EP2049236B1 - Vorrichtung zur homogenisierung von pulver - Google Patents

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EP2049236B1
EP2049236B1 EP07765384A EP07765384A EP2049236B1 EP 2049236 B1 EP2049236 B1 EP 2049236B1 EP 07765384 A EP07765384 A EP 07765384A EP 07765384 A EP07765384 A EP 07765384A EP 2049236 B1 EP2049236 B1 EP 2049236B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
rod
powder
elements
drive device
homogenization
Prior art date
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Not-in-force
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EP07765384A
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English (en)
French (fr)
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EP2049236A1 (de
Inventor
Ralf Schmied
Heinrich Loecht
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP2049236B1 publication Critical patent/EP2049236B1/de
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    • 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
    • B65B1/363—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled by volumetric devices or methods with measuring pockets moving in an endless path
    • B65B1/366—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled by volumetric devices or methods with measuring pockets moving in an endless path about a horizontal axis of symmetry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/60—Mixing solids with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/44—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with stirrers performing an oscillatory, vibratory or shaking movement
    • B01F31/441—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with stirrers performing an oscillatory, vibratory or shaking movement performing a rectilinear reciprocating movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/44—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with stirrers performing an oscillatory, vibratory or shaking movement
    • B01F31/449—Stirrers constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/402—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes comprising supplementary stirring elements
    • 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
    • B65B37/00—Supplying or feeding fluent-solid, plastic, or liquid material, or loose masses of small articles, to be packaged
    • B65B37/04—Supplying or feeding fluent-solid, plastic, or liquid material, or loose masses of small articles, to be packaged by vibratory feeders

Definitions

  • the present invention relates to a device for homogenizing powder, which powder is then placed in a container, e.g. a capsule or packaging is filled.
  • a device for homogenizing powder is known from the prior art such that, for example, an agitator is provided with a rotating stirrer, which is immersed in the powder and is rotated.
  • the rotating stirrer attempts to dissolve so-called powder bridges.
  • powder bridges for example of medicaments or the like
  • adhesion and agglomeration of the powder are nevertheless possible.
  • agitators require a relatively large amount of space.
  • a feeder is already known, which comprises rod-shaped elements, according to the preamble of claim 1.
  • the device according to the invention for the homogenization of powder has the advantage that, with a simple structure and cost-effective manufacturability, it enables reliable homogenization of a powder. In particular, unwanted powder concentrations can be resolved with great process reliability. In particular, a very gentle product homogenization can be carried out, which is necessary in particular for medicines o. ⁇ . Furthermore, a flexible power adaptation to different powdered products can be made possible.
  • the device for homogenizing powder comprises a drive device and a homogenization unit.
  • the drive device In this case, the homogenizing unit reciprocates at least in a horizontal direction.
  • the homogenization unit comprises a plurality of rod-shaped elements which are at least partially immersed in a powder to be homogenized.
  • the rod-shaped members are reciprocated in the horizontal direction, so that the rod-shaped members are moved by the powder in the lateral direction.
  • the rod-shaped elements are arranged substantially in the vertical direction.
  • the rod-shaped elements are designed as tubes and connected to a pressure range contained compressed air. This makes it possible to supply compressed air directly into the powder through the tubes. This sub-mixture of compressed air has the particular advantage that the flowability of the powder is significantly improved.
  • the compressed air should preferably be dry. Furthermore, the pressure of the compressed air should not be too high; to avoid blowing off the powder.
  • the rod-shaped elements preferably have a circular outer cross-section.
  • the cross-section of the rod-shaped elements may be oval or polygonal, e.g. hexagonal or octagonal, is.
  • the drive device comprises an electromagnet and a vibrating plate with a pole element made of a ferromagnetic material.
  • the vibrating plate is movably mounted and the pole element is arranged to the electromagnet that between them a vertical gap is formed to attract the pole member by means of magnetic force upon actuation of the electromagnet and to stimulate the vibrating plate to vibrate.
  • the homogenizing unit is connected to the vibrating plate and is reciprocated by the excited vibrating plate in the horizontal direction.
  • the oscillating plate is preferably mounted swingably by means of at least one leaf spring.
  • a plurality of leaf springs in particular four leaf springs, at each corner of the swing plate, a leaf spring provided.
  • the drive device comprises a piezoelectric actuator or a pneumatic actuator for moving the homogenization unit.
  • the homogenization unit comprises a pressure chamber in which a throttle device is arranged.
  • the throttle device provides a uniform distribution of compressed air in the adjacent tube arranged ready.
  • the throttle device is a block of a microporous, air-permeable material.
  • an adapter is preferably arranged between the drive device and the homogenizing unit.
  • the homogenization unit is in each case attached to the adapter or detached from this.
  • a quick replacement of the apparatus for homogenizing powder for example for another powdered product, can be carried out.
  • the adapter also has a compressed air connection.
  • the tube-shaped rod-shaped elements have at their free end, i.e., the end, which is immersed in the powder, a plurality of openings.
  • the openings may be provided as punctiform openings and / or as slots.
  • the slots may be formed as straight slots and / or as arcuate slots.
  • the slots preferably have a length which corresponds to approximately 1/3 of the circumference of the tubes.
  • the Slots are particularly preferably offset along the circumference, arranged at different heights and in different directions.
  • a particularly good homogenization of the powder can be achieved if a distance from adjacent rod-shaped elements is the same.
  • the rod-shaped elements have different lengths.
  • the lengths of rod-shaped elements which are arranged on the edge of the vibrating plate are shorter than the rod-shaped elements further in the middle.
  • the present invention is particularly preferably used in conjunction with a metering device for metering powder into vessels, such as e.g. Capsules or similar, used.
  • the powder may be, for example, a drug, or a food, e.g. Flour, coffee, cocoa, etc.
  • the invention is thus particularly preferably used in filling and closing machines.
  • the powder homogenizing apparatus 1 comprises two parts, namely, a homogenizing unit 2 and a driving device 3.
  • the homogenizing unit 2 comprises a plurality of rod-shaped members 4 arranged in the vertical direction. How out FIG. 1 is apparent, two juxtaposed rows of rod-shaped elements 4 are provided. Adjacent rod-shaped elements of each row have the same distance from each other. The two rows are arranged offset to one another.
  • the rod-shaped elements 4 are in the FIGS. 4a to 4c shown in more detail.
  • FIG. 4c is a perspective view of a rod-shaped element 4,
  • the rod-shaped elements 4 are formed as a tube having a wall 4a and a longitudinally aligned passage 4b. Furthermore, a plurality of slots 4c are arranged at the free end of the rod-shaped elements 4. The slits 4c connect the passage 4b to the outside of the rod-shaped members.
  • FIG. 4a shows a schematic overall view of a rod-shaped element 4, FIG. 4b a detail of the rod-shaped element.
  • the homogenizing unit 2 further comprises a housing 7, in which a pressure chamber 5 is arranged. In the pressure chamber 5, a throttle device 6 is arranged, which is made of a microporous, air-permeable material.
  • the throttle device 6 is arranged in the flow direction immediately before the rod-shaped elements 4 (see. FIG. 1 ). As a result, it can be prevented that a compressed air supplied into the rod-shaped elements 4 has too high a pressure.
  • the pressure chamber 5 of the homogenization unit 2 also has a connection opening 9, through which compressed air is supplied.
  • the drive device 3 in the lower part of FIG. 1 is shown comprises a centrally disposed electromagnet 10 and a vibrating plate 11 with a pole member 12.
  • the pole member 12 is fixed to the vibrating plate 11 and directed in the direction of the electromagnet 10.
  • FIG. 2 it can be seen which is a view from behind of in FIG. 1 shown drive means 3, a vertical gap 17 is formed between the pole member 12 and the electromagnet 10.
  • the oscillating plate 11 is suspended by means of four leaf springs 13 swingably on a housing 14 of the drive means 3. How out FIG. 1 it can be seen, two leaf springs 13 are arranged at each lateral end of the vibrating plate 11.
  • an adapter 15 with a compressed air outlet 16 is arranged on the drive device 3.
  • the adapter 15 is connected to the oscillating plate 11 and has a threaded opening 18 at its upper portion. By means of this opening, the homogenization unit 2 can be fastened to the adapter 15 by means of a screw element 8.
  • the screw 8 has a large attack area, so that the attachment or release of the homogenization unit 2 can be done by the drive device 3 by hand.
  • a drive device 3 can thus be used for a plurality of different homogenization units, which can be exchanged easily and quickly.
  • FIG. 3 shows a use of the device 1 according to the invention in a vacuum filling wheel 21.
  • the vacuum filling wheel 21 comprises a tapered storage chamber 22, in which a powder 20 to be filled is arranged.
  • the vacuum filling wheel 21 comprises a filling wheel 23 with four metering chambers 24a, 24b, 24c and 24d, which are arranged at the same distance from each other on the circumference of the filling wheel 23.
  • a filling of the dosing chambers takes place by means of an arcuate negative pressure region 25 by suction of the powder and emptying by means of an overpressure region 26 by pushing out with the aid of gravity.
  • a filling takes place in containers 27, which are supplied on a conveyor belt 28.
  • the filling wheel 23 rotates in the direction of the arrow R and is driven by a drive, not shown.
  • a filling of a single metering chamber of the filling wheel 23 takes place in such a way that a negative pressure is generated in the position of the metering chamber 24b denoted by POS.1, since the metering chamber is connected to the vacuum region 25.
  • powder is sucked into the metering chamber 24b.
  • At the bottom of the metering chambers 24a, 24b, 24c and 24d are each arranged filters to prevent the sucked powder is sucked into the negative pressure region 25.
  • the filling wheel 23 continues to rotate to the position 2 (item 2), in which the metering chamber is still connected to the vacuum region 25.
  • the metering chamber In position 3 (item 3), the metering chamber is then connected to the overpressure region 26, so that the powder 20a metered in the metering chamber is pushed out of the metering chamber. Here, the emptying of the dosing is also supported by gravity. The metered powder 20 then falls into a container 27, as in FIG. 3 shown.
  • the powder 20 must be as homogeneous as possible in the storage chamber 21.
  • the rod-shaped elements 4 of the homogenizing unit 2 are partially immersed in the powder 20 located in the storage chamber 22.
  • the drive device 3 moves the homogenization unit 2 back and forth in the direction of the double arrow A in the horizontal direction.
  • product concentrations which may occur in particular on the surface of the powder in the storage chamber 22, dissolved.
  • compressed air is introduced into the powder 20 through the exposed end of the passage 4b and the slits 4c through the rod-shaped members 4 formed as a tube. By this mixing of compressed air, the flowability of the powder 20 is significantly improved.
  • the homogenization of the powder 20 is particularly gentle on the product.
  • the introduction of vibrational energy into the powder 20 which is as uniform as possible can thus be achieved.
  • This additionally supports the dissolution of unwanted powder concentrations, in particular on the surface.
  • the device 1 for homogenizing powder substantially corresponds to that of the first embodiment.
  • the apparatus 1 for homogenizing powder of the second embodiment has rod-shaped elements 4 which have different lengths L1, L2, L3.
  • the lengths of the individual rod-shaped elements 4 are each chosen such that they adapt to the tapered shape of the storage chamber 24 and the outer periphery of the filling wheel 23.
  • the rod-shaped elements 4 can be immersed deeper into the powder 20, as compared to the embodiment.
  • the rod-shaped elements 4 are again formed as tubes and provided with openings in the form of slots, wherein the slots are formed at least over the region of the rod-shaped elements 4, which is immersed in the powder 20.
  • the homogenizing unit 2 is moved back and forth in the direction of the double arrow A in the horizontal direction by the drive device 3.
  • the respective movement path of the homogenization unit in one or the other direction is relatively small in order to avoid damage to the rod-shaped elements 4 by contact with the storage chamber 22.
  • the filling wheel 23 is further formed as Doppelphilllrad, so that simultaneously two containers 27 can be filled with metered powder 20a in parallel. As a result, the capacity of the filling machine is doubled. Otherwise, this embodiment corresponds to the first embodiment, so that reference may be made to the description given there.
  • the drive device 3 for all described embodiments can also be designed such that the homogenization unit 2 is moved back and forth in two different directions.
  • the devices are particularly preferably perpendicular to each other. In this case it is possible for the movement to be carried out in two different directions one after the other or for the two directions of movement to overlap, whereby a circular or oval movement is achieved.

Description

    Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver, wobei das Pulver anschließend in ein Behältnis, z.B. eine Kapsel oder eine Verpackung, gefüllt wird.
  • Eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver ist aus dem Stand der Technik derart bekannt, dass beispielsweise ein Rührwerk mit einem rotierenden Rührer vorgesehen ist, welcher in das Pulver eingetaucht ist und rotiert wird. Durch den rotierenden Rührer wird versucht, sogenannte Pulverbrücken aufzulösen. Insbesondere bei sehr feinkörnigem Pulver, beispielsweise von Medikamenten o. ä., ist jedoch trotzdem eine Anhaftung und Agglomeratbildung des Pulvers möglich. Ferner benötigen Rührwerke einen relativ großen Bauraum. Aus der US-A-279982 ist bereits eine Zuführeinrichtung bekannt, welche stabförmige Elemente umfasst, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie bei einfachem Aufbau und kostengünstiger Herstellbarkeit eine sichere Homogenisierung eines Pulvers ermöglicht. Insbesondere können unerwünschte Pulverkonzentrationen mit großer Prozesssicherheit aufgelöst werden. Dabei kann insbesondere eine sehr produktschonende Homogenisierung durchgeführt werden, welche insbesondere bei Medikamenten o. ä. notwendig ist. Ferner kann eine flexible Leistungsanpassung an unterschiedliche pulverförmige Produkte ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver eine Antriebseinrichtung und eine Homogenisierungseinheit umfasst. Die Antriebseinrichtung bewegt die Homogenisierungseinheit dabei wenigstens in einer horizontalen Richtung hin und her. Die Homogenisierungseinheit umfasst eine Vielzahl von stabförmigen Elementen, welche zumindest teilweise in ein zu homogenisierendes Pulver eingetaucht sind. Somit werden durch die angetriebene Homogenisierungseinheit die stabförmigen Elemente in Horizontalrichtung hin- und herbewegt, so dass die stabförmigen Elemente durch das Pulver in seitlicher Richtung bewegt werden. Die stabförmigen Elemente sind dabei im Wesentlichen in Vertikalrichtung angeordnet. Die stabförmigen Elemente sind als Röhrchen ausgebildet und mit einem Druckluft enthaltenen Druckbereich verbunden. Dadurch ist es möglich, durch die Röhrchen Druckluft direkt in das Pulver zuzuführen. Diese Untermischung von Druckluft hat insbesondere den Vorteil, dass die Fließfähigkeit des Pulvers signifikant verbessert wird. Die Druckluft sollte dabei vorzugsweise trocken sein. Ferner sollte der Druck der Druckluft nicht zu hoch sein; um ein Fortblasen des Pulvers zu vermeiden.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die stabförmigen Elemente weisen vorzugsweise einen kreisförmigen Außenquerschnitt auf. Alternativ wäre es auch möglich, dass der Querschnitt der stabförmigen Elemente oval oder vieleckig, z.B. sechseckig oder achteckig, ist.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Antriebseinrichtung einen Elektromagneten und eine Schwingplatte mit einem Polelement aus einem ferromagnetischen Material. Die Schwingplatte ist dabei beweglich gelagert und das Polelement ist derart zum Elektromagneten angeordnet, dass zwischen ihnen ein vertikaler Spalt gebildet ist, um bei einer Betätigung des Elektromagneten das Polelement mittels Magnetkraft anzuziehen und die Schwingplatte zum Schwingen anzuregen. Die Homogenisierungseinheit ist dabei mit der Schwingplatte verbunden und wird durch die angeregte Schwingplatte in Horizontalrichtung hin- und herbewegt.
  • Die Schwingplatte ist vorzugsweise mittels wenigstens einer Blattfeder schwingbar gelagert. Vorzugsweise sind hierbei mehrere Blattfedern, insbesondere vier Blattfedern, an jeder Ecke der Schwingplatte eine Blattfeder, vorgesehen.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Antriebseinrichtung einen piezoelektrischen Aktuator oder einen pneumatischen Aktuator zum Bewegen der Homogenisierungseinheit.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Homogenisierungseinheit eine Druckkammer, in welcher eine Drosseleinrichtung angeordnet ist. Die Drosseleinrichtung stellt dabei eine gleichmäßige Verteilung der Druckluft in die benachbart zueinander angeordnete Röhrchen bereit.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Drosseleinrichtung ein Block aus einem mikroporösen, luftdurchlässigen Material.
  • Um einen schnellen und einfachen Austausch der Homogenisierungseinheit gegen eine andere Homogenisierungseinheit zu ermöglichen, ist vorzugsweise zwischen der Antriebseinrichtung und der Homogenisierungseinheit ein Adapter angeordnet. Die Homogenisierungseinheit wird dabei jeweils am Adapter befestigt bzw. von diesem gelöst. Somit kann ein schneller Austausch der Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver, beispielsweise für ein anderes pulverförmiges Produkt, durchgeführt werden. Vorzugsweise weist der Adapter ferner noch einen Druckluftanschluss auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die als Röhrchen ausgebildeten stabförmigen Elemente an ihrem freien Ende, d.h., das Ende, welches in das Pulver eingetaucht ist, eine Vielzahl von Öffnungen auf. Die Öffnungen können als punktförmige Öffnungen und/oder als Schlitze vorgesehen sein. Die Schlitze können dabei als gerade Schlitze und/oder als bogenförmige Schlitze, ausgebildet sein. Durch das Vorsehen der Öffnungen an dem in das Pulver eingetauchten Ende der Röhrchen wird eine verbesserte und gleichmäßigere Lufteinbringung in das Pulver erreicht.
  • Wenn die Öffnungen als Schlitze ausgebildet sind, weisen die Schlitze vorzugsweise eine Länge auf, welche ca. 1/3 des Umfangs der Röhrchen entspricht. Die Schlitze sind dabei besonders bevorzugt entlang des Umfangs versetzt zueinander, in unterschiedlichen Höhen und in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet, angeordnet.
  • Eine besonders gute Homogenisierung des Pulvers kann erreicht werden, wenn ein Abstand von einander benachbarten stabförmigen Elementen gleich ist.
  • Weiter bevorzugt weisen die stabförmigen Elemente unterschiedliche Längen auf. Insbesondere sind die Längen von stabförmigen Elementen, welche am Rand der Schwingplatte angeordnet sind, kürzer als die stabförmigen Elemente weiter in der Mitte. Dadurch kann eine Anpassung der Homogenisierungseinheit, beispielsweise an einen sich verjüngenden Behälter, z.B. einen trichterförmigen Behälter, in welchen das Pulver gelagert ist, erreicht werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird besonders bevorzugt in Verbindung mit einer Dosiereinrichtung zum Dosieren von Pulver in Gefäße, wie z.B. Kapseln o. ä., verwendet. Das Pulver kann beispielsweise ein Medikament sein, oder ein Nahrungsmittel, z.B. Mehl, Kaffee, Kakao, usw.. Die Erfindung wird somit besonders bevorzugt in Füll- und Verschließmaschinen eingesetzt.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
    • Figur 1
    eine schematische, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver gemäß einem ersten Ausführungs- beispiel der Erfindung,
    Figur 2
    eine Ansicht von in der in Figur 1 gezeigten Antriebseinrichtung der Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver,
    Figur 3
    eine Schnittansicht der Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver von Figur 1, welche in Verbindung mit einem Vakuum- Füllrad verwendet wird,
    Figur 4a-4c
    verschiedene Ansichten eines stabförmigen Elements der Ho- mogenisierungseinheit,
    Figur 5
    eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Homoge- nisierung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin- dung in Verbindung mit einem Vakuum-Füllrad, und
    Figur 6
    eine perspektivische Ansicht der in Figur 5 gezeigten Vorrich- tung.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 eine Vorrichtung 1 zur Homogenisierung von Pulver gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Wie in Figur 1 gezeigt, umfasst die Vorrichtung 1 der Homogenisierung von Pulver zwei Teile, nämlich eine Homogenisierungseinheit 2 und eine Antriebseinrichtung 3. Die Homogenisierungseinheit 2 umfasst eine Vielzahl von stabförmigen Elementen 4, welche in vertikaler Richtung angeordnet sind. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind zwei nebeneinander angeordnete Reihen von stabförmigen Elementen 4 vorgesehen. Einander benachbarte stabförmige Elemente jeder Reihe weisen dabei den gleichen Abstand zueinander auf. Die beiden Reihen sind zueinander versetzt angeordnet. Die stabförmigen Elemente 4 sind in den Figuren 4a bis 4c näher dargestellt. Wie insbesondere aus Figur 4c, welche eine perspektivische Ansicht eines stabförmigen Elements 4 ist, ersichtlich ist, sind die stabförmigen Elemente 4 als Röhrchen mit einer Wand 4a und einem in Längsrichtung ausgerichteten Durchlass 4b ausgebildet. Ferner sind am freien Ende der stabförmigen Elemente 4 eine Vielzahl von Schlitzen 4c angeordnet. Die Schlitze 4c verbinden den Durchlass 4b mit der Außenseite der stabförmigen Elemente. Figur 4a zeigt dabei eine schematische Gesamtansicht eines stabförmigen Elements 4, Figur 4b ein Detail des stabförmigen Elements. Die Homogenisierungseinheit 2 umfasst ferner ein Gehäuse 7, in welchem eine Druckkammer 5 angeordnet ist. In der Druckkammer 5 ist eine Drosseleinrichtung 6 angeordnet, welche aus einem mikroporösen, luftdurchlässigen Material hergestellt ist. Die Drosseleinrichtung 6 ist dabei in Strömungsrichtung unmittelbar vor den stabförmigen Elementen 4 angeordnet (vgl. Figur 1). Dadurch kann verhindert werden, dass eine in die stabförmigen Elemente 4 zugeführte Druckluft einen zu hohen Druck aufweist. Die Druckkammer 5 der Homogenisierungseinheit 2 weist ferner eine Verbindungsöffnung 9 auf, durch welche Druckluft zugeführt wird.
  • Die Antriebseinrichtung 3, die im unteren Teil von Figur 1 gezeigt ist, umfasst einen mittig angeordneten Elektromagneten 10 und eine Schwingplatte 11 mit einem Polelement 12. Das Polelement 12 ist an der Schwingplatte 11 befestigt und in Richtung des Elektromagneten 10 gerichtet. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, welche eine Ansicht von hinten der in Figur 1 gezeigten Antriebseinrichtung 3 ist, ist zwischen dem Polelement 12 und dem Elektromagnet 10 ein vertikaler Spalt 17 gebildet. Die Schwingplatte 11 ist mittels vier Blattfedern 13 schwingbar an einem Gehäuse 14 der Antriebseinrichtung 3 aufgehängt. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind an jedem seitlichen Ende der Schwingplatte 11 jeweils zwei Blattfedern 13 angeordnet.
  • Ferner ist an der Antriebseinrichtung 3 ein Adapter 15 mit einem Druckluftauslass 16 angeordnet. Der Adapter 15 ist mit der Schwingplatte 11 verbunden und weist an seinem oberen Bereich eine mit Gewinde versehene Öffnung 18 auf. Mittels dieser Öffnung kann die Homogenisierungseinheit 2 mittels eines Schraubelements 8 am Adapter 15 befestigt werden. Das Schraubelement 8 weist einen großen Angriffsbereich auf, so dass das Befestigen bzw. das Lösen der Homogenisierungseinheit 2 von der Antriebseinrichtung 3 von Hand geschehen kann. Mit Hilfe des Adapters 15 kann somit eine Antriebseinrichtung 3 für eine Vielzahl von unterschiedlichen Homogenisierungseinheiten verwendet werden, welche einfach und schnell ausgetauscht werden können.
  • Figur 3 zeigt eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Vakuum-Füllrad 21. Das Vakuum-Füllrad 21 umfasst eine sich verjüngende Vorratskammer 22, in welcher ein abzufüllendes Pulver 20 angeordnet ist. Das Vakuum-Füllrad 21 umfasst ein Füllrad 23 mit vier Dosierkammern 24a, 24b, 24c und 24d, welche gleich voneinander beabstandet am Umfang des Füllrads 23 angeordnet sind. Ein Füllen der Dosierkammern erfolgt dabei mittels eines bogenförmigen Unterdruckbereichs 25 durch Ansaugen des Pulvers und ein Entleeren mittels eines Überdruckbereichs 26 durch Herausdrücken unter Zuhilfenahme der Schwerkraft. Eine Abfüllung erfolgt in Behältnisse 27, welche auf einem Transportband 28 zugeführt werden. Das Füllrad 23 dreht sich in Richtung des Pfeils R und wird durch ein nicht gezeigten Antrieb angetrieben. Eine Befüllung einer einzelnen Dosierkammer des Füllrads 23 erfolgt dabei derart, dass in der mit POS.1 bezeichneten Position der Dosierkammer 24b ein Unterdruck erzeugt wird, da die Dosierkammer mit dem Unterdruckbereich 25 verbunden ist. Dadurch wird Pulver in die Dosierkammer 24b eingesaugt. Am Boden der Dosierkammern 24a, 24b, 24c und 24d sind jeweils Filter angeordnet, um zu verhindern, dass das angesaugte Pulver in den Unterdruckbereich 25 angesaugt wird. Das Füllrad 23 dreht sich weiter in die Position 2 (Pos. 2), in welcher die Dosierkammer immer noch mit dem Unterdruckbereich 25 verbunden ist. In der Position 3 (Pos. 3) ist die Dosierkammer dann mit dem Überdruckbereich 26 verbunden, so dass das in der Dosierkammer dosierte Pulver 20a aus der Dosierkammer herausgedrückt wird. Hierbei wird das Entleeren der Dosierkammer auch noch durch die Schwerkraft unterstützt. Das dosierte Pulver 20 fällt dann in ein Behältnis 27, wie in Figur 3 gezeigt.
  • Um ein möglichst genaues und schnelles Dosieren zu ermöglichen, muss das Pulver 20 in der Vorratskammer 21 möglichst homogen vorliegen. Dies wird mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erreicht. Die stabförmigen Elemente 4 der Homogenisierungseinheit 2 sind teilweise in das in der Vorratskammer 22 befindliche Pulver 20 eingetaucht. Die Antriebseinrichtung 3 bewegt die Homogenisierungseinheit 2 in Richtung des Doppelpfeils A in Horizontalrichtung hin und her. Durch die stabförmigen Elemente 4, welche alle einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und als Röhrchen ausgebildet sind, werden Produktkonzentrationen, welche insbesondere an der Oberfläche des Pulvers in der Vorratskammer 22 auftreten können, aufgelöst. Ferner wird gleichzeitig noch durch die als Röhrchen ausgebildeten stabförmigen Elemente 4 Druckluft durch das freiliegende Ende des Durchlasses 4b und die Schlitze 4c in das Pulver 20 eingebracht. Durch diese Untermischung von Druckluft, wird die Fließfähigkeit des Pulvers 20 signifikant verbessert. Hierbei erfolgt die Homogenisierung des Pulvers 20 besonders produktschonend.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Homogenisierung kann somit eine möglichst gleichmäßige Einleitung von Schwingungsenergie in das Pulver 20 erreicht werden. Dies unterstützt zusätzlich noch die Auflösung unerwünschter Pulverkonzentrationen, insbesondere an der Oberfläche.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 eine Vorrichtung 1 zur Homogenisierung von Pulver gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
  • Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, entspricht die Vorrichtung 1 zur Homogenisierung von Pulver im Wesentlichen der des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 zur Homogenisierung von Pulver des zweiten Ausführungsbeispiels jedoch stabförmige Elemente 4 auf, welche unterschiedliche Längen L1, L2, L3 aufweisen. Wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich ist, sind die Längen der einzelnen stabförmigen Elemente 4 jeweils derart gewählt, dass sie sich an die sich verjüngende Form der Vorratskammer 24 bzw. den Außenumfang des Füllrads 23 anpassen. Dadurch können die stabförmigen Elemente 4 tiefer in das Pulver 20 eingetaucht werden, als im Vergleich zum Ausführungsbeispiel. Die stabförmigen Elemente 4 sind wieder als Röhrchen ausgebildet und mit Öffnungen in Form von Schlitzen versehen, wobei die Schlitze dabei zumindest über dem Bereich der stabförmigen Elemente 4 gebildet sind, welcher in das Pulver 20 eingetaucht ist. Die Homogenisierungseinheit 2 wird durch die Antriebseinrichtung 3 wieder in Richtung des Doppelpfeils A in horizontaler Richtung hin- und herbewegt. Der jeweilige Bewegungsweg der Homogenisierungseinheit in die eine bzw. in die andere Richtung ist dabei relativ klein, um Beschädigungen der stabförmigen Elemente 4 durch einen Kontakt mit der Vorratskammer 22 zu vermeiden.
  • Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, ist das Füllrad 23 ferner als Doppelfüllrad ausgebildet, so dass gleichzeitig parallel zwei Behältnisse 27 mit dosiertem Pulver 20a befüllt werden können. Hierdurch wird die Kapazität der Füllmaschine verdoppelt. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
  • Es sei angemerkt, dass die Antriebseinrichtung 3 für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele auch derart ausgebildet sein kann, dass die Homogenisierungseinheit 2 in zwei unterschiedliche Richtungen hin- und herbewegt wird. Die Einrichtungen sind dabei besonders bevorzugt senkrecht zueinander. Hierbei ist es möglich, dass die Bewegung in zwei unterschiedliche Richtungen nacheinander ausgeführt wird oder dass sich die zwei Bewegungsrichtungen überlappen, wodurch eine kreisförmige oder ovale Bewegung erreicht wird.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Homogenisierung von Pulver (20), umfassend eine Antriebseinrichtung (3) und eine Homogenisierungseinheit (2), wobei die Antriebseinrichtung (3) die Homogenisierungseinheit (2) in wenigstens eine horizontale Richtung (A) hin- und herbewegt, wobei die Homogenisierungseinheit (2) eine Vielzahl von im Wesentlichen vertikal angeordneten, stabförmigen Elementen (4) umfasst, welche zumindest teilweise in ein zu homogenisierendes Pulver (20) eintauchen,dadurch gekennzeichnet, dassdie stabförmigen Elemente (4) als Röhrchen ausgebildet sind, und die stabförmigen Elemente (4) mit einem Druckbereich (5) verbunden sind, um Druckluft in das Pulver (20) zuzuführen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Elemente (4) einen kreisförmigen Außenquerschnitt aufweisen.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (3) einen Elektromagneten (10) und eine Schwingplatte (11) mit einem Polelement (12) aus ferromagnetischem Material umfasst, wobei die Schwingplatte (11) schwingbar gelagert ist, wobei ein vertikaler Spalt (17) zwischen dem Polelement (12) und dem Elektromagneten (10) gebildet ist, um bei einer Betätigung des Elektromagneten (10) die Schwingplatte (11) zum Schwingen anzuregen, und wobei die Homogenisierungseinheit (2) mit der Schwingplatte (11) verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (3) einen piezoelektrischen Aktuator oder einen pneumatischen Aktuator zum Bewegen der Schwingplatte umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingplatte (11) mittels wenigstens einer Blattfeder (13) schwingbar gelagert ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbereich eine Druckkammer (5) in der Homogenisierungseinheit (2) umfasst, wobei in der Druckkammer (5) eine Drosseleinrichtung (6) angeordnet ist, welche eine gleichmäßige Verteilung der Druckluft in die stabförmigen Elemente (4) sicherstellt und den Druck der Druckluft auf einen vorbestimmten Wert drosselt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (6) ein Block aus einem mikroporösen, luftdurchlässigen Material ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebseinrichtung (3) und der Homogenisierungseinheit (2) ein Adapter (15) angeordnet ist, um einen einfachen Austausch der Homogenisierungseinheit (2) zu ermöglichen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Röhrchen ausgebildeten stabförmigen Elemente (4) an ihrem freien Ende eine Vielzahl von Öffnungen, insbesondere eine Vielzahl von Schlitzen (4c), aufweisen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (4c) eine Länge aufweisen, welche ca. 1/3 eines Umfangs der stabförmigen Elemente (4) entspricht.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand von einander benachbarten stabförmigen Elementen (4) gleich ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Elemente (4) unterschiedliche Längen (L1, L2, L3) aufweisen.
  13. Dosiereinrichtung zum Dosieren eines Pulvers (20) in ein Behältnis (27), umfassend eine Vorrichtung zur Homogenisierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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