Einrichtung zum Zuteilen von pulverförmigem oder körnigem Material
Im Patentanspruch des Hauptpatentes ist eine Einrichtung umschrieben, die einen trichterförmigen Behälter und eine umlaufende Zuführwalze aufweist, welche die Auslauföffnung des Behälters abschliesst und welche an ihrer Aussenseite Öffnungen zur Aufnahme von Material aus dem Behälter und zur Förderung des Materials an eine Entladestelle aufweist.
Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführwalze mit einer alle Öffnungen bedeckenden elastischen Folie und mit einer eng anliegenden Manschette versehen ist, welche mit den Öffnungen der Zuführwalze übereinstimmende Öffnungen aufweist und mit der Zuführwalze umläuft, und dass Betätigungsmittel zur Ausübung einer Saugwirkung auf die Öffnungen vorgesehen sind, um die elastische Folie nach innen zu ziehen und dadurch in den Öffnungen der Zuführwalze Ladungskammern zur Aufnahme von Material aus dem Behälter zu bilden, sowie Betätigungsmittel zum Aufheben der Saugwirkung, um die Kammerladung an der Entladestelle auszustossen.
In einer derartigen Einrichtung kann - wie im Hauptpatent dargelegt - das Volumen der Ladungskammer und damit die Beladung durch Veränderung der Saugintensität, welche auf die Höhlungen oder Öffnungen wirkt, verändert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es auf diese Weise nicht möglich ist, das Ladevolumen in gewissen Anwendungen, beispielsweise bei gewissen pharmazeutischen Produkten genügend genau einzustellen. Es hat sich ebenfalls als schwierig erwiesen, nicht freifliessende Materialien abzupacken, da der zwischen der elastischen Haut und dem an der Zuspeisewalze hängenbleibenden Material angesetzte Unterdruck nicht hoch genug ist, um die Ladungskammer zu beladen.
Die vorliegende Erfindung versucht in Weiterentwicklung der Einrichtung gemäss dem Hauptpatent diese Nachteile zu umgehen. Die erfindungsgemässe Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in jeder Öffnung der Zuführwalze ein Element vorgesehen ist, welches Element in der Öffnung bewegbar ist und erlaubt, die Eindringtiefe der elastischen Folie unter dem Einfluss von Unterdruck in die Öffnung festzulegen, wodurch das Volumen der entsprechenden Ladungskammer einstellbar wird.
Die Zuspeisewalze kann einen axial bewegbaren Kern auf weisen, wobei die Elemente derart mit dem Kern verbunden sind, dass dessen axiale Verschiebung eine praktisch radiale Bewegung der Elemente in der Zuspeisewalze zur Folge hat.
Der Behälter ist vorzugsweise mit einem Abstreifsystem zum Abstreifen des Materials von der Manschette, welche die Zuspeisewalze bedeckt, versehen, um dieses Material in die Ladungskammern zu schieben.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anschliessend anhand von Figuren erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht (teilweise im Querschnitt) einer Einrichtung zum Zuteilen von pulverförmigem oder körnigem Material, welche einen Teil einer Maschine zur Herstellung gefüllter Gelatinekapseln bildet, und
Fig. 2 eine Seitenansicht (teilweise im Schnitt) eines Teils der Einrichtung gemäss Fig. 1.
Die in der Folge beschriebene Einrichtung ist eine bezüglich derjenigen des Hauptpatentes geänderte und verbesserte Ausführungsform. Sie weist einen Behälter 10 auf, in welchem sich pulverförmiges oder körniges Material befindet.
Eine Zuführ- oder Zuspeisewalze 14 ist auf einer Welle 15 angeordnet und dreht sich um eine horizontale Achse unterhalb der Entladeöffnung des Behälters 10. Im Aussenteil der Zuspeisewalze 14 befinden sich eine Anzahl Öffnungen oder Höhlungen 16. Die Aussenfläche der Zuspeisewalze ist von einer elastischen Folie 17 in Form einer zylinderförmigen Hülse bedeckt, wobei diese sich über die Walze 14 passend erstreckt und die Höhlungen 16 bedeckt. Über der elastischen Folie 17 befindet sich eine dünne Metallmanschette 18, deren Öffnungen mit den Höhlungen 16 in der Zuspeisewalze 14 übereinstimmen.
An der Entladeöffnung des Behälters 10 steht eine Dichtung 19 an der Aussenfläche der Manschette 18 an, um das seitliche Ausfliessen von Material aus dem Behälter zu verhüten und trotzdem der Zuspeisewalze mitsamit der Metallmanschette 18 das Drehen zu ermöglichen.
Die Höhlungen 16 in der Aussenfläche der Zuspeisewalze 14 sind in axialen Reihen angeordnet. Diese Höhlungen 16 sind in jeder Reihe gegenüber denjenigen der danebenliegenden Reihen versetzt. Die Höhlungen 16 jeder Reihe stehen in Verbindung mit einem ihnen gemeinsamen, axialen Kanal 21, in welchem ein Unterdruck erzeugt werden kann, um die ela stische Folie 17 in die Höhlungen 16 hineinzuziehen und durch die elastische Folie ausgekleidete Ladungskammern 22 zu bilden, welche aus dem Behälter 10 mit Pulver gefüllt werden. Das Mass, mit dem die elastische Folie in die Öffnungen oder Höhlungen hineingezogen wird, ist mittels flachköpfigen Stifte 60 gesteuert. Diese sind beweglich angeordnet und ragen mehr oder weniger in die Höhlungen 16 vor, um die Tiefe des Eindringens der elastischen Folie 17 in diese festzulegen.
Auf diese Weise ist das Ladevolumen der Ladungskammern 22 einstellbar. Diese Einstellmöglichkeit wird in der Folge genauer erläutert.
Die Höhlungen 16 sind im vorliegenden Falle kreisförmigen Querschnittes. Es können auch andere Ausführungen, beispielsweise ovale oder längliche Querschnittsformen Verwendung finden. Die Stifte 60 passen mit geringem Spiel in die Öffnungen bzw. Höhlungen 16, wobei dieses Spiel zwischen den Stiften 60 und den Seiten der Höhlungen 16 ermöglicht, dass das im Kanal 21 angesetzte Vakuum sich bis zur elastischen Folie 17 fortpflanzt.
Die Zuspeisewalze 14 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, (gemäss Fig. 1) um das Pulver, das an der höchsten Stelle in die Ladungskammer 22 gelangt, in die tiefste oder Entladelage zu bringen. Ein die Ladung zurückhaltender Mantel 23 verhütet die Pulververluste aus den Ladungskammern zwischen dem Pulvereinlauf und der Entladelage. Hier gelangt die Ladung in eine vorgeformte Kapselhälfte 24, die aus einer Gelatinefolie 25 auf einer Matrizenwalze 26 mit Hilfe des im Kanal 27 herrschenden Unterdruckes geformt ist.
.Die Anwendung von Unterdruck im Kanal 21 wird durch feststehende Ventilplatten 32 gesteuert, von welchen sich je eine an den Enden der Zuspeisewalzen 14 befindet. Jede Ventilplatte 32 besitzt eine gebogene Vakuumnut 33, die sich von der Füllage ausgehend rund herum bis vor die Entladungslage erstreckt. Die Vakuumnut 33 ist über eine Leitung 34 mit einer Vakuumhauptleitung verbunden, während die Enden jedes Kanals 21 in die gebogene Vakuumnut 33 münden. Daher wirkt Unterdruck auf die einzelnen Höhlungen 16 und zieht die elastische Folie 17 nach innen, so dass die Ladungskammern 22 geformt werden. In der Entladelage kommen die Enden der Kanäle 21 mit Ausstossdruck-Öffnungen in den Ventilplatten 32, in Verbindung, welche über Leitungen 36 mit einer Druckquelle verbunden sind.
Der auf die Höhlungen 16 wirkende Druck unterstützt die elastische Kraft der Folie 17, um die Ladung aus der Ladungskammer 22 in die Kapselhälfte 24 auszustossen.
Die Mittel zum Anpassen des Volumens der Ladungskammern 22 werden anschliessend in Einzelheiten beschrieben.
Wie in Fig. 2 ersichtlich, weist die Zuspeisewalze 14 eine in dieser eng anliegende Welle oder einen Kern 61 auf, welcher axial mittels eines geriffelten Bolzens 62 in einem kleinen Bereich verstellbar ist. Eine Feder 63 versucht den Kern 61 gegen das innere Ende des Bolzens 62 zu schieben. Ein Drehen des Bolzens 62 veranlasst den Kern 61, sich axial nach links oder rechts, wie in Fig. 2 ersichtlich, zu bewegen.
Die flachköpfigen Stifte 60 sind an ihren innern Enden 64 kegelförmig ausgebildet und passen in kegelförmige Ausnehmungen oder Löcher 65 im Kern. Wie ersichtlich, passen die Enden 64 genau in die Ausnehmungen 65. Wenn der Kern 61 mittels des Bolzens 62 axial nach rechts verschoben wird, werden die Stifte 60 aus den Ausnehmungen 65 herausgehoben und verringern das Ladevolumen der Kammern 22.
Auf diese Weise kann das Volumen der Ladekammern 22 kontinuierlich über einen begrenzten Bereich eingestellt werden.
Der Behälter 10 umfasst eine Anzahl Räum- oder Abstreifarme 70. Diese werden von einem Rahmen 71 gestützt und tragen Abstreifschuhe oder -Lamellen 72.
Der Rahmen 71 wird mit Hilfe einer Nockenscheibe 73 auf einer Welle 74 axial hin und her bewegt (Fig. 2). Diese Welle 74 vorteilhafterweise, z. B. über ein Vorgelege, mit der Welle 15 gekuppelt, wird über einen gemeinsamen Motor angetrieben. Die Nockenscheibe 73 ist schief auf der Welle montiert und bewegt sich zwischen zwei Stiften 80 und 81 im Rahmen 71. Sie schiebt diesen hin und her. Die Bewegung des Rahmens 71 führt die Abstreifschuhe 72 über die Fläche der Zuspeisewalze hin und her, so dass diese Material in die Ladungskammern 22 schieben. Diese Bewegung dient ebenfalls dem Bewegen des Materials im Behälter 10, was zusätzlich hilft, die Ladungskammern 22 sauber zu beladen, und damit die Gleichmässigkeit des Ladevolumens in den Ladekammern 22 sicherzustellen.
Die Verwendung der Abstreifschuhe ermöglicht das Abfüllen von Pulvern, welche praktisch nicht freifliessend zu bezeichnen sind.
Die Behälterseitenwände sind mit Schrauben 83 ausgerüstet, mit deren Hilfe der Druck auf die Dichtung 19 an der Zuspeisewalze 14 unabhängig von der Lage des Behälters 10 eingestellt werden kann. Die Schrauben sind in Löchern 82 in der Wand des Behälters 10 eingeschraubt.
Device for dispensing powdery or granular material
The claim of the main patent describes a device which has a funnel-shaped container and a rotating feed roller which closes the outlet opening of the container and which has openings on its outside for receiving material from the container and for conveying the material to an unloading point.
This device is characterized in that the feed roller is provided with an elastic film covering all openings and with a tightly fitting sleeve which has openings that match the openings of the feed roller and rotates with the feed roller, and that actuating means for exerting a suction effect on the openings are provided to pull the elastic film inward and thereby to form charge chambers in the openings of the feed roller for receiving material from the container, and actuating means for canceling the suction in order to eject the chamber charge at the unloading point.
In such a device - as set out in the main patent - the volume of the charge chamber and thus the load can be changed by changing the suction intensity which acts on the cavities or openings. It has been shown, however, that it is not possible in this way to set the loading volume with sufficient accuracy in certain applications, for example with certain pharmaceutical products. It has also proven difficult to pack non-free-flowing materials because the vacuum applied between the elastic skin and the material sticking to the feed roller is not high enough to load the load chamber.
The present invention tries to avoid these disadvantages in a further development of the device according to the main patent. The device according to the invention is characterized in that an element is provided in each opening of the feed roller, which element is movable in the opening and allows the penetration depth of the elastic film to be determined under the influence of negative pressure in the opening, whereby the volume of the corresponding charge chamber becomes adjustable.
The feed roller can have an axially movable core, the elements being connected to the core in such a way that its axial displacement results in a practically radial movement of the elements in the feed roller.
The container is preferably provided with a stripping system for stripping the material from the sleeve which covers the feed roller in order to push this material into the loading chambers.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention will then be explained with reference to figures. It shows:
1 is a front view (partially in cross section) of a device for dispensing powdery or granular material which forms part of a machine for producing filled gelatin capsules, and
FIG. 2 shows a side view (partially in section) of part of the device according to FIG. 1.
The device described below is a modified and improved embodiment with respect to that of the main patent. It has a container 10 in which there is powdery or granular material.
A feed or feed roller 14 is arranged on a shaft 15 and rotates around a horizontal axis below the discharge opening of the container 10. There are a number of openings or cavities 16 in the outer part of the feed roller 14. The outer surface of the feed roller is made of an elastic film 17 in the form of a cylindrical sleeve, which extends over the roller 14 to fit and covers the cavities 16. A thin metal sleeve 18, the openings of which correspond to the cavities 16 in the feed roller 14, is located above the elastic film 17.
At the discharge opening of the container 10 there is a seal 19 on the outer surface of the sleeve 18 in order to prevent the lateral outflow of material from the container and still allow the feed roller with the metal sleeve 18 to rotate.
The cavities 16 in the outer surface of the feed roller 14 are arranged in axial rows. These cavities 16 are offset in each row with respect to those of the adjacent rows. The cavities 16 of each row are in communication with a common, axial channel 21 in which a negative pressure can be generated to pull the elastic film 17 into the cavities 16 and lined by the elastic film to form charge chambers 22, which from the Container 10 can be filled with powder. The extent to which the elastic film is drawn into the openings or cavities is controlled by means of flat-headed pins 60. These are movably arranged and protrude more or less into the cavities 16 in order to determine the depth of the penetration of the elastic film 17 into them.
In this way, the loading volume of the loading chambers 22 can be adjusted. This setting option is explained in more detail below.
The cavities 16 are circular in cross section in the present case. Other designs, for example oval or elongated cross-sectional shapes, can also be used. The pins 60 fit into the openings or cavities 16 with little play, this play between the pins 60 and the sides of the cavities 16 allowing the vacuum applied in the channel 21 to propagate to the elastic film 17.
The feed roller 14 rotates counterclockwise (according to FIG. 1) in order to bring the powder that reaches the highest point into the charge chamber 22 into the lowest or unloading position. A jacket 23 that retains the charge prevents powder losses from the charge chambers between the powder inlet and the discharge position. Here the charge arrives in a pre-formed capsule half 24, which is formed from a gelatin film 25 on a die roll 26 with the aid of the negative pressure prevailing in the channel 27.
The application of negative pressure in the channel 21 is controlled by fixed valve plates 32, one of which is located at the ends of the feed rollers 14. Each valve plate 32 has a curved vacuum groove 33 which, starting from the filling layer, extends all around to in front of the discharge layer. The vacuum groove 33 is connected to a main vacuum line via a line 34, while the ends of each channel 21 open into the curved vacuum groove 33. Therefore, negative pressure acts on the individual cavities 16 and pulls the elastic film 17 inward, so that the charge chambers 22 are formed. In the unloading position, the ends of the channels 21 come into connection with discharge pressure openings in the valve plates 32, which are connected to a pressure source via lines 36.
The pressure acting on the cavities 16 supports the elastic force of the film 17 in order to expel the charge from the charge chamber 22 into the capsule half 24.
The means for adjusting the volume of the charge chambers 22 will now be described in detail.
As can be seen in FIG. 2, the feed roller 14 has a shaft or a core 61 which fits closely in it and which is axially adjustable in a small area by means of a grooved bolt 62. A spring 63 tries to push the core 61 against the inner end of the bolt 62. Rotation of the bolt 62 causes the core 61 to move axially to the left or right as seen in FIG. 2.
The flat-headed pins 60 are tapered at their inner ends 64 and fit into tapered recesses or holes 65 in the core. As can be seen, the ends 64 fit exactly into the recesses 65. When the core 61 is displaced axially to the right by means of the bolt 62, the pins 60 are lifted out of the recesses 65 and reduce the loading volume of the chambers 22.
In this way, the volume of the loading chambers 22 can be adjusted continuously over a limited range.
The container 10 comprises a number of clearing or scraper arms 70. These are supported by a frame 71 and carry scraper shoes or blades 72.
The frame 71 is moved axially back and forth on a shaft 74 with the aid of a cam disk 73 (FIG. 2). This shaft 74 advantageously, for. B. via a back gear, coupled to the shaft 15, is driven by a common motor. The cam disk 73 is mounted obliquely on the shaft and moves between two pins 80 and 81 in the frame 71. It pushes this back and forth. The movement of the frame 71 guides the scraper shoes 72 back and forth across the surface of the feed roller, so that they push material into the load chambers 22. This movement also serves to move the material in the container 10, which additionally helps to load the loading chambers 22 cleanly and thus to ensure the evenness of the loading volume in the loading chambers 22.
The use of the stripping shoes enables the filling of powders, which are practically not described as free-flowing.
The container side walls are equipped with screws 83 by means of which the pressure on the seal 19 on the feed roller 14 can be adjusted independently of the position of the container 10. The screws are screwed into holes 82 in the wall of the container 10.