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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zur Dosierung von Mikrotabletten und Globuli, mit einem Vorratsbehälter, der auf einem Basiselement angeordnet ist, wobei am Boden des Vorratsbehälters eine Ausschleusungsöffnung vorgesehen ist und im Fußbereich des Vorratsbehälters eine Vereinzelungseinrichtung angeordnet ist, welche ein Transportelement umfasst, das oberhalb der Ausschleusungsöffnung bewegbar gelagert ist und das mit seiner wenigstens einen Transportausnehmung die Ausschleusungsöffnung überstreicht, und wobei oberhalb der Ausschleusungsöffnung ein Abstreiferelement angeordnet ist, das sich bis an die Oberseite des Transportelements erstreckt.
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Für Wirkstoffe sind in der Pharmazie kleine partikelförmige Darreichungsformen wie Mikrotabletten oder Globuli bekannt, die den Vorteil haben, sehr leicht geschluckt werden zu können, beispielsweise auch in der Nahrung oder in Flüssigkeit, wodurch sich diese Form gerade für Säuglinge und Kleinkinder sowie für Personen mit Schluckbeschwerden eignet. Ein weiterer Vorteil der Darreichungsform besteht darin, dass durch Abzählen der einzelnen Partikel die Dosierung sehr individuell und auch genau angepasst werden kann. Anders als beim Teilen von Tabletten, wobei möglicherweise uneinheitliche Teilstücke entstehen oder wobei Tablettensubstanz und damit Wirkstoff verloren geht, führt das exakte Abzählen einer Anzahl von Mikrotabletten zu einer genauen und reproduzierbaren Wirkstoffdosierung. Das manuelle Abzählen ist allerdings zeitaufwändig und je nach Aufmerksamkeit und Sehvermögen des Anwenders mehr oder weniger fehlerbehaftet, so dass zur sicheren Anwendung eine zuverlässige Dosiervorrichtung benötigt wird.
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Aus der
US-Patentschrift 2 176 232 ist eine gattungsgemäße Dosiervorrichtung bekannt. Tabletten, Pastillen oder Pellets fallen dabei aus dem Vorratsbehälter in eine Transportausnehmung des im Vorratsbehälter liegenden Transportelements. Bei den Transportausnehmungen handelt es sich um Löcher in einer drehbaren Scheibe. Wird das Transportelement manuell um einen bestimmten Winkelschritt gedreht, wird die Transportausnehmung über der Ausschleusungsöffnung positioniert. Die in der Transportausnehmung geförderten Tabletten, Pastillen oder dergleichen fallen in die Ausschleusungsöffnung. Ein oberhalb der Ausschleusungsöffnung angeordnetes Abstreiferelement verhindert das Nachrutschen von Teilen aus dem Vorratsbehälter in die Transportausnehmung und in die Ausschleusungsöffnung.
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Für sehr kleine Partikel wie Mikrotabletten und Globuli ist die bekannte Dosiervorrichtung jedoch nicht geeignet, da damit allenfalls eine volumetrische Dosierung möglich wäre, also die Abgabe einer bestimmten Schüttmenge, entsprechend dem Volumen von einer Transportausnehmung, jedoch keine exakte, stückmäßige Vereinzelung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass damit eine zuverlässige Ausschleusung einzelner Mikrotabletten und Globuli aus der Vorratskammer ermöglicht wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch:
- – dass sich von der Ausschleusungsöffnung aus ein Ausschleusungskanal bis zu einer Austrittsöffnung erstreckt, wobei in dem oder unter dem Ausschleusungskanal wenigstens ein Sensorelement angeordnet ist, das mit einer Steuerungseinrichtung verbunden ist;
Das Sensorelement kann bei einer einfachen, manuell betätigten Einheit benutzt werden, um über eine einfache Art von Signalisierung einer Leuchtanzeige oder einem akustischen Ton anzuzeigen, wenn ein Partikel ausgeschleust wurde, oder um eine Störung anzuzeigen, wenn unvorhergesehenerweise mehrere Partikel erfasst wurden.
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Vorzugsweise wird dazu auch die Stellung des Transportelements über einen Sensor erfasst und in der Steuerungseinrichtung mit dem Sensorelement des Ausschleusungskanals derart abgekoppelt, dass pro über dem Ausschleusungskanal platzierter Transportausnehmung immer nur ein am Sensorelement des Ausschleusungskanals erfasster Partikel als zulässig betrachtet wird und jedes weitere Sensorsignal von dort zu einer Fehlermeldung fuhrt.
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Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das Transportelement mittels eines Motors zu bewegen ist, welcher durch die Steuerungseinrichtung angesteuert wird. Mit einer schrittweisen Motorbewegung kann die Transportausnehmung mehrfach automatisch vor den Ausschleusungskanal bewegt werden und wieder in den offenen Bereich der Vorratskammer, um dort weitere Mikrotabletten aufzunehmen.
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Die Steuerungseinrichtung kann eine Zählereinheit und eine Anzeigeeinheit umfassen. Darüber wird die erfasste Stückzahl dem Benutzer angezeigt. Dieser kann selbst bei Erreichen der vorgesehenen Menge den Dosiervorgang abbrechen.
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Bevorzugt ist die Steuerungseinrichtung jedoch so programmiert, dass der Motor durch die Steuereinheit bis zum Erreichen einer vorgegeben Stückzahl von auszuschleusenden Mikrotabletten wiederholt betätigt wird und dann der Dosiervorgang selbsttätig beendet wird.
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Vorteilhaft ist auch, wenn die Steuerungseinrichtung eine Detektionseinrichtung zur Erfassung einer Blockade des Transportelements aufweist. Beispielsweise kann durch eine Überwachung des Motorstroms erfasst werden, ob Konglomerate, Bruchstücke oder dergleichen das Transportelement blockieren.
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Mit Vorteil ist vorgesehen, dass zumindest im Bereich jeder Transportausnehmung der Abstand der Oberseite des Transportelements gegenüber dem Boden des Vorratsbehälters 10%...20% kleiner ist als die Nenn-Partikelgröße der Mikrotabletten; und/oder dass der Durchmesser der wenigstens einen Transportausnehmung in dem Transportelement und des Ausschleusungskanals das 1,1fache bis 1,8fache der Nenn-Partikelgröße der Mikrotabletten beträgt.
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Die Durchmesser von Transportausnehmungen und Ausschleusungskanal sind so gewählt, dass bei einer gegebenen Größenverteilung innerhalb einer Menge von Mikrotabletten immer nur genau ein Stück in die Transportausnehmung passt und nur jeweils ein Stück durch den Ausschleusungskanal gelangen kann. Der Durchmesser von Transportausnehmung und Ausschleusungskanal ist dabei gerade nur so weit gegenüber der Nenn-Partikelgröße erhöht, dass er alle Partikelgrößen, die in der vorgesehenen Größenverteilung üblicherweise vorkommen, passieren lässt. Konglomerate aus mehreren Partikeln oder in sonstiger Weise abweichende Größen von Partikeln werden nicht aus geschleust, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichzeitig auch eine gewisse Siebfunktion erfüllt und einer Überdosierung von Wirkstoff entgegengewirkt wird.
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Die Höhe der Oberseite des Transportelements ist erfindungsgemäß zudem gegenüber der Nenn-Partikelgröße reduziert, damit schon mechanisch ausgeschlossen wird, dass zwei kleine Mikrotabletten, deren Größe der unteren Grenze einer gegebenen Größenverteilung in einer Menge von Mikrotabletten entspricht, in eine Transportausnehmung passen könnten.
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Wäre nämlich die Transportausnehmung höher ausgebildet und läge darin bereits eine besonders kleine erste Mikrotablette, deren Durchmesser beispielsweise nur das 0,6fache der Nenn-Partikelgröße beträgt, dann könnte noch eine weitere Mikrotablette mit ebenfalls kleinen Abmaßen aufgenommen werden, so dass dann am Ende zwei Stück zugleich ausgeschleust würden.
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Indem aber gemäß der Erfindung die Kantenhöhe der Transportkammer reduziert ist und oberhalb des Transportelements ein weiches Abstreiferelement vorhanden ist, ragt eine zweite Mikrotablette nach oben über die Oberkante der Transportausnehmung hinaus und kann entsprechend vom Abstreiferelement zurückgehalten werden.
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Somit können bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung nur noch dann zwei Stück auf einmal ausgeschleust werden, wenn ihre Größe lediglich etwa das 0,5fache der Nenngröße beträgt. Dies ist bei einer üblichen Größenverteilung solcher Mikrotabletten und Globuli ausgeschlossen. Allenfalls kann es sich dabei um Bruchstücke handeln, jedoch bietet die Erfindung dazu den Vorteil, dass durch das Sensorelement in jedem Fall registriert wird, wenn mehr als ein Partikel, ganz gleich von welcher Größe, durch den Ausschleusungskanal fällt.
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In der beschriebenen Grundform der Erfindung ist also bereits eine hohe Sicherheit dafür gegeben, dass immer nur einzelne Partikel ausgeschleust werden, die leicht gezählt werden können.
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Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht einen Vorratsbehälter vor, der zumindest im Bodenbereich rund ausgebildet ist. Das Transportelement ist eine darin drehbar gelagerte Lochscheibe.
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Insbesondere sind auf einem Teilkreis auf der Lochscheibe eine Vielzahl von Transportausnehmungen angeordnet, wobei der Abstand zwischen zwei Transportausnehmungen gleich dem oder größer als der Durchmesser der darunter liegenden Einlauföffnung ist und wobei die durch das Abstreiferelement überdeckte Fläche größer ist als die Transportausnehmung. Insbesondere deckt das Abstreiferelement die gesamte Fläche zwischen zwei Transportausnehmungen ab. Damit ist sichergestellt, dass es zu keinem Zeitpunkt eine nach oben offene Schnittfläche von Transportausnehmung und Ausschleusungsöffnung gibt, in welche Teile nachrutschen und zu einer Blockade führen könnten.
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Vielmehr ergibt sich die Funktionsweise der erfindungsgemäß Dosiervorrichtung wie folgt:
Die Lochscheibe dreht sich innerhalb des Vorratsbehälters mit den Mikrotabletten. Letztere rutschen in die offen liegenden Transportausnehmungen. Kurz bevor eine Transportausnehmung die Ausschleusungsöffnung also die Einlauföffnung in den Ausschleusungskanal – erreicht, wird Sie von dem Abtreiferelement überdeckt. Sollte mehr als eine Mikrotablette in der Transportausnehmung liegen, dann würden überzählige Stücke angesichts der oben beschriebenen Geometrie nach oben überragen und würden abgestreift.
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Die mit genau einer Mikrotablette gefüllte Transportausnehmung läuft dann vollständig unter das Abstreiferelement, so dass aus dem Vorratsbehälter nichts mehr nachrutschen kann.
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Sobald die Überdeckung zwischen der Transportausnehmung und dem Ausschleusungskanal besteht, fällt die Mikrotablette aus der Transportausnehmung und durch den Ausschleusungskanal hindurch, wobei sie von dem darin angeordneten Sensor erfasst wird.
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Die leere Transportausnehmung bleibt zunächst in der Überdeckung durch das Abstreiferelement und schiebt sich erst nur ein Stück daraus heraus, so dass entgegen der Bewegungsrichtung des Transportelements kein Nachrutschen von Mikrotabletten in den Ausschleusungskanal hinein möglich ist.
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Um gerade dann, wenn nur noch eine Restmenge an Mikrotabletten im Vorratsbehälter vorhanden ist, eine zuverlässige Füllung der Transportausnehmungen zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn im Zentrum der Lochscheibe ein kegel- oder glockenförmiges Verteilerelement angeordnet ist. Dieses bewirkt eine Führung der Mikrotabletten auf den Teilkreis der Lochscheibe mit den Transportausnehmungen.
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Insbesondere sollte die Lochscheibe mit dem Verteilerelement verbunden sein und diese mit einem Rotor des Motors verbunden sein. Die Einheit aus Lochscheibe und Verteilerelement kann die gesamte Querschnittsfläche des Vorratsbehälter ausfüllen.
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Eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung sieht vor, dass das Transportelement eine schwenkbare und/oder verschiebbare Lochplatte ist, die eine nach unten weisende Trichtermündung des Vorratsbehälters überdeckt.
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Bei dieser Ausführungsform liegt die Transportausnehmung des Transportelements ebenfalls im Haufen von Mikrotabletten innerhalb des Vorratsbehälters. Sie schiebt sich dann auf einer linearen oder bogenförmigen Bahn bis über die Ausschleusungsöffnung. Mikrotabletten fallen dort aus der Transportausnehmung in den Ausschleusungskanal. Sie passieren darin ebenfalls ein Sensorelement.
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Es kann eine oszillierende Bewegung vorgesehen sein, wobei der wenigstens zwei Transportausnehmungen vorgesehen sind, die auf einer gemeinsamen Bewegungsbahn liegen, welche über den Ausschleusungskanal hinweg läuft.
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Bevorzugt es bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Trichtermündung länglich ausgebildet ist und die Lochplatte über einen Elektromotor und ein Kurbelgetriebe in Längserstreckung der Trichtermündung verschiebbar ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
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1 eine erste Ausführungsform einer Dosiervorrichtung in perspektivischer Ansicht;
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2 die erste Ausführungsform im Schnitt;
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3 eine zweite Ausführungsform einer Dosiervorrichtung in perspektivischer Ansicht und
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4 die zweite Ausführungsform im Schnitt.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Dosiervorrichtung 10. Diese umfasst einen zylindrischen Vorratsbehälter 11, insbesondere aus transparentem Kunststoff. Innerhalb des Vorratsbehälters 11 ist eine Lochscheibe 31 drehbar gelagert. Diese umfasst mehrere Transportausnehmungen 32, deren Durchmesser so gewählt ist, dass innerhalb einer gegebenen Größenverteilung von Mikrotabletten 1 zwar auch bekannt von der Nenn-Größe abweichend große Mikrotabletten aufgenommen werden können, dass aber andererseits nicht zwei unterdurchschnittlich kleine Tabletten hineinpassen.
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Die Lochscheibe 31 besitzt in ihrem Zentrum ein glockenförmiges Verteilerelement 34. Die glockenförmige Formgebung bewirkt, dass das Schüttgut innerhalb des Vorratsbehälters 11 nach außen hin fließt, genau auf den Teilkreis der Lochscheibe 31 mit den Transportausnehmungen 32 zu. Im Zentrum der Einheit aus Lochscheibe 31 und Verteilerelement 34 ist ein Lager und ein Motor 35 angeordnet. Hierdurch ist die Lochscheibe 31 mit Verteilerelement 34 drehbar innerhalb des Vorratsbehälters 11.
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Durch Drehen der Lochscheibe 31 gelangen die Transportausnehmungen 32 nacheinander bis oberhalb einer Ausschleusungsöffnung im Boden des Vorratsbehälters 11. Von der Ausschleusungsöffnung aus erstreckt sich ein Ausschleusungskanal 22 nach unten bis hin zu einer ganz unten liegenden Austrittsöffnung 23. Der Ausschleusungskanal 22 beginnt also im Bereich des Vorratsbehälters 11 bzw. im Bereich von dessen Boden und setzt sich dann in einem unterhalb davon angeordneten Basiselement 20 fort.
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Das Basiselement 20 kann auch zugleich den Boden des Vorratsbehälters 11 bilden und einstückig mit diesem ausgebildet sein, wie in 1 durch die gestrichelten Linien am Übergang vom Vorratsbehälter 11 zum Basiselement dargestellt.
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Durch den Austrittskanal 22 fällt in 1 eine Mikrotablette 1' hindurch. Ein in dem Austrittskanal 22 angeordnetes Sensorelement 41 erfasst die Mikrotablette 1 auf ihrem Weg durch den Ausschleusungskanal 22 und gibt einen Impuls an eine Steuerungseinrichtung 40. Die Steuerungseinrichtung 40 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel noch weitere Module, nämlich:
- – eine Zähleinrichtung 42,
- – eine Anzeigeeinrichtung 43,
- – eine Einheit 44 und
- – eine Motoransteuerungseinheit 45.
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Über die Eingabeeinheit 44 kann die gewünschte Anzahl von Mikrotabletten 1, 1' vorgegeben werden. Nach Abschluss der Eingabe wird über die Motorsteuerungseinrichtung 45 die Drehung der Lochscheibe 31 bewirkt. Die in einer losen Schüttung innerhalb des Vorratsbehälters 11 liegenden Mikrotabletten legen sich von oben in die Transportausnehmungen 32.
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Kurz vor Erreichen der Ausschleusungsöffnung 21 ist ein Abstreiferelement 33 angeordnet, dass alle oben, lose auf der Lochscheibe 31 aufliegenden Mikrotabletten zurückhält und gewährleistet, dass lediglich die eine, innerhalb der Transportausnehmung 32 liegende Mikrotablette 1 bis oberhalb der Ausschleusungsöffnung 31 transportiert wird. Die Mikrotablette fällt dort dann in den Ausschleusungskanal 22.
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Am Sensor 41 wird dabei ein elektrischer Impuls erzeugt, der der Zähleinrichtung 42 zugeführt wird. Diese signalisiert über die Anzeigeeinheit 43 die schon ausgeschleuste Menge an Mikrotabletten 1. Bei Erreichen der vorgegebenen Stückzahl wird über die Motorsteuerungseinrichtung 45 die Rotation der Lochscheibe 31 gestoppt und der Dosiervorgang wird beendet. Über eine entsprechende Anzeige in der Anzeigeeinheit 43 wird dem Benutzer das Ende des Dosiervorgangs angezeigt.
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2 zeigt die Dosiervorrichtung 10 noch einmal in einer Schnittansicht. Zur besseren Darstellung ist hier der Motor 35 nicht dargestellt.
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Deutlich erkennbar ist auch der Verlauf des Ausschleusungskanals 22, der bei der Ausschleusungsöffnung 21 im Boden des Vorratsbehälters 11 beginnt und sich durch das Basiselement 20 hindurch bis zu der unten liegenden Austrittsöffnung 23 erstreckt, wobei die Länge so gewählt ist, dass ein zuverlässig arbeitendes Sensorelement 41 darin platzierbar ist. Das Sensorelement 41 ist insbesondere ein optischer Sensor.
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Weiterhin wird aus 2 die besondere Form des Abstreiferelements 33 deutlich. Dieses ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als eine weiche Bürste mit relativ langen Borsten dargestellt. Die Ausbildung des Abstreiferelements als Bürste ermöglicht eine optimale Anpassung an die Kontur von Lochscheibe 31 und Verteilerelement 34. Die auf der Oberfläche der Lochscheibe 31 streifenden Bürsten können sogar leicht bis in die Transportausnehmungen 32 hineinreichen, um so zuverlässig all diejenigen Mikrotabletten abzustreifen, die auf einer schon in der Transportausnehmung 32 liegenden ersten Tablette liegen. Die Bürstenform vermeidet weiterhin eine Spaltbildung zwischen stationären und rotierenden Teilen, so dass die Gefahr eines Einklemmens von Mikrotabletten vermieden wird.
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In 3 ist eine zweite Ausführungsform einer Dosiervorrichtung 10' dargestellt. Ein Vorratsbehälter 11' besitzt hier einen rechteckigen Querschnitt. Er verjüngt sich nach unten hin in einer Trichtermündung 12', unterhalb der eine Vereinzelungsanlage 30' angeordnet ist, welche die Trichtermündung 12' überdeckt und immer nur die Ausschleusung einzelner Mikrotabletten erlaubt. Es ist wiederum ein röhrchenförmiges Basiselement 20' vorgesehen, innerhalb dessen ein Ausschleusungskanal 22' gebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist es aus transparentem Werkstoff gefertigt, so dass ein optischer Sensor 41' außen liegend um das Basiselement 20' herum angeordnet werden kann, um ein Passieren einer einzelnen Mikrotablette 1 zu erfassen.
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Bei dem dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel enthält die Vereinzelungsanlage 30' ein längliches Transportelement 31', das als eine längliche Lochplatte ausgebildet ist. Über einen Motor 35' und ein Kurbelgetriebe 36' wird eine oszillierende, lineare Bewegung des Transportelements 31' bewirkt.
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Die Funktionsweise ist insbesondere aus 4 erkennbar. Die Lochplatte 31' umfasst zwei Transportausnehmungen 32'. Der durch den Blockpfeil angedeutete mögliche Verschiebeweg der Lochplatte 31' beträgt etwas mehr als das Zweifache des Abstands der beiden Transportausnehmungen 32'. Das Abstreiferelement 33' und der darunter platzierte Ausschleusungskanal 22' sind in der Mitte der Trichtermündung 12' angeordnet. Dadurch ergibt sich die folgende Betriebsweise:
- – In der in 4 dargestellten Stellung liegt die rechte Transportausnehmung 32 oberhalb des Ausschleusungskanals 22', so dass eine einzelne Tablette 1 ausgeschleust wird und von einem Sensor 41' erfasst wird.
- – Zugleich liegt die in 4 linke Transportausnehmung 32' frei innerhalb der Schüttung von Mikrotabletten in der Trichtermündung 12', so dass eine Mikrotablette 1 dort hineinfallen kann.
- – Bei der nächst folgenden Bewegung nach rechts gerät die linke Transportausnehmung 32' gleichzeitig unter das Abstreiferelement 33' und über den Aussschleusungskanal 22', wodurch wiederum eine Mikrotablette 1 ausgeschleust wird.
- – Bei der rechten Endstellung der Lochplatte 31' liegt dann eine freie Transportausnehmung 32' rechts von dem Abstreiferelement 33', wo sie gefüllt wird.
- – Die rechte Transportausnehmung 32' gerät bei der nächst folgenden Bewegung der Lochplatte 31' nach links wieder über den Ausschleusungskanal 22'.
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Mit einer vollständigen Motorumdrehung werden somit immer zwei Mikrotabletten ausgeschleust. Die Motordrehzahl kann somit dazu benutzt werden, in der Steuerungseinrichtung 40 dazu benutzt werden, einen Sollwert zu bilden, d. h. aus der vorgegebenen, vom Benutzer gewählten Menge aus auszuschleusenden Mikrotabletten kann die notwendige Anzahl von Umdrehungen für den Motor als Vorgabe berechnet werden. Zugleich dient das Sensorelement 41' der Kontrolle und Rückkopplung des Ist-Wertes an tatsächlich ausgeschleusten Mikrotabletten. Sollte also aus irgendwelchen Gründen sich eine Transportausnehnung 32' nicht füllen und mit der Bewegung der Lochplatte keine Mikrotablette ausgeschleust werden, wird dies durch den Sensor 41' erfasst, so dass die Steuerungsreinrichtung einen entsprechenden Nachlauf des Motors 35' auslösen kann bis die gewünschte Stückzahl erreicht worden ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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