Die Erfindung betrifft eine Stopfstempelstation zum Befüllen von Kapseln mit Füllmaterial in einer Kapselfüllmaschine, umfassend eine drehend antreibbare Dosierscheibe, die mindestens eine Gruppe von Bohrungen umfasst, eine Fülleinrichtung zum Befüllen der Bohrungen mit dem Füllmaterial, mindestens eine Gruppe von Stopfstempeln und eine Gruppe von Ausstoßstempeln, wobei die Stopfstempel und die Ausstoßstempel an einem vertikal verfahrbaren Stempelträger gehalten sind, wobei durch vertikales Verfahren des Stempelträgers die Stopfstempel zum Verpressen des Füllmaterials in die Bohrungen und die Ausstoßstempel zum Ausstoßen von durch die Stopfstempel in den Bohrungen erzeugten Presslingen in die Bohrungen einfahren können. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Füllen von Kapseln mit Füllmaterial in einer Stopfstempelstation einer Kapselfüllmaschine.
Derartige Stopfstempelstationen kommen in Kapselfüllmaschinen zum Einsatz, die als sogenannte Rundläufermaschinen ausgebildet sind. Sie besitzen auf dem Umfang verteilt verschiedene Prozessstationen, insbesondere eine Zuführstation und Trennstation zum Trennen der Kapselhälften, eine oder mehrere Dosierstationen, eine Schließstation zum Schließen der Kapselhälften, ein oder mehrere Auswurfstationen und gegebenenfalls eine oder mehrere Leerstationen. Als Dosierstationen kommen beispielsweise Stopfstempelstationen zum Einsatz, die geeignet sind, Füllmaterial zu dosieren und in Kapseln zu übergeben.
Die Bohrungen von Stopfstempelstationen sind in Durchmesser und Abstand zueinander an die in einem Kapselhalter der Kapselfüllmaschine gehaltenen zu befüllenden Kapseln angepasst. Die Stopfstempelstation umfasst weiterhin beispielsweise 5 Gruppen von Stopfstempeln und eine Gruppe von Ausstoßstempeln. An fünf der Gruppen von Stopfstempeln werden aus Füllmaterial stufenweise Presslinge in den Bohrungen erzeugt. Die Gruppe von Ausstoßstempeln stößt die Presslinge aus den Bohrungen aus und übergibt die Presslinge so in die in den Kapselhaltern gehaltenen Kapselunterteile.
Die Dosierscheibe wird üblicherweise über ein Schrittschaltgetriebe taktweise angetrieben, so dass die einzelnen Gruppen von Bohrungen nacheinander die Gruppen von Stopfstempeln und die Gruppe von Ausstoßstempeln anfahren. Jeder Takt ist aufgeteilt in eine Rast- und Schaltzeit. Die Rastzeit ist die Stillstandzeit, in der die Dosierscheibe steht und in die Presslinge gebildet bzw. ausgestoßen werden. Die Schaltzeit ist die Bewegungszeit der Dosierscheibe, in der sich die Dosierscheibe um ihre Achse dreht und jede Gruppe von Bohrungen weiter taktet zu der nächsten Gruppe von Stempeln. Das Verhältnis zwischen Schalt- und Rastzeit wird im Zuge der Auslegung des Schuttschaltgetriebes festgelegt und ist danach nicht mehr veränderlich.
Darüber hinaus besitzen derartige Stopfstempelstationen eine Hubeinrichtung, welche die Stopfstempel und die Ausstoßstempel trägt und sich entsprechend der getakteten Bewegung der Dosierscheibe vertikal auf und ab bewegt. Die Hubeinrichtung wird in der Regel über eine mechanische Kurve angetrieben, wobei die Hublänge bei der Auslegung der Stopfstempelstation einmalig festgelegt wird und ebenfalls nicht mehr verstellbar ist. Durch unterschiedliche Befestigungshöhen der Gruppen von Stopfstempeln an der Hubeinrichtung werden die Presslinge stufenweise aufgebaut. Um eine Synchronität zwischen der Drehung der Dosierscheibe und der Bewegung der Hubeinrichtung zu gewährleisten, sind die beiden Antriebsstränge mechanisch gekoppelt und werden durch einen gemeinsamen Antrieb angetrieben. Während die Dosierscheibe in ihrer Schaltzeit ist und sich beispielsweise bei sechs Gruppen von Bohrungen um 60° weiter dreht, beginnen die Stopfstempel bereits ihre vertikale Abwärtsbewegung. Sie erreichen die Bohrungen der Dosierscheibe und gegebenenfalls ein Pulverbett aus Füllmaterial erst, wenn die Dosierscheibe ihre Position für die Rastzeit bereits erreicht hat. Nach dem Pressvorgang fahren die Stempel wieder in ihre Ausgangslage zurück, wobei die Dosierscheibe bereits beginnt sich weiterzudrehen, bevor die Stempel ihre oberste Stellung erreicht haben.
Aufgrund der Verwendung von Schuttschaltgetrieben für die Dosierscheibe ist das Verhältnis zwischen Rast- und Schaltzeiten starr. Muss aus Produktionsgründen die Rastzeit verlängert werden, beispielsweise durch die Notwenigkeit einer längeren Füllzeit in Folge schlecht fließenden Füllmaterials, oder muss die Schaltzeit verlängert werden, beispielsweise da sich anderenfalls auf der Dosierscheibe kein gleichmäßiges Bett aus Füllmaterial bildet, wird automatisch die jeweils andere Zeit ebenfalls verlängert. Dadurch wird die gesamte Zykluszeit aus Rasten und Drehen der Dosierscheibe in unnötiger Weise stärker verlängert als erforderlich.
Durch die Kopplung der Antriebsstränge für die Drehung der Dosierscheibe und die Hubbewegung der Stempel sind darüber hinaus die Bewegungsabläufe der Dosierscheibe und der Stempel abhängig voneinander. Muss eine dieser Bewegungen verlangsamt werden, wird automatisch auch die andere Bewegung verlangsamt. Beispielsweise kann es erforderlich sein, dass die Stopfstempel langsamer in das Pulverbett und die Bohrungen eintauchen. Durch die darüber hinaus vorgesehenen mechanischen Kurven wird ein fester Hub der Stopfstempel vorgegeben. Nur durch eine Veränderung der Befestigungshöhe der Stopfstempel bzw. der Presskraft kann auf die Presslingshöhe und damit die Dichte und Masse der hergestellten Presslinge eingewirkt werden. Dies wird im Stand der Technik durch eine separat einstellbare Befestigungshöhe der Stopfstempel bzw. durch veränderliche Federkennlinien (pneumatisch oder mechanisch) realisiert. Dazu werden im Stand der Technik teilweise einzelne Antriebe vorgesehen. Dies ist nachteilig und konstruktiv aufwendig.
Eine weitere Stopfstempelstation ist bekannt aus
Aus
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stopfstempelstation und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen in konstruktiv einfacher Weise Presslinge hoher Qualität hergestellt werden können. Mit dem Verfahren soll eine hohe Flexibilität auch bei Versuchspressungen in der Galenik erreicht werden.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Für eine Stopfstempelstation der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass erste Antriebsmittel zum schrittweisen Drehen der Dosierscheibe entlang der mindestens einen Gruppe von Stopfstempeln und der Gruppe von Ausstoßstempeln und zweite Antriebsmittel zum vertikalen Verfahren des Stempelträgers vorgesehen sind, wobei die zweiten Antriebsmittel mindestens zwei auf den Stempelträger wirkende Spindeltriebe mit jeweils einer Spindelmutter und jeweils einer in der Spindelmutter geführten vertikalen Antriebsspindel umfassen, und wobei die zweiten Antriebsmittel mindestens zwei Antriebsmotoren umfassen, die jeweils einen der Spindeltriebe zum vertikalen Verfahren des Stempelträgers antreiben.
Die drehend angetriebene Dosierscheibe kann mehrere Gruppen von Bohrungen besitzen, die durch Drehen der Dosierscheibe sukzessive entlang der Gruppen von Stopfstempeln und Ausstoßstempeln geführt werden. Es können auch mehrere Gruppen von Stopfstempeln vorgesehen sein, die von den Bohrungen nacheinander durchfahren werden. Es können beispielsweise fünf Gruppen von Stopfstempeln vorgesehen sein, und eine Gruppe von Ausstoßstempeln. In diesem Fall können entlang des Umfangs der Dosierscheibe beispielsweise sechs Gruppen von Bohrungen verteilt angeordnet sein. Die Bohrungen sind hinsichtlich ihres Durchmessers und ihrer Anordnung zueinander, insbesondere ihres Abstands zueinander, an die in einer mit der Stopfstempelstation ausgestatteten Kapselfüllmaschine zu befüllenden und in einem Kapselhalter befindlichen Kapseln angepasst. Die Stopfstempel fahren jeweils durch vertikale Bewegung in die entsprechend ausgerichteten Bohrungen ein und verpressen in den Bohrungen befindliches beispielsweise pulverförmiges Füllmaterial zu Presslingen. Die Bohrungen werden überwiegend durch die Schwerkraft mit dem Füllmaterial befüllt. Darüber hinaus können die Stopfstempel im Zuge ihrer Abwärtsbewegung Füllmaterial in die Bohrungen fördern, welches beispielsweise auf der Dosierscheibe liegt. Die Stopfstempel verfestigen dieses Füllmaterial dann in den Bohrungen. Insbesondere wenn mehrere Gruppen von Stopfstempeln vorgesehen sind, die von den Bohrungen sukzessive nacheinander angefahren werden, werden die Presslinge stufenweise erzeugt. Die Gruppen von Stopfstempeln können dazu in unterschiedlicher Höhe an dem Träger angeordnet sein oder die Stopfstempel unterschiedlicher Gruppen können eine unterschiedliche Länge besitzen. Der Durchmesser der Bohrungen und die Höhe der Dosierscheibe ergeben die Größe der hergestellten Presslinge und somit die zu dosierende Menge an Füllmaterial. Von den Ausstoßstempeln werden die Presslinge aus den Bohrungen ausgestoßen und in die dazu üblicherweise mit ihrem Kapselhalter unterhalb der Bohrungen angeordneten Kapselunterteile übergeben. Die Bohrungen sind an ihrer Unterseite geschlossen, wenn die Stopfstempel in die Bohrungen einfahren und an ihrer Unterseite offen, wenn die Ausstoßstempel in die Bohrungen einfahren. Das Verschließen der Bohrungen im Bereich der Stopfstempel kann beispielsweise durch eine Stopfscheibe erfolgen. Sie bildet ein Gegenlager für die Stopfstempel zum Verpressen des Füllmaterials zu Presslingen. Die Dosierscheibe wird im Zuge der Herstellung und Übergabe der Presslinge taktweise gedreht, wobei sie abwechselnd Stillstandzeiten (Rastzeiten) und Bewegungszeiten (Schaltzeiten) durchläuft.
Bei der erfindungsgemäßen Stopfstempelstation sind separate Antriebsmittel zum schrittweisen Drehen der Dosierscheibe einerseits und zum vertikalen Verfahren des Stempelträgers andererseits vorgesehen. Die den Stempelträger vertikal verfahrenden zweiten Antriebsmittel weisen mindestens zwei Spindeltriebe mit vertikalen Antriebsspindeln auf, die mit einem zumindest über einen Abschnitt ihrer Länge ausgebildeten Außengewinde in einem Innengewinde einer Spindelmutter geführt sind. Weiterhin besitzen die zweiten Antriebsmittel mindestens zwei Antriebsmotoren, von denen jeweils einer einen der Spindeltriebe, insbesondere die Spindelmuttern oder die Antriebsspindeln drehend antreibt. Dadurch werden die Antriebsspindeln oder die Spindelmuttern in Vertikahichtung bewegt und bewegen somit den Stempelträger und mit ihm die Stopfstempel und Ausstoßstempel in vertikaler Richtung auf und ab.
Die Antriebsstränge für die Dosierscheibe einerseits und die Stopfstempel bzw. Ausstoßstempel andererseits sind also getrennt. Außerdem ist es durch Auswahl eines geeigneten Antriebs für die ersten Antriebsmittel möglich, das Verhältnis zwischen Stillstandzeiten und Bewegungszeiten der Dosierscheibe, also der Rastzeit und der Schaltzeit, variabel einzustellen. Hierzu kann eine geeignete Steuereinrichtung vorgesehen sein. Auch ist es hierdurch möglich, die Drehgeschwindigkeit der Dosierscheibe, den Drehweg sowie die Drehrichtung variabel einzustellen. Darüber hinaus können aufgrund der separaten zweiten Antriebsmittel für den Stempelträger der Hubweg und die Hubgeschwindigkeit des Stempelträgers und damit der Stopf- und Ausstoßstempel variabel eingestellt werden. Dies kann ebenfalls durch die Steuereinrichtung erfolgen. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Spindeltriebe zeichnen sich durch einen geringen konstruktiven Aufwand aus und sind präzise synchron ansteuerbar. Das Vorsehen zweier Spindeltriebe für den Stempelträger stellt daher kein Problem hinsichtlich der Synchronität dar. Darüber hinaus können derartige Spindeltriebe sehr hohe Presskräfte übertragen.
Wie bereits erwähnt, ist es durch eine variable Einstellung der Hublänge der Stopfstempel möglich, die Presskraft der Stopfstempel zu verändern, ohne hierfür separate Einstellmöglichkeiten, beispielsweise separate Antriebe, vorsehen zu müssen. Dabei werden sämtliche Gruppen von Stopfstempeln in gleicher Weise eingestellt, was zu gleichbleibend homogenen Presslingen führt. Durch die separat ausgebildeten zweiten Antriebsmittel können auch variable Presskraftverläufe eingestellt werden. Während im Stand der Technik die Eintauchgeschwindigkeit und die Dauer der maximalen Presskraft über eine entsprechende Kurve mechanisch unveränderlich eingestellt ist, können durch die Steuereinrichtung unterschiedliche Presskraftverläufe realisiert werden. Dies kann zum Beispiel für eine geeignete Verlängerung der Druckhaltezeit genutzt werden, ohne die Schaltzeit der Dosierscheibe unerwünscht zu beeinflussen. Es ergibt sich ein größeres Verarbeitungsfenster für verschiedene Produkte.
Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Füllen von Kapseln mit Füllmaterial in einer Stopfstempelstation einer Kapselfüllmaschine, wobei die Stopfstempelstation eine drehend antreibbare Dosierscheibe mit mindestens einer Gruppe von Bohrungen umfasst, weiterhin eine Fülleinrichtung zum Befüllen der Bohrungen mit dem Füllmaterial, mindestens eine Gruppe von Stopfstempeln und eine Gruppe von Ausstoßstempeln, wobei die Stopfstempel und die Ausstoßstempel vertikal verfahrbar sind, und wobei die Stopfstempelstation erste Antriebsmittel zum schrittweisen Drehen der Dosierscheibe entlang der mindestens einen Gruppe von Stopfstempeln und der Gruppe von Ausstoßstempeln und zweite Antriebsmittel zum vertikalen Verfahren zumindest der mindestens einen Gruppe von Stopfstempeln aufweist, wobei das Verfahren durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
Die Stopfstempel, vorzugsweise die Stopfstempel und die Ausstoßstempel, können dabei an einem vertikal verfahrbaren Stempelträger gehalten sein, der durch die zweiten Antriebsmittel vertikal verfahren wird. Die Druckhaltezeit der Stopfstempel in den Bohrungen ist definiert als die Zeit, in der bei einem Pressvorgang durch die Stopfstempel die maximale Presskraft wirkt. Diese Druckhaltezeit kann durch eine geeignete Steuerung der ersten und/oder zweiten Antriebsmittel gezielt eingestellt werden. Beispielsweise können die Stopfstempel durch die zweiten Antriebsmittel schneller in die Bohrungen eingefahren und/oder aus den Bohrungen ausgefahren werden und damit ohne Veränderung der Taktzeiten der Dosierscheibe die Druckhaltezeit verlängert werden. Auch ist es möglich, bei gleichbleibender Eintauch- und Ausfahrgeschwindigkeit der Stopfstempel durch eine Veränderung der Taktzeiten der Dosierscheibe die Druckhaltezeit zu verändern. Auf diese Weise kann durch die separaten ersten und zweiten Antriebsmittel die Druckhaltezeit bei einem Wechsel des Füllprozesses, beispielsweise einem Wechsel des zu verpressenden Füllmaterials, verändert und damit individuell an die jeweiligen Prozessbedingungen angepasst werden. Die Qualität der in der Stopfstempelstation erzeugten Presslinge kann dadurch erhöht werden.
Durch die separaten ersten und zweiten Antriebsmittel ist es weiterhin möglich, die Stopfstempelstation nach dem Produktionsende in einfacher Weise leer zu fahren. Hierzu kann die Hubbewegung des Stempelträgers deaktiviert werden und die Dosierscheibe kann zum Beispiel zu dauerhaftem Drehen angetrieben werden, so dass sich noch in der Stopfstempelstation befindliches beispielsweise pulverförmiges Füllmaterial abgefördert und aufgefangen werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Stopfstempelstation Wegmess- und/oder Presskraftsensoren aufweist, mit denen der im Zuge der Herstellung der Presslinge zurückgelegte Weg des Trägers bzw. der Stopf- und/oder Ausstoßstempel und/oder die im Zuge der Herstellung der Presslinge auftretenden Presskräfte gemessen werden. Die Messergebnisse können an die Steuereinrichtung gegeben werden und diese kann eine geeignete Regelung auf vorgegebene Weglängen und/oder Presskräfte durchführen. So können beispielsweise bestimmte Presskräfte vorgegeben werden, wodurch wiederum die Masse und Dichte der hergestellten Presslinge definiert wird.
Der Stempelträger kann gemäß einer besonders praxisgemäßen Ausgestaltung eine Trägerplatte oder Trägerbrücke sein, wobei bei Vorsehen von zwei Spindeltrieben die Spindeltriebe, insbesondere die Antriebsspindeln oder die Spindelmuttern, an gegenüberliegenden Enden der Trägerplatte oder Trägerbrücke befestigt sind. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Krafterzeugung erreicht.
Die Spindeltriebe können jeweils eine an dem Stempelträger befestigte vertikale Antriebsspindel umfassen, wobei die Antriebsspindeln jeweils in einer drehbar und axial fest gelagerten Spindelmutter geführt sind, wobei die mindestens zwei Antriebsmotoren jeweils eine der Spindelmuttern zum vertikalen Verfahren des Stempelträgers drehend antreiben. In diesem Fall werden durch die Drehung der axial festen Spindelmuttern also die Antriebsspindeln und mit ihnen der Stempelträger vertikal verfahren.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können die Spindeltriebe jeweils eine drehbar und axial fest gelagerte vertikale Antriebsspindel umfassen, wobei die Antriebsspindeln jeweils in einer an dem Stempelträger befestigten Spindelmutter drehbar geführt sind, wobei die mindestens zwei Antriebsmotoren jeweils eine der Antriebsspindeln zum vertikalen Verfahren des Stempelträgers drehend antreiben. In diesem Fall werden durch die Drehung der axial festen Antriebsspindeln also die Spindelmuttern und mit ihnen der Stempelträger vertikal verfahren.
Die Antriebsmotoren der zweiten Antriebsmittel können elektrische Motoren sein. Die axial fest angeordneten Spindelmuttern bzw. Antriebsspindeln können dann jeweils an den Rotoren der Antriebsmotoren der zweiten Antriebsmittel befestigt sein und mit diesen gedreht werden. Es kann sich insbesondere um Direktantriebe handeln. Als elektrische Motoren kommen vorzugsweise Servomotoren oder Torque-Motoren in Frage. Diese sind besonders gut und flexibel steuerbar.
Nach einer weiteren Ausgestaltung können die axial fest angeordneten Spindelmuttern bzw. Antriebsspindeln jeweils in einem Sackloch der Antriebsmotoren angeordnet sein. Beispielswiese wenn die Spindelmuttern axial fest in dem Sachloch angeordnet sind, können die Antriebsspindeln in Axialrichtung begrenzt durch das Ende des Sacklochs in diesem verfahren, so dass eine vergrößerte Hublänge für die Stopf- und Ausstoßstempel zur Verfügung stehen. Zur weiteren Vergrößerung der Hublänge kann vorgesehen sein, dass die Antriebsmotoren der zweiten Antriebsmittel jeweils Hohlwellenmotoren sind, wobei die axial fest angeordneten Spindelmuttern jeweils in den Hohlwellen der Antriebsmotoren angeordnet sind. Insbesondere können die Rotoren der Antriebsmotoren als Hohlwellenrotoren ausgebildet sein. Es ist bei dieser Ausgestaltung eine im Wesentlichen unbegrenzte Hublänge für die Stopf- und Ausstoßstempel möglich, indem insbesondere die Antriebsspindeln axial in der Hohlwelle verfahren.
Die ersten Antriebsmittel können einen Servomotor umfassen. Weiterhin kann es sich bei den ersten Antriebsmitteln um einen Direktantrieb handeln, beispielsweise einen Torque-Motor. Durch derartige Antriebe ist ein flexibles Verfahren der Dosierscheibe besonders gut steuerbar.
Die Fülleinrichtung kann durch eine die Dosierscheibe zumindest teilweise überdeckende Füllwanne gebildet sein, in der sich das in die Bohrungen zu füllende Füllmaterial befindet. Die Dosierscheibe dreht sich unter dieser Füllwanne. Sie überdeckt die Dosierscheibe insbesondere derart, dass die Bohrungen bei ihrer Drehung vor dem Erreichen jeder Gruppe von Stopfstempeln unter der Füllwanne hindurchlaufen und sich insbesondere im Bereich jeder Gruppe von Stopfstempeln noch unterhalb der Füllwanne befinden. Die Stopfstempel treten dann durch das in der Füllwanne befindliche Füllmaterial hindurch in die Bohrungen ein, fördern dabei durch Schwerkraft noch nicht in die Bohrungen gefallenes Füllmaterial in die Bohrungen und verpressen das Füllmaterial dann in den Bohrungen.
Wie bereits erwähnt, kann die Dosierscheibe mindestens zwei Gruppen von Bohrungen umfassen. Weiterhin kann die Dosierscheibe n Gruppen von Bohrungen umfassen, wobei n eine natürliche Zahl größer als 2 ist. An dem Stempelträger sind dann n-1 Gruppen von Stopfstempeln gehalten. Es können beispielsweise sechs Gruppen von Bohrungen und entsprechend fünf Gruppen von Stopfstempeln und eine Gruppe von Ausstoßstempeln vorgesehen sein.
Die Erfindung betrifft auch eine Kapselfüllmaschine 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 Gruppe von Kapselaufnahmen für jeweils eine Kapsel aufweisen, weiter umfassend einen Förderradantrieb, mit dem das Förderrad taktweise gedreht werden kann, 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 erfindungsgemäße Stopfstempelstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 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. Eine oder mehrere Prozessstationen können dabei zu einer gemeinsamen Prozessstation integriert sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Stopfstempel jeweils im Zuge des Einfahrens in die Bohrungen noch nicht durch Schwerkraft in die Bohrungen gelangtes Füllmaterial in die Bohrungen fördern, so dass die Dosierscheibe zwischen den einzelnen Pressvorgängen nicht zwingend gedreht werden muss. Je nach Fließeigenschaft des jeweiligen Materials kann es aber erforderlich sein, die Dosierscheibe zwischen zwei Pressvorgängen zu drehen (beispielsweise um 360°), damit das Pulverbett wieder gleichmäßig geschlossen ist. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Dosierscheibe nach jedem Pressvorgang und vor dem nächsten Pressvorgang mittels der ersten Antriebsmittel in eine erste Drehrichtung und/oder in eine zweite Drehrichtung gedreht wird bis sie erneut die Drehposition einnimmt, in der die Bohrungen zu den Stopfstempeln ausgerichtet sind. Das Drehen der Dosierscheibe in die zu den Stopfstempeln bzw. Ausstoßstempeln ausgerichtete Position der Bohrungen und das anschließende Weiterdrehen sowie das vertikale Verfahren der Stopfstempel bzw. Ausstoßstempel kann dabei zeitlich versetzt zueinander oder zeitlich zumindest teilweise parallel zueinander erfolgen, wie oben grundsätzlich erläutert.
Insbesondere wenn mindestens zwei Gruppen von Bohrungen in der Dosierscheibe vorgesehen sind, kann das Verfahren der Ausstoßstempel in die Bohrungen und aus den Bohrungen durch die zweiten Antriebsmittel erfolgen, also gemeinsam mit den Stopfstempeln. Wie erwähnt, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch insbesondere auch eine Dosierscheibe eingesetzt werden, die nur eine Gruppe von Bohrungen besitzt. In diesem Fall kann das Verfahren der Ausstoßstempel in die Bohrungen und aus den Bohrungen durch dritte Antriebsmittel erfolgen, mittels der die Ausstoßstempel unabhängig von den Stopfstempeln verfahrbar sind.
Insbesondere wenn nur eine Gruppe von Bohrungen vorgesehen ist, ist das Vorsehen separater Antriebsmittel für die Ausstoßstempel erforderlich, damit diese während des Erzeugens von Presslingen in den Bohrungen durch die Stopfstempel nicht gemeinsam mit den Stopfstempeln gegen die geschlossene Dosierscheibe verfahren. Es ist durch die separaten dritten Antriebsmittel also insbesondere möglich, dass die Ausstoßstempel bei einem vertikalen Einfahren der Stopfstempel in die Bohrungen nicht mit diesen verfahren. Bei Vorsehen separater dritter Antriebsmittel für die Ausstoßstempel wird außerdem der Hub der Ausstoßstempel in vorteilhafter Weise nicht durch den Hub der Stopfstempel beeinflusst.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer erfindungsgemäßen Stopfstempelstation bzw. einer erfindungsgemäßen Kapselfüllmaschine durchgeführt werden. Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass die Stopfstempel und die Ausstoßstempel nicht an einem Stempelträger angeordnet sind. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Stopfstempelstation mit nur einer Gruppe von Bohrungen können die dritten Antriebsmittel für das separate Verfahren an dem Stempelträger angeordnet sein, so dass die Ausstoßstempel trotz gemeinsamer Anordnung an dem Stempelträger getrennt von den Stopfstempeln verfahrbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. Die in den Figuren gezeigte Stopfstempelstation ist als Teil einer Kapselfüllmaschine zum Befüllen von beispielsweise Hartgelatinekapseln mit einem beispielsweise pulverförmigen Füllmaterial vorgesehen. Die Kapseln bestehen in der Regel aus einem Kapseloberteil und einem Kapselunterteil. Die Kapselfüllmaschine umfasst ein Förderrad, an dessen Umfang eine Mehrzahl von Kapselhaltern vorgesehen ist, die jeweils eine Gruppe von Kapselaufnahmen aufweisen, in denen jeweils eine Kapsel bzw. ein Kapselunterteil gehalten ist. Weiterhin umfasst die Kapselfüllmaschine einen Förderradantrieb, mit dem das Förderrad taktweise gedreht werden kann, so dass sich die Kapselhalter taktweise entlang einer Förderbahn bewegen. Darüber hinaus umfasst die Kapselfüllmaschine eine Mehrzahl von entlang der Förderbahn angeordneten Prozessstationen, unter anderem 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, die in den Figuren gezeigte Stopfstempelstation, mindestens eine Schließstation zum Schließen der befüllten Kapseln durch Verbinden der Kapseloberteile mit den Kapselunterteilen und mindestens einer Auswurfstation zum Auswerfen der befüllten Kapseln.
Die in den Figuren dargestellte Stopfstempelstation besitzt eine Dosierscheibe 10, die entlang ihres Umfangs gleichmäßig verteilt mehrere Gruppen von Bohrungen 12 aufweist. Über einen Flansch 14 ist eine Antriebswelle 16 mit der Dosierscheibe 10 verbunden, die von einem ersten Antriebsmotor 18, beispielsweise einem Servomotor oder Torque-Motor, um die Drehachse 20 drehend antreibbar ist. Mit der Antriebswelle 16 wird die Dosierscheibe 10 ebenfalls gedreht. Auf einer mit der Dosierscheibe nicht mitdrehenden Halteplatte 22 ist ein Sockel 24 angeordnet, der eine Stopfscheibe 26 trägt. Die Stopfscheibe 26 schließt die Bohrungen 12 im Bereich von Stopfstempeln 28 nach unten ab und bildet ein Gegenlager für die Stopfstempel 28. Die Stopfstempel 28 sind über Federn 30 an einem platten- bzw. brückenförmigen Stempelträger 32 befestigt. An gegenüberliegenden Enden des Stempelträgers 32 sind in dem gezeigten Beispiel Antriebsspindeln 34 befestigt. Die Antriebsspindeln 34 sind in Führungen 36 axial verschieblich aufgenommen und befinden sich mit einem Außengewinde in Eingriff mit Spindelmuttern 38. Die Spindelmuttern 38 sind in dem gezeigten Beispiel jeweils an dem als Hohlwelle ausgebildeten Rotor eines Hohlwellenmotors 40 axial fest angeordnet und mit dem Rotor des Hohlwellenmotors 40 drehbar. Wie in
In
Im Betrieb wird die Dosierscheibe 10 über den Antriebsmotor 18 schrittweise gedreht, wobei die Gruppen von Bohrungen 12 jeweils mit einer Gruppe von Stopfstempeln 28 beziehungsweise der Gruppe von Ausstoßstempeln 44 ausgerichtet werden. Über die Hohlwellenmotoren 40 werden dabei die Spindelmuttern gedreht und dadurch die Antriebsspindeln 34 und somit der Stempelträger 32 mit den Stopfstempeln 28 und den Ausstoßstempeln 44 in vertikaler Richtung derart verfahren, dass die Stopfstempel 28 in den Bohrungen 12 sukzessive Presslinge aus dem in der Füllwanne 42 befindlichen pulverförmigen Füllmaterial bilden. Die Bohrungen 12, die mit den Ausstoßstempeln 44 ausgerichtet sind, sind wie erwähnt an ihrer Unterseite offen. Dadurch können die Ausstoßstempel 44 die in den Bohrungen 12 erzeugten Presslinge nach unten ausstoßen in dazu ausgerichtete Kapselunterteile, die sich in Kapselhaltern der Kapselfüllmaschine befinden. Das Verfahren der Stopfstempel 28 nach unten und in die Bohrungen 12 hinein ist in den
Es ist darüber hinaus eine in den Figuren nicht gezeigte Steuereinrichtung vorgesehen, die den Antriebsmotor 18 einerseits und die Hohlwellenmotoren 40 andererseits in geeigneter Weise koordiniert zueinander ansteuert. Aufgrund der Trennung der Antriebsmittel für die Dosierscheibe 10 einerseits und dem Stempelträger 32 mit den Stopfstempeln 28 und den Ausstoßstempeln 44 andererseits ist es möglich, die Schalt- und Rastzeiten variabel einzustellen. Auch ist es möglich, die Hublänge des Stempelträgers 32 und damit der Stopfstempel 28 und der Ausstoßstempel 44 zu verändern. Es können weiterhin geeignete Sensoren vorgesehen sein, mit denen beispielsweise die Presskraft im Bereich der Stopfstempel 28 gemessen wird. Die Messergebnisse können der Steuereinrichtung zugeführt werden und die Steuereinrichtung kann geeignete Regelkreise ausführen, um vorgegebene Presskräfte einzuhalten.
Obgleich in den Figuren eine Stopfstempelstation dargestellt ist mit mehreren Gruppen von Stopfstempeln 28, ist auch eine Ausgestaltung möglich, bei der nur eine Gruppe von Stopfstempeln 28 und eine Gruppe von Ausstoßstempeln 44 vorgesehen ist. Es ist dann möglich, dass die Dosierscheibe 10 derart durch den Antriebsmotor 18 gedreht wird, dass die gegebenenfalls einzige in der Dosierscheibe 10 ausgebildete Gruppe von Bohrungen 12 in Ausrichtung mit den Stopfstempeln 28 ist. Die Stopfstempel 28 können dann angesteuert durch die Hohlwellenmotoren 40 mehrfach nacheinander vertikal in die Bohrungen 12 einfahren und wieder herausfahren, so dass in mehreren Pressvorgängen sukzessive ein Pressling in jeder Bohrung 12 erzeugt wird. Anschließend kann die Dosierscheibe 10 derart weitergedreht werden, dass die Gruppe von Bohrungen 12 mit der Gruppe von Ausstoßstempeln 44 ausgerichtet ist und die Ausstoßstempel 44 können in der oben erläuterten Weise die in den Bohrungen 12 hergestellten Presslinge in Kapselunterteile ausstoßen. In diesem Fall sind nicht dargestellte dritte Antriebsmittel vorgesehen, mit denen die Ausstoßstempel unabhängig von den Stopfstempeln verfahrbar sind. Diese Verfahrensweise bietet sich insbesondere im Bereich der Galenik an. Es können besonders kompakt bauende Laborstopfstempelstationen eingesetzt werden.
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