DE102017207162A1

DE102017207162A1 - Vorrichtung zum Komprimieren eines Produkts

Info

Publication number: DE102017207162A1
Application number: DE102017207162.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Brinz; Stefan Manz; Fabian Werner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Syntegon Technology GmbH
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-10-31

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Komprimieren eines Produkts (26), umfassend zumindest einen Rotor (18) mit mehreren Öffnungen (24) zur Aufnahme des zu komprimierenden Produkts (26), mit zumindest einem unteren Stempel (20) und einem oberen Stempel (22), die zum Komprimieren des Produkts (26) relativ zueinander in der Öffnung (24) bewegbar ausgebildet sind, mit zumindest einem Füllschuh (14) zur Befüllung der Öffnung (24) mit Produkt (26), wobei der Füllschuh (14) zumindest ein Steigrohr (10) umfasst zur Zuführung des Produkts (26), mit zumindest einem Dosiermittel (28) zur Dosierung des Produkts (26) zu dem Füllschuh (14), wobei zumindest ein Mittel (30) zur Impulsreduktion vorgesehen ist, welches den Impuls des zugeführten Produkts (26) zum Füllschuh (14) reduziert.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Komprimieren eines Produkts nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise bekannt aus der DE 102008049015B4 . Ein Verfahren zur Qualitätsüberwachung von pulverförmigen Pressmaterial für eine Rundläuferpresse, bei der das Pressmaterial von einem Reservoir über einen vorzugsweise vertikalen Zuführkanal einer Füllvorrichtung zugeführt wird, die kontinuierlich Matrizen eines Rotors mit einem Pressmaterial befüllt, zeichnet sich dadurch aus, dass dem Zuführkanal ein Mikrowellenresonator mit einer Auswerteeinheit zugeführt wird, die die Feuchte und/oder die Dichte und/oder die Größe des Granulats des Pressmaterials misst und mindestens eine Messgröße des Mikrowellenresonators zur Änderung einer Stellgröße der Rundläuferpresse verwendet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Dosiervorgang weiter verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.
Vorteile der Erfindung
Die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass sich der Dosiervorgang weiter stabilisiert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass Mittel zur Impulsreduktion vorgesehen sind, welches den Impuls des zugeführten Produkts reduziert. Gerade durch das Vermeiden eines Impulses, wie er durch ein freifallendes Produkt auf das Produktreservoir aufgebracht würde, kann eine bessere Dosierung erfolgen, da zum einen keine ungleichmäßige Komprimierung des Produkts stattfindet. Außerdem kann eine Vermischung (Rückvermischung) beispielsweise bei einem Produktwechsel zwischen zwei unterschiedlichen Produktarten reduziert werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Ablenkblech als Mittel zur Impulsreduktion vorgesehen. Dieses ist bevorzugt am Steigrohr gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet, insbesondere schräg in Richtung zum Füllschuh geneigt angeordnet. In besonders einfacher und effektiver Weise kann dadurch die Fallgeschwindigkeit und damit der Impuls des fallenden Produkts reduziert werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist als Mittel zur Impulsreduktion zumindest ein gegenüber der Vertikalen geneigtes Rohr vorgesehen, über welches das Produkt dem Füllschuh zuführbar ist. Damit können übliche Zuführungen verwendet werden, die lediglich etwas schräg gestellt werden müssen.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Sensor vorgesehen zur Ermittlung eines Füllstands des zugeführten Produkts im Füllschuh. Der Sensor kann besonders bevorzugt Bestandteil einer Regelung sein, die ein Dosiermittel so ansteuert, dass das zugeführte Produkt gezielt einen bestimmten Füllstand erreicht. Dadurch kann das Niveau des Produkts auf einem sehr niedrigen Level gehalten werden, was zu einer Reduzierung der Verweilzeit im Steigrohr führt. Durch eine Regelung des Füllstands kann zudem der statische Druck im Füllschuh konstant gehalten werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Mittel zur Impulsreduktion zwischen dem Dosiermittel und dem Sensor angeordnet. Damit kann sichergestellt werden, dass das Produkt kurz vor dem Erreichen des gewünschten Füllstandes, welcher durch die geometrische Anordnung des Sensors definiert ist, abgebremst wird, um die oben genannten Effekte zu erreichen.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Sensor an dem Steigrohr, insbesondere an seiner Innenseite in einer Ausnehmung angeordnet. Damit wird eine sichere Ermittlung des Füllstands erreicht, ohne den Produktfluss zu verhindern.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist als Mittel zur Impulsreduktion ein Dosiermittel vorgesehen, welches ein Produkt vorzugsweise kontinuierlich zufördert. Auch dadurch kann eine Reduzierung des Impulses erreicht werden. Alternativ könnte auch eine getaktete bzw. gleichmäßige Zugabe kleinerer Mengen an Produkt realisiert werden. Besonders bevorzugt können entsprechende Dosierverfahren wie Zellradschleusen, Schnecken oder Vibrationsrinnen genutzt werden.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt die

1 eine Tablettenpresse mit einer beispielhaften Anordnung des Sensors sowie
2 einen Schnitt durch einen Füllschuh einer Tablettenpresse.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 umfasst eine Tablettenpresse 16 zumindest einen Rotor 18. Der Rotor 18 ist beispielhaft scheibenförmig ausgebildet und mit beispielsweise als Bohrungen ausgestalteten Öffnungen 24 versehen. Der Rotor 18 rotiert um seinen Mittelpunkt. Die Öffnungen 24 sind auf einem Radius des Rotors 18 angeordnet und in axialer Richtung durchgängig ausgeführt. Oberhalb des Rotors 18 ist ein Steigrohr 10 angeordnet, welches in einem Füllschuh 14 ausläuft. Der Füllschuh 14 dient der Zuführung eines zu komprimierenden Produkts 26 zu den Öffnungen 24. An dem Steigrohr 10 befindet sich ein Sensor 11. Unter Verwendung eines unteren Stempels 20 und eines oberen Stempels 22 wird das pulverförmige Produkt 26 komprimiert und beispielsweise als Tablette bzw. komprimiertes Produkt 27 über eine Produktabführung 46 von dem Rotor 18 entfernt und abgeführt. Die oberen Stempel 22 und die unteren Stempel 20 können in axialer Richtung in die Öffnungen 24 bewegt werden.
In der Darstellung gemäß 2 ist ein Schnitt durch den Füllschuh 14 gezeigt. In den Füllschuh 14 gelangt das zu komprimierende Produkt 26 über ein Dosiermittel 28. Von dem Dosiermittel 28 gelangt das zu komprimierende Produkt 26 zu einem Mittel 30 zur Impulsreduktion in den Füllschuh 14. Das Mittel 30 zur Impulsreduktion dient dazu, den Impuls des fallenden Produkts 26 abzubremsen bzw. zu reduzieren, bevor das Produkt 26 dem bereits im Füllschuh 14 befindlichen Produkt 26 zugeführt wird. Dadurch wird das dort bereits befindliche Produkt 26 nicht so stark komprimiert, was für die nachfolgende Dosierung aufgrund der gleichmäßigen Nachbefüllung des Füllschuhs 14 von Vorteil ist.
Im Ausführungsbeispiel ist das Mittel 30 zur Impulsreduktion beispielsweise als Fallblech ausgebildet, das an den Seitenwänden des Füllschuhs 14 insbesondere zwischen Sensor 11 und Dosiermittel 28 angeordnet ist. Es ragt etwas schräg nach unten. Im Ausführungsbeispiel sind exemplarisch zwei, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete, Bleche vorgesehen, die den Fall des Produkts 26 etwas abbremsen. Auch durch ein kontinuierliches Nachfüllen des Produkts 26 kann der Impuls des zugeführten Produkts 26 weiter reduziert werden. Alternativ könnte auch eine getaktet, gleichmäßige Zugabe kleinerer Mengen an Produkt 26 realisiert werden. Beispielsweise könnten entsprechende Dosierverfahren wie Zellradschleusen, Schnecken oder Vibrationsrinnen prinzipiell genutzt werden. Besonders bevorzugt kann die Impulsreduktion durch Ablenkbleche oder eine Schrägstellung der Produktzuführung erzielt werden. Ein entsprechendes alternatives Mittel 30 ist ein geneigt zur Vertikalen angeordnetes Füllrohr oder eine geneigt angeordnete Vibrationsrinne vorgesehen.
In etwa auf der anvisierten Füllhöhe des Produkts 26 im Füllschuh 14 ist der Sensor 11 angeordnet, der der Detektion der Füllstandshöhe dient. Ein Ausgangssignal des Sensors 11 ist einer Regelung 32 zugeführt. Die Regelung 32 dient der Ansteuerung des Dosiermittels 28. Das Dosiermittel 28 wird auf die gewünschte Füllhöhe geregelt. Auf Niveau der gewünschten Füllhöhe ist in etwa der Sensor 11 angeordnet. Den entsprechenden Istwert des Sensors 11 setzt die Regelung 32 in Verbindung mit der bekannten Regelstrecke zu einem entsprechenden Sollwert für die Ansteuerung des Dosiermittels 28 um. Aufgrund der Regelung kann der Füllstand konstant gehalten werden und damit der statische Druck, der auf das Füllgut bzw. das Produkt 26 wirkt, konstant gehalten werden. Dadurch kann die Tablettierung stabilisiert werden.
Als Sensor 11 ist beispielsweise ein kapazitiver Füllstandssensor vorgesehen. Alternativ könnte der Füllstand des Füllguts bzw. Produkts 26 im Produktschuh 14 auch über einen Ultraschallsensor in Verbindung mit einer Laufzeitmessung durchgeführt werden. Alternativ könnte der Sensor 11 auch zwei Sensoren beinhalten, die einen unteren Füllstand und einen oberen Füllstand detektieren. Die Regelung 32 könnte das Dosiermittel 28 dann so ansteuern, dass das Niveau des Füllstands zwischen diesen beiden Sensoren liegt. Alternativ sind auch andere Sensorprinzipien zur Füllstandsdetektion denkbar, beispielsweise optische oder elektromagnetische oder auf Röntgenstrahlung basierende Sensoren. Bevorzugt ist der Sensor 11 an der Innenseite des Füllschuhs 14 bzw. des Steigrohrs 10 angeordnet. Hierzu könnte eine entsprechende Aussparung an der Innenseite vorgesehen sein, in der der Sensor 11 angeordnet ist.
Nach unten hin verbreitert sich der Füllschuh 14 so, dass das Produkt 26 beispielsweise in zwei Öffnungen 24 in dem Rotor 18 gebracht werden kann. Hierzu ist jeweils ein Flügelrad 15 vorgesehen, welches durch rotierende Bewegungen das Produkt 26 in die jeweilige Öffnung 24 des Rotors 18 eindosiert. Schematisch dargestellt ist ein unterer Stempel 20 bzw. nachfolgend ein oberer Stempel 22 wie nachfolgend näher beschrieben zur Komprimierung des in die Öffnungen 24 eindosierten Produkts 26. Das Steigrohr 10 weist beispielsweise einen runden oder rechteckigen Querschnitt auf.
Der Rotor 18 weist eine bestimmte Dicke auf. Die Öffnungen 24 sind beispielsweise als Bohrungen ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Dicke des Rotors 18 in axialer Richtung. Die Öffnungen 24 können entweder direkt den Durchmesser der Tablette bzw. des komprimierten Produkts 27 aufweisen oder deutlich größer mit einer Stufe ausgeführt werden, um dann dort Matrizen mit einem entsprechenden Innen- und Außendurchmesser (Innendurchmesser definiert den Tablettendurchmesser) einzuschieben. In die Öffnung 24 wird das zu komprimierende Produkt 26 eindosiert. Oberhalb der Öffnung 24 befindet sich der obere Stempel 22. Unterhalb der Unterseite der Öffnung 24 befindet sich der untere Stempel 20. Die Oberseite des unteren Stempels 20 schließt bündig ab mit der Unterseite des Rotors 18, so dass kein Produkt 26 nach unten entweichen kann. Der untere Stempel 20 zieht zur volumetrischen Dosierung das Produkt 26 in die Öffnung 24. Oberer und unterer Stempel 20, 22 sind so ausgebildet, dass diese von beiden Seiten in die Öffnung 24 verfahren werden zur Komprimierung des vorläufig dosierten Produkts 26.
Der untere Stempel 20 schiebt das Produkt 26 weiter nach oben bzw. zurück zu einer definierten Dosierung des komprimierten Produkts 27, beispielsweise eine Tablette. Anschließend erfolgt die Komprimierung des Produkts 26. Die Kraft zur Komprimierung wird gemessen, um eine Korrelation zur Masse des Produkts 27 herzustellen. Die ermittelte Kraft wird ebenfalls einer nicht gezeigten Auswerteeinheit, die beispielsweise Bestandteil der Regelung 32 sein könnte, mitgeteilt. Hierbei werden unterer und/oberer Stempel 20, 22 in einem bestimmten Abstand zueinander verfahren.
In einem weiteren Schritt erfolgt eine gravimetrische Wiegung des komprimierten Produkts 27 nach der Komprimierung. Hierzu ist eine entsprechende Wiegeeinrichtung vorgesehen. Das ermittelte gravimetrische Gewicht des Produkts 27 kann ebenfalls der Auswerteeinheit mitgeteilt werden.
Die beschriebene Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Herstellung von pharmazeutischen Produkten, insbesondere Tabletten. Die Verwendung ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008049015 B4 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Komprimieren eines Produkts (26), umfassend zumindest einen Rotor (18) mit mehreren Öffnungen (24) zur Aufnahme des zu komprimierenden Produkts (26), mit zumindest einem unteren Stempel (20) und einem oberen Stempel (22), die zum Komprimieren des Produkts (26) relativ zueinander in der Öffnung (24) bewegbar ausgebildet sind, mit zumindest einem Füllschuh (14) zur Befüllung der Öffnung (24) mit Produkt (26), wobei der Füllschuh (14) zumindest ein Steigrohr (10) umfasst zur Zuführung des Produkts (26), mit zumindest einem Dosiermittel (28) zur Dosierung des Produkts (26) zu dem Füllschuh (14), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mittel (30) zur Impulsreduktion vorgesehen ist, welches den Impuls des zugeführten Produkts (26) zum Füllschuh (14) reduziert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (30) zur Impulsreduktion zumindest ein Ablenkblech vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkblech am Steigrohr (10) gegenüber der Vertikalen geneigt, insbesondere schräg in Richtung zum Füllschuh (14) geneigt, angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (30) zur Impulsreduktion zumindest ein gegenüber der Vertikalen geneigtes Rohr vorgesehen ist, über welches das Produkt (26) dem Füllschuh (14) zuführbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor (11) vorgesehen ist zur Ermittlung eines Füllstandes des zugeführten Produkts (26) im Füllschuh (14).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (30) zur Impulsreduktion zwischen dem Dosiermittel (28) und dem Sensor (11) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosiermittel (28) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Sensors (11) angesteuert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Regelung (32) vorgesehen ist, welche das Dosiermittel (28) auf einen gewünschten Füllstand des Produkts (26) regelt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (11) an dem Steigrohr (10), insbesondere an seiner Innenseite, angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (30) zur Impulsreduktion ein Dosiermittel (28) vorgesehen ist, welches das Produkt (26) insbesondere kontinuierlich oder getaktet zufördert.