EP3746028A1 - Vorrichtung zum dosieren eines produkts - Google Patents

Vorrichtung zum dosieren eines produkts

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Publication number
EP3746028A1
EP3746028A1 EP18703284.2A EP18703284A EP3746028A1 EP 3746028 A1 EP3746028 A1 EP 3746028A1 EP 18703284 A EP18703284 A EP 18703284A EP 3746028 A1 EP3746028 A1 EP 3746028A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
product
metering
pressure
stuffing
weight
Prior art date
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Granted
Application number
EP18703284.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3746028B1 (de
Inventor
Werner Runft
Thomas Brinz
Bernhard Wagner
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.)
Syntegon Technology GmbH
Original Assignee
Syntegon Technology GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Syntegon Technology GmbH filed Critical Syntegon Technology GmbH
Publication of EP3746028A1 publication Critical patent/EP3746028A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3746028B1 publication Critical patent/EP3746028B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • 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
    • A61J2200/00—General characteristics or adaptations
    • A61J2200/70—Device provided with specific sensor or indicating means
    • 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
    • A61J2200/00—General characteristics or adaptations
    • A61J2200/70—Device provided with specific sensor or indicating means
    • A61J2200/74—Device provided with specific sensor or indicating means for weight

Definitions

  • the present invention relates to a device for dosing a product according to the preamble of the independent claim.
  • This device comprises a stepwise rotated metering disk, in the bottom of which holes are formed, which cooperate with up and down movable stuffing dies.
  • the stuffing stamps are on a common
  • Stopfstempel arranged and pressed when immersed in holes the powder into compacts.
  • means are provided which detect the spring travel of the stuffing punches immediately upstream Stopfstkovn.
  • the device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that targeted automatically essential process parameters can be changed, which significantly affect the accuracy of the desired weight to be dosed. This will achieved by both pressure means for generating a different for a stuffing die pressure, with which the stuffing die springs into the metering opening, as well as adjusting means for adjusting the height with which the stuffing plungers are immersed in metering, are provided. It has been found that just the two process parameters pressure and height in this combination have significant effects on the accuracy of the filled weight. Due to the targeted variability, the device according to the invention is now able to automatically different
  • At least one sensor is provided for detecting at least one product bed height of the product arranged on the metering disk and / or at least one product feed for
  • the process parameter of the product bed height also has a significant effect on the quality of the weight, so that the provision of the sensor and / or the product feed further improves or accelerates the metering quality of the device as well as an automatic adjustment. This parameter can also be used to optimize the setting of the process parameters.
  • the control device particularly suitably detects the respective weight of the product metered into the capsule for different settings of the process parameters. In this way, the effects of the relevant process parameters on the desired weight can be determined in the form of a large number of measured values. Especially appropriate is a corresponding
  • control device is designed to create a model in dependence on the different settings of the process parameters and the respective weight of the metered into the capsule product, in which the relationship between at least one
  • Process parameters and the weight and / or the standard deviation of the weight is shown. This model is later used, depending on a user-specified target weight (or other requirements such as the allowable deviation of the weight,
  • At least one sensor is provided for detecting at least one process parameter. This ensures an accurate detection of the essential process parameters, so that the accuracy with regard to the generation of the model and ultimately with regard to the quality of the dosage can be further improved.
  • the variability of the device can be further increased via a pneumatic spring, since the pressure can be individually adjusted particularly easily.
  • control device controls at least the product feed to achieve a constant product bed height.
  • At least one force sensor arranged on the transfer stamp is provided.
  • Targeted monitoring of the force required during the transfer can enable critical operational situations in the dosing process such as, for example, deposits, buildup, Product residues or the like, are detected in order to initiate countermeasures at an early stage.
  • FIG. 1 shows a station overview of a device for dosing a capsule
  • Figure 2 is a side view of the metering with associated stuffing dies or transfer stamp and Verstellantrieben for influencing the height
  • Figure 3 is a side view of the metering in particular with focus on the pressure means for changing the pressures with where the stuffing plungers dive into the dosing.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 shows an overview of various stations of a device 10 for filling and closing capsules 12, preferably hard capsules, in particular hard gelatine capsules.
  • a capsule holder 11 includes various receptacles for capsules 12 for delivery to different workstations 21-32.
  • the capsules 12, consisting of a capsule upper part 13 and a capsule lower part 15, are fed to the respective capsule holder 11 in at least one sorting station 21, 22, preferably two sorting stations.
  • a station 23 for Kapseloberteilasting a check is made whether the capsule holder 11 supplied capsules 12 are present in full. This station 23 can also be provided only as an option.
  • the thus-tested capsules 12 pass through a rotation of the
  • Capsule parts 15 filled with the desired amount of filling material can be used. This is optionally followed by another filling station 26. This is followed by a
  • Error capsule station 27 on. In this station 27 not separate, incorrectly inserted or capsules 12 are ejected with a so-called double hat. This faulty capsules 12 are discharged. This is optionally followed by another filling station 28, for example for pellets or tablets. This is followed by a closing station 29, in which the filled capsule lower parts 15 are closed with associated upper capsule parts 13. The next station is followed by a capsule discharge 30. There the filled and
  • sealed capsules 12 ejected from the capsule holder 11 and fed to further processing steps.
  • Faulty capsules 16 can be removed in the context of this ejection station.
  • the next station also serves a capsule discharge 31 in order to increase the output quantity.
  • the capsules 12 may be ejected individually or remain in the capsule holder 11.
  • a cleaning station 32 is used to clean the now empty or poorly recognized capsules 12 in the capsule holder 11.
  • the segment wheel 18 has now undergone a complete circulation, so that the capsule holder 11 again for the sorting station 21 and 22 for
  • the filling station 25 comprises, for example, a metering disk 36, which is driven by a drive 35 indicated schematically with a certain speed 40.
  • a metering disk 36 which is driven by a drive 35 indicated schematically with a certain speed 40.
  • a drive 35 indicated schematically with a certain speed 40.
  • the dosing 36 are several groups of
  • the filling station 25 is shown schematically in more detail in FIG.
  • the number of stuffing punches 51-55 corresponds to the respective metering orifices 38 of the respective filling station 41-45.
  • ten stuffing punches 51-55 per filling station 41-45 are provided by way of example.
  • the metering disk 36 has respective metering openings 38 with a height 39. The metering disk 36 could be designed such that the size of the metering openings 38 can be adjusted by means of a variable height 39.
  • the product 17 to be metered into the metering orifices 38 comes to rest.
  • the product 17 to be metered into the metering orifices 38 comes to rest.
  • it passes into the metering orifices 38 and is there compressed by corresponding stuffing punches 51-55.
  • stuffing punches 51-55 In each filling station 41-45 more product 17 is metered.
  • the height h.sub.1 to h.sub.5 of the associated stuffing die 51-55 decreases, with which the stuffing punches 51-55 dip into the metering orifices 38.
  • the undersides of the metering orifices 38 are closed at the filling stations 41-45.
  • the underside of the metering opening 38 is released so that the product 17 located in the metering opening 38 can be pushed down into the respective lower part 15 of the capsule 12 by means of at least one transfer punch 47.
  • the transfer stamp 47 is a
  • Force sensor 50 is arranged, via which the force acting during the transfer process force can be detected.
  • the output signal of the force sensor 50 is supplied to the control device 19 for further evaluation.
  • Handover force should move within certain areas if a proper handover process is to be expected.
  • the stuffing punches 51-55 each have associated adjusting drives 61-65, which can individually adjust the associated stuffing punches 51-55 in their height h1 to h5 or immersion depth. As a result, the stuffing punches 51-55 each dive differently into the metering orifices 38.
  • adjusting could be provided in addition to electromotive adjusting drives and other mechanical adjusting means scenes or the like. It is essential that at least two stuffing punches different Filling stations 41-45 can be adjusted independently of each other in height hl to h5.
  • At least one adjustment drives 61-65 are preferably provided for at least all stuffing punches 51-55 of a filling station 41-45, which can simultaneously adjust the height h1 to h5 of these stuffing punches 51-55 of a filling station 41-45.
  • each stuffing punch 51-55 each have a pressure means 71-75, which exerts a different force or pressure PI to P5, for example in the form of a spring behavior on the respective stuffing die 51-55.
  • Pressure medium 71-75 is individually adjustable. This could be, for example, a pneumatic spring, for example by means of
  • the pressure means 71-75 comprises at least one displacement transducer 90 for detecting the heights h1 to h5 or immersion depths.
  • a displacement sensor 90 is arranged on each pressure means 71-75. The output signals of the displacement sensor 90 are supplied to the control device 19.
  • the spring or the pressure medium 71-75 is an element in which the pressure p 1 to p 5 increases or decreases depending on the travel, conclusions as to the immersion depth or the degree of filling can be made in accordance with the pressure p 1 to p 5 the metering 38 are pulled.
  • Stopfstkovfedern or pressure means 71-75 which is individually adjustable.
  • the pressure means 71-75 each have a pressure chamber 59, in which the piston 58 is movably mounted.
  • the piston 58 is connected to the respective stuffing die 51-55.
  • Each pressure chamber 59 is a respective pressure control element 57 is provided which influences the prevailing in the respective pressure chamber 59 pressure pl to p5 targeted.
  • the prevailing pressure of the respective pressure chamber 59 pl to p5 is detected by respective transducers or sensors 74 and the control device 19 is supplied.
  • the Control device 19 controls the pressure control elements 57 in such a way that the desired pressure p 1 to p 5 is established.
  • pressure control elements 57 such as a pressure control valve with a pressure source not shown in detail, such as a compressed air source in combination.
  • Pressure control element 57, piston 58, pressure chamber 59 and transducers or sensors 74 may form the pressure means 71-75; optionally, individual components such as sensors 74 may be omitted or located elsewhere.
  • Stuffing punches 51-55 can be provided in each case one filling station 41-45, via which the pressure p1 to p5 for the stuffing punches 51-55 of this filling station 41-45 can be simultaneously adjusted.
  • only one pressure chamber 59 could be provided for all pistons 58 of the stuffing punches 51-55 of this filling station 41-45.
  • a change in the pressure pl to p5 could alternatively also via a
  • the pressures p1 to p5 may be different at least for different ones
  • Filling stations 41-45 are adjusted. Alternatively, however, it is also possible to group certain stuffing punches 51-55 of a particular filling station in groups 41-45 into groups and apply these groups with identical pressures p1 to p5 respectively.
  • the first filling stations 41-43 could be subjected to a constant admission pressure (pl to p3), while the two last filling stations 44-45 are subjected to a main pressure (p4 to p5).
  • the main pressure may be greater than the form.
  • the respective stuffing punches 51-55, adjusting drives 61-65 and pressure means 71-75 are mounted on a movable holder 48 which has a Adjusting mechanism 49 in height relative to the top of the
  • Metering disc 36 can be adjusted in particular vertically.
  • Adjusting mechanism 49 may be, for example, a backdrop, via which a dipping and lifting the stamp 51-55; 47 can take place from or into the metering openings 38. However, how far the stuffing punches 51-55 dive into the metering orifices 38 can be individually influenced as described via the adjusting drives 61-65.
  • the adjustment mechanism 49 is the main drive for the stuffing movement. In this case, for example, a ball bearing is forcibly guided by a cam and from the rotational movement of a drive, a linear stroke is generated.
  • the above facts can be summarized as follows.
  • the height h1 to h5 of the associated stuffing dies 51-55 is defined or set by the associated adjusting drives 61-65.
  • the stroke or the immersed movement itself is generated by the adjusting mechanism 49 as shown in FIG. If there is no product 17 in the metering opening 38, then the stuffing punch 51-55 moves without springs to the position which can be influenced by the adjusting means 61-65 (height h1 to h5), moved by the adjusting mechanism 49.
  • At least one sensor 78 preferably also a further sensor 80, which is arranged above the metering disk 36, is provided.
  • the or the sensors 78, 80 detect the distance to
  • a laser sensor or an ultrasonic sensor is used.
  • a capacitive sensor could be provided.
  • the product bed height can be more accurately detected and thus set more precisely by means of a laser sensor or ultrasound sensor.
  • the one sensor 78 in this case detects a product bed height 82
  • the further sensor 80 detects a further product bed height 84 at different radii of the metering disk 36.
  • a product feed 76 is provided, which of the metering disk 36 further product to be metered
  • the product feed 76 can be effected, for example, via a speed-adjustable metering screw, so that in conjunction with the product feed 76 a certain product bed height 82, 84 can be achieved.
  • the metering disk 36 rotates, for example, in a stop-and-go mode, so that the product 17 is distributed and a certain product bed height 82, 84 sets. A minimum height is required to ensure metering of the product 17.
  • the height hl-h5 (with the stuffing plungers 51- 55 dive into the respective metering orifices 38), the Pressure pl-p5 (with which the stuffing punches 51-55 quasi spring into the metering orifices 38, ie the pressure pl-p5, which is applied to the product 17, which is located in the metering orifice 38, via the pressure means 71-75 or springs ), the product bed height 82, 84, and the speed 40 at which the metering disk 36 is moved.
  • the product feeder 76 carries by the desired setting of
  • the concept of automated commissioning makes it possible to describe the relationships between the process parameters and the target variable, in particular the weight and / or the standard deviation of the weight of the dosed product 17 in the form of a model 88, for example by means of a statistically optimized test plan.
  • the experiments are planned accordingly by the control device 19.
  • the corresponding settings of Process parameters are made accordingly and thus the
  • the model 88 of the process implemented in the control device 19 can be formed.
  • Different functions are available as model basis (linear, interactions, quadratic, cubic, polynomial model ).
  • quadratic model the context could be as follows:
  • This model 88 describes the relationships between the
  • Process parameters preferably speed or speed 40,
  • Standard deviation determine the process parameters to be set.
  • the model parameters a0, a1, a2, all, a22, e are determined.
  • the control device 19 receives the respective weight y1 for certain process parameters.
  • the weight is absorbed automatically.
  • there is a special weighing device 23 for this purpose as shown by way of example in FIG. 1, which receives the weight, for example in the context of in-process control.
  • the bending of the capsules 12 may also be by a separate unit or by sampling.
  • Control device 19 with respect to the detected values of the weight simplifies the automatic evaluation.
  • At least one adjusting drive 61-65 changes at least one of the heights h1 to h5 and / or at least one pressure p1 to p5, for example, over
  • model parameters are determined on the basis of the various process parameter sets and associated measured values. For example, between 5, 10 and 20 test series can be run. It is also possible to vary all process parameters simultaneously in different test series.
  • the desired target weight is entered. Likewise, the desired
  • Standard deviation or the dispersion and the target weight are set.
  • certain settings for the process parameters are determined by the control device 19 for the specific target weight.
  • the rule can be derived from the statistical model 88.
  • the determined model 88 does not exactly match the reality. It is also necessary to react to external factors or disturbances that are not present in the model 88. This is done by a regulatory intervention in the process. For an automated commissioning the model 88 can be used.
  • the model 88 allows to determine which process parameter has the greatest influence in this operating point and to what extent it has to be changed to the
  • the model 88 indicates which process parameter has which influence and how the parameters of a controller, for example, are to be set in order to obtain the best possible process result. Origin of this model 88 is the automated commissioning process. The prerequisite for the automated commissioning process is the corresponding design of the device in order to influence the process parameters in a targeted manner.
  • the process parameters can be influenced by a user interface, for example with regard to certain limits. Also, the range of process parameters could be specified, in which the device this
  • Model 88 the user can now view the influences of the process parameters and their interactions. If the user is satisfied with the model 88, the model 88 can
  • the process parameters determined in this way can be used for verification for a new attempt.
  • the controller 19 could be accessed by remote diagnostics, in which the data collection and creation of the model 88 may be located.
  • the device for dosing a product is in particular in the
  • Packaging technology especially used in capsule filling machines.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Dosieren eines Produkts in Kapseln (12) oder dergleichenvorgeschlagen, umfassend zumindest eine Dosierscheibe (36), die Dosieröffnungen (38) aufweist, zumindest zwei Befüllstationen (41-45), denen Gruppen von Dosieröffnung (38) zugeordnet sind, wobei die Befüllstationen (41-45) jeweils zumindest einen Stopfstempel (51-55) umfassen, wobei der Stopfstempel (51-55) mit einer gewissen Höhe (h1-h5) in die Dosieröffnung (38) zur Verdichtung des Produkts (17) eintauchen kann, mit zumindest einem Druckmittel (71) zur Erzeugung eines veränderbaren Drucks (p1-p5), mit dem der jeweilige Stopfstempel (51-55) in die Dosieröffnung (38) einfedert, wobei zumindest ein Verstellmittel, insbesondere ein Verstellantrieb (61-65), vorgesehen ist, um die Höhe (h1 bis h5) für jeden der beiden Stopfstempel (51-55) unabhängig voneinander zu verstellen.

Description

Beschreibung
Titel
Vorrichtung zum Dosieren eines Produkts
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren eines Produkts nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Aus der DE 10001068 CI ist bereits eine Vorrichtung zum Dosieren und
Abgeben von Pulver in Hartgelatinekapseln oder dergleichen bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine schrittweise gedrehte Dosierscheibe, in deren Grund Bohrungen ausgebildet sind, die mit auf-und abbeweglichen Stopfstempeln Zusammenwirken. Die Stopfstempel sind auf einen gemeinsamen
Stopfstempelträger angeordnet und pressen beim Eintauchen in Bohrungen das Pulver zu Presslingen. Um Brüche von Federn erkennen sowie eine Aussage über die Masse der Presslinge treffen zu können, sind Mittel vorgesehen, die den Federweg der den Ausstoßstempeln unmittelbar vorgeschalteten Stopfstempeln erfassen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik weiter zu verbessern, insbesondere eine schnellere und einfachere Einstellung der Vorrichtung bei hoher Dosiergenauigkeit zu erreichen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass gezielt automatisch wesentliche Prozessparameter verändert werden können, die sich maßgeblich auf die Genauigkeit des gewünschten zu dosierenden Gewichts auswirken. Dies wird erreicht, indem sowohl Druckmittel zur Erzeugung eines für einen Stopfstempel unterschiedlichen Drucks, mit dem der Stopfstempel in die Dosieröffnung einfedert, wie auch durch Verstellmittel zur Verstellung der Höhe, mit der die Stopfstempel in Dosieröffnungen eintauchen, vorgesehen sind. Es hat sich herausgestellt, dass gerade die beiden Prozessparameter Druck und Höhe in dieser Kombination signifikante Auswirkungen auf die Genauigkeit des abgefüllten Gewichts besitzen. Durch die gezielte Variabilität ist die Vorrichtung erfindungsgemäß nun in der Lage, selbsttätig unterschiedliche
Prozessparameter- Kombinationen einzustellen und die Auswirkungen auf das dosierte Gewicht zu ermitteln zur Erhöhung der Genauigkeit der Dosierung. So kann gezielt das Kapselgewicht eingestellt werden (beispielsweise der Mittelwert des Gewichts) wie auch die Füllgenauigkeit/Abweichungen (beispielsweise in Form der Standardabweichung), welche von den Prozessparameter abhängen.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Sensor vorgesehen zur Erfassung zumindest einer Produktbetthöhe des auf der Dosierscheibe angeordneten Produkts und/oder zumindest eine Produktzuführung zur
Zuführung des Produkts der Dosierscheibe zur Erreichung einer bestimmten Produktbetthöhe vorgesehen. Auch der Prozessparameter der Produktbetthöhe wirkt sich signifikant auf die Güte des Gewichts aus, sodass das Vorsehen des Sensors und/oder der Produktzuführung die Dosiergüte der Vorrichtung sowie ein automatisches Verstellen weiter verbessert bzw. beschleunigt. Auch dieser Parameter kann zu einer Optimierung der Einstellung der Prozessparameter herangezogen werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung gibt eine Steuereinrichtung
unterschiedliche Prozessparameter, insbesondere unterschiedliche Höhen und/oder unterschiedliche Drücke und/oder unterschiedliche Produktbetthöhen und/oder unterschiedliche Drehzahlen eines Antriebs der Dosierscheibe vor. Besonders zweckmäßig erfasst die Steuereinrichtung für unterschiedliche Einstellungen der Prozessparameter das jeweilige Gewicht des in die Kapsel eindosierten Produkts. Damit lassen sich in Form einer Vielzahl von Messwerten die Auswirkungen der relevanten Prozessparameter auf das gewünschte Gewicht ermitteln. Besonders zweckmäßig wird eine entsprechende
Wiegeeinrichtung vorgesehen, damit der Vorgang der Datenerfassung automatisch ablaufen kann. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Steuereinrichtung ausgebildet, um in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Einstellungen der Prozessparameter und dem jeweiligen Gewicht des in die Kapsel eindosierten Produkts ein Modell zu erstellen, in dem der Zusammenhang zwischen zumindest einem
Prozessparameter und dem Gewicht und/oder der Standardabweichung des Gewichts abgebildet ist. Dieses Modell wird später dazu herangezogen, abhängig von einem vom Benutzer vorgegebenen Soll-Gewicht (bzw. weitere Vorgaben wie beispielsweise die zulässige Abweichung des Gewichts,
Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung etc.) eine optimale Einstellung der wesentlichen Prozessparameter zu erzielen. Dieser Einstellvorgang kann nun automatisiert ablaufen, sodass der Benutzer auf langwierige händische
Einstellungen und zeitraubende Versuche verzichten kann.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Sensor zur Erfassung zumindest eines Prozessparameters vorgesehen. Damit wird eine genaue Erfassung der wesentlichen Prozessparameter sichergestellt, sodass die Genauigkeit hinsichtlich der Erzeugung des Modells und letztlich hinsichtlich der Güte der Dosierung weiter verbessert werden kann.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist als Druckmittel zumindest ein
Druckregelelement und/oder zumindest eine Druckkammer und/oder zumindest einen Kolben vorgesehen. Gerade bei dieser Ausgestaltung kann über eine pneumatische Feder die Variabilität der Vorrichtung weiter erhöht werden, da sich der Druck individuell besonders einfach verstellen lässt.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zumindest die Produktzuführung ansteuert zur Erreichung einer konstanten Produktbetthöhe. Dadurch kann eine einheitliche Befüllung der Dosierkammern erreicht werden, was sich positiv auf die Genauigkeit des zu dosierenden Produkts auswirkt.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein am Übergabestempel angeordneter Kraftsensor vorgesehen. Durch eine gezielte Überwachung der bei der Übergabe benötigten Kraft können rechtzeitig kritische Betriebssituationen beim Dosieren wie sie beispielsweise von Ablagerungen, Anhaftungen, Produktrückständen oder Ähnlichem herrühren, erkannt werden, um frühzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 eine Stationsübersicht einer Vorrichtung zum Dosieren einer Kapsel, die Figur 2 eine Seitenansicht der Dosierscheibe mit zugehörigen Stopfstempeln bzw. Übergabestempel sowie Verstellantrieben zur Beeinflussung der Höhe, die Figur 3 eine Seitenansicht der Dosierscheibe insbesondere mit Fokus auf die Druckmittel zur Veränderung der Drücke, mit denen die Stopfstempel in die Dosieröffnungen eintauchen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 zeigt eine Übersicht über verschiedene Stationen einer Vorrichtung 10 zum Füllen und Verschließen von Kapseln 12, vorzugsweise Hartkapseln, insbesondere Hartgelatinekapseln. Ein Kapselhalter 11 umfasst verschiedene Aufnahmen für Kapseln 12, um sie unterschiedlichen Arbeitsstationen 21-32 zuzuführen. Die Kapseln 12, bestehend aus einem Kapseloberteil 13 und einem Kapselunterteil 15, werden in zumindest einer Sortierstation 21, 22, vorzugsweise zwei Sortierstationen, dem jeweiligen Kapselhalter 11 zugeführt. In einer Station 23 zur Kapseloberteiltastung wird überprüft, ob die dem Kapselhalter 11 zugeführten Kapseln 12 vollzählig vorhanden sind. Diese Station 23 kann auch nur als Option vorgesehen werden. Die so geprüften Kapseln 12 gelangen durch eine Drehung eines die
Kapselhalter 11 bewegenden Segmentrads 18 zu einer optional vorzusehenden Füllstation 24. In einer sich daran anschließenden Füllstation 25 wird den Kapseln 12 Füllgut zugeführt. Hierbei handelt es sich üblicherweise um pulverförmige Medikamente, die in die Kapseln 12 verbracht werden. Jedoch auch Pellets oder Ähnliches als Füllgut bzw. zu dosierendes Produkt Zen können in die Kapseln 12 abgefüllt werden. In Verbindung beispielsweise mit einer Dosierscheibe 36 zur Abfüllung von Pulver oder Pellets werden die
Kapselunterteile 15 mit der gewünschten Füllmenge an Füllgut befüllt. Hierbei können unterschiedliche Füllprinzipien zum Einsatz kommen. Hieran schließt sich optional eine weitere Füllstation 26 an. Hieran schließt sich eine
Fehlerkapselstation 27 an. In dieser Station 27 werden nicht getrennte, falsch eingesetzte oder Kapseln 12 mit einem sogenannten Doppelhut ausgeworfen. Damit werden fehlerhafte Kapseln 12 ausgeschleust. Hieran schließt sich optional eine weitere Füllstation 28, beispielsweise für Pellets oder Tabletten an. Anschließend folgt eine Schließstation 29, in der die befüllten Kapselunterteile 15 mit zugehörigen Kapseloberteilen 13 verschlossen werden. Als nächste Station schließt sich ein Kapselausstoß 30 an. Dort werden die befüllten und
verschlossenen Kapseln 12 aus dem Kapselhalter 11 ausgestoßen und weiteren Verarbeitungsschritten zugeführt. Fehlerhafte Kapseln 16 können im Rahmen dieser Auswurfstation entfernt werden. Auch die nächste Station dient einem Kapselausstoß 31, um die Ausbringungsmenge zu erhöhen. In den
Auswurfstationen 30, 31 können die Kapseln 12 individuell ausgeworfen werden oder im Kapselhalter 11 verbleiben. Eine Reinigungsstation 32 dient der Reinigung der nun leeren oder noch als schlecht erkannten Kapseln 12 im Kapselhalter 11. Das Segmentrad 18 hat nun einen kompletten Umlauf erfahren, sodass der Kapselhalter 11 wieder für die Sortierstation 21 bzw. 22 zur
Verfügung steht.
Die Füllstation 25 umfasst beispielsweise eine Dosierscheibe 36, die von einem schematisch angedeuteten Antrieb 35 mit einer bestimmten Drehzahl 40 angetrieben wird. In der Dosierscheibe 36 sind mehrere Gruppen von
Dosieröffnungen 38 mit zugehörigen Befüllstationen 41-45 vorgesehen.
Beispielhaft sind fünf Befüllstationen 41-45 sowie eine Übergabeposition 34 zur Übergabe des in die Dosieröffnungen 38 eindosierten Produkts 17 in die durch den Kapselhalter 11 bereitgestellten Unterteile 15 der Kapseln 12 implementiert. Die Füllstation 25 ist schematisch in Figur 2 näher gezeigt. Für jede der beispielhaft fünf Befüllstationen 41-45 ist jeweils zumindest ein Stopfstempel 51- 55 vorgesehen. Die Anzahl der Stopfstempel 51-55 entspricht den jeweiligen Dosieröffnungen 38 der jeweiligen Befüllstation 41-45. Im Ausführungsbeispiel sind exemplarisch zehn Stopfstempel 51-55 je Befüllstation 41-45 vorgesehen. Die Dosierscheibe 36 weist wie im Schnitt ersichtlich jeweils Dosieröffnungen 38 mit einer Höhe 39 auf. Die Dosierscheibe 36 könnte so ausgestaltet sein, dass sich die Größe der Dosieröffnungen 38 über eine variable Höhe 39 verstellen lässt.
Auf der Dosierscheibe 36 kommt das in die Dosieröffnungen 38 einzudosierende Produkt 17 wie beispielsweise Pulver zu liegen. Durch einen nicht näher gezeigten Mechanismus gelangt es in die Dosieröffnungen 38 und wird dort durch entsprechende Stopfstempel 51-55 verdichtet. In jeder Befüllstation 41-45 wird mehr Produkt 17 eindosiert. Entsprechend wie die Füllhöhe des Produkts in der Dosieröffnung 38 zunimmt, nimmt die Höhe hl bis h5 der zugehörigen Stopfstempel 51-55 ab, mit der die Stopfstempel 51-55 in die Dosieröffnungen 38 eintauchen. Die Unterseiten der Dosieröffnungen 38 sind an den Befüllstationen 41-45 geschlossen. Zur Übergabe des dosierten Produkts 17 in die Kapseln 12 in der Übergabeposition 34 wird die Unterseite der Dosieröffnung 38 freigestellt, sodass das in der Dosieröffnung 38 befindliche Produkt 17 nach unten in das jeweilige Unterteil 15 der Kapsel 12 mithilfe zumindest eines Übergabestempels 47 übergeschoben werden kann. An dem Übergabestempel 47 ist ein
Kraftsensor 50 angeordnet, über den die während des Übergabeprozesses wirkende Kraft erfasst werden kann. Das Ausgangssignal des Kraftsensors 50 wird der Steuereinrichtung 19 zugeführt zur weiteren Auswertung. Die
Übergabekraft sollte sich innerhalb gewisser Bereiche bewegen, wenn von einem ordnungsgemäßen Übergabeprozess auszugehen ist.
Die Stopfstempel 51-55 weisen jeweils zugehörige Verstellantriebe 61-65 auf, die die zugehörigen Stopfstempel 51-55 in ihrer Höhe hl bis h5 bzw. Eintauchtiefe individuell verstellen können. Dadurch tauchen die Stopfstempel 51-55 jeweils unterschiedlich weit in die Dosieröffnungen 38 ein. Alternativ könnten als Verstell mittel neben elektromotorischen Verstellantriebe auch sonstige mechanische Verstellmittel über Kulissen oder ähnliches vorgesehen werden. Wesentlich ist, dass zumindest zwei Stopfstempel unterschiedlicher Befüllstationen 41-45 unabhängig voneinander in ihrer Höhe hl bis h5 verstellt werden können. Bevorzugt ist jedoch für zumindest sämtliche Stopfstempel 51- 55 einer Befüllstation 41-45 zumindest ein Verstellantriebe 61-65 vorgesehen, die die Höhe hl bis h5 dieser Stopfstempel 51-55 einer Befüllstation 41-45 gleichzeitig verstellen können.
Zudem weist jeder Stopfstempel 51-55 jeweils ein Druckmittel 71-75 auf, welches eine unterschiedliche Kraft bzw. Druck PI bis P5 beispielsweise in Form eines Federverhaltens auf den jeweiligen Stopfstempel 51-55 ausübt. Dieses
Druckmittel 71-75 ist individuell einstellbar. Hier könnte es sich beispielsweise um eine pneumatische Feder handeln, für die beispielsweise mittels
Pneumatikzylinder individuell der Druck auf die Stopfstempel 51-55 beeinflusst werden kann. Das Druckmittel 71-75 umfasst zumindest einen Wegaufnehmer 90 zur Erfassung der Höhen hl bis h5 bzw. Eintauchtiefen. Vorzugsweise ist an jedem Druckmittel 71-75 jeweils einen Wegaufnehmer 90 angeordnet. Die Ausgangssignale der Wegaufnehmer 90 sind der Steuereinrichtung 19 zugeführt.
Wenn es sich bei der Feder bzw. dem Druckmittel 71-75 um einem Element handelt, bei dem abhängig vom Federweg der Druck pl bis p5 ansteigt bzw. abfällt, dann können entsprechend dem Druck pl bis p5 Rückschlüsse auf die Eintauchtiefe bzw. auf den Füllgrad der Dosieröffnung 38 gezogen werden.
Zweckmäßiger ist es, wenn der Federweg über einen Wegaufnehmer 90 direkt gemessen wird.
Wie stark die Stopfkraft ist, mit der die einzelnen Stopfstempel 51-55 in die entsprechenden Dosieröffnungen 38 einfedern, ob mit einer sanften oder einer starken Rückwirkung, kann also über die Druckmittel 71-75 individuell eingestellt werden. Ein Maß dafür ist der Druck pl bis p5 in den jeweiligen
Stopfstempelfedern bzw. Druckmittel 71-75, der individuell einstellbar ist. Wie in Figur 3 ersichtlich weisen die Druckmittel 71-75 jeweils eine Druckkammer 59 auf, in der der Kolben 58 beweglich gelagert ist. Der Kolben 58 ist mit dem jeweiligen Stopfstempel 51-55 verbunden. Je Druckkammer 59 ist jeweils ein Druckregelelement 57 vorgesehen, welches den in der jeweiligen Druckkammer 59 vorherrschenden Druck pl bis p5 gezielt beeinflusst. Der der jeweiligen Druckkammer 59 vorherrschende Druck pl bis p5 wird über entsprechende Wandler bzw. Sensoren 74 erfasst und der Steuereinrichtung 19 zugeführt. Die Steuereinrichtung 19 wiederum steuert die Druckregelelemente 57 so an, dass sich der gewünschte Druck pl bis p5 einstellt. Weiterhin ist in Figur 3 gezeigt, wie die Druckregelelemente 57 wie beispielsweise ein Druckregelventil mit einer nicht näher gezeigten Druckquelle wie beispielsweise eine Druckluftquelle in Verbindung stehen. Druckregelelement 57, Kolben 58, Druckkammer 59 sowie Wandler bzw. Sensoren 74 können das Druckmittel 71-75 bilden; gegebenenfalls können einzelne Komponenten wie beispielsweise Sensoren 74 weggelassen werden oder an anderer Stelle angeordnet sein.
Bevorzugt könnte zumindest ein Druckmittel 71-75 für die Gruppe der
Stopfstempel 51-55 jeweils einer Befüllstation 41-45 vorgesehen sein, über die der Druck pl bis p5 für die Stopfstempel 51-55 dieser Befüllstation 41-45 zugleich verstellt werden kann. Somit könnte beispielsweise lediglich jeweils eine Druckkammer 59 vorgesehen sein für sämtliche Kolben 58 der Stopfstempel 51- 55 dieser Befüllstation 41-45.
Es könnte sich beispielsweise auch um Federn als Druckmittel 71-75 handeln mit einem konstanten Druck unabhängig vom Federweg. Dies hat den Vorteil, dass die Presskraft immer dieselbe ist unabhängig vom Füllgrad der Dosieröffnung 38.
Eine Veränderung des Drucks pl bis p5 könnte alternativ auch über eine
Veränderung der Federkonstanten mechanischer Federn erfolgen.
Die Drücke pl bis p5 können individuell zumindest für unterschiedliche
Befüllstationen 41-45 verstellt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, bestimmte Stopfstempel 51-55 bestimmter Befüllstation in 41-45 in Gruppen zusammenzufassen und diese Gruppen mit jeweils identischen Drücken pl bis p5 zu beaufschlagen. So könnten beispielsweise die ersten Befüllstationen 41-43 mit einem konstanten Vordruck (pl bis p3) beaufschlagt werden, während die beiden letzten Befüllstationen 44-45 mit einem Hauptdruck (p4 bis p5) beaufschlagt werden. Hierbei kann der Hauptdruck größer sein als der Vordruck. Durch diese Gruppenbildung kann der Einstell-und Regelprozess vereinfacht werden.
Die jeweiligen Stopfstempel 51-55, Verstellantriebe 61-65 sowie Druckmittel 71- 75 sind an einem beweglichen Halter 48 montiert, der über einen Verstellmechanismus 49 in seiner Höhe relativ zu der Oberseite der
Dosierscheibe 36 insbesondere vertikal verstellt werden kann. Bei dem
Verstellmechanismus 49 kann es sich beispielsweise um eine Kulisse handeln, über die ein Eintauchen und Herausheben der Stempel 51-55; 47 aus bzw. in die Dosieröffnungen 38 hinein erfolgen kann. Wie weit die Stopfstempel 51-55 jedoch in die Dosieröffnungen 38 eintauchen, lässt sich wie beschrieben über die Verstellantriebe 61-65 individuell beeinflussen. Bei dem Verstellmechanismus 49 handelt es sich um den Hauptantrieb für die Stopfbewegung. Hierbei wird beispielsweise durch eine Kurvenscheibe ein Kugellager zwangsgeführt und aus der Drehbewegung eines Antriebs wird ein linearer Hub generiert.
Der obige Sachverhalt lässt sich wie folgt zusammenfassen. Die Höhe hl bis h5 der zugehörigen Stopfstempel 51-55 wird definiert bzw. eingestellt durch die zugehörigen Verstellantriebe 61-65. Der Hub bzw. die eintaucht Bewegung selbst wird durch den Verstellmechanismus 49 wie in Figur 2 gezeigt erzeugt. Befindet sich nun kein Produkt 17 in der Dosieröffnung 38, so fährt der Stopfstempel 51- 55 ohne zu federn bis an die von den Verstellmitteln 61-65 beeinflussbare Position (Höhe hl bis h5), bewegt durch den Verstellmechanismus 49. Wenn sich hingegen Produkt 17 in den Dosieröffnungen 38 befindet und die Gegenkraft von dem in den Dosieröffnungen 38 befindlichen Produkt 17 gegenüber den eindringenden Stopfstempeln 51-55 so groß wird, dass die Druckmittel 71 einfedern, so bewegt sich der Stopfstempel 51-55 relativ zu dem Gehäuse der Druckmittel 71-75. Diese Höhe der Relativbewegung kann gemessen werden ebenso wie der Druckanstieg beim einfedern der pneumatischen Federn bzw. Druckmittel 71-75. Über die Wegaufnehmer 90 kann ermittelt werden, wie weit die Stopfstempel 51-55 tatsächlich in die Dosieröffnung 38 eingedrungen sind. Eventuell kann aufgrund der Druckmittel 71 eine geringere Eindringtiefe erreicht werden als ursprünglich durch die Verstellantriebe 61-65 in Form der Höhe hl bis h5 vorgegeben.
Bei der Darstellung gemäß Figur 3 ist zumindest ein Sensor 78, vorzugsweise noch ein weiterer Sensor 80 vorgesehen, der über der Dosierscheibe 36 angeordnet ist. Der bzw. die Sensoren 78, 80 erfassen den Abstand zur
Oberfläche des auf der Dosierscheibe 36 befindlichen Produkts 17, vorzugsweise an unterschiedlichen Stellen. Dies kann beispielsweise durch Auswertung beispielsweise der Laufzeit einer entsprechenden Reflexion eine ausgesandten Welle an der Oberfläche des Produkts 17 erfolgen oder durch sonstige bekannte Technologien. Beispielsweise kommt ein Lasersensor oder ein Ultraschallsensor zum Einsatz. Alternativ könnte ein kapazitiver Sensor vorgesehen werden. Über einen Lasersensor oder Ultraschallsensor kann jedoch die Produktbetthöhe genauer erfasst und damit präziser eingestellt werden.
Der eine Sensor 78 erfasst hierbei eine Produktbetthöhe 82, der weitere Sensor 80 erfasst eine weitere Produktbetthöhe 84 an unterschiedlichen Radien der Dosierscheibe 36. Weiterhin ist eine Produktzuführung 76 vorgesehen, welche der Dosierscheibe 36 weiteres zu dosierendes Produkt
17 zuführt. Die Produktzuführung 76 kann beispielsweise über eine in der Geschwindigkeit verstellbare Dosierschnecke erfolgen, sodass in Verbindung mit der Produktzuführung 76 eine bestimmte Produktbetthöhe 82, 84 erreicht werden kann. Die Dosierscheibe 36 rotiert beispielsweise in einer Stop-and-Go- Betriebsweise, sodass sich das Produkt 17 verteilt und sich eine bestimmte Produktbetthöhe 82, 84 einstellt. Eine Minimalhöhe ist hierbei erforderlich, um das Eindosieren des Produkts 17 sicherzustellen.
Als Prozessparameter, die einen wesentlichen Einfluss auf das Gewicht bzw. die Standardabweichung des Gewichts des dosierten Produkts 17 besitzen, haben sich die folgenden herausgestellt: die Höhe hl-h5 (mit der die Stopfstempel 51- 55 in die jeweiligen Dosieröffnungen 38 eintauchen), der Druck pl-p5 (mit dem die Stopfstempel 51-55 quasi in die Dosieröffnungen 38 einfedern, also der Druck pl-p5, der über die Druckmittel 71-75 bzw. Federn auf das Produkt 17, das sich in der Dosieröffnung 38 befindet, aufgebracht wird), die Produktbetthöhe 82, 84, sowie die Drehzahl 40, mit der die Dosierscheibe 36 bewegt wird. Die Produktzuführung 76 trägt durch die gewünschte Einstellung der
Produktbetthöhe 82, 84 zu der gewünschten Einstellung dieses
Prozessparameters bei.
Das Konzept der automatisierten Inbetriebnahme ermöglicht beispielsweise durch einen statistisch optimierten Versuchsplan, die Zusammenhänge zwischen den Prozessparametern und der Zielgröße, also insbesondere das Gewicht und/oder die Standardabweichung des Gewichts des eindosierten Produkts 17 in Form eines Modells 88 zu beschreiben. Die Versuche werden entsprechend durch die Steuereinrichtung 19 geplant. Die entsprechenden Einstellungen der Prozessparameter werden entsprechend vorgenommen und damit der
Versuchsraum abgefahren. Damit kann zum einen das beispielsweise in der Steuereinrichtung 19 implementierte Modell 88 des Prozesses gebildet werden. Hierzu stehen unterschiedliche Funktionen als Modellgrundlage bereit (linear, Wechselwirkungen, quadratisch, kubisch, Polynommodell ...). Beispielsweise bei einem quadratischen Modell könnte der Zusammenhang lauten wie folgt:
yl = aO + al * xl + a.2 * x2 + all * %12 + a22 * c2L2 +— V e wobei Gewicht: yl, Geschwindigkeit bzw. Drehzahl 40: xl, Pulverbetthöhe 82,
84: x2, Stopfstempelhöhe hl-h5: x3, Federstärke bzw. Druck pl-p5: x4; sowie aO, al, a2, all, a22, e die entsprechenden zu bestimmenden Modellparameter des Modells 88.
Dieses Modell 88 beschreibt die Zusammenhänge zwischen den
Prozessparametern (vorzugsweise Geschwindigkeit bzw. Drehzahl 40,
Pulverbetthöhe 82, 84, Stopfstempelhöhe hl-h5, Federstärke bzw. Druck pl-p5) und dem Gewicht yl des abgefüllten Produkts 17 (Kapselgewicht). Somit lassen sich für ein gewünschtes Gewicht yl oder für eine minimal geforderte
Standardabweichung die einzustellenden Prozessparameter ermitteln.
Nach der Auswahl eines möglichen Modells 88 werden die Modellparameter aO, al, a2, all, a22, e ermittelt. Hierbei nimmt die Steuereinrichtung 19 bei bestimmten Prozessparametern das jeweilige Gewicht yl auf. Besonders bevorzugt erfolgt die Aufnahme des Gewichts automatisch. So gibt es hierfür eine spezielle Wiegeeinrichtung 23 wie beispielhaft in Figur 1 gezeigt, die das Gewicht aufnimmt beispielsweise im Rahmen der In-Prozess-Kontrolle. Alternativ kann das verbiegen der Kapseln 12 auch durch eine separate Einheit oder durch Probenentnahme erfolgen. Eine automatische Aufzeichnung der
Steuereinrichtung 19 hinsichtlich der erfassten Werte des Gewichts vereinfacht die automatische Auswertung.
In gewissen Grenzen werden die Prozessparameter variiert und die
entsprechenden Messungen des Gewichts yl vorgenommen. So verändert zumindest ein Verstellantrieb 61-65 zumindest eine der Höhen hl bis h5 und/oder es wird zumindest ein Druck pl bis p5 beispielsweise über
entsprechende veränderte Druckvorgaben der Steuereinrichtung 19 verändert und/oder es wird zumindest die Produktbetthöhe 82, 84 verändert und/oder es wird zumindest die Drehzahl 40 der Dosierscheibe 16 verändert. Nach bekannten Modellalgorithmen werden auf Basis der verschiedenen Prozessparametersätze und zugehörigen Messwerte die Modellparameter ermittelt. So können beispielsweise zwischen 5, 10 und 20 Versuchsreihen gefahren werden. Es können auch sämtliche Prozessparameter bei unterschiedlichen Versuchsreihen gleichzeitig variiert werden.
Wenn sämtliche Prozessparameter des Modells 88 ermittelt sind, wird das gewünschte Zielgewicht eingegeben. Ebenso kann die angestrebte
Standardabweichung bzw. die Streuung und das Zielgewicht eingestellt werden. Anhand des erstellten Modells 88 werden nun für das konkrete Zielgewicht bestimmte Einstellungen für die Prozessparameter durch die Steuereinrichtung 19 ermittelt.
Die Regelung kann aus dem statistischen Modell 88 erfolgen. Neben der Steuerung ist eine neue Möglichkeit der Regelung des Prozesses entwickelt worden. So stimmt in der Praxis das ermittelte Modell 88 nicht exakt mit der Realität überein. Auch muss auf äußere Einflussgrößen bzw. Störgrößen, die nicht im Modell 88 vorhanden sind, reagiert werden. Dies erfolgt durch einen regelnden Eingriff in den Prozess. Bei einer automatisierten Inbetriebnahme kann auf das Modell 88 zurückgegriffen werden. Das Modell 88 ermöglicht es zu ermitteln, welcher Prozessparameter in diesen Betriebspunkt den größten Einfluss besitzt und in welchem Maß er geändert werden muss, um die
Abweichung auszugleichen. Das Modell 88 gibt an, welcher Prozessparameter welchen Einfluss besitzt und wie die Parameter beispielsweise eines Reglers einzustellen sind, um ein möglichst gutes Prozessergebnis zu erhalten. Ursprung dieses Modells 88 ist der automatisierte Inbetriebnahmeprozess. Voraussetzung für den automatisierten Inbetriebnahmeprozess ist die entsprechende Auslegung der Vorrichtung, um die Prozessparameter gezielt zu beeinflussen.
Die Prozessparameter lassen sich durch eine Bedienoberfläche beispielsweise hinsichtlich bestimmter Grenzen beeinflussen. Auch könnte der Bereich der Prozessparameter vorgegeben werden, in dem die Vorrichtung diese
Prozessparameter variieren soll. Die Vorrichtung führt die Versuche automatisch durch. Hierzu ist eine
Überwachungsfunktion in der Steuereinrichtung 19 hinterlegt, die sich der Messung der Übergabekraft, ermittelt durch den Kraftsensor 50, bedient. Diese Funktion unterbricht den aktuell eingestellten Versuch beispielsweise bei zu hohen Kräften und versucht, die Vorrichtung frei zu fahren (beispielsweise durch reduzierte Prozessparameter, geringerer Druck pl-p5, geringere Höhe hl-h5 der Stopfstempel 51-55 oder vergleichbare Maßnahmen. Falls dies nicht ausreicht, wird der Benutzer beispielsweise zum Eingreifen im Sinne einer Reinigung oder Ähnliches aufgefordert. Die Vorrichtung bzw. die Steuereinrichtung 19
entscheidet selbstständig, wann Proben gezogen werden: bei Untersuchung des Einflusses der Pulverbetthöhe 82, 84, ansonsten abhängig von der
vorgegebenen Pulverbetthöhe 82, 84, ansonsten nach einer gewissen Zeit (unter Umständen wählbar durch den Benutzer), oder einer gewissen Stabilität der Zielgröße (mittleres Gewicht, mittlere Standardabweichung). Der Probenzug erfolgt automatisch mit der in den Prozess eingebundenen Wiegestation 23 bzw. Wiegeeinrichtung oder mithilfe einer externen Waage. Das Gewicht wird automatisch erfasst und zur Erstellung des Modells 88 zugeführt. Die Daten der Versuche werden beispielsweise dem Polynom-Modell zugeführt zur Erstellung der entsprechenden Parameter des Modells 88. Diese Modellierung (Regression) erfolgt entweder automatisch oder mit Unterstützung des Benutzers. So könnte der Benutzer beispielsweise bestimmte Versuche ausklammern, die dann nicht für die Modellierung verwendet werden. Außerdem könnten die ermittelten Daten transformiert werden.
Nachdem nun das Modell 88 erstellt ist, kann sich der Benutzer nun die Einflüsse der Prozessparameter und ihre Wechselwirkungen anzeigen lassen. Ist der Benutzer mit dem Modell 88 zufrieden, kann das Modell 88 die
Prozessparameter ermitteln. Die so ermittelten Prozessparameter können zur Verifizierung einem erneuten Versuch zu Grunde liegen. Optional könnte durch Ferndiagnose auf die Steuereinrichtung 19 zugegriffen werden, in der die Datenerfassung und die Erstellung des Modells 88 angesiedelt sein kann, erfolgen.
Die Vorrichtung zum Dosieren eines Produkts wird insbesondere in der
Verpackungstechnik, insbesondere bei Kapselfüllmaschinen eingesetzt.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Dosieren eines Produkts in Kapseln (12) oder dergleichen, umfassend zumindest eine Dosierscheibe (36), die Dosieröffnungen (38) aufweist, zumindest zwei Befüllstationen (41-45), denen Gruppen von Dosieröffnung (38) zugeordnet sind, wobei die Befüllstationen (41-45) jeweils zumindest einen Stopfstempel (51-55) umfassen, wobei der Stopfstempel (51-55) mit einer gewissen Höhe (hl-h5) in die Dosieröffnung (38) zur Verdichtung des Produkts (17) eintauchen kann, mit zumindest einem Druckmittel (71) zur Erzeugung eines veränderbaren Drucks (pl-p5), mit dem der jeweilige Stopfstempel (51-55) in die Dosieröffnung (38) einfedert, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Verstellmittel, insbesondere ein Verstellantrieb (61-65), vorgesehen ist, um die Höhe (hl bis h5) für jeden der beiden Stopfstempel (51-55) unabhängig voneinander zu verstellen.
2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor (78, 80) vorgesehen ist zur Erfassung zumindest einer Produktbetthöhe (82, 84) des auf der
Dosierscheibe (36) angeordneten Produkts und/oder dass zumindest eine Produktzuführung (76) vorgesehen ist zur Zuführung des Produkts zu der Dosierscheibe (36) zur Erreichung einer bestimmten Produktbetthöhe (82, 84).
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest eine Steuereinrichtung (19) vorgesehen ist zur Vorgabe unterschiedlicher Höhen (hl bis h5) und/oder unterschiedlicher Drücke (pl bis p5) und/oder unterschiedlicher Produktbetthöhen (82, 84) und/oder unterschiedlicher Drehzahlen (40) zumindest eines Antriebs (35) der Dosierscheibe (36) als mögliche zu beeinflussende Prozessparameter.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest eine Wiegeeinrichtung (23) vorgesehen ist zur Ermittlung des Gewichts des in die Kapseln (12) eindosierten Produkts.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) für die unterschiedlichen Einstellungen der Prozessparameter das jeweilige Gewicht des in die Kapsel (12) eindosierten Produkts erfasst.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Einstellungen der Prozessparameter und dem jeweiligen Gewicht des in die Kapsel (12) eindosierten Produkts ein Modell (88) erstellt, in dem der Zusammenhang zwischen zumindest einem Prozessparameter und dem Gewicht und/oder der Standardabweichung des dosierten Produkts (17) abgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) in Abhängigkeit von dem Modell (88) zumindest eine Einstellung zumindest eines Prozessparameters auswählt in Abhängigkeit von einem gewünschten Gewicht und/oder einer gewünschten Standardabweichung eines gewünschten Gewichts des dosierten Produkts (17).
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) als Prozessparameter zumindest die Höhe (hl bis h5) und den Druck (pl bis p5) verändert zur Erstellung des Modells (88).
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor (60, 78, 80, 90) zur Erfassung zumindest eines Prozessparameters vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Druckmittel (71) zumindest ein Druckregelelement (57) und/oder zumindest eine Druckkammer (59) und/oder zumindest einen Kolben (58) umfasst.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) zumindest die Produktzuführung (76) ansteuert zur Erreichung einer konstanten
Produktbetthöhe (82,84).
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Kraftsensor (50) vorgesehen ist am
Übergabestempel (47), wobei der Übergabestempel (40) zur Überführung des in einer Dosieröffnung (38) befindlichen Produkts (17) in mindestens ein Unterteil (15) der Kapsel (12) vorgesehen ist.
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