(57)【要約】【課題】計量−分配プロセスに先立って且つ当該プロセスのために、計量−分配ユニットの内部の分配物質をほぐすことを可能にした計量−分配装置の提供。【解決手段】粉末状又はペースト状の分配物質のための計量−分配装置１００は、保持装置１２０と少なくとも１つの収容装置１３０とを備えている。少なくとも１つの計量−分配ユニット１１０が、この収容装置内に設置したり取り出したりすることができる。当該計量−分配装置は更に、少なくとも１つのアクチュエータ１６０を備えており、当該アクチュエータの作用は、前記収容装置において指示される。前記収容装置は、振り子動作を自由に行うことができる状態で、保持装置上に枢動可能に支持されている。前記アクチュエータは、前記収容装置の振動振り子動作を発生させることができる。【選択図】  図１
2008197095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状又はペースト状の分配物質のための計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
保持装置（１２０）と少なくとも１つの収容装置（１３０）とを備えており、少なくとも１つの計量−分配ユニット（１１０）を前記収容装置（１３０）に対して設置し或いは取り外すことができ、当該計量−分配装置は更に、前記収容装置（１３０）において動作が指示される少なくとも１つのアクチュエータ（１６０）を更に備えており、前記収容装置（１３０）は、自由に振り子動作を行うことができるように前記保持装置（１２０）上に枢動可能に支持されており、前記アクチュエータ（１６０）は、前記収容装置（１３０）の振動する振り子動作を行うように作動可能であることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項２】
請求項１に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
当該計量−分配装置（１００）がその作動位置にあるときに、前記収容装置（１３０）の枢動軸（１３１）は、ほぼ水平な向きに配置されていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項３】
請求項２に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
当該計量−分配装置（１００）が、連結装置（１１５）によって閉塞軸（１１４）及び／又は計量−分配ユニット（１１０）に結合することができる駆動軸（１５１）を備えた駆動装置（１５０）を備えており、更に、前記連結装置（１１５）は、前記枢動軸（１３１）を含む水平面内に配置されており、前記連結装置（１１５）は、前記振り子動作の結果として起こる閉塞軸（１１４）と駆動軸（１１５）との各々の軸線方向の変位及び回転軸線間の角度変化を吸収するための長さ及び角度調整機能を備えていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記アクチュエータ（１６０）によって発生される機械的衝撃パルスの結果として、前記保持装置（１２０）から受ける反力を吸収するために、前記保持装置（１２０）と前記収容装置（１３０）との間にアクチュエータ（１６０）が作動可能に介装されていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記アクチュエータ（１６０）が前記収容装置（１３０）に作動可能に結合されており、前記アクチュエータ（１６０）が、当該アクチュエータの機械的衝撃パルスの反力を吸収する機能を果たす振り子を備えていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項６】
請求項５に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記振り子が、振り子ロッドと振り子質量（５６８）とを備えており、当該振り子質量（５６８）は、質量片を付加するか又は取り去ることによって変更できることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項７】
請求項６に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記振り子質量（５６８）が、前記振り子ロッドに沿って動かすことができ且つ前記振り子ロッド上の所望位置に係止することができることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記振り子の枢動軸に対する当該振り子の質量慣性モーメントが、前記枢動軸に対して計量−分配ユニット（１１０）を備えた収容装置（１３０）の質量慣性モーメントに少なくとも等しいことを特徴とする計量−分配装置。
【請求項９】
請求項５乃至８のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
保持装置（１２０，４２０）全体が振り子質量（５６８）として機能するように枢動可能に懸垂されていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
アクチュエータ（１６０）の衝撃パルスの振幅を調整するように機能する少なくとも１つの調整可能な推進ばね（５６６）及び／又は制振部材（５６７）及び／又はばね部材（５３３）を備えていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記収容装置（１３０）が調整可能な部材によって定めることができる枢動範囲を有し、前記収容装置（１３０）が位置決め及びエンドストッパ部材（５３５）を備えていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記アクチュエータ（１５０）が推進ばね（５６６）によって駆動することができるハンマー質量（５６５）を備えており、前記推進ばね（５６６）はテンション機構によって張り詰めることができ、前記ハンマー質量（５６６）は前記推進ばね（５６６）によって加速させることができ、前記ハンマー質量（５６５）の衝撃によって、前記収容装置（１３０）又は当該収容装置（１３０）に結合されている構成部品上で、衝撃波を前記収容装置装置（１３０）内に発生させることができることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記保持装置（６２０）の第一の主要部分（６２２）が、水平直線ガイド（６２８）を備えており且つ当該水平直線ガイド（６２８）によって前記保持装置（６２０）の第二の主要部分（６２３）に結合されており、前記保持装置（６２０）の前記第一の主要部分（６２２）上には、複数の収容装置（６２０）が個々に自由に枢動できる状態で並置されていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記保持装置（７２０）の第一の主要部分（７２２）は、リング形状の構造に設計されており且つ前記保持装置（７２０）の前記第二の主要部分（７２３）上に垂直軸線を中心に回転できるように支持されており、前記リング形状の第一の主要部分（７２２）の外面には、複数の収容装置（７３０）が、個々に自由に枢動動作ができる状態で並置されていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）であり、
前記駆動装置（６５０）の領域内に、アクチュエータ（６００）が、駆動装置（６５０）の領域内に現在配置されている収容装置（６３０）内においてのみ振動枢動動作を惹き起こすことが前記アクチュエータ（６６０）の衝撃パルスによって可能なように配置されていることを特徴とする計量−分配装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちのいずれか一項による計量−分配装置（１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００）によって粉末状の分配物質を計量分配する方法であり、
第一のステップにおいて、計量−分配ユニット（１１０）が計量−分配装置（１００）の収容装置（１３０）内に設置され、前記計量−分配ユニット（１１０）が駆動装置（１５０）に結合され、第二のステップにおいて、前記分配物質がアクチュエータ（１６０）によってほぐされ、第三のステップにおいて、所望の目標量の分配物質が駆動装置（１５０）によって計量−分配ユニット（１１０）に付与される作用によって目標容器（１９０）内へ排出され、第四のステップにおいて、適用可能である場合に、更に別の目標量が更に別の目標容器（１９０）内へ排出され、第五のステップにおいて、前記計量−分配ユニット（１１０）が計量−分配装置（１００）から取り出されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であり、
前記アクチュエータ（１６０）による前記計量−分配ユニット（１１０）内の分配物質のほぐし動作が、前記計量−分配ユニット（１１０）から目標容器（１９０）内への目標量の分配物質の個々の排出間及び／又は排出された分配物質の量が特定量に達した後において行われることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の方法であり、
前記計量−分配ユニット（１１０）内の分配物質のほぐし動作が、前記収容装置（１３０）に対して前記アクチュエータ（１６０）によって指示された複数の機械的衝撃パルスによってなされ、当該機械的衝撃パルスの周波数及び振幅が前記分配物質に適合されていることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６乃至１８のうちのいずれか一項に記載の方法であり、
前記アクチュエータ（１６０）の衝撃パルスが、前記収容装置（１３０）の振り子揺動周波数に対して調和しない周波数であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末状の物質のための計量−分配装置に関し、特に、計量−分配ユニット内に含まれている分配物質をほぐす機能を備えた収容装置を含んでいる計量−分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末状物質のための計量−分配装置は、特に、少ない分配量が高い精度で小さな目標容器内へ分配される用途のために使用される。このような目標容器は、計量−分配装置から分配される分配物質を、続いて所定の指示に従って更に処理できるように秤量するために、秤上に設置されることが多い。
【０００３】
計量すべき物質は、例えば、供給源及び分配ヘッドを備えている計量−分配ユニット内に配置される。分配物質は、当該物質が小さな開口断面積を有する容器内への目標を定められた流れ内へ充填できるように、計量−分配ユニットの小さな排出穴から外部へと排出されることが望ましい。
【０００４】
多くの粉末状の物質は、砂時計内の砂に匹敵して、狭い排出穴からの流れの中でさえ殆ど自然に流れる。この場合には、物質の質量流量は、適切な開口の弁装置を備えた排出穴の開口断面積を単に変更することによって制御することができる。しかしながら、多くの粉末状物質内の粒子は、集塊する傾向を有している。更に、殆どの粉末は圧縮性があり、圧縮された粉末が分配物質内に形成されて排出穴を部分的に又は完全に詰らせ得る。典型的な例として、コーンスターチは集塊になる傾向が大きい。更に、コーンスターチは極めて圧縮性が高い。結局、これらの特性により、コーンスターチは、計量−分配装置の性能を評価するための試験材料として使用されることが多い。分配物質の“集塊”とも称される分配物質の凝集力及び圧縮力によって惹き起こされる問題点は、計量−分配装置又はより特定すると分配ヘッドの解決問題及び形態に対する多くの提案に結びついて来た。例えば、粘着性の分配物質を、供給源容器から分配ヘッドの排出穴まで移動させる機能を果たすコンベアスクリューを備えた分配ヘッドが存在する。公知技術としては、更に、供給源容器及び分配ヘッドの内壁を掻き取り且つコンベアスクリューへと前進させる機能を果たす攪拌機構及び掻き取り装置がある。攪拌機構は更に、供給源容器内の分配物質の所謂ブリッジ（橋渡し）状態の形成を防止する機能を果たす。公知技術としては更に、攪拌機構の代わりに又は攪拌機構と組み合わせて使用される叩打及び振動装置がある。
【０００５】
上記の問題点の可能な解決方法がＵＳ  ２００６／０１１６５３  Ａ１に開示されている。数ミリグラム乃至数グラムの範囲の粉末状物質を目標重量の＋／−５％より高い精度で分配するための計量−分配装置は、本質的に供給源容器と分配ヘッドとを備えている。分配ヘッドの内壁は、供給源容器との連結部から排出穴に向かって円錐状に狭くなっているテーパーによって形成されている。この装置の作動状態においては、排出穴は、計量−分配ユニットの下面、従って、供給源容器の下方に配置されている。装置の作動状態においては、計量−分配ユニットの内側の流動性の分配物質は、重力下で排出穴に向かって流れるであろう。排出穴には、外部へ排出される分配物質の質量流量を調節するように機能する開口制御弁が備えられている。計量−分配装置は、容器を振動させ且つ／又は叩打するための手段を備えており、更に、中心軸線又は回転軸線に沿って直線状に上下動させることができる攪拌機構を更に備えている。（特許文献１参照）
コーンスターチによって行われた試験においては、種々の構造の計量−分配ユニットからのコーンスターチの排出はかなりの困難さを生じることがわかった。このタイプの分配物質の流動性は、物質がどの程度緩く凝集しているかを表すかさ密度とも称される特性に直接的に依存する。幾つかの実験は、攪拌機構及び／又は振動手段が採用されたときに、分配物質はほぐされる代わりに圧縮されたという結果であった。このことは、開口穴が完全に開放されていたにも拘わらず、分配物質は、計量−分配ユニットから全く排出されることが出来なかったという結果を有していた。
【特許文献１】ＵＳ  ２００６／０１１６５３  Ａ１公報
【非特許文献１】無し
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、計量−分配プロセスに先立って且つ当該プロセスのために、計量−分配ユニットの内部の分配物質を調整特にほぐすことを可能にした計量−分配装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する解決方法は、特許請求の範囲内の独立項に特定されている特徴を備えた計量−分配装置によって提供される。
【０００８】
粉末状又はペースト状の分配物質のための計量−分配装置は、保持装置と少なくとも１つの収容装置とを含んでいる。この計量−分配装置内には、少なくとも１つの計量−分配ユニットを設置したり取り出したりすることができる。当該計量−分配装置は更に、少なくとも１つのアクチュエータを備え、当該アクチュエータの動作は前記収容装置において指示される。当該収容装置は、保持装置上に枢動可能に支持されて振り子運動を自由に行うことができる。アクチュエータは、収容装置の振動する振り子運動を発生することができる。
【０００９】
これらの動きを惹き起こすために、アクチュエータは、収容装置に短く連続した幾つかの叩打往復動をさせる。叩打往復動の結果として、収容装置は振り子のように揺動し始める。収容装置の振り子状の揺動の周波数は、アクチュエータの叩打周波数に共鳴しないのが好ましい。これは、叩打往復動によって惹き起こされる衝撃波又は機械的パルスは方向が異なるという結果を有する。＋／−１°の極めて小さな枢動角においてさえ、分配物質が極めて“集塊性”である場合にも分配物質をほぐすことに関して優れた結果を達成することができた。
【００１０】
本発明による収容装置は分配物質をほぐすことにおいて決めて良好に機能したという事実は、振り子動作の結果として生じる機械的パルスの方向の変化に因るものとすることができる。円弧状の振り子動作は、アクチュエータの作用が直線方向に向けられている場合と異なり、例えば薄片状の粒子形状を有する粉末粒子がアクチュエータの直線運動によって、規定された方向に整合するのを阻止する。その結果、直線動作のアクチュエータによって観察される種類の圧縮が防止される。
【００１１】
分配物質の圧縮に伴う問題点はまた、規定された回転が分配物質の連続的な圧縮につながる従来技術の攪拌機構によっても惹き起こされる。更に、当該攪拌機構の攪拌羽根は、計量−分配ユニット内の全ての領域まで届いておらず、その結果、塊が個々の“届かない”隅に蓄積し、それによって計量−分配ユニットの排出穴が詰まり得る。
【００１２】
従って、枢動可能に支持されている収容装置と組み合わせられたアクチュエータの衝撃パルスは、特に、実際の分配過程の前に、計量−分配ユニット内に入れられている分配物質を整える機能を果たす。具体的な結果として、分配物質の流動力が分配過程前に改良され、より均一な分配物質の流動特性が達成される。
【００１３】
もちろん、アクチュエータの機械的な衝撃パルスはまた、計量−分配ユニット内で分配物質を前進させる機能、すなわち、排出過程を補助する機能をも果たすことができる。
【００１４】
理想的には、収容装置の枢動軸線は、計量−分配装置がその作動位置にあるときに当該軸線が本質的に水平であるように配列される。振り子揺動動作の結果として、分配物質は、粒子の風選に匹敵するほど供給源容器内で放り上げられる。不均等な密度を有する種々の物質からなる分配物質においては、計量−分配装置は、更に、成分物質の有する相互に分離する傾向に対抗するために、攪拌機構を備えることができる。
【００１５】
計量−分配ユニットの設計に依存して、計量−分配装置は、連結装置によって閉塞軸及び／又は計量−分配ユニットの攪拌機構の軸に結合することができる駆動軸を備えた駆動装置を備えることができる。駆動装置が収容装置の動きに関係しないが保持装置に対する堅牢な結合を備えている場合には、前記連結装置は、軸線方向の変位及び枢動動作の結果として生じる閉塞軸と駆動軸との各々の回転軸線間の角度の変化を吸収するために、長さ及び角度適合機能を備えているべきである。要求される長さ及び角度の調整を出来るだけ小さく維持するために、連結装置は、枢動軸を含む水平面内に配置されるのが好ましい。計量−分配装置は、計量−分配過程において当該計量−分配ユニットの排出穴から分配される質量流量を制御し且つ調節する制御及び調整装置を備えていることが好ましい。この制御及び調整装置はまた、アクチュエータを起動する機能を果たし、必要とされる機能を有するように設計されている場合には機械的な衝撃パルスの強度に影響を及ぼす機能を果たすこともできる。
【００１６】
アクチュエータの機械的衝撃パルスの反力は、種々の可能な方法で吸収することができる。第一の実施形態においては、アクチュエータを、保持装置と収容装置との間に機能的に介装させることができる。本願明細書における“機能的に介装される”という用語は、アクチュエータの反力が保持装置によって吸収され、アクチュエータの作用力は収容装置に耐えることを意味している。アクチュエータは、収容装置と保持装置との間に物理的に配置することができるが必ずしもその必要はない。空間的考慮により、アクチュエータが保持装置の背後に配置され且つプッシュロッドを介して収容装置に作用することが有利であり、この場合、プッシュロッドは保持装置の通過穴を通って延びている。
【００１７】
第二の実施形態においては、アクチュエータは、収容装置に機能可能に結合されており、当該アクチュエータの機械的衝撃パルスの反力を吸収する機能を果たす振り子を備えている。この概念によって、更に別の装置、例えば、目標容器内へ分配される物質を秤量するための秤の適切な機能に作用し又は弱めさえすることができる支持ベースに対する震動の伝達を避けるか又は少なくとも大きく減じる。この振り子の揺動幅は、制振部材によって範囲を定められるのが好ましい。
【００１８】
当該振り子は、振り子ロッド及び振り子質量を含んでおり、この振り子質量は錘を付加するか又は取り除くことによって調節することができる。このことにより、収容装置上に設けられた又は収容装置に結合された部品の作用が変化するのを可能にする。もちろん、アクチュエータの作用の変更は、振り子質量が振り子ロッドに沿って動くことができ且つ振り子ロッド上のあらゆる所望の位置に係止することができる構造によって行うこともできる。
【００１９】
振り子の枢動軸に対する質量慣性モーメントが計量−分配ユニットが取り付けられた収容装置の各々の枢動軸線に対する質量慣性モーメントに少なくとも等しい場合には、結果的に得られる力又はモーメントは、保持装置を介して支持ベースによって吸収される必要はない。
【００２０】
収容装置内に発生される衝撃パルス又は衝撃波の振幅が大きければ大きいほど、振り子の質量慣性モーメントは、収容装置の質量慣性モーメントに対して益々大きくなる必要がある。特に大きな振幅を達成する方法として、本質的に保持装置全体が振り子質量として枢動可能に懸垂され得る。
【００２１】
既に説明したように、枢動動作は、分離物質の混合成分の分離を惹き起こし得る。分離作用を防止するために、攪拌機構の代わりに又は撹拌機構と組み合わせて使用することができる方法は、種々の手段、特に、調整部材及び／又は位置決め及びエンドストッパ部材によって振り子の動作範囲を制限することである。調整部材は、本質的には、制振部材を設けることができる調整可能なエンドストッパである。この制振部材は、単にゴム製部材とすることができるが、油圧部材又はガス制振部材のみならず積極的に制御される制振部材を使用することも可能である。ばね部材及び制振部材は、直線的特性のみならず漸進的な特性を有することができる。
【００２２】
上記したように、種々の実験によって、本発明による収容装置においては、アクチュエータが収容装置に対する叩打往復動によって収容装置に対して作用する場合、又は言い換えると、アクチュエータが収容装置内に衝撃波を発生する場合に、特に良好な結果を達成することができることが示されて来た。衝撃波は、収容装置を介して計量−分配ユニットに伝達される。衝撃波の効率の良い伝達を達成するためには、計量−分配ユニットは、収容装置に出来るだけ堅牢に結合されるべきである。アクチュエータの可能な種々の実施形態は、引っ張り機構によって張力をかけることができ且つ瞬間的に解放することができる推進ばねによって駆動することができるハンマー質量を備えている。解放の瞬間に、ハンマー質量は、推進ばねによって加速され且つ収容装置に対するハンマー質量の衝撃によって収容装置内に衝撃波を発生させる。もちろん、例えば、着信音を鳴らすことなくユーザーに知らせるための携帯電話において使用される種類の幾つかの直列に接続された圧電アクチュエータ又は偏心バイブレータのような他のアクチュエータを使用することもまた可能である。
【００２３】
計量−分配装置が、パルスの振幅が調整可能ではないアクチュエータを備えている場合には、計量−分配装置にはまた、アクチュエータのパルスの振幅を設定するように機能する少なくとも１つの調整可能なばね部材を備えることもでき且つ／又は計量−分配装置は制振部材を備えることができる。これらの部材は、収容装置と保持装置との間に配置されるのが好ましい。理想的な場合には、これらの部材は、枢動範囲を定めるばかりでなく、パルスの振幅を設定する機能をも果たすように設計されている。
【００２４】
ユーザーが、幾つかの計量−分配ユニットから物質を取り出し且つ目標容器内で混合することを望む場合には、計量−分配ユニットが計量−分配装置内で手動によって又は自動化されたシーケンスで交換されなければならない場合に、ある時間及び作業が含まれる。この時間及び作業は、幾つかの環境においては減じることができるが、目標容器を更に別の計量−分配装置へと手動によって又は自動的に送ることによっては依然として排除できない。
【００２５】
従って、当該計量−分配装置は、水平直線ガイドを備えた保持装置を備えているのが好ましい。当該保持装置の第一の主要部分は、直線ガイドによって第二の主要部分に結合され、直線状の本質的に水平な自由動作が可能な前記の第二の主要部分に拘束されている。複数の収容装置が併設されていて個々の枢動動作を行うことができる。このような空間的設計の保持装置によって、収容装置内に設置された計量−分配装置が単純な直線状の移動動作によって連続的に作動状態とすることができることが可能である。この作動状態は、計量−分配ユニットが駆動装置に結合することができる状態である。目標容器はまた、通常は、作動位置領域、殆どの場合は計量−分配ユニットの下方、より特別には計量−分配ユニットの排出穴の下方に配置される。
【００２６】
省スペース方法として、保持装置の第一の主要部分もまたリング形状の設計とし且つ垂直軸線を中心とした回転可動性を備えた第二の主要部分上に支持することができる。当該保持装置の第一の主要部分の外側には、各々が独立した枢動動作機能を有するように、幾つかの受け入れ装置が併設されている。
【００２７】
複数の収容装置の配置において各収容装置のための専用アクチュエータの必要性を避けるために、駆動装置の領域内より特別には作動位置の領域内に、単一のアクチュエータのみを配置することが可能である。この単一のアクチュエータの衝撃パルスによって、現在作動位置に配置されている収容装置内にのみ振動枢動動作を発生させることが可能である。
【００２８】
粉末状分配物質は圧縮性があること及びかさ密度は物質の蓄積内で広く変わり得ることは知られている。かさ密度の違いは、計量−分配ユニットの移動の結果として既に発生し得る。このような変動は、排出穴からの分配物質の排出における質量流量に対して直接的な作用を有し、過剰な分配物質を排出させないようにするために、排出穴を閉塞する必要がある時点を前もって計算することを極めて難しくさせている。以上において既に説明したように、枢動可能に懸垂されている収容装置と組み合わせられたアクチュエータの主要な役目は、主として計量−分配過程における排出を補助することばかりでなく、計量−分配ユニット内の分配物質のかさ密度を出来るだけ均一にするために、予め調整された処理という意味で分配物質をほぐすことである。
【００２９】
本発明による計量−分配装置による粉末状分配物質の管理量の分配のための可能な方法は、以下の一連のステップによって構成することができる。すなわち、当該方法は、
・  第一のステップにおいて、計量−分配ユニットを計量−分配装置内に設置し、計量−分配ユニットを駆動装置に結合するステップ、
・  第二のステップにおいて、アクチュエータによって分配物質をほぐすステップ、
・  第三のステップにおいて、所望の目標量の分配物質を、駆動装置によって計量−分配ユニットにかけられた作用によって目標容器内へと排出するステップ、
・  要求された場合に、更に別の目標容器内へ目標量を更に排出するステップ、及び
・  第五のステップにおいて、計量−分配ユニットを計量−分配装置から取り出すステップ、によって構成することができる。
【００３０】
もちろん、アクチュエータによる計量−分配ユニット内の分配物質のほぐし動作は、目標容器内への目標量の個々の排出同士の間においてもなされ且つ／又は排出された分配物質の量が特定量に達した後においてもなされ得る。
【００３１】
上記したように、計量−分配ユニット内の分配物質のほぐし動作は、収容装置に対してアクチュエータによって指示される複数の機械的な衝撃パルスによってなされる。異なる粉末はまた、本発明による計量−分配装置のほぐし能力に関して異なる動作をし得る。従って、理想的な状態においては、この分配物質に対するほぐし作用を最大にすることができる周波数及び振幅を特定の物質に対して決定するために、予備的な試運転が行われる。特定の分配物質に最適化された機械的衝撃パルスの振幅及び周波数の値は、制御及び調整装置内に記憶し且つ必要なときに呼び出すことができる。
【００３２】
既に述べたように、アクチュエータの叩打周波数は、収容装置の振り子−揺動周波数に応答しないのが理想的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明による計量−分配装置の詳細を、図面に示されている実施形態の説明によって提供する。
【００３４】
図１は、受け台１７０から振り子のように枢動可能に懸垂されている保持装置１２０を備え且つ枢動軸１３１によって保持装置１２０上に枢動可能に支持されている収容装置１３０を備えている計量−分配装置１００の三次元図である。枢動軸１３１は、重力方向に対して直交して、従って、本質的に水平方向に配置されている。収容装置１３０内には、基本的に供給源容器１１１と分配ヘッド１１２とを備えている計量−分配ユニット１１０が設置されている。収容装置１３０は、設置部材として、保持部材１３２を備えており、当該保持部材１３２は、計量−分配ヘッド１１２上に形成された保持部１１９内へ嵌合グリップによって達している。
【００３５】
計量−分配ヘッド１１２内には、回転動作によって駆動させることができ且つ計量−分配ヘッド１１２の下面に形成されている排出穴１１３を開閉することができる閉塞体（図示せず）が配置されている。当該閉塞体は閉塞軸１１４に結合されており、当該閉塞軸１１４は計量−分配ヘッド１１２のハウジング内に束縛されており、回転動作及び／又は直線変位によって駆動される機能を有している。この閉塞軸１１４は、連結部材１１５によって、駆動装置１５０の駆動軸１５１に結合されている。アクチュエータ１６０によって発生され且つプッシュロッド１６１を介して収容装置１３０に伝えられて収容装置１３０の枢動動作を生じさせる衝撃波により、連結部材１１５は、枢動動作の結果として生じる閉塞軸１１４と駆動軸１５１との間の角度の適合及び好ましくは長さの適合をも可能にすることが必要である。収容装置１３０の枢動軸１３１の配置が駆動軸１５１の回転軸線に近ければ近いほど、必要とされる長さの適合は益々小さくなる。排出穴１１３の下方においては、目標容器１９０が秤１８０の荷重受け部材１８１上に設置することができる。秤１８０の秤量信号は、例えば、計量−分配装置１００の計量−分配ユニット内に入力された目標重量に達したときに排出穴１１３が閉塞されるような形態で制御及び調整ユニット（図示せず）が駆動装置１５０に作用するように使用することができる。しかしながら、閉塞過程は、目標重量に達する時点より前に開始される必要があることは自明であると考えられる。
【００３６】
アクチュエータ１６０の設計的構造及び機能は、図５についての文脈内に詳細に記載されている。保持装置１２０上でのアクチュエータ１６０及び駆動装置１５０の配置及びこれらの部材をアクチュエータ１６０の反力を吸収する目的のために受け台１７０上において振り子状に懸垂させることは、図４の説明において論じられている第三の実施形態に類似している。
【００３７】
図２は、第一の実施形態における計量−分配装置２００を正面図で示している。収容装置２３０が枢動可能に支持されている保持装置２２０は、同時に、計量−分配装置２００が支持ベース２８３上に載置されるのを可能にする脚部としても機能する。アクチュエータ２６０は、駆動装置２５０と同様に、保持装置２２０に対して堅固に結合されている。アクチュエータ２６０は、プッシュロッド１６１によって収容装置２３０に作用することができる。
【００３８】
アクチュエータ２６０は衝撃波を発生し、当該衝撃波は、プッシュロッド２６１によって収容装置２３０に伝えられる。収容装置２３０内に設置されている計量−分配ユニット内に含まれている分配材料は、衝撃波によってほぐされる。これと同時にアクチュエータによって発生される反力は、保持装置２２０を介して支持ベース２８３へと向けられる。図１の文脈において既に記載されたように、本発明による計量−分配装置２００は、力計を備えることができる。力計特に秤は、幾つかの場合には、その反作用が微震特に支持ベース２８３の振動に対して感応する。これらの振動は、秤量信号に対して付加され且つ正しい重量の値が決定されるようにし且つ安定した表示を得るために適切なフィルタによって秤量信号から分離されなければならない。このようなフィルタが作動する方法により、秤量信号の送信が著しく遅れるであろう。秤又は力計のタイプに応じ且つ設計的配置に固有の特性により、水平方向の振幅を有する微震は、垂直方向の振幅を有する微震よりも重要性が低い。しかしながら、支持ベース２８３の上方に収容装置２３０及びアクチュエータ２６０を配置することによって、振動傾斜モーメントＫが、保持装置２２０の締結面が支持ベース２８３に合わさる領域に発生し、このような傾斜モーメントＫの大きさは、支持ベース２８３から収容装置２３０の質量重心までの距離及び衝撃波の振幅に依存する。足掛けとして作用する保持装置２２０の取り付け位置によって、傾斜モーメントＫは、垂直方向の反作用に変換される。垂直方向の振幅を有する微震によって生じる遅れは、計量−分配過程がかなり長くかかるという結果を有する。なぜならば、分配方法に依存して、目標重量は、段階的アプローチで達成されるからである。更に、このような振動はまた、更に別の重量測定装置及び計量−分配装置２００のすぐ近くに設置されている更に別の計量−分配装置に対して負の作用を有し得る。
【００３９】
このような振動、特に支持ベース３８３に作用する傾斜モーメントを減じるために、種々の方法を採用することができる。図３は、計量−分配装置３００の第二の実施形態の概略を平面図で示している。この計量−分配装置３００においては、収容装置３３０のみならず、アクチュエータ３６０も、振り子懸垂によって保持装置３００に結合されている。これによって、少なくとも衝撃波の水平方向の力成分が補正され、保持装置３２０と支持ベース３８３との間の締結領域の傾斜モーメントは除去されるか又は少なくとも減じられる。
【００４０】
計量−分配装置４００の第三の実施形態が図４に概略的に平面図で示されている。収容装置４３０は、保持装置４２０上に枢動可能に支持されている。アクチュエータ４６０及び駆動装置４５０は、保持装置４２０に堅固に結合されている。保持装置４２０は、次いで、振り子懸垂を介して受け台４７０に結合されている。この配置の結果として、反力が、保持装置４２０をアクチュエータ４６０及び駆動装置４５０と共に跳ね返らせるであろう。一方では保持装置４２０の偏り角度より特別には跳ね返りの振幅と、他方では収容装置４３０の偏り角度又は揺動振幅との間の比率は、それらに関連する枢動軸に対する各々の質量慣性モーメント間の比の逆数である。
【００４１】
図２乃至４に示されている実施形態の全ては、自由に揺動する質量を有している。振り子質量の共鳴周波数がアクチュエータの周波数に等しい場合には、このことは、振り子のモーメントの共鳴の増大につながり、従って、計量−分配動作の破壊につながり得る。このことが起こることを防止するために、枢動可能に懸垂されている質量の各々に対するエンドストッパ及び／又は制振部材を提供することができる。更に別の可能性として、アクチュエータによる衝撃波の発生は、これらが振り子の動き、従って、共鳴の増大に逆らうように作用するように制御することができる。しかしながら、これに対する前提条件は、懸垂された振り子の質量の全てがそれらの各々の枢動軸に対して等しい質量慣性モーメントを有している。
【００４２】
図５は、計量−分配装置５００の三次元図であり且つ部分的に断面図で示されている。計量−分配装置５００においては、保持装置５２０、アクチュエータ５６０及び収容装置５３０の相対的な配置は、図３に示されている第二の実施形態に合致している。
【００４３】
当該収容装置は、保持装置５２０上に形成されている通路５２１の中を延びているプッシュロッド５３２を備えている。通路５２１は、プッシュロッド５３２が収容装置５３０の外方への揺動中においてさえ、保持装置５３０に接触しないように適切な構造とされている。収容装置５３０は更に、本質的に、当該収容装置５３０上に形成された穿孔穴５３４、２つのばね部材５３３及び保持装置５２０に結合されているツバ付きのボルト５２２からなる位置決め及びエンドストッパ部材５３５を備えている。保持装置５２０と収容装置５３０との間に配置されている第一のばね部材５３３は、収容装置５３０を保持装置５２０から離れる方向に押す機能を果たす。この第一のばね部材５３３は、ツバ付きボルトとツバと収容装置５３０との間に配置されている第二のばね部材５３３によって反作用を受ける。２つのばね部材５３３のばね力の結果として、収容装置５３０は、保持装置５２０に対して定位置に保持される。
【００４４】
アクチュエータ５６０は、幾つかののこぎり歯状の斜面を担持しているテンションホイール５６２を駆動するアクチュエータモーター５６１を備えている。テンションホイール５６２がより良く見えるようにするために、アクチュエータモーター５６１は、部分的に断面で示されており、細部は省略されている。アクチュエータモーター５６１は、アクチュエータハウジング５６４内に配置されている。テンションホイール５６２ののこぎり歯状の斜面によって、アクチュエータハウジング５６４に枢動可能に結合されているテンションレバー５６３は、推進ばね５６６に逆らって押され、それによって、推進ばね５６６は、予め張りつめられる。テンションレバー５６３に結合されているハンマー質量５６５は、テンションホイール５６２の傾斜端縁のうちの一つがテンションレバー５６３を解除するとすぐに、推進ばね５６６によってプッシュロッド５３２に向かって加速される。ハンマー質量５６２がプッシュロッド５３２にぶつかるとすぐに、プッシュロッド５３２内に衝撃波が発生され、この衝撃波は、プッシュロッド５３２を介して収容装置５３０及び当該収容装置内に配置されている計量−分配ユニットに伝えられる。この結果、収容装置５３０は、若干外方への枢動動作を行い且つ位置決め及びエンドストッパ部材によってそのスタート位置へ戻される。
【００４５】
アクチュエータ５６０の衝撃機構は、保持装置５２０上に振り子懸垂状態で配置されているアクチュエータ５６０の反発を生じさせる反作用力を発生する。保持装置５２０に対してアクチュエータ５６０の揺動範囲を限定する手段として、制振部材５６７が、アクチュエータ５６０と保持装置５２０との間に配置されている。
【００４６】
粉末特性間の違いにより、粉末のほぐし動作はまた、種々の衝撃周波数及び衝撃又はパルス振幅をも必要とする。衝撃周波数は、テンションホイール５６２の回転速度を変させることによって変えることができるけれども、この実施形態の機械的概念での衝撃の振幅の設定は、付加的な部材を必要とする。一例として、推進ばね５６６の予張力は、挿入詰め木又は調整可能なばねホルダのような調整部材によって変更することができる。収容装置５３０内で発生されるべき機械的なパルス又は衝撃波の衝撃振幅が大きければ大きいほど、枢動可能に懸垂されたアクチュエータ５６０の質量慣性モーメントが収容装置５３０の質量慣性モーメントに対して益々大きくなる必要がある。アクチュエータ５６０の質量慣性モーメントは、付加的な振り子質量５６８を取り付けることにより且つ／又は付加的な振り子質量５６８のアクチュエータ５６０の枢動軸からの距離を変えることによって変えることができる。
【００４７】
図６は、保持装置６２０上に並設された幾つかの収容装置６３０を備えた計量−分配装置６００の三次元図である。計量−分配ユニット６１０が各収容装置６３０内に設置されている。保持装置６２０、アクチュエータ６６０及び収容装置６３０の配置は、基本的には、図２に示されている第一の実施形態に合致している。保持装置６２０は２つの部分を有している。収容装置６３０は、直線状のガイドトラック６２８によって第二の主要部分６２３に結合されている第一の主要部分６２２上に並設されている。直線状のガイドトラック６２８のガイド動作の方向は、本質的に水平方向である。第二の主要部分６２３上には、アクチュエータ６６０及び駆動装置６５０のみならず秤６８０の荷重受け部材６８１が互いに整合されて配置されている。計量−分配装置のユーザーは、計量−分配ユニット６１０，６１０’のうちの一つを選択し、選択した計量−分配ユニット６１０，６１０’を前記ガイド動作の方向に沿って第一の主要部分６２２の相互の且つ自動的な直線動作によって分配位置へと移動させ、計量−分配ユニット６１０，６１０’を駆動装置に結合させることができる。収容装置６３０の各々の個々に専用とされたアクチュエータ６６０の必要性を避けるために、プッシュロッド（この図面には示されていない）は、２つの部分として形成する必要がある。この２つの部分という概念は、次に図７において詳細に説明され且つ図示されている。
【００４８】
図７は、部分的に平面で示され且つ部分的に断面で示されている図６の計量−分配装置６００の概略図である。従って、図６の個々の部品の説明は、図７に示されている部品にも当てはまる。断面部分は、アクチュエータ６６０が作動する形態、特に、テンションレバー６６３が第二の主要部分６２３に枢動可能に結合される形態及びテンションレバー６６３に結合されているハンマー質量６６５がその作用を収容装置６３０に伝える形態を明確に示している。第二の主要部分６２３はまた、ハンマー質量６６５に結合されているプッシュロッド６６９がその中を延びる通路６２１をも備えている。収容装置６３０の各々には、第一の主要部分６２２の内部で自由に直線動作を行うことができる状態で拘束されている衝撃ボルト６３２が作動できるように結合されている。この配置の有利な結果として、同一のアクチュエータ６５０が、如何なる収容装置６３０にも、従って、現在作動状態にある如何なる計量−分配装置６１０にも、その作用を伝えることができる。
【００４９】
図８は、計量−分配装置７００の三次元図である。当該計量−分配装置における個々の部品の配置は、図６及び７に示されている計量−分配装置６００と良く似ている。図６に示されている配置と異なり、保持装置７２０は、第二の主要部分７２３上に回転可能に支持されているリング形状の構造の第一の主要部分７２２を備えている。駆動装置７５０及びアクチュエータ７６０は、第二の主要部分７２３ではなくてスタンド７９９上に配置されている。幾つかの収容装置７３０が、第一の主要部分７２２の当該第一の主要部分の回転軸線と反対側に向いている面に配置されており、計量−分配ユニット７１０は各収容装置７３０内に設置されている。保持装置７２０及びスタンド７９９ばかりでなく、秤７８０も基部プレート７９８を介して相互に結合されている。もちろん、駆動装置７５０及びアクチュエータ７６０もまた、第二の主要部分７２３上に配置することができ、この場合にはスタンド７９９は省略される。更に、各収容装置７３０が計量−分配ユニット７１０を保持することは必要とされない。
【００５０】
本発明の文脈における“リング形状”という用語は、第一の主要部分７２２の幾何学的円形形状に限られない。三角形形状及び多角形形状もまたリング形状と考えられる。更に、リング形状は閉じている必要はなく、第一の主要部分はまた開いた円弧状とすることもできる。例えば、大きな工作機械の工具交換装置において使用される種類の連鎖機構として形成されている第一の主要部分は、前記の“リング形状”という用語に含まれると考えられる。直線状のガイド機構又は結合部材の設計に依存して、第一の主要部分を設置された計量−分配ユニットと置換することももちろん可能である。このことにより、個々の計量−分配ユニットの動作を排除して、準備された計量−分配の組み全体を計量−分配装置内に設置することができるようにされる。
【００５１】
以上、本発明を特定の実施形態を提示することによって説明したが、本発明の認識によって、個々の実施形態による特徴を相互に組み合わせ且つ／又は実施形態の個々の機能を置換することによって、多数の変更例による更に別の実施形態を形成することができる。一例として、油圧シリンダ又は空気圧シリンダのような他のタイプのアクチュエータによって置換することができ又は電磁アクチュエータ若しくは圧電アクチュエータによって置換することができる。従って、このような組み合わせ及び代替例も本発明の一部であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、振り子のように枢動可能に懸垂されている保持装置を備え並びに前記保持装置に枢動可能に支持され且つ閉塞軸が連結装置を介して前記保持装置上に配置されている駆動装置の駆動軸に結合されている収容装置を備えた計量−分配装置の三次元図である。
【図２】図２は、前記収容装置のみが枢動可能に支持されている第一の実施形態における計量−分配装置の正面図である。
【図３】図３は、収容装置とアクチュエータとが振り子構造とされ且つ枢動可能に支持されている第二の実施形態における計量−分配装置の正面図である。
【図４】図４は、収容装置が前記保持装置上に枢動可能に支持されており、保持装置、アクチュエータ及び駆動装置が、振り子に匹敵するように受け台から枢動可能に懸垂されている堅牢なユニットとして構成されている第三の実施形態における計量−分配装置の正面図である。
【図５】図５は、保持装置、アクチュエータ及び収容装置の配置が図３に示されている第二の実施形態に類似している計量−分配装置を部分的に断面図で示した三次元図である。
【図６】図６は、並設された幾つかの収容装置を備え且つ当該収容装置内に設置されている計量−分配ユニットを備え、保持装置、アクチュエータ及び収容装置の配置が図２に示されている第一の実施形態に類似している計量−分配装置の三次元図である。
【図７】図７は、部分的に正面図で示され且つ部分的に断面図で示されている図６の計量−分配装置の図である。
【図８】図８は、保持装置が配置され、計量−分配ユニットが設置された幾つかの収容装置を備えた計量−分配の三次元図であり、前記保持装置の第一の主要部分がリング形状の構造を有し且つ前記保持装置の第二の主要部分上に回転可能に支持されており、前記アクチュエータと前記駆動装置とがスタンド上に配置されており、前記スタンドと前記第二の主要部分とがベースプレートによって相互に結合されている。
【符号の説明】
【００５３】
７００，６００，５００，４００，３００，２００，１００  計量−分配装置、
７１０，６１０，６１０，１１０  計量−分配ユニット、
１１１  発生源容器、
１１２  分配ヘッド、
１１３  排出穴、
１１４  閉塞軸、
１１５  連結軸、
１１９  保持部、
７２０，６２０，５２０，４２０，３２０，２２０，１２０  保持装置、
７３０，６３０，５３０，４３０，３３０，２３０，１３０  収容装置、
１３１  枢動軸、
１３２  保持部材、
７５０，６５０，４５０，２５０，１５０  駆動装置、
１５１  駆動軸、
７６０，６６０，５６０，４６０，３６０，２６０，１６０  アクチュエータ、
２６１，１６１  プッシュロッド、
４７０，１７０  受け台、
７８０，６８０，１８０  秤、
６８１，１８１  荷重受け部材、
１９０  目標容器、
３８３，２８３  支持ベース、
６２１，５２１  通路、
５２２  ツバ付きボルト、
５３２  プッシュロッド、
５３３  ばね部材、
５３４  穿孔穴、
５３５  位置決め及びエンドストッパ部材、
５６１  アクチュエータモーター、
５６２  テンションホイール、
６６３，５６３  テンションレバー、
５６４  アクチュエータハウジング、
６６５，５６５  ハンマー質量、
５６６  推進ばね、
５６７  制振部材、
５６８  振り子質量、
６２２  第一の主要部分、
６２３  第二の主要部分、
６３２  衝撃ボルト、
６６９  プッシュロッド、
７９８  床板、
７９９  スタンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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