DE102006022727A1

DE102006022727A1 - Materialdurchströmte Vorrichtung zur Bearbeitung von dosierfähigem Aufgabegut

Info

Publication number: DE102006022727A1
Application number: DE200610022727
Authority: DE
Inventors: Hartmut Pallmann
Original assignee: Pallmann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Pallmann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2026-05-13
Also published as: DE102006022727B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine materialdurchströmte Vorrichtung zur Bearbeitung von dosierfähigem Aufgabegut, umfassend mindestens zwei Funktionseinheiten (13, 14), die in einer Anschlussebene (17) zusammengesetzt sind und die in der Vorrichtung zur Durchführung eines oder mehrerer Bearbeitungsschritte zusammenwirken, wobei im Zuge der Bearbeitung ein Materialübergang von der einen Funktionseinheit (13) zur anderen Funktionseinheit (14) stattfindet. Erfindungsgemäß besitzt jede Funktionseinheit (13, 14) ein eigenes Gehäuse, wobei die sich zugewandten Seiten (13.10, 14.2) der Gehäuse der Funktionseinheiten (13, 14) einen in der Anschlussebene (17) liegenden Überlappungsbereich bilden, der sich über den unmittelbaren Bereich des Materialübergangs hinaus erstreckt und in dem die Funktionseinheiten (13, 14) unter Kontakt aneinander liegen. Auf diese Weise gelingt es, Toträume zwischen den einzelnen Funktionseinheiten (13, 14) zu vermeiden mit dem Vorteil, dass Wartungs- und Reinigungsarbeiten nur noch in vermindertem Umfang anfallen und leichter ausgeführt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine materialdurchströmte Vorrichtung zur Bearbeitung von dosierfähigem Aufgabegut gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gattungsgemäße Vorrichtungen dienen der industriellen Bearbeitung von schüttfähigem oder pastösen Ausgangsstoffen zu einem Halbfabrikat oder Endprodukt im Zuge der Durchführung beliebiger Prozesse der mechanischen Verfahrenstechnik, beispielsweise im Zuge der Zerkleinerung oder Umwandlung von Stoffen. Als Ausgangsstoffe bieten sich Kunststoffe, Mineralien, Kautschuk, Faserstoffe, Nahrungsmittel, pharmazeutische Stoffe und dergleichen an. Zu deren Bearbeitung weisen gattungsgemäße Maschinen verschiedene Funktionseinheiten auf, die zur Erreichung des angestrebten Arbeitsergebnisses in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden.
Dabei kann im Zentrum des Bearbeitungsprozesses eine Bearbeitungseinheit stehen, beispielsweise eine Zerkleinerungseinheit, um die sich weitere Funktionseinheiten peripher gruppieren. Ebenso ist es möglich, dass mehrere Funktionseinheiten aufeinanderfolgende Bearbeitungsstationen bilden, die vom Aufgabegut sukzessive durchlaufen werden.
Geeignete Funktionseinheiten dienen beispielsweise zur Materialzu- und -abfuhr, zum Antrieb der Vorrichtung, zum Heizen oder Kühlen, zum Verdichten oder Trocknen, zum Vorzerkleinern oder Halten des Ausgangsstoffes, zur Druckerzeugung, zum Sortieren, Trennen, Sieben, Mischen und dergleichen gebildet.
Bei einer Bearbeitung des Aufgabeguts im Wege der Zerkleinerung erfahren die Ausgangsstoffe mittels geeigneter Werkzeug, wie zum Beispiel Messer, Hämmer, Mahlflächen und dergleichen, eine Reduzierung in der Partikelgröße. Hingegen ist mit der Umwandlung von Stoffen nicht zwangsläufig auch eine Reduzierung in der Größe verbunden. Vielmehr werden hier Stoffe in eine von der Ursprungsform abweichende Form gebracht. Beispielhaft seien Kompaktoren genannt, die folienförmige Thermoplaste unter Aufbringung von Druck und Friktionswärme kurzzeitig in einen plastischen Zustand überführen um körniges Agglomerat herzustellen. Alle diese Bearbeitungseinheiten benötigen weitere periphere Funktionseinheiten zur Erfüllung der ihr zugedachten Aufgabe.
Bekannte Vorrichtungen fallen durch eine konstruktive Ausbildung auf, bei der die einzelnen Funktionseinheiten lediglich im Hinblick auf die Erreichung eines optimalen Arbeitsergebnisses in eine gegenseitige Zuordnung gebracht sind. Anderen Belangen wird nur wenig Beachtung geschenkt, so lange sie sich nicht unmittelbar auf das Prozessergebnis auswirken. Zu diesen Belangen gehört auch eine Konstruktionsweise, die für den Betreiber dieser Vorrichtungen im Hinblick auf deren stets erforderliche Wartung und Reinigung Erleichterungen bringt. Dieser Aspekt ist insbesondere bei der Verwendung gattungsgemäßer Maschinen in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie, chemischen Laboren sowie in der Reinst- und Mikroproduktion von besonderer Bedeutung. Obwohl seitens der Betreiber gattungsgemäßer Vorrichtungen ein gesteigertes Bedürfnis an solchen konstruktiven Lösung besteht, da Wartungs- und Reinigungsarbeiten naturgemäß sehr zeit- und damit Iohnintensiv sind, sind keine hierfür geeigneten Maßnahmen bekannt.
Aus der DE 10 2004 050 002 A1 ist eine Scheibenmühle bekannt, mit innerhalb eines Gehäuses rotierenden Mahlscheiben, die sich unter Bildung eines Mahlspalts axial gegenüberliegen und so eine Bearbeitungseinheit bilden. Der Antrieb erfolgt über die rückwärtige Gehäuseseite, wo eine auf der Antriebswelle sitzende Mehrrillenscheibe über Antriebsriemen mit einem Elektromotor verbunden ist. Das Aufgabegut wird über einen zentrischen Zulauf axial in das Gehäuse eingeleitet und zwischen den Mahlscheiben in eine radiale Richtung umgelenkt, so dass es in den Bereich des Mahlspaltes gelangt. Mit dem Durchtritt durch den Mahlspalt erfolgt die Zerkleinerung des Aufgabeguts, das schließlich über einen tangentialen Materialauslass aus der Mühle abgeführt und über Rohrleitungen nachfolgenden Trenneinrichtungen, z.B. Zyklonen, zugeleitet wird.
Eine Vorrichtung zum Umwandeln von Aufgabegut in Form eines Agglomerators zeigt die DE 38 42 072 A1 . Die zentrale Bearbeitungseinheit besteht aus einem zweiarmigen Druckflügel, der innerhalb eines scheibenförmigen Verdichtungsraumes umläuft, der wiederum umfangsseitig von einer Lochmatrize umgeben ist. Im Zuge der Rotation des Druckflügels bilden dessen Arme zusammen mit der Lochmatrize umlaufende Verdichtungskammern, in denen das Aufgabegut unter Einfluss von Druck und Friktionswärme in einen plastischen Zustand übergeführt wird und radial die Lochmatrize durchtritt, an deren Außenseite es in Form von Granulat abgestreift wird.
Beiden Vorrichtungen ist gemein, dass periphere Funktionseinheiten, wie zum Beispiel der Fallschacht zur Materialzuführung, der Riemenantrieb für den Rotor, die Trennung des zerkleinerten oder umgewandelten Guts im Abstand voneinander angeordnet sind. Der daraus resultierende Zwischenraum wird in der Regel durch Rohrleitungen, Riemen oder Ketten und dergleichen überbrückt, wofür eine Vielzahl an Einzelteilen wie zum Beispiel Flansche, Schellen, Schrauben, Dichtungen etc. benötigt wird. Gleichzeitig bildet der Raum zwischen den einzelnen Funktionseinheiten mit seinen Flächen und Winkel und den genannten Verbindungsmitteln Toträume, die Ausgangspunkt für Materialansammlungen sind. Durch die Anordnung weiterer Komponenten in diesem Bereich, beispielsweise von Versorgungs- und Steuerleitungen, ist eine sorgfältige Reinigung dieser ohnehin schon schwer zugänglicher Bereiche oftmals nicht mehr möglich.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Vorrichtungen zur Vermeidung vorgenannter Nachteile in konstruktiver Hinsicht zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, durch besonders geschickte Ausbildung der Gehäuseaußenseite der Funktionseinheiten, sowie deren gegenseitige Anordnung innerhalb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einerseits Materialansammlungen so weit als möglich vorzubeugen und andererseits unvermeidliche Materialablagerungen möglichst problemlos und ohne großen Aufwand beseitigen zu können. Dies gelingt, indem sich der kontaktbehaftete Anschlussbereich zweier Funktionseinheiten nicht nur auf den funktionellen Gehäusebereich beschränkt, beispielsweise die Öffnungen für den Materialübergang von einer Funktionseinheit zur anderen, sondern sich darüber hinaus auch auf die in der Anschlussebene liegenden, sich überlappenden Bereiche der Gehäuseseiten erstreckt. Auf diese Weise können die einzelnen Funktionseinheiten im ganzen Überlappungsbereich großflächig und ohne Zwischenraum aneinandergefügt werden.
Daraus ergibt sich zunächst als Vorteil, dass keine Toträume zwischen einzelnen Funktionseinheiten entstehen. Diese sind bei bekannten Vorrichtungen Ursache für Materialansammlungen, die aufgrund erschwerter oder gar unmöglicher Zugänglichkeit nur unzureichend oder mit unverhältnismäßig großem Aufwand gereinigt werden können. In der Folge unterbleibt eine ordentliche Reinigung oftmals, die aber für bestimmte Anwendungsbereiche eine Grundvoraussetzung darstellt. Vor allem bei Produktionsstätten im Lebensmittel- und Arzneimittelbereich sowie bei der Reinst- und Mikroproduktion wird auf hygienisch einwandfreie Verhältnisse großen Wert gelegt, so dass sich erfindungsgemäße Vorrichtungen in besonderer Weise für die dortige Verwendung eignen.
Durch eine schmutzminimierende und reinigungsfreundliche Bauweise erfindungsgemäßer Vorrichtungen wird dagegen der Aufwand für Reinigungs- und Wartungsarbeiten reduziert bei gleichzeitigem besserem Reinigungsergebnis. Zudem wird die Betriebssicherheit erfindungsgemäßer Vorrichtungen erhöht, da die schmutzbedingte Störanfälligkeit sinkt.
Durch die Verwirklichung der erfindungsgemäßen Merkmale ergibt sich als weiterer Vorteil ein äußerst kompakter Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die einzelnen Funktionseinheiten sind ohne Abstand dicht aneinandergefügt und benötigen daher nur wenig Raum. Angesichts der zumeist beengten Platzverhältnisse am Aufstellungsort erlangen erfindungsgemäße Vorrichtungen daher einen erheblichen Vorteil gegenüber bekannten.
Da bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen die einzelnen Funktionseinheiten mit ihren sich gegenüberliegenden Gehäuseseiten direkt aneinander gesetzt sind, sind weitere Komponenten zum Verbinden der einzelnen Funktionseinheiten, wie zum Beispiel Rohre, Muffen und dergleichen nicht notwendig. Die Erfindung kommt somit mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Einzelteilen aus. Das führt nicht nur zu einer Verringerung der Herstellkosten und Minimierung der zu reinigenden Flächen, sondern auch zu einem geringeren Aufwand bei der Montage oder Demontage einer erfindungsgemäßen Maschine.
Dieser Vorteil kommt insbesondere bei Vorrichtungen zu Tragen, die zur Reinigung oder Sterilisation in ihre einzelnen Komponenten zerlegt werden. Durch die häufige Montage und Demontage dieser Vorrichtungen summiert sich der dadurch erzielbare Zeitgewinn zu einem beträchtlichen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber bekannten Vorrichtungen.
Aus der erfindungsgemäßen Bauweise ergibt sich zudem eine gegenüber bekannten Vorrichtungen vergrößerte Kontaktfläche in der Anschlussebene zwischen den einzelnen Funktionseinheiten. Eine große Kontaktfläche bietet dabei den Vorteil, dass sich die einzelnen Funktionseinheiten gegenseitig abstützen können, was zu einer erhöhten Stabilität führt. Zudem ist die Kontaktfläche maßgebend für das Einhalten einer vorbestimmten relativen Lage zweier miteinander kombinierter Funktionseinheiten, wobei eine größere Kontaktfläche eine präzisere Einhaltung der Sollage erlaubt. Die Erfindung ermöglicht zudem die Kontaktfläche durch Feinbearbeitung derart auszubilden, dass auf zusätzliche Dichtungsmittel verzichtet werden kann. Auf diese Weise sind selbst druckfeste Maschinenkonstruktionen ohne weitere Maßnahmen möglich.
Eine große Kontaktfläche bietet ferner den Vorteil, dass dadurch Platz zur Unterbringung von Versorgungs- und Steuerleitungen sowie für Verbindungsmittel, wie zum Beispiel Steckverbindungen geschalten wird, die somit nicht mehr an der Gehäuseaußenseite angeordnet sein müssen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung mit dickwandigem Gehäuse können diese Leitungen und Anschlüsse auch in die Gehäusewand integriert sein, so dass mit dem Zusammenfügen zweier Funktionseinheiten gleichzeitig alle ertorderlichen Anschlüsse hergestellt sind. Das vereinfacht den Zusammenbau erfindungsgemäßer Maschinen ganz erheblich und hat zudem den Vorteil, dass Montagefehler durch eine fehlerhafte Zuordnung der Anschlüsse ausgeschlossen sind.
Eine von der Erfindung bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht plane Gehäuseflächen vor. Dabei kommt der Erfindungsgedanke bereits dann besonders vorteilhaft zum Tragen, wenn die Gehäuseaußenseite im Überlappungsbereich plan verläuft. Auf diese Weise lassen sich zwei beliebige Funktionseinheiten problemlos aneinanderfügen. Weitere Vorteile bietet es, auch die darüber hinausgehenden Gehäusebereiche, beispielsweise sich gegenüberliegende oder auch sämtliche Gehäuseseiten plan auszubilden, um auf diese Weise die zu reinigenden Flächen zu minimieren. Zudem werden Reinigungsarbeiten durch plane Flächen erheblich erleichtert.
In Weiterführung diese Gedankens sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass benachbarte Gehäuseseiten zweier Funktionseinheiten miteinander fluchten. Dadurch bilden zwei einzelne Gehäuseseiten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung übergangslos, das heißt ohne Vor- und Rücksprünge, eine große plane Fläche mit vorgenannten Vorteilen.
Im Sinne einer möglichst planen und damit hindernisfreien Gehäuseoberfläche ist ferner bevorzugt, die Verbindungsmittel zweier Funktionseinheiten in der Gehäuseoberfläche zu versenken oder innenliegend anzuordnen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen wenigstens einen Teil der Gehäuseseiten der Funktionseinheiten im rechten Winkel anzuordnen. Auf diese Weise ist eine größtmögliche Kombinationsvielfalt mit anderen oder mehreren Funktionseinheiten gewährleistet. In besonderer Weise sind dafür quader- oder würfelförmige Gehäuseformen geeignet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schrägansicht,
2a–c Beispiele für Funktionseinheiten innerhalb einer Vorrichtung gemäß 1 jeweils in Schrägansicht,
3 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang der in 4 dargestellten Linie III-III,
4 einen Horizontalschnitt durch in die 3 dargestellte Vorrichtung entlang der Linie IV–IV sowie
5–7 Teilschnitte durch erfindungsgemäße Vorrichtungen im Überlappungsbereich.
In 1 sieht man in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer Schrägansicht. Die Vorrichtung 1 stellt lediglich ein Ausführungsbeispiel von vielen dar und ist daher in keiner Weise als beschränkend zu verstehen. Im Vordergrund der Erfindung steht nicht das Verfahren selbst, das von den Funktionseinheiten ausgeführt wird, sondern die konstruktive Art und Weise, wie die einzelnen Funktionseinheiten miteinander gekoppelt sind. Insofern könnte eine erfindungsgemäße Vorrichtung ebenso dazu dienen, Ausgangsstoffe zu agglomerieren oder einem sonstigen mechanischen Verfahrensprozess zu unterwerfen.
Bei der in Figur dargestellten Vorrichtung 1 besitzen die zu Erreichung eines Arbeitsergebnisses kombinierten Funktionseinheiten quaderförmige Gestalt und liegen mit den sich zugewandten planen Oberflächen dicht aneinander. Der Kontaktbereich zweier Funktionseinheiten bildet dabei den Überlappungsbereich und definiert gleichzeitig die Anschlussebene. Da die Funktionseinheiten von Material durchströmt sind, besitzen alle Funktionseinheiten Materialeingangs- und Materialausgangsöffnungen, die im Überlappungsbereich angeordnet sind und die den Materialdurchtritt von der stromaufwärts liegenden Funktionseinheit in die stromabwärts liegende Funktionseinheit ermöglichen. Dabei fluchten die Materialdurchtrittsöffnung der beiden Funktionseinheiten.
Die Vorrichtung gemäß 1 ist dazu bestimmt, ein pharmazeutisches Präparat herzustellen. Zu diesem Zweck wird der aus einem Reaktor kommende grießige und zur Klumpenbildung neigende Ausgangsstoff 2 aufbereitet und abgefüllt. Zur Erfüllung dieser Aufgabe besitzt die Vorrichtung 1 eine erste Funktionseinheit in Form einer Dosierschnecke 3 mit quaderförmiger Gestalt. An der Oberseite 3.1 sieht man eine Beschickungsöffnung 3.2, über die der Ausgangsstoff 2 ins Innere der Dosierschnecke 3 gelangt. Dort befinden sich übliche, nicht dargestellte Förderelemente, wie z.B. Schneckenwendel, die den Ausgangsstoff 2 zu einer in der Vorderseite 3.3 liegenden Materialaustrittsöffnung 3.4 fördern.
Die Materialaustrittsöffnung 3.4 leitet den Ausgangsstoff 2 einer nachfolgenden Funktionseinheit in Form eines vertikal angeordneten Materialzulaufs 4 zu, der annähernd quaderförmige Gestalt besitzt und dessen Fußbereich sich über die Unterseite der Dossierschnecke 3 hinaus erstreckt. Im Inneren beherbergt der Materialzulauf 4 einen nicht weiter dargestellten Kanal zur Durchleitung des Ausgangsstoffes 2, dessen oberes Ende aus der Hinterseite 4.1 des Materialzulaufs 4 führt und dort mit der Materialaustrittsöffnung 3.4 fluchtet. Das untere Ende des Kanals mündet ebenfalls aus der Hinterseite 4.1 des Materialzulaufs 4 und schließt an eine nachfolgende Funktionseinheit an.
Mit seiner Hinterseite 4.1 liegt der Materialzulauf 4 vollflächig an der Vorderseite 3.3 der Dosierschnecke 3 an, wodurch sich ein kontaktbehafteter Überlappungsbereich ergibt, der die erste Anschlussebene definiert und der schraffiert dargestellt ist. Die Oberseite 4.2 des Materialzulaufs 4 fluchtet mit der Oberseite 3.1 der Dosierschnecke 3 und die rechte Seitenfläche 4.3 mit der rechten Seitenfläche 3.5. Die übrigen Flächen stoßen im rechten Winkel aufeinander.
Durch den Materialzulauf 4 gelangt der Ausgangsstoff 2 zur nächsten Funktionseinheit in Form einer Zerkleinerungseinheit 5, deren Außenkontur ebenfalls quaderförmig ausgebildet ist. Die Zerkleinerungsarbeit 5 bildet mit ihrer Oberseite 5.1 die Aufstandsfläche für die Dosiereinheit 3. Die Vorderseite 5.2 fällt mit der ersten Anschlussebene zusammen und liegt unter Kontakt an der Hinterseite 4.1 des Materialzulaufs 4 an, wodurch sich eine zweite Anschlussebene zwischen Materialzulauf 4 und Zerkleinerungseinheit 5 ergibt, die mit der ersten Anschlussebene identisch ist. Der Überlappungsbereich zwischen den beiden Funktionseinheiten 4 und 5 ist wiederum schraffiert dargestellt. Dort sieht man eine zentrale Öffnung 5.3, welche mit der Austrittsöffnung aus dem Materialzulauf 4 fluchtet und dadurch einen Materialdurchgang ins Innere der Zerkleinerungseinheit 5 ermöglicht.
Die Zerkleinerungseinheit 5 besteht aus einer Mühle, wie sie beispielsweise in 2a dargestellt ist. Die Mühle besitzt zwei innerhalb eines scheibenförmigen Zerkleinerungsraumes 5.7 koaxial zu einer Rotationsachse 5.9 verlaufenden Mahlscheiben, die unter Einhaltung eines axialen Abstandes einen Mahlspalt bilden und die im Zuge einer Relativbewegung zueinander die Zerkleinerung des Ausgangsstoffes 2 besorgen. Über die Öffnung 5.3 wird der Ausgangsstoff 2 axial in die Mühle eingeleitet, nach Umlenkung in radialer Richtung dem Mahlspalt zur Zerkleinerung aufgegeben und über einen Materialauslass 5.4 tangential aus der Mühle abgezogen. Aus 2a wird zudem deutlich, dass die Innenkontur 5.8 der Zerkleinerungseinheit 5 unabhängig von deren Außenkontur verläuft.
In 1 sieht man die in der Vorderseite 5.2 zentral angeordnete Materialeintrittsöffnung 5.3 und die in der rechten Seitenfläche 5.5 angeordnete Materialaustrittsöffnung 5.4.
An die Zerkleinerungseinheit 5 schließt eine ebenfalls quaderförmige Entstaubungseinheit 6 an. Die linke Seitenfläche 6.1 der Entstaubungseinheit 6 liegt dabei mit Kontakt an der rechten Seitenfläche 5.5 der Zerkleinerungseinheit 5 an. Der sich dabei ergebende Überlappungsbereich ist wiederum schraffiert dargestellt und bildet die dritte Anschlussebene. Im Überlappungsbereich befindet sich die mit der Eintrittsöffnung in die Entstaubungseinheit 6 fluchtende Austrittsöffnung 5.4 der Zerkleinerungseinheit 5.
Die Zerkleinerungseinheit 5 und die Entstaubungseinheit 6 weisen eine gleiche Höhe auf, so dass die Oberseite 5.1 bündig mit der Oberseite 6.2, die Unterseite 5.6 bündig mit der Unterseite 6.3 und die Vorderseite 5.2 bündig mit der Vorderseite 6.4 verläuft. Die restlichen Flächen bilden untereinander rechte Winkel aus.
Im Inneren der Entstaubungseinheit 6 kann ein Filter oder, wie in 2b dargestellt ist, ein Zyklon angeordnet sein. Aus 2c geht wiederum hervor, dass die Außenkontur der Entstaubungseinheit 6 unabhängig von deren Innenkontur 6.6 verläuft.
Während die Bearbeitung des Ausgangsstoffs 2 bis zur Entstaubungseinheit 6 kontinuierlich erfolgt, ist dagegen eine chargenweise Weiterbearbeitung des Ausgangsstoffes 2 in den nachfolgenden Funktionseinheiten vorgesehen. Dazu gelangt der Ausgangsstoff 2 zunächst in eine weitere Funktionseinheit in Form einer Zwischendosierung 7, die eine Bevorratung des kontinuierlich ankommenden Ausgangsstoffes 2 für den chargenweisen Abzug vornimmt. Im Inneren der Zwischendosierung 7 können hierzu beispielsweise eine Förderschnecke und gegebenenfalls ein Rührwerk vorhanden sein.
Auch die Zwischendosierung 7 weist eine quaderförmige Gestalt auf und liegt mit ihrer Oberseite 7.1 unter Kontakt an der Unterseite 6.3 der Entstaubungseinheit 6 an. Dadurch entsteht wiederum ein schraffiert dargestellter Überlappungsbereich, der eine vierte Anschlussebene definiert. Im Überlappungsbereich sieht man wiederum eine Öffnung 7.2, die den Materialdurchtritt von der Entstaubungseinheit 6 zur Zwischendosierung 7 ermöglicht.
Die linke und rechte Seitenfläche 7.3 und 7.4 der Zwischendosierung 7 fluchten dabei mit der linken und rechten Seitenfläche 6.1 und 6.5 der Entstaubungseinheit 6. Ansonsten verlaufen die übrigen Flächen im rechten Winkel zueinander.
An die rechte Seitenfläche 7.4 der Zwischendosierung 7 schließt sich unmittelbar eine weitere Funktionseinheit in Form einer Mischeinheit 8 mit ebenfalls quaderförmiger Gestalt an. Mit ihrer linken Seitenfläche 8.1 bildet die Mischeinheit 8 einen schraffiert dargestellten Überlappungsbereich mit der rechten Seitenfläche 7.4 der Zwischendosierung und bildet damit eine fünfte Anschlussebene. Über eine Öffnung 8.2 in der linken Seitenfläche 8.1 wird der Materialdurchtritt von der Zwischendosierung 7 in die Mischeinheit 8 gewährleistet. Die Oberseite 8.3 der Mischeinheit 8 verläuft bündig mit der Oberseite 7.1 der Zwischendosierung 7, ansonsten sind die übrigen benachbarten Flächen wiederum im rechten Winkel zueinander angeordnet.
Eine mögliche Ausführungsform eines im Sinne der Erfindung einsetzbaren Mischers 8 ist in 2c dargestellt. Dort sieht man einen zylindrischen, im Inneren liegenden Hohlraum 8.5, in dem Mischwerkzeuge umlaufen und die gleichmäßige Verteilung des pharmazeutischen Wirkstoffes im Ausgangsstoffs 2 bewirken. Auch hier verläuft die Innenkontur 8.6 unabhängig von der Außenkontur der Mischeinheit 8.
Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel letzte Funktionseinheit stellt eine Abfüllstation 9 dar. Die Abfüllstation 9 besitzt Würfelform und ist unterhalb der Mischeinheit 8 angeordnet, wobei die Oberseite 9.1 unter Kontakt an der Unterseite 8.4 anliegt, wodurch sich der schraffiert dargestellte Überlappungsbereich ergibt, der die letzte Anschlussebene definiert. Die im Überlappungsbereich liegende Eintrittsöffnung 9.2 fluchtet mit der Materialaustrittsöffnung aus der Mischeinheit 8. Darüber hinaus fluchten die linke und rechte Seite 9.3 und 9.4 sowie die Vorderseite 9.5 mit der linken und rechten Seite 8.1 und 8.7 sowie der Vorderseite 8.8 der Mischeinheit 8.
Über eine Öffnung 9.6 an der Unterseite 9.7 der Abfüllstation 9 wird der zum fertigen Endprodukt verarbeitete Ausgangsstoff 2 in nicht weiter dargestellte Behälter abgefüllt und abtransportiert.
Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß 1 besitzen sämtliche Funktionseinheiten eine quaderförmige Gestalt, da diese Form sich in besonderer Weise zur Realisierung der Erfindung eignet. Unabhängig davon sind jedoch auch andere Außenkonturen möglich. Beispielsweise wäre eine zylinderförmige Abfüllstation 9 denkbar, deren kreisförmige Oberseite in der Anschlussebene zur Mischeinheit 8 liegt.
Die 3 und 4 zeigen Ausschnitte eines weiteren ähnlichen Ausführungsbeispiels der Erfindung in einem Vertikal- und Horizontalschnitt. Die dort dargestellte Vorrichtung 10 setzt sich wiederum in erfindungsgemäßer Weise aus verschiedenen Funktionseinheiten zusammen, wobei die Art der einzelnen Funktionseinheiten von dem zu bearbeitenden Ausgangsstoff und dem zu erreichenden Arbeitsergebnis abhängen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das eine Zerkleinerungseinheit 11, eine Antriebseinheit 12, eine Entstaubungseinheit 13 und eine Fördereinheit 14.
Die Zerkleinerungseinheit 11 besteht wiederum aus einer Mühle, deren Außenkontur der Form eines Quaders entspricht. Innen besitzt die Zerkleinerungseinheit 11 einen zur Rotationsachse 11.1 rotationssymmetrischen scheibenförmigen Zerkleinerungsraum 11.2, in dem zwei koaxiale, sich axial gegenüberliegende Mahlscheiben 11.3 und 11.4 mit jeweils einem Mahlring 11.5 angeordnet sind. Während die Mahlscheibe 11.3 fest mit dem Mühlengehäuse verbunden ist, sitzt die Mahlscheibe 11.4 auf einer koaxial zur Rotationsachse 11.1 verlaufenden Antriebswelle 11.6, die über eine Öffnung 11.12 aus der Rückseite 11.11 des Mühlengehäuses dringt.
Die Beschickung der Zerkleinerungseinheit 11 geschieht über eine zentrale Öffnung 11.7 an der Vorderseite 11.8 des Mühlengehäuses. Über einen tangentialen Materialauslauf 11.9, der an der rechten Seitenfläche 11.10 aus dem Mühlengehäuse mündet, wird das ausreichend gefeinte Gut aus der Mühle abgezogen.
Die Rückseite 11.11 der Zerkleinerungseinheit 11 schließt sich mit Kontakt an die Antriebseinheit 12 an, wobei die Ober- und Unterseiten sowie linke und rechte Seitenflächen der Antriebseinheit 12 mit denen der Zerkleinerungseinheit 11 fluchten. Dadurch wird der Überlappungsbereich von der ganzen Fläche der Vorderseite 12.1 der Antriebseinheit und Rückseite 11.11 der Zerkleinerungseinheit 11 gebildet. Die Anschlussebene 15 liegt zwischen der Zerkleinerungseinheit 11 und der Antriebseinheit 12.
Die Vorderseite 12.1 der Antriebseinheit 12 besitzt ebenfalls eine zentrische Öffnung 12.2, die axial mit der Öffnung 11.12 der Zerkleinerungseinheit fluchtet und auf diese Weise eine axiale mit Lagern versehene Wellendurchführung bildet.
Die Antriebseinheit 12 weist einen sich um die Rotationsachse 11.1 erstreckenden Hohlraum 12.4 auf, der in axialer Richtung von der Antriebswelle 11.6 durchdrungen ist. Auf der Antriebswelle 11.6 sitzt eine Mehrrillenscheibe 12.5, die wiederum mit einem nicht weiter dargestellten Motor gekoppelt ist.
Weiter sieht man im Überlappungsbereich angeordnete Zentriermittel 12.9, wie sie näher unter den 6a bis b beschrieben sind und die beim Zusammenfügen der Zerkleinerungseinheit 11 und Antriebseinheit 12 sicherstellen, dass die Öffnungen 11.12 und 12.2 sowie die Ober- und Unterseiten sowie rechte und linke Seitenflächen der beiden Funktionseinheiten 11 und 12 miteinander fluchten. Zum Zusammenspannen der beiden Funktionseinheiten 11 und 12 dienen die mit 12.7 angedeuteten Schraubbolzen, deren Kopf in der Oberfläche der jeweiligen Gehäuseseite versenkt ist und mit dieser bündig abschließt.
Die so miteinander verbundenen Zerkleinerungseinheit 11 und Antriebseinheit 12 ergeben wiederum einen quaderförmigen Gesamtkörper.
Beide rechten Seitenflächen 11.10 und 12.6 der Zerkleinerungseinheit 11 und Antriebseinheit 12 bilden eine Anschlussebene 16 für die Entstaubungseinheit 13 in Form eines Zyklons. Die Entstaubungseinheit 13 besitzt ein quaderförmiges Gehäuse, dessen Breite in der Anschlussebene der Gesamtbreite der zusammengefügten Zerkleinerungseinheit 11 und Antriebseinheit 12 entspricht. Auf diese Weise fluchten die Vorderseiten 13.1 der Entstaubungseinheit 13 mit der Vorderseite 11.8 der Zerkleinerungseinheit 11 sowie die entsprechenden Rückseiten 13.2 und 12.8. Auf diese Weise entsteht eine durchgehende plane Vorder- und Rückseite der Vorrichtung 10.
Der bündige Verlauf der Oberflächen wird sichergestellt über Zentriermittel 13.3, wie sie beispielsweise in den 6a–c näher beschrieben sind. Im vorliegenden Fall wird als Zentriermittel ein Passbolzen gemäß 6c verwendet. Über Schraubbolzen 13.4 wird die Entstaubungseinheit 13 kraftschlüssig an die Zerkleinerungseinheit 11 und Antriebseinheit 12 angeschlossen.
Im Inneren der Entstaubungseinheit 13 sieht man einen Zyklon 13.5 mit einem oberen zylindrischen Abschnitt und einem unteren konischen Abschnitt. In den zylindrischen Abschnitt mündet tangential ein Zulauf 13.6, der mit dem Materialauslauf 11.9 der Zerkleinerungseinheit 11 fluchtet.
Die Trennung des zerkleinerten Guts erfolgt nach bekannter Art, indem der Feinanteil nach oben durch die zentrale Öffnung 13.7 in der Oberseite 13.8 aus der Entstaubungseinheit 13 abgezogen wird. Hingegen fallen größere und schwerere Teilchen nach unten in den konischen Abschnitt des Zyklons 13.5, wo sie über die Öffnung 13.9 an der Unterseite 13.10 austreten und in die sich anschließende Fördereinheit 14 gelangen.
Für den passgenauen Anschluss der Fördereinheit 14 in der Anschlussebene 17 ist in die Unterseite 13.10 konzentrisch zur Öffnung 13.9 eine Ringnut eingefräst, in die ein Zentrierring 14.1 formschlüssig eingreift. Eine entsprechende Ringnut befindet sich an der Oberseite 14.2, die beim Zusammenfügen der Fördereinheit 14 mit der Entstaubungseinheit 13 zu einem Verzahnen in der wunschgemäßen Sollposition führt. Dabei verlaufen die linke Seite 14.3 und rechte Seite 14.4 bündig mit den entsprechenden Seiten 13.11 und 13.12 der Entstaubungseinheit 13, wodurch auch hier wieder möglichst zusammenhängende plane Außenflächen der Vorrichtung 10 geschaffen werden.
Im Inneren besitzt die Fördereinheit 14 einen Förderkanal 14.5, in dem die nicht dargestellten Förderelemente, wie zum Beispiel Schneckenwendel, den Transport des zerkleinerten Gutes bewerkstelligen. Über eine mit der Öffnung 13.9 fluchtende Öffnung 14.6 ist der Förderkanal 14.5 mit Aufgabegut beschickbar.
Über Schraubbolzen 14.7 ist die Fördereinheit 14 kraftschlüssig an die Entstaubungseinheit 13 angeschlossen.
Die einfachste Art, den Materialdurchtritt von einer Funktionseinheit zur anderen zu erreichen, besteht darin, die sich gegenüberliegenden Öffnungen in den jeweiligen Funktionseinheiten exakt fluchtend anzuordnen. Eine dazu alternative Ausführungsform der Erfindung ist in 5 dargestellt. Man sieht den im Bereich der Anschlussebene 18 liegenden Teil einer ersten Funktionseinheit 19 mit einer kreisförmigen Öffnung 19.1. An der Außenseite 19.2 der Funktionseinheit 19 liegt mit Kontakt der der Anschlussebene 18 zugeordnete Teil einer zweiten Funktionseinheit 20 an, wodurch sich ein Überlappungsbereich in die Anschlussebene 18 ergibt. Aus der Außenfläche 20.1 der Funktionseinheit 20 steht ein rohrförmiger Ansatz 20.2 hervor, der sich passgenau in die Öffnung 19.1 der ersten Funktionseinheit 19 erstreckt. Auf diese Weise bildet der Ansatz 20.2 gleichzeitig ein Zentriermittel zur Gewährleistung der gewünschten Position der beiden Funktionseinheiten 19 und 20 zueinander. Zudem ist bei einer solchen Ausführungsform die die Durchtrittsöffnung bildende Innenseite einstückig ausgebildet und besitzt daher durchgehende Führungsflächen für das zu bearbeitende Material.
Die 6a, b und c zeigen verschiedene Ausführungsformen von Zentriermitteln, die die bestimmungsgemäße Lage einer Funktionseinheit gegenüber der anzuschließenden Funktionseinheit sicherstellen. Man sieht jeweils den Teil einer ersten Funktionseinheit 21, dessen Außenseite 21.1 die Anschlussebene 22 definiert. Eine zweite Funktionseinheit 23 wird in Richtung des Pfeils 24 an die Funktionseinheit 21 angeschlossen, wobei die Außenseite 23.1 der Funktionseinheit 23 in der Anschlussebene 22 in Kontakt mit der Außenseite 21.1 der Funktionseinheit 21 kommt.
In 6a bestehen die Zentriermittel aus einer Ausnehmung 21.2 in der Außenseite 21.1, deren Seitenwände 21.3 zum Grund der Ausnehmung konisch verlaufen. In die Ausnehmung 21.2 greift ein Zapfen 23.2, der zur Erzeugung eines Formschlusses mit der Ausnehmung 21.1 ebenfalls konische Seiten 23.3 besitzt. Beim Zusammenfügen der Funktionseinheiten 21 und 23 erleichtern die konischen Flächen 21.3 und 23.3 zusätzlich das Einfädeln des Zapfens 23.2 in die Ausnehmung 21.1.
6b zeigt Zentriermittel bestehend aus einer Vertiefung 21.4 in der Außenseite 21.1 der ersten Funktionseinheit 21 und einer direkt gegenüberliegenden Vertiefung 23.4 in der Außenseite 23.1 der zweiten Funktionseinheit 23. Zur Zentrierung beim Zusammenfügen der beiden Funktionseinheiten 21 und 23 dient ein Verbindungselement 25, das unter Herstellung eines Formschlusses hälftig in die Vertiefung 21.4 und hälftig in die Vertiefung 23.4 eingreift.
Die in den 6a und b vorgestellten Ausführungsformen stellen punktuell wirkende Zentriermittel dar. Im Rahmen der Erfindung liegen jedoch auch Zentriermittel, die sich über einen größeren Bereich der Anschlussebene 22 erstrecken. Beispielsweise ist es möglich, die Vertiefung 21.1 sowie die Vertiefungen 21.4 und 23.4 in Form von Ringnuten auszubilden, in die dann ein ringförmiger Ansatz oder ein Ringelement eingreift. Der sich daraus ergebende ringförmige Verlauf der Zentriermittel eignet sich besonders zur umlaufenden Anordnung der Zentriermittel um die Materialdurchtrittsöffnung. Auf diese Weise kann insbesondere bei der Ausbildung konischer Seitenflächen der Zentriermittel (1) eine zusätzliche Dichtwirkung der Materialdurchtrittsöffnung erreicht werden. Zudem bieten große Zentrierflächen eine verbesserte Kraftüberleitung in der Anschlussebene 22.
Bei einer Ausführungsform gemäß 6c wird eine Zentrierung der beiden Funktionseinheiten 21 und 23 durch eine Passbohrung 21.5 erreicht, die sich von der Außenseite 21.1 senkrecht in die Funktionseinheit 21 erstreckt und deren innenliegender Abschnitt ein Innengewinde trägt. In die Passbohrung 21.5 ist ein Passtift 26 eingeschraubt, der mit seinem einen Ende über die Außenseite 21.1 und damit die Anschlussebene 22 übersteht. Zusätzlich ist in die Funktionseinheit 23 eine von der Außenseite 23.1 ausgehende weitere Passbohrung 23.5 eingebracht, in die beim Zusammenfügen der beiden Funktionseinheiten 21 und 23 der Passtift 26 mit seinem überstehenden Ende formschlüssig eingreift.
7 offenbart eine Ausführungsform der Erfindung, bei der in dem in der Anschlussebene 27 liegenden Überlappungsbereich zweier Funktionseinheiten 28 und 29 auch Steckverbindungen für Versorgungsleitungen integriert sind. 7 offenbart eine Steckverbindung für elektrische Leitungen, beispielsweise zur Energieversorgung oder Übermittlung von Mess- und Steuersignalen. Die Erfindung erstreckt sich jedoch ebenso auf andere Leitungen, wie zum Beispiel Lichtleiter zur Übermittlung von Informationen sowie hydraulische oder pneumatische Versorgungsleitungen, deren in der Anschlussebene 27 liegende Enden beispielsweise mit Schnellkupplungen versehen sein können.
Der in 7 dargestellte Bereich einer ersten Funktionseinheit 28 besitzt an ihrer Außenseite 28.2 eine eine Steckbuchse bildende Vertiefung 28.1, in die ein einen Stecker bildender Ansatz 29.1 an der Außenseite 29.2 der Funktionseinheit 29 einführbar ist. Der Ansatz 29.1 trägt an der der Anschlussebene 27 zugewandten Fläche drei Steckkontakte 29.3, an die elektrische Leitungen 29.4 angeschlossen sind.
Die Vertiefung 28.1 weist an ihrem Grund elektrische Aufnahmen 28.3 für die Steckkontakte 29.3 auf und ist ebenfalls mit elektrischen Leitungen 28.4 verbunden.
Beim Zusammenfügen der Funktionseinheiten 28 und 29 in Richtung des Pfeils wird somit gleichzeitig ein elektrischer Anschluss hergestellt. Zusätzlich ist es möglich, in die Steckverbindung gleichzeitig die Funktion von Zentriermitteln zu integrieren, indem die Vertiefung 28.1 den Ansatz 29.1 formschlüssig aufnimmt.

Claims

Materialdurchströmte Vorrichtung zur Bearbeitung von dosierfähigem Aufgabegut, umfassend mindestens zwei Funktionseinheiten, die in einer Anschlussebene zusammengesetzt sind und die in der Vorrichtung zur Durchführung eines oder mehrerer Bearbeitungsschritte zusammenwirken, wobei im Zuge der Bearbeitung ein Materialübergang von der einen Funktionseinheit zur anderen Funktionseinheit stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass jede Funktionseinheit ein eigenes Gehäuse besitzt und die sich zugewandten Seiten der Gehäuse der Funktionseinheiten einen in der Anschlussebene liegenden Überlappungsbereich bilden, der sich über den unmittelbaren Bereich des Materialübergangs hinaus erstreckt und in dem die Funktionseinheiten unter Kontakt aneinander liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten der Gehäuse der Funktionseinheiten im Überlappungsbereich plan ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich zugewandten Seiten der Gehäuse der Funktionseinheiten plan ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich gegenüberliegende Seiten des Gehäuses mindestens einer Funktionseinheit plan ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Seiten des Gehäuses mindestens einer Funktionseinheiten plan ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich gegenüberliegende Seiten des Gehäuses mindestens einer Funktionseinheit parallel sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Seiten des Gehäuses mindestens einer Funktionseinheit im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuses mindestens einer Funktionseinheit, vorzugsweise aller Funktionseinheiten, quaderförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Funktionseinheit mindestens eine weitere Anschlussebene zu einer weiteren Funktionseinheit aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Seite des Gehäuses der einen Funktionseinheit mit einer Seite des Gehäuses der anderen Funktionseinheit fluchtet, vorzugsweise alle Seiten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Funktionseinheiten lösbar miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel bündig in der Oberfläche der entsprechenden Seite des Gehäuses der Funktionseinheit oder innenliegend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten der Gehäuse der Funktionseinheiten im Überlappungsbereich feinbearbeitet sind, vorzugsweise geschliffen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Gehäuse der Funktionseinheiten dickwandig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur des Gehäuses einer Funktionseinheit unabhängig von der Außenkontur des Gehäuses verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Versorgungs- und/oder Steuerleitungen in die Gehäusewand integriert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in die Gehäusewände der Funktionseinheiten in der Anschlussebene liegende Steckverbindungen für Versorgungs- und Steuerleitungen integriert sind.