times and a standstill in the rest times, and offer variable adjustability of the movement times and standstill times of the feed wheel.
  • the drives of the process stations can basically be selected from the group of servo drives, direct drives, linear drives, etc. With these variants, essentially any constellation of switching and dwell times can be implemented.
  • At least one ejection station can include a device for separating good capsules and bad capsules.
  • the method according to the invention can be carried out with a device according to the invention. Accordingly, the device according to the invention can be suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the device according to the invention shown comprises a feed wheel 20 designed as a circular turntable in the example shown.
  • a plurality of capsule holders 22 are arranged along the circumference of the feed wheel 20 and are held by the feed wheel.
  • the capsule holders 22 each have two rows of capsule receptacles for one capsule each.
  • a feed wheel drive not shown in detail, for example comprising a torque drive
  • the feed wheel 20 is rotated clockwise in the example shown in cycles, as in FIG 1 illustrated by arrow 24.
  • the capsule holders 22 are moved cyclically along a conveyor track through various process stations, as is known per se.
  • the process stations are in 1 numbered 01 to 12 and shown only partially and very schematically.
  • Stations 01 and 02 are feed stations in which capsules 26 to be filled and pre-closed are fed to the first or second row of capsule receptacles 22 .
  • Station 03 is an opening station in which the capsules to be filled are opened by separating the upper capsule parts from the lower capsule parts.
  • station 04 is an idle station.
  • the opening station is formed by the process station 04 and the process station 03 is an empty station.
  • the process stations 05, 06 and 07 can be filling stations in which the capsule bases are filled with material to be filled. This is an example in 1 shown by the filling wheel 28. It is also possible that one or two of the process stations 05, 06 and 07 are idle stations.
  • the process station 08 can be an empty station or unopened capsules can be ejected in the process station 08 in the opening station.
  • the process stations 05, 06, 07 and 08 in addition to the capsule holders 22, which carry the capsule bases when the capsules are open, there are also capsule holders 30 arranged radially on the inside for holding the Capsule tops shown.
  • the process station 09 is a closing station in which the filled capsules are closed by connecting the upper capsule parts to the lower capsule parts.
  • the process stations 10 and 11 are each ejection stations. For example, bad capsules can be ejected in the process station 10 and good capsules in the process station 11 . The distinction is based on one or more test facilities.
  • the process station 12 can be an empty station or, for example, a cleaning station in which the capsule holders 22 are cleaned of any product residues that may be present.
  • each of the process stations has at least one drive of its own.
  • a control device is provided with which at least the drive speed and the travel path of the drives of the process stations can be controlled independently of the conveyor wheel drive.
  • FIG. 2 is a very schematic and simplified representation of a production cycle over time for a capsule to be filled.
  • the white fields each show rest times in which the conveyor wheel 20 is stationary and the process stations are driven to carry out their respective activities.
  • the black fields each show switching times in which the conveyor wheel 20 is rotated further in order to move the capsule holder 22 from one process station to the next process station.
  • the rest times and switching times are shown as examples of the process steps carried out for supplying and opening (Supply/Opening), filling the capsules (Filling), closing the capsules (Closing) and ejecting the capsules (Discharge).
  • the switching times are denoted by t T , while, for example, the rest time for filling the capsule is denoted by t F .
  • the dwell and switching times are fixed once for a process and are then always the same in relation to each other.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen von aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil zusammengesetzten Kapseln, umfassend ein Förderrad, an dessen Umfang eine Mehrzahl von Kapselhaltern vorgesehen ist, die jeweils eine Mehrzahl von Kapselaufnahmen für jeweils eine Kapsel aufweisen, weiter umfassend einen Förderradantrieb, mit dem das Förderrad taktweise gedreht werden kann, wobei das Förderrad abwechselnd Stillstandszeiten und Bewegungszeiten durchläuft, so dass sich die Kapselhalter taktweise entlang einer Förderbahn bewegen, und umfassend eine Mehrzahl von entlang der Förderbahn angeordneten Prozessstationen, wobei die Prozessstationen mindestens eine Zuführstation zum Zuführen von zu befüllenden Kapseln in die Kapselaufnahmen, mindestens eine Öffnungsstation zum Öffnen der zu befüllenden Kapseln durch Trennen der Kapseloberteile von den Kapselunterteilen, mindestens eine Füllstation zum Befüllen der Kapselunterteile mit zu befüllendem Material, mindestens eine Schließstation zum Schließen der befüllten Kapseln durch Verbinden der Kapseloberteile mit den Kapselunterteilen, und mindestens eine Auswurfstation zum Auswerfen der befüllten Kapseln umfassen.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Befüllen von aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil zusammengesetzten Kapseln, bei dem ein Förderrad, an dessen Umfang eine Mehrzahl von Kapselhaltern vorgesehen ist, die jeweils eine Mehrzahl von Kapselaufnahmen für jeweils eine Kapsel aufweisen, taktweise gedreht wird, wobei das Förderrad abwechselnd Stillstandszeiten und Bewegungszeiten durchläuft, so dass sich die Kapselhalter taktweise entlang einer Mehrzahl von Prozessstationen bewegen, die entlang einer Förderbahn angeordnet sind, wobei die Prozessstationen mindestens eine Zuführstation zum Zuführen von zu befüllenden Kapseln in die Kapselaufnahmen, mindestens eine Öffnungsstation zum Öffnen der zu befüllenden Kapseln durch Trennen der Kapseloberteile von den Kapselunterteilen, mindestens eine Füllstation zum Befüllen der Kapselunterteile mit zu befüllendem Material, mindestens eine Schließstation zum Schließen der befüllten Kapseln durch Verbinden der Kapseloberteile mit den Kapselunterteilen, und mindestens eine Auswurfstation zum Auswerfen der befüllten Kapseln umfassen.
  • Derartige getaktete Kapselfüllmaschinen weisen ein beispielsweise als Drehteller ausgebildetes Förderrad auf, an dessen Umfang eine Mehrzahl von Kapselhaltern zur Aufnahme der zu befüllenden Kapseln vorgesehen ist. Durch einen Förderradantrieb wird das Förderrad taktweise entlang einer Mehrzahl von entlang des Umfangs des Förderrades angeordneten Prozessstationen bewegt, wobei die Kapselhalter taktweise die Prozessstationen durchlaufen. Derartige Kapselfüllmaschinen bilden sogenannte Rundläufermaschinen. Zu den üblicherweise vorgesehenen Prozessstationen gehört mindestens eine Zuführstation zum Zuführen der zu befüllenden Kapseln, mindestens eine Öffnungsstation zum Öffnen der zu befüllenden Kapseln durch Trennen der Kapselober- und -unterteile, eine oder mehrere Füllstationen zum Befüllen der Kapselunterteile mit dem jeweiligen Material, mindestens eine Kapselschließstation und mindestens eine Kapselauswurfstation. Darüber hinaus können eine oder mehrere Leerstationen zur Nachrüstung von Prozessstationen vorgesehen sein.
  • Bei dem taktweisen Fördern der Kapselhalter von Prozessstation zu Prozessstation durchläuft das Förderrad Stillstandszeiten und Bewegungszeiten. Es wird unterschieden zwischen einer Schaltzeit und einer Rastzeit. Die Schaltzeit definiert die Zeit, in der die Kapselhalter von einer Prozessstation zur nächsten Prozessstation bewegt werden. Diese wird durch die Bewegungszeit des Förderrads vorgegeben. Die Rastzeit definiert die Zeit, in der die Kapselhalter jeweils an den Prozessstationen zur Durchführung des jeweiligen Prozesses verharren. Diese wird durch die Stillstandszeit des Förderrads vorgegeben.
  • Aus DE 10 2010 040 505 A1 ist eine Maschine zum Füllen und Verschließen von Kapseln bekannt, bei der das Förderrad durch einen als Servomotor ausgebildeten Antrieb angetrieben wird. Auf diese Weise sollen zu Forschungszwecken der Förderweg und die Förderrichtung bei einem Fördertakt variabel einstellbar sein. Ziel ist dabei, die Zahl der Antriebe der Maschine weitestgehend zu reduzieren. Aus EP 1 512 632 B1 ist eine Vorrichtung zum Befüllen von Kapseln bekannt, bei der eine Befülleinrichtung als eigenständiges und austauschbares Modul ausgestaltet ist. Auf diese Weise soll die Flexibilität der Maschine erhöht werden. Die als Modul ausgebildete Befülleinrichtung besitzt einen eigenen Antrieb und wird zum Betrieb mechanisch an die Maschine angekoppelt und fügt sich so in den taktweisen Produktionsprozess ein.
  • Die getaktete Bewegung der Kapselhalter wird in der Regel durch ein Schrittschaltgetriebe realisiert, welches von dem Förderradantrieb angetrieben wird. Das Schrittschaltgetriebe setzt eine konstante Drehzahl des Förderradantriebs in Schrittbewegungen und damit in Schalt- und Rastzeiten um. In dem Schrittschaltgetriebe ist der Bewegungsablauf aus Schalt- und Rastzeiten durch geeignete Kurven mechanisch festgelegt. Ein das Schrittschaltgetriebe antreibender und kontinuierlich drehender elektrischer Motor des Förderradantriebs erzeugt bei jeder seiner Umdrehungen über das Schrittschaltgetriebe eine Taktung, insbesondere werden entsprechende Schaltwinkel und Rastwinkel der Kurvenanordnung durchlaufen. Der Abtrieb des Schrittschaltgetriebes führt einen Bewegungsschritt aus, wenn der Antrieb den Schaltwinkel durchläuft und steht still, wenn der Antrieb den Rastwinkel durchläuft. Die Rast- und Schaltzeiten werden demnach durch die in dem Schrittschaltgetriebe mechanisch realisierten Rast- und Schaltwinkel festgelegt und stehen entsprechend der Auslegung des Schrittschaltgetriebes grundsätzlich in einem festen Verhältnis. In der Regel ist pro Prozessstation eine mit dem Förderradantrieb gekoppelte mechanische Kurvenscheibe zur Steuerung der Bewegungsabläufe in der Prozessstation vorgesehen. Wird also der Förderradantrieb beispielsweise mit einer veränderten Drehgeschwindigkeit betrieben, verändert dies entsprechend die Taktzahl und die Geschwindigkeit der jeweiligen Verfahrbewegung der Prozessstationen.
  • Manchmal ist es erforderlich, aus Produktionsgründen zum Beispiel die Rastzeit einzelner Prozessstationen zu verlängern. Beispielsweise kann abhängig von dem in die Kapseln zu füllenden Material eine längere Füllzeit und/oder eine längere Schließzeit und damit eine langsamere Befüllung bzw. ein langsameres Verschließen der Kapseln erforderlich sein. Zum Beispiel ist bei einer Befüllung der Kapseln mit einem feinkörnigen Pulver beim Verschließen darauf zu achten, dass durch die im Zuge des Verschließens verdrängte Luft nicht unerwünscht Pulver aus den Kapseln verdrängt wird. Weniger kritisch ist dies beispielsweise bei der Befüllung mit Pellets oder bereits verpressten Tabletten. Auch ist abhängig von dem jeweiligen Material und dem Befüllgrad der Kapseln darauf zu achten, dass die bereits befüllten Kapselunterteile nicht zu schnell weiterbewegt werden, um ein "Herausschwappen" des Pulvers aus den Kapseln zu verhindern.
  • Aufgrund des erläuterten starren Verhältnisses zwischen Rast- und Schaltzeit muss bei einem beispielsweise erforderlichen langsameren Befüllen der das Schrittschaltgetriebe antreibende Förderradantrieb langsamer betrieben werden, so dass die Produktion der Vorrichtung insgesamt verlangsamt ist. Dadurch verlängert sich die gesamte Zykluszeit aus Rast- und Schaltzeit. Die langsamste Prozessstation bestimmt entsprechend die gesamte Produktionsgeschwindigkeit der Maschine.
  • Die im Stand der Technik vorgesehene mechanische Kopplung zwischen dem Förderradantrieb und den Prozessstationen über das Schrittschaltgetriebe und die mechanischen Kurvenscheiben führt auch zu Nachteilen hinsichtlich Montage und Einrichtung der Maschine. So müssen aufgrund der Kopplung der Antriebsstränge alle mechanischen Kurvenscheiben untereinander und mit dem Förderrad aufwendig mechanisch abgestimmt und ausgerichtet werden. Im Zuge der Einrichtung der Maschine kann eine Bewegung einer Prozessstation nur erfolgen, wenn sich auch das Förderrad bewegt. Eine einzelne Prozessstation kann nicht alleine verfahren und eingestellt werden. Die einmal ausgelegten mechanischen Kurvenscheiben können sich veränderlichen Produktionsparametern, beispielsweise unterschiedlichen Drehzahlen, Beschleunigungen oder Hüben der einzelnen Prozessstationen, nicht anpassen.
  • Aus DE 697 29 095 T2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Transportieren eines Pulvers mit feinen Partikeln in mindestens einen Aufnahmebehälter bekannt, insbesondere mit Einheitsdosierungen von nicht fließfähigen, jedoch zerstreubaren feinpulverigen Medikamenten, insbesondere für eine nachfolgende Inhalation durch einen Patienten. Weiterhin ist aus DE 197 35 942 A1 eine Verpackungsmaschine ohne mechanische Königswelle bekannt mit einer zentralen Steuerung für die Antriebssysteme der Maschine, wobei die einzelnen bislang an die mechanische Königswelle gekoppelten Antriebssysteme mit Servomotoren ausgestattet sind.
  • Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen ein Befüllen von Kapseln im Vergleich zum Stand der Technik in effizienterer und flexiblerer Weise möglich ist.
  • Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1 und 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
  • Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass mittels des Förderradantriebs das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads variabel einstellbar ist, dass zumindest eine der Prozessstationen mindestens einen unabhängig von dem Förderradantrieb steuerbaren Antrieb für ihren Betrieb aufweist, und dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, den Förderradantrieb zur variablen Einstellung des Verhältnisses zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads anzusteuern, und/oder die dazu ausgebildet ist, zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub (beispielsweise einen Schließhub) der mindestens einen eigenen Antrieb aufweisenden Prozessstation unabhängig von dem Förderradantrieb anzusteuern.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mehrere Prozessstationen, vorzugsweise jede der Prozessstationen, mindestens einen eigenen Antrieb aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Förderradantrieb zur variablen Einstellung des Verhältnisses zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads anzusteuern, und/oder die dazu ausgebildet ist, zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub der mehreren Prozessstationen, vorzugsweise jeder Prozessstation, unabhängig von dem Förderradantrieb anzusteuern.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zumindest hinsichtlich der mit einem eigenen Antrieb ausgestatteten Prozessstation(en) auf mechanische Kurvenscheiben als Schnittstelle zwischen dem Förderradantrieb und den Prozessstationen verzichtet. Stattdessen werden eine oder mehrere der Prozessstationen mit einem unabhängig von dem Förderradantrieb steuerbaren Antrieb ausgestattet, so dass insoweit quasi elektronische Kurvenscheiben vorgesehen sind. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird also nicht versucht, die Zahl der Antriebe zu verringern. Im Gegenteil wird die Zahl der Antriebe bewusst erhöht, um die Produktivität der Vorrichtung im regulären Produktionsprozess zu erhöhen. Die Antriebe der Prozessstationen können zumindest hinsichtlich ihrer Antriebsgeschwindigkeit und/oder ihres Hubs unabhängig von dem Förderradantrieb, insbesondere der Antriebsgeschwindigkeit des Förderradantriebs, gesteuert werden. Die Veränderung des Hubs kann eine Veränderung der Hubgeschwindigkeit und/oder des Hubwegs betreffen. Die Antriebe der Prozessstationen werden definiert synchron zu dem Förderradantrieb verfahren, sind jedoch individuell einstellbar. Dabei ist es sowohl möglich, dass ein unabhängig von dem Förderradantrieb steuerbarer Antrieb mehrere, insbesondere sogar sämtliche, Prozessstationen steuert. Auch ist es möglich, dass eine oder mehrere Prozessstationen einen individuellen, unabhängig von dem Förderradantrieb steuerbaren Antrieb besitzen.
  • Darüber hinaus ist erfindungsgemäß ein Förderradantrieb vorgesehen, mit dem die Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads variabel einstellbar sind. Damit ist erfindungsgemäß das im Stand der Technik in der Regel starre Verhältnis zwischen Rastzeit und Schaltzeit aufgelöst. Die Rastzeit und die Schaltzeit sind voneinander entkoppelt und können gezielt und flexibel definiert und eingestellt werden. Wie erläutert, beschleunigt und bremst der Förderradantrieb das z. B. als Drehteller ausgestaltete Förderrad in der Schaltzeit, so dass die Kapselhalter in der Schaltzeit von einer Prozessstation zur nächsten Prozessstation bewegt werden. Die Schaltzeit wird also, wie bereits erläutert, durch die Bewegungszeit des Förderrads vorgegeben. In der Rastzeit hält der Förderradantrieb das Förderrad dagegen in Position. Die Rastzeit ist also, wie ebenfalls bereits erläutert, durch die Stillstandszeit des Förderrads vorgegeben. Der Förderradantrieb bzw. ein elektrischer Motor des Förderradantriebs dreht zur Realisierung der taktweisen Bewegung also insbesondere nicht kontinuierlich. Der Förderradantrieb kann so ausgestaltet sein, dass er das Förderrad nur in einer Drehrichtung dreht. Der Förderradantrieb kann weiterhin so ausgestaltet sein, dass er das Förderrad zum Anfahren jeder Prozessstation dreht.
  • Das Verhältnis aus Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads kann erfindungsgemäß also verändert werden. Alternativ oder zusätzlich können während der Rastzeit die eine oder mehreren mit mindestens einem eigenen Antrieb ausgestatteten Prozessstationen unabhängig von dem Förderradantrieb angetrieben, insbesondere unterschiedlich schnell betrieben werden. Angewendet auf die mechanischen Begrifflichkeiten aus Schaltwinkel und Rastwinkel können erfindungsgemäß also sowohl der Schaltwinkel als auch der Rastwinkel in unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchfahren werden. Dabei ist es weiterhin möglich, dass durch die Steuereinrichtung der Verfahrweg der mindestens einen eigenen Antrieb aufweisenden Prozessstation(en) unabhängig von dem Förderradantrieb gesteuert werden kann. Insbesondere kann der Verfahrweg unabhängig von dem Verfahrweg des Förderradantriebs gesteuert werden. Dies betrifft beispielsweise die jeweiligen Hübe der Prozessstationen, die in flexibler Weise unabhängig von dem Förderradantrieb gezielt für den jeweiligen Anwendungsfall eingestellt werden können.
  • Bezogen auf das erfindungsgemäße Verfahren löst die Erfindung die oben erläuterte Aufgabe dadurch, dass bei einer Veränderung von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads verändert wird und/oder zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder der Hub zumindest einer Prozessstation verändert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei einer Veränderung von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads verändert wird und/oder zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder der Hub mehrerer Prozessstationen verändert wird.
  • Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, bei einer Veränderung von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads zu verändern und/oder zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub zumindest einer Prozessstation zu verändern.
  • Die das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparameter können insbesondere das in die Kapseln zu füllende Produkt umfassen. Die Erfindung erlaubt eine flexible Anpassung an die jeweiligen Produktionsparameter, beispielsweise das jeweils zu befüllende Produkt, die jeweils zu befüllende Produktmenge und/oder die jeweils befüllten Kapseln. Durch geeignete Einstellung der Schalt- und Rastzeiten kann Produktverlust minimiert werden und die Füllqualität verbessert werden. Durch die flexible Anpassung der Schalt- und Rastzeiten und somit individuelle Optimierung der Taktzeiten wird ein effizienterer Betrieb und damit eine Leistungserhöhung bei vereinfachtem Service erreicht. Unabhängig von dem Förderradantrieb ansteuerbare Antriebe der Prozessstationen ermöglichen eine Variabilität der Bewegungsabläufe und Bewegungskurven, so dass die jeweiligen Prozessstationen optimal eingestellt werden können. Die Produktivität wird erhöht. Dies gilt auch für die Prozesssicherheit. Beispielsweise werden nicht getrennte Kapseln immer mit der optimalen Geschwindigkeit ausgestoßen. Die mechanische Belastung der Kapseln zum Beispiel beim Schließen der Kapseln kann reduziert werden. Eine mechanische Einstellung der Prozessstationen ist nicht mehr erforderlich, da die Prozessstationen über ihre jeweiligen Stellantriebe individuell eingestellt werden können.
  • In der Steuereinrichtung sind weiterhin mehrere Sätze von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern gespeichert, wobei die Steuereinrichtung nach manueller oder automatischer Auswahl eines Satzes von Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads verändert und/oder zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub zumindest einer Prozessstation verändert. Die Steuereinrichtung umfasst dazu eine Speichereinrichtung, in der unterschiedliche Produktionsparametersätze hinterlegt sind, beispielsweise für unterschiedliche zu befüllende Kapseln und/oder unterschiedliches zu befüllendes Material und/oder unterschiedliche zu befüllende Produktmengen. Die Produktionsparametersätze können jeweils Steuervorgaben für den Förderradantrieb und die Antriebe der Prozessstationen, insbesondere hinsichtlich ihrer jeweiligen Taktung, Antriebsgeschwindigkeit, ihres Hubs und/oder ihres Verfahrweges enthalten. Abhängig von einer Eingabe beispielsweise eines Benutzers kann die Steuereinrichtung dann den jeweils geeigneten Produktionsparametersatz auswählen. Es erfolgt dann also eine weitgehend automatische Einstellung der geeigneten Produktionsparameter.
  • Auch die Einrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vereinfacht. Aufgrund der Entkopplung eines oder mehrerer Antriebe der Prozessstationen von dem Förderradantrieb und auch untereinander können die betreffenden Prozessstationen im Einrichtbetrieb unabhängig von dem Förderrad oder den anderen Prozessstationen verfahren werden. Dadurch können in einfacher Weise gezielt Einstellungen vorgenommen und überprüft werden, beispielsweise die Absaugung von in der Öffnungsstation nicht getrennten Kapseln. Auch kann im Einrichtbetrieb ein langsames Hochfahren erfolgen, indem die Prozessstationen nacheinander in den Gesamtprozess eingeschaltet werden. Die individuelle Steuerbarkeit der Prozessstationen bietet auch eine Vereinfachung bei Service und Wartung, da beispielsweise für Service- oder Wartungszwecke beliebige Positionen einzelner Prozessstationen angefahren werden können.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können grundsätzlich eine oder mehrere Leerstationen vorgesehen sein zum nachträglichen Nachrüsten von Prozessstationen. Auch können mehrere Füllstationen zum Befüllen der Kapseln mit gegebenenfalls unterschiedlichem Material vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es natürlich möglich, dass Prozessstationen der Vorrichtung miteinander kombiniert werden. Zum Beispiel könnte eine kombinierte Zuführ- und Öffnungsstation vorgesehen sein, in der die zu befüllenden Kapseln in die Kapselaufnahmen zugeführt werden und durch Trennen der Kapseloberteile von den Kapselunterteilen geöffnet werden.
  • Eine oder mehrere der Prozessstationen können auch mehrere Antriebe aufweisen, die sämtlich unabhängig von dem Förderradantrieb steuerbar sind. Die Kapselhalter können jeweils eine erste und eine zweite Reihe von Kapselaufnahmen aufweisen. Es ist dann möglich, nur eine Zuführstation vorzusehen, die dazu ausgebildet ist, beiden Reihen von Kapselaufnahmen eines Kapselhalters Kapseln zuzuführen. Es können aber auch zwei Zuführstationen vorgesehen sein, von denen eine Kapseln der ersten Reihe und eine Kapseln der zweiten Reihe zuführt. Weiterhin kann mindestens eine Auffangeinrichtung vorgesehen sein, die derart angeordnet ist, dass ihr die in mindestens einer Auswurfstation ausgeworfenen Kapseln zugeführt werden. Weiterhin kann mindestens eine Prüfeinrichtung vorgesehen sein zum Prüfen der in den Prozessstationen befüllten Kapseln.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass entlang der Förderbahn mindestens zwei nacheinander angeordnete Bahnabschnitte gebildet sind, wobei entlang eines ersten Bahnabschnitts eine erste Stationsgruppe von nacheinander angeordneten Prozessstationen vorgesehen ist, und wobei entlang mindestens eines weiteren Bahnabschnitts mindestens eine weitere Stationsgruppe von nacheinander angeordneten Prozessstationen vorgesehen ist. Jede der Stationsgruppen kann dann mindestens eine Zuführstation zum Zuführen von zu befüllenden Kapseln in die Kapselaufnahmen, mindestens einer Öffnungsstation um Öffnen der zu befüllenden Kapseln durch Trennen der Kapseloberteile von den Kapselunterteilen, mindestens eine Füllstation zum Befüllen der Kapselunterteile mit zu befüllendem Material, mindestens eine Schließstation zum Schließen der befüllten Kapseln durch Verbinden der Kapseloberteile mit den Kapselunterteilen, und mindestens einer Auswurfstation zum Auswerfen der befüllten Kapseln umfassen. Es kann sich also um einen sogenannten Mehrfachrundläufer, insbesondere ein Doppelrundläufer handeln.
  • Der Förderradantrieb kann ein Servoantrieb sein umfassend einen das Förderrad über ein Getriebe drehend antreibenden Servomotor. Es ist auch möglich, dass der Förderradantrieb ein Direktantrieb, insbesondere ein Torque-Antrieb, ist. In diesem Fall wirkt der Förderradantrieb also ohne Getriebe auf das Förderrad. Beide Antriebsarten sind in besonderer Weise geeignet für einen nicht-kontinuierlichen Antrieb des Förderrads, also einem Verfahren in den Schaltzeiten und einem Stillstehen in den Rastzeiten und bieten eine variable Einstellbarkeit der Bewegungszeiten und Stillstandszeiten des Förderrads. Die Antriebe der Prozessstationen können grundsätzlich ausgewählt sein aus der Gruppe Servoantriebe, Direktantriebe, Linearantriebe etc. Mit diesen Varianten ist eine im Wesentlichen beliebige Konstellation von Schalt- und Rastzeiten realisierbar.
  • Im Sinne einer möglichst kompakten Ausgestaltung kann mindestens eine Auswurfstation eine Einrichtung zum Separieren von Gutkapseln und Schlechtkapseln umfassen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sein.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine sehr schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Befüllen von aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil zusammengesetzten Kapseln,
    Fig. 2
    eine Veranschaulichung eines Produktionszyklus in einer Vorrichtung zum Befüllen von aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil zusammengesetzten Kapseln,
    Fig. 3
    eine Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand einer weiteren Veranschaulichung eines Produktionszyklus in einer Vorrichtung zum Befüllen von aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil zusammengesetzten Kapseln, und
    Fig. 4
    eine weitere Veranschaulichung eines Produktionszyklus in einer Vorrichtung zum Befüllen von aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil zusammengesetzten Kapseln.
  • Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein in dem gezeigten Beispiel als kreisförmiger Drehteller ausgestaltetes Förderrad 20. Entlang des Umfangs des Förderrads 20 ist eine Mehrzahl von Kapselhaltern 22 angeordnet und von dem Förderrad gehalten. Die Kapselhalter 22 besitzen jeweils zwei Reihen von Kapselaufnahmen für jeweils eine Kapsel. Mittels eines nicht näher gezeigten Förderradantriebs, beispielsweise umfassend einen Torque-Antrieb, wird das Förderrad 20 in dem gezeigten Beispiel taktweise im Uhrzeigersinn gedreht, wie in Fig. 1 durch den Pfeil 24 veranschaulicht. Dabei werden die Kapselhalter 22 taktweise entlang einer Förderbahn durch verschiedene Prozessstationen bewegt, wie an sich bekannt. Die Prozessstationen sind in Fig. 1 mit den Nummern 01 bis 12 nummeriert und nur teilweise und äußerst schematisch dargestellt. Die Stationen 01 und 02 sind Zuführstationen, in denen zu befüllende und vorverschlossene Kapseln 26 der ersten bzw. zweiten Reihe der Kapselaufnahmen 22 zugeführt werden. Die Station 03 ist eine Öffnungsstation, in der die zu befüllenden Kapseln durch Trennen der Kapseloberteile von den Kapselunterteilen geöffnet werden. In diesem Fall ist die Station 04 eine Leerstation. Es ist jedoch auch möglich, dass die Öffnungsstation durch die Prozessstation 04 gebildet wird und die Prozessstation 03 eine Leerstation ist. Die Prozessstationen 05, 06 und 07 können Füllstationen sein, in denen die Kapselunterteile mit zu befüllendem Material befüllt werden. Beispielhaft ist dies in Fig. 1 durch das Befüllrad 28 gezeigt. Es ist auch möglich, dass eine oder zwei der Prozessstationen 05, 06 und 07 Leerstationen sind. Die Prozessstation 08 kann eine Leerstation sein oder es können in der Prozessstation 08 in der Öffnungsstation nicht geöffnete Kapseln ausgeworfen werden. In den Prozessstationen 05, 06, 07 und 08 sind neben den im geöffneten Zustand der Kapseln die Kapselunterteile tragenden Kapselhaltern 22 weiterhin radial innen angeordnete Kapselhalter 30 zum Halten der Kapseloberteile gezeigt. Die Prozessstation 09 ist eine Schließstation, in der die befüllten Kapseln durch Verbinden der Kapseloberteile mit den Kapselunterteilen verschlossen werden. Die Prozessstationen 10 und 11 sind jeweils Auswurfstationen. Beispielsweise können in der Prozessstation 10 Schlechtkapseln ausgeworfen werden und in der Prozessstation 11 Gutkapseln. Die Unterscheidung erfolgt anhand einer oder mehrerer Prüfeinrichtungen. Die Prozessstation 12 kann eine Leerstation oder beispielsweise eine Reinigungsstation sein, in der die Kapselhalter 22 von ggf. vorhandenen Produktresten gereinigt werden. Erfindungsgemäß weist jede der Prozessstationen mindestens einen eigenen Antrieb auf. Weiterhin ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mit der zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und der Verfahrweg der Antriebe der Prozessstationen unabhängig von dem Förderradantrieb gesteuert werden können.
  • Anhand der Fig. 2 bis 4 sollen Varianten der erfindungsgemäßen Steuerung erläutert werden. In Fig. 2 ist sehr schematisch und vereinfacht ein Produktionszyklus über der Zeit für eine zu befüllende Kapsel dargestellt. Die weißen Felder zeigen jeweils Rastzeiten, in denen das Förderrad 20 stillsteht und die Prozessstationen zum Durchführen ihrer jeweiligen Tätigkeiten angetrieben werden. Die schwarzen Felder zeigen jeweils Schaltzeiten, in denen das Förderrad 20 weiter gedreht wird, um die Kapselhalter 22 von einer Prozessstation zur nächsten Prozessstation zu bewegen. In Fig. 2 sind beispielhaft für die durchgeführten Prozessschritte des Zuführens und Öffnens (Supply/Opening), des Befüllens der Kapseln (Filling), des Schließens der Kapseln (Closing) und des Auswurfs der Kapseln (Discharge) die Rastzeiten und Schaltzeiten dargestellt. Die Schaltzeiten sind mit tT bezeichnet, während beispielsweise die Rastzeit für das Befüllen der Kapsel mit tF bezeichnet ist. Die Rast- und Schaltzeiten werden bei konventionellen Vorrichtungen einmal auf einen Prozess fest eingestellt und sind dann in ihrem Verhältnis immer gleich.
  • Anhand des Befüllvorgangs ist in Fig. 3 gezeigt, wie die erfindungsgemäße Entkopplung der Rast- und Schaltzeiten die Produktionszeit verringern kann. Dort ist in dem Abschnitt "Fixed transmission correlation" das in Fig. 2 gezeigte feste Verhältnis zwischen Befüllzeit tF und Schaltzeit tT gezeigt. In dem Bereich "Variable transmission correlation" ist gezeigt, wie bei gleichbleibender Befüllzeit tF eine verkürzte Schaltzeit tT∗ für den Weitertransport von der Befüllstation zu der Schließstation eingestellt wird. Dies kann beispielsweise aufgrund eines Wechsels des zu befüllenden Produkts erfolgen. Es ergibt sich anhand dieses Beispiels eine Zeitersparnis bei der Befüllung, die in Fig. 3 mit ΔFilling bezeichnet ist. Entsprechend wäre es natürlich auch möglich, die Befüllzeit tF in Abhängigkeit von den jeweiligen Produktionsparametern zu verändern, beispielsweise auch unabhängig von der Schaltzeit zu verlängern.
  • Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Entkopplung der Schalt- und Rastzeiten beispielhaft anhand einer weiteren Variante. Wieder ist in dem Abschnitt "Fixed transmission correlation" der in Fig. 2 gezeigte Produktionszyklus dargestellt. In dem Abschnitt "Variable transmission correlation" wurde bei gleichbleibenden Rastzeiten für die einzelnen Prozessstationen die Schaltzeit zwischen den Prozessstationen in geeigneter Weise verändert, insbesondere verkürzt. Dadurch ergibt sich eine Zeitersparnis bei dem Produktionszyklus, die in Fig. 4 durch ΔTotal dargestellt ist.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Befüllen von aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil zusammengesetzten Kapseln, umfassend ein Förderrad (20), an dessen Umfang eine Mehrzahl von Kapselhaltern (22) vorgesehen ist, die jeweils eine Mehrzahl von Kapselaufnahmen für jeweils eine Kapsel aufweisen, weiter umfassend einen Förderradantrieb, mit dem das Förderrad (20) taktweise gedreht werden kann, wobei das Förderrad abwechselnd Stillstandszeiten und Bewegungszeiten durchläuft, so dass sich die Kapselhalter (22) taktweise entlang einer Förderbahn bewegen, und umfassend eine Mehrzahl von entlang der Förderbahn angeordneten Prozessstationen, wobei die Prozessstationen mindestens eine Zuführstation zum Zuführen von zu befüllenden Kapseln in die Kapselaufnahmen, mindestens eine Öffnungsstation zum Öffnen der zu befüllenden Kapseln durch Trennen der Kapseloberteile von den Kapselunterteilen, mindestens eine Füllstation zum Befüllen der Kapselunterteile mit zu befüllendem Material, mindestens eine Schließstation zum Schließen der befüllten Kapseln durch Verbinden der Kapseloberteile mit den Kapselunterteilen, und mindestens eine Auswurfstation zum Auswerfen der befüllten Kapseln umfassen, und wobei zumindest eine der Prozessstationen mindestens einen unabhängig von dem Förderradantrieb steuerbaren Antrieb für ihren Betrieb aufweist, dadurch gekennzeichnet,
    - dass mittels des Förderradantriebs das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads variabel einstellbar ist,
    - dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, den Förderradantrieb zur variablen Einstellung des Verhältnisses zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads anzusteuern, und die dazu ausgebildet ist, zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder einen Hub der mindestens einen eigenen Antrieb aufweisenden Prozessstation unabhängig von dem Förderradantrieb anzusteuern,
    - dass die Steuereinrichtung weiterhin dazu ausgebildet ist, bei einer Veränderung von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads zu verändern und zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub zumindest einer Prozessstation zu verändern, wobei in der Steuereinrichtung mehrere Sätze von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern gespeichert sind, wobei die Steuereinrichtung nach Auswahl eines Satzes von Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads verändert und zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub zumindest einer Prozessstation verändert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Prozessstationen, vorzugsweise jede der Prozessstationen, mindestens einen eigenen Antrieb aufweisen, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Förderradantrieb zur variablen Einstellung des Verhältnisses zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads anzusteuern, und/oder dazu ausgebildet ist, zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub der mehreren Prozessstationen, vorzugsweise jeder Prozessstation, unabhängig von dem Förderradantrieb anzusteuern.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderradantrieb ein Servoantrieb ist umfassend einen das Förderrad (20) über ein Getriebe drehend antreibenden Servomotor.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderradantrieb ein Direktantrieb, insbesondere ein Torque-Antrieb ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe der Prozessstationen Antriebe aus der Gruppe Servoantriebe, Direktantriebe und Linearantriebe sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Auswurfstation eine Einrichtung zum Separieren von Gutkapseln und Schlechtkapseln umfasst.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparameter das in die Kapseln zu füllende Produkt umfassen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 11 ausgebildet ist.
  9. Verfahren zum Befüllen von aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil zusammengesetzten Kapseln, bei dem ein Förderrad (20), an dessen Umfang eine Mehrzahl von Kapselhaltern (22) vorgesehen ist, die jeweils eine Mehrzahl von Kapselaufnahmen für jeweils eine Kapsel aufweisen, taktweise gedreht wird, wobei das Förderrad abwechselnd Stillstandszeiten und Bewegungszeiten durchläuft, so dass sich die Kapselhalter (22) taktweise entlang einer Mehrzahl von entlang einer Förderbahn angeordneten Prozessstationen bewegen, wobei die Prozessstationen mindestens eine Zuführstation zum Zuführen von zu befüllenden Kapseln in die Kapselaufnahmen, mindestens eine Öffnungsstation zum Öffnen der zu befüllenden Kapseln durch Trennen der Kapseloberteile von den Kapselunterteilen, mindestens eine Füllstation zum Befüllen der Kapselunterteile mit zu befüllendem Material, mindestens eine Schließstation zum Schließen der befüllten Kapseln durch Verbinden der Kapseloberteile mit den Kapselunterteilen, und mindestens eine Auswurfstation zum Auswerfen der befüllten Kapseln umfassen,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Veränderung von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads verändert wird und zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder ein Hub zumindest einer Prozessstation verändert wird, wobei in einer Steuereinrichtung mehrere Sätze von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern gespeichert sind, wobei die Steuereinrichtung nach Auswahl eines Satzes von Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads verändert und zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub zumindest einer Prozessstation verändert.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Veränderung von das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparametern das Verhältnis zwischen Stillstandszeiten und Bewegungszeiten des Förderrads verändert wird und/oder zumindest die Antriebsgeschwindigkeit und/oder den Hub mehrerer Prozessstationen verändert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die das Befüllen der Kapseln betreffenden Produktionsparameter das in die Kapseln zu füllende Produkt umfassen.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchgeführt wird.
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