DE102006013160A1

DE102006013160A1 - Vorrichtung zum Befüllen eines zu dosierenden Guts

Info

Publication number: DE102006013160A1
Application number: DE102006013160A
Authority: DE
Inventors: Werner Runft; Jarle Boee; Torsten Grass
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-05-31
Also published as: WO2007062980A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Befüllen zumindest einer Kapsel (10) mit Pellets (18) vorgeschlagen, die zumindest eine Dosierkammer (20, 21) aufweist, in die Pellets (18) gebracht werden. Es sind Mittel (22, 24, 28, 30) zur Erzeugung einer mechanischen Kraft vorgesehen, die auf Pellets (18) einwirkt zur Unterstützung der Befüllung und/oder Entleerung der Dosierkammer (20, 21) mit den Pellets (18).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Befüllen eines zu dosierenden Guts nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.

Aus der DE 197430888 A1 ist bereits eine Dosiervorrichtung bekannt. Sie besteht aus einer umlaufenden Dosierscheibe mit auf einem Teilkreis in Gruppen angeordneten, als Durchbrüche ausgebildeten Dosierkammern. Um die untere Öffnung der Dosierkammern zu verschließen, sind an der Unterseite der Dosierscheibe Schieber mit Durchbrüchen verschiebbar gelagert, die in der Füllstellung die Dosierkammern verschließen und diese in der Entleerstellung öffnen. Die Schieber werden von einer Feder in die Füllstellung gezogen und von einem gesteuerten Anschlag in die Entleerstellung gedrückt. Das abzumessende und abzufüllende Produkt wird auf die Oberseite der Dosierscheibe aufgegeben, von wo aus es von ortfest angeordneten Weichen beim Umlaufen der Dosierscheibe in deren Dosierkammern außerhalb deren Entleerbereich eingestreift wird, wobei sich die Schieber in ihrer Schließstellung befinden. Insbesondere bei kleinen zu dosierenden Mengen ist eine homogene Befüllung schwierig. Es können sich so genannte Produktbrücken bilden.

Die gängigen Fülleinrichtungen arbeiten alle nach dem volumetrischen Prinzip. Es wird eine Kammer mit einem ganz bestimmten Volumen mit Pellets (Kügelchen) überfüllt. Das Volumen der Kammer entspricht der Dosiermenge. Die überschüssigen Pellets am Eingang der Kammer werden abgestreift. Die Kammer wird verschlossen. Die Kammer wird an der gleichen oder an anderer Stelle wieder geöffnet, und die gefangenen Pellets werden in die geöffnet bereitstehende Kapsel geschüttet. Bei dem beschriebenen Vorgang kann es zu folgenden Problemen kommen:

– Die Kammer füllt sich nicht homogen, oder zu langsam. Grund: Die Pellets bilden Brücken oder fließen schlecht.
– Die Kammer entleert sich nicht, zu langsam oder nur teilweise. Grund: Brückenbildung, Produkt fließt schlecht.
– Bei Maschinen mit Zwangsentleerung werden Pellets durch mechanische Einwirkung zerstört.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die geschilderten Nachteile zu beseitigen oder zumindest zu lindern. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.

Offenbarung der Erfindung

Die Vorrichtung zum Befüllen zumindest einer Kapsel mit Pellets umfasst zumindest eine Dosierkammer, in die Pellets gebracht werden. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zur Erzeugung einer mechanischen Kraft vorgesehen sind, die auf Pellets einwirkt zur Unterstützung der Befüllung und/oder Entleerung der Dosierkammer mit den Pellets. Dadurch füllt sich die Dosierkammer zuverlässig und schnell mit Pellets. Die Gefahr der Produktbrückenbildung wird reduziert. Außerdem kann auf eine Zwangsentleerung der Dosierkammer verzichtet werden, mit der Folge, dass Pellets nicht zerstört werden.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Erzeugung einer mechanischer Kraft diese über Druckluft, insbesondere Druckluftstöße, erzeugen. Druckluft ist bei den Dosiervorrichtungen zumeist ohnehin verfügbar, so dass diese Art der mechanischen Kraftaufbringung mit nur geringem Zusatzaufwand möglich ist.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Erzeugung einer mechanischer Kraft diese über Vakuum, insbesondere Vakuukmstöße, erzeugen. Hierbei kann das Vakuum direkt an die Dosierkammer angelegt werden, so dass die Kraft auf die der Dosierkammer am nächsten befindlichen Pellets unmittelbar wirkt. Dies erhöht die Effizienz dieser Anordnung.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Erzeugung einer mechanischer Kraft diese durch Schwingungen, vorzugsweise im Ultraschallbereich, erzeugen. Solche Schwingungserzeuger lassen sich an leicht zugänglichen Stellen, wo auch hinreichend Platz zur Verfügung steht, anordnen. Beispielsweise eignet sich die Unterbringung am Vorratsraum für die Pellets.

Weiter zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren anhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Die 1 eine Dosiervorrichtung bei der Entleerung der ersten Dosierkammer und Befüllen der zweiten Dosierkammer,
die 2 die Dosiervorrichtung bei der Befüllung der Kapsel,
die 3 die Dosiervorrichtung bei der Entleerung der zweiten Dosierkammer und Befüllen der ersten Dosierkammer.
Eine Füllvorrichtung 8 dient der Befüllung von Kapseln, bestehend aus einem Kapselunterteil 10 und einem nicht dargestellten Kapseloberteil, mit Pellets 18, insbesondere im pharmazeutischen Bereich. Die Pellets 18 sind in einem Vorratsraum 16 angeordnet, aus dem über zwei nicht näher bezeichnete Öffnungen Pellets 18 nach unten auf einen Schieber 14 treffen. Über diesen zweiteilig ausgeführten Schieber 14 erfolgt die Dosierung der Pellets 18, indem sie in eine erste Dosierkammer 20 und in eine zweite Dosierkammer 21 gebracht werden. Die beiden in ihrem Abstand zueinander veränderlichen Teile des Schiebers 14 werden jeweils durch eine Hülse verbunden, so dass die erwähnten Dosierkammeren 20, 21 mit dem gewünschten zu dosierenden Volumen entstehen. Das Kapselunterteil 10 wird von einem Kapselhalter 12 in einer Öffnung gehalten. An der Oberseite wird der Kapselhalter 12 von einem nicht näher bezeichneten Gehäuse begrenzt, in welchem ebenfalls eine Öffnung auf der selben Achse wie die des Kapselhalters 12 angeordnet ist. In diesem Teil des Gehäuses befinden sich zudem eine erste und zweite Vakuumquelle 22, 24, die jeweils in derselben Achse wie die Entnahmeöffnungen des Vorratsraums 16 liegen. Optional (zusätzlich) oder anstelle der Vakuumquellen 22, 24 sind an der Oberseite des Vorratsraums 16 erster und zweiter Aktuator 28, 32 angeordnet. Durch die in horizontaler Richtung unterschiedliche Stellung des Schiebers 14 wird der Befüllvorgang gesteuert.
In der in 1 gezeigten Position wird einerseits die zweite Dosierkammer 21 mit Pellets 18 gefüllt. Dieses Füllen der Dosierkammeren 20, 21 wird durch Erzeugen mechanische Impulse auf die Pellets 18 (beispielsweise durch Schwingungen oder und Druckluft- bzw. Vakuumstöße) unterstützt. Das Erregen der Pellets 18 kann im Ultraschallbereich stattfinden, genauso wie mit Einzelstößen oder auch Dauerluft bzw. Vakuum. Dabei wird der Fluß der Pellets 18 verbessert und Brückenbildung verhindert. Das Erregen der Pellets 18 über Schwingungen oder Luft kann auch in Kombination mit einer Zwangsentleerung der Dosierkammer 20, 21 stattfinden. Hierzu sind einerseits die Vakuumquellen 22, 24 vorgesehen. Bei der Position der 1 erzeugt die zweite Vakuumquelle 24 ein Vakuum, das in der zweiten Dosierkammer 21 auf die dort einlaufenden Pellets 18 wirkt. Es können einer oder mehrere Vakuumimpulse hierbei erzeugt werden. In jedem Fall wird eine Kraft generiert, die die Pellets 18 beim Einlauf in die Dosierkammer 21 unterstützt. Zusätzlich oder alternativ können auch erster und/oder zweiter Aktuator 28, 30 mechanische Kraftimpulse auf die Pellets 18 aufbringen. So kann es sich bei den Aktuatoren 28, 30 um solche auf Druckluftbasis handeln, die einen oder mehrere Druckluftimpulse auf die im Vorratsraum 16 befindlichen Pellets 18 ausüben, um sie so beim Füllvorgang zu unterstützen. Solche mechanischen Stöße könnten auch über Schwingungen, beispielsweise im Ultraschallbereich, erzeugt werden.
Bei 1 befindet sich der Schieber 14 in einer Position, in der die vorher in die erste Dosierkammer 20 gefüllten Pellets 18 weiter nach unten durch eine nicht näher bezeichnete Öffnung im Schieber 14 in das bereitstehende Kapselunterteil 10 fallen können. Oberhalb der ersten Dosierkammer 20 befindet sich ein Stempel 26, der sich zur Befüllung des Kapselunterteils 10 nach unten bewegt wie in 2 gezweigt. Es ist ein weiterer Aktuator 40 vorgesehen, der – neben der vom Stempel 26 ohnehin auf die Pellets 18 aufgebrachten Kraft, eine weitere mechanische Kraft über den hohlen Innenraum des Stempels 26 bis hin in die Spitze 31 des Stempels 26 einleitet zum Unterstützen des Entleerens der Dosierkammer 20, 21. Als weiterer Aktuator 40 kann beispielsweise ein Ventil in Verbindung mit einer Druckluft- oder Vakuumquelle verwendet werden, das so angesteuert wird, dass die Spitze 31 des Stempels 26 einem oder mehreren Druckstößen ausgesetzt wird. Als Aktuator 40 könnte auch ein Schwingungserzeuger, beispielsweise ein Ultraschallaktuator verwendet werden. Wenn der Stempel 26 zum Entleeren der Dosierkammer 20 nach unten bewegt wird, wird über die Spitze 31 des Stempels 26 eine die Entleerung der Dosierkammer 20 unterstützende Kraft auf die Pellets 18 in Form von mechanischen Stößen ausgeübt.
Um ausgehend von der in 2 gezeigten Position in die der 3 zu kommen, wird der Stempel 26 wieder in seine obere Position zurückgebracht. Danach verfährt der Schieber 14 nach außen, bis die erste Dosierkammer 20 in Überdeckung mit einer der beiden Öffnungen aus dem Vorratsraum 16 ist, um eine Befüllung mit Pellets 18 zu ermöglichen. In dieser Stellung des Schiebers 14 kann die zweite Dosierkammer 21 nicht mehr mit Pellets 18 befüllt werden. Die zweite Dosierkammer 21 befindet sich nun in Überdeckung mit der Öffnung im Gehäuse, so dass sich die in der zweiten Dosierkammer 21 befindlichen Pellets 18 in ein neu bereitgestelltes Kapselunterteil 10 entleeren können. Das Füllen der ersten Dosierkammer 20 erfolgt nun unter Erzeugung eines Vakuums (ein oder mehrere Vakuumimpulse) durch die erste Vakuumquelle 22. Das Herunterfahren des Stempels 26 (wie bereits in 2 gezeigt) unter Aktivierung des Aktuators 40 zur zusätzlichen mechanischen Kraftausübung auf die Pellets 18 zur Entleerung der zweiten Dosierkammer 21 schließt den Abfüllvorgang ab. Nach Heben des Stempels 26 in seine obere Position kann der Schieber horizontal wieder in die in 1 gezeigte Position verfahren, um den nächsten Dosier- und Füllvorgang einzuleiten.
Die Dosierkammern 20, 21 können Bestandteil des Schiebers 14 sein. Ebenso denkbar wäre die Anordnung in Dosierscheiben. Wesentlich ist, dass die Befüllung oder Entleerung der Dosierscheiben mit Pellets zusätzlich unterstützt wird durch Mittel zur Erzeugung einer mechanischen Kraft, die auf die Pellets einwirkt zur Unterstützung der Befüllung oder Entleerung der Dosierkammer. Wie bereits erwähnt kann es sich bei den Mitteln zur Erzeugung einer mechanischen Kraft um Vakuumquellen, Druckluft, mechanische Schwingungserzeuger (Schall, vorzugsweise Ultraschall) oder vergleichbare Aktuatoren 28, 30, 40 handeln. Vakuumquellen 22, 24 sind hierbei vorzugsweise so angeordnet, dass sie die Pellets 18 in die Dosierkammern 20, 21 ansaugen. Die Aktuatoren 28, 30 können oberhalb der Pellets 18, beispielsweise an der Oberseite des Vorratsraums 16, angeordnet sein. Ebenso könnte die mechanische Kraft auch indirekt auf die Pellets 18 aufgebracht werden, indem die Vorratskammer 16 bewegt oder in Schwingungen versetzt wird. Dies könnte durch entsprechend bekannte Antriebe erfolgen.

Claims

Vorrichtung zum Befüllen zumindest einer Kapsel (10) mit Pellets (18), umfassend zumindest eine Dosierkammer (20, 21), in die Pellets (18) gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass – neben einem eventuell auf Pellets (18) einwirkenden Stempel (26) – Mittel (22, 24, 28, 30, 40) zur Erzeugung einer mechanischen Kraft vorgesehen sind, die auf Pellets (18) einwirken zur Unterstützung der Befüllung und/oder Entleerung der Dosierkammer (20, 21) mit den Pellets (18).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (28, 30, 40) zur Erzeugung einer mechanischer Kraft diese über Druckluft, insbesondere Druckluftstöße, erzeugen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (22, 24) zur Erzeugung einer mechanischer Kraft diese über Vakuum, insbesondere Vakuukmstöße, erzeugen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (28, 30, 40) zur Erzeugung einer mechanischer Kraft diese durch Schwingungen, vorzugsweise im Ultraschallbereich, erzeugen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Dosierkammer (20, 21) in einer Dosierscheibe oder durch einen Schieber (14) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (22, 24) zur Erzeugung einer mechanischer Kraft eine Vakuumquelle (22, 24) vorgesehen ist, die zumindest ein Vakuum für zumindest eine Dosierkammer (20, 21) erzeugt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vakuumquelle (22, 24) und Dosierkammer (20, 21) gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (28, 30) zur Erzeugung einer mechanischen Kraft in einem Vorratsraum (16) für Pellets (18) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Leerung der Dosierkammer (20, 21) zumindest ein Stempel (26) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (40) zur Erzeugung einer mechanischen Kraft über den Innenraum des Stempels (26) bis zu dessen Spitze (31) eingeleitet ist zur Leerung der Dosierkammer (20, 21).