Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feindosierung von Pulver sowie ein Verfahren zu ihrer Umsetzung und ihre Verwendung.

In der chemischen und pharmazeutischen Industrie ist es normalerweise notwendig, genaue Dosierungen von pulverförmigen Reaktanten oder Produkten zu realisieren, insbesondere aus einer Moleküldatenbank. Bei der Durchführung von Tests an einer größeren Anzahl von pulverförmigen Produkten sind die aufeinander folgenden Dosierungen für die damit befassten Mitarbeiter besonders mühsam.

Abgesehen von dem Wiederholungsaspekt müssen die betreffenden Mitarbeiter einen beträchtlichen Zeitaufwand und anhaltende Aufmerksamkeit auf diese Art von Dosierungen verwenden.

Diese Dosierungen sind umso mühsamer, als die zu dosierenden Pulver im Allgemeinen von sehr unterschiedlichen Naturen sind und Fließfähigkeitsindizes aus einem sehr weiten Bereich aufweisen.

Außerdem wird die Schwierigkeit der Dosierung dadurch erhöht, dass die zu dosierenden Mengen von einem Milligramm bis zu hundert Gramm variieren, und zwar bei einer Genauigkeit im Bereich von einem Zehntel Milligramm.

Schließlich muss einerseits unbedingt verhindert werden, dass die handhabenden Mitarbeiter durch die dosierten Produkte kontaminiert werden, und andererseits muss die Kontamination der Produkte untereinander verhindert werden, was ein dem Fachmann unter der englischen Bezeichnung „cross-pollution" bekanntes Problem ist, welches die kontaminierten Proben unbrauchbar macht.

Zuerst wurde versucht, diese Dosierungen zu automatisieren, um sie so leichter und sicherer zu machen und gleichzeitig eine annehmbare Dosiergenauigkeit zu wahren.

In der französischen Patentschrift FR 2 672 035 wird diese Art der Vorrichtung veranschaulicht, welche die Ausgabe definierter Pulvermengen gestattet. Diese Vorrichtung besteht aus einem Pulveraufnahmeteil und einem Dosierdeckel, welcher einen Filter umfasst, der eine Endlosschraube versorgt. Diese Endlosschraube stellt den Transport des Pulvers zu einer in der Drehachse der Endlosschraube und an der Seite des Deckels angeordneten Ausgabeöffnung sicher.

Eine weitere Vorrichtung derselben Art wird in der Patentanmeldung FR 2 775 958 beschrieben. Das Prinzip, einen mit einer Endlosschraube versehenen Deckel mit einer Ausgabeöffnung am Ende der Endlosschraube zu verwenden, wurde außerdem bereits in einem so alten Dokument wie dem Patent US 2,593,803 beschrieben.

Diese Vorrichtungen eignen sich, um Pulvermengen in der Größenordnung von ungefähr 5 bis 8 mg mit einer Genauigkeit im Bereich von 1 mg abzugeben.

Diese Vorrichtungen eignen sich dagegen nicht für Dosierungen mit einer Dosiergenauigkeit von einem Zehntel Milligramm.

Außerdem eignen sie sich nicht für Dosierungen von Mengen im Grammbereich, da die Dosiergeschwindigkeit durch das Ausgabesystem mit Endlosschraube sehr schnell limitiert wird. Die Dosierzeit wird somit übermäßig lang.

Hinsichtlich der Dosierung großer Pulvermengen kann auf die in dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 89 14 389 der FINK-CHEMIE GmbH beschriebene Vorrichtung verwiesen werden. Diese Vorrichtung ist mit einem eine Endlosschraube mit Pulver versorgenden Einlass ausgestattet. Diese Endlosschraube befördert das Pulver zu einer Ausgabeöffnung, welche in der inneren Oberfläche der Vorrichtung ausgebildet ist.

Es wird jedoch sofort ersichtlich, dass diese Art Vorrichtung sich nicht für eine genaue Dosierung großer Mengen und kleiner Mengen unterschiedlicher Pulver eignet, wie dies insbesondere der Einsatz in einer Moleküldatenbank erforderlich macht. Diese Vorrichtung scheint jedoch auf die Dosierung großer Mengen bestimmter Arten von Pulvern ausgelegt zu sein, bei denen die Genauigkeit eine geringere Rolle spielt. Dieses Gebrauchsmustermodell erwähnt außerdem keinerlei Anforderungen hinsichtlich der Dosiergenauigkeit.

Eine weitere Vorrichtung zur genauen Dosierung von Pulver, welche von der Anmelderin entwickelt wurde, wurde in den noch nicht veröffentlichten Patentschriften FR 01 06090 und PCT/FR02/01484 beschrieben.

Diese Patentanmeldungen beschreiben einen verbesserten Dosierdeckel, der auf einem Pulveraufnahmeteil zu befestigen ist. Dieser Dosierdeckel umfasst einen Trichter, welcher eine Endlosschraube versorgt. Diese Endlosschraube transportiert das Pulver seitlich zu einer in der inneren Oberfläche des Deckels gelegenen Öffnung.

Die Verbesserung, welche darin bestand, die Öffnung an der inneren Oberfläche des Deckels zu platzieren, gestattete durchschnittliche Dosiergenauigkeiten in der Größenordnung von 0,1 mg, das heißt, für einen Einsatz in Moleküldatenbanken außerordentlich zufriedenstellend.

Dennoch entstehen aus der Verwendung eines eine Endlosschraube umfassenden Mechanismus in diesen Dosiervorrichtungen Nachteile.

Neben dem oben angesprochenen Problem der Langsamkeit der Dosierung schränkt diese Art von Mechanismus die Verkleinerung der Dosiereinrichtungen erheblich ein. Die Endlosschraube kann effektiv nicht weiter als bis auf eine bestimmte Größe verkleinert werden, unterhalb derer sie bei bestimmten Pulvern ihre Funktion des Pulvertransports nicht mehr ausführen kann. Dadurch können die eine Endlosschraube verwendenden Dosierdeckel zur Dosierung bestimmter Pulver kaum unter eine Größe von 2 cm verkleinert werden.

Die Mehrzahl der in Moleküldatenbanken verwendeten Dosierfächer, auf denen die Dosierdeckel befestigt werden, weist jedoch einen Durchmesser von mindestens 1,5 cm auf.

Außerdem ist der Mechanismus mit Endlosschraube nicht mehr so effizient, wenn Pulver mit sehr geringem oder sehr hohem Fließfähigkeitsindex ausgegeben werden sollen, das heißt mit einem Fließfähigkeitsindex von unter 2 oder über 8. Wenn der Fließfähigkeitsindex sehr gering ist, befördert die Endlosschraube das Pulver nur schwer zu der Ausgabeöffnung und wenn das Pulver dagegen einen sehr hohen Fließfähigkeitsindex aufweist, gleitet es selbst entlang des Schraubenwegs, ohne dass die Endlosschraube betätigt wird und ihre Rolle bei der Ausgabekontrolle übernehmen kann.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass im Fall von Pulvern erhöhter Granularität das Gewinde der Endlosschraube dazu tendiert, die Körner zu zermahlen. In bestimmten Anwendungen ist diese Tendenz jedoch absolut nicht wünschenswert, da dadurch das zu dosierende Pulver beschädigt wird.

Da die Analyseverfahren in der Chemie schließlich an immer kleineren Pulvermengen durchgeführt werden, werden die Anforderungen an die Genauigkeit somit immer größer.

Da ein Bedarf an einer Dosiereinrichtung besteht, die diesen technischen Schwierigkeiten entspricht, hat sich die Anmelderin die Einrichtung zur Feindosierung von Pulvern fokussiert, welche die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist.

Die Erfindung richtet sich außerdem auf ein Verfahren zur Feindosierung von Pulver, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung wie auch die Verwendung dieser Vorrichtung zur Feindosierung von Pulver umsetzt.

Diese erfindungsgemäße Dosiervorrichtung eignet sich insbesondere für die Aliquotierung aus einer Moleküldatenbank oder zur Einteilung aus Reservebehältern. Sie kann an Pulvern oder kleinen Feststoffen sehr unterschiedlicher Granularität und unterschiedlichen Erscheinens zum Einsatz kommen, beispielsweise an Talk, Laktose, Maisstärke oder Sand. In dieser Patentanmeldung und in Übereinstimmung mit der im Wörterbuch der Chemie, DUVAL, 3. Ausgabe, gegebenen Definition, bezeichnet der Begriff „Pulver" einen fein verteilten Feststoff.

Die unten dargestellten Figuren veranschaulichen besondere Ausführungsformen der Erfindung. Ihr Hauptzweck besteht darin, das Verständnis der Erfindung zu vereinfachen, und nicht darin, die Erfindung auf einzelne dargestellte Ausführungsformen zu beschränken.

1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung.

2 ist eine auseinandergezogene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Behälters.

3 ist eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Behälters.

4 ist eine Ansicht von der Unterseite eines erfindungsgemäßen Behälters, von dem die einstellbare Öffnung entfernt wurde.

5 ist eine Ansicht von der Unterseite eines erfindungsgemäßen Behälters.

6 ist eine weitere Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Behälters in Dosierposition.

7A, 8A, 9A und 10A sind Schnittansichten eines erfindungsgemäßen Behälters im Betrieb.

7B, 8B, 9B und 10B sind Ansichten von der Unterseite eines erfindungsgemäßen Behälters im Betrieb.

11 ist eine Schnittansicht einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters, welcher ein Rührelement umfasst.

12 ist eine Perspektivansicht des in 11 dargestellten Rührelements.

13 ist eine perspektivische Schnittansicht einer besonderen Ausführungsform der Ausgabeöffnung des erfindungsgemäßen Behälters.

Die Vorrichtung zur Feindosierung von Pulver, welche die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darstellt, umfasst:

• – einen Behälter (2) für Pulver (3), der eine einstellbare Öffnung (4A, 4B) umfasst, durch die das Pulver (3) ausgegeben wird, wobei sich die Öffnung (4A, 4B) in direkter Verbindung mit dem Behälter (2) befindet;
• – Mittel zum Einstellen (5) der Öffnung (4A, 4B);
• – ein Mittel zum Überprüfen (6) der Menge des ausgegebenen Pulvers (3) in Verbindung mit den Mitteln zum Einstellen (5); und
• – ein Mittel zum Vibrieren (27) und/oder Schütteln (28) des Behälters (2).

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass vor allem die Mittel zum Vibrieren und/oder Schütteln die Dosiergenauigkeit der Pulver verbessern.

Das Vibrieren und/oder Schütteln des Behälters (2) gestattet eine sehr genaue Dosierung der Pulver, und zwar genauer, als sie die einzige Variation der Öffnung (4A, 4B) ermöglicht.

Daher gestattet die Vorrichtung (1) die Ausgabe der Pulver mit einer bei 100 &mgr;g liegenden oder besseren Genauigkeit, vorzugsweise mit einer bei 50 &mgr;g liegenden oder besseren Genauigkeit, und weiter bevorzugt mit einer bei 10 &mgr;g liegenden oder besseren Genauigkeit. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung (1) bei bestimmten Pulvern zur Dosierung mit einer bei 2 &mgr;g liegenden oder besseren Genauigkeit und sogar mit einer bis zu 1 &mgr;g reichenden Genauigkeit in der Lage ist. Bei bestimmten Pulvern kann die Vorrichtung (1) fast die Pulverkörner dosieren.

Hinsichtlich der durchschnittlichen Genauigkeit ist die Vorrichtung (1) dazu geeignet, Pulver mit einer bei 0,5 mg liegenden oder besseren durchschnittlichen Genauigkeit, vorzugsweise mit einer bei 0,2 mg liegenden oder besseren durchschnittlichen Genauigkeit und weiter bevorzugt mit einer bei 0,1 mg liegenden oder besseren durchschnittlichen Genauigkeit auszugeben. Die durchschnittliche Genauigkeit ist die für die Mehrzahl der Wägungen erzielte Genauigkeit, das heißt für mindestens 50 % der durchgeführten Wägungen, vorzugsweise für mindestens 75 %, und weiter bevorzugt für mindestens 85 % der Wägungen. In bestimmten Fällen kann auch die Höchstzahl von 100 % der Wägungen erzielt werden.

Unter einer höheren oder besseren Genauigkeit wird eine feinere oder bessere Genauigkeit verstanden, so dass genauer dosiert wird.

Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) die Dosierung von Pulvern mit einem Fließfähigkeitsindex, der einen sehr großen Bereich umfasst. Pulver mit einem Fließfähigkeitsindex bei oder unter 2 oder bei oder über 8, vorzugsweise Pulver mit einem Fließfähigkeitsindex unter 1 oder über 9, oder bei oder über 10, können mit den oben genannten Genauigkeiten dosiert werden.

Der Fließfähigkeitsindex wird durch eine geringere oder größere Fähigkeit definiert, die ein zu dosierendes Pulver aufweist. Diese Fähigkeit wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, wie der Viskosität, der elektrostatischen Ladungen oder auch der Granularität oder Feuchtigkeit oder der Kapillarkräfte. Dieser Fließfähigkeitsindex wird allgemein mit einer Skala von 0 bis mehr als 10 angegeben. Pulver mit einem Fließfähigkeitsindex von 0 bis 2 werden sehr kohäsiv genannt, diejenigen mit einem Index zwischen 2 und 4 werden kohäsiv genannt, diejenigen mit einem Index zwischen 4 und 10 werden mittel genannt und diejenigen mit einem Index von über 10 werden frei genannt. Die Fließfähigkeit kann beispielsweise mit dem dem Fachmann wohlbekannten Test nach JENIKE bestimmt werden.

Das Dokument mit dem Titel „MESSSIGNALVERARBEITUNG UND REGELUNG IN ABFÜLL- UND ABSACKANLAGEN", WAGEN UND DOSIEREN, VERLAGSGESELLSCHAFT KEPPLER, MAINZ, DE, Bd. 19, Nr. 3, Seiten 92-96, XP000003020, von PANDIT, bezieht sich auf die Behandlung des Messsignals und der Regelung für Auffüllvorrichtungen und die Sackabfüllung. Dieses Dokument beschreibt beiläufig eine Vorrichtung, die aus einem Behälter besteht, welcher mit einer das auszugebende Pulver enthaltenden Öffnung, Einstellmitteln der Öffnung und einer Waage zum Auswägen des Pulvers versehen ist. Dieses Dokument betrifft dagegen offenbar nicht die Feindosierung. Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass das Dokument keine Dosiergenauigkeit angibt.

Außerdem beschreibt dieses Dokument im Gegensatz zur Erfindung kein Vibrations- und/oder Schüttelmittel des Behälters.

In der Patentschrift US 5,738,153 wird auch eine Vorrichtung zum Dosieren von Pulver beschrieben, welche eine variable, mit Ventil versehene Öffnung beschreibt. Das Dokument beschreibt dagegen auch kein Vibrations- und/oder Schüttelmittel des Behälters.

Daraus folgt, dass es durch keine der im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen möglich ist, die Dosiergenauigkeiten zu erzielen, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erzielt werden kann.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) keine Endlosschraube enthält, kann sie auf Größen unter 2 cm und sogar auf Größen von 1 cm oder darunter verkleinert werden.

Außerdem gestattet das Fehlen einer Endlosschraube eine schnellere Ausgabe, ohne die Körner des zu dosierenden Pulvers zu zermahlen. Beispielsweise konnte eine Dosierung von 2 g Pulver, beispielsweise Maisstärke, in weniger als 20 Sekunden ausgeführt werden, und zwar mit den oben genannten Genauigkeiten.

Die folgende ausführliche Beschreibung, in der die Vorrichtung (1), die Mittel, die sie umfasst, und ihr Zusammenwirken beschrieben werden, ermöglicht ein besseres Verständnis der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) umfasst einen Behälter (2) für Pulver (3).

Der Behälter kann aus einem oder mehreren Teilen bestehen.

In einer besonderen Ausführungsform besteht der Behälter (2) aus zwei Teilen, einem aufnehmenden Teil (8) und einem Deckel (9). In diesem Fall können der aufnehmende Teil (8) und der Deckel (9) mit irgendeinem dem Fachmann bekannten Mittel aneinander befestigt sein, beispielsweise durch Verschrauben oder Klemmen.

Um die Dichtigkeit der Befestigung des aufnehmenden Teils (8) an dem Deckel (9) sicherzustellen, kann eine Dichtung (10) vorgesehen sein.

Ein Trichter (14) kann außerdem in dem Behälter (2) angeordnet sein, um das Pulver (3) zu der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) zu leiten und somit die Zufuhr zu der Öffnung zu unterstützen.

Der Behälter (2) kann jede Größe oder Form, insbesondere eine Kegelform mit gegebenenfalls kreisförmigem Querschnitt, aufweisen, die von einer Wand und einer ersten und zweiten Endfläche begrenzt ist. Diese Endflächen können gegebenenfalls senkrecht zu der Kegelachse sein. Der Behälter (2) kann aus jedem Material gefertigt sein, das bei Gebrauch und Lagerung thermisch stabil und gegenüber den zu dosierenden Pulvern chemisch inert ist. Es kann sich insbesondere um ein Polymermaterial, wie Polyethylen, Polypropylen, fluorierte Polymere, beispielsweise Polytetrafluorethylen (Teflon^TM) handeln. Im Fall eines zweistückigen Behälters (2) können der aufnehmende Teil (8) und der Deckel (9) geformt sein.

Der Behälter (2) kann auch von einer Kappe (7) bedeckt sein, wenn er sich nicht im Betrieb befindet, insbesondere zur Lagerung. Diese Kappe (7) garantiert die Konservierung des Pulvers (3) gegenüber der Luft.

Der Behälter (2) befindet sich in direkter Verbindung oder Beziehung zu der einstellbaren Öffnung (4A, 4B), das heißt, auf solche Weise, dass das Pulver (3) einfach durch die Wirkung der Schwerkraft aus dem Behälter (2) zu der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) befördert werden kann, insbesondere, ohne von einem mechanischen Element, beispielsweise einer Endlosschraube, transportiert zu werden.

Es sind auch andere Arten von einstellbaren Öffnungen möglich, insbesondere scheffelartige (4A, 4B) oder schubartige (4A, 4C) Öffnungen. Diese einstellbare Öffnung (4A, 4B) oder (4A, 4C) kann vorzugsweise bis zum vollständigen Verschluss eingestellt werden.

Der Scheffel (4B) kann von der Art eines Zylinderventils, aus Dichtungsgründen vorzugsweise von der Art eines konischen Zylinderventils, sein.

Die einstellbare Öffnung (4A, 4B) kann mit Einstellmitteln (5) eingestellt werden, die sich in Beziehung zu Mitteln zur Überprüfung (6) der Ausgabe befinden.

Die Einstellmittel (5) sind in der Lage, die Größe der Öffnung einzustellen, um eine schnellere oder langsamere und genauere oder ungenauere Dosierung des Pulvers (3) zu gestatten. Je kleiner die einstellbare Öffnung (4A, 4B), desto schwächer ist effektiv der Durchfluss des ausgegebenen Pulvers (3) und desto genauer ist die Dosierung. Umgekehrt ist der Durchfluss des ausgegebenen Pulvers (3) beträchtlicher, je größer die einstellbare Öffnung (4A, 4B), und desto ungenauer die Dosierung ist.

Geeignete Einstellmittel (5) sind beispielsweise ein mit einem Übertragungselement (11), welches das Schließen oder Öffnen der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) bewirkt, in Beziehung stehender Motor. Diese einstellbare Öffnung (4A, 4B) umfasst im Allgemeinen zwei Teile: eine eigentliche Öffnung (4A) und einen Mechanismus zum Öffnen und Schließen (4B) der einstellbaren Öffnung. Eine Reihe von Formen kann für die Öffnung (4A) vorgesehen sein, beispielsweise kreisförmig, quadratisch, rautenförmig oder auch dreieckig. Die bevorzugte Form der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) ist jedoch das Dreieck.

Im Fall einer scheffelförmigen Öffnung (4A, 4B) kann es sich bei dem Übertragungselement (11) um eine mit einem Motor verbundene Stange handeln, deren kreuzförmiges vorstehendes Anschlussstück mit einer kreuzförmigen buchsenartigen Ausnehmung am Ende auf der Achse des Scheffels (4B) zusammenwirkt.

Die Dosierung wird durch ein Überprüfungsmittel (6) überprüft. Dieses Überprüfungsmittel kann alle Mittel umfassen, die sich zur Bestimmung der ausgegebenen Pulvermenge (3) eignen. Dieses Überprüfungsmittel (6) kann beispielsweise ein optisches Mittel, wie ein Laser, oder eine das Volumen des Pulvers messende Vorrichtung sein. Das Überprüfungsmittel (6) ist vorzugsweise ein Auswägemittel, welches das Auswägen der bereits durch die einstellbare Öffnung (4A, 4B) ausgegebenen Menge gestattet. Im Folgenden wird in der vorliegenden Anmeldung grundsätzlich auf Auswägemittel Bezug genommen, ohne ein anderes Überprüfungsmittel auszuschließen.

Ein geeignetes Auswägemittel (6) ist beispielsweise eine Waage mit einer Auswägegenauigkeit, die über oder bei 0,1 mg liegt.

Das Überprüfungsmittel (6) befindet sich in Beziehung zu dem Einstellmittel (5). Diese Beziehung ist vorzugsweise eine elektronische Beziehung.

Das Überprüfungsmittel (6) misst die Menge des durch die einstellbare Öffnung (4A, 4B) bereits ausgegebenen Pulvers (3) und gibt den Messwert an das Einstellmittel (5) zurück, welches abhängig von dem erhaltenen Auswägewert die Dosierung einstellt, indem es die einstellbare Öffnung (4A, 4B) weiter öffnet oder schließt.

Die Einstellmittel (5) können einen mit einer Software ausgerüsteten Computer umfassen. Die Software kann in der Lage sein, die von dem Überprüfungsmittel (6) zurückgegebenen Messwerte zu behandeln. Diese Software kann auch die Einstellmittel (5) in Abhängigkeit von den von dem Überprüfungsmittel (6) zugeführten Messungen steuern. Die Einstellmittel (5) können auch einen Motor umfassen, der mit einem Übertragungselement (11) in Beziehung steht, welches das öffnen oder Schließen der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) betätigt.

Die Einstellmittel (5) können außerdem in Abhängigkeit von der Eigenschaft des auszugebenden Pulvers parametrisiert sein. Wenn das Pulver einen hohen Fließfähigkeitsindex hat, kann es effektiv dazu tendieren, sehr schnell durch die einstellbare Öffnung (4A, 4B) zu laufen. Die Software kann somit so parametrisiert sein, dass die einstellbare Öffnung (4A, 4B) bei der Dosierung solcher Pulver sehr wenig geöffnet wird.

Bei der Dosierung wird der Behälter (2) geschüttelt und/oder vibriert.

Das Schütteln und/oder Vibrieren hat zwei Haupteffekte.

Der erste Effekt besteht in der Vereinfachung der Ausgabe des Pulvers, indem das Pulver aufgelockert wird, wodurch die sich im Behälter (2) bildenden Auswölbungs- und Kanalbildungseffekte eliminiert werden. Dies gestattet die vereinfachte Zufuhr zu der einstellbaren Öffnung (4A, 4B).

Der zweite Effekt ist eine wesentliche Verbesserung der Dosiergenauigkeit der Pulver. Die Vibration und/oder das Schütteln bringt das Pulver effektiv in dem Behälter (2) in Bewegung und befördert es nach und nach bis zur Ausgabeöffnung (4A, 4B). Die Vibration und/oder das Schütteln stellen somit ein sehr feines Mittel zum Versorgen der Öffnung (4A, 4B) und somit zur Dosierung dar.

In diesen Fällen umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhafterweise eine Vorrichtung, welche die Ausgabe des Pulvers begünstigt, insbesondere durch Schütteln beispielsweise mit einem beweglichen und einziehbaren Stift, der den Behälter (2) beispielsweise viermal pro Sekunde stoßen kann, und/oder durch Vibrieren insbesondere mit einer Gabel zum Halten der Vorrichtung.

Dem Fachmann wird ersichtlich sein, dass sich viele Arten von Vorrichtungen als Vibrations- und/oder Schüttelmittel des Behälters (2) eignen.

Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) mit optionalen, die Ausgabe begünstigenden Mitteln ausgestattet sein.

Bei Pulvern, die sehr fließfähig sind oder die Auswölbungseffekte bewirken, und um den Abfall des Pulvers zu der Öffnung hin zu erleichtern, kann das Innere des Behälters (2) mit Rührelementen (12) ausgestattet sein, die die Versorgung der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) unterstützen. Die Funktion dieser Rührelemente ist es, die Auswölbungseffekte zu verhindern, indem das Pulver gerührt wird oder indem es der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) zugeführt wird. Bei derartigen Rührelementen (12) kann es sich beispielsweise um ein mit Blättern versehenes Drehelement handeln.

In einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) umfasst das Rührelement (12) ein Drehelement, das entlang einer die Öffnung (4A, 4C) durchquerenden Achse und im Wesentlichen senkrecht dazu angeordnet ist, wobei das Drehelement Folgendes umfasst:

• – ein erstes Ende, das in der Nähe der Öffnung (4A, 4C) angeordnet ist, wobei das erste Ende ein Gewinde aufweist, das dazu geeignet ist, das Pulver zu der Öffnung (4A, 4B) zu befördern;
• – ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegt, wobei das zweite Ende an einem Rotor befestigt ist;
• – an dem Drehelement befestigte Blätter, die radial von der Drehachse vorstehen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Rührelement (12) entlang einer Achse angeordnet sein, die durch die Öffnung (4A, 4B) geht, wobei das Rührelement (12) Folgendes umfasst:

• – ein erstes Ende (12A), das in der Nähe der Mittelebene der Öffnung (4A, 4B) angeordnet ist; und
• – ein zweites Ende (12B), das dem ersten Ende (12A) gegenüberliegt und mit einer Vorrichtung verbunden ist, die eine Vor- und Zurückbewegung entlang der durch die Öffnung (4A, 4B) gehenden Achse und gegebenenfalls eine Drehbewegung um die durch die Öffnung (4A, 4B) gehende Achse an das Rührelement (12) überträgt.

Das Rührelement (12) kann auf umkehrbare Weise mit der Vorrichtung verbunden sein und an sie eine Vor- und Zurück- und eine Drehbewegung übertragen. Das Rührelement (12) kann dort beispielsweise durch Verschrauben, Klemmen oder jede andere geeignete Weise, die dem Fachmann bekannt ist, befestigt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) handelt es sich bei dem Rührelement (12) um eine Stange (16).

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) umfasst das erste Ende (12A) des Rührelements (12) eine Stange (16) und das zweite Ende (12B) des Rührelements (12) umfasst eine auf sich selbst zurückgebogene Lamelle (15), um eine entlang der durch die Öffnung (4A, 4B) gehenden Achse langgestreckte Schleife zu bilden, wobei die Lamelle (15) Blätter (15A) umfasst, die von der inneren Oberfläche der Lamelle (15) vorragen, welche in Richtung der Achse gebogen ist.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) umfasst die Vorrichtung, die an das Rührelement eine Vor- und Zurückbewegung überträgt, Folgendes:

• – ein Übertragungsmittel (17), das mit dem zweiten Ende (12B) des Rührelements (12) verbunden ist,
• – ein Schubmittel (21),
• – ein Zugmittel (18),

Die Vorrichtung, die eine Drehbewegung an das Rührelement überträgt, kann ein Übertragungsmittel (17) umfassen, das mit dem zweiten Ende (12B) des Rührelements (12) verbunden ist, wobei das Übertragungsmittel (17) ein Antriebsgetriebe (22) aufweist, das durch ein an einem Motor (24) befestigtes Motorgetriebe (23) angetrieben wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen in dem Rührelement (12) außerdem:

• – das erste Ende (12A) des Rührelements (12) umfasst eine Stange (16) und das zweite Ende (12B) des Rührelements (12) eine Lamelle (15), welche auf sich selbst zurückgebogen ist, um eine entlang der durch die Öffnung (4A, 4B) gehenden Achse langgestreckte Schleife zu bilden, wobei die Lamelle (15) Blätter (15A) umfasst, die von der Innenoberfläche der in Richtung der Achse gebogenen Lamelle (15) vorragen,
• – die Vorrichtung, die an das Rührelement (12) eine Vor- und Zurückbewegung überträgt, ein Übertragungsmittel (17), das mit dem zweiten Ende (12B) des Rührelements (12) verbunden ist, ein Schubmittel (21), ein Zugmittel (18), wobei das Schubmittel (21) eine translatorische Bewegung in einer ersten Richtung entlang der Achse des Übertragungselements (17) auf das Übertragungselement (17) überträgt, und das Zugmittel (18) eine translatorische Bewegung in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung auf das Übertragungselement (17) überträgt,
• – die Vorrichtung, die eine Drehbewegung auf das Rührelement (12) überträgt, ein Übertragungsmittel (17), das mit einem zweiten Ende (12B) des Rührelements (12) verbunden ist, wobei das Übertragungsmittel (17) ein Antriebsgetriebe (22) umfasst, das von einem an einem Motor (24) befestigten Motorgetriebe (23) angetrieben wird.

Das Übertragungsmittel kann beispielsweise ein Balken, ein Baum oder ein Rotor sein.

Das Schubmittel kann beispielsweise ein pneumatischer oder hydraulischer Zylinder sein.

Das Zugmittel kann vor allem eine Feder oder ein zweiter pneumatischer oder hydralischer Zylinder sein.

Dem Fachmann wird klar sein, dass viele Arten von Materialien für das Rührelement (12) verwendet werden können. Das Rührelement (12) wird vorzugsweise aus Folienmaterial gefertigt.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) können das Schüttelmittel und/oder das Rührelement (12) außerdem abhängig von den von dem Überprüfungsmittel (6) bereitgestellten Steuermessungen und gegebenenfalls abhängig von den Merkmalen des Pulvers (3) durch eine Software gesteuert werden.

Der Behälter (2) kann auch mit einem Rakel (13) versehen sein, womit das sich am Boden des Behälters (2) befindliche Pulver (3) gerakelt werden kann, um die Ausgabe bei Betrieb des Behälters (2) zu erleichtern. Dieser Rakel (13) kann beispielsweise eine gekrümmte Klinge sein, die vorzugsweise um eine senkrechte Achse des Behälters (2) schwenkbar angebracht ist. Bei dem Rakel (13) kann es sich auch um eine Drehbürste handeln. Diese Drehbürste kann insbesondere auf einer Achse parallel zu der Ebene, die durch die einstellbare Öffnung (4A, 4B) definiert wird, positioniert und in Drehung gebracht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mit einer oder mehreren antielektrostatischen Vorrichtungen gekoppelt sein, die ein elektrisches Feld erzeugen, welches die Ausgabe des Pulvers begünstigt. Ohne Bezug auf eine bestimmte Theorie geht die Anmelderin davon aus, dass die zu dosierenden Pulver natürlich geladen sind und dass die Reibung der Körner des zu dosierenden Produkts an den Elementen der Vorrichtung Ladungen erzeugt. Die Ladungen führen Kräfte ein, die insbesondere zur Agglomeration der Körner dazwischen oder zu einer Magnetisierung der im Kontakt mit den Elementen der Vorrichtung (1) befindlichen Körner führt. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) mit mindestens einer anti-elektrostatischen Vorrichtung ausgerüstet, welche an dem Ausgang der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) an dem Behälter (2) platziert ist und ein elektrisches Feld erzeugt, welches die Kanalisierung der Bewegung der Partikel gestattet. Zur Abdeckung der gesamten Öffnung der Ausgabe werden vorzugsweise zwei anti-elektrostatische Vorrichtungen verwendet. Eine anti-elektrostatische Vorrichtung kann eine ionisierende, spitze Sonde sein, die beispielsweise ein elektrisches Feld mit 4 kV erzeugt.

Ein Verfahren zur Dosierung des Pulvers, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) umsetzt, kann einen oder mehrere der folgenden Schritte umfassen:

• – Platzierung des Behälters (2) in Dosierposition,
• – Öffnen der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) durch die Einstellmittel (5),
• – Vibrieren und/oder Schütteln des Behälters (2),
• – Messen der Menge des ausgegebenen Pulvers (3) durch das Überprüfungsmittel (6),
• – öffnen oder Schließen der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) durch die Einstellmittel (5) abhängig von der durch das Überprüfungsmittel (6) zurückgegebenen Messung,
• – Einstellen der Mittel zum Vibrieren und/oder Schütteln des Behälters (2) abhängig von der durch das Überprüfungsmittel (6) zurückgegebenen Messung.

Wenn eine Dosierung abgeschlossen ist, wird der Behälter (2) gegebenenfalls mittels einer für diesen Zweck vorgesehen Kappe (7) abgedeckt.

1 ist eine Gesamtansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung (1) im Betriebsmodus. Der Behälter (2), welcher das Pulver (3) enthält, befindet sich in Dosierposition und wird im Schnitt dargestellt. Der Behälter (2) ist mit den Einstellmitteln (5) der einstellbaren Öffnung (4A, 4B) verbunden. Das Pulver wird über diese einstellbare Öffnung (4A, 4B) in ein unter dem Behälter (2) angeordnetes Dosierfach dosiert. Dieses Dosierfach wird auf das Überprüfungsmittel (6) platziert, welches hier durch eine Präzisionswaage dargestellt ist. Das Überprüfungsmittel (6) befindet sich in Beziehung zu den Einstellmitteln (5). In dieser Figur wird der Behälter (2) durch ein Vibrationsmittel (27) des Behälters (2) gehalten. Dieses Vibrations- und/oder Schüttelmittel ist in dieser Figur eine Haltegabel (27, 28). Das Vibrations- und/oder Schüttelmittel ist hier kombiniert, das heißt, es ist ein einziges Element.

2 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Ausführungsform eines zweiteiligen Behälters (2) und einer scheffelartigen Öffnung (4A, 4B). Die Kappe (7) wurde von dem Deckel (9) abgezogen. Der Scheffel (4B) wird in die Aufnahme des Deckels (9) platziert und wirkt mit dem Übertragungselement (11) zusammen. Der Deckel (9) wurde aus dem Aufnahmeteil (8) geschraubt.

3 ist eine Schnittansicht eines zweiteiligen Behälters (2). In dieser Figur wird der Behälter (2) mit seiner einstellbaren Öffnung (4A, 4B) nach oben dargestellt, das heißt, wenn er nicht in Betrieb ist. Außerdem bedeckt die Kappe (7) den Deckel (9). Der Scheffel (4B) ist entlang einer zum Blatt rechtwinkligen Achse dargestellt. Die kreuzförmige buchsenartige Aussparung ist erkennbar, welche mit dem kreuzförmigen steckerartigen Ende des Übertragungselements (11) zusammenwirkt.

4 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Ausgabefläche des Deckels (9) aus 2. Die scheffelartige Öffnung (4A, 4B) umfasst eine dreieckige Öffnung (4A) und einen Scheffel (4B), der sich nicht in der Aufnahme des Deckels (9) befindet. Das Übertragungselement (11) wurde aus dem Scheffel (4B) herausgezogen. 13 ist eine weitere perspektivische Schnittansicht der dreieckigen Öffnung (4A).

5 ist eine Ansicht der Ausgabefläche des Deckels (9) nach der Montage. In dieser Ansicht ist der nicht sichtbare Scheffel (4B) in dem Deckel (9) platziert und wirkt mit der Öffnung (4A) zusammen. Das Übertragungselement (11) wird aus der kreuzförmigen Ausnehmung des Scheffels (4B) herausgezogen gezeigt.

6 ist eine Schnittansicht des betriebsbereiten Behälters (2). Der Deckel (9) ist in den Aufnahmeteil (8) um die Dichtung (10) eingeschraubt. Der Trichter (14) versorgt die einstellbare Öffnung (4A, 4B ). Ein durch einen rückziehbaren Stift (28) dargestelltes Schüttelmittel (28) ist an der Seite des Behälters (2) angeordnet, um ein Schütteln des Behälters (2) zu gestatten.

7A, 8A, 9A, 10A und 7B, 8B, 9B und 10B veranschaulichen die Betriebsweise eines Behälters (2) während des Dosiervorgangs.

Die 7A, 8A, 9A und 10A sind Schnittansichten eines Behälters (2) und sind parallel zu den 7B, 8B, 9B und 10B, welches Ansichten von der inneren Oberfläche desselben Behälters (2) sind.

Vor Beginn der Dosierung ist die einstellbare Öffnung (4A) in den 7A und 7B vollkommen geschlossen.

Bei Beginn der Dosierung (8A und 8B) wird der Scheffel (4B) um seine Achse geschwenkt und öffnet die einstellbare Öffnung (4A) leicht, welche das Pulver (3) mit sehr schwachem Durchfluss abgibt.

In den 9A und 9B schwenkt der Scheffel (4B) weiter und öffnet den Zugang zu der einstellbaren Öffnung (4A) weiter. Der Durchfluss des Pulvers (3) ist somit größer.

Schließlich öffnet der Scheffel (4B) in den 10A und 10B vollkommen den Zugang zu der einstellbaren Öffnung (4A), wodurch der Durchfluss des abgegebenen Pulvers (3) nun maximal ist.

11 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Behälters (2), die eine konische zylindrische Öffnung zu dem Scheffel (4A, 4B) und ein Rührelement (12) umfasst.

12 ist eine Perspektivansicht des in 11 dargestellten Rührelements (12).

In diesen Figuren ist das Rührelement (12) entlang einer durch die Öffnung (4A, 4B) verlaufenden Achse angeordnet. Das Rührelement umfasst ein erstes Ende (12A), das in der Nähe der Mittelebene der Öffnung (4A, 4B) angeordnet ist, und ein zweites Ende (12B), das entgegengesetzt zu dem ersten Ende (12A) ist. Das erste Ende (12A) des Rührelements (12) ist eine Stange (16) und das zweite Ende (12B) des Rührelements (12) ist eine Lamelle (15), die auf sich selbst zurückgebogen ist, um eine entlang der durch die Öffnung (4A, 4B) verlaufenden Achse langgestreckte Schleife zu bilden. Die Lamelle (15) umfasst Blätter (15A), die von der inneren Oberfläche der Lamelle (15), welche in der Richtung der Achse zurückgebogen ist, vorragen.

Dieses zweite Ende ist mit einer Vorrichtung verbunden, die an das Rührelement (12) eine Vor- und Zurückbewegung entlang der durch die Öffnung (4A, 4B) verlaufenden Achse und eine Drehbewegung um die durch die Öffnung (4A, 4B) verlaufende Achse überträgt. Die Vorrichtung, die an das Rührelement eine Vor- und Zurückbewegung überträgt, umfasst ein Übertragungsmittel (17), das mit dem zweiten Ende (12B) des Rührelements (12) verbunden ist, ein Schubmittel (21) und ein Zugmittel (18).

Das Schubmittel (21) ist hier ein Zylinder und das Zugmittel ist eine Feder (18), die in einem Federgehäuse (20) angeordnet ist.

Der Zylinder (21) überträgt eine translatorische Bewegung an das Übertragungsmittel (17) über eine Fläche (19) in einer ersten Richtung entlang der Achse des Übertragungsmittels (17). Das Übertragungsmittel (17) überträgt somit eine translatorische Bewegung in einer ersten Richtung an das Rührelement (12). In seiner translatorischen Bewegung treibt das Übertragungsmittel (17) (hier ein Balken) das daran befestigte Antriebsgetriebe (22) an. Der Antrieb (22) verlagert sich somit bezüglich des Antriebs (23).

Durch die translatorische Bewegung drückt der Zylinder (21) die Feder (18) aus ihrer Ruhestellung in eine komprimierte Stellung. Wenn der Zylinder (21) aufhört zu wirken und keine Kraft mehr auf die Feder (18) ausübt, kehrt die Feder (18) in ihre Ruhestellung zurück, indem sie eine translatorische Bewegung auf das Übertragungsmittel (17) entlang einer Richtung überträgt, die der durch den Zylinder (21) übertragenen Verlagerungsrichtung entgegengesetzt ist. Bei Wiederholung der Betätigung des Zylinders (21) und der Feder (18) wird eine Vor- und Zurückbewegung des Rührelements (12) und der Stange (16) bewirkt.

Die Stange (16) verschiebt sich dadurch translatorisch entlang der Achse des Rührelements (12) in der Öffnung (4A, 4B). Dies führt dazu, dass die Öffnung (4A, 4B) versorgt oder gestopft wird, was besonders im Fall sehr kohäsiver Pulver, die schwierig zu dosieren sind, interessant ist. Die Länge der Stange (16) kann ausreichend sein, um die Mittelebene der Öffnung (4A, 4B) zu durchqueren und einige Millimeter aus dem Behälter (2) zu ragen.

Das Übertragungsmittel (17) umfasst außerdem ein Antriebsgetriebe (22), welches von einem Motorgetriebe (23), das an einem Motor (24) befestigt ist, angetrieben wird. Dadurch weist das Rührelement (12) nicht nur eine translatorische Bewegung entlang seiner Achse, sondern auch eine Drehbewegung entlang derselben Achse auf.

Ein Kugeln (26) umfassendes Kugellager (25) führt die Übertragungsmittel (17) in ihrer translatorischen und Drehbewegung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) eignet sich insbesondere für die Umsetzung in einem Verfahrensschritt zur Feindosierung von Pulver. Die Vorrichtung (1) eignet sich außerdem sehr für eine Verwendung bei der Feindosierung von Pulver.