-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren und Abfüllen von pulverförmigem Füllgut in Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der
DE 10 2008 040 595 A1 der Anmelderin bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist ein in einer horizontalen Achse drehbar gelagertes Dosierrad auf, wobei in dem Dosierrad mehrere Dosierkammern zum Abfüllen jeweils einer bestimmten Füllgutmenge ausgebildet sind. Die Dosierkammern gelangen bei der schrittweisen Drehung des Dosierrads in Überdeckung mit einem Füllgutbehälter, aus dem das pulver- bzw. rieselförmige Füllgut in die Dosierkammer abgegeben wird. Die Abgabe des Füllguts aus dem Füllgutbehälter in die jeweilige Dosierkammer wird durch Unterdruck unterstützt, der über eine Bohrung an der Dosierkammer anliegt. Nach einer Drehung des Dosierrads um 180° gegenüber dem Füllgutbehälter erfolgt die Abgabe des Füllguts aus der Dosierkammer in einen unterhalb der Dosierkammer angeordneten Behälter. Die Abgabe des Füllguts wird sowohl durch einen Schwingungserzeuger, als auch durch eine Druckluftquelle unterstützt, wobei die Druckluftquelle über die gleiche Bohrung auf die Dosierkammer wirkt wie die Unterdruckquelle während des Füllvorgangs. Die über die Bohrung in den Bereich der Dosierkammer eingeleitete Druckluft durchströmt ein den Bodenbereich der Dosierkammer ausbildendes Filterelement. Die Druckluft wirkt somit über den gesamten Querschnitt der Dosierkammer, um das Entleeren des Füllguts aus der Dosierkammer zu unterstützen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dosieren und Abfüllen von pulverförmigem Füllgut in Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch eine gezielte Führung der Druckluft die Druckluft zumindest im Wesentlichen auf den Bereich der die Dosierkammer begrenzenden (Umfangs-) Wand einwirkt und somit gezielt den Wandbereich der Dosierkammer von ggf. anhaftendem Füllgut befreit. Es wird somit durch die gezielte Führung der Druckluft in den Bereich der Wand der Dosierkammer ermöglicht, dass zum Reinigen bzw. Freihalten der Wand der Dosierkammer von Füllgut ein relativ geringer Überdruck bzw. eine relativ geringe, von der Druckluft stammende mechanische bzw. pneumatische Energie genügt, um ein Anhaften von Füllgut in der Dosierkammer zu vermeiden. Durch die relativ geringe Menge bzw. den relativ geringen (Über-) Druck zur Reinigung der Wand der Dosierkammer wird darüber hinaus eine (ungewollte) Verschmutzung von über die Druckluft von der Wand der Dosierkammer entferntem Füllgut in anderen Bereichen der Vorrichtung vermieden, bzw. es sind dort keine aufwendigen zusätzlichen Abdichtmaßnahmen oder ähnliches erforderlich.
-
Das Reinigen bzw. Entfernen von Füllgut von der Wand der Dosierkammer hat insbesondere den Vorteil, dass Fehldosierungen, insbesondere Minderdosierungen, ausgeschlossen werden, da der vollständige Inhalt des in der Dosierkammer befindlichen Füllguts in einen bereitstehenden Behälter abgegeben wird.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Dosieren und Abfüllen von pulverförmigem Füllgut in Behälter sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
-
Um eine Verwirbelung der Druckluft im Bereich der Dosierkammer zu vermeiden, und gleichzeitig die in der Druckluft vorhandene kinetische Energie möglichst vollständig zum Reinigen der Wand der Dosierkammer zu nutzen, ist es vorgesehen, dass der Druckluftauslass für die Druckluftbohrung zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Dosierkammer im Bereich der Wand der Dosierkammer ausgerichtet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Druckluft im Wesentlichen parallel zur Austrittsrichtung des Füllguts aus der Dosierkammer strömt.
-
Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass der Druckluftauslass in einem schrägen Winkel zu einer Längsachse der Dosierkammer im Bereich der Wand der Dosierkammer ausgerichtet. In diesem Fall wird eine Strömungskomponente in Umfangsrichtung der Wand der Dosierkammer erzeugt. Eine derartige konstruktive Ausgestaltung bewirkt insbesondere, dass ein größerer Bereich der Wand der Dosierkammer in Umfangsrichtung von der Druckluft überstrichen wird, so dass keine Totbereiche entstehen, in denen die Druckluft nicht mit der Wand der Dosierkammer in Wirkverbindung gelangt. Dadurch reicht schon eine relativ geringe Anzahl von Druckluftbohrungen, um den die Wand der Dosierkammer über ihren gesamten Umfang reinigen zu können.
-
In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung der beiden zuletzt genannten Anordnungen der Druckluftauslässe wird vorgeschlagen, dass der Querschnitt der Dosierkammer kreisförmig ausgebildet ist, und dass der wenigstens eine Druckluftauslass radial innerhalb des Querschnitts angeordnet ist. Eine im Querschnitt rund ausgebildete Dosierkammer verhindert insbesondere die Ausbildung von Toträumen, die die Anhaftung des Füllguts im Bereich der Dosierkammer begünstigen.
-
Um die Wand der Dosierkammer in Umfangsrichtung gesehen möglichst vollflächig in Wirkverbindung mit der Druckluft gelangen zu lassen, ist es von Vorteil, wenn mehrere Druckluftauslässe vorgesehen sind, die auf einem gemeinsamen Teilkreisdurchmesser um die Längsachse der Dosierkammer angeordnet sind.
-
Zur Vergleichmäßigung der Strömung der Druckluft kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass im Bereich des Druckluftauslasses ein Filterelement angeordnet ist. Ein derartiges Filterelement kann beispielsweise in Form eines Sintermetallelements ausgebildet sein. Es verhindert darüber hinaus in zuverlässiger Art und Weise eine Verschmutzung der Druckluftbohrung bzw. des Druckluftauslasses durch Füllgut.
-
Um eine einfache Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Volumina der Dosierkammern zu ermöglichen, kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Druckluftbohrung im Bereich eines Formatwechselteils angeordnet ist und über eine vorzugsweise senkrecht zu der wenigstens einen Druckluftbohrung verlaufenden Zuführbohrung mit einer ortsfest angeordneten Versorgungsbohrung pneumatisch verbindbar ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass das Formatwechselteil der jeweiligen geometrischen Gestaltung bzw. dem Volumen der Dosierkammer angepasst ist und sich einfach auswechseln lässt.
-
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Betreiben einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest der Beginn und das Ende des Druckluftstoßes mittels einer Steuereinrichtung dem Füllgut und/oder der Sollmenge an Füllgut angepasst wird. Insbesondere ermöglicht es ein derartiges Verfahren, den Druckluftstoß lediglich während der Zeitspanne in die Dosierkammer einzuleiten, bei der die Dosierkammer mit dem Behältnis ausgerichtet ist. Dadurch wird insbesondere auch die Verschmutzung der Vorrichtung mit Füllgut verringert.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass zusätzlich die Höhe des pneumatischen Drucks und/oder der Druckverlauf des Druckluftstoßes dem Füllgut und/oder der Sollmenge an Füllgut angepasst wird. Es ist somit z.B. möglich, den Druck des Druckluftstoßes von einem Anfangswert bis zu einem Maximalwert linear zu steigern und anschließend wieder bis zu einem Endwert abzusenken. Auch kann beispielsweise bei einem eine besonders geringe Korngröße aufweisenden Füllgut ein erhöhter Druck der Druckluft vorgesehen sein, um eine sichere Reinigung der Wand der Dosierkammer zu ermöglichen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
-
Diese zeigt in:
- 1 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Dosieren und Abfüllen von pulverförmigem Füllgut in Behälter in einem perspektivischen Längsschnitt,
- 2 eine perspektivische Unteransicht eines Formatwechselteils zum Ausblasen einer Dosierkammer mit Druckluft,
- 3 eine Darstellung eines Teilbereichs der Vorrichtung gemäß den 1 während des Ausblasens einer Druckkammer und
- 4 und 5 jeweils in teilweise geschnittenen Darstellungen unterschiedliche Stellungen einer Dosierscheibe in der Vorrichtung der 1.
-
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
-
Die in der 1 ausschnittsweise dargestellte Vorrichtung 10 dient dem Dosieren bzw. Abfüllen von pulverförmigem bzw. rieselfähigem Füllgut 1 in Behälter 2. Bei dem Füllgut 1 kann es sich insbesondere, und nicht einschränkend, um ein pharmazeutisches Produkt bzw. einen pharmazeutischen Wirkstoff handeln. Bei dem Behälter 2 handelt es sich beispielsweise um ein Fläschchen, ein Vial oder ähnliches.
-
Die Vorrichtung 10 weist einen lediglich bereichsweise dargestellten Vorratsbehälter 11 für das Füllgut 1 auf, an dessen Grund im Bereich einer in etwa ringförmigen Ausnehmung ein als Formatwechselteil ausgebildetes Ausblaselement 15 austauschbar eingesetzt ist. Das in der 2 in Einzeldarstellung gezeigte Ausblaselement 15 dient zum gleichzeitigen Befüllen jeweils zweier Behälter 2 und weist eine Durchgangsbohrung 16 und auf der dem Vorratsbehälter 11 abgewandten Seite auf einem Teilkreisdurchmesser um die Durchgangsbohrung 16 zwei nierenförmige Fortsätze 17 auf. In dem Ausblaselement 15 sind insgesamt vier, achsparallel zur Durchgangsbohrung 16 verlaufende Durchlassöffnungen 18, 19 ausgebildet, wobei jeweils zwei Durchlassöffnungen 18, 19 im Bereich jedes Fortsatzes 17 vorgesehen sind.
-
In einem mittleren Bereich zwischen den jeweiligen Durchlassöffnungen 18, 19 eines Fortsatzes 17 sind beispielhaft vier Druckluftauslässe 21 von vier Druckluftbohrungen 22 (3) ausgebildet. Die Druckluftbohrungen 22 sind mit einer in der 3 erkennbaren, gemeinsamen Zuführbohrung 23 verbunden, die rechtwinklig zu den Längsachsen der vier Druckluftbohrungen 22 verläuft. Die Zuführbohrung 23 mündet in einer Seitenwand des Fortsatzes 17 und fluchtet dort mit einer Versorgungsbohrung 24, die mit einer Druckluftquelle 25 verbunden ist. Die Druckluftquelle 25 ist von einer Steuereinrichtung 28 ansteuerbar.
-
Die Steuereinrichtung 28 ist dazu ausgebildet, durch eine entsprechende Ansteuerung der Druckluftquelle 25 entweder einen konstanten Druck p der Druckluft in der Versorgungsbohrung 24 und somit in den vier Druckluftbohrungen 22 zu erzeugen, oder aber einen sowohl in der Höhe, als auch im zeitlichen Verlauf variablen Druckverlauf.
-
Auf der dem Vorratsbehälter 11 abgewandten Seite des Ausblaselements 15 ist in Überdeckung mit dem Ausblaselement 15 eine 2-teilig ausgebildete Dosierscheibe 30 angeordnet (1). Die beiden Elemente 31, 32 der Dosierscheibe 30 sind koaxial zueinander angeordnet und um eine gemeinsame Drehachse 34 in Richtung des Doppelpfeils 35 mittels eines nicht dargestellten Antriebs oszillierend um einen bestimmten Drehwinkel hin- und herbewegbar. Die Drehachse 34 fluchtet mit der Längsachse 36 der Durchgangsbohrung 16 des Ausblaselements 15.
-
In den beiden Elementen 31, 32 der Dosierscheibe 30 sind im Überdeckungsbereich mit den Fortsätzen 18 jeweils zwei Dosierbohrungen 38, 39 als Durchgangsbohrungen ausgebildet. Dabei taucht ein hülsenartiger Fortsatz 41 des Elements 31 in die Dosierbohrung 39 des Elements 32 ein ( 1). Die beiden Dosierbohrungen 38, 39 begrenzen eine Dosierkammer 42. Durch eine Axialverstellung der beiden Elemente 31, 32 lässt sich das Volumen der Dosierkammern 42 einstellen.
-
Die Dosierbohrungen 38, 39 sind auf demselben Teilkreisdurchmesser um die Längsachse 36 der Durchgangsbohrung 16 des Ausblaselements 15 angeordnet wie die Durchlassöffnungen 18, 19. Der Winkelabstand zwischen den Dosierbohrungen 38, 39 im Bereich des Fortsatzes 18 entspricht dem halben Winkelabstand zwischen den Durchlassöffnungen 18, 19 bzw. dem Winkelabstand zwischen der jeweiligen Durchlassöffnung 18, 19 und dem Bereich der vier Druckluftauslässe 21. Dadurch wird es ermöglicht, dass in den beiden Umkehrpunkten der oszillierenden Bewegung der Dosierscheibe 30 sich gleichzeitig zwei Dosierbohrungen 38, 39 in Überdeckung mit den Durchlassöffnungen 18, 19, und zwei andere Dosierbohrungen 38, 39 in Überdeckung mit den Druckluftauslässen 21 von vier Druckluftbohrungen 22 befinden.
-
Auf der dem Ausblaselement 15 abgewandten Seite der Dosierscheibe 30 schließt sich eine ortsfest angeordnete Zuführplatte 45 mit zwei Durchgangsbohrungen 46 an. Die beiden Durchgangsbohrungen 46 sind fluchtend zu dem Bereich der vier Druckluftauslässe 21 angeordnet und weisen einen Durchmesser auf, der zumindest dem Durchmesser der Dosierbohrung 39 entspricht. Weiterhin sind die Durchgangsbohrungen 46 fluchtend zu den Behältern 2 angeordnet. Außerhalb der Durchgangsbohrungen 46 bildet die Zuführplatte 45 mit der der Dosierkammer 42 der Dosierscheibe 30 zugewandten Seite eine (untere) Begrenzung der Dosierkammer 42 aus.
-
Wie besonders deutlich anhand der 3 erkennbar ist, sind die vier Druckluftauslässe 21 in Überdeckung mit dem Querschnitt der Dosierkammer 42 angeordnet. Weiterhin sind die Druckluftauslässe 21 nahe der Wand 47 der Dosierbohrung 38 bzw. der Dosierkammer 42 angeordnet. Die Ausrichtung der Druckluftauslässe 21 ist derart, dass die aus den Druckluftauslässen 21 ausströmende Druckluft zumindest im Wesentlichen direkt auf die Wand 47 der Dosierkammer 42 auftrifft bzw. dort entlang streicht, um dort ggf. anhaftendes Füllgut 1 zu entfernen. Hierzu weisen die vier Druckluftbohrungen 22 eine entsprechende Länge und Orientierung auf, um die Strömung der Druckluft entsprechend auszurichten. Die Ausrichtung der Längsachsen der Druckluftbohrungen 22 verläuft daher entweder parallel zur Wand 47 oder in einem schrägen Winkel hierzu, um eine Komponente der Druckluft in Umfangsrichtung der Wand 47 zu erzeugen.
-
Die Anordnung der Druckluftbohrungen 22 bzw. der Druckluftauslässe 21 erfolgt in Bezug zur Längsachse 48 der Dosierbohrungen 38, 39 bevorzugt zumindest in etwa in gleichgroßen Winkelabständen zueinander. Weiterhin sind die Durchmesser der Druckluftbohrungen 22 bzw. der Druckluftauslässe 21 vorzugsweise gleich groß. Im Bereich der Druckluftauslässe 21 können weiterhin Filterelemente oder Luftleitelemente, beispielsweise in Form von Sintermetalleinsätzen vorgesehen sein (nicht dargestellt).
-
Das Entleeren des Füllguts 1 aus der jeweiligen Dosierkammer 42 erfolgt im Wesentlichen durch Schwerkraft. Der über die Druckluftauslässe 21 in die Dosierkammer 42 eingeleitete Druckluftstoß bewirkt, dass ggf. an der Wand 47 anhaftendes Füllgut 1 von der Druckluft bzw. dem Druckluftstoß entfernt wird und zusammen mit dem übrigen Füllgut 1 in den Behälter 2 abgegeben wird.
-
In der 4 ist eine Stellung der Dosierscheibe 30 gezeigt, bei der die einen Dosierkammern 42 in Überdeckung mit den Durchlassöffnungen 18 angeordnet sind, sodass diese Dosierkammern 42 aus dem Vorratsbehälter 11 mit Füllgut 1 befüllt werden. Gleichzeitig befinden sich die anderen Dosierkammern 42 in Überdeckung mit den Druckluftauslässen 21, sodass diese Dosierkammern 42 entleert bzw. an ihren Wänden 47 von ggf. anhaftendem Füllgut 1 gereinigt werden.
-
In der 5 ist eine Zwischenstellung der Dosierscheibe 30 gezeigt, bei der sich die einen Dosierkammern 42 in teilweiser Überdeckung mit den Durchlassöffnungen 19 befinden, während die anderen Dosierkammern 42 in teilweiser Überdeckung mit dem Bereich der Druckluftauslässen 21 angeordnet sind.
-
Die soweit beschriebene Vorrichtung
10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandet bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere lässt sich das beschriebene Prinzip der Druckluftzuführung in den Bereich der Dosierkammer
47 beispielsweise auch auf die eingangs erwähnte
DE 10 2008 040 595 A1 der Anmelderin übertragen, bei der die entsprechende Vorrichtung ein um eine horizontale Achse drehbar gelagertes Dosierrad umfasst.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008040595 A1 [0002, 0030]
