[0001] Die Erfindung betrifft eine Pulverbereitstellungseinrichtung für einen Pulverdosierer
mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Bei der Dosierung von Pulvern insbesondere mittels sogenannter Stechheber erfolgt
die Abgrenzung der zu dosierenden Pulvermenge durch das Einstechen einer Hülse in
ein Pulverbett, welches in einem Pulverbehälter bereitgehalten wird. Die abgegrenzte
Pulvermenge wird mittels eines Stempels in der Hülse kompaktiert. Die Hülse mit der
darin enthaltenen abgegrenzten Pulvermenge wird dann aus dem Pulverbett herausgezogen.
Der Pulverbehälter wird nun zusammen mit seinem darin enthaltenen Pulverbett relativ
zum ortsfest positionierten Dosierer gedreht, damit die Stechheberhülse des Dosierers
in einen frischen Bereich des Pulverbettes eintauchen kann.
[0003] Der vorstehend umrissene Vorgang hinterlässt Einstichkrater im Pulverbett, die beim
Weiterdrehen des Pulverbehälters wieder geschlossen werden müssen. Viele Pulversorten
sind jedoch so beschaffen, dass sich die Krater nicht in jedem Fall von alleine schließen.
Zur Unterstützung des Schließvorganges wird deshalb eine ortsfest gelagerte Glättungseinrichtung
eingesetzt, die im Stand der Technik Rechen und Leitbleche umfasst. In Folge der Relativbewegung
des sich mit dem Pulverbehälter mitdrehenden Pulverbetts gegenüber den ortsfesten
Rechen und Leitblechen sollen sich die Krater schließen.
[0004] Die genannten Bauteile, namentlich die Rechen und Leitbleche, welche passiv im Pulverbett
hängen, haben jedoch den Nachteil, dass sie in Bewegungsrichtung hinter sich einen
Nachlauf erzeugen, also quasi einen "Schatten" werfen, der eine furchenförmige Vertiefung
im Pulverbett bildet und zudem die Dichte des Pulvers lokal verändert. Sofern nun
eine Hülse in eine solche Furche sticht, ist deren Füllmenge gegenüber denjenigen
Hülsen reduziert, welche in einen Pulverbettbereich ohne Furche eintauchen. Es kommt
noch hinzu, dass im Stand der Technik die Einstellung der Rechen und Leitbleche manuell
erfolgt. Ihre Wirkung ist kaum reproduzierbar, sensibel gegen Änderungen aller Art
und außerdem geschwindigkeitsabhängig.
[0005] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsbildende Pulverbereitstellungseinrichtung
derart weiterzubilden, dass damit ein Pulverbett in einem gleichmäßigeren und besser
reproduzierbaren Zustand bereitgestellt werden kann.
[0006] Nach der Erfindung ist eine Pulverbereitstellungseinrichtung für einen Pulverdosierer
vorgesehen, deren ortsfest gelagerte Glättungseinrichtung ein Rührwerk mit mindestens
einem in den Innenraum des Pulverbehälters ragenden, drehend antreibbaren Rührer umfasst.
Der Rührer bewirkt eine zuverlässige Einebnung von Einstichkratern im Pulverbett,
ohne die Pulvereigenschaften wie Pulverdichte oder dergleichen nachteilig zu beeinflussen.
Anders als bei einem passiven, also unbewegten Element führt die rührende Drehbewegung
des Rührers dazu, dass seine Wirkung innerhalb einer bestimmten Breite homogen ist.
Im Nachlauf der Rührers entstehen keine lokal vertieften Furchen. Vielmehr erzeugt
der ortsfest, aber drehbar gelagerte und angetriebene Rührer im relativ dazu bewegten
Pulverbett einen breiten und gleichförmigen Nachlauf, innerhalb dessen der oder die
Stechheber reproduzierbare Dosierbedingungen vorfinden.
[0007] Es kann zweckmäßig sein, dass der mindestens eine Rührer mit schräg zur Vertikalen
liegender Drehachse in den Innenraum des Pulverbehälters bzw. in das Pulverbett eintaucht.
Bevorzugt weist er jedoch eine vertikal ausgerichtete Drehachse auf. Hierdurch wird
erreicht, dass die Rührwirkung keine wesentlichen Vertikal- bzw. Axialkomponenten
aufweist. Dies trägt zur weiteren Vergleichmäßigung der Pulveroberfläche bzw. des
Pulverhöhenniveaus unter Vermeidung von lokalen Erhöhungen bzw. Vertiefungen bei.
[0008] In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist das Rührwerk zwei gegenläufig antreibbare
und ineinander greifende Rührer auf. Bezüglich der relativen Drehbewegung des Pulverbehälters
zusammen mit dem Pulverbett gegenüber dem Rührwerk entsteht eine symmetrisch ausgebildete
Rührwirkung mit weiter verbesserter Gleichförmigkeit.
[0009] Der Rührer weist zweckmäßig mindestens ein axiales Mischelement und/oder ein radiales
Mischelement auf. Als axiales Mischelement ist hier ein Mischelement gemeint, welches
sich zumindest anteilig in Richtung der Drehachse des Rührers erstreckt. Als radiales
Mischelement ist hier ein Mischelement gemeint, welches sich zumindest anteilig in
radialer Richtung relativ zur Drehachse des Rührers erstreckt. Dabei muss es sich
nicht um eine exakt axiale oder radiale Ausrichtung handeln. Vielmehr sind auch solche
Ausführungsformen mit umfasst, die schräg zu den jeweiligen Richtungen verlaufen und
dabei nur anteilig eine Richtungskomponente bezüglich der genannten Richtungen aufweisen.
Jedenfalls wird dadurch sichergestellt, dass die Durchmischungswirkung innerhalb eines
Zielvolumens des Pulverbetts mit ausgeprägter Gleichmäßigkeit eintrifft.
[0010] In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Drehbewegung des Rührers an die Drehbewegung
des Pulverbehälters gekoppelt. Der Lauf des Rührers ist also mit dem Lauf des Pulverbehälters
synchronisiert. Die Wirkung des Rührers ist folglich unabhängig von der Betriebsgeschwindigkeit.
Dies erlaubt insbesondere auch einen getakteten Betrieb mit Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen,
in denen die Pulverbettaufbereitung trotz variierender Geschwindigkeiten immer gleichmäßig
erfolgt.
[0011] Insgesamt ist erreicht, dass die Pulverbettaufbereitung mit erheblich verbesserter
Reproduzierbarkeit und Gleichmäßigkeit erfolgt. Einstellarbeiten sind praktisch nicht
erforderlich. Die Dosiergenauigkeit des aus der erfindungsgemäßen Pulverbereitstellungseinrichtung
entnommenen Pulvers ist deutlich gesteigert.
[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in einer schematischen Draufsicht ein System aus einem Pulverdosierer und einer erfindungsgemäßen
Pulverbereitstellungseinrichtung mit zwei gegenläufig angetriebenen Rührern, und
- Fig. 2
- in einer Schnittdarstellung die Pulverbereitstellungseinrichtung nach Fig. 1 mit Einzelheiten
seiner als Rührwerk ausgebildeten Glättungseinrichtung.
[0013] Fig. 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen Ausschnitt eines Systems, welches
einen Pulverdosierer 1 und eine Pulverbereitstellungseinrichtung 4 für den Pulverdosierer
1 umfasst. Teil der erfindungsgemäßen Pulverbereitstellungseinrichtung 4 ist ein Pulverbehälter
5, in dem ein Pulverbett 3 aus einem pulvrigen Produkt bereitgehalten wird. Das pulvrige
Produkt ist hier ein pharmazeutisches Präparat. Es kommen aber auch andere pulvrige
Produkte zur Bildung des Pulverbetts 3 und zur Prozessierung mittels der Pulverbereitstellungseinrichtung
4 in Betracht. Mittels des Pulverdosierers 1 werden Teilmengen des pulvrigen Produkts
aus dem Pulverbett 3 entnommen und jeweils als definierte Dosiermenge abgegrenzt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Pulverdosierer 1 eine nur schematisch angedeutete
Stechheberstation mit beispielhaft vier angedeuteten Stechhebern 2, deren zylindrische
Hülsen von oben, also senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 1 in das Pulverbett 3
eintauchen, um dort in bekannter Weise jeweils eine Pulvermenge abzugrenzen, zu kompaktieren
und für die Weiterverarbeitung, insbesondere für die Überführung in nicht dargestellte
Zielbehälter zu entnehmen. Anstelle einer Stechheberstation können aber auch andere
Bauformen eines Pulverdosierers 1 zum Einsatz kommen.
[0014] Die Pulverbereitstellungseinrichtung 4 umfasst neben dem genannten topfförmigen Pulverbehälter
5 eine Glättungseinrichtung 6 für das Pulverbett 3, deren weitere Einzelheiten sich
aus der Zusammenschau der Fig. 1 mit Fig. 2 ergeben. Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung
die Pulverbereitstellungseinrichtung nach Fig. 1 in einer Schnittebene senkrecht zur
Zeichnungsebene nach Fig. 1. Aus der Zusammenschau der Fig. 1 und 2 ergibt sich, dass
die Glättungseinrichtung 6 ebenso wie der Pulverdosierer 1 ortsfest gelagert ist,
während der Pulverbehälter 5 um eine vertikale Drehachse 12 drehbar gelagert ist und
im Betrieb um diese Drehachse entsprechend einem Pfeil 13 (Fig. 1) drehend angetrieben
wird. Das Pulverbett 3 im Pulverbehälter 5 folgt dieser Drehbewegung, so dass es gegenüber
dem fest positionierten Pulverdosierer 1 und auch gegenüber der fest positionieren
Glättungseinrichtung 6 eine Relativbewegung ausübt.
[0015] Die genannte Drehbewegung von Pulverbehälter 5 und Pulverbett 3 um die Drehachse
12 ist intermittierend bzw. getaktet. Beim oben umrissenen Abmessen der einzelnen
Pulverdosiermengen, also bei Eintauchen der Stechheberhülse in das Pulverbett 3 bis
hin zum Zurückziehen desselben ist die Drehbewegung angehalten. Danach wird die Drehbewegung
der Einheit aus Pulverbehälter 5 und Pulverbett 3 in Gang gesetzt und nach Ausführung
eines definierten Winkelschritts erneut angehalten, wonach der Abmessungs- bzw. Dosiervorgang
erneut beginnt. Das Pulverbett 3 weist gemäß der Darstellung nach Fig. 2 eine Oberfläche
19 auf, in der die Stechheber 2 (Fig. 1) nach dem Herausziehen Krater hinterlassen.
Die Ausführung des genannten Winkelschritts trägt dazu bei, dass der Pulverdosierer
1 bei jedem Abmessungs- bzw. Dosiervorgang ein Pulverbett 3 mit möglichst homogenen
Eigenschaften und möglichst ungestörter Oberfläche 19 vorfindet.
[0016] Eventuell vorhandene Krater in der Oberfläche 19 oder auch andere durch den Pulverdosierer
1 hervorgerufene Störungen im Pulverbett 3 wandern zunächst mit der Drehbewegung des
Pulverbehälters 5 in Richtung des Pfeils 13 mit. Zur Beseitigung solcher Störungen
ist in Drehrichtung (Pfeil 13) hinter dem Pulverdosierer 1 die oben schon erwähnte
Glättungseinrichtung 6 für das Pulverbett 3 positioniert. Die Glättungseinrichtung
6 umfasst ein Rührwerk 7, welches seinerseits mindestens einen, hier zwei Rührer 8,
9 umfasst. Die beiden Rührer 8, 9 weisen Antriebswellen auf, mittels derer sie in
einer ortsfesten, nicht mit dem Pulverbehälter mitdrehenden Lagerplatte 18 drehbar
gelagert sind. Dabei weisen der eine Rührer 8 eine vertikale Drehachse 14 und der
andere Rührer 9 eine vertikale Drehachse 16 auf. Beide Drehachsen 14, 16 der Rührer
8, 9 sind achsparallel zueinander und auch achsparallel zur Drehachse 12 des Pulverbehälters
5.
[0017] Beide Rührer 8, 9 weisen jeweils mindestens ein, hier vier axiale Mischelemente 10
sowie optional auch mindestens ein, hier vier radiale Mischelemente 11 jeweils aus
gebogenem Draht auf. Die axialen Mischelemente 10 verlaufen parallel zur jeweiligen
Drehachse 14, 16, können aber auch in einem schrägen Winkel dazu liegen und beispielsweise
schraubenförmig verlaufen. Die radialen Mischelemente verlaufen radial zur jeweiligen
Drehachse 14, 16. Auch für sie gilt, dass sie nicht exakt diesen Verlauf haben müssen,
sondern auch in einem schrägen Winkel dazu liegen und beispielsweise spiralig verlaufen
können. Die Rührer 8, 9 sind derart positioniert, dass sie mit ihren axialen und radialen
Mischelementen 10, 11 in den Innenraum des Pulverbehälters 5 und dort in das Pulverbett
3 hineinragen. Die Eintauchtiefe der Rührer 8, 9 unter die Oberfläche 19 des Pulverbettes
3 reicht praktisch bis zum Boden des Pulverbehälters 5. Jedenfalls ist sie bevorzugt
mindestens so groß wie die Eintauchtiefe der Stechheber 2.
[0018] Aus der Draufsicht nach Fig. 1 ergibt sich noch, dass beide Rührer 8, 9 in Drehrichtung
des Pulverbehälters 5 auf gleicher Relativposition zum Pulverdosierer 1 liegen, jedoch
in radialer Richtung zueinander beabstandet sind. Es kann aber auch ein Positionsversatz
beider Rührer 8, 9 in Drehrichtung des Pulverbehälters 5 zweckmäßig sein. Außerdem
ist in Fig. 1 zu erkennen, dass beide Rührer 8, 9 im Betrieb um ihre jeweiligen Drehachsen
14, 16 gegenläufig angetrieben werden, wie dies durch Pfeile 15, 17 kenntlich gemacht
ist. Der Abstand der beiden Drehachsen 14, 16 ist kleiner als der Durchmesser der
Rührer 8, 9, in dessen Folge die Mischelemente 10, 11 beider Rührer 8, 9 ineinander
kämmen. Durch geeigneten Drehwinkelversatz wird dabei eine Kollision der Mischelemente
8, 9 miteinander verhindert. Insgesamt erzeugen beide Rührer 8, 9 eine lückenfreie
Wirkbreite, die sich radial zur Drehachse 12 des Pulverbehälters 5 soweit erstreckt,
dass die ebenfalls radial zur Drehachse 12 des Pulverbehälters 5 gemessene Wirkbreite
des Pulverdosierers 1 bzw. seiner sämtlichen Stechheber 2 vollständig abgedeckt ist.
Der im Pulverbett 3 sich einstellende Nachlauf des gesamten Pulverdosierers 1 wird
vollständig von den Mischelementen 8, 9 erfasst.
[0019] Die Drehbewegung beider Rührer 8, 9 ist an die Drehbewegung des Pulverbehälters 5
gekoppelt. Dies kann beispielsweise durch einen gemeinsamen Antrieb und eine mechanische
Zwangskopplung mittels Zahnrädern, aber auch durch eine geeignete elektronische Steuerung
bei separaten Antrieben herbeigeführt werden. Jedenfalls stehen die Rührer 8, 9 still,
wenn der Pulverbehälter 5 still steht. Und sie drehen sich, wenn auch der Pulverbehälter
5 eine Drehbewegung ausführt. In Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen des Pulverbehälters
5 führen auch die Rührer 8, 9 korrespondierend beschleunigte oder verzögerte Drehbewegungen
aus.
[0020] Insgesamt wird erreicht, dass mittels des Rührwerks 7 Störungen des Pulverbetts 3
im Nachlauf des Pulverdosierers 1 beseitigt werden, und dass dem Pulverdosierer 1
kontinuierlich ein Pulverbett 3 mit homogenen Pulvereigenschaften und mit einer Oberfläche
19 auf konstantem Höhenniveau zugeführt wird.
1. Pulverbereitstellungseinrichtung (4) für einen Pulverdosierer (1), insbesondere für
eine Stechheberstation, mit einem drehend antreibbaren Pulverbehälter (5) zur Aufnahme
eines Pulverbetts (3), und mit einer ortsfest gelagerten Glättungseinrichtung (6)
für das Pulverbett (3),
dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfest gelagerte Glättungseinrichtung (6) ein Rührwerk (7) mit mindestens einem
in den Innenraum des Pulverbehälters (5) ragenden, drehend antreibbaren Rührer (8,
9) umfasst.
2. Pulverbereitstellungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rührer (8, 9) eine vertikal ausgerichtete Drehachse aufweist.
3. Pulverbereitstellungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk (7) zwei gegenläufig antreibbare und ineinander greifende Rührer (8,
9) aufweist.
4. Pulverbereitstellungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rührer (8, 9) mindestens ein axiales Mischelement (10) aufweist.
5. Pulverbereitstellungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rührer (8, 9) mindestens ein radiales Mischelement (11) aufweist.
6. Pulverbereitstellungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung des Rührers (8, 9) an die Drehbewegung des Pulverbehälters (5) gekoppelt
ist.