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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Abgabevorrichtung
für feinpulverige Substanzen, zum Beispiel für medizinischen
Substanzen, für Kapselfüllmaschinen, in denen sie eine der
Betriebsstationen solcher Maschinen bildet.
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Eine Abgabevorrichtung für feinpulverige Substanzen, die die
Merkmale aufweist, die im Oberbegriff des Patentanspruches 1
definiert sind, ist in DE-A-23 46 070 offenbart.
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In den Füllmaschinen werden die Kapseln, welche von dem
Hersteller geschlossen angeliefert werden, mit ihren
Verschlußdeckeln nach oben ausgerichtet, die Kapselverschlußdeckel und
die Kapselbasen werden voneinander getrennt, die Basen werden
mit einer vorgegebenen Menge einer feinpulverigen Substanz
gefüllt, die gefüllten Basen und die Verschlußdeckel werden
erneut zusammengepaßt und die verschlossenen Kapseln werden
ausgestoßen. Diese Arbeitsgänge werden an Stationen ausgeführt,
welche die entsprechenden Vorrichtungen aufweisen.
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Einer der kritischen Arbeitsgänge in solchen Maschinen ist
ganz deutlich das Abgeben der feinpulverigen Substanz, das durch
die Art des Pulvers (zum Beispiel durch seine Fließfähigkeit)
und auch durch Umweltbedingungen, unter denen der Arbeitsgang
ausgeführt wird (zum Beispiel Feuchtigkeit und Temperatur)
beeinflußt werden kann.
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In den im US-Patent Nr. 3,242,638 beschriebenen Maschinen
wird dem Problem der korrekten Abgabe durch die Wahl der
Pulverbildung, um dem Pulver konstante Kennwerte zu verleihen und
durch den Betrieb in einer gesteuerten Umgebung
entgegengetreten.
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Das Problem der korrekten Abgabe ist jedoch ein anderes für
andere Typen von Maschinen, die auch in ungesteuerten
Umgebungen, mit begrenzter Produktionsleistung und mit feinpulverigen
Produkten, die unterschiedliche Kennwerte aufweisen, für die aus
offensichtlich wirtschaftlichen Gründen die Produktbildung nicht
geregelt werden kann, arbeiten können oder arbeiten müssen.
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Abgabevorrichtungen verschiedenen Typs sind bereits mit dem
Ziel vorgeschlagen worden, eine ausreichend genaue Abgabe selbst
im Falle von Maschinen mit begrenzter Produktionsleistung für
den Betrieb in ungesteuerten Umweltbedingungen mit
feinpulverigen Produkten mit unterschiedlichen Kennwerten zu erreichen.
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So weist zum Beispiel das US-Patent Nr. 1,876,813 eine
kontinuierlich betätigte, vertikale Spindel auf, welche das
feinpulverige Material durch eine Ausgangsöffnung drückt, unter der
die Kapselbasis angeordnet ist. Diese bekannte Vorrichtung ist
einfach, führt jedoch, selbst dann, wenn sich keine Basis unter
der Öffnung befindet, zu Material-Schüttverlusten und sie ist
auch ungenau, da der Spindeldurchsatz in einem wesentlichen Maße
von dem Füllstand des Pulvers in dem Schüttgutbehälter abhängt,
in dem sich die Spindel befindet.
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US-Patent Nr. 1,993,716 weist einen Schüttgutbehälter auf,
der mit zwei Seitentaschen versehen ist, in die das Pulver
mittels eines Drehstern-Bauteils gefördert wird. Ein Kolben in
jeder Tasche drückt das Pulver in eine darunterliegende
Kapselbasis. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung hängt die
Abgabemenge von dem Füllstand des Pulvers in dem Schüttgutbehälter ab.
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PCT WO96/11658 weist einen Schüttgutbehälter, einen
exzentrischen Rotor in dem Schüttgutbehälter, eine Auslaßöffnung in
dem Schüttgutbehälter und eine durch einen Schieber
verschließbare, in der Basis des Schüttgutbehälters vorgesehene
Auslaßöffnung auf. Wenn sich der Schieber in einer Position befindet,
bildet er einen Teil der bewegbaren Wand einer Kammer, in die
das Pulver aus der Öffnung eintritt, und wenn er sich in einer
anderen Position befindet, bildet er den festen Teil eines
Loches, in welches das Pulver gedrückt wird und in dem ein
Kolben arbeitet, um das Pulver direkt oder indirekt in die
darunterliegende Kapselbasis auszustoßen. Diese bekannte
Vorrichtung ist schwierig so einzustellen, daß die vorgegebenen
Produktmengen geliefert werden, da die Schieberposition geregelt
werden muß.
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Die Abgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung bezweckt
nicht nur das Problem der korrekten Abgabe zu lösen, sondern
auch das Problem des Verhütens von Verlusten des feinpulverigen
Materials während der Abgabearbeitsgänge. Diese Probleme und
andere, welche im Verlauf der vorliegenden Beschreibung
deutlicher zum Ausdruck kommen, werden durch eine Abgabevorrichtung
gemäß den beigefügten Patentansprüchen gelöst.
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Die Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung einer
bevorzugten Ausführung davon, die hierin nachfolgend in Form
eines nicht einschränkenden Beispiels angeführt und in den
beigefügten Zeichnungen erläutert ist, deutlicher. Die Zeichnungen
zeigen in
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Fig. 1 einen schematischen vertikalen Schnitt durch die
Vorrichtung der Erfindung;
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Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Vorrichtung, wobei
Teile aus Gründen der klareren Darstellung weggelassen sind;
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Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt, geschnitten auf der
Linie A-A von Fig. 2; und
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Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht des
Schieberbauteils der Vorrichtung.
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In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugszahl 1 einen
stationären Behälter, der das abzugebende und in die Kapselbasis 2 zu
fördernde feinpulverige Material enthält. Eine
Zuführeinrich
tung, wie zum Beispiel eine übliche Spindel, die nicht
dargestellt ist, ist in dem Behälter montiert und wird durch
Motoreinrichtungen angetrieben, welche ebenfalls nicht dargestellt
sind. Die Zuführeinrichtung oder die Spindel führt das
feinpulverige Material einer Auslaßöffnung 5 zu, die so angeordnet und
positioniert ist, um das feinpulverige Material in
Übereinstimmung mit einem Punkt eines kreisförmigen Kanals 6 abzugeben,
der durch eine äußere kreisförmige Wand 6A, eine inneren
kreisförmige Wand 6B und eine Basis 6C gebildet wird. Die Wände und
die Basis sind Bestandteil eines drehbaren Körpers 7, der
diskontinuierlich durch eine Antriebswelle 4, zum Beispiel in
Richtung des Pfeils F, angetrieben wird.
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Stromabwärts der Öffnung 5 ist ein stationärer,
möglicherweise vertikal einstellbarer Abstreifschaber 4 vorgesehen, der
in den Kanal 6 hineinragt, um im wesentlichen mit der Kanalbasis
in Berührung zu kommen, so daß, wie hierin nachfolgend erläutert
wird, das durch die Öffnung geförderte Pulver in die Löcher 9,
9A eindringt, die in der Basis des Kanals 6 vorhanden sind.
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Durch jede bekannte Verbindung, zum Beispiel durch einen
Einstellknopf gesteuert, kann die vertikale Position von dem
Abstreifschabers 4 eingestellt werden, der in dem in der
Zeichnung dargestellten Beispiel durch einen Arm 4A gehalten wird,
der von dem Vorrichtungsrahmen 4B getragen wird.
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In der Basis 6C des kreisförmigen Kanals 6 befindet sich
eine Reihe von Gruppen X von drei gleichen Löchern 9, 9A. Diese
Gruppen weisen winkelmäßig den gleichen Abstand auf. Die Löcher
9, 9A (Fig. 2) sind entlang zweier Kreise A und B angeordnet,
die mit der Achse der Welle 4 konzentrisch sind. In dem Beispiel
sind sechs Gruppen X vorgesehen. Das Loch 9A jeder Gruppe liegt
auf dem Innenkreis A, während die anderen beiden Löcher 9 auf
dem Außenkreis B liegen. Die Mittelpunkte der Löcher jeder
Gruppe X entsprechen den Eckpunkten eines idealen Dreiecks.
Unter dem Kanal 6 und in Kontakt mit der jeweiligen Basis 6C
erstreckt sich ein fester Deckel oder eine Verschlußplatte 10,
die mit einer kreisförmigen Wand 10A versehen ist und deren
Zweck es ist, die Löcher 9, 9A während der Bewegung des mit
Kanälen versehenen Körpers 7 zu verschließen, außer in drei
speziellen Positionen, die in Fig. 2 mit P bezeichnet sind, und
in denen die Platte 10 die Löcher 10B umfaßt, die den Löchern 9,
9A der Gruppe X entsprechen. Eine Gruppe von drei Löchern 9, 9A
des mit Kanälen versehenen Körpers 7 kommt zu vorgegebenen
Zeitpunkten mit den Löchern 10B in Ausrichtung und verbleibt in
dieser Position.
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Die kreisförmige Wand 10A umgibt in einer geringen
Entfernung davon die äußere Wand 6A des Kanals 6, wobei die innere
Wand 6B des Kanals 6 nach oben hin durch eine Platte oder einen
Deckel 6D verschlossen ist. Diese Hilfsmittel minimieren die
Dispersion des feinpulverigen Materials, die neben einem
unwirtschaftlichen Verlust auch den Betrieb der Maschine negativ
beeinflussen kann.
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Unter dem mit Kanälen versehenen Körper 7 und teilweise
seitlich von ihm erstreckend, ist ein Formgebungszylinder 11
vorgesehen, der sich durch die Bewegung, die durch eine mit ihm
in starrer Verbindung stehenden Welle 30 auf ihn übertragen
wird, diskontinuierlich dreht. Der Formgebungszylinder 11 hat in
gleichen Abständen eine Reihe von Durchgangslöchern 12, die
entlang eines Kreises C konzentrisch zu der Welle 30 angeordnet
sind.
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Im vorliegenden Beispiel sind sechs Löcher 12 in dem
Formgebungszylinder 11 vorhanden. Die Position des
Formgebungszylinders 11 und die Bewegung, die auf ihn übertragen wird sind so,
daß bei jedem Stillstand sowohl des mit Kanälen versehenen
Körpers 7 als auch des Formgebungszylinders 11 eine Gruppe X von
drei Löchern 9, 9A in dem mit Kanälen versehenen Körper 7 sich
in Ausrichtung mit drei Löchern 12 in dem Formgebungszylinder 11
befinden und zwar in den Positionen, die in Fig. 2 mit P
bezeichnet sind.
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Unter dem Formgebungszylinder 11 ist eine stationäre
Verschlußplatte 13 vorgesehen, deren Zweck es ist, ein Austreten
des feinpulverigen Produktes aus den Löchern 12 in dem
Formgebungszylinder zu verhindern. Die Platte 13 ist jedoch mit
einem einzigen Loch 14 versehen, das mit dem Punkt
übereinstimmt, in dem eine Menge des feinpulverigen Produktes, das in
den Löchern 12 des Formgebungszylinders 11 enthalten ist, zu
der darunterliegenden Kapselbasis 2 übertragen wird, wenn eine
bekannte, bewegbare Einrichtung 15A, welche diese Basis trägt,
die Übertragungsposition erreicht (Fig. 1), d. h. sich in
Ausrichtung mit dem Loch 14 und mit einem der Löcher 12 befindet.
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Die Einrichtung 15A, welche die Kapselbasis 2 trägt, bildet
keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung und kann von dem
Typ sein, der in dem zu Anfang angeführten Stand der Technik
beschrieben ist. Die bewegbare Einrichtung 15A bewegt die
Kapselbasen 2 nacheinander in die Übertragungsposition von
Fig. 1, in der eine Basis 2 für die Zeit zum Stillstand kommt,
die für ihr Füllen erforderlich ist. Danach wird sie entfernt
und durch andere Basen 2 ersetzt.
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Die diskontinuierlichen Bewegungen des mit Kanälen
versehenen Körpers 7 und des Formbildungszylinders 11, die in
entgegengesetzten Richtungen erfolgen, wie es durch die Pfeile F und S
angezeigt ist, sind synchronisiert und durch bekannte
Mechanismen erreichbar. So kann zum Beispiel die kontinuierliche
Bewegung einer Antriebswelle auf die Welle 30 des
Formgebungszylinders 11 über ein Malteserkreuzsystem übertragen werden und auf
die Welle 4 des mit Kanälen versehenen Körpers 7 über ein
Zahnradpaar. Diese Übertragung ist wegen ihrer Offensichtlichkeit
nicht gezeigt. Die Antriebswelle kann auch über ein
Malterserkreuzsystem, das für jede vollständige Umdrehung auch eine
unterschiedliche Anzahl von Stillständen haben kann, auch eine
diskontinuierliche Bewegung zu der Einrichtung 15A übertragen,
welche die Kapselbasis 2 trägt.
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Um das feinpulverige Material M von den Löchern 9, 9A des
Kanals 6 des Körpers 7 zu dem Formgebungszylinder 11 und von
diesem zu der Kapselbasis 2 zu übertragen, werden die Schieber
15, 16, 17, 18 und 18A verwendet. Drei von diesen, nämlich 15,
16, 17, werden verwendet, um das Material M in die Löcher 12 des
Formgebungszylinders 11 zu übertragen und zu verdichten, und
einer, nämlich 18, wird verwendet, um den Stopfen des
feinpulverigen Materials von einem Loch 12 des Formgebungszylinders 11 in
die Kapselbasis 2 zu übertragen. Der fünfte Schieber 18A wird
für das abschließende Verdichten des feinpulverigen Materials,
das die Löcher 12 erreicht hat, verwendet, um einen Stopfen zu
bilden. Der fünfte Schieber arbeitet in dem Loch 12, welches
sich unter Bezugnahme auf die Drehrichtung 5 des
Formgebungszylinders 11, zu einem vorgegebenem Zeitpunkt stromaufwärts von
dem Loch 12 befindet, das mit der Basis 2 in Ausrichtung ist.
Das Loch, in dem der Schieber 18A arbeitet, ist in Fig. 2 mit
12A bezeichnet, damit die vorhergehenden Ausführungen leichter
verständlich sind.
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Die drei Schieber 15, 16, 17 sind in einer solchen Weise
angeordnet, daß sie während der Stillstände über den vertikal
ausgerichteten Löchern liegen, die in den Positionen P oder P&sub1;,
P&sub2;, P&sub3; (Fig. 2) vorhanden sind und zu der Basis 6C (Löcher 9, 9A
einer Gruppe X), zu der stationären Verschlußplatte 10 (Löcher
10B) bzw. zu dem Formgebungszylinder 11 (Löcher 12) gehören, und
in diese eindringen. Der vierte Schieber 18, der eine größere
Länge aufweist und der die Menge des verdichteten Material in
die darunterliegende Kapsel 2 überträgt, ist dazu ausgestaltet,
um in das Loch 12 in dem Formgebungszylinder 11 und in das Loch
14 in der Verschlußplatte 13 einzudringen, wobei diese Löcher zu
vorgegebenen Zeitpunkten sich mit einer Kapselbasis 2 in
Ausrichtung befinden. Der fünfte Schieber 18A befindet sich
stromaufwärts von dem Loch 12A, wie es bereits angeführt wurde.
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Die Schieber werden alle durch ein bewegbares Kreuzbauteil
19 gehalten. Die Schieber 15, 16, 17 werden in einer solchen
Weise gehalten, daß sie sich entgegen der Wirkung der Federn in
axialer Richtung bewegen können. Wenn es gewünscht ist, können
alle Schieber vertikal eingestellt werden.
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Das Kreuzbauteil ist mit dem oberen Ende der Stangen 20
verbunden, die an ihrem unteren Ende durch ein weiteres
Kreuzbauteil (nicht sichtbar) miteinander verbunden sind. Dieses
letztere Kreuzbauteil, welches zum Bewegen der Schieber 15, 16,
17, 18, 18A in Richtung der Pfeile R von Fig. 1 dient, kann
eine Rolle tragen, die in eine Nut in einem sich kontinuierlich
drehenden Nocken eindringt. Die Nut und die
Umlaufgeschwindigkeit des Nockens sind so ausgestaltet, daß die Schieber so
bewegt werden, daß Materialübertragungen während der
Stillstandszeiten der sich diskontinuierlich bewegenden Bauteile (mit
Kanälen versehener Körper 7, Formgebungszylinder 11 und die
Einrichtung 15, welche die Kapselbasis 2 trägt) erreicht werden.
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Die drei Schieber 15, 16, 17, die das feinpulverige Material
übertragen und verdichten, befinden sich, wie bereits
festgestellt wurde, in vertikaler Ausrichtung mit den drei Löchern 10B
der stationären Verschlußplatte 10, die zu dem mit Kanälen
versehenen Körper 7 gehört, während sich der vierte Schieber 18 in
vertikaler Ausrichtung mit dem Loch 14 der Verschlußplatte 13
befindet, welche zu dem Formgebungszylinder 11 gehört.
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In Fig. 1 befinden sich die Schieber 15, 16, 17, 18, 18B in
ihrer oberen Totpunktlage.
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Während der Stillstandszeiten befindet sich die Kapselbasis
2, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, in vertikaler
Ausrichtung mit dem Loch 12 des Formgebungszylinders 11, wobei dieses
Loch mit dem Loch 14 der Verschlußplatte 13 vertikal
ausgerichtet ist. Dieses Loch 12 enthält die erforderliche Menge von
feinpulverigem Material in Stopfenform. Wiederum befindet sich
während der Stillstandszeiten der Übertragungsschieber 18 in
vertikaler Ausrichtung mit den Löchern 12, 14 und mit der Basis
2. Die drei Schieber 15, 16, 17 befinden sich in Ausrichtung
mit den drei Löchern 9, 9A der Gruppe X, welche die Position P
erreicht hat, mit den drei Löcher 10B (die sich in der Position
P befinden) der jeweiligen Verschlußplatte 10 und mit den drei
Löchern 12 (die sich in der Position P befinden) des
Formgebungszylinders, wobei sich der Schieber 18A in Ausrichtung
mit dem Loch befindet, das bei 12A positioniert ist.
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Die Schieber 15, 16, 17, 18 und 18A werden zusammen
abgesenkt und der Schieber 18A überträgt den Stopfen des Materials
in die Kapselbasis 2, während zur gleichen Zeit der Schieber 15,
unter Verdichtung, eine erste Menge von feinpulverigem Material
in das darunterliegende Loch 12, d. h. in das Loch, welches sich
in Position P&sub1; befindet, überträgt, der Schieber 16 eine Menge
des Pulvers (diese Menge wird einer vorherigen Menge
hinzugefügt, die in das spezielle Loch 12 eingeführt wurde, als sich
dieses vorher im Stillstand in der Position P&sub1; befand) überträgt
und schließlich der dritte Schieber 17, unter Verdichtung, eine
Menge von Pulver in das Loch 12 überträgt, das sich in der
Position P&sub3; befindet (diese Menge wird den beiden vorherigen Mengen
hinzugefügt, die in das Loch 12 eingeführt wurden, als es sich
bei den beiden vorherigen Stillständen in den vorhergehenden
Positionen P&sub1; und P&sub2; befand).
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Mit der beschriebenen Vorrichtung wird eine erste Menge des
feinpulverigen Materials in jedes Loch 12 des
Formgebungszylinders 11 eingeführt, der bei jedem Stillstand in seiner
diskontinuierlichen Bewegung die Position P&sub1; (unter dem Schieber 15)
einnimmt, und wenn diese Löcher die unmittelbar darauffolgende
Position P&sub2; (unter dem Schieber 16) erreichen, wird eine zweite
Menge des feinpulverigen Materials eingeführt und verdichtet,
gefolgt von einer dritten Menge, wenn diese Löcher die dritte
Position P&sub3; erreichen, in welcher der dritte Schieber 17 wirksam
ist. Wenn diese Löcher 12 sich dann in Ausrichtung mit der
Kapselbasis 2 und mit dem Schieber 18 befinden, wird die
Gesamtmenge des feinpulverigen Materials, das während der
vorhergehenden drei Schritte eingeführt und durch den Schieber
18A abschließend verdichtet wurde, in Form eines Stopfens in die
Kapselbasis eingeführt.
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Um die vorhergehenden Ausführungen noch besser zu verstehen,
sollte bemerkt werden, daß jeder Stillstand in den
diskontinuierlichen Bewegungen des Körpers 7 und des Formgebungszylinders
11 in dem beschriebenen Beispiel auftritt, wenn sie sich um 60º
gedreht haben. Das bedeutet, daß nach einer Drehung des Körpers
7 von 60º in Richtung des Pfeiles F eine neue Gruppe X von drei
Löchern 9, 9A in die Positionen P&sub1;, P&sub2;, P&sub3; gebracht wurde und daß
sich nach einer gleichzeitigen Drehung des Formgebungszylinders
11 von 60º ein Loch 12, das sich in der Position P&sub1; befand, zu P&sub2;
bewegt und das Loch in P&sub2; sich zu P&sub3; bewegt, wogegen P&sub1; durch ein
leeres Loch eingenommen wird, d. h. ein Loch, das noch zu füllen
ist. Es ist klar, daß während in P&sub1; das betreffende Loch 12 eine
erste Menge von Material aus dem Loch 9 der Gruppe X aufnimmt,
welche die Position P (P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;) erreicht hat. Wenn die nächste
Gruppe X die Position P (P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;) erreicht hat und das
betreffende Loch 12 die Position P&sub2; erreicht, nimmt dieses Loch 12 (von
dem Loch 9A) eine zweite Menge des Materials auf. Wenn die
dritte Gruppe X die Position P (P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;) und das Loch 12 die
Position P&sub3; erreicht, nimmt dieses Loch 12 (aus dem anderen Loch 9)
eine dritte Menge von Material auf.
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Es ist klar, daß der Schutzumfang der Erfindung auch
Ausführungen einschließt, bei denen die Löcher 12 und die Gruppen
X eine andere Anzahl als sechs aufweisen können, die Löcher 12
und die Gruppen X winkelmäßig einen gleichen Abstand aufweisen
und daß die jeweiligen Löcher in den Positionen P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;
während der Stillstände in ihrer diskontinuierlichen Bewegung
sich überlagern.