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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von feinkörnigem Füllgut in Verpackungsbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus der
DE 10 2011 085 283 A1 der Anmelderin bekannt. Sie umfasst eine in einer horizontal angeordneten Achse drehbar gelagerte Dosiereinheit mit einer Vielzahl von Dosierkammern zur Aufnahme jeweils einer Soll-Füllmenge an Pharmazeutika. In einer ersten Stellung zur Übernahme des Pharmazeutika aus einem Vorratsbehälter ist die jeweilige Dosierkammer unterhalb des Vorratsbehälters angeordnet. Das Füllgut (Pharmazeutika) fällt entweder alleine durch Schwerkraft, oder unterstützt durch Unterdruck aus dem Vorratsbehälter in die Dosierkammer. Anschließend wird die Dosiereinheit um 180° in ihrer Achse gedreht, um das Füllgut in einen Verpackungsbehälter abzugeben. Dies kann ggf. durch Unterstützung mittels Druckluft erfolgen. Die Dosiereinheit weist eine Vielzahl von Dosierkammern auf, deren Volumen über einen Verstellmechanismus, bei dem Verstellelemente radial nach innen bzw. nach außen (in Bezug auf die Drehachse der Dosiereinheit) bewegt werden können, veränderbar ist. Die bekannte Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Abgabe von pulver- bzw. rieselförmigen Füllgut an Kapselunterteile von Hartgelatinekapseln.
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Aus der
DE 10 2008 040 595 A1 der Anmelderin ist eine weitere Vorrichtung zum Dosieren feinkörniger Pharmazeutika in Verpackungsbehälter bekannt, die ebenfalls eine in einer horizontal angeordneten Achse drehbar gelagerte Dosiereinheit aufweist. Auch bei dieser Vorrichtung ist es vorgesehen, dass zum Übernehmen von Füllgut aus einem Füllgutbehälter dies ggf. durch die Unterstützung von Unterdruck geschieht, ebenso wie das Abgeben des Füllguts in Verpackungsbehälter durch Überdruck unterstützt werden kann. Um den Befüllvorgang zu erleichtern, weist die bekannte Vorrichtung zusätzlich eine Vibrationseinrichtung bzw. einen Schwingungserzeuger auf, der ein Anhaften vom Füllgut, beispielsweise in der Dosierkammer, vermeidet. Darüber hinaus ist es aus der zuletzt genannten
DE 10 2008 040 595 A1 bekannt, eine in einer vertikal angeordneten Achse bewegliche Dosiereinheit vorzusehen, bei der das Füllgut mittels Stopfstempel aus einem Füllgutbehälter in Kammern der Dosiereinheit eingebracht wird. Auch hier dient die bekannte Vorrichtung vorwiegend dem Befüllen von Kapselunterteilen von Arzneimittel- bzw. Hartgelatinekapseln.
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Neben (Hartgelatine-)Kapseln als Verpackungsbehälter finden zunehmend auch kleine, insbesondere aus Glas oder Kunststoff bestehende Verpackungsbehälter Verwendung, in die das Pharmazeutika in Form von Microspheres, Pellets oder ähnlichen Pharmazeutika abgefüllt wird. Aufgrund der Dimensionierung derartiger Verpackungsbehälter, die eine wesentlich größere Abmessung aufweisen als die (Hartgelatine-)Kapseln, sind die genannten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik nur bedingt dazu geeignet, derartige Verpackungsbehälter bei hoher Leistung mit hoher Genauigkeit abfüllen zu können.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Dosieren von feinkörnigem Füllgut in Verpackungsbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass diese bei hoher Leistung dazu geeignet ist, insbesondere in Verpackungsbehälter wie Fläschchen oder ähnliche Verpackungsbehälter mit hoher Genauigkeit abfüllen zu können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung zum Dosieren von feinkörnigem Füllgut in Verpackungsbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Dosiereinheit um eine vertikal angeordnete Achse schrittweise drehbar ist, und dass auf einem Teilkreisdurchmesser der Dosiereinheit zwei, um 180° zueinander versetzt angeordnete Dosierkammern vorgesehen sind, wobei der Abstand der Dosierkammern auf dem Teilkreisdurchmesser einem 1/n-fachen des Teilungsabstandes zweier in der Fördereinrichtung geförderter Verpackungsbehälter entspricht, und wobei n eine natürliche Zahl ist. Eine derartige Ausbildung der Dosiereinheit in Zusammenwirken mit einer entsprechend ausgebildeten, taktweise arbeitenden Fördereinrichtung hat den Vorteil, dass während einer Stillstandsphase der Dosiereinheit gleichzeitig zwei Verpackungsbehälter befüllt werden können. Dies erfolgt allein durch eine entsprechende Anordnung der Dosierkammern in der Dosiereinheit in Verbindung mit einem darauf angepassten Teilungsabstand zweier, in der Fördereinrichtung geförderter Verpackungsbehälter, wobei der erwähnte Teilungsabstand der Verpackungsbehälter in der Transporteinrichtung beispielsweise der Hälfte (1/2), einem Drittel (1/3), einem Viertel (1/4) usw. des Teilkreisdurchmessers zweier, um 180° zueinander versetzt angeordneter Dosierkammern in der Dosiereinheit entspricht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren von feinkörnigem Füllgut in Verpackungsbehälter sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Füllgut wie Pharmazeutika unterliegt je nach Charge gewissen Schwankungen hinsichtlich seiner Dichte. Um eine Anpassung der Dosierkammern vornehmen zu können, bei der selbst bei Dichteunterschieden stets die richtige Füllgutmenge, bezogen ein Soll-Füllgewicht in die Verpackungsbehälter dosiert werden kann, ist es in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Dosierkammer aus wenigstens zwei zueinander axial verstellbar angeordneten, hülsenförmigen Teilelementen besteht, wobei durch die Position der beiden Teilelemente die Soll-Füllmenge einstellbar ist.
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Um ohne zusätzliche Einrichtungen wie Stopfstempel, Schwingungserzeuger oder ähnlichem ein einfaches und sicheres Abgeben des Pharmazeutika aus der Dosierkammer in einen Verpackungsbehälter zu ermöglichen, ist es darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass die Dosierkammer in Richtung zum Vorratsbehälter hin ein in sich verkleinernden Querschnitt aufweist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Dosierkammer in Richtung zum Verpackungsbehälter ein in sich vergrößerten Querschnitt aufweist, so dass eine Brückenbildung des Füllguts sicher vermieden werden kann und in der Regel das Füllgut allein durch die Schwerkraft vollständig aus der Dosierkammer in den Verpackungsbehälter abgegeben wird.
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Insbesondere bei besonders feinkörnigem Füllgut kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Dosierkammer auf der dem Vorratsbehälter abgewandten Seite von einem als Filterelement ausgebildeten Dichtelement begrenzt ist, das wechselweise mit einer Unterdruckquelle zum Ansaugen von Füllgut aus dem Vorratsbehälter und einer Überdruckquelle zum Abgeben des Füllguts in den Verpackungsbehälter verbindbar ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass das Einsaugen der Soll-Füllmengen in die Dosierkammer durch Unterdruck unterstützt wird, während das Abgeben des Füllguts aus der Dosierkammer mittels Druckluft unterstützt wird.
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Ganz besonders bevorzugt ist es bei der letztgenannten Ausführung der Erfindung, wenn die Dosierkammer in eine zusätzliche Stellung verstellbar angeordnet ist, in der die Dosierkammer zum Reinigen der Dosierkammer von Füllgut zumindest mit einer Unterdruckquelle zusammenwirkt. Wesentlich dabei ist, dass nicht nur die Kammerwände durch den Unterdruck sicher von ggf. anhaftendem Füllgut befreit werden, sondern insbesondere auch das Filterelement, das ggf. über einen zusätzlichen Druckluftstoß gereinigt wird.
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In einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Dosiereinheit ausschließlich in einer Drehrichtung drehbar ausgebildet ist. Eine derartige Anordnung bzw. Ausbildung ist insbesondere dann möglich, wenn die Dosiereinheit unmittelbar mit einem oberhalb der Dosiereinheit angeordneten Vorratsbehälter zusammenwirkt.
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Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass zwischen dem Vorratsbehälter und der wenigstens einen Dosierkammer ein flexibler Füllschlauch angeordnet ist, und dass die Dosiereinheit drehrichtungsumkehrbar (oszillierend) ausgebildet ist. Die drehrichtungsumkehrbare Anordnung der Dosiereinheit ist erforderlich, da der Füllschlauch lediglich über einen gewissen Drehwinkel der Dosiereinheit mit der Dosiereinheit mitbewegt werden kann.
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Bevorzugt ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren von feinkörnigem Pharmazeutika, insbesondere von Pellets oder Microspheres.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dosieren von feinkörnigem Füllgut in Verpackungsbehälter,
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2 einen vereinfachten Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß 1 entlang der Linie II-II der 1,
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3 eine aufgeschnittene, perspektivische Darstellung eines Teils der Vorrichtung gemäß 1 zur Verdeutlichung der Produktabgabe mittels Druckluft,
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4 eine weitere geschnittene perspektivische Darstellung eines Teilbereich der Vorrichtung zur Verdeutlichung der Reinigung von Filterelementen,
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5 und 6 eine bei der Vorrichtung gemäß der 1 bis 3 verwendete Dosierkammer in unterschiedlichen Positionen zur Beeinflussung der Füllmenge, jeweils im Längsschnitt,
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7 eine perspektivische Darstellung eines Filterelements, wie es bei einer Vorrichtung gemäß 1 verwendet wird,
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8 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer gegenüber 1 abgewandelten Vorrichtung,
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9 einen Teilausschnitt aus der 8 in vergrößerter Darstellung,
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10 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung der Vorrichtung und
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11 eine Draufsicht auf die Vorrichtung im Bereich der Dosiereinheit.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Die in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 10 zum Dosieren feinkörniger Pharmazeutika in Verpackungsbehälter 1 wirkt mit einer lediglich in der 2 erkennbaren Fördereinrichtung 100 für die Verpackungsbehälter 1 zusammen, die im Wesentlichen unterhalb der Vorrichtung 10 angeordnet ist und im Bereich der Vorrichtung 10 geradlinig ausgebildet ist. Bei dem Pharmazeutika handelt es sich vorzugsweise, jedoch nicht einschränkend, um sogenannte Pellets oder Microspheres und bei den Verpackungsbehältern 1 beispielsweise um kleine Fläschchen aus Glas, die nach dem Befüllen mit einem nicht dargestellten Verschluss luftdicht verschlossen werden.
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Die Fördereinrichtung 100 umfasst beispielhaft und nicht einschränkend, eine ortsfest angeordnete Bodenschiene 101, auf der die Verpackungsbehälter 1 während ihres Transports in Richtung des Pfeils 102 stehend entlang rutschen. Ferner erkennt man einen von einem nicht dargestellten Antrieb beweglichen Fördergurt 104 zum taktweisen Transportieren der Verpackungsbehälter 1 mit Aufnahmen 105, 106 zwischen denen die Verpackungsbehälter 1 aufgenommen sind. Die Längsachsen 2 der Verpackungsbehälter 1 sind dabei jeweils in einem Teilungsabstand a zueinander angeordnet.
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Die Vorrichtung 10 weist einen Vorratsbehälter 11 für das Pharmazeutika auf. Unmittelbar unterhalb des Vorratsbehälters 11 ist eine in einer vertikal angeordneten Drehachse 12 schrittweise drehbare Dosiereinheit 15 angeordnet, die aus zwei drehfest miteinander verbundenen Trägerplatten 16, 17 besteht, in der sich zwei, in Bezug zur Drehachse 12 um 180° auf einem Teilkreisdurchmesser zueinander versetzt angeordnete Dosierkammern 22 zur Aufnahme einer Soll-Füllmenge an Pharmazeutika befinden. Wie insbesondere anhand der Darstellung der 5 und 6 erkennbar ist, besteht jede Dosierkammer 22 aus zwei jeweils hülsenförmigen Elementen 23, 24, wobei das in der oberen Trägerplatte 16 eingesetzte obere Element 23 mit seinem Außenumfang in den Innenumfang das an der unteren Trägerplatte 17 angeordnete untere Element 24 eintaucht. Ferner erkennt man anhand der Darstellung der 5 und 6, dass der Abstand zwischen den beiden Trägerplatten 16, 17, und somit auch das Maß, um das das obere Element 23 in das untere Element 24 eintaucht, veränderbar ist. Dies ist auch durch den Doppelpfeil 18 in der 2 kenntlich gemacht.
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Weiterhin erkennt man anhand der 5 und 6, dass der Innenquerschnitt des oberen Elements 23 in Längsrichtung konisch ausgebildet ist, derart, dass sich der Querschnitt in Richtung zum Vorratsbehälter 11 hin verkleinert.
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In Boden 25 des Vorratsbehälters 11 sind ebenfalls auf dem gleichen Teilkreisdurchmesser, auf dem die Dosierkammern 22 angeordnet sind, zwei um 180° zueinander versetzt angeordnete Durchgangsöffnungen 26 ausgebildet, die in einer Abgabestellung von Pharmazeutika aus dem Vorratsbehälter 11 in die Dosierkammern 22 mit den Dosierkammern 22 fluchten.
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Wesentlich ist, dass der Abstand A der Längsachsen 27 der Dosierkammern 22, wie anhand der 2 erkennbar ist, dem Abstand a zwischen den Längsachsen 2 der Verpackungsbehälter 1 entspricht, wobei die Dosierkammern 22 in einer Übergabeposition des Pharmazeutika in die Verpackungsbehälter 1 mit den in einer Stillstandsphase der Fördereinrichtung 100 fluchtend unterhalb der Dosierkammern 22 angeordneten Öffnungen der Verpackungsbehälter 1 angeordnet sind, und wobei die Fördereinrichtung 100 die Verpackungsbehälter 1 bei einem Fördertakt jeweils um Förderstrecke transportiert, die dem Abstand a zweier Verpackungsbehälter 1 entspricht.
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Unterhalb der Dosiereinheit 15 ist eine ortsfest angeordnete Bodenplatte 30 angeordnet. In der Bodenplatte 30 sind auf einem Teilkreisdurchmesser, der dem Abstand A zwischen den Dosierkammern 22 entspricht, zwei, um 180° in Bezug zur Drehachse 12 versetzt zueinander angeordnete Filterelemente 31, 32 eingesetzt, die entsprechend der 7 auf der den Dosierkammern 22 zugewandten Seite aus einem Filteraufsatz 33 bestehen, der auf einem kolbenartigen Trägerelement 34 aufgesetzt ist. Das Filterelement 33 weist eine Maschenweite auf, der kleiner ist als die Korngröße des Pharmazeutika. Ferner erkennt man am Trägerelement 34 zwei übereinander angeordnete Öffnungen 36, 37, wobei die eine Öffnung 36 beispielhaft mit einer Überdruckquelle, und die andere Öffnung 37 beispielhaft mit einer Unterdruckquelle verbindbar ist. Weiterhin sind in der Bodenplatte 30 zwei, um 180° in Bezug zur Drehachse 12 versetzt zueinander angeordnete Abgabeöffnungen 29 ausgebildet, die mit den in der Stillstandsphase der Verpackungsbehälter 1 angeordneten Öffnungen der Verpackungsbehälter 1 fluchten, und aus denen das Pharmazeutika auf den Dosierkammern 22 in die Verpackungsbehälter 1 herausfällt.
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Anhand der 3 und 4 ist ferner erkennbar, dass im Boden 25 des Vorratsbehälters 11 eine radial ausgerichtete Bohrung 38 ausgebildet ist, die bis an den Teilkreisdurchmesser heranragt, auf dem auch die Dosierkammern 22 angeordnet sind. Die Bohrung 38 ist mit einem Anschlussstutzen 39 verbunden, der mit einer Druckluftquelle verbunden werden kann. Ferner sind in der unteren Trägerplatte 17 auf einem Teilkreisdurchmesser, der dem Teilkreisdurchmesser entspricht, auf dem die Dosierkammern 22 angeordnet sind, langlochähnliche Öffnungen 41 ausgebildet, die über eine Absaugkanal 42 und einen Anschlussstutzen 43 mit einer Unterdruckquelle verbindbar sind. In der Bodenplatte 30 sind weiterhin eine mit der Öffnung 36 des Filterelements 33 kommunizierende Anschlussbohrung 44 sowie mit der Öffnung 37 des Filterelements 33 kommunizierende Anschlussbohrung 45 ausgebildet, wobei die Anschlussbohrung 45 in Bezug zur Anschlussbohrung 44 um einen Drehwinkel versetzt angeordnet ist.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung 10 arbeit wie folgt: Zum Abgeben von Produkt bzw. Pharmazeutika aus dem Vorratsbehälter 11 in die Dosierkammern 22 wird die Dosiereinheit 15 in der Drehachse 12 in die mit den beiden Durchgangsöffnungen 26 im Boden 25 des Vorratsbehälters 11 fluchtenden Stellung gedreht. In dieser Stellung sind auch die Filterelemente 31, 32 fluchtend mit den Dosierkammern 22 angeordnet (2). Aus dem Vorratsbehälter 11 gelangt nun entsprechend des gegenseitigen Abstands der Elemente 23, 24 eine entsprechende Soll-Füllmenge an Pharmazeutika in die Dosierkammern 22, wobei die Filterelemente 33 einen Boden für das Pharmazeutikum ausbilden. Das Einströmen des Pharmazeutikums in die jeweilige Dosierkammer 22 kann dabei über Unterdruck unterstützt werden, der über die Öffnung 37 im Trägerelement 34 auf das Filterelement 33 wirkt. Anschließend wird die Dosiereinheit 15 mit den beiden Dosierkammern 22 um 90° in der Drehachse 12 im Uhrzeigersinn entsprechend des Pfeils 46 in der 1 gedreht, so dass die Dosierkammern 22 mit den beiden Abgabeöffnungen 29 in der Bodenplatte 30 fluchten. Während der Drehbewegung bildet die Bodenplatte 30 eine untere, dichte Abdeckung bzw. einen Boden für die Dosierkammern 22 aus, so dass kein Füllgut aus den Dosierkammern 22 entweichen kann. Die Abgabe des Füllguts aus den Dosierkammern 22 in die Verpackungsbehälter 1 kann ggf. über einen Druckluftstoß über die Bohrung 38 unterstützt werden. Während der Drehbewegung der Dosiereinheit 15 in die Abgabestellung des Füllguts in die Verpackungsbehälter 1 gelangen ferner die Filterelemente 31, 32 bzw. die Filteraufsätze 33 über die Öffnungen 42 in Wirkverbindung mit dem Absaugkanal 43, so dass die Filteraufsätze 33 gereinigt werden können, was durch Druckluftunterstützung über Anschlussbohrung 44 unterstützt wird.
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Anschließend wird die Dosiereinheit 15 wiederum schrittweise um 90° im Gegenuhrzeigersinn weitergedreht, worauf sich die Vorgänge wiederholen. Gleichzeitig werden von der Fördereinrichtung 100 die befüllten Verpackungsbehälter 1 aus dem Bereich der Vorrichtung 10 abtransportiert und zwei leere Verpackungsbehälter 1 fluchtend unterhalb der Abgabeöffnungen 29 gefördert.
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In den 8 bis 11 ist eine gegenüber den 1 bis 3 modifizierte Vorrichtung 10a dargestellt. Die Vorrichtung 10a umfasst eine an einem Gestell 50 angeordnete Dosiereinheit 15a. Die Dosiereinheit 15a ist in einer vertikal angeordneten Drehachse 12a (11) entsprechend des Doppelpfeils 51 in der 9 aus einer mittleren Position um jeweils 60° in beide Richtungen drehbar angeordnet. Durch eine Verstellung der oberen Trägerplatte 16a in Richtung des Doppelpfeils 52 relativ zur unteren Trägerplatte 17a lässt sich in Analogie zu der Dosiereinheit 15 das Volumen der Dosierkammern 22 verstellen. Die obere Trägerplatte 16a ist mit insgesamt sechs, jeweils um 60° zueinander versetzt angeordneten, biegsamen Schläuchen 54 bis 56 verbunden, wobei jeweils zwei Schläuche 54 dem Zuführen von Pharmazeutika aus dem Vorratsbehälter 11a, zwei Schläuche 55 der Zuführung von Druckluft zum Unterstützen der Produktabgabe in die Verpackungsbehälter 1, und zwei Schläuche 56 zum Absaugen von Pharmazeutika aus den Dosierkammern 22 während der Reinigungsstellung der in den Figuren nicht erkennbaren Filterelemente dienen. Jeweils zwei, die gleiche Funktion aufweisenden Schläuche 54 bis 56 sind jeweils um 180° zueinander versetzt angeordnet. In der in der 10 dargestellten Stellung der Dosiereinheit 15a erfolgt die Abgabe des Füllguts an die Verpackungsbehälter 1. Durch eine oszillierende Drehung der Dosiereinheit 15a um jeweils 60° wird abwechselnd Produkt angesaugt, anschließend das Produkt in die Verpackungsbehälter 1 abgegeben, und nach einem weiteren Drehschritt das Filterelement gereinigt.
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Auch bei der Vorrichtung 10a weisen die beiden Dosierkammern 22 in der Dosiereinheit 15a auf einem Teilkreisdurchmesser einen Abstand A zueinander auf, der dem Teilungsabstand a der in der Fördereinrichtung 100 schrittweise transportierten Verpackungsbehälter 1 entspricht.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung 10, 10a kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011085283 A1 [0002]
- DE 102008040595 A1 [0003, 0003]
