VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM DOSIEREN VON PULVERFÖRMIGEM FÜLLGUT

(19)

(11)

EP 3 369 409 A1

(12)	EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)	Veröffentlichungstag:
	05.09.2018 Patentblatt 2018/36

(21)	Anmeldenummer: 17000326.3

(22)	Anmeldetag: 02.03.2017

(51)

Internationale Patentklassifikation (IPC):

A61J 3/07^(2006.01)

B65B 1/38^(2006.01)

(84)	Benannte Vertragsstaaten:
	AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
	Benannte Erstreckungsstaaten:
	BA ME
	Benannte Validierungsstaaten:
	MA MD

(71)	Anmelder: Harro Höfliger Verpackungsmaschinen GmbH
	71573 Allmersbach im Tal (DE)

(72)	Erfinder:
	Weigel, Marco D - 71573 Allmersbach im Tal (DE) Huhnen, Florian D - 71573 Allmersbach im Tal (DE) Höpfer, Jonas D - 71573 Allmersbach im Tal (DE) Gaus, Philipp D - 71573 Allmersbach im Tal (DE)

(74)	Vertreter: Schmid, Barbara et al
	Müller, Clemens & Hach Patentanwaltskanzlei Lerchenstraße 56 74074 Heilbronn 74074 Heilbronn (DE)

(54)	VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM DOSIEREN VON PULVERFÖRMIGEM FÜLLGUT

(57) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Dosieren von pulverförmigem Füllgut mit einem Füllgutbehälter, mit zumindest einem in seiner Längsrichtung beweglichen Dosierwerkzeug (20), mittels dem eine definierte Menge des pulverförmigen Füllguts (56) in ein Behältnis (40) überführt werden kann und mit zumindest einer Antriebseinheit (32) für das Dosierwerkzeug (20). Erfindungsgemäß kann das zumindest eine Dosierwerkzeug (20) durch die Antriebseinheit (32) in eine Rotationsbewegung (44) um seine Längsachse versetzt werden. Bei dem Dosierwerkzeut (20) kann es sich um einen Stopfstempel oder um einen Stechheber handeln. Bei dem Verfahren zum Dosieren von pulverförmigem Füllgut wird zunächst eine definierte Menge des pulverförmigen Füllguts aus einem Füllgutbehälter separiert. Anschließend wird dieses separierte Füllgut mittels eines Dosierwerkzeugs (20) in ein Behältnis (40) überführt. Erfindungsgemäß rotiert das Dosierwerkzeug (20) während des Kontakts mit der definierten Menge an pulverförmigem Füllgut zumindest zeitweise zumindest ein Stück weit um seine Längsachse.

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren, mittels derer ein pulverförmiges Füllgut dosiert werden kann. Das pulverförmige Füllgut kann anschließend insbesondere in Hartgelatinekapseln aber auch in andere Behältnisse überführt werden. Derartige Vorrichtungen und Verfahren werden insbesondere in der pharmazeutischen Industrie zur Befüllung von Hartgelatinekapseln mit Arzneimitteln eingesetzt.

STAND DER TECHNIK

[0002] Es ist bekannt, Hartgelatinekapseln mittels einer sogenannten Stopfvorrichtung zu befüllen. Dabei wird das einzufüllende Pulver in eine Dosierkammer, beispielsweise in die Bohrungen einer Dosierscheibe, gefüllt. Das Pulver wird anschließend mittels eines Stempels in der Dosierkammer kompaktiert. Dazu führt der Stempel zumindest eine Hubbewegung durch, so dass ein Pressling entsteht. Der fertige Pressling wird dann aus der Dosierkammer ausgedrückt, indem die Dosierkammer geöffnet und der Pressling mittels eines Stempels ausgestoßen wird.

[0003] Beim Ausdrücken des Presslings aus der Dosierkammer kann es insbesondere bei klebrigen Pulvern vorkommen, dass der Pressling an dem Stempel hängen bleibt und nicht in die Hartgelatinekapsel abfällt. Der Pressling wird in diesem Fall wieder mit dem Stempel zurückgezogen. Dies führt zu einer schlechten Dosiergenauigkeit und folglich zu einem größeren Ausschuss.

[0004] Entsprechend der EP 2 175 825 A1 (entspricht WO 2009/007275 A1) wird vorgeschlagen, die Stempel mittels eines Hubstößels in Längsrichtung der Stempel anzustoßen, so dass die Stempel in Längsrichtung vibrieren. Dies soll das Lösen der Presslinge von dem Stempel erleichtern.

[0005] Darüber hinaus ist es bekannt, Hartgelatinekapseln mittels eines Stechhebers zu befüllen. Bekannte Stechheber besitzen eine äußere Dosierhülse und einen darin verschiebbar geführten Dosierkolben. Der Dosierkolben wird gegenüber einer freien Kante der Dosierhülse zurückgezogen, so dass sich innerhalb der Dosierhülse eine Dosierkammer bildet. Die Dosierhülse wird dann in ein Pulverbett eingetaucht, wobei das Dosiervolumen durch eine Hubbewegung des Dosierkolbens eingestellt werden kann. Beim Eintauchen des Stechhebers befüllt sich die Dosierkammer mit dem Pulver. Die durch das Volumen der Dosierkammer vorgegebene Pulvermenge bleibt beim Herausziehen des Stechhebers aus dem Pulverbett in der Dosierkammer hängen. Anschließend wird das Pulver mit dem Dosierkolben kompaktiert. Das Pulver kann mit dem Stechheber transportiert und mittels des Dosierkolbens aus der Dosierkammer heraus in den vorgesehenen Behälter gefüllt werden.

[0006] Insbesondere bei klebrigen Pulvern kann es auch bei der Verwendung von Stechhebern zu Problemen kommen. So kann das Befüllen des Stechhebers mit dem Pulver dadurch gestört werden, dass bereits in der Dosierhülse vorhandene Pulver mit den Innenwänden der Dosierhülse verklebt, so dass sich die Dosierkammer nicht vollständig mit Pulver füllt. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Entleeren der Dosierkammer bei klebrigen Pulvern erschwert sein. Insgesamt kann es dadurch zu Dosierungenauigkeiten kommen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0007] Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem Füllgut anzugeben, mittels der Dosierungenauigkeiten vermieden werden können.

[0008] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs 1 gegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 8 gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von sich an diese Ansprüche anschließenden weiteren Ansprüchen.

[0009] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dosieren von pulverförmigem Füllgut besitzt einen Füllgutbehälter, in dem das pulverförmige Füllgut vorrätig gehalten werden kann. Aus diesem Füllgutbehälter kann eine definierte Menge des pulverförmigen Füllguts mittels eines Dosierwerkzeugs entnommen und in ein Behältnis - beispielsweise in das Kapselunterteil einer Hartgelatinekapsel - überführt werden. Das Dosierwerkzeug ist dazu in seiner Längsrichtung beweglich ausgebildet. Erfindungsgemäß kann das Dosierwerkzeug durch eine Antriebseinheit in eine Rotationsbewegung um seine Längsachse versetzt werden. Durch diese Antriebseinheit kann eine definierte Rotationsbewegung ausgeführt werden, die ein Anhaften des pulverförmigen Feststoffs an dem Dosierwerkzeug verhindert. Dadurch können Dosierungenauigkeit vermieden werden, was zu einem geringeren Ausschuss und damit zu einer gesteigerten Produktivität führt.

[0010] Vorzugsweise kann die Antriebseinheit sowohl eine Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn als auch eine Rotationsbewegung im Gegen-Uhrzeigersinn ermöglichen. Durch eine wechselseitige Rotation im Uhrzeigersinn und im Gegen-Uhrzeigersinn kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform eine Pendel- oder Scherbewegung erzeugt werden, durch die ein Anhaften von Feststoff an dem Dosierwerkzeug besonders effektiv verhindert werden kann.

[0011] In einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein erster motorischer Antrieb vorhanden sein, mittels dem das Dosierwerkzeug entlang seiner Längsachse bewegt werden kann. Die Rotation des Dosierwerkzeugs kann mittels einer separat ausgebildeten Antriebseinheit erfolgen. Die Rotationsbewegung könnte auf diese Weise unabhängig von der Transportbewegung des Dosierwerkzeugs mittels des ersten motorischen Antriebs erfolgen. Darüber hinaus könnten mehrere Dosierwerkzeuge mittels eines gemeinsamen motorischen Antriebs in Längsrichtung bewegt werden.

[0012] In einer ersten Ausführungsform kann das Dosierwerkzeug als Stempel ausgebildet sein. In diesem Fall kann am Grund des Füllgutbehälters zumindest eine Dosierkammer ausgebildet sein, in die eine definierte Menge des Füllguts eingefüllt werden kann. Das Füllgut in der Dosierkammer kann in diesem Fall zunächst von dem Stempel zu einem Pressling kompaktiert werden. Anschließend kann durch den Stempel das Ausstoßen des Presslings aus der Dosierkammer erfolgen.

[0013] Die Rotationsbewegungen des Stempels können während des Kompaktierens des pulverförmigen Füllguts in der Dosierkammer und/oder während des Ausstoßens des Presslings aus der Dosierkammer durchgeführt werden. Rotationsbewegungen während des Kompaktierens des pulverförmigen Füllguts in der Dosierkammer können bereits das Anhaften des Presslings an dem Stempel verhindern. Demgegenüber kann eine Rotationsbewegung während des Ausstoßens des Presslings aus der Dosierkammer für ein leichteres Ablösen des Presslings von dem Stempel sorgen. Abhängig von der Art des pulverförmigen Füllguts und von der Größe des sich bildenden Presslings kann lediglich während eines der beiden Vorgänge eine Rotationsbewegung angebracht sein, oder auch eine Kombination. Es wäre auch möglich, den Stempel durchgehend eine Rotationsbewegung ausführen zu lassen.

[0014] In einer zweiten Ausführungsform kann das Dosierwerkzeug als Stechheber ausgebildet sein. In diesem Fall kann der Stechheber in das in dem Füllgutbehälter vorhandene Pulverbett eingetaucht werden, um eine definierte Menge an Füllgut zu entnehmen. Anschließend kann die in der Dosierkammer des Stechhebers vorhandene Menge an Pulver in ein bereitstehendes Behältnis überführt werden.

[0015] Die Rotationsbewegungen des Stechhebers können während des Eintauchens des Stechhebers in das Pulverbett und/oder während des Ausstoßens des Pulvers aus der Dosierkammer des Stechhebers durchgeführt werden. Rotationsbewegungen während des Eintauchens des Stechhebers in das Pulverbett können bereits das frühzeitige Anhaften von Pulver an den Innenwänden der Dosierkammer des Stechhebers verhindern und somit eine vollständige und exakte Befüllung der Dosierkammer ermöglichen. Demgegenüber kann eine Rotationsbewegung während des Ausstoßens des Pulvers aus der Dosierkammer des Stechhebers für ein vollständiges und leichtes Ausstoßen des Pulvers sorgen. Abhängig von der Art des pulverförmigen Füllguts und von der Größe der Dosierkammer des Stechhebers kann lediglich während eines der beiden Vorgänge eine Rotationsbewegung angebracht sein, oder auch eine Kombination. Es wäre auch möglich, den Stechheber durchgehend eine Rotationsbewegung ausführen zu lassen.

[0016] Vorzugsweise sollte bei einer Rotationsbewegung des Stechhebers zumindest eine Rotationsbewegung des Dosierkolbens erfolgen. Diese Rotationsbewegung kann bereits ausreichend sein, um ein Anhaften von Pulver in der Dosierkammer effektiv zu verhindern. Zusätzlich zu der Rotationsbewegung des Dosierkolbens könnte auch die Dosierhülse eine Rotationsbewegung ausführen. Dabei können die Rotationsbewegungen von Dosierkolben und Dosierhülse gegensätzlich zueinander verlaufen, so dass eine Scherbewegung erfolgt.

[0017] Dabei ist es nicht erforderlich, dass jeweils eine vollständige Umdrehung im Uhrzeigersinn oder im Gegen-Uhrzeigersinn ausgeführt wird. Vielmehr kann es ausreichend sein, die Rotation lediglich ein Stück weit auszuführen und dann zu stoppen. Anschließend kann die Rotation in die gleiche Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung fortgeführt werden.

[0018] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den in den Ansprüchen ferner angegebenen Merkmalen sowie den nachstehenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

[0019] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Dosierwerkzeug als Stempel ausgebildet ist, während des Kompaktierens des Füllguts in der Dosierkammer,
Fig. 2: die Vorrichtung gemäß Fig. 1 während des Ausstoßens des Presslings aus der Dosierkammer,
Fig. 3: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Dosierwerkzeug als Stechheber ausgebildet ist, während des Füllens der Dosierkammer mit Füllgut und
Fig. 4: die Vorrichtung gemäß Fig. 3 während des Ausstoßens des Pulvers aus der Dosierkammer des Stechhebers.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

[0020] Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Vorrichtung 10 besitzt als Dosierwerkzeug einen Stempel 20, der mittels eines hier nicht dargestellten motorischen Antriebs in eine senkrechte Hubbewegung (Pfeil 22) versetzt werden kann. Der Stempel 20 bewegt sich durch die Hubbewegung 22 in der Bohrung 24 einer Dosierscheibe 26. Jede Bohrung 24 der Dosierscheibe 26 bildet dabei eine Dosierkammer.

[0021] In Fig. 1 ist die Bohrung 24 von der Unterseite her durch eine Platte 28 verschlossen. Dadurch kann die Bohrung 24 zunächst mit einer definierten Menge an Füllgut befüllt werden. Der Stempel 20 kann das in der Bohrung 24 vorhandene Pulver anschließend gemäß Fig. 1 zu einem Pressling 30 kompaktieren. Während des Kompaktierens des Füllguts wird der Stempel 20 in der hier dargestellten Ausführungsform durch eine Antriebseinheit 32 in eine Rotationsbewegung (Pfeil 34) versetzt. Die Rotation 34 des Stempels 20 während des Kompaktierens des Füllguts kann dafür sorgen, dass der entstehende Pressling 30 nicht an der Unterseite des Stempels 20 anhaftet.

[0022] Im vorliegenden Beispielsfall erfolgt die Rotationsbewegung 34 mit einer konstanten Geschwindigkeit im Uhrzeigersinn. Im Gegensatz dazu könnte die Rotationsbewegung 34 auch im Gegen-Uhrzeigersinn erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu könnte die Geschwindigkeit während der Rotationsbewegung 34 variiert werden. So könnte die Rotationsbewegung aus mehreren kleineren, ruckartigen Bewegungsstößen bestehen. Darüber hinaus könnte auch die Rotationsrichtung in vorbestimmten Abständen geändert werden, so dass zunächst im Uhrzeigersinn und anschließend im Gegen-Uhrzeigersinn rotiert würde. Diese Richtungsänderung könnte dann beliebig oft wiederholt werden.

[0023] Nach dem Kompaktieren des Füllguts zu einem Pressling 30 erfolgt entsprechend Fig. 2 das Ausstoßen des Presslings 30 in ein geeignetes Behältnis. Im vorliegenden Beispielsfall handelt es sich dabei um das Kapselunterteil 40 einer Hartgelatinekapsel. Das Kapselunterteil 40 wird mittels einer Aufnahmeeinheit 42 unterhalb der Dosierkammer 24 positioniert. Nach dem Befüllen des Kapselunterteils 40 mit dem Pressling 30 kann das Kapselunterteil 40 durch die Aufnahmeeinheit 42 seitlich entfernt werden, so dass ein neues Kapselunterteil unter der Dosierkammer 24 positioniert werden kann. Das befüllte Kapselunterteil 40 kann dann in weiteren Bearbeitungsstationen mit einem weiteren Pressling oder einem anderen Produkt versehen oder auch direkt verschlossen werden. Das Zuführen und Wegführen der Kapselunterteile kann insbesondere durch einen Rundschalttisch erfolgen, wie er beispielsweise aus der EP 1 415 637 A1 oder der EP 2 135 810 A1 bekannt ist.

[0024] Im vorliegenden Beispielsfall wird der Stempel 20 während des Ausstoßens des Presslings 30 durch die Antriebseinheit 32 in eine Rotationsbewegung (Pfeil 44) versetzt. Durch die Rotation 44 des Stempels 20 während des Ausstoßens des Presslings 30 löst sich der Pressling 30 leichter von der Unterseite des Stempels 20 und kann sicher und zuverlässig in das Kapselunterteil 40 fallen.

[0025] Die Rotationsbewegung 44 kann dabei vergleichbar der Rotationsbewegung 34 mit konstanter Rotationsgeschwindigkeit und -richtung aber auch mit variierender Rotationsgeschwindigkeit und/oder Rotationsrichtung erfolgen. Dabei wäre es möglich, sowohl die Rotationsbewegung 34 während des Kompaktierens (Fig. 1) als auch die Rotationsbewegung 44 während des Ausstoßens (Fig. 2) durchzuführen. In diesem Fall können die beiden Rotationsbewegungen 34, 44 identisch sein, aber auch an die unterschiedlichen Situationen angepasst unterschiedlich ausgeführt werden. Abhängig von dem verwendeten Füllgut, der Taktgeschwindigkeit des Rundschalttisches und/oder der Größe des Presslings 30 kann es jedoch ausreichend sein, lediglich die Rotationsbewegung 34 während des Kompaktierens des Füllguts oder die Rotationsbewegung 44 während des Ausstoßens des Presslings 30 aus der Dosierkammer 24 vorzusehen.

[0026] Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Vorrichtung 12 besitzt als Dosierwerkzeug einen Stechheber 50, der mittels eines hier nicht dargestellten motorischen Antriebs in eine senkrechte Hubbewegung (Pfeil 52) versetzt werden kann. Der Stechheber 50 bewegt sich durch die Hubbewegung 52 nach unten in das in einem Füllgutbehälter 54 vorhandene Füllgut 56 und wieder nach oben aus diesem heraus.

[0027] Der Stechheber 50 besitzt eine äußere Dosierhülse 60 und einen darin verschiebbar geführten Dosierkolben 62. Der Dosierkolben 62 ist gegenüber der freien Kante 64 der Dosierhülse 60 ein Stück weit zurückgezogen, so dass sich innerhalb der Dosierhülse 60 eine Dosierkammer 66 bildet. Die Dosierhülse 60 ist in Fig. 3 mit ihrer freien Kante 64 in das in dem Füllgutbehälter 54 vorhandene, ein Pulverbett bildende Füllgut 56 eingetaucht. Beim Eintauchen des Stechhebers 50 befüllt sich die Dosierkammer 66 mit dem Füllgut 56. Während des Eintauchens des Stechhebers 50 in das Füllgut 56 wird der Dosierkolben 62 des Stechhebers 50 in der hier dargestellten Ausführungsform durch eine Antriebseinheit 70 in eine Rotationsbewegung (Pfeil 72) versetzt. Diese Rotation 72 des des Dosierkolbens kann dafür sorgen, dass das Füllgut 56 gleichmäßig in der Dosierkammer 66 verteilt vorliegt, so dass eine optimale und reproduzierbare Füllung der Dosierkammer 66 erreicht wird.

[0028] Im vorliegenden Beispielsfall erfolgt die Rotationsbewegung 72 mit einer konstanten Geschwindigkeit im Uhrzeigersinn. Im Gegensatz dazu könnte die Rotationsbewegung 72 auch im Gegen-Uhrzeigersinn erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu könnte die Geschwindigkeit während der Rotationsbewegung 72 variiert werden. So könnte die Rotationsbewegung aus mehreren kleineren, ruckartigen Bewegungsstößen bestehen. Darüber hinaus könnte auch die Rotationsrichtung in vorbestimmten Abständen geändert werden, so dass zunächst im Uhrzeigersinn und anschließend im Gegen-Uhrzeigersinn rotiert würde. Diese Richtungsänderung könnte dann beliebig oft wiederholt werden.

[0029] Die durch das Volumen der Dosierkammer 66 vorgegebene Pulvermenge bleibt beim Herausziehen des Stechhebers 50 aus dem Pulverbett in der Dosierkammer 66 hängen. Das Pulver kann auf diese Weise mit dem Stechheber 50 transportiert und mittels des Dosierkolbens 62 aus der Dosierkammer 66 heraus in ein dafür vorgesehenes Behältnis gefüllt werden (siehe Fig. 4). Im vorliegenden Beispielsfall handelt es sich dabei um das Kapselunterteil 40 einer Hartgelatinekapsel, das mittels einer Aufnahmeeinheit 42 unterhalb des Stechhebers 50 positioniert wurde. Im vorliegenden Beispielsfall wird der Dosierkolben 62 des Stechhebers 50 während des Ausstoßens des in der Dosierkammer 66 vorhandenen Pulvers durch die Antriebseinheit 70 in eine Rotationsbewegung (Pfeil 74) versetzt. Durch die Rotation 74 des Dosierkolbens 62 während des Ausstoßens des Pulvers kann die Dosierkammer 66 rasch und vollständig entleert werden.

[0030] Die Rotationsbewegung 74 kann dabei vergleichbar der Rotationsbewegung 72 mit konstanter Rotationsgeschwindigkeit und -richtung aber auch mit variierender Rotationsgeschwindigkeit und/oder Rotationsrichtung erfolgen. Dabei wäre es möglich, sowohl die Rotationsbewegung 72 während des Eintauchens des Stechhebers 50 in das Füllgut 56 (Fig. 3) als auch die Rotationsbewegung 74 während des Ausstoßens des Pulvers (Fig. 2) durchzuführen. In diesem Fall können die beiden Rotationsbewegungen 72, 74 identisch sein, aber auch an die unterschiedlichen Situationen angepasst unterschiedlich ausgeführt werden. Es kann jedoch auch ausreichend sein, lediglich die Rotationsbewegung 72 während des Eintauchens des Stechhebers 50 in das Füllgut 56 oder die Rotationsbewegung 74 während des Ausstoßens des Pulvers aus der Dosierkammer 66 vorzusehen.

Ansprüche

1. Vorrichtung (10, 12) zum Dosieren von pulverförmigem Füllgut (56),

- mit einem Füllgutbehälter (54),

- mit zumindest einem in seiner Längsrichtung beweglichen Dosierwerkzeug (20, 50), mittels dem eine definierte Menge des pulverförmigen Füllguts (56) in ein Behältnis (40) überführbar ist,

- mit zumindest einer Antriebseinheit (32, 70) für das zumindest eine Dosierwerkzeug (20, 50),