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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das automatisierte Füllen von
Flaschen mit pulverförmigem
Material oder mit festen, körnigen
Substanzen, und bezieht sich im Einzelnen eine Maschine zum Füllen von
Flaschen mit pulverförmigen
pharmazeutischen Substanzen, die in einer sterilen Umgebung dosiert
und vorbereitet werden, und ein Antriebssystem bzw. einen Antriebsmechanismus, das/der
Teil dieser Maschine ist.
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Im
Augenblick erfolgt das aseptische Füllen von Flaschen oder Ampullen
mit pulverförmigen pharmazeutischen
Substanzen durch die Anwendung von Maschinen, die im Wesentlichen
jeweils Arbeitsstationen zum Füllen
oder Dosieren, zum Wiegen und zum Verschließen mit Kappen umfassen, die angemessen
entlang einem getakteten Zufuhrverlauf für die zu füllenden Flaschen angeordnet
sind; diese werden nacheinander gewogen, gefüllt, noch einmal gewogen und
mit Kappen verschlossen.
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Die
Arbeitsstation, auf die sich die vorliegende Erfindung im Besonderen
bezieht, ist die Station zum Füllen
oder Dosieren der Flaschen, die im Wesentlichen mindestens eine
Dosierscheibe für
pulverförmiges
Material umfasst, die am Boden eines Ladetrichters für pulverförmiges Material
angebracht ist. Die Scheibe ist über
dem Zufuhrverlauf der leeren Flaschen angeordnet und dreht sich
in einer Richtung um eine geometrische Achse; dabei wird sie durch geeignete
Antriebsmittel mit einer getakteten Drehbewegung synchron zur Vorschubbewegung
der Flaschen angetrieben.
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Die
Dosierscheibe ist mit radialen Aushöhlungen und mit Kolben in diesen
Aushöhlungen
ausgestattet, die zusammen mit den letzteren Räume zur Entgegennahme, zum
Transport und zur Abgabe von pulverförmigen Materialien bilden,
welche aus dem Trichter entnommen, dosiert und in die Flaschen eingefüllt werden,
die unterhalb der Scheibe vorgeschoben werden.
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Die
Kolben der Dosierscheibe bewegen sich mit einer alternierenden axialen
Bewegung innerhalb der Aushöhlungen,
um die Dosierräume
der Scheibe, welche die pulverförmigen
Materialien entgegennehmen, durch die Aktivierung geeigneter Mittel
zur Regulierung der Dosierräume,
die über
einen Fernsteuerungsmechanismus aktiviert werden können, zu
variieren.
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Genauer
gesagt, werden die Reguliermittel durch die Wiegestationen gesteuert,
welche die Flaschen in statistischen Zeitabständen zuerst im leeren und dann
im vollen Zustand wiegen und die Werte an einen eigenen Computer übertragen,
der – falls
nötig – eine Reaktion
mit einer Ansteuerung der Reguliermittel liefert, die sämtliche Dosierräume der
pulverfömigen
Materialien gleichzeitig und automatisch korrigieren.
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Eine
Maschine der bekannten Art wie oben beschrieben, wie diejenige,
die in
DE 19915259 beschrieben
ist, ist normalerweise mit einem System zur automatischen Regulierung
des Gewichts ausgestattet, das Mittel zur Regulierung der Dosierräume der
Dosierscheibe vorsieht, die eine Regulierscheibe umfassen, die so
montiert ist, dass sie sich vollständig zusammen mit der Dosierscheibe
dreht, und die eine im Wesentlichen spiralförmige Rille aufweist, in welche
Schlitten greifen. Die Schlitten sind mit den Kolben der Dosierscheibe
verbunden. Eine Drehung der gerillten Scheibe in Hinsicht auf die
Dosierscheibe ruft die alternierende Bewegung der Kolben hervor
und reguliert dadurch die Dosierung.
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Der
Mechanismus zur Steuerung der Reguliermittel wird im Augenblick
durch eine komplexe Kombination aus harmonischen Untersetzungsgetrieben
erreicht, die direkt an der Dosierscheibe befestigt sind und die
auf der entgegengesetzten Seite von derjenigen Seite, von der die
Drehbewegung dieser Scheiben ausgeht, angebracht sind. Solch eine Konfiguration,
die lange mit zufriedenstellenden Ergebnissen angewandt wurde, führt zu Nachteilen.
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Im
Einzelnen führt
die Position des Steuermechanismus in Hinsicht auf die Dosierscheibe
dazu, dass ein Bediener, der Zugang zur Scheibe haben möchte, um
die normalen Reinigungs- und/oder Wartungsarbeiten auszuführen, zuerst
den gesamten Steuermechanismus entfernen muss.
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Dies
bringt eine offensichtliche Komplikation bei der Bedienung mit sich,
sowie lange Dauer der Arbeiten und – angesichts des nicht unerheblichen Gewichts
der Teile, die zu entfernen sind – sogar eine gewisse Schwierigkeit
und Gefahr bei der Handhabung.
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Zusätzlich dazu
bringt der aktuelle Steuermechanismus im Einzelnen auch einen hohen Raumbedarf
in der Längsrichtung
in Hinsicht auf den Zufuhrverlauf der Flaschen mit sich, was bedeutet, dass
der unmittelbar nachgeschaltete bzw. der unmittelbar vorgeschaltete
Bereich der Flaschenfüllstation
für Wartungsarbeiten
schwer zugänglich
sind.
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben erwähnten Nachteile
durch eine Maschine zu überwinden,
die dazu imstande ist, eine bequemere und schnellere Zugänglichkeit
zur Füllstation
der Flaschen zu erlauben, ohne die Notwendigkeit, den Steuermechanismus
zur Regulierung der Dosierung während
der Wartungs- und/oder Reinigungsarbeiten entfernen zu müssen.
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Ein
weiterer Zweck der Erfindung ist es, eine deutliche Verringerung
der Gesamtabmessungen der Füllstationen
in der Längsrichtung
zum Zufuhrverlauf der Flaschen zu ermöglichen, um besonders die Abmessungen über der
Einlauföffnung
der Flaschen zu minimieren.
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Dementsprechend
erreicht die vorliegende Erfindung die gesetzten Ziele durch eine
Maschine zum automatischen Füllen
von Flaschen mit pulverförmigem
Material gemäß Patentanspruch
1.
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Die
technischen Merkmale der Erfindung gemäß den oben genannten Zwecken
gehen aus den unten dargelegten Patentansprüche hervor und die Vorteile
derselben gehen noch deutlicher aus der folgenden detaillierten
Beschreibung hervor, die mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
dargelegt wird, die eine bevorzugte Ausführungsform darstellen, ohne
den Zweck ihrer Anwendung einzuschränken, und in denen im Einzelnen
Folgendes dargestellt ist:
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1 zeigt
eine schematische Gesamtansicht einer Maschine zum Füllen von
Flaschen in Übereinstimmung
mit der Erfindung.
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2 zeigt
eine schematische Ansicht einer Arbeitsstation zum Füllen oder
Dosieren der Maschine, die in der 1 dargestellt
ist.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht der Mittel zur Regulierung der Dosierräume der
Maschine, die in der 1 dargestellt ist.
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4 zeigt
eine Gesamtansicht einer Maschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung, dargestellt in einem Querschnitt und abgeteilt nach einer Ebene,
die sich längs
zum Zufuhrverlauf der Flaschen erstreckt.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 der beiliegenden Zeichnungen
ist mit 1 im Ganzen eine Maschine zum automatischen Füllen von
mikrodosierten, pulverförmigen
Materialien – im
Besonderen mit pharmazeutischen Substanzen – in Behälter wie zum Beispiel Flaschen 2 bezeichnet.
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Die
Maschine 1 umfasst im Wesentlichen Arbeitsstationen 4, 22, 23,
die angemessen eine nach der anderen entlang einem festgelegten,
geradlinigen, horizontalen Zufuhrverlauf 3 der Flaschen 2 angeordnet
sind, wobei Fördermittel 50 verwendet
werden, die mit einer getakteten Bewegung angetrieben werden, sodass
in Übereinstimmung
mit einer bekannten Methode nacheinander das Wiegen der leeren Flaschen 2 in
einer ersten Wiegestation 22, das Füllen dieser Flaschen 2 in
zwei Füllstationen 4,
die nacheinander angeordnet sind, das zweite Wiegen der gefüllten Flaschen 2 in
einer weiteren Wiegestation 22 und schließlich das
Kappenverschließen
der Flaschen in zwei Kappenverschließstationen 23 ausgeführt werden.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt, umfassen die
Füllstationen 4,
auf die sich die vorliegende Erfindung ausdrücklich bezieht, jeweils im
Wesentlichen Dosierscheiben 5, die am Boden eines Trichters 18 und
an einer Zufuhrvorrichtung 19 für die pharmazeutischen, pulverförmigen Materialien
angebracht sind. Die Scheiben 5 befinden sich über dem Zufuhrverlauf 3 der
Flaschen 2. Die Dosierscheiben 5 werden durch
geeignete Antriebsmittel, die eine getaktete Drehbewegung um eine
Symmetrieachse 10 bieten, in eine einzige Richtung (in
der 1 im Uhrzeigersinn) angetrieben, synchronsiert
mit der Zufuhrbewegung der darunterstehenden Flaschen 2.
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Die
Antriebsmittel, wie in der detaillierten 4 zu sehen
ist, umfassen eine Horizontalwelle 6, die vorzugsweise
und nur beispielhaft an ihren gegenüberliegenden Enden vier Dosierscheiben 5 stützt.
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Die
vier Scheiben 5 sind paarweise angebracht und zusammen
mit der Welle 6 verkeilt. Sie sind durch einen vorderen
Kupplungsflansch 24 und ein Gehäuse 25, verschraubt
an der Achse der Welle 6, fest mit der Welle 6 verbunden.
Diese letztere ist vollständig
und mittig mit einem im Wesentlichen sternförmigen Ausgangselement 9 einer
Vorrichtung zum getakteten Antrieb verbunden. Das Element 9 dient
also als Stellelement für
die Antriebsmittel der Welle 6.
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Wie
in den 2 und 4 dargestellt, sind die Dosierscheiben 5 mit
radialen Aushöhlungen 7 und
mit Kolben 8, die in den Aushöhlungen 7 enthalten
sind, ausgestattet, die zusammen mit den letzteren Räume zur
Entgegennahme, zum Transport und zur Abgabe von pulverförmigen Materialien
bilden, die mikrometrisch in den Aushöhlungen 7 der Scheibe 5 dosiert
und dann in die Flaschen 2 übertragen werden.
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Die
Kolben 8 der Dosierscheibe 5 bewegen sich mit
einer alternierenden Axialbewegung in den Aushöhlungen 7, um die
Dosierräume
in Übereinstimmung
mit den Mengen an pulverförmigen
Materialien, die in die Flaschen 2 einzufügen sind,
zu variieren. Diese volumetrische Regulierung erfolgt durch Aktivierung
geeigneter Regulierungsmittel, die aufgrund von Berechnungen angesteuert
werden, die zum Beispiel durch eine Steuereinheit ausgeführt werden,
welche die Wiegedaten der leeren und der vollen der Flaschen 2,
die entlang dem Verlauf 3 zugeführt werden, verarbeitet.
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Die
Mittel zur volumetrischen Regulierung umfassen herkömmlicherweise
eine Regulierscheibe 20 – die in der 3 schematisch
dargestellt ist – die
koaxial zu einer entsprechenden Dosierscheibe 5 montiert
ist und eine Rille 11 aufweist, die vorzugsweise die Form
einer Archimedischen Spirale hat und in die verschiebbar ein Schlitten 21 greift.
Der Schlitten ist fest mit einem Stift 12 verbunden, der
den Kolben 8 in seiner Aushöhlung 7 bewegt. Die
Drehung der Regulierscheibe 20 in Hinsicht auf die Dosierscheibe 5 um
die gemeinsame Symmetrieachse 10, verursacht daher, wenn
eine Scheibe 20 in Hinsicht auf die andere Scheibe 5 verschoben
ist, eine alternierende Bewegung der Kolben 8 innerhalb
der Aushöhlungen 7 in
beide Richtungen. Je nach den Drehrichtungen, die für die Regulierscheibe 20 und
die Dosierscheibe 5 eingestellt werden, ruft dies die Vergrößerung bzw.
die Verkleinerung der Räume,
die für die
einzelnen Dosierungen des pulverförmigen Materials zur Verfügung stehen,
hervor.
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Die
Ansteuerung der oben genannten Mittel zur volumetrischen Regulierung
wird von einem Fernsteuerungsmechanismus übertragen, der sich in Hinsicht
auf die Position der Dosierscheiben 5 und der Regulierscheiben 20 auf
derselben Seite wie die gemeinsamen Antriebsmittel 6 und 9 der
Scheiben 5, 20 befindet.
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In
Anbetracht der Tatsache, dass die 4 eine Dosierstation 4 mit
vier Dosierscheiben 5 darstellt, die symmetrisch zur Mitte
der Füllstation 4 angeordnet
sind und paarweise miteinander kombiniert sind, kann ein solcher
Fernsteuerungsmechanismus beschrieben werden, indem man sich auf
die Betrachtung der linken Seite der 4 beschränkt, wo ein
solcher Mechanismus gezeigt ist, der allgemein durch die Mittel
zur volumetrischen Regulierung der beiden Dosierscheiben 5 links
angesteuert wird. Natürlich
können
die Betrachtungen über
diese Seite der Dosierstation 4 identisch für die rechte
Seite der besagten 4 wiederholt werden.
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Ausgehend
von der Mittellinie der Dosierstation 4 kann beobachtet
werden, dass der Fernsteuerungsmechanismus, der im Ganzen mit 13 und 14 bezeichnet
ist, konzentrisch über
der Stützwelle 6 für die Scheibenpaare 5, 20 angeordnet
ist und zwischen dem Stellelement 9 der Antriebseinheit
der Welle 6 auf der rechten Seite des Betrachters (das heißt, dem
Sternrad 9 der vorher definierten getakteten Antriebsvorrichtung)
und dem Paar der aneinander angrenzenden Dosier- 5 und
Regulierscheiben 20 auf der linken Seite des Betrachters
verbunden ist.
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Der
Steuerungsmechanismus umfasst im Einzelnen ein Paar von Planetengetrieben 13, 14,
die gegenseitig miteinander verbunden sind und von denen das eine
mit dem Stellelement 9 und das andere mit den Reguliermitteln 11, 12 der
Dosierräume
jeder der Dosierscheiben 5 verbunden ist. Die Reguliermittel 11, 12 sind
für jede
der Dosierscheiben 5, die sie ansteuern, durch vordere
Mitnehmerzähne 26 parallel
miteinander verbunden.
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Die
beiden Planetengetriebe 13, 14 sind in der Reihe
miteinander verbunden und haben Übertragungsverhältnisse,
die jeweils gleich und umgekehrt sind, sodass das gesamte Übertragungsverhältnis des
vollständigen
Mechanismus 1:1 beträgt.
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Wie
in der 4 dargestellt, umfasst das erste Planetengetriebe 13 jedes
Getriebepaars 13, 14 ein Sonnenrad 15 mit
Außenverzahnung,
das im Zustand der freien Drehung um seine geometrische Achse von
der Stützwelle 6 der
Dosierscheibe gestützt
wird. Das erste Planetengetriebe umfasst außerdem ein erstes Hohlrad 13a mit
Innenverzahnung koaxial zum Sonnenrad 15, und mindestens
ein erstes Planetenrad 13b, das gleichzeitig mit dem Sonnenrad 15 und
dem ersten Hohlrad 13a greift und das durch das Stell-Stern-Radelement 9,
das fest mit der Welle 6 verbunden ist, um das Sonnenrad 15 gedreht wird.
Das zweite Getriebe 14 des Getriebepaars 13, 14 umfasst ähnlich dazu
ein zweites Hohlrad 14a mit Innenverzahnung koaxial zum
Sonnenrad 15 und das an einem zweiten Planetenrad 14b befestigt
ist, das gleichzeitig ebenfalls mit dem Sonnenrad 15 des ersten
Planetengetriebes 13 und mit dem zweiten Hohlrad 14a greift
und mit vollständiger
Drehmöglichkeit
durch einen geeigneten Kupplungsflansch 27 mit den Regulierscheiben 20 des
Paars der Dosierscheiben 5 auf der linken Seite der 4 verbunden
ist.
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Es
sind Ansteuerungsmittel für
entsprechende Winkelverschiebungen des ersten Hohlrads 13a vorgesehen,
die dazu führen,
dass die Reguliermittel 11, 12 Veränderungen
der Dosierräume
der entsprechenden Dosierscheiben 5 hervorrufen.
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Gemäß dem, was
weiter in der 4 dargestellt ist, umfassen
die Ansteuerungsmittel für
die Winkelverschiebung des Hohlrads 13a vorzugsweise eine
Schnecke 16 und ein Schraubenrad 17, die gegenseitig
miteinander greifen und mit dem ersten Hohlrad 13a verknüpft sind.
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Aufgrund
der Tatsache, dass die Antriebsmittel 6, 9 und
die Mittel des Fernsteuerungsmechanismus 13, 14 auf
der selben Seite wie die Scheiben 5 und die Regulierscheiben 20 angeordnet
sind, sind die oben genannten Scheiben 5, 20 leicht
zugänglich, im
Besonderen für
die einfache Wartung und Reinigung der Scheibe 5, 20 auf
der gegenüberliegenden Seite
von derjenigen, auf der die Antriebsmittel 6, 9 und
der Fernsteuerungsmechanismus 13, 14 untergebracht
sind.
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Daraus
ergeben sich verschiedene Vorteile, wie zum Beispiel der, einen
vereinfachten und schnellen Zugang zu den Dosierscheiben 5 zu
haben, ohne dass man die Reguliermechanismen 13, 14 ausbauen
muss, die somit an ihrem Platz bleiben.
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Die
Eliminierung des Ausbauvorgangs dieser Elemente spart außerdem Zeit
und Arbeit und ermöglicht
eine erhebliche Verringerung der Bestandteile, die bei der Wartung,
beim Ausbau und beim darauf folgenden Wiedereinbau der betreffenden
Teile gehandhabt werden müssen.
Dies trägt
dazu bei, dass die Reinigung und die Wartung schneller, einfacher,
weniger anstrengend und viel sicherer werden.
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Die
Anordnung der Antriebsmittel und des Fernsteuerungsmechanismus 13, 14 auf
der selben Seite ermöglicht
es außerdem,
die Dosierstationen 4 modular zu strukturieren, sodass
es bei diesen möglich
wird, ganz rasch und einfach zahlreiche Konfigurationen vorzunehmen,
zum Beispiel durch unterschiedliche Anzahl, Kombinationen und Anordnungen
der Dosierscheiben 5 und der Reguliermittel 11, 12.
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Außerdem erlaubt
es diese Art der Strukturierurig des Fernsteuerungsmechanismus,
bei der er das Paar der Planetengetriebe 13, 14 in
einer Kaskadenverbindung umfasst, die Dosierung durch eine kontinuierliche Modulation
der Dosierräume
zu regulieren und ohne dass es notwendig wird, die Maschine 1 anzuhalten.
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Außerdem erlaubt
es ein solcher Steuermechanismus 13, 14, kompakte
Dosierstationen 4 zu bauen, die kleiner sind als die bereits
bekannten, vor allem in der Längsrichtung
zum Verlauf 3 der Flaschen 2; dadurch werden die
Bereiche, die unmittelbar hinter bzw. unmittelbar vor diesen Stationen 4 liegen,
für Wartungseingriffe
zugänglich.
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Die
beschriebene Erfindung kann zahlreiche Änderungen und Varianten erfahren,
ohne dass dadurch vom Zweck des erfinderischen Konzepts abgewichen
wird. Außerdem
können
sämtliche
Details der Erfindung durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt
werden.