EP2019041A1 - Dosing device and method for volumetric dosing of powder - Google Patents

Dosing device and method for volumetric dosing of powder Download PDF

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EP2019041A1
EP2019041A1 EP07014754A EP07014754A EP2019041A1 EP 2019041 A1 EP2019041 A1 EP 2019041A1 EP 07014754 A EP07014754 A EP 07014754A EP 07014754 A EP07014754 A EP 07014754A EP 2019041 A1 EP2019041 A1 EP 2019041A1
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EP
European Patent Office
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powder
metering
piston
core
sleeve
Prior art date
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EP07014754A
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German (de)
French (fr)
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EP2019041B1 (en
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Seyfang Karlheinz
Wolf Achim
Weber Siegfried
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Original Assignee
Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
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Priority to DE200750003087 priority patent/DE502007003087D1/en
Publication of EP2019041A1 publication Critical patent/EP2019041A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/30—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled
    • B65B1/36—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled by volumetric devices or methods
    • B65B1/38—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled by volumetric devices or methods by pistons co-operating with measuring chambers

Definitions

  • the invention relates to a jack for volumetric dosing of powder having the features according to the preamble of claim 1 and a method for volumetric dosing of powder.
  • powdered medicaments are filled in capsules, blisters or dispensers, for example, for pulmonary administration.
  • dosage tolerances should be kept as small as possible.
  • volumetric metering is widely used.
  • screw-type jacks are used in particular, which comprise an outer dosing sleeve and a dosing piston guided displaceably therein.
  • the metering piston is opposite to a retracted free edge of the metering, so that within the metering a metering chamber is formed.
  • a riser as he, for example, from the WO 01/96181 A1 is known is immersed with the metering in a powder bed, wherein the metering volume is adjusted by a stroke of the metering.
  • the dosing chamber fills with the powder when the dipper is submerged.
  • the quantity of powder predetermined by the volume of the dosing chamber remains in the dosing chamber when the dumbbell is pulled out of the powder bed. Cohesive forces and other bonding forces between the powder grains and on the chamber walls hold the powder in the dosing chamber.
  • the powder can be transported with the pipette and filled out of the metering chamber into the container provided by means of the metering piston.
  • powder quantities can be precisely metered and filled in this way.
  • the dosage result is unsatisfactory in terms of quantity precision.
  • the individual amounts to be metered are limited because of the limited cohesive forces in particular coarse-grained powder.
  • an inhaler for a powdered medicament which has an annular reservoir.
  • a portion of the powdered medicament to be inhaled is branched from the surface of the powder supply in a circular segment movement and conveyed into the respiratory tract.
  • Each actuation is delivered a precisely measured, always consistent amount of powder, as uniform as possible level of the powdery drug in the circumferential direction of the annular space is required.
  • ensure that the powder has a homogeneous density so that each branched powder volume always has a constant mass.
  • the invention has for its object to provide a jack, with the high dosing accuracy improved uniformity of the powder distribution when filling containers can be achieved.
  • the invention is further based on the object of specifying a method for the volumetric metering of powder, by which a contour-accurate, volumetrically metered filling of the container is possible.
  • a riser which is designed as a ring piercer with an annular metering chamber and an annular metering piston, wherein the annular metering chamber is bounded radially inwardly by a core, and wherein the annular metering piston surrounds the core and is displaceable relative thereto.
  • the ring piercer is immersed starting from a starting position into the powder of a powder bed.
  • the metering chamber is adjusted to the desired volume and filled when immersing the Ringstechhebers in the powder bed with the powder.
  • the ring piercer is lifted out of the powder bed, with volumetrically metered powder remaining in the annular metering chamber.
  • the ring shape of the metering chamber can be adapted in particular to a ring shape of a container to be filled, wherein the latter can be filled with respect to the circumferential direction with exactly uniform level without significant density variations.
  • the annular metering chamber has a smaller radial extent relative to a conventional central metering chamber in relation to the metering volume. Cohesive forces and other bonding forces between the powder grains are sufficient even with a large dosing volume to ensure error-free removal of the powder from the powder bed.
  • an end face of the metering piston is first brought into contact with the upper surface of the powder bed. Subsequently, the dosing sleeve and at least part of the core are immersed around the piston stroke in the powder of the powder bed, the dosing piston maintains its unchanged position.
  • the end face of the metering piston is expediently immersed in the powder bed after the contact preparation with the surface by a precompacting stroke. Before the start of the actual volumetric dosing lead the contact production and immersion of the face to possibly collapse existing voids, bridges or the like in the powder. Unwanted density fluctuations in the powder are avoided. The correlation between measured volume and desired powder mass is improved.
  • the end face of the central piston is retracted when the dosing piston is immersed, at least by the precompacting stroke with respect to the end face of the dosing piston. This ensures that the aforementioned precompacting takes place solely in the area of the annular piston. An unnecessary compaction outside the metering chamber, namely in the region of the central piston is avoided.
  • the core comprises a thin-walled, axially parallel to the metering sleeve arranged core sleeve and a displaceable in the core sleeve central piston.
  • a corresponding process step only the core sleeve without the central piston is immersed in the powder bed.
  • the displacement volume of the core when immersed in the powder bed is significantly reduced compared to a solid core. An undesirable compression of the powder is avoided.
  • the core and the outer metering sleeve are axially displaceable relative to each other. This allows a sequential immersion: First, only the outer metering sleeve and only then the core or its core sleeve is immersed in the powder bed. The at Immersion in principle inevitable, but according to the invention low density disturbance of the powder is further reduced.
  • an encircling free edge of the dosing is formed as a cutting edge with a one-sided, outer inclined surface in an appropriate development. On the inside of the dosing missing such an inclined surface.
  • the central piston is retracted at the latest when immersing the core sleeve by a discharge stroke with respect to the surface of the powder bed.
  • the powder in the region of the core sleeve is given the opportunity to be displaced from the central piston not only radially inwardly, but also axially upwards towards the central piston, without experiencing an excessive compression.
  • the core sleeve is dipped into the powder bed after the outer dosing sleeve. It has demonstrated that the least density variations are to be expected here.
  • the powder located in the interior of the core sleeve is ejected from the powder bed by means of the central piston at the latest immediately after lifting the ring piercer. This ensures that the Ringstechheber exclusively transported exactly that amount of powder that was previously measured in the dosing chamber when dipping the dosing sleeve and the core sleeve. The excess amount of powder in the interior of the core sleeve is returned to the powder bed lossless.
  • the metering piston performs a compaction stroke before lifting the ring piercer out of the powder bed, with which the volume of the metering chamber is reduced.
  • the moderate reduction in volume leaves the previously volumetrically metered powder mass unchanged, but increases the binding forces of the powder particles to each other and to the adjacent surfaces of the metering chamber. As a result, a loss-free transport of the measured amount of powder is ensured at downwardly open metering chamber.
  • the ring piercer advantageously carries out a shearing movement running transversely to the vertical direction immediately before lifting.
  • the annular amount of powder measured in the dosing chamber is thereby mechanically separated from the remaining powder of the powder bed. There are no significant binding forces left in the interface, the powder components could escape from the downwardly open metering chamber when lifting it.
  • Fig. 1 to 7 show in longitudinal section an embodiment of a ring piercer 1 according to the invention as phase images of various steps of the method according to the invention for the volumetric dosing of powder 2.
  • Fig. 1 to 7 are the same features provided with the same reference numerals.
  • the ring piercer 1 is constructed so as to be rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis which, during operation, is vertical, that is to say parallel to the direction of the weight force.
  • the ring piercer 1 has a radially inner, approximately cylindrical core 6, which is formed by a tubular core sleeve 7 and a coaxially guided therein, sealingly applied to the inner wall of the core sleeve 7 central piston 8.
  • the central piston 8 is displaceable parallel to the longitudinal axis of the Ringstechhebers 1 relative to the core sleeve 7.
  • a tubular, approximately cylindrical dosing sleeve 3 of the Ringstechhebers 1 encloses the core 6 with a radial distance.
  • an annular metering piston 5 is arranged in the radial direction between the cylindrical inner wall of the metering sleeve 3 and the cylindrical outer wall of the core 6, in the radial direction between the cylindrical inner wall of the metering sleeve 3 and the cylindrical outer wall of the core 6, an annular metering piston 5 is arranged.
  • the annular metering piston 5 encloses the outer surface of the core 6 and thereby sealingly abuts against it. Radially outward, the annular metering piston 5 bears sealingly against the inner surface of the metering sleeve 3.
  • the annular metering piston 5 and the core 6 are relatively displaceable in the axial direction against each other. Furthermore, the metering piston 5 is displaceable on its own or together with the core 6 in the axial direction relative to the metering sle
  • Fig. 2 shows the piercer 1 after execution of a first method step.
  • the piercer 1 In a starting position, not shown, the piercer 1 is initially positioned above a storage container with a powder bed 12 of powder 2 at a distance from the upper surface 13 thereof. On this basis, the piercer 1 is immersed in the powder 2 of the powder bed 12.
  • the metering piston 5 and the central piston 8 each have a powder bed 12 facing end face 16, 17.
  • the end face 16 of the annular metering piston 5 is in the position after Fig. 2 together with free end edges of the dosing sleeve 3 and the core sleeve 7 in a common plane.
  • the end face 16 of the metering piston 5 including the free end edges of the metering sleeve 3 and the core sleeve 7 are brought into contact with the surface 13 of the powder bed 12. Subsequent to making contact with the surface 13, the end face 16, together with the free end edges of the dosing sleeve 3 and the core sleeve 7, is immersed in the powder bed 12 by a precompacting stroke ⁇ H 1 from the surface 13.
  • the end face 17 of the central piston 8 is retracted during immersion or during the immersion of the metering piston 5 at least by the precompacting .DELTA.H 1 relative to the end face 16 of the metering piston 5. Im shown diarysbespiel it is slightly further withdrawn, so that a contact of the end face 17 with the surface 13 of the powder bed 12 and an associated precompacting of the powder 2 in the region of the central piston 5 does not take place.
  • the metering sleeve 3 has a free, circumferential edge 9, which faces the powder bed 12 and which is designed as a circumferential cutting edge 10 with a one-sided, likewise circumferential outer inclined surface 11 ( Fig. 3 ).
  • the inner surface of the dosing sleeve 3 is designed in the axial direction continuously to the cutting edge 10 cylindrical with constant radius, so that an axial relative movement of the metering piston 5 and the metering sleeve 3 against each other while maintaining their sealing abutment starting from the edge 9 and the cutting edge 10 to a Piston stroke H can be performed.
  • the core sleeve 7 and the outer side sealingly fitting inner surface of the annular Dosierkolbens 5 are executed in the axial direction continuously to the end face 16 of the metering 5 or to the free edge of the core sleeve 7 cylindrical with a constant radius ,
  • the sealing contact of the inside of the metering piston 5 on the outside of the core sleeve 7 is maintained over the entire piston stroke H.
  • Fig. 3 is the outer metering 3 of the Ringstechhebers 1 in a next step, starting from the position to Fig. 2 lowered relative to the end face 16 by the piston stroke H in the powder bed 12 into it.
  • the through the dosing sleeve 3 and the end face 16 limited space filled with the powder 2.
  • the edge 9 of the dosing sleeve 3 in this case has a small distance to the bottom of the powder bed 12 though.
  • the cutting edge 10 allows a virtually resistance-free penetration of the dosing sleeve 3 in the powder 2.
  • the outwardly inclined inclined surface 11 pushes the powder 2 in the extent of the displacement volume of the dipped dosing 3 radially outward aside, without making such a displacement radially inward.
  • the step after Fig. 3 have the positions of the metering piston 5, the core sleeve 7 and the central piston 8 relative to the surface 13 in comparison to the arrangement after Fig. 2 not changed.
  • FIG. 4 Shown: Starting from the position to Fig. 3 Next, at least a portion of the core 6, namely in the embodiment shown, the core sleeve 7 immersed by the extent of the piston stroke H in the powder 2 of the powder bed 12. Following this, the circumferential free edge of the core sleeve 7 and the peripheral edge 9 of the dosing sleeve 3 is at the same axial height.
  • a circumferentially annular metering chamber 4 is formed radially outwardly through the wall of the dosing sleeve 3, radially inwardly through the wall of the core sleeve 7 and axially upwardly through the end face 16 of Dosierkolbens 5 is limited. Since the movements after the Figures 3 and 4 take place within the precompacted powder 2, the metering chamber 4 is completely filled with precompacted and therefore homogenized in terms of its density powder 2.
  • the central piston 8 In order to allow a displacement of a correspondingly small volume of powder without compression of the powder 2 into the interior 14, the central piston 8 at the latest when immersing the core sleeve 7, So at the same time or before, withdrawn by a discharge stroke h relative to the surface 13 of the powder bed 12. Without unwanted compression effect, the level of the powder 2 in the interior 14 of the core sleeve 7 may increase when they are immersed.
  • Fig. 3 and 4 can also be a reverse order of magnitude appropriate, therefore, first the core sleeve 7 and only then the dosing sleeve 3 is lowered. A simultaneous lowering of both sleeves is possible.
  • a further advantageous option is to move the metering sleeve 3 and / or the core sleeve 7 relative to the metering piston 5 about the piston stroke H before touching the ring piercer 1 with the powder bed 12. In this case, the dosing sleeve 3 and / or the core sleeve 7 is then subsequently immersed in the powder 2 of the powder bed 12 when the dosing piston 5 is withdrawn.
  • Fig. 5 shows the above arrangement in a further process step: following the process step Fig. 4 is the dosing 5 before lifting the Ringstechhebers 1 from the powder bed 12 ( Fig. 5 ) by a Kompakt istshub .DELTA.H 2 down, that is lowered in the direction of the edge 9.
  • the remaining components of the ring piercer 1 maintain their position, so that the volume of the metering chamber 4 is reduced.
  • the edge 9 is in close proximity to the bottom of the powder bed 12, no powder 2 is ejected from the metering chamber 4. Rather, the powder 2 contained therein is reduced while its mass remains constant in its volume, so compacted.
  • the Ring piercer 1 vibrated relative to the powder bed 12 in a direction transverse to the stroke direction, indicated by a double arrow 15 shearing movement or moved in any other way.
  • the amount of powder 2 held in the metering chamber 4 is separated from the remaining powder 2 of the powder bed 12 in the plane defined by the edge 9.
  • the subsequent process step is in Fig. 6 shown.
  • the Ringstechheber 1 is starting from the position to Fig. 5 lifted in the axial direction of the powder bed 12, wherein compacted powder 2 remains in the metering chamber 4 and this completely fills.
  • an annular powder body of powder 2 is transported, whose contour corresponds exactly to the contour of the metering chamber 4.
  • the ring piercer 1 is moved to a container 20, which is schematically shown in FIG Fig. 7 is shown.
  • the container 20 has radially inside a mandrel 19.
  • this amount of powder has the shape of an annular body, it is annularly ejected according to arrows 22 in the annular space 18 of the container 20.
  • the ring shape of the metering chamber 4 (FIG. Fig. 6 ) is adapted to the ring shape of the annular space 18 in the container 20; In the illustrated embodiment, both are annular. But it may also be appropriate, such as elliptical or oval shapes appropriate.

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Abstract

The pipette (1) has an outer dosing casing (3) that encloses a circular dosing chamber (4). A circular dosing piston (5) is displacably guided in the dosing casing for ejecting powder from the chamber. The chamber is radially and inwardly limited by a cylindrical core (6), where the piston encloses the core and is displaced opposite to the core. The core includes a thin-walled casing (7) that is arranged axis-parallel to the dosing casing, and a central piston (8) displaced in the core casing. The core and the dosing casing are axially displaced with respect to each other. An independent claim is also included for a method for volumetric dosing of powder.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stechheber zum volumetrischen Dosieren von Pulver mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum volumetrischen Dosieren von Pulver.The invention relates to a jack for volumetric dosing of powder having the features according to the preamble of claim 1 and a method for volumetric dosing of powder.

Bei bestimmten Anwendungsfällen kommt es auf eine exakte Abmessung von einzelnen Pulvermengen an, die aus einem Vorrat entnommen und in vorbestimmter Menge beispielsweise in einen Behälter eingefüllt werden sollen. Insbesondere im medizinischen Bereich werden pulvrige Medikamente in Kapseln, Blister oder Dosiergeräte beispielsweise für eine pulmonale Verabreichung eingefüllt. Um die nach medizinischen Maßstäben erforderliche Wirkstoffmenge exakt bereitzustellen, sind Dosierungstoleranzen so klein wie möglich zu halten.In certain applications, it depends on an exact dimension of individual amounts of powder to be removed from a supply and filled in a predetermined amount, for example, in a container. Especially in the medical field, powdered medicaments are filled in capsules, blisters or dispensers, for example, for pulmonary administration. In order to provide the exact amount of drug required by medical standards, dosage tolerances should be kept as small as possible.

Um unter industriellen Füllbedingungen eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig hinreichender Genauigkeit zu erzielen, wird verbreitet eine volumetrische Dosierung vorgenommen. Neben Walzendosierern oder dergleichen werden insbesondere sogenannte Stechheber eingesetzt, die eine äußere Dosierhülse und einen darin verschiebbar geführten Dosierkolben umfassen. Der Dosierkolben wird gegenüber einer freien Kante der Dosierhülse zurückgezogen, so dass innerhalb der Dosierhülse eine Dosierkammer gebildet ist. Ein solcher Stechheber, wie er beispielsweise aus der WO 01/96181 A1 bekannt ist, wird mit der Dosierhülse in ein Pulverbett eingetaucht, wobei das Dosiervolumen durch eine Hubbewegung des Dosierkolbens eingestellt wird. Die Dosierkammer befüllt sich mit dem Pulver beim Eintauchen des Stechhebers. Die durch das Volumen der Dosierkammer vorgegebene Pulvermenge bleibt beim Herausziehen des Stechhebers aus dem Pulverbett in der Dosierkammer hängen. Kohäsionskräfte und andere Bindungskräfte zwischen den Pulverkörnern und an den Kammerwänden halten das Pulver in der Dosierkammer. Das Pulver kann mit dem Stechheber transportiert und mittels des Dosierkolbens aus der Dosierkammer heraus in den vorgesehenen Behälter eingefüllt werden.In order to achieve a high processing speed under industrial filling conditions with sufficient accuracy, volumetric metering is widely used. In addition to roller dispensers or the like, so-called screw-type jacks are used in particular, which comprise an outer dosing sleeve and a dosing piston guided displaceably therein. The metering piston is opposite to a retracted free edge of the metering, so that within the metering a metering chamber is formed. Such a riser, as he, for example, from the WO 01/96181 A1 is known is immersed with the metering in a powder bed, wherein the metering volume is adjusted by a stroke of the metering. The dosing chamber fills with the powder when the dipper is submerged. The quantity of powder predetermined by the volume of the dosing chamber remains in the dosing chamber when the dumbbell is pulled out of the powder bed. Cohesive forces and other bonding forces between the powder grains and on the chamber walls hold the powder in the dosing chamber. The powder can be transported with the pipette and filled out of the metering chamber into the container provided by means of the metering piston.

Unter geeigneten Bedingungen können Pulvermengen auf diese Weise exakt dosiert und abgefüllt werden. Unter bestimmten Umständen ist jedoch das Dosierungsergebnis hinsichtlich seiner Mengenpräzision nicht zufriedenstellend. Beispielsweise sind die zu dosierenden Einzelmengen wegen der beschränkten Kohäsionskräfte bei insbesondere grobkörnigem Pulver limitiert.Under suitable conditions, powder quantities can be precisely metered and filled in this way. Under certain circumstances, however, the dosage result is unsatisfactory in terms of quantity precision. For example, the individual amounts to be metered are limited because of the limited cohesive forces in particular coarse-grained powder.

Aus der EP 1 024 850 B1 ist ein Inhalator für ein pulvriges Medikament bekannt, welches einen ringförmigen Vorratsraum aufweist. Bei der Anwendung des Inhalators wird eine einzuatmende Teilmenge des pulvrigen Medikaments in einer kreissegmentförmigen Bewegung von der Oberfläche des Pulvervorrates abgezweigt und in den Atemweg gefördert. Damit bei jeder Betätigung eine exakt abgemessene, immer gleichbleibende Pulvermenge abgegeben wird, ist ein möglichst gleichmäßiger Füllstand des pulvrigen Medikaments in Umfangsrichtung des Ringraumes erforderlich. Außerdem ist sicherzustellen, dass das Pulver eine homogene Dichte aufweist, damit jedes abgezweigte Pulvervolumen auch immer eine gleichbleibende Masse aufweist.From the EP 1 024 850 B1 For example, an inhaler for a powdered medicament is known, which has an annular reservoir. In the application of the inhaler, a portion of the powdered medicament to be inhaled is branched from the surface of the powder supply in a circular segment movement and conveyed into the respiratory tract. With it Each actuation is delivered a precisely measured, always consistent amount of powder, as uniform as possible level of the powdery drug in the circumferential direction of the annular space is required. In addition, ensure that the powder has a homogeneous density so that each branched powder volume always has a constant mass.

Die Befüllung eines solchen oder vergleichbaren Ringraumes erfolgt in vorbekannter Weise mit einem Stechheber von üblicher Bauform. Die mit dem Stechheber volumetrisch dosierte Pulvermenge wird über einen Dorn in den Ringraum eingefüllt. Der mittige Dorn weitet den aus dem Stechheber ausgestoßenen Volumenstrom ringförmig auf und leitet ihn in den ringförmigen Vorratsraum. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die auf diese Weise in Umfangsrichtung erzielbare Gleichmäßigkeit des Füllstandes nicht zufriedenstellend ist. Eine anschließende Vergleichmäßigung des Füllstandes beispielsweise durch Rakeln birgt die Gefahr, unerwünschte lokale Verdichtungen im Pulvervorrat herbeizuführen.The filling of such or comparable annular space is carried out in a previously known manner with a jack of conventional design. The volume of powder metered volumetrically with the screw jack is filled into the annulus via a mandrel. The central mandrel widens the flow discharged from the jack in an annular manner and leads it into the annular reservoir. However, it has been found that the level uniformity which can be achieved in the circumferential direction in this way is not satisfactory. A subsequent homogenization of the level, for example by doctoring involves the risk of causing undesirable local compaction in the powder supply.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stechheber anzugeben, mit dem bei hoher Dosierungsgenauigkeit eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Pulververteilung beim Befüllen von Behältern erzielt werden kann.The invention has for its object to provide a jack, with the high dosing accuracy improved uniformity of the powder distribution when filling containers can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch einen Stechheber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a jack with the features of claim 1.

Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum volumetrischen Dosieren von Pulver anzugeben, durch das eine konturgenaue, volumetrisch dosierte Befüllung des Behälters möglich wird.The invention is further based on the object of specifying a method for the volumetric metering of powder, by which a contour-accurate, volumetrically metered filling of the container is possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 5.

Es wird ein Stechheber vorgeschlagen, der als Ringstechheber mit einer ringförmigen Dosierkammer und einem ringförmigen Dosierkolben ausgebildet ist, wobei die ringförmige Dosierkammer radial nach innen durch einen Kern begrenzt ist, und wobei der ringförmige Dosierkolben den Kern umschließt und diesem gegenüber verschiebbar ist.It is proposed a riser, which is designed as a ring piercer with an annular metering chamber and an annular metering piston, wherein the annular metering chamber is bounded radially inwardly by a core, and wherein the annular metering piston surrounds the core and is displaceable relative thereto.

Im erfindungsgemäßen Verfahren zum volumetrischen Dosieren von Pulver, insbesondere von pulvrigem Medikament, wird der Ringstechheber ausgehend von einer Ausgangsposition in das Pulver eines Pulverbettes eingetaucht. Durch axiale Relativverschiebung der Dosierhülse, des ringförmigen Dosierkolbens und zumindest eines Teils des Kerns gegeneinander um einen Kolbenhub wird die Dosierkammer mit dem gewünschten Volumen eingestellt und beim Eintauchen des Ringstechhebers in das Pulverbett mit dem Pulver befüllt. Anschließend wird der Ringstechheber aus dem Pulverbett angehoben, wobei volumetrisch dosiertes Pulver in der ringförmigen Dosierkammer verbleibt.In the method according to the invention for the volumetric metering of powder, in particular of powdery medicament, the ring piercer is immersed starting from a starting position into the powder of a powder bed. By axial relative displacement of the metering, the annular metering and at least a portion of the core against each other by a piston stroke, the metering chamber is adjusted to the desired volume and filled when immersing the Ringstechhebers in the powder bed with the powder. Subsequently, the ring piercer is lifted out of the powder bed, with volumetrically metered powder remaining in the annular metering chamber.

Mit dem erfindungsgemäßen Ringstechheber und dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine volumetrische Dosierung des Pulvers, bei der eine spätere erwünschte Ringform nicht erst beim Einfüllen bzw. im Behälter selbst erzeugt, sondern bereits im Ringstechheber vorbereitet wird. Hierbei wird sich die Erfahrung zunutze gemacht, dass die volumetrische Dosierung mittels eines Stechhebers potentiell sehr exakt und mit einer eindeutigen Korrelation zwischen Pulvervolumen und gewünschter Pulvermasse ist. Volumen und Masseverteilung im Ringraum sind präzise und nahezu schwankungsfrei einstellbar, ohne dass nennenswerte Mengenschwankungen in Umfangsrichtung festzustellen sind. Die Ringform der Dosierkammer kann insbesondere an eine Ringform eines zu befüllenden Behälters angepasst werden, wobei Letzterer bezogen auf die Umfangsrichtung mit exakt gleichmäßigem Füllstand ohne erhebliche Dichteschwankungen befüllt werden kann. Die ringförmige Dosierkammer weist im Vergleich zu einer herkömmlichen zentralen Dosierkammer bezogen auf das Dosiervolumen eine geringere radiale Erstreckung auf. Kohäsionskräfte und andere Bindungskräfte zwischen den Pulverkörnern reichen selbst bei einem großen Dosiervolumen aus, um eine fehlerfreie Entnahme des Pulvers aus dem Pulverbett sicherzustellen.With the ring piercer according to the invention and the method according to the invention, a volumetric dosing of the Powder, in which a later desired ring shape not only when filling or in the container itself produced, but is already prepared in the ring piercer. Here, the experience is taken advantage of the fact that the volumetric dosing by means of a screw jack is potentially very accurate and with a clear correlation between the powder volume and the desired powder mass. Volume and mass distribution in the annulus can be set precisely and with virtually no fluctuation, without appreciable volume fluctuations in the circumferential direction. The ring shape of the metering chamber can be adapted in particular to a ring shape of a container to be filled, wherein the latter can be filled with respect to the circumferential direction with exactly uniform level without significant density variations. The annular metering chamber has a smaller radial extent relative to a conventional central metering chamber in relation to the metering volume. Cohesive forces and other bonding forces between the powder grains are sufficient even with a large dosing volume to ensure error-free removal of the powder from the powder bed.

In bevorzugter Weiterbildung wird zunächst eine Stirnfläche des Dosierkolbens in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Pulverbettes gebracht. Anschließend werden die Dosierhülse und zumindest ein Teil des Kerns um den Kolbenhub in das Pulver des Pulverbettes eingetaucht, wobei der Dosierkolben seine unveränderte Position beibehält. Zweckmäßig wird die Stirnfläche des Dosierkolbens im Anschluß an die Kontaktherstellung mit der Oberfläche um einen Vorkompaktierungshub in das Pulverbett eingetaucht. Vor Beginn der eigentlichen volumetrischen Dosierung führen die Kontaktherstellung und das Eintauchen der Stirnfläche dazu, dass ggf. vorhandene Hohlräume, Brücken oder dergleichen im Pulver einstürzen. Unerwünschte Dichteschwankungen im Pulver werden vermieden. Die Korrelation zwischen abgemessenem Volumen und erwünschter Pulvermasse ist verbessert.In a preferred embodiment, an end face of the metering piston is first brought into contact with the upper surface of the powder bed. Subsequently, the dosing sleeve and at least part of the core are immersed around the piston stroke in the powder of the powder bed, the dosing piston maintains its unchanged position. The end face of the metering piston is expediently immersed in the powder bed after the contact preparation with the surface by a precompacting stroke. Before the start of the actual volumetric dosing lead the contact production and immersion of the face to possibly collapse existing voids, bridges or the like in the powder. Unwanted density fluctuations in the powder are avoided. The correlation between measured volume and desired powder mass is improved.

In zweckmäßiger Weiterbilung des Verfahrens ist die Stirnfläche des Zentralkolbens beim Eintauchen des Dosierkolbens zumindest um den Vorkompaktierungshub gegenüber der Stirnfläche des Dosierkolbens zurückgezogen. Hierdurch ist sichergestellt, dass die vorgenannte Vorkompaktierung allein im Bereich des Ringkolbens stattfindet. Eine überflüssige Kompaktierung außerhalb der Dosierkammer, nämlich im Bereich des Zentralkolbens ist vermieden.In an expedient continuation of the method, the end face of the central piston is retracted when the dosing piston is immersed, at least by the precompacting stroke with respect to the end face of the dosing piston. This ensures that the aforementioned precompacting takes place solely in the area of the annular piston. An unnecessary compaction outside the metering chamber, namely in the region of the central piston is avoided.

In bevorzugter Weiterbildung umfasst der Kern eine dünnwandige, achsparallel zur Dosierhülse angeordnete Kernhülse und einen in der Kernhülse verschiebbaren Zentralkolben. In einem entsprechenden Verfahrensschritt wird nur die Kernhülse ohne den Zentralkolben in das Pulverbett eingetaucht. Das Verdrängungsvolumen des Kerns beim Eintauchen in das Pulverbett ist gegenüber einem massiven Kern deutlich verringert. Eine unerwünschte Verdichtung des Pulvers ist vermieden.In a preferred embodiment, the core comprises a thin-walled, axially parallel to the metering sleeve arranged core sleeve and a displaceable in the core sleeve central piston. In a corresponding process step, only the core sleeve without the central piston is immersed in the powder bed. The displacement volume of the core when immersed in the powder bed is significantly reduced compared to a solid core. An undesirable compression of the powder is avoided.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Kern und die äußere Dosierhülse relativ zueinander axial verschiebbar. Dies ermöglicht ein sequentielles Eintauchen: Zunächst wird nur die äußere Dosierhülse und erst anschließend der Kern bzw. dessen Kernhülse in das Pulverbett eingetaucht. Die beim Eintauchen prinzipiell unvermeidliche, jedoch nach der Erfindung geringe Dichtestörung des Pulvers wird weiter verringert.In an advantageous embodiment, the core and the outer metering sleeve are axially displaceable relative to each other. This allows a sequential immersion: First, only the outer metering sleeve and only then the core or its core sleeve is immersed in the powder bed. The at Immersion in principle inevitable, but according to the invention low density disturbance of the powder is further reduced.

Als weitere Maßnahme zur Vermeidung der Kompaktierung des Pulvers beim Eintauchen des Ringstechhebers ist in zweckmäßiger Weiterbildung eine umlaufende freie Kante der Dosierhülse als Schneide mit einer einseitigen, äußeren Schrägfläche ausgebildet. Auf der Innenseite der Dosierhülse fehlt eine solche Schrägfläche. Beim Eintauchen der Dosierhülse in das Pulverbett wird das hierdurch verdrängte Pulver radial nach außen, nicht jedoch nach innen in die spätere Dosierkammer gedrückt. Das Dosiervolumen des Pulvers bleibt ungestört in seiner ursprünglichen Pulverdichte erhalten.As a further measure to avoid the compaction of the powder when immersing the Ringstechhebers an encircling free edge of the dosing is formed as a cutting edge with a one-sided, outer inclined surface in an appropriate development. On the inside of the dosing missing such an inclined surface. When immersing the metering in the powder bed, the thus displaced powder is pressed radially outwards, but not inwardly into the subsequent metering chamber. The dosing volume of the powder remains undisturbed in its original powder density.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Zentralkolben spätestens beim Eintauchen der Kernhülse um einen Entlastungshub gegenüber der Oberfläche des Pulverbettes zurückgezogen. Hierdurch wird dem Pulver im Bereich der Kernhülse die Möglichkeit gegeben, vom Zentralkolben nicht nur radial nach innen, sondern auch axial nach oben zum Zentralkolben hin verdrängt zu werden, ohne dabei eine übermäßige Verdichtung zu erfahren.In a preferred embodiment of the method, the central piston is retracted at the latest when immersing the core sleeve by a discharge stroke with respect to the surface of the powder bed. As a result, the powder in the region of the core sleeve is given the opportunity to be displaced from the central piston not only radially inwardly, but also axially upwards towards the central piston, without experiencing an excessive compression.

Es kann zweckmäßig sein, zunächst die innere Kernhülse und erst anschließend die äußere Dosierhülse ins Pulverbett einzutauchen. Auch ein zeitgleiches Eintauchen beider Hülsen ist denkbar. Bevorzugt wird die Kernhülse zeitlich nach der äußeren Dosierhülse in das Pulverbett eingetaucht. Es hat sich gezeigt, dass hierbei die geringsten Dichteschwankungen zu erwarten sind.It may be expedient first to immerse the inner core sleeve and only then the outer dosing into the powder bed. A simultaneous immersion of both sleeves is conceivable. Preferably, the core sleeve is dipped into the powder bed after the outer dosing sleeve. It has demonstrated that the least density variations are to be expected here.

In vorteilhafter Weiterbildung wird das im Innenraum der Kernhülse befindliche Pulver bis spätestens unmittelbar nach dem Anheben des Ringstechhebers aus dem Pulverbett mittels des Zentralkolbens ausgestoßen. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Ringstechheber ausschließlich exakt diejenige Pulvermenge transportiert, die zuvor in der Dosierkammer beim Eintauchen der Dosierhülse und der Kernhülse abgemessen wurde. Die überschüssige Pulvermenge im Innenraum der Kernhülse wird verlustfrei wieder dem Pulverbett zugeführt.In an advantageous embodiment, the powder located in the interior of the core sleeve is ejected from the powder bed by means of the central piston at the latest immediately after lifting the ring piercer. This ensures that the Ringstechheber exclusively transported exactly that amount of powder that was previously measured in the dosing chamber when dipping the dosing sleeve and the core sleeve. The excess amount of powder in the interior of the core sleeve is returned to the powder bed lossless.

In zweckmäßiger Weiterbildung führt der Dosierkolben vor dem Anheben des Ringstechhebers aus dem Pulverbett einen Kompaktierungshub aus, mit dem das Volumen der Dosierkammer verkleinert wird. Die moderate Volumenverringerung belässt die zuvor volumetrisch abgemessene Pulvermasse unverändert, steigert jedoch die Bindungskräfte der Pulverpartikel untereinander und zu den angrenzenden Oberflächen der Dosierkammer. Hierdurch wird ein verlustfreier Transport der abgemessenen Pulvermenge bei nach unten offener Dosierkammer sichergestellt.In an expedient development, the metering piston performs a compaction stroke before lifting the ring piercer out of the powder bed, with which the volume of the metering chamber is reduced. The moderate reduction in volume leaves the previously volumetrically metered powder mass unchanged, but increases the binding forces of the powder particles to each other and to the adjacent surfaces of the metering chamber. As a result, a loss-free transport of the measured amount of powder is ensured at downwardly open metering chamber.

Vorteilhaft führt der Ringstechheber unmittelbar vor dem Anheben aus.dem Pulverbett eine quer zur Hochrichtung verlaufende Scherbewegung aus. Die ringförmige, in der Dosierkammer abgemessene Pulvermenge wird hierdurch von dem übrigen Pulver des Pulverbetts mechanisch getrennt. Es bleiben keine nennenswerten Bindungskräfte in der Trennfläche übrig, die Pulveranteile aus der nach unten offenen Dosierkammer beim Anheben derselben herauslösen könnten.The ring piercer advantageously carries out a shearing movement running transversely to the vertical direction immediately before lifting. The annular amount of powder measured in the dosing chamber is thereby mechanically separated from the remaining powder of the powder bed. There are no significant binding forces left in the interface, the powder components could escape from the downwardly open metering chamber when lifting it.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1
in einer Längsschnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ringstechheber mit Einzelheiten seiner konstruktiven Ausgestaltung;
Fig. 2
den Ringstechheber nach Fig. 1 bei der Durchführung einer Vorkompaktierung von Pulver in einem Pulverbett;
Fig. 3
den Ringstechheber nach den vorgenannten Figuren mit in das Pulverbett eingetauchter äußerer Dosierhülse;
Fig. 4
die vorgenannte Anordnung mit zusätzlich eingetauchter Kernhülse bei gleichzeitig angehobenem Zentralkolben;
Fig. 5
die erfindungsgemäße Anordnung mit dem um einen Kompaktierungshub abgesenkten Dosierkolben und nachfolgend durchgeführter Scherbewegung;
Fig. 6
den vorgenannten Ringstechheber unmittelbar nach der Entnahme aus dem Pulverbett mit abgesenktem Zentralkolben;
Fig. 7
einen schematisch angedeuteten Behälter mit einem Ringraum bei dessen Befüllung durch den Ringstechheber nach den Fig. 1 bis 6.
An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1
in a longitudinal sectional view of an embodiment of a Ringstechheber invention with details of its structural design;
Fig. 2
after the ring piercer Fig. 1 when precompacting powder in a powder bed;
Fig. 3
the ring piercer according to the aforementioned figures with immersed in the powder bed outer dosing sleeve;
Fig. 4
the aforementioned arrangement with additionally immersed core sleeve with simultaneously raised central piston;
Fig. 5
the inventive arrangement with the lowered by a Kompaktierungshub dosing and subsequently performed shear movement;
Fig. 6
the aforementioned Ringstechheber immediately after removal from the powder bed with lowered central piston;
Fig. 7
a schematically indicated container with an annular space during its filling by the Ringstechheber after the Fig. 1 to 6 ,

Die Fig. 1 bis 7 zeigen in Längsschnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ringstechhebers 1 als Phasenbilder von verschiedenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum volumetrischen Dosieren von Pulver 2. In den Fig. 1 bis 7 sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen.The Fig. 1 to 7 show in longitudinal section an embodiment of a ring piercer 1 according to the invention as phase images of various steps of the method according to the invention for the volumetric dosing of powder 2. In the Fig. 1 to 7 are the same features provided with the same reference numerals.

Der erfindungsgemäße Ringstechheber 1 ist rotationssymmetrisch zu einer Längsachse aufgebaut, die im Betrieb vertikal, also parallel zur Gewichtskraftrichtung liegt. Der Ringstechheber 1 weist einen radial inneren, etwa zylindrischen Kern 6 auf, der durch eine rohrförmige Kernhülse 7 und einen koaxial darin geführten, dichtend an der Innenwand der Kernhülse 7 anliegenden Zentralkolben 8 gebildet ist. Der Zentralkolben 8 ist parallel zur Längsachse des Ringstechhebers 1 relativ zur Kernhülse 7 verschiebbar.The ring piercer 1 according to the invention is constructed so as to be rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis which, during operation, is vertical, that is to say parallel to the direction of the weight force. The ring piercer 1 has a radially inner, approximately cylindrical core 6, which is formed by a tubular core sleeve 7 and a coaxially guided therein, sealingly applied to the inner wall of the core sleeve 7 central piston 8. The central piston 8 is displaceable parallel to the longitudinal axis of the Ringstechhebers 1 relative to the core sleeve 7.

Eine rohrförmige, etwa zylindrische Dosierhülse 3 des Ringstechhebers 1 umschließt den Kern 6 mit radialem Abstand. In radialer Richtung zwischen der zylindrischen Innenwand der Dosierhülse 3 und der zylindrischen Außenwand des Kerns 6 ist ein ringförmiger Dosierkolben 5 angeordnet. Der ringförmige Dosierkolben 5 umschließt die Außenfläche des Kerns 6 und liegt dabei dichtend an ihr an. Radial nach außen liegt der ringförmige Dosierkolben 5 dichtend an der Innenfläche der Dosierhülse 3 an. Der ringförmige Dosierkolben 5 und der Kern 6 sind in axialer Richtung relativ gegeneinander verschiebbar. Des weiteren ist der Dosierkolben 5 für sich alleine oder gemeinsam mit dem Kern 6 in axialer Richtung relativ zur Dosierhülse 3 verschiebbar.A tubular, approximately cylindrical dosing sleeve 3 of the Ringstechhebers 1 encloses the core 6 with a radial distance. In the radial direction between the cylindrical inner wall of the metering sleeve 3 and the cylindrical outer wall of the core 6, an annular metering piston 5 is arranged. The annular metering piston 5 encloses the outer surface of the core 6 and thereby sealingly abuts against it. Radially outward, the annular metering piston 5 bears sealingly against the inner surface of the metering sleeve 3. The annular metering piston 5 and the core 6 are relatively displaceable in the axial direction against each other. Furthermore, the metering piston 5 is displaceable on its own or together with the core 6 in the axial direction relative to the metering sleeve 3.

Fig. 2 zeigt den Stechheber 1 nach Ausführung eines ersten Verfahrensschrittes. In einer nicht dargestellten Ausgangsposition ist der Stechheber 1 zunächst oberhalb eines Vorratsbehälters mit einem Pulverbett 12 aus Pulver 2 mit Abstand zu dessen oberer Oberfläche 13 positioniert. Hiervon ausgehend wird der Stechheber 1 in das Pulver 2 des Pulverbettes 12 eingetaucht. Der Dosierkolben 5 und der Zentralkolben 8 weisen je eine dem Pulverbett 12 zugewandte Stirnfläche 16, 17 auf. Die Stirnfläche 16 des ringförmigen Dosierkolbens 5 liegt in der Position nach Fig. 2 gemeinsam mit freien Stirnkanten der Dosierhülse 3 und der Kernhülse 7 in einer gemeinsamen Ebene. Fig. 2 shows the piercer 1 after execution of a first method step. In a starting position, not shown, the piercer 1 is initially positioned above a storage container with a powder bed 12 of powder 2 at a distance from the upper surface 13 thereof. On this basis, the piercer 1 is immersed in the powder 2 of the powder bed 12. The metering piston 5 and the central piston 8 each have a powder bed 12 facing end face 16, 17. The end face 16 of the annular metering piston 5 is in the position after Fig. 2 together with free end edges of the dosing sleeve 3 and the core sleeve 7 in a common plane.

Im Verfahrensschritt nach Fig. 2 werden zunächst die Stirnfläche 16 des Dosierkolbens 5 einschließlich der freien Stirnkanten der Dosierhülse 3 und der Kernhülse 7 in Kontakt mit der Oberfläche 13 des Pulverbettes 12 gebracht. Im Anschluß an die Kontaktherstellung mit der Oberfläche 13 wird die Stirnfläche 16 zusammen mit den freien Stirnkanten der Dosierhülse 3 und der Kernhülse 7 um einen Vorkompaktierungshub ΔH1 ausgehend von der Oberfläche 13 in das Pulverbett 12 eingetaucht. Die Stirnfläche 17 des Zentralkolbens 8 ist beim Eintauchen oder während des Eintauchens des Dosierkolbens 5 zumindest um den Vorkompaktierungshub ΔH1 gegenüber der Stirnfläche 16 des Dosierkolbens 5 zurückgezogen. Im gezeigten Ausführungsbespiel ist sie geringfügig weiter zurückgezogen, so dass ein Kontakt der Stirnfläche 17 mit der Oberfläche 13 des Pulverbettes 12 und eine damit einhergehende Vorkompaktierung des Pulvers 2 im Bereich des Zentralkolbens 5 nicht stattfindet.In the step after Fig. 2 First, the end face 16 of the metering piston 5 including the free end edges of the metering sleeve 3 and the core sleeve 7 are brought into contact with the surface 13 of the powder bed 12. Subsequent to making contact with the surface 13, the end face 16, together with the free end edges of the dosing sleeve 3 and the core sleeve 7, is immersed in the powder bed 12 by a precompacting stroke ΔH 1 from the surface 13. The end face 17 of the central piston 8 is retracted during immersion or during the immersion of the metering piston 5 at least by the precompacting .DELTA.H 1 relative to the end face 16 of the metering piston 5. Im shown Ausführungsbespiel it is slightly further withdrawn, so that a contact of the end face 17 with the surface 13 of the powder bed 12 and an associated precompacting of the powder 2 in the region of the central piston 5 does not take place.

Die Dosierhülse 3 weist eine freie, umlaufende Kante 9 auf, die dem Pulverbett 12 zugewandt liegt und die als umlaufende Schneide 10 mit einer einseitigen, ebenfalls umlaufenden äußeren Schrägfläche 11 ausgebildet ist (Fig. 3). Die Innenfläche der Dosierhülse 3 ist in axialer Richtung durchgehend bis zur Schneide 10 zylindrisch mit konstantem Radius ausgeführt, so dass eine axiale Relativbewegung des Dosierkolben 5 und der Dosierhülse 3 gegeneinander unter Beibehaltung ihrer dichtenden Anlage ausgehend von der Kante 9 bzw. der Schneide 10 um einen Kolbenhub H durchgeführt werden kann. Sinngemäß das gleiche gilt auch für die Kernhülse 7: Die Kernhülse 7 und die außenseitig dichtend daran anliegende Innenfläche des ringförmigen Dosierkolbens 5 sind in axialer Richtung durchgehend bis zur Stirnfläche 16 des Dosierkolbens 5 bzw. bis zur freien Kante der Kernhülse 7 zylindrisch mit konstantem Radius ausgeführt. Die dichtende Anlage der Innenseite des Dosierkolbens 5 an der Außenseite der Kernhülse 7 bleibt über den gesamten Kolbenhub H erhalten.The metering sleeve 3 has a free, circumferential edge 9, which faces the powder bed 12 and which is designed as a circumferential cutting edge 10 with a one-sided, likewise circumferential outer inclined surface 11 ( Fig. 3 ). The inner surface of the dosing sleeve 3 is designed in the axial direction continuously to the cutting edge 10 cylindrical with constant radius, so that an axial relative movement of the metering piston 5 and the metering sleeve 3 against each other while maintaining their sealing abutment starting from the edge 9 and the cutting edge 10 to a Piston stroke H can be performed. The same applies to the core sleeve 7: The core sleeve 7 and the outer side sealingly fitting inner surface of the annular Dosierkolbens 5 are executed in the axial direction continuously to the end face 16 of the metering 5 or to the free edge of the core sleeve 7 cylindrical with a constant radius , The sealing contact of the inside of the metering piston 5 on the outside of the core sleeve 7 is maintained over the entire piston stroke H.

Entsprechend der Darstellung nach Fig. 3 wird die äußere Dosierhülse 3 des Ringstechhebers 1 in einem nächsten Verfahrensschritt ausgehend von der Position nach Fig. 2 relativ zur Stirnfläche 16 um den Kolbenhub H in das Pulverbett 12 hinein abgesenkt. Hierbei ist der durch die Dosierhülse 3 und die Stirnfläche 16 begrenzte Raum mit dem Pulver 2 ausgefüllt. Die Kante 9 der Dosierhülse 3 weist hierbei einen wenn auch geringen Abstand zum Boden des Pulverbettes 12. auf. Die Schneide 10 ermöglicht ein nahezu widerstandsfreies Eindringen der Dosierhülse 3 in das Pulver 2. Die nach außen geneigte Schrägfläche 11 drückt das Pulver 2 im Maße des Verdrängungsvolumens der eingetauchten Dosierhülse 3 radial nach außen beiseite, ohne eine solche Verdrängung radial nach innen vorzunehmen. Im Verfahrensschritt nach Fig. 3 haben sich die Positionen des Dosierkolbens 5, der Kernhülse 7 und des Zentralkolbens 8 relativ zur Oberfläche 13 im Vergleich zur Anordnung nach Fig. 2 nicht geändert.As shown below Fig. 3 is the outer metering 3 of the Ringstechhebers 1 in a next step, starting from the position to Fig. 2 lowered relative to the end face 16 by the piston stroke H in the powder bed 12 into it. Here is the through the dosing sleeve 3 and the end face 16 limited space filled with the powder 2. The edge 9 of the dosing sleeve 3 in this case has a small distance to the bottom of the powder bed 12 though. The cutting edge 10 allows a virtually resistance-free penetration of the dosing sleeve 3 in the powder 2. The outwardly inclined inclined surface 11 pushes the powder 2 in the extent of the displacement volume of the dipped dosing 3 radially outward aside, without making such a displacement radially inward. In the step after Fig. 3 have the positions of the metering piston 5, the core sleeve 7 and the central piston 8 relative to the surface 13 in comparison to the arrangement after Fig. 2 not changed.

Ein nachfolgender Verfahrensschritt ist in Fig. 4 dargestellt: Ausgehend von der Position nach Fig. 3 wird als nächstes zumindest ein Teil des Kerns 6, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel die Kernhülse 7 um das Maß des Kolbenhubes H in das Pulver 2 des Pulverbettes 12 eingetaucht. Im Anschluss daran liegt die umlaufende freie Kante der Kernhülse 7 und die umlaufende Kante 9 der Dosierhülse 3 auf gleicher axialer Höhe. Bezogen auf die radiale Richtung ist zwischen der Kernhülse 7 und der Dosierhülse 3 eine umlaufend ringförmige Dosierkammer 4 gebildet, die radial nach außen durch die Wand der Dosierhülse 3, radial nach innen durch die Wand der Kernhülse 7 und axial nach oben durch die Stirnfläche 16 des Dosierkolbens 5 begrenzt ist. Da die Bewegungsabläufe nach den Figuren 3 und 4 innerhalb des vorkompaktierten Pulvers 2 stattfinden, ist die Dosierkammer 4 vollständig mit vorkompaktiertem und deshalb hinsichtlich seiner Dichte homogenisiertem Pulver 2 gefüllt.A subsequent process step is in Fig. 4 Shown: Starting from the position to Fig. 3 Next, at least a portion of the core 6, namely in the embodiment shown, the core sleeve 7 immersed by the extent of the piston stroke H in the powder 2 of the powder bed 12. Following this, the circumferential free edge of the core sleeve 7 and the peripheral edge 9 of the dosing sleeve 3 is at the same axial height. Relative to the radial direction between the core sleeve 7 and the dosing 3, a circumferentially annular metering chamber 4 is formed radially outwardly through the wall of the dosing sleeve 3, radially inwardly through the wall of the core sleeve 7 and axially upwardly through the end face 16 of Dosierkolbens 5 is limited. Since the movements after the Figures 3 and 4 take place within the precompacted powder 2, the metering chamber 4 is completely filled with precompacted and therefore homogenized in terms of its density powder 2.

Vom Kern 6 ist lediglich die Kernhülse 7, also nicht der Zentralkolben 8 in das Pulver 2 des Pulverbettes 12 eingetaucht, so dass ein Innenraum 14 der Kernhülse 7 gebildet ist. Im Verfahrensschritt nach Fig. 3 wurde durch das Eintauchen der Dosierhülse 3 in das Pulver 2 ein mit dem Pulver 2 gefüllter Hohlraum gebildet. Von dieser Pulvermenge wird nach Fig. 5 durch das Eintauchen der Kernhülse 7 diejenige Teilmenge abgetrennt, die nunmehr im Innenraum 14 liegt. Die verbleibende Menge des Pulvers 2 füllt die ringförmige Dosierkammer 4 aus. Durch den zuvor eingestellten Kolbenhub H zwischen dem Dosierkolben 5 und den freien Kanten der Hülsen, sowie durch die Radien der Dosierhülse 3 und der Kernhülse 7 ist ein exaktes Volumen der Dosierkammer 4 und der damit volumetrisch dosierten Menge des Pulvers 2 definiert.From the core 6, only the core sleeve 7, so not the central piston 8 is immersed in the powder 2 of the powder bed 12, so that an inner space 14 of the core sleeve 7 is formed. In the step after Fig. 3 was formed by immersing the metering sleeve 3 in the powder 2 filled with the powder 2 cavity. From this amount of powder is after Fig. 5 by immersing the core sleeve 7 that subset separated, which is now in the interior 14. The remaining amount of the powder 2 fills the annular metering chamber 4. Due to the previously set piston stroke H between the metering piston 5 and the free edges of the sleeves, and by the radii of the metering sleeve 3 and the core sleeve 7 an exact volume of the metering chamber 4 and the volumetrically metered amount of the powder 2 is defined.

Bei geringen Durchmessern des Kerns 6 kann es zweckmäßig sein, diesen massiv auszuführen, wobei sein Verdrängungsvolumen beim Eintauchen in das Pulverbett 12 die entsprechende Menge des Pulvers 2 in die Dosierkammer 4 drückt. Bei einer Ausbildung des Kerns 6 mit Kernhülse 7 und Zentralkolben 8 kann es außerdem unter bestimmten Bedingungen vorteilhaft sein, den Kern 6 insgesamt in das Pulverbett 12 einzutauchen, ohne den Zentralkolben 8 zurückzuziehen. In der erfindungsgemäßen Weiterbildung mit dem Zentralkolben 8 wird nur die Kernhülse 7.mit einem sehr geringen Verdrängungsvolumen in das Pulverbett 12 abgesenkt. Um eine Verdrängung eines entsprechend geringen Pulvervolumens ohne Verdichtung des Pulvers 2 in den Innenraum 14 hinein zuzulassen, wird der Zentralkolben 8 spätestens beim Eintauchen der Kernhülse 7, also gleichzeitig oder vorher, um einen Entlastungshub h gegenüber der Oberfläche 13 des Pulverbettes 12 zurückgezogen. Ohne unerwünschten Verdichtungseffekt kann der Füllstand des Pulvers 2 im Innenraum 14 der Kernhülse 7 bei deren Eintauchen ansteigen.With small diameters of the core 6, it may be expedient to carry out this massively, wherein its displacement volume when immersed in the powder bed 12 presses the corresponding amount of the powder 2 in the metering chamber 4. In a design of the core 6 with core sleeve 7 and central piston 8, it may also be advantageous under certain conditions, to immerse the core 6 in total in the powder bed 12, without retracting the central piston 8. In the development according to the invention with the central piston 8, only the core sleeve 7 is lowered into the powder bed 12 with a very small displacement volume. In order to allow a displacement of a correspondingly small volume of powder without compression of the powder 2 into the interior 14, the central piston 8 at the latest when immersing the core sleeve 7, So at the same time or before, withdrawn by a discharge stroke h relative to the surface 13 of the powder bed 12. Without unwanted compression effect, the level of the powder 2 in the interior 14 of the core sleeve 7 may increase when they are immersed.

Abweichend von der Darstellung nach den Fig. 3 und 4 kann auch eine umgekehrte Reichenfolge zweckmäßig sein, demnach zunächst die Kernhülse 7 und erst anschließend die Dosierhülse 3 abgesenkt wird. Auch eine gleichzeitige Absenkung beider Hülsen ist möglich. Eine weitere vorteilhafte Option besteht darin, noch vor Berührung des Ringstechhebers 1 mit dem Pulverbett 12 die Dosierhülse 3 und/oder die Kernhülse 7 relativ zum Dosierkolben 5 um den Kolbenhub H zu verfahren. Hierbei wird dann anschließend die Dosierhülse 3 und/oder die Kernhülse 7 bei zurückgezogenem Dosierkolben 5 in das Pulver 2 des Pulverbettes 12 eingetaucht.Notwithstanding the representation of the Fig. 3 and 4 can also be a reverse order of magnitude appropriate, therefore, first the core sleeve 7 and only then the dosing sleeve 3 is lowered. A simultaneous lowering of both sleeves is possible. A further advantageous option is to move the metering sleeve 3 and / or the core sleeve 7 relative to the metering piston 5 about the piston stroke H before touching the ring piercer 1 with the powder bed 12. In this case, the dosing sleeve 3 and / or the core sleeve 7 is then subsequently immersed in the powder 2 of the powder bed 12 when the dosing piston 5 is withdrawn.

Fig. 5 zeigt die vorgenannte Anordnung in einem weiteren Verfahrensschritt: Im Anschluss an den Verfahrensschritt nach Fig. 4 wird der Dosierkolben 5 noch vor Anheben des Ringstechhebers 1 aus dem Pulverbett 12 (Fig. 5) um einen Kompaktierungshub ΔH2 nach unten, also in Richtung der Kante 9 abgesenkt. Die übrigen Komponenten des Ringstechebers 1 behalten ihre Position bei, so dass sich das Volumen der Dosierkammer 4 verringert. Da die Kante 9 jedoch in unmittelbarer Nähe zum Boden des Pulverbettes 12 liegt, wird kein Pulver 2 aus der Dosierkammer 4 ausgestoßen. Vielmehr wird das darin befindliche Pulver 2 bei gleichbleibender Masse in seinem Volumen verringert, also verdichtet. Anschließend wird der Ringstechheber 1 relativ zum Pulverbett 12 in einer quer zur Hubrichtung verlaufenden, durch einen Doppelpfeil 15 angedeuteten Scherbewegung gerüttelt oder in anderer Weise bewegt. Hierdurch wird die in der Dosierkammer 4 gehaltene Menge des Pulvers 2 in der durch die Kante 9 aufgespannten Ebene vom übrigen Pulver 2 des Pulverbetts 12 getrennt. Fig. 5 shows the above arrangement in a further process step: following the process step Fig. 4 is the dosing 5 before lifting the Ringstechhebers 1 from the powder bed 12 ( Fig. 5 ) by a Kompaktierungshub .DELTA.H 2 down, that is lowered in the direction of the edge 9. The remaining components of the ring piercer 1 maintain their position, so that the volume of the metering chamber 4 is reduced. However, since the edge 9 is in close proximity to the bottom of the powder bed 12, no powder 2 is ejected from the metering chamber 4. Rather, the powder 2 contained therein is reduced while its mass remains constant in its volume, so compacted. Subsequently, the Ring piercer 1 vibrated relative to the powder bed 12 in a direction transverse to the stroke direction, indicated by a double arrow 15 shearing movement or moved in any other way. As a result, the amount of powder 2 held in the metering chamber 4 is separated from the remaining powder 2 of the powder bed 12 in the plane defined by the edge 9.

Der sich hieran anschließende Verfahrensschritt ist in Fig. 6 dargestellt. Der Ringstechheber 1 wird ausgehend von der Position nach Fig. 5 in axialer Richtung aus dem Pulverbett 12 angehoben, wobei kompaktiertes Pulver 2 in der Dosierkammer 4 verbleibt und diese vollständig ausfüllt. In einer anschließenden Transportbewegung des Ringstechhebers 1 wird ein ringförmiger Pulverkörper aus Pulver 2 transportiert, dessen Kontur exakt der Kontur der Dosierkammer 4 entspricht.The subsequent process step is in Fig. 6 shown. The Ringstechheber 1 is starting from the position to Fig. 5 lifted in the axial direction of the powder bed 12, wherein compacted powder 2 remains in the metering chamber 4 and this completely fills. In a subsequent transport movement of the Ringstechhebers 1, an annular powder body of powder 2 is transported, whose contour corresponds exactly to the contour of the metering chamber 4.

Der Darstellung nach Fig. 6 ist noch zu entnehmen, dass die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Menge des Pulvers 2, die sich im Innenraum 14 der Kernhülse 7 befindet (Fig. 5), bis spätestens unmittelbar nach dem Anheben des Ringstechhebers 1 aus dem Pulverbett 12 mittels des Zentralkolbens 8 entsprechend einem Pfeil 21 zurück in das Pulverbett 12 ausgestoßen wird. Dieser Vorgang des Ausstoßens kann gleichzeitig mit dem Anheben des Ringstechhebers 1 aus dem Pulverbett 12 oder kurz danach erfolgen, so dass das Pulver 2 zurück in das Pulverbett 12 gelangt.The representation after Fig. 6 is still to be seen that in the 4 and 5 illustrated amount of the powder 2, which is located in the interior 14 of the core sleeve 7 ( Fig. 5 ), at the latest immediately after raising the ring piercer 1 from the powder bed 12 by means of the central piston 8 corresponding to an arrow 21 is ejected back into the powder bed 12. This ejection operation can be carried out simultaneously with the raising of the ring piercer 1 from the powder bed 12 or shortly thereafter, so that the powder 2 returns to the powder bed 12.

Hieran anschließend wird der Ringstechheber 1 zu einem Behälter 20 verfahren, der schematisch in Fig. 7 dargestellt ist. Der Behälter 20 weist radial innenseitig einen Dorn 19 auf.Following this, the ring piercer 1 is moved to a container 20, which is schematically shown in FIG Fig. 7 is shown. The container 20 has radially inside a mandrel 19.

In radialer Richtung zwischen dem Dorn 19 und der Wand des Behälters 20 ist ein Ringraum zur Aufnahme des Pulvers 2 gebildet. Der Ringstechheber 1 wird koaxial oberhalb des Behälters 20 positioniert. Der Vorgang des vollmetrischen Dosierens des Pulvers 2 wird dadurch abgeschlossen, dass der Dosierkolben 5 um das Maß des Kolbenhubes H (Fig. 3, 4) abgesenkt wird, so dass also seine Stirnfläche 16 bündig zur Kante 9 der Dosierhülse 3 sowie zur Kante der Kernhülse 7 liegt. Hierdurch wird die gesamte Menge des Pulvers 2 aus der Dosierkammer 4 (Fig. 5) ausgestoßen. Da diese Pulvermenge die Form eines Ringkörpers aufweist, wird sie ringförmig entsprechend Pfeilen 22 in den Ringraum 18 des Behälters 20 ausgestoßen. Die Ringform der Dosierkammer 4 (Fig. 6) ist dabei an die Ringform des Ringraumes 18 im Behälter 20 angepasst; im gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide kreisringförmig. Es können aber auch abweichende, beispielsweise elliptische oder ovale Formen zweckmäßig sein.In the radial direction between the mandrel 19 and the wall of the container 20, an annular space for receiving the powder 2 is formed. The ring piercer 1 is positioned coaxially above the container 20. The process of the fully metric metering of the powder 2 is completed by the metering piston 5 by the amount of the piston stroke H ( Fig. 3, 4 ) is lowered so that its end face 16 is flush with the edge 9 of the dosing sleeve 3 and the edge of the core sleeve 7. As a result, the entire amount of the powder 2 from the metering chamber 4 ( Fig. 5 ) pushed out. Since this amount of powder has the shape of an annular body, it is annularly ejected according to arrows 22 in the annular space 18 of the container 20. The ring shape of the metering chamber 4 (FIG. Fig. 6 ) is adapted to the ring shape of the annular space 18 in the container 20; In the illustrated embodiment, both are annular. But it may also be appropriate, such as elliptical or oval shapes appropriate.

Claims (14)

Stechheber zum volumetrischen Dosieren von Pulver (2), insbesondere von pulvrigem Medikament, umfassend eine äußere Dosierhülse (3), die eine Dosierkammer (4) umschließt, und einen in der Dosierhülse (3) verschiebbar geführten Dosierkolben (5) zum Ausstoßen des Pulvers (2) aus der Dosierkammer (4),
dadurch gekennzeichnet, dass der Stechheber als Ringstechheber (1) mit einer ringförmigen Dosierkammer (4) und einem ringförmigen Dosierkolben '(5) ausgebildet ist, wobei die ringförmige Dosierkammer (4) radial nach innen durch einen Kern (6) begrenzt ist, wobei der ringförmige Dosierkolben (5) den Kern (6) umschließt und diesem gegenüber verschiebbar ist.Screw-jack for volumetric metering of powder (2), in particular of powdery medicament, comprising an outer metering sleeve (3) enclosing a metering chamber (4) and a metering piston (5) displaceably guided in the metering sleeve (3) for ejecting the powder ( 2) from the dosing chamber (4),
characterized in that the piercer is designed as a ring piercer (1) with an annular metering chamber (4) and an annular metering piston (5), wherein the annular metering chamber (4) is bounded radially inwardly by a core (6), wherein the annular metering piston (5) surrounds the core (6) and is displaceable relative thereto. Stechheber nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) eine dünnwandige, achsparallel zur Dosierhülse (3) angeordnete Kernhülse (7) und einen in der Kernhülse (7) verschiebbaren Zentralkolben (8) umfasst.Lifter according to claim 1,
characterized in that the core (6) comprises a thin-walled, axially parallel to the dosing sleeve (3) arranged core sleeve (7) and in the core sleeve (7) displaceable central piston (8). Stechheber nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) und die äußere Dosierhülse (3) relativ zu einander axial verschiebbar sind.Lifter according to claim 1 or 2,
characterized in that the core (6) and the outer metering sleeve (3) are axially displaceable relative to each other. Stechheber nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass eine umlaufende freie Kante (9) der Dosierhülse (3) als Schneide (10) mit einer einseitigen, äußeren Schrägfläche (11) ausgebildet ist.Lifter according to one of claims 1 to 3,
characterized in that a circumferential free edge (9) of the dosing sleeve (3) as a cutting edge (10) with a one-sided, outer inclined surface (11) is formed. Verfahren zum volumetrischen Dosieren von Pulver (2), insbesondere von pulvrigem Medikament, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Ein Ringstechheber (1) mit einem ringförmigen Dosierkolben (5), der von einer äußeren Dosierhülse (3) umschlossen ist, und mit einem Kern (6), der vom ringförmigen Dosierkolben (5) umschlossen ist, wird ausgehend von einer Ausgangsposition in das Pulver (2) eines Pulverbettes (12) eingetaucht; - Durch axiale Relativverschiebung der Dosierhülse (3), des ringförmigen Dosierkolbens (5) und zumindest eines Teils des Kerns (6) gegeneinander um einen Kolbenhub (H) wird eine Dosierkammer (4) mit dem gewünschten Volumen eingestellt und beim Eintauchen des Ringstechhebers (1) in das Pulverbett (12) mit dem Pulver (2) befüllt; - Anschließend wird der Ringstechheber (1) aus dem Pulverbett (12) angehoben, wobei volumetrisch dosiertes Pulver (2) in der ringförmigen Dosierkammer (4) verbleibt. Process for the volumetric metering of powder (2), in particular of powdery medicament, comprising the following process steps: - A Ringstechheber (1) with an annular metering piston (5), which is enclosed by an outer metering sleeve (3), and with a core (6), which is enclosed by the annular metering piston (5) is, starting from a starting position in the Powder (2) of a powder bed (12) immersed; - By axial relative displacement of the metering sleeve (3), the annular metering piston (5) and at least a portion of the core (6) against each other about a piston stroke (H) is a metering chamber (4) set with the desired volume and when immersing the Ringstechhebers (1 ) in the powder bed (12) filled with the powder (2); - Then the Ringstechheber (1) is raised from the powder bed (12), wherein volumetrically metered powder (2) in the annular metering chamber (4) remains. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Stirnfläche (16) des Dosierkolbens (5) in Kontakt mit einer Oberfläche (13) des Pulverbettes (12) gebracht wird, und daß anschließend die Dosierhülse (3) und zumindest ein Teil des Kerns (6) um den Kolbenhub (H) in das Pulver (2) des Pulverbettes (12) eingetaucht werden, wobei der Dosierkolben (5) seine unveränderte Position beibehält.Method according to claim 5,
characterized in that first an end face (16) of the metering piston (5) is brought into contact with a surface (13) of the powder bed (12), and then that the metering sleeve (3) and at least a part of the core (6) around the Piston stroke (H) are immersed in the powder (2) of the powder bed (12), wherein the metering piston (5) maintains its unchanged position. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (16) des Dosierkolbens (5) im Anschluß an die Kontaktherstellung mit der Oberfläche (13) um einen Vorkompaktierungshub (ΔH1) in das Pulverbett (12) eingetaucht wird.Method according to claim 6,
characterized in that the end face (16) of the metering piston (5) is immersed in the powder bed (12) following contact making with the surface (13) by a precompacting stroke (ΔH 1 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (6) eine dünnwandige, achsparallel zur Dosierhülse (3) angeordnete Kernhülse (7) und einen in der Kernhülse (7) verschiebbaren Zentralkolben (8) umfasst, und dass nur die Kernhülse (7) ohne den Zentralkolben (8) in das Pulverbett (12) eingetaucht wird.Method according to one of claims 5 to 7,
characterized in that the core (6) comprises a thin-walled, axially parallel to the dosing sleeve (3) arranged core sleeve (7) and in the core sleeve (7) displaceable central piston (8), and that only the core sleeve (7) without the central piston ( 8) is immersed in the powder bed (12). Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (17) des Zentralkolbens (8) beim Eintauchen des Dosierkolbens (5) zumindest um den Vorkompaktierungshub (ΔH1) gegenüber der Stirnfläche (16) des Dosierkolbens (5) zurückgezogen ist.Method according to claim 8,
characterized in that the end face (17) of the central piston (8) during immersion of the metering piston (5) at least by the Vorkompaktierungshub (.DELTA.H 1 ) opposite the end face (16) of the metering piston (5) is retracted. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkolben (8) spätestens beim Eintauchen der Kernhülse (7) um einen Entlastungshub (h) gegenüber einer Oberfläche (13) des Pulverbettes (12) zurück gezogen wird.Method according to claim 8 or 9,
characterized in that the central piston (8) at the latest when immersing the core sleeve (7) by a discharge stroke (h) relative to a surface (13) of the powder bed (12) is pulled back. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kernhülse (7) zeitlich nach der Dosierhülse (3) in das Pulverbett (12) eingetaucht wird.Method according to one of claims 8 to 10,
characterized in that the core sleeve (7) is dipped into the powder bed (12) after the dosing sleeve (3). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem Innenraum (14) der Kernhülse (7) befindliches Pulver (2) bis spätestens unmittelbar nach dem Anheben des Ringstechhebers (1) aus dem Pulverbett (12) mittels des Zentralkolbens (8) ausgestoßen wird.Method according to one of claims 8 to 11,
characterized in that in an inner space (14) of the core sleeve (7) befindliches powder (2) until at the latest immediately after lifting the Ringstechhebers (1) from the powder bed (12) by means of the central piston (8) is ejected. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierkolben (5) vor dem Anheben des Ringstechhebers (1) aus dem Pulverbett (12) einen Kompaktierungshub (ΔH2) ausführt.Method according to one of claims 5 to 12,
characterized in that the metering piston (5) performs a Kompaktierungshub (ΔH 2 ) before lifting the Ringstechhebers (1) from the powder bed (12). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ringstechheber (1) unmittelbar vor dem Anheben aus dem Pulverbett (12) eine quer zur Hubrichtung verlaufende Scherbewegung (15) ausführt.Method according to one of claims 5 to 13,
characterized in that the Ringstechheber (1) immediately before lifting from the powder bed (12) performs a transverse to the stroke direction shearing movement (15).
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