Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut

Abstract

 Die Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut (4) umfasst einen Vorratsbehälter (2) für das Schüttgut (4) und ein Schieberelement (18), das an einer Seite einen Ausgabespalt (16) begrenzt. Das Schieberelement (18) weist an seinem vorderen Endbereich eine elastische U-förmige Schlaufe (20) auf, die an ihrem oberen Abschnitt (22) fixiert ist, während ein rückwärtiger Teilbereich des unteren Abschnitts (24) der Schlaufe (20) mit einem Linearantrieb (26) verbunden ist. Der Linearantrieb (26) kann sowohl für eine Breitenverstellung des Ausgabespalts (16) durch translatorische Bewegung des unteren Abschnitts (24) der Schlaufe (20) als auch für eine Hin- und Herbewegung des unteren Abschnitts (24) der Schlaufe (20) mit kleiner Amplitude sorgen. Auf diese Weise ist eine sichere und schonende Dosierung von Schüttgut (4) verschiedener Formen und Größen möglich.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut.

[0002] In vielen Anwendungsgebieten soll Schüttgut aus einem Vorratsbehälter möglichst dosiert abgegeben werden.

[0003] Aus DE 927 199 A und DE 531 329 A sind beispielsweise Vorrichtungen zum dosierten Abgeben von Schüttgut bekannt, bei denen das Schüttgut in einem trichterförmigen Vorratsbehälter gespeichert wird und mittels einer Abgabevorrichtung auf eine Förderrinne weitergeleitet wird. Die Abgabevorrichtung umfasst dabei ein Winkelprofil und im Falle der DE 927 199 A außerdem ein Schieberelement, wobei die Orientierung des Winkelprofils und im Falle der DE 927 199 A auch die Position des Schieberelements die Größe eines Ausgabespalts und somit die Menge an ausgegebenem Schüttgut beeinflussen. Allerdings sind die hier dargestellten Dosiermechanismen äußerst grob und somit weder für eine exakte Dosierung geeignet noch für empfindliche Produkte.

[0004] Im Bereich der pharmazeutischen Industrie werden besondere Anforderungen an die Tablettenübergabe gestellt, da die als Schüttgut bereitgestellten Tabletten, Kapseln oder Dragees unterschiedliche Größen und Formen aufweisen können und besonders schonend zu behandeln sind.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut zu schaffen, die einen gleichmäßigen Produktfluss ermöglicht, für eine Vielzahl unterschiedlicher Produktformen und Produktgrößen geeignet ist und gleichzeitig die Produkte schont.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut einen Vorratsbehälter für das Schüttgut sowie eine Abgabevorrichtung für das Schüttgut vom Vorratsbehälter an eine Transportvorrichtung oder ein Behältnis, wobei die Abgabevorrichtung einen Ausgabespalt für das Schüttgut definiert und ein Schieberelement zur Beeinflussung der Menge an durch den Ausgabespalt abgegebenes Schüttgut aufweist. Das Schieberelement weist an seinem vorderen Endbereich eine elastische, im Wesentlichen U-förmige Schlaufe auf, wobei ein rückwärtiger Teilbereich des oberen Abschnitts der Schlaufe fixiert ist und wobei ein rückwärtiger Teilbereich des unteren Abschnitts der Schlaufe mit einem Linearantrieb verbunden ist, der sowohl für eine Breitenverstellung des Ausgabespalts durch translatorische Bewegung des unteren Abschnitts der Schlaufe als auch für eine Hin-und Herbewegung des unteren Abschnitts der Schlaufe mit kleiner Amplitude geeignet ist.

[0008] Auf diese Weise können Produkte unterschiedlicher Größe und Form sicher, gleichmäßig und schonend an eine nachgeschaltete Transportvorrichtung oder an ein Behältnis abgegeben werden. Aufgrund der Elastizität der Schlaufe und der variablen Einstellmöglichkeiten von Position und Bewegungsart der Schlaufe kann somit in einer Vielzahl von verschiedenen Anwendungsfällen ein gleichmäßiger Produktstrom erzielt werden.

[0009] Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die elastische Schlaufe aus lebensmittelechtem Gummi, vorzugsweise aus Vulkollan, gebildet ist. Dadurch ist einerseits eine Produkt schonende Behandlung gewährleistet, während andererseits eine gewisse Stabilität der Schlaufe erhalten bleibt.

[0010] Die Dosierung hat sich als besonders effektiv erwiesen, wenn das Schieberelement unter einem Winkel von zwischen 0° und 50°, vorzugsweise zwischen 0° und 35°, zur Horizontalen angeordnet ist.

[0011] Der rückwärtige Teilbereich des oberen Abschnitts der Schlaufe ist vorzugsweise an einer schräg verlaufenden ersten Seitenwand des Vorratsbehälters fixiert. Auf diese Weise wird ein steter Übergang zwischen dem Vorratsbehälter und der Abgabevorrichtung gewährleistet.

[0012] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Ausgabespalt an einer Seite durch den Bogen der U-förmigen Schlaufe und an der anderen Seite durch eine Begrenzungswand begrenzt. Da die Begrenzungswand in der Regel starr ausgebildet ist, muss zur gezielten Dosierung lediglich das Schieberelement auf die richtige Spaltbreite eingestellt werden. Für eine optimale Dosierung wird die korrekte Spaltbreite ergänzt durch Einstellung einen geeigneten Hubs und einer geeigneten Frequenz der Hin- und Herbewegung des Linearantriebs und somit des unteren Abschnitts der Schlaufe.

[0013] Für den Standardfall ist es vorteilhaft, wenn die Begrenzungswand im Wesentlichen vertikal verläuft.

[0014] Als Linearantrieb kommt in erster Linie ein elektromagnetischer Linearmotor in Frage, da dieser stufenlos verstellbar ist und neben größeren translatorischen Bewegungen auch kleine Hin- und Herbewegungen in hoher Frequenz durchführen kann und stufenlos einstellbar ist. Es sind aber auch jede Menge anderer Linearantriebe denkbar, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können. Beispielsweise ist es denkbar, als Linearantrieb mehrere hintereinander geschaltete Pneumatikzylinder zu verwenden.

[0015] Vorzugsweise ist der Vorratsbehälter als Trichter ausgestaltet, dessen zweite Seitenwand kürzer ist als die erste Seitenwand, wodurch eine Durchtrittsöffnung gebildet wird, durch welche das Schüttgut in Richtung der Abgabevorrichtung hindurchtritt. Damit wird eine Vorsortierung durchgeführt, so dass nur noch eine begrenzte Menge des Schüttguts direkt auf dem oberen Abschnitt der Schlaufe aufliegt.

[0016] Der Hub des Linearantriebs bei der Hin- und Herbewegung des unteren Abschnitts der Schlaufe mit kleiner Amplitude beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 10 mm. Die Frequenz des Linearantriebs bei der Hin- und Herbewegung des unteren Abschnitts der Schlaufe mit kleiner Amplitude liegt zwischen 0,1 und 5 Hz, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 Hz.

[0017] Die Breite des Austrittsspalts, der Hub des Linearantriebs und dessen Frequenz sind natürlich von der Produktgröße und Produktform maßgeblich abhängig. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung einen Controller aufweist, der den Linearantrieb ansteuert.

[0018] Außerdem kann die Vorrichtung einen Sensor zum Erfassen der Menge an durch den Austrittsspalt hindurchgetretenem Schüttgut aufweisen, der mit dem Controller verbunden ist. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger Produktfluss mit einem einfachen Regelkreis sichergestellt werden.

[0019] Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Fig. 1

ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut; und

Fig. 2

ist eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abgeben von Schüttgut.

[0020] Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut umfasst einen Vorratsbehälter 2, in dem Schüttgut 4 aufgenommen ist, das insbesondere aus kleinen pharmazeutischen Produkten wie Tabletten, Kapseln, Dragees, etc. gebildet sein kann.

[0021] Im vorliegenden Beispiel ist der Vorratsbehälter 2 als Trichter ausgebildet. Der Vorratsbehälter 2 weist dabei zwei nach unten hin aufeinander zulaufende Seitenwände 6, 8 auf. Die erste Seitenwand 6 ist dabei länger gestaltet als die zweite Seitenwand 8, so dass am unteren Ende der zweiten Seitenwand 8 eine Durchtrittsöffnung 10 für das Schüttgut gebildet wird. Gleichzeitig ist die erste Seitenwand 6 vorzugsweise über die Durchtrittsöffnung 10 hinaus verlängert und bildet somit einen überstehenden Steg, auf dem das Schüttgut 4 entlanggleitet. Neben der beschriebenen Trichterform sind jedoch auch andere geometrische Ausgestaltungen des Vorratsbehälters 2 denkbar.

[0022] Die Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut umfasst außerdem eine Abgabevorrichtung 12 für das Schüttgut 4 vom Vorratsbehälter 2 an eine darunter angeordnete Transportvorrichtung 14, im vorliegenden Fall einen Vibrationsförderer. Die Abgabe kann stattdessen auch direkt an ein Behältnis erfolgen. Die Abgabevorrichtung 12 definiert einen Ausgabespalt 16 für das Schüttgut 4. Ein wesentliches Element der Abgabevorrichtung 12 ist ein vorzugsweise unter einem vorbestimmten Winkel zur Horizontalen angeordnetes Schieberelement 18, das zur Beeinflussung der Menge an durch den Ausgabespalt 16 abgegebenes Schüttgut 4 dient. Das Schieberelement 18 ist vorzugsweise unter einem Winkel von zwischen 0° und 50°, mehr bevorzugt zwischen 0° und 35°, zur Horizontalen angeordnet. Bevorzugt entspricht der Winkel auch der Ausrichtung der ersten Seitenwand 6 des Vorratsbehälters 2.

[0023] Das Schieberelement 18 weist an seinem vorderen Endbereich eine elastische, im Wesentlichen U-förmige Schlaufe 20 auf. Die elastische Schlaufe 20 ist vorzugsweise aus lebensmittelechtem Gummi, mehr bevorzugt aus Vulkollan, gebildet. Ein rückwärtiger Teilbereich des oberen Abschnitts 22 der Schlaufe 20 ist vorzugsweise an der verlängerten ersten Seitenwand 6 des Vorratsbehälters 2 fixiert, beispielsweise verschraubt. Er kann aber auch an einem anderen feststehenden Element befestigt sein, beispielsweise einer Halterung im Bereich des Vorratsbehälters 2 oder einer ähnlichen Konstruktion. Ein rückwärtiger Teilbereich des unteren Abschnitts 24 der Schlaufe 20 ist wiederum fest mit einem Linearantrieb 26 verbunden, beispielsweise durch Verschraubung.

[0024] Der Linearantrieb 26 ist im dargestellten Beispielsfall als elektromagnetischer Linearmotor ausgebildet, der in einer Halterung 28 gelagert ist. Der Linearmotor besteht aus einem Stator 30, der als Hohlzylinder ausgebildet ist und die Spulenwicklungen enthält. Im Stator 30 ist ein Läufer 32 verschiebbar gelagert, der aus einem Rohr oder einer Welle mit in Reihe angeordneten Permanentmagneten besteht. Durch geeignete Ansteuerung der Spulen erfolgt eine kontrollierte Krafteinwirkung auf die Permanentmagnete im Läufer 32 und somit eine stufenlose Bewegung des Läufers 32 im Stator 30. Der vordere Bereich des Läufers 32 ist mit dem rückwärtigen Teilbereich des unteren Abschnitts 24 der Schlaufe 20 verbunden. Selbstverständlich kann der elektromagnetische Linearmotor auch eine andere konstruktive Ausgestaltung aufweisen.

[0025] In der dargestellten Ausführungsform wird der Ausgabespalt 16 an einer Seite durch den Bogen der U-förmigen Schlaufe 20 und an der anderen Seite durch eine Begrenzungswand 34 begrenzt, die vorzugsweise im Wesentlichen vertikal verläuft, aber auch leicht geneigt angeordnet sein kann. Insgesamt ist der Linearantrieb 26 für eine Breitenverstellung des Ausgabespalts 16 geeignet. Die eingestellte Breite des Ausgabespalts 16 variiert je nach Produktgröße, Produktform und Füllstand der Rinne und kann zwischen dem 1,2-fachen und dem 4-fachen der Produktabmessung und somit bis zu etwa 50 mm betragen.

[0026] Bei Verschiebung des Linearantriebs 26 in Richtung der Begrenzungswand 34 wird der untere Abschnitt 24 der Schlaufe 20 ebenfalls in diese Richtung bewegt. Aufgrund der Fixierung des rückwärtigen Teilbereichs des oberen Abschnitts 22 der Schlaufe 20 und der Elastizität des Materials der Schlaufe 20 findet eine Art Rollbewegung der Schlaufe 20 statt, wobei sich der obere Abschnitt 22 der Schlaufe 20 verlängert und gleichzeitig der Bogen der Schlaufe 20 näher an die Begrenzungswand 34 heranrückt.

[0027] Wird der Linearantrieb 26 nach hinten verfahren, so wird der Ausgabespalt 16 durch eine umgekehrte Rollbewegung der Schlaufe 20 wieder erweitert.

[0028] Der Linearantrieb 26 ist außerdem darauf ausgerichtet, eine Hin- und Herbewegung des unteren Abschnitts 24 der Schlaufe 20 mit kleiner Amplitude zu bewirken und somit auch für eine entsprechende pulsierende Bewegung im Bogen der Schlaufe 20 zu sorgen, wodurch sich Verklemmungen des Schüttguts 4 lösen und das Schüttgut 4 leichter durch den Austrittsspalt 16 manövriert wird. Hub und Frequenz dieser Hin- und Herbewegung geringer Amplitude sind wiederum von der Produktgröße und Produktform abhängig. Der Hub liegt grundsätzlich vorzugsweise im Bereich von zwischen 1 und 10 mm, während die Frequenz vorzugsweise in einem Bereich von zwischen 0,1 und 5 Hz, mehr bevorzugt zwischen 0,5 und 2 Hz liegt. Dieser pulsierenden Bewegung kann zusätzlich noch eine hochfrequente Vibrationsbewegung überlagert sein, die ebenfalls durch den Linearantrieb 26 erzeugt wird.

[0029] Der Linearantrieb 26 wird vorzugsweise über einen Controller 36 angesteuert. Der Controller 36 wiederum kann Messsignale eines geeigneten Sensors 38 verwenden, der die Menge des durch den Austrittsspalt 16 hindurchgetretenen Schüttguts 4 erfasst. Der Sensor 38 kann beispielsweise die auf der Transportvorrichtung 14 vorhandene Menge an Schüttgut 4 detektieren und kann beispielsweise eine optische Kamera, ein Ultraschallsensor, ein kapazitiver Sensor etc. sein. Idealerweise werden die Breite des Ausgabespalts 16 sowie der Hub und die Frequenz der Hin- und Herbewegung des Linearantriebs 26 derart eingestellt, dass ein gleichmäßiger, vorzugsweise einlagiger Produktteppich auf der Transportvorrichtung 14 vorliegt. Der Controller 36 kann außerdem Einfluss auf einen Schwingantrieb 40 der Transportvorrichtung 14 nehmen, um den Produktfluss anzupassen. Damit kann der gesamte Füllprozess optimiert werden.

[0030] Die in Fig. 2 dargestellte Variante entspricht der Ausführungsform aus Fig. 1, wobei als Linearantrieb 26 mehrere hintereinandergeschaltete Pneumatikzylinder verwendet werden. Es sind noch viele andere Ausgestaltungen des Linearantriebs 26 denkbar.

[0031] In den dargestellten Ausführungsbeispielen wurde die Abgabevorrichtung 12 als vom Vorratsbehälter 2 getrenntes, in dessen Auslaufbereich angeordnetes Element beschrieben. Ebenso ist es denkbar, dass die Abgabevorrichtung 12 einen Teil des Vorratsbehälters 2 bildet und beispielsweise in dessen Seitenwände 6, 8 integriert ist. In diesem Fall könnte die Durchtrittsöffnung 10 gleichzeitig dem Ausgabespalt 16 entsprechen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum dosierten Abgeben von Schüttgut (4) mit
einem Vorratsbehälter (2) für das Schüttgut (4), und
einer Abgabevorrichtung (12) für das Schüttgut (4) vom Vorratsbehälter (2) an eine Transportvorrichtung (14) oder ein Behältnis,
wobei die Abgabevorrichtung (12) einen Ausgabespalt (16) für das Schüttgut (4) definiert und ein Schieberelement (18) zur Beeinflussung der Menge an durch den Ausgabespalt (16) abgegebenes Schüttgut (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schieberelement (18) an seinem vorderen Endbereich eine elastische, im Wesentlichen U-förmige Schlaufe (20) aufweist, wobei ein rückwärtiger Teilbereich des oberen Abschnitts (22) der Schlaufe (20) fixiert ist und wobei ein rückwärtiger Teilbereich des unteren Abschnitts (24) der Schlaufe (20) mit einem Linearantrieb (26) verbunden ist, der sowohl für eine Breitenverstellung des Ausgabespalts (16) durch translatorische Bewegung des unteren Abschnitts (24) der Schlaufe (20) als auch für eine Hin- und Herbewegung des unteren Abschnitts (24) der Schlaufe (20) mit kleiner Amplitude geeignet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Schlaufe (20) aus lebensmittelechtem Gummi, vorzugsweise aus Vulkollan, gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberelement (18) unter einem Winkel von zwischen 0° und 50°, vorzugsweise zwischen 0° und 35°, zur Horizontalen angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rückwärtige Teilbereich des oberen Abschnitts (24) der Schlaufe (20) an einer schräg verlaufenden ersten Seitenwand (6) des Vorratsbehälters (2) fixiert ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgabespalt (16) an einer Seite durch den Bogen der U-förmigen Schlaufe (20) und an der anderen Seite durch eine Begrenzungswand (34) begrenzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswand (34) im Wesentlichen vertikal verläuft.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (26) ein elektromagnetischer Linearmotor ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (2) als Trichter ausgestaltet ist, dessen zweite Seitenwand (8) kürzer ist als die erste Seitenwand (6), wodurch eine Durchtrittsöffnung (10) gebildet wird, durch welche das Schüttgut (4) in Richtung der Abgabevorrichtung (12) hindurchtritt.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des Linearantriebs (26) bei der Hin- und Herbewegung des unteren Abschnitts (24) der Schlaufe (20) mit kleiner Amplitude zwischen 1 und 10 mm beträgt.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Linearantriebs (26) bei der Hin- und Herbewegung des unteren Abschnitts (24) der Schlaufe (20) mit kleiner Amplitude zwischen 0,1 und 5 Hz, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 Hz, beträgt.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Controller (36) aufweist, der den Linearantrieb (26) ansteuert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sensor (38) zum Erfassen der Menge an durch den Austrittsspalt (16) hindurchgetretenem Schüttgut (4) aufweist, der mit dem Controller (36) verbunden ist.

Zeichnung