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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten Befüllen von
gruppenweise in Aufnahmen einer Trägerplatte befindlichen Gefäßen, insbesondere
Spritzenkörpern,
mit einer Flüssigkeit,
umfassend eine Dosiereinrichtung zum Dosieren der abzufüllenden
Flüssigkeitsmengen,
eine Wiegeeinrichtung zur insbesondere stichprobenweisen Überprüfung der
Dosierergebnisse der Dosiereinrichtung und eine mit der Wiegeeinrichtung
in Kommunikationsverbindung stehende Steuereinrichtung zur Steuerung
der Dosiereinrichtung.
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Eine
solche Vorrichtung ist aus dem Bereich der Verarbeitung von Einwegspritzen
bekannt. Verabreichungsfertige Einwegspritzen haben sich zu einem
unentbehrlichen Instrument in allen Bereichen der Medizin entwickelt.
Die Arzneimittelsicherheit, optimale Kontrollmöglichkeit und Hygienie, Dosiergenauigkeit,
einfache Handhabung und der Ausschluss von Verwechslungen sind die
wesentlichen Vorteile gegenüber
herkömmlichen
Geräten
zur Verabreichung medizinischer Injektionen.
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Bei
einer z.B. aus der
DE
199 51 555 A1 bekannten Vorrichtung wird ein zu befüllender
Spritzenkörper
während
des Befüllens
auf einer Wiegeeinrichtung aufgesetzt, welche die Zunahme des Gewichts
während
des Befüllens
kontinuierlich misst und das Ergebnis der Messung einer Steuereinrichtung
zur Steuerung einer zugeordneten Dosiereinrichtung zuführt. Die
Steuereinrichtung kann das Ventil einer Injektionsdüse, welche
die Flüssigkeit
in einen zu befüllenden
Spritzenkörper
abgibt, am Beginn des Befüllvorgangs öffnen und
genau dann wieder schließen,
wenn das von der Wiegeeinrichtung ständig überwachte Gewicht des Spritzenkörpers um einen
einer Sollbefüllung
entsprechenden Betrag angewachsen ist.
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Um
ein höchstmögliches
Maß an
Sterilität sowie
effiziente Verarbeitung und sicheren Transport der Spritzenkörper zu
ermöglichen,
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Spritzenkörper gruppenweise zu verarbeiten.
Dabei ist eine Mehrzahl von Spritzenkörpern in einer gelochten Trägerplatte
eingesetzt, wobei die Trägerplatte
ihrerseits in einem Magazinkasten getragen ist, welcher einer Verarbeitungsvorrichtung,
etwa zum Befüllen
der Spritzenkörper,
in einer sterilen Verpackung zugeführt wird. Zum Befüllen der Spritzenkörper werden
die Trägerplatten
dann aus dem Magazinkasten herausgehoben und/oder in eine Einfüllstation
gefahren, in welcher eine Mehrzahl von Injektionsdüsen die
Spritzenkörper
reihenweise mit der pharmazeutischen Flüssigkeit befüllen. Dem
Befüllen
des Spritzenkörpers
schließen
sich in der Regel weitere Arbeitsschritte an, wie beispielsweise
das Einbringen eines Verschlussstopfens, das Etikettieren sowie
das Verpacken der Spritzenkörper. Für die letzteren
beiden Arbeitsschritte werden die Spritzenkörper zuvor aus der Trägerplatte
herausgehoben und in Reihe angeordnet. Vor dem Etikettieren können die
aufgereihten Spritzenkörper
eine Prüf- oder
Zählstation
durchlaufen. Alternativ ist es bekannt, die Spritzenkörper nach
dem Befüllen
und Verschließen
in der Trägerplatte
zu belassen und zur Bereitstellung einer Verpackungseinheit wieder
in einen Magazinkasten einzusetzen.
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Um
modernen Anforderungen an die Dosiergenauigkeit beim Befüllen von
Spritzenkörpern
gerecht zu werden, ist es erforderlich, die korrekte Dosierung zumindest
stichprobenartig durch entsprechendes Wiegen zu überprüfen. Bei der oben erwähnten Steuerung
der Dosiereinrichtung durch kontinuierliche Überwachung des Gewichts der
Spritzenkörper
können
die ermittelten Endwerte des Wiegens zwar für eine solche Überprüfung verwendet
werden, diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass für jeden
Befüllvorgang
jedes Spritzenkörpers
ein Wiegevorgang durchgeführt
werden muss. Außerdem
ist es nicht möglich,
eine Überprüfung der
Dosierergebnisse unabhängig
von der Dosiereinrichtung durchzuführen, und eine Übertragung
des Prinzips auf andere Vorrichtungen, welche keine gewichtsgesteuerte
Dosierung verwenden, ist nicht möglich.
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Alternativ
wäre es
denkbar, zur Überprüfung der
Dosierergebnisse systematisch oder stichprobenartig Spritzenkörper aus
der Trägerplatte
zu entnehmen, diese Spritzenkörper
anschließend
auf einer Laborwaage aufzusetzen und zu wiegen und sie anschließend ggf.
wieder in die Trägerplatte
einzusetzen. Diese Möglichkeit
zur Überprüfung der
Dosierergebnisse weist in der Praxis Nachteile auf. Die Entnahme
eines Spritzenkörpers
aus der Trägerplatte,
die Überführung sowie
die Übergabe
des Spritzenkörpers
an die Wiegeeinrichtung sind zum einen technisch relativ aufwendig
und damit kostenintensiv und zum anderen mit relativ hohem Zeitaufwand
verbunden, so dass sich diese Alternative insoweit nicht zur IPC-Steuerung
(in process controll) der Befüllvorrichtung
eignet.
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Ausgehend
vom genannten Stand der Technik und den geschilderten Problemen
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der oben
genannten Art zum dosierten Befüllen
von Gefäßen, insbesondere
Spritzenkörpern,
mit einer Flüssigkeit
bereitzustellen, welche auf einfache und effektive Weise eine Überprüfung der
Dosierergebnisse sowie eine Verbesserung der Dosiergenauigkeit erlaubt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art die Wiegeeinrichtung einen Hebemechanismus
zum Anheben mindestens eines der Gefäße aus seinem Sitz in der Trägerplatte aufweist,
wobei der Hebemechanismus mit einem Wiegemechanismus der Wiegeeinrichtung
derart verbunden ist, dass ein Gefäß in dem angehobenen Zustand
am Hebemechanismus wiegbar ist.
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Ein
wichtiger Aspekt der Erfindung ist demnach, dass das mindestens
eine Gefäß in einem
Zustand wiegbar ist, in welchem es von dem Hebemechanismus, der
es zum Wiegen aus seinem Sitz in der Trägerplatte gehoben hat, getragen
wird. Es ist dann möglich,
auf Transportstrecken für
den Transport des Gefäßes zu einer
Wiegeeinrichtung sowie auf Übergabemittel
zum Übergeben
des Gefäßes an die
Wiegeeinrichtung zu verzichten. Die zum Wiegen benötigte Zeit
ist somit sehr kurz, so dass sich der Wiegevorgang problemlos in
den Gesamtablauf des automatisierten Befüllens integrieren lässt.
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Vorzugsweise
kann das Gefäß auf diese Weise
direkt an seiner Trägerplatte
gewogen werden und muss beispielsweise nur so weit angehoben werden,
dass ein Kontakt zwischen dem Gefäß und der Trägerplatte
das Wiegen nicht störend
beeinflusst. Ein Anheben des Spritzenkörpers aus seinem Sitz in der
Trägerplatte
schließt
also den Fall ein, dass der Spritzenkörper zu jedem Zeitpunkt des
Wiegevorgangs und insbesondere in seinem angehobenen Zustand in
seiner Aufnahme in der Trägerplatte
verbleibt, jedoch seine Gewichtskraft im Wesentlichen nicht mehr
auf die Trägerplatte,
sondern auf den Hebemechanismus der Wiegeeinrichtung wirkt und somit
von dem Wiegemechanismus gemessen werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
erlaubt wahlweise das stichporobenartige Wiegen einzelner Gefäße oder
das Wiegen aller befüllten
Gefäße. Der Hebemechanismus
kann dabei Gefäße einzeln
anheben und wiegen oder auch so ausgebildet sein, dass er mehrere
Gefäße gleichzeitig
anhebt und die Summe der Gewichte der Einzelgefäße misst.
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Um
die effektiv in die Gefäße gefüllte Flüssigkeitsmenge
zu bestimmen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet
sein, dass sie das Gewicht eines oder mehrerer Gefäße direkt
nach dem Befüllen
bestimmt und anschließend
durch eine Differenzbildung mit dem der Vorrichtung bekannten Leergewicht
der Gefäße das Gewicht
der eingefüllten Flüssigkeit
berechnet. Dies setzt voraus, dass die Abweichung des Leergewichts
der Gefäße von Gefäß zu Gefäß geringer
ist als die Genauigkeit, mit der die Dosierergebnisse überprüft werden
sollen.
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Zur
Erzielung einer besonders hohen Wiegegenauigkeit wird vorgeschlagen,
dass die Wiegeeinrichtung oder/und die Steuereinrichtung eine Differenzbildungseinheit
aufweist, welche einen Differenzwert aus einem Wiegen vor dem Befüllen und
einem Wiegen nach dem Befüllen
bildet. Wird ein und dasselbe Gefäß vor und nach dem Befüllen gewogen,
so entspricht der gebildete Differenzwert sehr genau dem Gewicht
der eingefüllten
Flüssigkeitsmenge.
Ebenso ist es natürlich
möglich,
bei einer Anzahl von Gefäßen vor
dem Befüllen
zu wiegen, dieselben Gefäße nach
dem Befüllen
erneut zu wiegen und die jeweils ermittelten Gesamtgewichte voneinander
abzuziehen. Um sicherzustellen, dass während des Wiegens zwischen
dem mindestens einen zu wiegenden Gefäß und der Trägerplatte
kein das Wiegeergebnis verfälschender
Kontakt besteht, wird ferner vorgeschlagen, dass der Hebemechanismus dazu
eingerichtet ist, das mindestens eine Gefäß in dem angehobenen Zustand
im Wesentlichen vollständig
aus der Trägerplatte
herauszuheben. Es kann jedoch ausreichend sein, das mindestens eine Gefäß so weit
anzuheben, dass es nicht mehr in Berührung mit der Trägerplatte
oder mit anderen Gefäßen ist.
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Um
das mindestens eine zu wiegende Gefäß aus der Trägerplatte
herauszuheben, sind verschiedene Ausführungsformen des Hebemechanismus denkbar,
deren Funktionsprinzipien für
einen erfindungsgemäßen Hebemechanismus
einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können. So
ist der Hebemechanismus gemäß einer
ersten Ausführungsform
so ausgebildet, dass er das mindestens eine Gefäß an einem oberen Umfangsrand von
außen
ergreift. Der Hebemechanismus kann das Gefäß auf diese Weise sicher ergreifen,
ohne das Innere des Gefäßes zu kontaminieren.
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In
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung kann der Hebemechanismus in eine obere Öffnung des
mindestens einen Gefäßes eingreifen.
Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Gefäße im geringen
Abstand voneinander in die Trägerplatte eingesetzt
sind und ein Ergreifen von außen
gemäß der ersten
Ausführungsform
aufgrund der Behinderung durch benachbarte Gefäße erschwert ist. Aufgrund
einer möglichen
Kontamination des Gefäßes durch
das Eingreifen des Hebemechanismus in die obere Öffnung kann es jedoch notwendig
sein, das angehobene Gefäß nach dem
Wiegen von der weiteren Verarbeitung oder Auslieferung auszuschließen.
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In
einer dritten Ausführungsform
für den
erfindungsgemäßen Hebemechanismus
wird vorgeschlagen, dass der Hebemechanismus das mindestens eine
Gefäß von unten
unterstützt.
Ein solcher Mechanismus kommt beispielsweise dann in Betracht, wenn
die Gefäße durch
Löcher
in einer gelochten Trägerplatte
geführt
sind und sie sich darin mit einem flanschartig umgeformten oberen
Umfangsrand am Umfangsrand der Löcher
der Trägerplatte
festhalten. Für
solche Gefäße und Trägerplatten
kann insbesondere auch eine Kombination aus einem die Gefäße von unten
unterstützenden
Hebemechanismus und einem die Gefäße an einem oberen Umfangsrand
von außen
ergreifenden Hebemechanismus sinnvoll sein. Der von unten unterstützende Hebemechanismus
kann dann ein zu wiegendes Gefäß leicht
anheben, bis es von dem anderen Hebemechanismus am oberen Umfangsrand
von außen leicht
ergriffen werden kann, ohne dass eine Behinderung durch die benachbarten
Gefäße auftritt.
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Um
die Effektivität
der Vorrichtung zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Dosiereinrichtung eine
Mehrzahl von einzeln steuerbaren Injektionsdüsen zum Befüllen mehrerer Gefäße einer
betreffenden Trägerplatte
aufweist. Die Steuereinrichtung kann dann dazu eingerichtet sein,
die von der Wiegeeinrichtung erhaltenen Wiegeergebnisse einzelner Gefäße vor oder/und
nach dem Befüllen
zur Steuerung der zur Befüllung
dieser Gefäße verwendeten Injektionsdüsen auszuwerten.
Dabei wird es zweckmäßig sein,
wenn für
jede der Mehrzahl von Injektionsdüsen eine individuelle Überprüfung des
Dosierergebnisses möglich
ist, um in Abhängigkeit
von den Ergebnissen die von der einzelnen Injektionsdüse abgegebene
Flüssigkeitsdosis
ggf. zu korrigieren.
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Die
Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Befüllen von Gefäßen, insbesondere
Spritzenkörpern,
mit einer Flüssigkeit
bereit, welches eine vorstehend beschriebene gattungsgemäße oder
erfindungsgemäße Vorrichtung
verwendet. Das Verfahren schließt
dabei den folgenden Schritt ein: Anheben mindestens eines der Gefäße aus seinem
Sitz in der Trägerplatte
und Wiegen des Gefäßes im so
angehobenen Zustand mittels eines Hebemecha nismus, der Bestandteil
der Wiegeeinrichtung ist.
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Ein
wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass das
Gefäß am Hebemechanismus
wiegbar ist. Die Dosiermengenüberprüfung für ein Gefäß kann daher
einfach durch Anheben, Wiegen und Absetzen des Gefäßes in kurzer Zeit
ausgeführt
werden, so dass sie sich effektiv in den Gesamtprozess integrieren
lässt und
insbesondere eine Nachregelung der Dosiereinrichtung in Abhängigkeit
von den Ergebnissen der Dosiermengenüberprüfung möglich ist.
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Für eine präzise Bestimmung
der eingefüllten
Flüssigkeitsmenge
wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine der Gefäße vor dem
Befüllen
gewogen wird, um ein erstes Wiegeergebnis zu erhalten, und nach
dem Befüllen
gewogen wird, um ein zweites Wiegeergebnis zu erhalten, und dass
die Differenz zwischen dem zweiten Wiegeergebnis und dem ersten
Wiegeergebnis gebildet wird. Die Differenzbildung kann dabei von
der Wiegeeinrichtung selbst durchgeführt werden, indem beispielsweise
nach Erhalt des ersten Wiegeergebnisses vor dem Befüllen auf
Grundlage des ersten Wiegeergebnisses ein Nullwert (Tara) gesetzt
wird, so dass die Wiegeeinrichtung das zweite Wiegeergebnis bereits
als Differenzwert zum ersten Wiegeergebnis ausgibt. Alternativ kann
jedoch auch vorgesehen sein, dass die Wiegeeinrichtung unabhängige Absolutwerte
für das
erste und zweite Wiegeergebnis zurückgibt und die Differenz zwischen
den Wiegeergebnissen in der Steuereinrichtung berechnet wird.
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Zur
Steigerung der Effektivität
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann eine Mehrzahl von Injektionsdüsen der Dosiereinrichtung zum
Befüllen der
Gefäße eingesetzt
werden, wobei für
jede Injektionsdüse
zumindest ein Wiegen eines von dieser Injektionsdüse befüllten oder
zu befüllenden
Gefäßes durchgeführt wird,
wobei Wiegeergebnisse des mindestens einen Wiegens an die Steuereinrichtung übertragen
werden und wobei die Dosiereinrichtung unter Steuerung der Steuereinheit
nach Maßgabe der
Wiegeergebnisse, insbesondere in Form einer Einzelregelung der Injektionsdüsen, arbeitet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann somit auch dann eingesetzt werden, wenn zur Steigerung der
Effektivität
mehrere Gefäße gleichzeitig
parallel befüllt
werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum dosierten
Befüllen von
gruppenweise in Aufnahmen einer Trägerplatte befindlichen Gefäßen, insbesondere
Spritzenkörpern,
mit einer Flüssigkeit
bereitgestellt, welche umfasst: eine Dosiereinrichtung zum Dosieren
der abzufüllenden
Flüssigkeitsmengen
und eine Wiegeeinrichtung zur insbesondere stichprobenweisen Überprüfung der
Dosierergebnisse der Doseiereinrichtung und eine mit der Wiegeeinrichtung
in Kommunikationsverbindung stehende Steuereinrichtung zur Steuerung
der Dosiereinrichtung, wobei die Wiegeeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einen Hebemechanismus zum Anheben der mit den Gefäßen bestückten Trägerplatte
aufweist und wobei der Hebemechanismus mit einem Wiegemechanismus
der Wiegeeinrichtung derart verbunden ist, dass die Trägerplatte
in dem angeobenen Zustand am Hebemechanismus wiegbar ist.
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Anstatt
ein Gefäß oder mehrere
Gefäße einzeln
zu wiegen, ist es also bei einer Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung
vorgesehen, dass eine Trägerplatte
gewogen wird, in welche die zu befüllenden bzw. die befüllten Gefäße eingesetzt sind.
Die Wiegeeinrichtung misst dann die Summe aus dem Gewicht der Trägerplatte
und den Einzelgewichten der einzelnen in die Trägerplatte eingesetzten Gefäße. Nach
der Korrektur des Wiegeergebnisses einer besetzten Trägerplatte
nach dem Einfüllen der
Flüssigkeit
in die Gefäße um das
Leergewicht der Trägerplatte
sowie um die Leergewichte der einzelnen Gefäße kann dann die Gesamtflüssigkeitsmenge erhalten
werden, welche insgesamt in alle Gefäße der jeweiligen Trägerplatte
gefüllt
worden ist. Daraus ist dann ein mittleres Füllgewicht für jedes befüllte Gefäß berechenbar, welches zur Überprüfung der Dosierergebnisse
und zur entsprechenden Korrektur der Dosiereinrichtung verwendet
werden kann.
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Der
Vorteil einer gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung liegt darin, dass
das Füllgewicht
eines Gefäßes aufgrund
der Mittelung zwischen den Gefäßen einer
Trägerplatte relativ
genau bestimmbar ist. Andererseits besteht jedoch die Gefahr, dass
voneinander abweichende Dosierergebnisse zwischen zwei Gefäßen derselben Trägerplatte
sich gegenseitig aufheben und ein Dosierfehler unerkannt bleibt.
Kann jedoch aufgrund der technischen Charakteristiken der Dosiereinrichtung eine
zu große
Abweichung zwischen den eingefüllten Flüssigkeitsmengen
zweier Gefäße derselben
Trägerplatte
ausgeschlossen werden, so kann eine Vorrichtung gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung auch zusammen mit einem weniger genauen und
damit weniger kostenintensiven Wiegemechanismus verwendet werden.
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Ähnlich wie
bei der Vorrichtung gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung ist es auch bei der Vorrichtung gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung möglich,
dass die Wiegeeinrichtung oder/und die Steuereinrichtung eine Differenzbildungseinheit
aufweist, welche einen Differenzwert aus einer Wiegung vor dem Befüllen und
einer Wiegung nach dem Befüllen
bildet, so dass das Nettofüllgewicht
der in einer betreffenden Trägerplatte
eingesetzten Gefäße bestimmt
werden kann.
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Der
Hebemechanismus kann Saugnäpfe
zur Erfassung der Trägerplatte
umfassen. Darüber
hinaus sind alternative Möglichkeiten
denkbar, um die zu wiegende Trägerplatte
etwa durch Greifer anzuheben oder von unten zu unterstützen.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Befüllen von
Gefäßen, insbesondere Spritzenkörpern, mit
einer Flüssigkeit
unter Verwendung einer gattungsgemäßen Vorrichtung oder einer Vorrichtung
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung, wobei das Verfahren den folgenden Schritt
einschließt:
Anheben und Wiegen der mit den Spritzenkörpern bestückten Trägerplatte mittels eines Hebemechanismus,
der Bestandteil der Wiegeein richtung ist.
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Insbesondere
kann auch bei dem Verfahren gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung eine Differenz zwischen einem Wiegeergebnis
nach dem Befüllen
und einem Wiegeergebnis vor dem Befüllen gebildet werden, um eine
in die Gefäße eingefüllte Nettofüllmenge
zu ermitteln und ggf. der Steuereinrichtung zuzuführen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befüllen von
Einwegspritzenkörpern
und
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2 eine
Prinzipdarstellung in Seitenansicht, welche einen Teil der in der
Vorrichtung von 1 verwendeten Wiegeeinrichtung
zeigt sowie eine in Position gebrachte, befüllte Trägerplatte.
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In 1 ist
ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum dosierten Befüllen
allgemein mit 10 bezeichnet. Ihr werden über einen
Längsförderer,
beispielsweise ein Förderband,
in Magazinkästen eingesetzte
Trägerplatten 14 zugeführt, welche
eine Mehrzahl von Spritzenkörpern 16 tragen.
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Genauer
ist eine Trägerplatte 14,
welche auch in 2 in einer Seitenansicht dargestellt
ist, eine mit einer Mehrzahl von Aufnahmen in Form von Löchern 17 versehene
Kunststoffgussplatte. Die Abmessungen der Löcher 17 entsprechen
den Außenabmessungen
der in sie einzusetzenden Spritzenkörper 16, so dass letztere
in die Löcher 17 einführbar sind,
bis jeweils obere flanschartig erweiterte Umfangsränder 18 der
Spritzenkörper 16 an
jeweils Sitze bildenden Umfangsrändern
der Löcher 17 der
Trägerplatte 14 anschlagen
und ein vollständiges
Durchrutschen der Spritzenkörper 16 durch
die Trägerplatte
verhindern. Die Einwegspritzenkörper 16 selbst sind
im Wesentlichen aus einem hohlzylinderförmigen Abschnitt 20 gebildet, welcher
an einem seiner Enden geöffnet
ist und am anderen Ende eine mit einer Gummikappe geschützte Kanüle 22 aufweist.
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Der
Magazinkasten, die Trägerplatte 14 und, darin
eingesetzt, die Gefäße 16 werden
im sterilen Zustand der Vorrichtung 10 zugeführt. In
an sich bekannter Weise kann der Magazinkasten dazu mit einer Folie
abgeschlossen sein, welche vor der Verarbeitung entfernt wird.
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Die
der Vorrichtung 10 über
das Transportband 12 zugeführten Magazinkästen mit
den Trägerplatten 14 und
den darin eingesetzten Spritzenkörpern 16 werden
einer in 1 allgemein mit 24 bezeichneten Übergabestation
zugeführt,
in welcher zunächst
in einer ersten Position P1 die Trägerplatte 14 zusammen
mit den darin eingesetzten Spritzenkörpern 16 aus dem Magazinkasten
mittels einer Übergabeeinrichtung
(nicht gezeigt) nach oben herausgehoben wird. Der Magazinkasten
verbleibt auf dem Transportband 12. Anschließend führt die Übergabeeinrichtung
von unten eine Zentrierplatte (nicht gezeigt) heran, weiche ähnlich der
Trägerplatte
entsprechende Löcher
aufweist, in die die Spritzenkörper 16 eingeführt werden.
Die Zentrierplatte dient der genauen und stabilen Positionierung
der Spritzenkörper 16,
um eine definierte Lage der Spritzenkörper 16 zum automatischen
Befüllen
und Verschließen
festzulegen.
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Die Übergabeeinrichtung
führt die
Trägerplatte 14 dann über eine
zweite Position P2 einer Einfüll-
und Verschließstation 26 in
einer dritten Position P3 zu. Die Einfüll- und Verschließstation 26 weist
einen Einfüllabschnitt 28 zum
dosierten Einfüllen
einer pharmazeutischen Flüssigkeit
und einen Verschließabschnitt 30 zum
anschließenden
Verschließen
der Spritzenkörper 16 auf.
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Der
Einfüllabschnitt 28 der
in 1 gezeigten Befüllvorrichtung 10 weist
vier Einfülldüsen 32 auf,
welche gleichzeitig betreibbar sind, um alle Spritzenkörper 16 einer
Spritzenkörperreihe
der Trägerplatte 14 gleichzeitig
zu befüllen.
Die Einfülldüsen 32 gehören dazu
einer Dosiereinrichtung 36 an, welche mit einem Vorratsbehälter 38 für die pharmazeutische
Flüssigkeit
verbunden ist und die Einfülldüsen 32 jeweils
durch Leitungen 34 beschickt. Im in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
soll die Dosiereinrichtung 36 so ausgebildet sein, dass
sie jede der vier Einfülldüsen 32 individuell
ansteuern kann und insbesondere eine Korrektur der Dosierung für jede einzelne
Einfülldüse 32 vornehmen
kann.
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Der
Verschließabschnitt 30 der
Einfüll-
und Verschließstation 26 verschließt die im
Einfüllabschnitt 28 mit
der pharmazeutischen Flüssigkeit
befüllten
Spritzenkörper 16 mit
einem Verschlussstopfen. Die Verschlussstopfen werden dem Verschließabschnitt 30 über eine
Stopfenzuführstrecke 40 aus einem
Stopfenvorratsbehälter 42 zugeführt.
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Die
Dosierung der pharmazeutischen Flüssigkeit in der Dosiereinrichtung 36 kann
unter Verwendung eines Zeit-Druck-Dosiersystems vorgenommen werden.
In einem solchen Dosiersystem wird die zu dosierende Flüssigkeit
unter einem bestimmten Druck bei einer bestimmten Temperatur vorrätig gehalten.
Ausgehend von diesen Parametern und ggf. weiteren Parametern berechnet
ein Rechner dann eine Zeitdauer, die angibt, wie lange eine Einfülldüse mit der
Flüssigkeit
beschickt werden muss, um an das zu befüllende Gefäß eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge
abzugeben. Die Dosierung der Flüssigkeit
erfolgt also auf Grundlage einer Öffnungszeitdauer eines zwischen
dem Vorratsbehälter
und der Einfülldüse geschalteten
Ventils. Vorteile solcher Zeit-Druck-Dosiersysteme
liegen im hohen Durchsatz und in der guten Wirtschaftlichkeit beim
Befüllen
und einer damit verbundenen hohen Effizienz. Alternativ können jedoch
weitere bekannte Dosierverfahren bzw. -systeme eingesetzt werden.
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In
der Einfüll-
und Verschließstation 26 wird die
Trägerplatte 14 mit
den Spritzenkörpern 16 relativ zu
den Einfülldüsen 32 und
dem Verschließabschnitt 30 schrittweise
so bewegt, dass in jedem Schritt eine komplette Spritzenkörperreihe
mit der pharmazeutischen Flüssigkeit
befüllt
und eine andere Spritzenkörperreihe
mit Stopfen verschlossen wird. Wenn die Trä gerplatte 14 vollständig unter
der Einfüll-
und Verschließstation 26 durchgefahren
ist und alle Spritzenkörper 16 befüllt und
verschlossen worden sind, transportiert die Übergabeeinrichtung die Trägerplatte 14 in
eine vierte Position P4, welche sich wiederum über dem Transportband 12 befindet.
Anschließend senkt
die Übergabeeinrichtung
die Trägerplatte 14 in Richtung
des Transportbands 12 ab und setzt es in einen an dieser
Stelle bereitgehaltenen Magazinkasten. Das Transportband 12 fördert dann
den Magazinkasten mit der darin eingesetzten Trägerplatte 14 und den
wiederum darin eingesetzten befüllten
und verschlossenen Spritzenkörpern 16 in 1 auf
der rechten Seite der Vorrichtung 10 aus der Vorrichtung 10 heraus.
An die Vorrichtung 10 können
sich weitere Vorrichtungen, etwa zum Etikettieren oder Verpacken der
Spritzenkörper 16 anschließen, welche
mit den Spritzenkörpern 16 über das
Transportband 12 beschickt werden.
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Die
Vorrichtung 10 ist gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner mit einer Wiegeeinrichtung ausgerüstet, welche
in den Figuren allgemein mit 44 bezeichnet ist. Die Wiegeeinrichtung 44 umfasst
einen Hebemechanismus 46 und eine Steuereinheit 48. Der
Hebemechanismus 46 gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren,
insbesondere auf 2, näher erläutert.
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Der
Hebemechanismus 46 umfasst einen Roboterarm 50,
dessen freies Ende 52 sich durch die Wirkung von drei Gelenken 54, 56, 58 in
einem bestimmten Gebiet frei im Raum positionieren lässt. Das
freie Ende 52 des Roboterarms 50 kann dann insbesondere
nach Bedarf einzelne Spritzenkörper 16 einer
an der Positition P1 oder an der Position P4 positionierten Trägerplatte
anfahren.
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Wie
in 2 deutlicher zu erkennen ist, ist an dem freien
Ende 52 des Roboterarms 50 ein Greifermechanismus 60 angeordnet,
welcher einen Greifer 62 betätigt, um einen oberen Umfangsrand 18 eines
Spritzenkörpers 16 zu
ergreifen. Gemäß der Erfindung
ist der Greifermechanismus 60 mit dem Greifer 62 nicht
direkt und fest am freien Ende 52 des Roboterarms 50 mon tiert,
sondern ist mit einer Waage 64 verbunden, welche ihrerseits
an dem freien Ende 52 angebracht ist. Die Wage 64 ist
zwischen dem Greifermechanismus 60 und dem freien Ende 52 des Roboterarms 50 so
montiert, dass eine auf den Greifermechanismus 60 wirkende
Zugkraft, hervorgerufen durch die Gewichtskraft eines von dem Greifer 62 ergriffenen
Spritzenkörpers 16 von
der Waage 64 gemessen werden kann.
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Die
Ansteuerung der einzelnen Komponenten des Hebemechanismus 46 sowie
der Waage 64 geht von der Steuereinheit 48 aus,
welche die entsprechenden Anweisungen zum Positionieren des freien
Endes 52 des Roboterarms 50, zum Ergreifen und
Anheben des Spritzenkörpers 16 und
zum Wiegen an die entsprechenden genannten Komponenten ausgibt.
Darüber
hinaus empfängt
die Steuereinheit 48 gemessene Daten der Waage 64.
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Über eine
Datenleitung 66 steht die Steuereinheit 48 mit
der Dosiereinrichtung 36 in Verbindung. Anstelle der Datenleitung 66 kann
auch eine Funkdatenübertragung
zwischen der Steuereinheit 48 und der Dosiereinrichtung 36 vorgesehen
sein.
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Im
Folgenden werden Verfahrensschritte erläutert, mit welchen während des
oben beschriebenen Verarbeitungsverfahrens zum Befüllen der
Spritzenkörper 16 die
Dosierergebnisse überprüft und die Dosiereinrichtung 36 entsprechend
der Dosierergebnisse geregelt werden kann, um eine möglichst
genaue Soll-Dosierung zu erreichen. In dem in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiel
wird die Ausführung
dieser Verfahrensschritte von der Steuereinheit 48 gemäß einem
in der Steuereinheit 48 gespeicherten Ablaufprogramm ausgeführt. Der
Steuereinheit 48 können
dazu externe Parameter vorgegeben werden, welche sich im Wesentlichen
darauf beziehen, in welchen Intervallen bestimmte Spritzenkörper 16 in
der Trägerplattenposition
P1 oder P4 gewogen werden sollen. Um eine Synchronisation der Ablaufschritte
der Wiegeeinrichtung 44 mit den Aktionen der Übergabeeinrichtung
sicherzustellen, sollte die Steuereinheit 48 mit dem Verarbeitungstakt
einer nicht gezeigten Steuereinheit der Vorrichtung 10 getriggert
werden.
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Gemäß einem
beispielhaften Ablaufprogramm der Steuereinheit 48 steuert
diese den Roboterarm 50 in einem ersten Schritt eines Wiegevorgangs
so an, dass das freie Ende 52 des Roboterarms 50 über einem
Spritzenkörper 16a positioniert wird,
welcher sich in der Draufsicht gemäß 1 in einem
Loch 17a in der ersten (obersten) Zeile und in der ersten
(linken) Spalte der Trägertplatte 14 befindet.
Das freie Ende 52 des Roboterarms 50 wird dann
so weit abgesenkt, bis der Greifer 62 des Greifermechanismus 60 den
oberen Umfangsrand 18 des Spritzenkörpers 16a ergreifen
kann. Wenn der Greifer 62 den Spritzenkörper 16a ausreichend
sicher ergriffen hat, wird das freie Ende 52 des Roboterarms 52 wieder
vertikal nach oben bewegt, so dass der Spritzenkörper 16a aus seinem
Sitz im Loch 17a der Trägerplatte 14 herausgehoben
wird (siehe 2). Wenn der Spritzenkörper 16a so
weit aus der Trägerplatte 14 herausgehoben
worden ist, dass er diese nicht mehr berührt, dann misst die Waage 64 das
Gewicht des an dem Greifer 62 hängenden Spritzenkörpers 16a.
Dieses Ergebnis wird an die Steuereinheit 48 als ein Leergewicht
des Spritzenkörpers 16a übermittelt.
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Es
soll betont werden, dass der Spritzenkörper nicht wie in 2 vollständig aus
dem Loch 17a herausgezogen werden muss. Bei entsprechend
genauer Positionierung des Roboterarms über dem Loch 17a reicht
ein leichtes Anheben des Spritzenkörpers 16a aus, so
dass der Spritzenkörper 16a im Wesentlichen
im Loch 17a eingeführt
verbleibt. Dies trägt
zur weiteren Steigerung der Effektivität der erfindungsgemäßen Wiegeeinrichtung
bei. Zu beachten ist in diesem Zusammenhang auch, dass bei sich nach
unten verjüngenden
Spritzenkörpern
auch nach nur leichtem Anheben bereits ein freies Halten des Spritzenkörpers, d.h.
ohne Berührung
mit der Innenwandung des Lochs, am Hebemechanismus möglich ist.
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Nach
dem Wiegen des leeren Spritzenkörpers 16a wird
der Roboterarm 50 wieder abwärts geschwenkt und setzt den
Spritzenkörper 16a wieder zurück in die
Trägerplatte 14.
Die Greifer 62 öffnen sich
und geben den oberen Rand 18 des Spritzenkörpers 16a wieder
frei.
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Die
bis hierher beschriebenen Schritte zum Wiegen des leeren Spritzenkörpers 16a werden
in den Gesamtprozess der Verarbeitung der Spritzenkörper 16 so
eingetaktet, dass nach Abschluss dieser Schritte die Trägerplatte 14 von
der Position P1 in die Position P2 überführt wird. Wie oben beschrieben, werden
die Spritzenkörper 16 und
damit auch der Spritzenkörper 16a der
ersten Zeile und ersten Spalte, dann in der Position P3 mit der
Flüssigkeit
befüllt und
mit einem Stopfen verschlossen, woraufhin die Trägerplatte 14 in die
Position P4 übergeben
wird.
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Das
Ablaufprogramm der Steuereinheit 48 sieht nun für den Spritzenkörper 16a in
der ersten Zeile und ersten Spalte der in der Position P4 angekommenen
Trägerplatte 14 ein
zweites Wiegen vor. Das dabei ermittelte Gewicht sollte sich von
dem zuvor in Position P1 ermittelten Leergewicht um das Gewicht
der eingefüllten
Flüssigkeitsmenge
sowie des eingesetzten Stopfens unterscheiden. Die einzelnen Schritte
zum Wiegen des Spritzenkörpers 16a entsprechen
den beim Wiegen des Spritzenkörpers 16a in
der Position P1 ausgeführten
Schritten. Der Greifer 62 wird demnach an die entsprechende
Position über
dem Spritzenkörper 16a herangefahren,
abgesenkt und zum Ergreifen des Spritzenkörpers 16a betätigt. Der
Spritzenkörper 16a wird
anschließend aus
der Trägerplatte 14 herausgehoben,
gewogen und anschließend
wieder in die Trägerplatte 14 zurückgesetzt.
Auch hier kann der gesamte Wiegevorgang in relativ kurzer Zeit durchgeführt werden,
da eine Übertragung
des korrekten Wiegeergebnisses sofort möglich ist, sobald der Spritzenkörper 16a die Trägerplatte 14 nicht
mehr berührt.
Das in der Position P4 ermittelte Vollgewicht des Spritzenkörpers 16a wird
zur Steuereinheit 48 übertragen.
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Nach
Erhalt des Vollgewichts des Spritzenkörpers 16a ermittelt
die Steuereinrichtung 48 in einer Differenzbildungseinheit
die Differenz zwischen dem Vollgewicht und dem Leergewicht des Spritzenkörpers 16a.
Von dem erhaltenen Ergebnis subtrahiert die Steuereinheit 48 ein
zuvor in der Steuereinheit 48 abgespeichertes Stopfengewicht
eines einzelnen Stopfens. Das er haltene Ergebnis entspricht dem
Nettogewicht der in den Spritzenkörper 16a tatsächlich eingefüllten Flüssigkeitsmenge.
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In
einem weiteren Schritt vergleicht die Steuereinheit 48 das
tatsächliche
Nettogewicht der eingefüllten
Flüssigkeitsmenge
mit einer Soll-Dosierung, d.h. mit dem Gewicht einer gemäß einer
Dosiervorgabe in einen Spritzenkörper 16 zu
füllenden
Flüssigkeitsmenge.
Entsprechend der aus diesem Vergleich ermittelten Abweichung zwischen
tatsächlich
eingefüllter
Flüssigkeitsmenge
und Soll-Dosierung überträgt die Steuereinheit 48 an
die Dosiereinrichtung 36 eine entsprechende Steuergröße zusammen
mit der Zeilennummer des überprüften Spritzenkörpers 16 innerhalb
der Trägerplatte 14,
d.h. in diesem Fall also zusammen mit einer "1" für die erste
Zeile. Anhand der Zeilennummer kann die Dosiereinrichtung 36 ableiten,
von welcher der vier Einfülldüsen 32 der überprüfte Spritzenkörper 16a befüllt worden
ist, um die Dosierung speziell für
diese Einfülldüse 32 gemäß der Steuergröße zu korrigieren.
In diesem Fall wird also die in 1 oberste
Einfülldüse 32 gemäß der von
der Steuereinheit 48 übertragenen
Steuergröße korrigiert.
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Gemäß dem beispielhaften
Ablaufprogramm der Steuereinheit 48 führt die Wiegeeinrichtung 44 in einem
zweiten Durchlauf erneut eine Überprüfung der
Dosierergebnisse der Dosiereinrichtung 36 durch, diesmal
jedoch für
einen in der zweiten Zeile der Trägerplatte 14 angeordneten
Spritzenkörper 16. Entsprechend
wird der Greifer 62 an den Spritzenkörper 16 der zweiten
Zeile und ersten Spalte der Trägerplatte 14 in
der Position P1 herangefahren und das Leergewicht dieses Spritzenkörpers 16 wird
ermittelt. Nach dem Befüllen
des Spritzenkörpers
wird das Vollgewicht ermittelt, wenn die Trägerplatte 14 in die
Position P4 übergeben
worden ist. Aus dem Leergewicht und dem Vollgewicht des Spritzenkörpers 16 ermittelt
die Steuereinheit 48 wiederum eine Steuergröße und übergibt
diese zusammen mit der Zeilennummer "2" der
Dosiereinrichtung 36. Die Dosiereinrichtung 36 kann
dann ggf. die Dosierung für
die zweite Einfülldüse 32 korrigieren.
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In
gleicher Weise werden anschließend
die Spritzenkörper 16 der
ersten Spalte und dritten bzw. vierten Zeile der Trägerplatte 14 in
den Positionen P1 und P4 gewogen, so dass nach insgesamt vier Durchläufen alle
Spritzenkörper 16 einer
kompletten Spalte der Trägerplatte 14 gewogen
wurden und damit das Dosierergebnis jeder Einfülldüse 32 überprüft und ggf.
korrigiert wurde.
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Für das Ablaufprogramm
zur Steuerung der Wiegeeinrichtung 44 ist eine Vielzahl
von Variationen denkbar. Beispielsweise könnten während des Aufenthalts der Trägerplatten 14 in
den Positionen P2 und P3 bereits Spritzenkörper 16 einer neuen,
in der Position P1 angekommenen Trägerplatte 14 gewogen
werden. Außerdem
wäre es
denkbar, nacheinander oder gleichzeitig mehrere Spritzenkörper 16 einer in
der Position P1 oder P4 bereitgestellten Trägerplatte 14 zu wiegen.
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Weiterhin
ist es denkbar, für
jede der beiden Positionen P1 und P4 einen separaten Roboterarm 50 bereitzustellen,
so dass gleichzeitig ein Wiegen leerer Spritzenkörper 16 und ein Wiegen
gefüllter
und verschlossener Spritzenkörper 16 möglich ist.
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Im
Rahmen der Erfindung ist weiter eine alternative Ausführungsform
der Wiegeeinrichtung denkbar. Dabei wird eine mit den leeren Spritzenkörpern in
die Position P1 überführte Trägerplatte
insgesamt gewogen. Dabei kann zweckmäßigerweise die entsprechende
Waage in die Übergabeeinrichtung (nicht
gezeigt) integriert sein, welche zur Übergabe der Trägerplatte
in die unterschiedlichen Positionen P1 bis P4 ohnehin bereitgestellt
ist. Sobald diese Übergabeeinrichtung
die Trägerplatte
aus dem Magazinkasten gehoben hat, kann dann eine in der Übergabeeinrichtung
integrierte Waage das Gewicht der an ihr hängenden Trägerplatte mit den Spritzenkörpern bestimmen
und einer Steuereinheit übermitteln.
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Analog
dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel wird dann auch
bei der alternativen Ausführungsform
eine zweite Wiegung der Trägerplatte
in der Position P4 durchgeführt,
in welcher die in der Trägerplatte
eingesetz ten Spritzenkörper
mit der Flüssigkeit
befüllt
und mit den Stopfen verschlossen sind. Nach Übermittlung des zweiten Wiegeergebnisses
an die Steuereinheit ermittelt diese durch Differenzbildung der
beiden Wiegeergebnisse an den Positionen P1 und P4 sowie durch Abzug
der Stopfengewichte die effektiv in alle Spritzenkörper dieser Trägerplatte
eingefüllte
Flüssigkeitsmenge.
Daraus kann die Steuereinheit dann eine mittlere Dosierung pro Spritzenkörper für diese
Trägerplatte
berechnen und aus dem Vergleich mit einer Soll-Dosierung eine Steuergröße für eine eventuelle
Korrektur der Dosiereinrichtung ermitteln.
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Die
Vorrichtung und das Verfahren gemäß der alternativen Ausführungsform
sind insbesondere dann von Vorteil, wenn sichergestellt werden kann, dass
die Abweichung in der Dosierung zwischen den einzelnen Einfülldüsen gering
ist, so dass in diesem Fall eine relativ ungenaue und damit kostengünstige Waage
eingesetzt werden kann und der Gesamtkosten- und -zeitaufwand für das Wiegen
reduziert werden kann.