充填冲模工位和在充填冲模工位中充填胶囊的方法
【专利说明】充填冲模工位和在充填冲模工位中充填胶囊的方法
[0001]本发明涉及在胶囊充填机中用于给胶囊充填物料的充填冲模工位，其包括一个可转动驱动的计量盘，所述计量盘包括至少一组孔，一个用于给所述孔充填物料的充填装置，至少一组充填冲模和一组出料冲模，其中充填冲模和出料冲模支撑在一个可竖直移动的凸模夹持器上，其中通过凸模夹持器的竖直移动充填冲模能够进入孔内将物料压实并且出料冲模也能够进入孔内将由充填冲模在孔内制造的压制品顶出。本发明此外还涉及在胶囊充填机的充填冲模工位中给胶囊充填物料的方法。
[0002]这些充填冲模工位使用在形成为所谓的回转式机器的胶囊充填机中。其拥有在圆周上分布的不同的处理工位，尤其是一个送料工位和用于使半胶囊体分离的分离工位，一个或多个计量工位，一个用于将半胶囊体封合的封合工位，一个或多个出料工位和必要时一个或多个空工位。例如使用适合于计量物料并送入胶囊中的充填冲模工位作为计量工位。
[0003]充填冲模工位的孔在直径和距离上与固定在胶囊充填机的胶囊夹持器中的胶囊相匹配。此外充填冲模工位还包括例如5组充填冲模和一组出料冲模。通过5组充填冲模在孔中逐步地将物料制成压制品。出料冲模组将压制品从孔中顶出并且将压制品转移到被夹持在胶囊夹持器中的下胶囊体里面。
[0004]计量盘通常通过步进传动机构节拍式被驱动，这使得各组的孔先后依次朝着充填冲模组和出料冲模组移动。每个节拍被分成停歇时间和运作时间。停歇时间是停车时间，在所述时间内计量盘停止和形成或顶出压制品。运作时间是计量盘的移动时间，在所述时间内计量盘围绕其轴转动和每组的孔继续朝着下一组的冲模移动。停歇时间与运作时间之比在设计步进传动机构的过程中就已经确定并且之后是不再改变的。
[0005]除此之外这种充填冲模工位还拥有一个提升机构，所述提升机构支撑充填冲模和出料冲模并且相应于计量盘的节拍式移动竖直地向下移动。提升机构通常通过机械凸轮驱动，其中冲程长度在设计充填冲模工位的时候被一次性地确定并且同样是不再能够调节的。通过在提升机构上充填冲模组的不同的固定高度逐步地构成压制品。为了保证计量盘的转动与提升机构的移动之间的同步性，这两个传动系被机械联接并且通过一个共同的驱动装置驱动。当计量盘处于其运作时间并且例如在具有6组的孔的情况下继续转动约60°期间，充填冲模已经开始其竖直向下运动。在计量盘已经达到其停歇时间的位置的情况下，充填冲模达到计量盘的孔并且必要时达到粉料层。压制过程结束后充填冲模重新返回到其初始位置，其中在充填冲模达到其最上面的位置之前，计量盘已经重新开始和转动。
[0006]基于为计量盘使用步进传动机构停歇时间和运作时间之比是不变的。如果出于生产理由必须延长停歇时间，例如由于物料的流动性差必须延长充填时间，或必须延长运作时间，例如因为否则的话不能在计量盘上面形成均匀的物料层，同样相应自动地延长其它时间。借此必须以不必要的方式延长计量盘的停歇和转动的总循环时间。
[0007]此外，通过将用于使计量盘转动的和冲模的提升运动的传动系相联接，计量盘与冲模的运动过程是相互依赖的。如果必须减缓其中的一个运动，则另一个运动自动地减缓。例如可以要求，充填冲模更缓慢低插入粉末层和孔里面。通过设置的机械凸轮之外给定充填冲模的固定冲程。仅通过改变充填冲模的固定高度或压紧力就可以影响压制品的高度以及压制品的密度和质量。在【背景技术】中这是通过单独调节充填冲模的固定高度或改变弹簧特性曲线(气动式或机械式)实现。为此在【背景技术】中部分地设置单独的驱动装置。这是不利的并且在设计结构上很繁琐。
[0008]从DE 10 2006 014 496 Al中已知另一种充填冲模工位。其中冲模支撑在一个支架上，所述支架通过支柱驱动。支柱通过曲柄机构与一个共同的伺服电机相连接，因此支柱同步移动。缺点是支柱的驱动装置要求昂贵的设计费用。只能很困难地实现驱动装置的匹配。此外必须由一台唯一的伺服电机传递压紧力。
[0009]基于上述的技术背景本发明的任务在于，提供一种开篇时所述类型的充填冲模工位和方法，利用它们能够通过结构上简单的方式制造高品质的压制品。通过所述方法在盖伦制剂业在试验压制时也能实现高的灵活性。
[0010]本发明通过权利要求1，13和14的主题实现该任务。优选的实施方式可以在从属权利要求，说明书和附图中找到。
[0011]对于在开篇时所述类型的充填冲模工位本发明是通过下述实现该任务，设置第一驱动装置用于使计量盘沿着至少一组充填冲模和出料冲模组步进式地转动和第二驱动装置用于使凸模夹持器竖直移动，其中第二驱动装置包括至少两个作用于凸模夹持器并且分别由一个主轴螺母和一个在主轴螺母内导向的竖直驱动主轴组成的主轴驱动装置，和其中第二驱动装置包括至少两个驱动电机，所述驱动电机分别驱动一个使凸模夹持器竖直移动的主轴驱动装置。
[0012]转动地驱动的计量盘可以拥有多组孔，所述孔通过计量盘的转动依次沿着充填冲模和出料冲模组被导向。也可以设置多组充填冲模，孔先后依次经过所述充填冲模。例如可以设置五组充填冲模，和一组出料冲模。在这种情况下可以沿着计量盘的圆周分布地设置六组孔。所述的孔在其直径和布设上，尤其是其间距上彼此与一个设有充填冲模工位的胶囊充填机中待充填的并且位于胶囊夹持器中的胶囊相匹配。充填冲模分别通过竖直移动进入相应对准的孔内并且将孔里面例如粉末状的物料压制成压制品。所述孔主要通过重力填充物料。此外充填冲模可以在其向下移动过程中将物料输送到孔内，所述物料位于例如计量盘上面。然后充填冲模在孔里面将物料压实。尤其在设置多组充填冲模并且孔依次向所述充填冲模移动的情况下，逐步地制造压制品。此外充填冲模组可以按不同的高度布设在夹持器上面或各组充填冲模具有不同的长度。孔的直径和计量盘的高度确定所生产的压制品的大小以及待计量的物料量。出料冲模将压制品从孔中顶出并且移交给通常通过胶囊夹持器固定在孔下面的下胶囊体。当充填冲模进入孔里面时，孔在其下侧是封闭的，并且在当出料冲模进入孔里面时，在其下侧是打开的。在充填冲模区域中将孔封闭是通过例如填料板进行。所述填料板形成充填冲模的对向支座用于将物料压制成压制品。在制造和移交压制品过程中计量盘节拍式转动，其中它交替地经过停止时间(停歇时间)和运动时间(运作时间)。
[0013]在按照本发明的充填冲模工位中分别设有单独的驱动装置用于使计量盘步进式转动和用于使凸模夹持器竖直移动。使凸模夹持器竖直移动的第二驱动装置具有至少两个包括竖直驱动主轴的主轴驱动装置，所述驱动主轴通过一个至少在其部分长度上形成的外螺纹在主轴螺母的内螺纹内被导向。此外第二驱动装置具有至少两个驱动电机，它们分别驱动主轴驱动装置，尤其是主轴螺母或驱动主轴转动。驱动主轴或主轴螺母借此在竖直方向运动并且由此使凸模夹持器以及充填冲模和出料冲模在竖直方向上下运动。
[0014]即计量盘的传动系以及充填冲模和出料冲模的传动系是分开。此外通过为第一驱动装置选择适当的驱动方式，能够可变地调节停止时间和运动时间，即停歇时间与运作时间之比。此外可以设置一个适当的控制装置。通过所述控制装置也能够可变地调节计量盘的转动速度，转动行程以及转动方向。此外基于单独的第二充填冲模的驱动装置也能够可变地调节凸模夹持器以及充填冲模和出料冲模的提升行程和提升速度。这同样可以通过控制装置执行。按照本发明设置的主轴驱动装置的特征在于结构费用低并且可精确同步地控制。因此通过设置两个凸模夹持器驱动装置在同步性方面不会造成问题。此外这种主轴驱动装置也能够传递相当高的压紧力。
[0015]如上所述，通过可变调节充填冲模的提升行程能够改变充填冲模的压紧力，其中无须设置单独的调节方案，尤其是单独的驱动装置。其中以相同的方式调节全部的充填冲模组，这导致始终制造均质的压制品。通过单独形成的第二驱动装置也能够调节变化的压紧力