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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Verpacken von Pillen und insbesondere
Vorrichtungen und Verfahren zum Zuführen und Verpacken von Pillen, Tabletten,
Kapseln und dergleichen.
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Pharmazeutische
Produkte wie Pillen, Tabletten, Kapseln, Kapsel-Tabletten (engl.:
caplets), Gelkapseln, Dragees und dergleichen sind oftmals in Behältern wie
Flaschen, Beuteln, Blisterpackungen, Säckchen oder Dosen verpackt.
Jeder Behälter
kann mehrere Pillenaufnahmevertiefungen haben, die einzeln mit einer
oder mehreren Pillen befüllt
werden. Dieser Vorgang wird vorzugsweise von einem Automaten ausgeführt, der
die Pillen mit hoher Geschwindigkeit präzise und akkurat zuführen kann.
Herkömmliche
Verpackungsmaschinen enthalten mehrere Ausgaberohre und -rutschen,
welche die Pille zu den Pillenaufnahmevertiefungen führen. Entscheidende
Faktoren in diesem Vorgang sind eine präzise Ausrichtung und Platzierung
der Pillen, beispielsweise wenn die Pillen in einem Einwegbeutel
angeordnet werden, der anschließend
mit Folie überzogen
wird. Eine beispielhafte Art einer solchen Vorrichtung ist im US-Patent
Nr. 5,737,902 von Aylward unter dem Titel „Apparatus and Method for
Packaging Pills" beschrieben.
Eine Ausführungsform
der Verpackungsvorrichtung enthält
eine Wanne zum Halten vieler Pillen oberhalb einer Abwurfrutsche.
Die Wanne wird abwechselnd angehoben und abgesenkt, sodass die Pillen
veranlasst werden, durch eine Öffnung
in der Wanne hindurch und in ein Rohr zu fallen, das sich durch
die Öffnung
der Wanne erstreckt. Die Pillen fallen durch das Rohr in die Abwurfrutsche
hinein, welche die Pillen zu einem Behälter führt.
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Obgleich
sich diese Art der Zuführvorrichtung
kommerziell durchgesetzt hat, können
Probleme entstehen, wenn das Rohr oder die Abwurfrutsche mit Pillen
verstopft werden. Eine Verstopfung des Rohrs oder der Abwurfrutsche
kann entstehen, wenn aneinander angrenzende Pillen wie Schindeln übereinander
liegen. Diese Schindelanordnung entsteht, wenn eine Pille zwischen
einer angrenzenden Pille und der Wand des Rohrs bzw. der Rutsche
eingeklemmt wird.
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Wie
in 12 gezeigt, kann eine Schindelanordnung beispielsweise
in einem Ausgaberohr T entstehen, wo die Pillen P durch die Stifte
N1, N2 aufgehalten werden, welche die Abgabegeschwindigkeit der
Pillen steuern. Die Schindelanordnung der Pillen P verhindert, dass
die Pillen durch das Rohr T fallen, wenn die Stifte N1, N2 aus dem
Rohr heraus eingefahren sind. Verstopfung in den Rohren kann die Wartungskosten
erhöhen,
die Geschwindigkeit des Verpackungsvorgangs reduzieren und dazu
führen, dass
einige Pillenaufnahmevertiefungen leer bleiben. Leere Pillenaufnahmevertiefungen
führen
zu fehlerhaften Verpackungen und erfordern Nacharbeit, wodurch die
Verpackungskosten ansteigen.
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Um
die Wahrscheinlichkeit einer Schindelanordnung zu verringern, sind
manche Rohre derart ausgebildet, dass sie nur wenig größer sind
als die Pillen, die durch sie hindurchfallen, womit zwischen einer
Pille und der Rohrwand zu wenig Platz für eine weitere Pille ist. Jedoch
wird die Pillengröße teilweise auch
von der Zusammensetzung des Pillenmaterials beeinflusst, wodurch
die Pillen verschiedener Chargen unterschiedliche Größen haben
können.
Wird die Rohrgröße also
mit der Pillengröße abgestimmt, können für verschiedene
Chargen Rohre mit unterschiedlicher Größe erforderlich sein, selbst
wenn die Chargen ähnliche
Pillen beinhalten. Der Bedarf an zusätzlichen Rohren erhöht den durchschnittlichen Aufwand
bei der Bedienung der Maschine. Zudem sinkt der Durchsatz, wenn
zwischen jeder Charge die Maschine angehalten und die Rohre ausgetauscht werden
müssen. Überdies
kann auch dann noch eine Schindelanordnung entstehen, wenn die Rohre
für jede
Charge ausgetauscht werden, insbesondere wenn sogar innerhalb einer
Pillencharge unterschiedliche Pillengrößen vorhanden sind. Bestimmte Eigenschaften
mancher Pillen, beispielsweise Form, Härte, Oberflächenrauigkeit und dergleichen,
können ebenfalls
die Wahrscheinlichkeit zur Entstehung einer Schindelanordnung erhöhen.
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Ein
weiteres Problem tritt auf, wenn die in der Wanne angeordneten Pillen
nicht in das Rohr fallen. Obwohl das abwechselnde Anheben und Absenken der
Wanne üblicherweise
die Bewegung der Pillen bewirkt, sind die Pillen manchmal so angeordnet, dass
sie nicht leicht zu bewegen und dem Rohr zuzuführen sind. Eine solche Anordnung
entsteht, wenn zwei oder mehr Pillen gleichzeitig in die Rohröffnung gelangen.
Solange diese Anordnung nicht aufgehoben wird, hindern die betreffenden
Pillen einander und die weiteren Pillen daran, in das Rohr zu gelangen.
Darüber
hinaus können
mehrere Pillen auch in eine „Brückenanordnung" geraten, bei der
die Pillen übereinander
gelagert sind und eine relativ stabile Struktur mit einem hohlen,
höhlenförmigen Inneren bilden.
Auch diese Stapelanordnung hindert die Pillen am Eintritt in das
Rohr. Neben Verstopfungen im Rohr kann auch eine Störung beim
Eintritt der Pillen in das Rohr die Geschwindigkeit des Verpackungsvorgangs
reduzieren und dazu führen,
dass einige Pillenaufnahmevertiefungen leer bleiben. Und wiederum
führen
fehlerhafte Verpackungen, Nacharbeit und erhöhter Wartungsaufwand zu einem
Anstieg der Verpackungskosten.
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Somit
besteht ein Bedarf an einer verbesserten Verpackungsvorrichtung
zum Zuführen
und Platzieren von Pillen und dergleichen in Pillenaufnahmevertiefungen
und Behältern.
Eine solche Vorrichtung sollte nicht die Nachteile aufweisen, die
bei den herkömmlichen
Systemen auftreten, und sie sollte in der Lage sein, Pillen präzise und
zuverlässig
mit einer gewünschten
Ausrichtung in Pillenaufnahmevertiefungen zu platzieren. Eine solche
Vorrichtung sollte das Risiko zur Verstopfung im Rohr, zum Beispiel durch
eine Schindelanordnung, verringern und zudem die Erfolgsrate und
Effizienz beim Zuführen
der Pillen in das Rohr erhöhen.
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Die
Patentanmeldung US-A-2886157 betrifft ein Tablettenzuführgerät, das ein
Zufuhrrohr mit einem schraubenförmigen
Abschnitt zwischen einem geraden oberen und einem geraden unteren
Abschnitt umfasst.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zufuhrrohr nach Anspruch
15 vorgesehen. Das Zufuhrrohr kann eine schraubenförmige Außenform
haben. Wenn sich die Pillen durch das Zufuhrrohr bewegen, kann die
schraubenförmige Ausgaberutsche
jede Pille veranlassen, sich um eine Achse zu drehen, die im Allgemeinen
parallel zur Förderrichtung
ist. Somit kann jede Pille in einer Drehposition angeordnet werden,
die sich von den angrenzenden Pillen unterscheidet, wodurch die
Wahrscheinlichkeit zur Schindelanordnung verringert ist. Darüber hinaus
kann die schraubenförmige
Außenform
mit einer entsprechenden Öffnung
in Eingriff kommen, die durch eine sich axial hin- und herbewegende
Wanne derart ausgebildet ist, dass sich ein Teil der Wanne dreht,
wenn sich die Wanne hin- und herbewegt. Diese Drehung schüttelt die
Pillen und kann den Eintritt der Pillen in das Rohr erleichtern.
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Die
schraubenförmige
Ausgaberutsche kann einen rechteckigen Querschnitt haben, der der
Form der Pillen entspricht. Die Gewindesteigung der Schraubenform
kann zwischen etwa einem Inch und etwa vier Inch betragen. Das Zufuhrrohr
kann einen Zugangsschlitz ausbilden, der sich von einer Außenfläche des
Zufuhrrohrs in die Ausgaberutsche erstreckt. Die gegenüberliegenden
Wände des
Zugangsschlitzes können
jeweils einen Halteschlitz ausbilden, der so aufgebaut ist, dass
er entlang der Länge
des Zugangsschlitzes ein längliches
Element festhalten kann. Unabhängige,
ausfahrbare Stifte können
verwendet werden, um die Ausgaberutsche abwechselnd zu blockieren
und zu öffnen,
wodurch ein Hemmmechanismus für
die Pillenausgabe bereitgestellt ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Pillenausgabevorrichtung nach
Anspruch 1 vorgesehen. Die Wannen können eine drehbare innere Wanne
haben, die drehbar mit einer äußeren Wanne
in Eingriff steht. Eine schraubenförmige Außenform des Zufuhrrohrs kann
einer durch die innere Wanne ausgebildeten Öffnung derart entsprechen,
dass die drehbare innere Wanne in Zusammenwirkung mit der schraubenförmigen Außenform
gedreht wird, wenn die Wanne axial bewegt wird, um das Zufuhrrohr
in die Öffnung
einzuführen oder
um das Zufuhrrohr aus der Öffnung
zurückzuziehen.
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Gemäß einem
wiederum anderen Aspekt ist bei der vorliegenden Erfindung eine
Verpackungsvorrichtung nach Anspruch 8 vorgesehen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Zuführen
von Pillen nach Anspruch 24 vorgesehen. Die Pillen können auf
einer drehbaren inneren Wanne angeordnet sein und in eine schraubenförmige Ausgaberutsche eines
Zufuhrrohrs befördert
werden, zum Beispiel durch axiales Bewegen der Wanne hinsichtlich
des Zufuhrrohrs, sodass eine Drehung der Wanne verursacht wird.
Die Pillen können
während
der Zuführung durch
die Ausgaberutsche gedreht und auf gesteuerte Weise ausgegeben werden,
indem Stifte abwechselnd in die Ausgaberutsche hinein ausfahren
und aus derselben heraus einfahren.
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Das
Zufuhrrohr kann durch Fused Deposition Modelling hergestellt sein,
zum Beispiel durch Plastifizieren eines thermoplastischen Polymers,
Anordnen des Polymers in aufeinander folgenden Schichten, um das
Zufuhrrohr und die Ausgaberutsche in demselben auszubilden, und
Erstarren des Polymers. Ein lösliches
Material kann ebenfalls angeordnet werden, um mindestens einen Abschnitt des
Polymers zu halten. Das lösliche
Material kann sich auflösen,
nachdem das Polymer erstarrt ist, um somit einen Hohlraum im Zufuhrrohr
auszubilden.
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Es
folgt eine Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen. Die Erfindung
kann in vielerlei Formen ausgeführt
sein und sollte nicht so aufgefasst werden, als sei sie auf die hier
genannten Ausführungsformen
begrenzt; vielmehr sind diese Ausführungsformen der Gründlichkeit
und Vollständigkeit
dieser Offenbarung halber angegeben und sollen dem Fachmann den
gesamten Schutzbereich der Erfindung verdeutlichen. Die Zeichnungen
sind nicht zwingend maßstabsgerecht gezeichnet.
Beispielsweise ist erkennbar, dass die schraubenförmige Ausgaberutsche
einzig zum Zwecke der Veranschaulichung mit übertriebenen Proportionen gezeigt
ist. In der Praxis sind die Abmessungen der schraubenförmigen Ausgaberutsche
so, dass zwischen den Wänden
der Ausgaberutsche und einer sich durch die Ausgaberutsche hindurchbewegenden
Pille ein wenig Spiel vorgesehen ist. Gleiche Nummern beziehen sich
durchgehend auf gleiche Elemente.
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Zu
den Figuren:
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1 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer Verpackungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit den Wannen in der angehobenen Position;
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2 ist
eine Perspektivansicht eines Zufuhrrohrs mit einer schraubenförmigen Außenform gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2A ist
eine Querschnittsdarstellung eines Zufuhrrohrs wie in 2 gezeigt,
wobei der Schnitt entlang der Linie 2A-2A in 2 erfolgt
ist;
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3 ist
eine Draufsicht der Eintrittsseite eines Zufuhrrohrs gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4A ist
eine Seitenansicht einer beispielhaften Pille zur Verwendung in
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung;
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4B ist
eine orthogonale Seitenansicht der in 4A gezeigten
Pille;
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4C ist
eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Pille zur Verwendung
in Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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4D ist
eine orthogonale Seitenansicht der in 4C gezeigten
Pille;
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5 ist
eine Draufsicht einer Verpackungsvorrichtung wie in 1 gezeigt;
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6 ist
eine Querschnittsdarstellung einer Verpackungsvorrichtung wie in 1 gezeigt,
wobei der Schnitt entlang der Linie 6-6 in 1 erfolgt
ist;
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7 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer Verpackungsvorrichtung
wie in 1 gezeigt, mit der Wanne in der abgesenkten Position;
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8 ist
eine Querschnittsdarstellung einer Verpackungsvorrichtung wie in 7 gezeigt,
wobei der Schnitt entlang der Linie 8-8 in 7 erfolgt
ist;
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9 ist
eine Draufsicht einer Pillenausgabevorrichtung gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine Seitenansicht einer Pillenausgabevorrichtung wie in 9 gezeigt;
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11 ist
eine teilweise durchsichtige Ansicht eines durch Fused Deposition
Modelling gebildeten Zufuhrrohrs gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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12 ist
eine teilweise durchsichtige Ansicht eines Ausgaberohrs gemäß des Stands
der Technik, bei dem Pillen in einer Schindelanordnung dargestellt
sind.
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Allgemein
beschrieben betreffen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung eine Verpackungsvorrichtung 1 zur
Ausführung
einer Pillenausgabevorrichtung 2 mit einem Zufuhrrohr 10 zum
Zuführen
von Pillen 5 aus einer Wanne 39 in eine Vielzahl
von Pillenaufnahmevertiefungen 7 in Behältern 6. Eine Ausführungsform
einer solchen Verpackungsvorrichtung 1 ist in 1 gezeigt.
Die Bezeichnung „Pille" wird hier durchgehend
verwendet, wenngleich sie nicht einschränkend sein soll und jedweden
eigenständigen
Artikel dieser Art, der in der Pharmaziebranche verwendet wird,
einschließt. Dazu
gehören
beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Kapseln, Kapsel-Tabletten,
Gelkapseln, Dragees und Tabletten. Entsprechend kann der Aufnahmebehälter 6 aus
einer Vielzahl von Konfigurationen ausgewählt sein, die eine Öffnung zur
Aufnahme von Pillen 5 haben, beispielsweise Flaschen, Beutel,
Blisterpackungen, Säckchen
oder Dosen. Jeder Behälter 6 kann
mehrere einzelne Pillenaufnahmevertiefungen 7 umfassen,
die separat mit einer oder mehreren Pillen 5 befüllt werden,
wie es bei Einwegbeuteln mit mehreren Aufnahmevertiefungen der Fall
ist. Alternativ kann jeder Behälter 6 mehrere
Pillen 5 in einem einzigen gemeinsamen Raum aufnehmen,
wie es bei herkömmlichen
Pillenflaschen der Fall ist.
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Eine
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Zufuhrrohrs 10 ist
in 2 gezeigt. Eine äußere Fläche 13 des Zufuhrrohrs 10 erstreckt
sich zwischen einer Eintrittsseite 11 und einer Austrittsseite 12.
In dieser Ausführungsform
bildet die äußere Fläche 13 eine
schraubenförmige
Außenform 14.
Jedoch kann die äußere Fläche 13 in
anderen Ausführungsformen auch
andere Formen oder Umrisse haben, beispielsweise einen aufrechten
kreisförmigen
Zylinder. Eine schraubenförmige
Ausgaberutsche 17 hat eine schraubenförmige Innenform 16 und
erstreckt sich zwischen einer Eintrittsöffnung 18 und einer
Austrittsöffnung 19,
welche durch die Eintrittsseite 11 bzw. die Austrittsseite 12 ausgebildet
sind. In der in 3 gezeigten Ausführungsform
kann das Zufuhrrohr 10 auch einen Zugangsschlitz 21 bilden,
der sich von der äußeren Fläche 13 des
Zufuhrrohrs 10 zur schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 erstreckt. Der
Zugangsschlitz 21 ist ein optionales Merkmal des Zufuhrrohrs 10,
das u. a. zur einfacheren Herstellung vorgesehen ist. Der Zugangsschlitz 21 stellt
auch den Zugang zur schraubenförmigen
Ausgaberutsche 17 zwecks Bearbeitung, Wartung oder Kontrolle
bereit. Der Zugangsschlitz 21 ist durch Schlitzwände 22 begrenzt.
Die Schlitzwände 22 bilden
jeweils einen Halteschlitz 23 aus, der ein längliches
Element 24 festhält,
welches in den Halteschlitz 23 eingeführt ist und sich von der Eintrittsseite 11 zur
Austrittsseite 12 erstreckt. Das längliche Element 24 stellt
ein Hindernis zwischen der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 und
dem Zugangsschlitz 21 bereit und bildet somit teilweise
die schraubenförmige
Ausgaberutsche 17. Das längliche Element 24 besteht
vorzugsweise aus einem dünnen,
flexiblen Material wie einem Polymer oder Metall. In einer vorteilhaften
Ausführungsform besteht
das längliche
Element 24 aus Delrin®, einem Produkt von DuPont.
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Die
schraubenförmige
Ausgaberutsche 17 hat die Form eines schraubenförmigen länglichen Elements.
Im Kontext der Erfindung soll die Bezeichnung „schraubenförmig" sowohl eine getwistete,
lineare Form als auch eine übertriebene
Schraubenform beinhalten, die wie folgt unterscheidbar sind. Eine Mittellinie
durch den Querschnitt einer getwisteten, linearen Form bildet eine
gerade Linie, die kollinear mit einer Mittelachse der getwisteten,
linearen Form ist. Alternativ definiert eine Mittellinie durch eine übertriebene
Schraubenform den Weg einer Helix, beispielsweise einer kreisförmigen Helix,
die sich spiralförmig
um eine Mittelachse windet und von dieser versetzt ist. Im Fall
einer kreisförmigen
Helix ist der Versatzabstand zwischen der Mittellinie der übertriebenen
Schraubenform und der Mittelachse an allen Punkten entlang der Mittellinie
gleich groß.
Bei Vergrößerung des
Versatzabstands vergrößert sich
die Übertreibung
der übertriebenen
Schraubenform. Bei Verkleinerung des Versatzabstands verkleinert
sich die Übertreibung
der übertriebenen
Schraubenform. Wird der Versatzabstand auf Null verkleinert, so
ist die Mittellinie nicht mehr von der Mittelachse versetzt und
die resultierende Form ist eine getwistete, lineare Form.
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Zwei
charakteristische Abmessungen einer schraubenförmigen, gewindeähnlichen
Form sind Gewindeteilung und Gewindesteigung. Die Gewindeteilung
ist definiert als der Abstand zwischen aufeinander folgenden ähnlichen
Abschnitten der schraubenförmigen
Ausgaberutsche 17, die auf einem zur Mittelachse der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 parallelen
Weg entstehen. Die Gewindesteigung ist definiert als die Strecke,
die jede Pille 5 in Richtung der Mittelachse der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 zurücklegt,
während
die Pille 5 eine ganze Drehung beschreibt. Im Fall einer
schraubenförmigen
Ausgaberutsche 17, die als Einfachhelix ausgebildet ist,
wie in 1 und 2 gezeigt, entspricht die Gewindeteilung
einer halben Gewindesteigung. Vorzugsweise beträgt die Gewindesteigung der
schraubenförmigen
Ausgaberutsche 17 zwischen etwa einem und vier Inch, und
noch mehr zu bevorzugen sind zwei Inch. Somit dreht sich jede Pille 5 mit
jedem durch das Zufuhrrohr 10 zurückgelegten Inch vorzugsweise
zwischen etwa 90 Grad und 360 Grad. Eine Vergrößerung der Gewindesteigung
der Ausgaberutsche 17 ermöglicht im Allgemeinen, dass
jede Pille 5 einfacher durch die Rutsche 17 gleiten
kann, während
eine Verringerung der Gewindesteigung im Allgemeinen die Häufigkeit
der Entstehung von Schindelanordnungen bei den Pillen 5 verringert.
Somit variiert die ideale Gewindesteigung für eine bestimmte Pillenart 5 je
nach den Eigenschaften der Pille 5, einschließlich Form,
Größe und Oberflächenbeschaffenheit,
und je nach den eigenschaftsbezogenen Unterschieden zwischen Pillen 5 derselben
Charge.
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Wie
in 2 und 2A gezeigt, hat die schraubenförmige Ausgaberutsche 17 den
Querschnitt eines Polygons, vorzugsweise eines Rechecks, das gleichförmig entlang
der Länge
der schraubenförmigen
Ausgaberutsche 17 gedreht ist. Die Querschnitts-Polygonform
der schraubenförmigen
Ausgaberutsche 17 entspricht der Form der Eintrittsöffnung 18 und
der Austrittsöffnung 19.
Die gemeinsame Form der Querschnitte der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17,
der Eintrittsöffnung 18 und
der Austrittsöffnung 19 ist
entsprechend der Form der Pillen 5 ausgebildet, die durch
die schraubenförmige
Ausgaberutsche 17 des Zufuhrrohrs 10 befördert werden.
Die Pillen 5 können
verschiedene Formen haben, doch hat jede eine Hauptabmessung 27 sowie
eine erste und eine zweite Querabmessung 28, 29.
Eine beispielhafte Pille 5 ist in 4A und 4B gezeigt.
Die erste und die zweite Querabmessung 28, 29 sind
senkrecht zur Hauptabmessung 27, und die erste Querabmessung 28 ist
vorzugsweise kürzer
als die zweite Querabmessung 29. Die zweite Querabmessung 29 ist
gleich groß wie
oder kürzer
als die Länge
der Hauptabmessung 27. Darüber hinaus entsprechen die
erste und die zweite Querabmessung 28, 29 im Allgemeinen
den Abmessungen des Querschnitts der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17,
wenn die Pillen 5 in der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 angeordnet
sind und sich in eine Richtung bewegen, die im Allgemeinen zur Richtung
der Hauptabmessung 27 parallel ist. Während der Vorwärtsbewegung
der Pillen 5, beispielsweise indem sie durch die schraubenförmige Ausgaberutsche 17 hindurchfallen,
ist jede Pille 5 gezwungen, sich um eine Achse zu drehen,
die zu ihrer Hauptabmessung 27 parallel ist.
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4C und 4D stellen
eine andere beispielhafte Pille 5a dar, die gegenüberliegende
Oberflächen 25a, 25b und
zwischen diesen einen elliptischen Abschnitt 26 aufweist.
Die Pille 5a hat ebenfalls eine Haupt- und eine erste sowie
zweite Querabmessung 27, 28, 29. Die
gegenüberliegenden
Oberflächen 25a, 25b sind
konvex gebogen, sodass die erste Querabmessung 28 gleich
groß ist
wie die Summe aus einer Breite des elliptischen Abschnitts 26 und
einer Exzentrizität
jeder der Oberflächen 25a, 25b.
Es wurde beobachtet, dass eine vergleichsweise kürzere Gewindesteigung bei solchen
Pillen 5a bevorzugt wird, deren Oberflächen 25a, 25b eine
höhere
Exzentrizität
haben, und eine längere
Gewindesteigung bei solchen Pillen 5a bevorzugt wird, die einen
breiteren elliptischen Abschnitt 26 haben. In einer Ausführungsform
beträgt
die erste Querabmessung der Pille 5a beispielsweise etwa
0,125 Inch, die Breite des elliptischen Abschnitts 26 etwa
0,060 Inch, die Exzentrizität
jeder Oberfläche 25a, 25b etwa 0,0325
Inch und die Gewindesteigung der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 etwa
2 Inch. Es sollte ersichtlich sein, dass die Pillen 5, 5a sowie
andere, alternativ geformte und bemessene Pillen 5, 5a in
der erfindungsgemäßen Verpackungsvorrichtung 1 verwendet
werden können.
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Aufgrund
der Drehung der Pillen 5 bei der Vorwärtsbewegung durch die schraubenförmige Ausgaberutsche 17 sind
aneinander angrenzende Pillen 5 in der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 in aufeinander
folgenden Drehpositionen angeordnet. Wenn daher viele Pillen 5 aneinander
angrenzend in der schraubenförmigen
Ausgaberutsche 17 angeordnet sind, so ist die erste Querabmessung 28 jeder
Pille 5 nicht parallel zur ersten Querabmessung 28 der unmittelbar
angrenzenden Pillen 5. Die aufeinander folgenden Drehpositionen
aneinander angrenzender Pillen 5 verringern die Wahrscheinlichkeit,
dass eine Pille 5 zwischen einer angrenzenden Pille 5 und
der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 eingeklemmt wird.
Somit sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass die Pillen 5 in
eine Schindelanordnung geraten und den Durchtritt der Pillen 5 durch
die schraubenförmige Ausgaberutsche 17 verhindern.
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Eine
Verpackungsvorrichtung 1 wie in 1 gezeigt
enthält
eine von einem Rahmen 20 gehaltene Pillenausgabevorrichtung 2.
Die Pillenausgabevorrichtung 2 besteht aus dem Zufuhrrohr 10,
der oberhalb des Zufuhrrohrs 10 angeordneten Wanne 39 und
einer unterhalb des Zufuhrrohrs 10 angeordneten Abwurfrutsche 60.
Die Pillen 5 sind in der Wanne 39 angeordnet und
werden der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 des
Zufuhrrohrs 10 zugeführt. Nachdem
sie durch das Zufuhrrohr 10 hindurchgefallen sind, treten
die Pillen 5 in die Abwurfrutsche 60 ein, die
die Pillen 5 zu den Aufnahmevertiefungen 7 weiterführt.
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Die
Wanne 39 umfasst eine äußere Wanne 40,
die eine äußere Wannenöffnung 43 und
eine drehbare innere Wanne 50 bildet, wobei letztere derart
drehbar mit der äußeren Wanne 40 verbunden
ist, dass sich die drehbare innere Wanne 50 innerhalb der äußeren Wannenöffnung 43 dreht.
Die drehbare innere Wanne 50 kann auf vielerlei Weise an
der äußeren Wanne 40 befestigt
sein. Wie in 5 gezeigt, kann beispielsweise
ein kreisförmiger äußerer Umfang
der drehbaren inneren Wanne 50 der Form der äußeren Wannenöffnung 43 entsprechen,
sodass die drehbare innere Wanne 50 in die äußere Wannenöffnung 43 passt.
Eine Lageranordnung, ein Haltebügel,
ein Schnappring oder ein anderes Drehbefestigungsmittel kann zwischen
den Wannen 40, 50 angebracht werden. Das Befestigungsmittel
verbindet die zwei Wannen 40, 50 drehbar miteinander
und hält die
drehbare innere Wanne 50 in der äußeren Wannenöffnung 43.
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Wie
in 6 gezeigt, bildet die drehbare innere Wanne 50 auch
eine innere Wannenöffnung 51, die
dem Zufuhrrohr 10 entspricht, sodass das Zufuhrrohr 10 in
die innere Wannenöffnung 51 eingeführt werden
kann. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die innere Wannenöffnung 51,
die durch eine untere Fläche 54 der
drehbaren inneren Wanne 50 gebildet ist, quadratisch. Die innere
Wannenöffnung 51 ist
vorzugsweise so ausgebildet, dass der von einer oberen Fläche 53 der
drehbaren inneren Wanne 50 begrenzte Bereich größer ist
als der von einer unteren Fläche 54 derselben
begrenzte Bereich. Daher ist die innere Wannenöffnung 51 nach unten
hin verjüngt
und diese Verjüngung
erleichtert die Bewegung der in den Wannen 40, 50 angeordneten
Pillen 5 hin zur Eintrittsöffnung 18 des Zufuhrrohrs 10.
Darüber hinaus
kann die durch die obere Fläche 53 gebildete innere
Wannenöffnung 51 eine
andere Form haben als die durch die untere Fläche 54 gebildete.
Wie in 5 gezeigt, kann die innere Wannenöffnung 51 zum
Beispiel gemäß der unteren
Fläche 54 quadratisch
und gemäß der oberen
Fläche 53 kreisförmig sein.
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Wie
in 1 gezeigt, ist eine Steuerung 70 mit
einem Wannenbetätiger 45 verbunden,
der die Wannen 40, 50 abwechselnd anhebt und absenkt und
den die Steuerung steuert. Bei der angehobenen Position der Wannen 40, 50 befindet
sich die untere Fläche 54 der
drehbaren inneren Wanne 50 nahe der Eintrittsseite 11 des
Zufuhrrohrs 10, wie in 6 gezeigt
ist. Bei der abgesenkten Position der Wannen 40, 50 befindet
sich die obere Fläche 53 der
drehbaren inneren Wanne 50 so niedrig wie oder niedriger als
die Eintrittsseite 11 des Zufuhrrohrs 10, wie
in 7 und 8 gezeigt ist. Die axiale Wechselbewegung
der Wannen 40, 50 schüttelt die in den Wannen 40, 50 angeordneten
Pillen 5.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
bildet die innere Wannenöffnung 51 an
der unteren Fläche 54 der
drehbaren inneren Wanne 50 eine Form aus, die der Form
der äußeren Fläche 13 des
Zufuhrrohrs 10 weitgehend entspricht. Die schraubenförmige Außenform 14 der äußeren Fläche 13 wirkt
als Führung
für die
innere Wannenöffnung 51.
Die in den Figuren gezeigte äußere Fläche 13 des
Zufuhrrohrs 10 kann sich von der Eintrittsseite 11 her
entlang nur einem Abschnitt des Zufuhrrohrs 10 erstrecken.
Alternativ könnte
sich die schraubenförmige äußere Fläche 13 entlang
der gesamten Länge
des Zufuhrrohrs 10 erstrecken. Wenn die Wannen 40, 50 vom Wannenbetätiger 45 relativ
zum Zufuhrrohr 10 angehoben und abgesenkt werden, bewirkt
der Eingriff der inneren Wanne 50 und der schraubenförmigen äußeren Fläche 13,
dass sich die drehbare innere Wanne 50 dreht. Aufgrund
der Drehverbindung zwischen den Wannen 40, 50 dreht
sich die äußere Wanne 40 nicht,
während
sich die drehbare innere Wanne 50 relativ zu sowohl der äußeren Wanne 40 als
auch dem Zufuhrrohr 10 dreht. Durch die Drehung der drehbaren
inneren Wanne 50 werden die Pillen 5 geschüttelt, was
die Bewegung der Pillen 5 hin zur Eintrittsöffnung 18 und
den Eintritt der Pillen 5 in dieselbe erleichtert. Falls
eine oder mehrere Pillen 5 am Eingang der Ausgaberutsche 17 stecken
bleiben, trägt
die Drehung der drehbaren inneren Wanne 50 dazu bei, dass
sich die stecken gebliebenen Pillen 5 wieder lösen.
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Wie
in 1 und 7 gezeigt, umfasst die Pillenausgabevorrichtung 2 auch
einen oberen Stift 31 und einen unteren Stift 32,
die von einem oberen Stiftbetätiger 33 bzw.
einem unteren Stiftbetätiger 34 betätigt werden.
Die Steuerung 70 ist mit den Stiftbetätigern 33, 34 verbunden,
steuert die Stiftbetätiger 33, 34 und
somit die Stifte 31, 32. Die Stifte 31, 32 können durch
die obere und untere Stiftöffnung 35, 36 in
das Zufuhrrohr 10 hinein ausgefahren werden. Die Stifte 31, 32 können abwechselnd
in die Ausgaberutsche 17 hinein und aus ihr heraus bewegt
werden, sodass ein Hemmmechanismus entsteht, mit dem sich nur eine
Pille 5, oder eine bestimmte Anzahl an Pillen 5,
zur gleichen Zeit hindurchbewegen kann. Beispielsweise können die
Stifte 31, 32 zuerst so eingestellt sein, dass
der obere Stift 31 eingefahren und der untere Stift 32 ausgefahren
ist und die Pillen 5 in der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 des
Zufuhrrohrs 10 festgehalten werden. Bei einem Einzelpillen-Hemmmechanismus
sind die Stifte 31, 32 so beabstandet, dass mindestens
eine ganze Pille 5 zwischen den oberen und den unteren
Stift 31, 32 passt, wenn die Stifte 31, 32 ausgefahren
sind. Befindet sich eine Pille 5 in der schraubenförmigen Ausgaberutsche 17 zwischen
den Stiften 31, 32, so verhindert der ausgefahrene
untere Stift 32, dass diese Pille 5 durch die
schraubenförmige
Ausgaberutsche 17 hindurchfällt. Der obere Stiftbetätiger 33 fährt den oberen
Stift 31 aus und verhindert, dass sich weitere Pillen 5 durch
die schraubenförmige
Ausgaberutsche 17 am oberen Stift 31 vorbeibewegen.
Der obere Stift 31 kann zwischen den angrenzenden Pillen 5 eingeschoben
werden oder der Stift 31 kann auch die von unten her betrachtet
zweite Pille an die gegenüberliegende
Seite der Rutsche 17 drücken,
wodurch jedes Risiko beseitigt wird, dass die unterste Pille versehentlich
vom oberen Stift 31 an die gegenüberliegende Wand der Rutsche
gedrückt
(und damit eingefangen) werden könnte.
Eine solche Anordnung ist in 12 zu
sehen und im Fachgebiet bekannt.
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Der
untere Stiftbetätiger 34 fährt anschließend den
unteren Stift 32 ein, gibt eine Pille 5 aus dem
Hemmmechanismus frei und die Pille 5 bewegt sich vorwärts zur
Austrittsöffnung 19 der
schraubenförmigen
Ausgaberutsche 17, wo sie freigegeben wird. Nach Freigabe
der Pille 5 fährt
der untere Stiftbetätiger 34 den
unteren Stift 32 aus und der obere Stiftbetätiger 33 fährt den
oberen Stift 31 ein, sodass sich die Pillen 5 in
der Ausgaberutsche 17 vorwärts bewegen und wieder eine
Pille 5 zwischen dem oberen und dem unteren Stift 31, 32 angeordnet
wird. Bei einem Mehrpillen-Hemmmechanismus sind die Stifte 31, 32 mit
einem größeren Abstand
so angeordnet, dass mehrere Pillen 5 zwischen die zwei
Stifte 31, 32 passen. Ein Mehrpillen-Hemmmechanismus
kann mehrere Pillen 5 als Gruppe freigeben und zuführen. Die
Stifte 31, 32 können aus einer Vielzahl von
Materialien bestehen, doch bei einer vorteilhaften Ausführungsform
bestehen die Stifte 31, 32 aus Gummi, um die Wahrscheinlichkeit
zu verringern, dass die Pillen 5 beschädigt werden, falls sie von
den Stiften 31, 32 berührt werden.
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Eine
Verpackungsvorrichtung 1 wie in 1 und 7 gezeigt
kann auch einen Förderer 4 enthalten.
Der Förderer 4 kann
eine beliebige Art von Förderer
sein, der in der Lage ist, eine Reihe von leeren Behältern 6 einen
vorbestimmten, an die Verpackungsvorrichtung 1 angrenzenden
Förderweg
entlang zu bewegen. Der Förderer 4 kann
die Behälter 6 intermittierend
oder kontinuierlich bewegen. Bei einer Ausführungsform bewegt der Förderer 4 die
Behälter 6,
die jeweils mehrere Pillenaufnahmevertiefungen 7 haben,
unter die Abwurfrutsche 60, wobei er jeweils intermittierend
anhält,
wenn sich ein Behälter 6 in
einer an die Abwurfrutsche 60 angrenzenden Position befindet.
Bei einer anderen Ausführungsform
bewegt sich der Förderer
jedoch kontinuierlich und mindestens ein Teil der Verpackungsvorrichtung 1 bewegt sich
parallel zum Weg der Behälter 6,
wie im US-Patent Nr. 5,737,902 von Aylward beschrieben, welches durch
Bezugnahme hier einbezogen ist.
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9 und 10 stellen
eine alternative Ausführungsform
einer Pillenausgabevorrichtung 2 dar. Die drehbare innere
Wanne 50 ist durch einen Schnappring (nicht gezeigt) innerhalb
der äußeren Wannenöffnung 43 drehbar
an der äußeren Wanne 40 befestigt.
Die innere Wannenöffnung 51 der
drehbaren inneren Wanne 50 entspricht weitgehend der äußeren Fläche 13 des
Zufuhrrohrs 10. Entsprechend der vorstehend beschriebenen
Pillenausgabevorrichtung 2 aus 1 und 7 wird
die in 9 und 10 gezeigte Pillenausgabevorrichtung 2 abwechselnd
angehoben und abgesenkt. Die schraubenförmige Außenform der äußeren Fläche 13 wirkt als
Führung
zur inneren Wannenöffnung 51 und wenn
die Wannen 40, 50 relativ zum Zufuhrrohr 10 angehoben
oder abgesenkt werden, dreht sich die drehbare innere Wanne 50.
Die innere Wannenöffnung 51 kann
zwischen der oberen und der unteren Fläche 53, 54 der
drehbaren inneren Wanne 50 auch eine einheitliche Form
wie ein Quadrat bilden. Die einheitliche Form der inneren Wannenöffnung 51 entspricht
der äußeren Fläche 13 des
Zufuhrrohrs 10.
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Die
Zufuhrrohre 10 und andere Bestandteile der Verpackungsvorrichtung 1 können aus
einer Vielzahl von Materialien bestehen. Dazu gehören beispielsweise,
aber nicht ausschließlich
Kunststoff, Aluminium, Stahl oder andere Polymere oder Metalle.
Die Auswahl des Materials ist abhängig von Faktoren wie Materialkosten,
Herstellungsdauer und -kosten sowie Materialeigenschaften wie Festigkeit, Lebensdauer,
Flexibilität
und Oberflächenrauigkeit. Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist das Zufuhrrohr 10 aus Nylon gebildet. Bei einer anderen vorteilhaften
Ausführungsform
ist das Zufuhrrohr 10 aus einem Material gebildet, das
mit Teflon®,
einem Produkt von DuPont, imprägniert
ist.
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Das
Zufuhrrohr 10 kann mittels Spritzguss, Guss, spanender
Bearbeitung oder verschiedenen schnellen Prototypherstellungsverfahren
wie Fused Deposition Modelling gebildet werden. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
sind die Zufuhrrohre 10 mittels Fused Deposition Modelling
hergestellt, wobei ein kontinuierliches Filament eines thermoplastischen
Polymers erwärmt,
plastifiziert und in aufeinander liegenden Schichten angeordnet
wird. Das Polymer erstarrt kurz nachdem es aufgetragen worden ist
und somit können
weitere Schichten aufgetragen werden, wodurch schrittweise das Zufuhrrohr 10 gebildet
wird. Hohlräume
können
durch Anordnen eines löslichen
Materials gebildet werden, das die aufeinander liegenden Polymerschichten
hält, jedoch
aufgelöst
werden kann, wenn die aufeinander liegenden Polymerschichten erstarrt
sind. Zum Beispiel kann das lösliche
Material in Wasser aufgelöst
werden. Das Fused Deposition Modelling ist im US-Patent Nr. 5,121,329
von Crump unter dem Titel „Apparatus
and method for creating three-dimensional objects" weitergehend beschrieben,
welches durch Bezugnahme hier in seiner Gesamtheit einbezogen ist.
Das Fused Deposition Modelling kann bei der Herstellung von Rohren 10 aus
Polymeren wie Polycarbonat, Polyethylen oder anderen Polymeren verwendet
werden, wie beispielsweise Polymere, die von der Arzneimittelzulassungsbehörde in den
USA zur Verwendung in Pillenverpackungsmaschinen zugelassen sind.
Darüber
hinaus kann Fused Deposition Modelling eingesetzt werden, um andere
Teile der Verpackungsvorrichtung 1, beispielsweise die
Wanne 39, herzustellen.
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Zum
Beispiel ist in 11 das Zufuhrrohr 10 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, das mittels Fused Deposition
Modelling hergestellt ist. Das Zufuhrrohr 10 bildet die
Ausgaberutsche 17, die sich zwischen der Eintritts- und der
Austrittsseite 11, 12 erstreckt. Der obere und
der untere Stift 31, 32 sind jeweils in ausgefahrener
Position gezeigt, sodass die Pillen 5a in der Rutsche 17 aufgehalten
werden. Wie dargestellt, werden die Pillen 5a so gedreht,
dass sie in der Rutsche 17 unterschiedliche Drehpositionen
einnehmen und aufeinander folgende Pillen 5a selbst dann
nicht in eine Schindelanordnung geraten, wenn sie von den Stiften 31, 32 aufgehalten
werden. Die Stifte 31, 32 können integral mit dem Rohr 10 ausgebildet
werden, indem an den Öffnungen 35, 36,
d. h. zwischen den Stiften 31, 32 und dem Rohr 10,
ein wasserlösliches Material
angeordnet wird, um die aufeinander liegenden Materialschichten
beim Auftragen zu halten, und anschließend das wasserlösliche Material
nach Erstarren der aufeinander liegenden Polymerschichten aufgelöst wird.
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12 stellt
ein herkömmliches
Ausgaberohr T mit einer geraden Ausgaberutsche dar, wie es im Fachgebiet
bekannt ist. Die Stifte N1, N2 sind so konfiguriert, dass sie die
Freigabe der Pillen aus dem Rohr T steuern. Wie dargestellt, befinden
sich die Pillen P im Rohr T in einer Schindelanordnung, sodass die
Pillen nicht hindurchfallen können.
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Es
sollte ersichtlich sein, dass eine Verpackungsvorrichtung 1 gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungsformen
eine beliebige Anzahl von Zufuhrrohren 10 zur gleichzeitigen
Befüllung
mehrerer Behälter 6 oder
Pillenaufnahmevertiefungen 7 umfassen kann. Jedes Zufuhrrohr 10 kann
eine beliebige Anzahl schraubenförmiger
Ausgaberutschen 17 enthalten. Und wenngleich in den oben
beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen Abwurfrutschen 60 verwendet
werden, können
die Zufuhrrohre 10 die Pillen 5 in alternativen
Ausführungsformen
den Behältern 6 oder
Pillenaufnahmevertiefungen 7 auch direkt zuführen, wodurch
die Abwurfrutschen 60 überflüssig würden. Die
Zufuhrrohre 10 und die Abwurfrutschen 60 können auch
entlang ihrer Länge
gerade oder gebogen sein.
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Einem
Fachmann können
zahlreiche Modifizierungen und andere Ausführungsformen der Erfindung
in den Sinn kommen, die dieser Erfindung zuzuordnen sind, und sich
die in der vorstehenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen
dargelegte Lehre zunutze machen. Daher sollte deutlich geworden
sein, dass die Erfindung nicht auf die konkreten, offenbarten Ausführungsformen
beschränkt werden
darf und dass Modifizierungen sowie andere Ausführungsformen in den Schutzbereich
der beigefügten
Ansprüche
eingeschlossen sein sollen. Obgleich hier konkrete Bezeichnungen
verwendet werden, sind sie in einem generellen, beschreibenden Sinn
zu verstehen und nicht in einem einschränkenden Sinn.