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DE19716846C1 - Evakuier- und Verschließvorrichtung - Google Patents

Evakuier- und Verschließvorrichtung

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DE19716846C1
DE19716846C1 DE19716846A DE19716846A DE19716846C1 DE 19716846 C1 DE19716846 C1 DE 19716846C1 DE 19716846 A DE19716846 A DE 19716846A DE 19716846 A DE19716846 A DE 19716846A DE 19716846 C1 DE19716846 C1 DE 19716846C1
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DE
Germany
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evacuation
conveyor
small container
handling
plug
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Karl Brechel
Dieter Klingler
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft eine Evakuier- und Verschließvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der US-PS 32 55 568 bekannt geworden ist. Derartige Vorrichtungen werden in der pharmazeutischen Industrie für Kleinbehälter, wie beispielsweise Vials oder Injektions- bzw. Infusionsfläschchen eingesetzt. Die bekannte, als sogenannter Rundläufer ausgebildete Vorrichtung ist im wesentlichen oberhalb einer Förderstrecke für die Kleinbehälter angeordnet und durch ihre kreisförmige Geometrie und Ausbildung an eine vorgegebene Stellenzahl für die Evakuier- und Verschließeinheiten gebunden. Bei der bekannten Vorrichtung sind weiterhin zur Reinigung bzw. Sterilisation der Vorrichtung, beispielsweise bei einer neuen Produktcharge oder zu Beginn einer neuen Arbeitsschicht mittels einer Sterilisiereinrichtung, Eingriffe oder Umbauten erforderlich, damit die Reinigungs- bzw. Sterilisiereinrichtung an der bekannten Vorrichtung eingesetzt werden kann. Weiterhin ist die bekannte Vorrichtung speziell an die vorgeschaltete Füllmaschine angepaßt, d. h. sie ist nur mit hohem konstruktivem Aufwand für andere Füllmaschinen, die beispielsweise kontinuierlich anstatt getaktet arbeiten, einsetzbar.
Aus der DE 36 26 734 A1 ist es weiterhin bekannt, mit in Reihe angeordneten Aufnahmen für Kleinbehälter und Verschlußstopfen versehene Halter einzusetzen, die die Kleinbehälter bzw. Verschlußstopfen verschiedenen Behandlungsstationen zuführen.
Zuletzt ist es aus der US-PS 54 38 814 bekannt, Verschlüsse mittels einer in zwei Bewegungsachsen beweglichen Überführeinrichtung auf Behälter aufzusetzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine eingangs erwähnte gattungsgemäße Evakuier- und Verschließvorrichtung derart weiterzubilden, daß sie, ohne jeweils grundlegende konstruktive Änderungen vornehmen zu müssen, an verschiedensten Füllmaschinen, die sich sowohl in einer kontinuierlichen als auch in einer getakteten Arbeitsweise, als auch in ihrer Leistung oder Stellenzahl der Evakuier- und Verschließeinheiten voneinander unterscheiden, verwendbar ist. Weiterhin soll auf einfache Art und Weise eine Reinigung bzw. Sterilisation ermöglicht werden. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Evakuier- und Verschließvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Evakuier- und Verschließvorrichtung in Linearbauweise in teilweise aufgeschnittener Darstellung,
Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 während des Sterilisiervorganges in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 2,
Fig. 4 eine Evakuier- und Verschließeinheit während der Stopfenaufnahme im Querschnitt,
Fig. 5 die Evakuier- und Verschließeinheit nach Fig. 4 während des Evakuierens eines Kleinbehälters und
Fig. 6 die Evakuier- und Verschließeinheit nach Fig. 4 beim Eindrücken eines Verschlusses in einen Kleinbehälter.
Die in der Fig. 1 dargestellte Evakuier- und Verschließvorrichtung, im folgenden als Vorrichtung 10 bezeichnet, dient zum Evakuieren und gegebenenfalls zum Begasen eines vorab mit einem Pharmazeutika befüllten Kleinbehälters, wie Vial, Fläschchen 1 oder dergleichen, und zum Verschließen des Fläschchens 1 mit einem beispielsweise aus Gummi bestehenden Verschlußstopfen 2. Dazu ist die Vorrichtung 10 an ein Gestell 11 einer nicht näher dargestellten Füllmaschine andockbar, d. h., daß für das Gestell 11 keine besonderen Vorkehrungen oder Umbauten in bezug auf die Vorrichtung 10 erforderlich sind. Die Vorrichtung 10 schließt sich an den Füllbereich 12 der Füllmaschine entlang eines geradlinig ausgebildeten Förderstreckenabschnitts an, auf der die Fläschchen 1 mittels einer Fördereinrichtung 13, zum Beispiel eines Förderbandes mit seitlichen Führungen und Mitnehmern 14 zum Einhalten eines definierten Teilungsabstandes zwischen den Fläschchen 1, kontinuierlich oder getaktet gefördert werden.
Auf der der Vorrichtung 10 gegenüberliegenden Seite der Fördereinrichtung 13 ist eine Verschlußstopfenzuführeinrichtung 15 angeordnet. Die Verschlußstopfenzuführeinrichtung 15 hat einen an sich bekannten Förder- und Sortiertopf 16 für die Verschlußstopfen 2, der die Verschlußstopfen 2 in ein Verschlußstopfenband 17 einsortiert. Das in zwei horizontal angeordneten Drehachsen 18, 19 gelagerte, kontinuierlich oder getaktet angetriebene Verschlußstopfenband 17 hat ein die Drehachsen 18, 19 umschlingendes Trägerband 20, an dem für jeden Verschlußstopfen 2 eine Verschlußstopfenaufnahme 21 befestigt ist (Fig. 4). Die Anordnung des Verschlußstopfenbandes 17 ist derart, daß die Verschlußstopfen 2 parallel und in der selben Förderrichtung wie die Fläschchen 1 entlang einer geradlinigen Förderstrecke 22 transportiert werden, die in Höhe der Fläschchenmündungen verläuft.
Die Vorrichtung 10, die im wesentlichen ein kastenförmiges Maschinengestell 24 aufweist, hat ein entlang dreier senkrecht zueinander angeordneter Bewegungsachsen X, Y, Z bewegbares Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul 25. Zur Realisierung der Bewegung des Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermoduls 25 ist auf der Oberseite 26 des Maschinengestells 24 eine parallel und unterhalb der Förderstrecke 22 verlaufende erste Trägerschiene 28 befestigt, an der auf der der ersten Fördereinrichtung 13 zugewandten Seite eine senkrecht angeordnete zweite Trägerschiene 29 gelagert ist. Die zweite Trägerschiene 29, die teilweise durch eine in der Oberseite 26 des Maschinengestells 24 ausgebildete Ausnehmung ragt, ist entlang der ersten Trägerschiene 28 in Richtung der Bewegungsachse X verschiebbar und gleichzeitig entlang der Bewegungsachse Z höhenbeweglich. Am Kopfbereich der zweiten Trägerschiene 29 ist eine dritte Trägerschiene 30 angeordnet, die entlang der Bewegungsachse Y beweglich ist. An dem der Fördereinrichtung 13 zugewandten Ende der dritten Trägerschiene 30 ist wiederum das Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul 25 befestigt.
Die Bewegungen der drei Trägerschienen 28, 29, 30 erfolgen mittels dreier voneinander unabhängiger, nicht dargestellter Antriebe, deren Ansteuerung von der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10 derart erfolgt, daß beliebige Bewegungen des Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermoduls 25 in bezug auf die Bewegungsachsen X, Y, Z ermöglicht werden können. Die drei Trägerschienen 28, 29, 30 haben somit die Funktion dreier frei programmierbarer Linearachsen. Auf dem Maschinengestell 24 ist weiterhin eine Schutzhaube 31 befestigt, die die drei Trägerschienen 28, 29, 30 abdeckt, wobei auf der der Fördereinrichtung 13 zugewandten Stirnseite der Schutzhaube 31 eine Öffnung ausgebildet ist, durch die die dritte Trägerschiene 30 ragt.
Auf der Oberseite 26 des Maschinengestells 24 ist innerhalb der Schutzhaube 31 eine leistenförmige Sterilisierplatte 32 zum Reinigen bzw. Sterilisieren des Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermoduls 25 angeordnet. Dazu sind auf der Oberseite der Stirnplatte 32 Ausnehmungen 33 für Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 vorgesehen. An einer Seitenfläche der Spülplatte 32 ist ein Ablauf für ein Reinigungsmedium ausgebildet, an dem eine Ablaufleitung 36 angeschlossen ist.
Auf die Funktion der Spülplatte 32 wird später näher eingegangen.
Das Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul 25 weist eine Trägerplatte 40 auf, auf der die gleichartigen Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35, im Ausführungsbeispiel zwölf Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35, befestigbar sind. Die Anordnung bzw. der Abstand der Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 voneinander ist derart, daß sich diese in Deckung mit den in der Fördereinrichtung 13 geförderten Fläschchen 1 anordnen lassen. Die Anzahl der Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 ist abhängig von der Leistung der Füllmaschine und dem gewünschten Restsauerstoffgehalt in den Fläschchen 1, der beispielsweise 0,5% betragen soll. Jede Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheit 35 hat ein hülsenförmiges Gehäuse 37 mit einer dem Fläschchen 1 zugewandten Aufnahmeöffnung 38. Im Bereich der als Vakuumkammer wirkenden Aufnahmeöffnung 38 ist an der Innenseite des Gehäuses 37 eine umlaufende, pneumatisch betriebene Flaschenhalsdichtung 39 angeordnet, die über eine Leitung 41 mit einer nicht dargestellten Überdruckquelle verbunden ist. In dem Gehäuse 37 ist ferner ein auf- und abbeweglicher Vakuumstempel 42 geführt, der zum Aufnehmen und Halten eines Verschlußstopfens 2 eine zentrisch ausgebildete Längsbohrung besitzt, die über eine erste Vakuumleitung 43 mit einer nicht dargestellten, regelbaren Unterdruckquelle verbunden ist. Zur Kontrolle des in dem Gehäuse 37 beim Evakuieren des Fläschchens 1 herrschenden Unterdrucks ist in der Wand des Gehäuses 37 ein Druckaufnehmeranschluß 44 ausgebildet, in den ein seitlich am Gehäuse 37 angeordneter Druckaufnehmer 45 eingesetzt ist. Der Druckaufnehmer 45 ist mit der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10 verbunden. Zum Erzeugen des von dem Druckaufnehmer 45 gemessenen Unterdrucks ist in der Wand des Gehäuses 37 ferner ein Vakuumanschluß 46 ausgebildet, der über ein Membranventil 47 und eine weitere Vakuumleitung 48 mit der Unterdruckquelle verbunden ist. Weiterhin mündet im Membranventil 47 eine Zuführleitung 49 für die Steuerluft zum Öffnen oder Schließen des Membranventils 47. Die auf der Trägerplatte 40 montierten Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 sind von einer gemeinsamen Verkleidung 50 umgeben.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß in der Wand des Gehäuses 37 ein zusätzlicher Anschluß für die Zuführung eines Schutzgases vorgesehen sein kann, so daß mittels an sich bekannter Einrichtungen die Begasung des Kopfbereichs des Fläschchens 1 ermöglicht wird.
Die oben beschriebene Vorrichtung 10 arbeitet wie folgt: Von dem Förder- und Sortiertopf 16 werden die Verschlußstopfen 2 in die Verschlußstopfenaufnahmen 21 des getaktet oder kontinuierlich umlaufenden Verschlußstopfenbandes 17 einsortiert. Zum Entnehmen der Verschlußstopfen 2 aus den Verschlußstopfenaufnahmen 21 durch die Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 wird das Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul 25 oberhalb der Förderstrecke 22 in Deckung mit den Verschlußstopfen 2 gebracht. Anschließend werden die Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 bis knapp oberhalb der Verschlußstopfenaufnahmen 21 abgesenkt, und die Vakuumstempel 42 zum Beispiel pneumatisch betätigt aus den Gehäusen 37 herausverfahren, bis diese in Wirkverbindung mit den Verschlußstopfen 2 sind. Dann wird der Unterdruck an den Vakuumstempeln 42 eingeschaltet, und die Verschlußstopfen 2 durch Zurückfahren bzw. Anheben der Vakuumstempel 42 (Fig. 4) in die als Vakuumkammern wirkenden Aufnahmeöffnungen 38 eingebracht. Dabei wird die Saugkraft zwischen den Vakuumstempeln 42 und den Verschlußstopfen 2 ausgenützt, um die Verschlußstopfen 2 in der oberen Stellung mechanisch fixiert zu halten.
Wesentlich dabei ist, daß die Bewegungen des Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermoduls 25 den Bewegungen bzw. der Fördergeschwindigkeit der Verschlußstopfen 2 im Verschlußstopfenband 17 angepasst sind. Diese Anpassung erfolgt mittels der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10, die die Antriebe der Trägerschienen 28, 29, 30 entsprechend ansteuert.
Danach wird das Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul 25 mittels der angesprochenen Antriebe für die Trägerschienen 28, 29, 30 oberhalb der in der Fördereinrichtung 13 getaktet oder kontiniuerlich geförderten Fläschchen 1 gebracht und auf diese abgesenkt, bis die Halsbereiche der Fläschchen 1 in den Aufnahmeöffnungen 38 der Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 eingetaucht sind. Auch hier erfolgt wiederum die Synchronisation der Bewegungen des Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermoduls 25 mit der Förderung der Fläschchen 1 mittels der drei unabhängig von der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10 ansteuerbaren Antriebe für die Trägerschienen 28, 29, 30. Nachdem die Halsbereiche der Fläschchen 1 in die Aufnahmeöffnungen 38 eingetaucht sind, werden die Flaschenhalsdichtungen 39 durch Überdruck aktiviert, so daß in den Gehäusen 37 oberhalb der Halsbereiche der Fläschchen 1 nach außen hin abgedichtete Evakuierkammern ausgebildet werden. Zum Evakuieren der Kopfbereiche der Fläschchen 1 oderhalb deren Füllspiegel wird dann mittels des Membranventils 47 über die Vakuumleitung 48 die Luft aus den Gehäusen 37 oberhalb der Fläschchen 1 abgesaugt, und anschließend gegebenenfalls über eine zusätzliche, in der Zeichnung nicht dargestellte Schutzgaszuführeinrichtung Schutzgas in die Kopfbereiche der Fläschchen 1 eingebracht.
Das Evakuieren der Fläschchen 1 kann in mehreren Druckstufen erfolgen, wobei der jeweils erzielte Unterdruck mittels der Druckaufnehmer 45 erfasst, und der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10 als Eingangswert zugeführt wird. Sollte ein bestimmter erforderlicher Unterdruck, beispielsweise infolge einer Undichtigkeit an einer Flaschenhalsdichtung 39, nicht erreicht werden, so kann das davon betroffene Fläschchen 1 anschließend mittels einer nicht dargestellten Ausschlußeinrichtung ausgeschleust werden.
Sobald in den Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 das Evakuieren und gegebenenfalls das Begasen mit dem Schutzgas abgeschlossen ist, werden die Vakuumstempel 42 in Richtung der Fläschchenköpfe verfahren, wobei sie die Verschlußstopfen 2 in die Fläschchen 1 eindrücken. Dabei bildet die Fördereinrichtung 13, auf denen die Fläschchen 1 stehen, ein Widerlager für die Vakuumstempel 42. Wenn auch das Verschließen der Fläschchen 1 mittels der Verschlußstopfen 2 abgeschlossen ist, werden die Flaschenhalsdichtungen 39 deaktiviert, so daß die Fläschchen 1 in den Aufnahmeöffnungen 38 freigegeben werden, worauf anschließend das Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul 25 nach oben aus dem Bereich der ersten Fördereinrichtung 13 verfahren wird (Fig. 6). Zum Evakuieren und Verschließen der nächsten auf der Fördereinrichtung 13 geförderten Fläschchen 1 wiederholen sich die Vorgänge wie oben beschrieben.
Wenn eine Reinigung oder Sterilisation der Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 erforderlich ist, wird das Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul 25 in Deckung mit der Sterilisierplatte 32 verfahren. Dies erfolgt mittels der Steuereinrichtung der Vorrichtung 10, die die Antriebe der Trägerschienen 28, 29, 30 entsprechend ansteuert. Sobald die Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheiten 35 dichtend auf der Spülplatte 32 abgesenkt und mittels nicht dargestellter Verriegelungseinrichtungen gesichert sind, wird über die Membranventile 47 das Reinigungs- bzw. Sterilisiermittel in die Gehäuse 37 eingeleitet, welches insbesondere die freigestellten Flaschenhalsdichtungen 39 und Vakuumstempel 42 reinigt bzw. sterilisiert. Das Reinigungs- bzw. Sterilisiermittel kann dabei über die Ablaufleitung 36 abgeführt werden.
Ergänzend wird erwähnt, daß an der Förderstrecke der Fördereinrichtung 13 vorteilhafterweise ein Geber angeordnet ist, der bei einem Nichtvorhandensein eines Fläschchens 1 zwischen zwei Mitnehmern 14 der Fördereinrichtung 13 ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung der Vorrichtung 10 abgibt. Dies hat zur Folge, daß die bei Vorhandensein des Fläschchen 1 zugeordnete Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheit 35 nicht angesteuert wird, und daß deshalb auch kein Verschlußstopfen 2 aus dem Trägerband 17 entnommen wird.

Claims (8)

1. Evakuier- und Verschließvorrichtung (10) mit einer Kleinbehälter (1) in gleichen Abständen fördernden ersten Fördereinrichtung (13), mit einer zweiten Fördereinrichtung (17) für Verschlüsse (2) und mit einer Einheit (35) für jeweils einen Kleinbehälter (1), die einen auf- und abbeweglichen Vakuumstempel (42) zur Übernahme eines Verschlusses (2) von der zweiten Fördereinrichtung (17) zu dem Kleinbehälter (1) und zum Aufsetzen des Verschlusses (2) auf den Kleinbehälter (1) nach dem Evakuieren, sowie eine mittels eines Unterdruckanschlusses (46) als Vakuumkammer (37) wirkende Aufnahmeöffnung (38) für den Kleinbehälter (1) besitzt, die den Vakuumstempel (42) umgibt, und die den Kleinbehälter (1) mittels einer pneumatisch betriebenen Dichtung (39), die sich umlaufend an den Kleinbehälter (1) anlegt, zum Evakuieren des Kleinbehälters (1) einen Teil des Kleinbehälters (1) gegen die äußere Atmosphäre abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einheiten (35) zu einem Verschlußhandhabungs- und Evakuiermodul (25) zusammengefaßt sind, bei dem die Einheiten (35) in einer linearen Reihe angeordnet sind und daß das Verschlußhandhabungs- und Evakuiermodul (25) zum Entnehmen der Verschlüsse (2) von der zweiten Fördereinrichtung (17) und zum Aufsetzen der Verschlüsse (2) auf die in der ersten Fördereinrichtung (13) transportierten Kleinbehälter (1) in drei senkrecht zueinander angeordneten Bewegungsachsen (X, Y, Z) bewegbar ist.
2. Evakuier- und Verschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlüsse als Verschlußstopfen (2) ausgebildet sind.
3. Evakuier- und Verschließeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermoduls (25) mittels frei programmierbaren Antrieben erfolgt.
4. Evakuier- und Verschließeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul (25) mit einem von drei zueinander beweglich angeordneten Trägerelementen (28, 29, 30) verbunden ist.
5. Evakuier- und Verschließeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine ortsfeste Sterilisier- und Reinigungseinrichtung (32) für das Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul (25) vorgesehen ist und daß die Sterilisier- und Reinigungseinrichtung (32) außerhalb der beiden Fördereinrichtungen (13, 17) angeordnet ist.
6. Evakuier- und Verschließeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisier- und Reinigungseinrichtung (32) zusammen mit dem Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiermodul (25) an einem gemeinsamen Gestell (24) angeordnet sind.
7. Evakuier- und Verschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit als Verschlußstopfenhandhabungs- und Evakuiereinheit (35) ausgebildet ist und einen Druckaufnehmer (45) aufweist, der mit einer Steuereinrichtung gekoppelt ist.
8. Evakuier- und Verschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuier- und Verschließvorrichtung (10) an die erste Fördereinrichtung (13) andockbar ist.
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