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Die vorliegende Erfindung liegt allgemein im technischen Gebiet der Mess- und Prüftechnik und insbesondere im Bereich der Mess- oder Prüfvorrichtungen für kleinvolumige Schüttgüter, insbesondere der Mess- oder Prüfvorrichtungen für kleine pharmazeutische Erzeugnisse, wie etwa Tabletten, Pillen, Zäpfchen oder Körner.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Nivelliervorrichtung für pharmazeutische Mess- oder Prüfvorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Herkömmliche pharmazeutische Mess- oder Prüfvorrichtungen umfassen Stellbeine, die manuell und einzeln verstellbar sind. Häufig werden hierfür Gewindestangen verwendet, wobei sich durch Drehen der entsprechenden Gewindestange eines Stellbeins jeweils eine Ecke der Mess- oder Prüfvorrichtung in der Höhe verstellen lässt. Bei diesen bekannten Lösungen müssen die Mess- oder Prüfvorrichtungen an ihrem Aufstellort manuell ausgerichtet werden, was zeitaufwändig und arbeitsintensiv ist. Zudem ist das manuelle Ausrichten mitunter ungenau und fehleranfällig. Hochsensible pharmazeutische Mess- oder Prüfvorrichtungen wie z. B. eine Wägezelle haben herstellerseitig jedoch eine sehr geringe zulässige Abweichung hinsichtlich der Aufstell- und Betriebsbedingungen, so dass eine geringe Abweichung vom Ideal bereits zu Messfehlern führen kann, die in der Regel lange Zeit unerkannt bleiben.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die ein einfacheres und genaueres Ausrichten von pharmazeutischen Mess- oder Prüfvorrichtungen ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Nivelliervorrichtung für pharmazeutische Mess- oder Prüfvorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Somit wird eine Nivelliervorrichtung für pharmazeutische Mess- oder Prüfvorrichtungen bereitgestellt, wobei mit den pharmazeutischen Mess- oder Prüfvorrichtungen kleinvolumige Schüttgüter mess- oder prüfbar sind, wobei die Nivelliervorrichtung Folgendes umfasst: eine Basis zum Tragen mindestens einer pharmazeutische Mess- oder Prüfvorrichtung; mindestens ein erstes antreibbar verstellbares Stellbein und ein zweites antreibbar verstellbares Stellbein, wobei das erste Stellbein und das zweite Stellbein jeweils an der Basis befestigt sind und eine Orientierung der Basis im Raum durch ein Verstellen mindestens des ersten Stellbeins und des zweiten Stellbeins festlegbar ist; mindestens einen Neigungssensor, wobei durch den mindestens einen Neigungssensor ein Rollwinkel der Basis und ein Nickwinkel der Basis erfassbar ist; wobei mindestens das erste Stellbein und das zweite Stellbein auf Grundlage der von dem Neigungssensor erfassten Daten von einer Regelungseinrichtung regelbar sind, um eine Orientierung der Basis im Raum einzustellen.
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Eine Ebene im Raum lässt sich durch drei nicht kollineare Punkte definieren. Wenn die Nivelliervorrichtung also genau zwei Stellbeine umfasst, so ist zur Festlegung einer Orientierung der Basis zusätzlich ein fester Punkt an der Basis erforderlich, der nicht kollinear zu den beiden Punkten an der Basis ist, an denen das erste Stellbein und das zweite Stellbein angebracht sind. Sofern ein solcher zusätzlicher fester Punkt vorhanden ist, beispielsweise über ein nicht verstellbares Bein, kann die Regelungseinrichtung durch das Verstellen von lediglich zwei Stellbeinen den Rollwinkel und den Nickwinkel der Basis regeln. Durch ein Festlegen des Rollwinkels und des Nickwinkels der Basis wird wiederum die Orientierung der Basis im Raum eingestellt. Zu diesem Zweck empfängt die Regelungseinrichtung die Daten, die von dem mindestens einen Neigungssensor erfasst werden, und richtet in Reaktion darauf die Basis hochgenau im Raum aus. Dieses Ausrichten der Basis der Nivelliervorrichtung führt zu einer besonders hohen Prozesssicherheit beim Messen oder Prüfen von pharmazeutischen Erzeugnissen. So kann beispielsweise vor jeder der Qualitätssicherung dienenden Messreihe eine automatische Nivellierung durchgeführt werden, um die korrekte Ausrichtung der Mess- oder Prüfvorrichtung zu gewährleisten.
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Durch die Nivelliervorrichtung entfällt überdies ein zeitaufwändiges manuelles Ausrichten der Mess- oder Prüfvorrichtung an ihrem Aufstellort, so dass insoweit die Gefahr von menschlichem Versagen reduziert und ein Zeitersparnis erreicht wird. Zudem ist die Mess- oder Prüfvorrichtung mit der Nivelliervorrichtung mobil und somit besser geeignet für Standortwechsel. Denn mit der Nivelliervorrichtung lässt sich die Orientierung der Mess- oder Prüfvorrichtung schnell einstellen und etwaige Unebenheiten oder Gefälle in dem Untergrund lassen sich ausgleichen.
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Eine solche Nivelliervorrichtung lässt sich vorteilhafterweise für eine Vielzahl von Mess- oder Prüfvorrichtungen verwenden, da die automatisierte Ausrichtung der Basis möglich ist und zu einer besonders hohen Prozesssicherheit führt. So kann beispielsweise vor jeder Messung oder Prüfung bzw. vor jeder Messreihe oder Prüfreihe eine automatische Nivellierung durchgeführt werden.
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Überdies ist auch eine kontrollierte Schrägstellung der Basis und damit der Mess- oder Prüfvorrichtungen möglich, beispielsweise um eine Ausbringung und einen Abflussweg von Flüssigkeit für einen Waschvorgang zu optimieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Nivelliervorrichtung ist mindestens ein Stellbein in Form einer Teleskopstange ausgebildet. Vorzugsweise sind die Stellbeine hydraulisch oder elektromagnetisch antreibbar verstellbar. Stellbeine in Form einer Teleskopstange sind vergleichsweise einfach antreib- und regelbar. Vorzugsweise geschieht dies mit einer hydraulischen oder elektromagnetischen Antriebseinheit, die vorzugsweise von der Regelungseinrichtung regelbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Nivelliervorrichtung umfasst mindestens eines der Stellbeine einen unteren Fuß, um auf einem Untergrund zu stehen, eine Schenkelstange, die oberhalb des unteren Fußes angeordnet ist und ein unteres Ende umfasst, das mit dem unteren Fuß verbunden ist, und eine Antriebseinheit mit einer unteren Öffnung. Dabei kann ein oberes Ende der Schenkelstange durch die untere Öffnung der Antriebseinheit in die Antriebseinheit hineinragen. Vorzugsweise kann die Antriebseinheit von der Regelungseinrichtung angesteuert werden, um die Schenkelstange durch die untere Öffnung nach unten hinauszufahren oder nach oben in die Antriebseinheit hinein einzufahren, um eine Orientierung der Basis im Raum einzustellen.
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Die Verbindung zwischen dem unteren Fuß und dem unteren Ende der Schenkelstange kann dabei vorteilhafterweise über ein Kugel- oder Kardangelenk erfolgen, so dass die Schenkelstange aufrecht auf dem Fuß stehen kann, selbst wenn der Fuß auf einem schiefen Untergrund steht. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise oberhalb der Basis angeordnet, so dass sich die Stellbeine ganz einziehen lassen und die Füße ganz in der Basis verschwinden. Dann haben die Füße keinen Kontakt mehr zu dem Untergrund.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Nivelliervorrichtung mindestens eine Bockrolle, die an der Basis fest angebracht ist, wobei die Basis mit der mindestens einen Bockrolle auf einem Untergrund steht, wenn die Stellbeine derart verstellt sind, dass die Stellbeine keinen Kontakt mehr zu dem Untergrund haben. Das wäre zum Beispiel der Fall, wenn die Stellbeine wie beschrieben jeweils Antriebseinheiten aufweisen, die oberhalb der Basis angeordnet sind, so dass sich die Stellbeine ganz einziehen lassen und die Füße ganz in der Basis verschwinden. In dieser Stellung hat die mindestens eine Bockrolle Kontakt zum Untergrund. Die Nivelliervorrichtung steht dann nicht mehr auf den Stellbeinen sondern nur noch auf der mindestens einen Bockrolle, so dass vorteilhafterweise ein Transport der Nivelliervorrichtung bzw. der darauf angeordneten Mess- oder Prüfvorrichtung an einen anderen Standort deutlich vereinfacht wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Nivelliervorrichtung ein drittes und vorzugsweise ein viertes motorisch verstellbares Stellbein. Sobald drei oder mehr als drei Stellbeine vorgesehen sind, ist der zusätzliche feste Punkt an der Basis der Nivelliervorrichtung nicht mehr erforderlich, um die Orientierung der Basis festzulegen, denn die mindestens drei Stellbeine definieren durch drei nicht kollineare Punkte eine Ebene, so dass eine Orientierung der Basis festlegbar wird. Dadurch, dass mindestens drei Stellbeine antreibbar verstellbar sind und der zusätzliche feste Punkt an der Basis wegfällt, ist die Basis nicht mehr nur in ihrer Orientierung festlegbar, sondern auch komplett in der Höhe verstellbar. Dadurch ist die Nivelliervorrichtung oder die darauf angeordnete Mess- oder Prüfvorrichtung flexibler an Peripheriegeräte anbindbar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind ein erster Neigungssensor und ein zweiter Neigungssensor vorgesehen, wobei durch den ersten Neigungssensor der Rollwinkel der Basis erfassbar ist und durch den zweiten Neigungssensor der Nickwinkel der Basis erfassbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Soll-/Ist-Abgleich zwischen den von dem mindestens Neigungssensor erfassten Daten und gespeicherten Sollwerten für Rollwinkel und Nickwinkel von der Regelungseinrichtung ausführbar. Auf Grundlage dieses Soll-/Ist-Abgleichs kann die Regelungseinrichtung berechnen, wie die Stellbeine verstellt werden müssen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Nivelliervorrichtung darüber hinaus mindestens eine Schnittstelle. Über die Schnittstelle können die Sollwerte für Rollwinkel und Nickwinkel der Basis an die Regelungseinrichtung übermittelt und gespeichert werden. So können zum Beispiel Sollwerte für die Höhe der Basis, für eine definierte Neigung der Basis, eine bestimmte Referenzorientierung der Basis im Raum oder andere Parameter hinterlegt werden. Die Schnittstelle kann beispielsweise eine Schnittstelle zu dem Mess- oder Prüfsystem oder auch ein Human-Machine Interface (HMI) zur direkten benutzerseitigen Eingabe von Daten sein.
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Es wird explizit auch vorgeschlagen, mehrere Merkmale der einzelnen beschriebenen Ausführungsformen untereinander zu kombinieren.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in welchen:
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1 eine perspektivische Ansicht auf eine Oberseite einer Ausführungsform der Nivelliervorrichtung mit zwei Stellbeinen zeigt;
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2 eine perspektivische Ansicht eine Oberseite einer Ausführungsform der Nivelliervorrichtung mit drei Stellbeinen zeigt;
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3 eine perspektivische Ansicht eine Unterseite einer Ausführungsform der Nivelliervorrichtung mit vier Stellbeinen zeigt; und
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4 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der Nivelliervorrichtung aus 3 mit einer darauf angeordneten Mess- und Prüfvorrichtung für kleinvolumige Schüttgüter zeigt.
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In 1 ist eine Nivelliervorrichtung 50 zu sehen, die von einer Regelungseinrichtung 5 geregelt werden kann, um eine Mess- oder Prüfvorrichtung für kleinvolumige Schüttgüter (in 1 nicht dargestellt) hochgenau auszurichten. Bei diesen Schüttgütern kann es sich beispielsweise um pharmazeutische Produkte oder auch Nahrungsergänzungsmittel handeln.
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Die Nivelliervorrichtung 50 umfasst eine Basis 4. Die Basis 4 ist geeignet, um eine Mess- oder Prüfvorrichtung zu tragen. Ferner umfasst die Nivelliervorrichtung 50 zwei antreibbar verstellbare Stellbeine 11, 12, die in 1 jeweils auf der linken Seite an der Basis 4 befestigt sind. Ein zusätzlicher fester Punkt 10 ist auf der rechten Seite der Basis 4 zu sehen. Dabei kann es sich um ein steifes oder aussteifbares Standbein, um eine Bockrolle oder sonstiges bekanntes Bauteil handeln, das geeignet ist, die Höhe der rechten Seite der Basis 4 festzulegen. Da die beiden Stellbeine 11, 12 und der zusätzliche feste Punkt 10 nicht kollinear sind, ist die Orientierung der Basis 4 im Raum durch Verstellen der beiden Stellbeine 11, 12 festlegbar. Die Nivelliervorrichtung 50 umfasst zudem einen Neigungssensor 7, der einen Rollwinkel 15 und einen Nickwinkel 16 der Basis 4 erfasst.
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Auf Grundlage der von dem Neigungssensor 7 erfassten Daten – also insbesondere auf Grundlage des Rollwinkels 15 und des Nickwinkels 16 der Basis 4 – regelt die Regelungseinrichtung 5 die Stellbeine 11 und 12 so, dass die Orientierung der Basis 4 eingestellt ist. Insbesondere stellt die Regelungseinrichtung 5 die Orientierung der Basis 4 so ein, dass eine Stellebene 6 auf der Oberseite der Basis 4 in der horizontalen Ebene 43 – also akkurat „im Wasser” – liegt. Zu diesem Zweck führt die Regelungseinrichtung 5 einen Soll-/Ist-Abgleich zwischen den von dem Neigungssensor 7 erfassten Daten und gespeicherten Sollwerten für Rollwinkel 15 und Nickwinkel 16 durch. Die Sollwerte können über ein Human-Machine Interface (HMI) oder eine Schnittstelle zu einem Peripheriegerät oder zu einer übergeordneten Steuerung oder Regelung an die Regelungseinrichtung 5 übermittelt werden. Aus den Ergebnissen des Soll-/Ist-Abgleichs berechnet die Regelungseinrichtung 5, wie die Stellbeine 11, 12 angesteuert und verstellt werden müssen, um die gewünschte Orientierung der Basis 4 zu erreichen.
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In 2 ist eine Ausführungsform der Nivelliervorrichtung 51 mit drei Stellbeinen 11, 12, 13 abgebildet. Bei dieser Ausführungsform der Nivelliervorrichtung 51 ist der zusätzliche feste Punkt nicht mehr notwendig, da bereits durch die drei nicht kollinear angebrachten Stellbeine 11, 12, 13 die Stellebene 6 der Basis 4 im Raum und damit auch ihre Orientierung festgelegt ist. Da alle drei Beine 11, 12, 13 antreibbar verstellbar sind, ist die Nivelliervorrichtung 51 komplett in der Höhe verstellbar, so dass die Nivelliervorrichtung 51 bzw. eine darauf angeordnete Mess- oder Prüfvorrichtung flexibler an Peripheriegeräte anbindbar ist (in 2 nicht dargestellt). Die Nivelliervorrichtung 51 umfasst anstelle eines einzigen Neigungssensors einen ersten Neigungssensor 7a und einen zweiten Neigungssensor 7b. Der erste Neigungssensor 7a erfasst einen Rollwinkel 15 der Basis 4 und der zweite Neigungssensor 7b erfasst einen Nickwinkel 16 der Basis 4.
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3 zeigt schließlich eine Ausführungsform der Nivelliervorrichtung 52 mit vier Stellbeinen 11, 12, 13, 14, wobei eine Unterseite der Basis 4 sichtbar ist. Der auf der Oberseite angebrachte mindestens eine Neigungssensor ist daher in 3 nicht zu sehen. Diese Ausführungsform steht noch stabiler als die Ausführungsform mit drei Stellbeinen aus 2. Zudem sind in 3 vier Bockrollen 17, 18, 19, 20 zu sehen, die von unten an der Basis 4 fest angebracht sind. Wenn die Stellbeine 11, 12, 13, 14 derart verstellt sind, dass sie keinen Kontakt mehr zu einem Untergrund (in den Figuren nicht dargestellt) haben, steht die Nivelliervorrichtung auf den Bockrollen 17, 18, 19, 20 und lässt sich durch einfaches Schieben bzw. Rollen transportieren.
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Zudem wird deutlich, wie die Stellbeine 11, 12, 13, 14 als Teleskopstangen aufgebaut sind. Jedes Stellbein 11, 12, 13, 14 umfasst einen unteren Fuß 25, um auf dem Untergrund zu stehen. Zudem umfasst jedes Stellbein 11, 12, 13, 14 eine Schenkelstange 21, die oberhalb des unteren Fußes 25 angeordnet ist und ein unteres Ende 24 umfasst, das mit dem unteren Fuß 25 über ein Kugelgelenk 27 verbunden ist, und eine Antriebseinheit 22 mit einer unteren Öffnung 23, wobei ein oberes Ende 26 der Schenkelstange 21 durch die untere Öffnung 23 der Antriebseinheit 22 in die Antriebseinheit 22 hineinragt. Diese Antriebseinheit 22 kann von der Regelungseinrichtung 5 angesteuert werden, um die Schenkelstange 21 durch die untere Öffnung 23 nach unten hinauszufahren oder nach oben in die Antriebseinheit 22 hinein einzufahren um eine Orientierung der Basis 4 im Raum einzustellen.
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Die Nivelliervorrichtung 50, 51, 52 kann sowohl von einer Mess- oder Prüfvorrichtung umfasst sein, als auch ein Peripheriegerät zu der Mess- oder Prüfvorrichtung sein, oder als gänzlich von der Mess- oder Prüfvorrichtung unabhängige Vorrichtung zum Nivellieren der Mess- oder Prüfvorrichtung ausgestaltet sein.
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So ist in 4 beispielhaft eine Ausführungsform der Nivelliervorrichtung 52 mit vier Stellbeinen 11, 12, 13, 14 dargestellt. Auf der Basis 4 der Nivelliervorrichtung 52 ist über vier Tischbeine 31, 32, 33, 34 ein Tisch 30 mit einer Mess- und Prüfvorrichtung 2 für kleinvolumige Schüttgüter angeordnet. Die Mess- und Prüfvorrichtung 2 ist in 4 nur ausschnittsweise dargestellt.
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Durch die Nivelliervorrichtung 52 ist sichergestellt, dass die Mess- und Prüfvorrichtung 2 beim Messen oder Prüfen kleinvolumiger Schüttgüter, wie beispielsweise Tabletten, Pillen, Zäpfchen oder Körner, hochgenau ausgerichtet ist. Dadurch wird eine hohe Prozesssicherheit gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Mess- oder Prüfvorrichtung
- 4
- Basis
- 5
- Regelungseinrichtung
- 6
- Stellebene der Basis
- 7
- Neigungssensor
- 7a
- Erster Neigungssensor
- 7b
- Zweiter Neigungssensor
- 10
- Zusätzlicher fester Punkt
- 11
- Erstes Stellbein
- 12
- Zweites Stellbein
- 13
- Drittes Stellbein
- 14
- Viertes Stellbein
- 15
- Rollwinkel der Basis
- 16
- Nickwinkel der Basis
- 17
- Erste Bockrolle
- 18
- Zweite Bockrolle
- 19
- Dritte Bockrolle
- 20
- Vierte Bockrolle
- 21
- Schenkelstange
- 22
- Antriebseinheit
- 23
- Untere Öffnung der Antriebseinheit
- 24
- Unteres Ende der Schenkelstange
- 25
- Unterer Fuß
- 26
- Oberes Ende der Schenkelstange
- 27
- Kugelgelenk
- 30
- Tisch
- 31
- Erstes Tischbein
- 32
- Zweites Tischbein
- 33
- Drittes Tischbein
- 34
- Viertes Tischbein
- 42
- Im Wesentlichen horizontal verlaufende Achse
- 43
- Horizontale
- 50
- Nivelliervorrichtung mit zwei Stellbeinen
- 51
- Nivelliervorrichtung mit drei Stellbeinen
- 52
- Nivelliervorrichtung mit vier Stellbeinen
