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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Vorrichtung ist in der Verpackungsindustrie bereits allgemein bekannt. Sie wird insbesondere in der pharmazeutischen Industrie dazu eingesetzt um pharmazeutische Behältnisse wie Ampullen, Spritzenkörper oder Vials, mit einem Füllgut zu befüllen und die Behältnisse anschließend zu verschließen.
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Als Füllgut kommen hierbei insbesondere flüssige Pharmazeutika oder aber Pulver, Pellets, Kapseln oder Dragees in Frage. Die bekannten Vorrichtungen dieser Art sind in der Regel linienförmig aufgebaut und weisen eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Bearbeitungsstationen auf, die von den Behältnissen, welche auf einer Fördereinrichtung transportiert werden, nacheinander angefahren werden, um an den einzelnen Bearbeitungsstationen die erforderlichen Bearbeitungs- bzw. Prozessschritte durchzuführen. In der Regel ist es weiterhin so, dass die bekannten Vorrichtungen nicht nur für ein bestimmtes Behältnis oder ein bestimmtes Füllgut, sondern universell für mehrere verschiedene Behältnisse bzw. Füllgüter eingesetzt werden sollen. Daher weisen die bekannten Vorrichtungen eine Vielzahl von Stationen auf, die je nach verarbeitetem Behältnis bzw. dem Füllgut individuell angesteuert werden, d. h., dass beispielsweise bei der Verarbeitung bestimmter Behältnisse verschiedene Stationen nicht angefahren bzw. übersprungen werden. Daraus resultiert ein sehr hoher vorrichtungstechnischer Aufwand.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass sie für die Verarbeitung unterschiedlicher Behältnisse geeignet ist und dabei gleichzeitig möglichst geringe vorrichtungstechnische Kosten verursacht. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, dass wenigstens eine Bearbeitungsstation zum Durchführen von unterschiedlichen Bearbeitungsschritten an unterschiedlichen Arten von Behältnissen ausgebildet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die wenigstens eine Bearbeitungsstation, egal welche Behältnisart bzw. welcher Behältnistyp gerade auf der Vorrichtung verarbeitet wird, stets angefahren wird, um an den Behältnissen einen Prozessschritt durchzuführen. Somit wird vermieden, dass Bearbeitungsstationen vorhanden sind, welche beim Verarbeiten bestimmter Behältnisarten nicht angefahren bzw. übersprungen werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Um die Umrüstzeiten bzw. den Umrüstaufwand bei der Umstellung von einem Behältnistyp auf einen anderen Behältnistyp zu minimieren, ist es in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine Bearbeitungsstation ein Antriebselement mit einer standardisierten Schnittstelle zur Koppelung mit verschiedenen Bearbeitungseinrichtungen für die Bearbeitungsschritte aufweist. Durch die Verwendung von standardisierten Schnittstellen lassen sich somit die unterschiedlichen Bearbeitungseinrichtungen einfach an das Antriebselement koppeln. Die Schnittstelle kann hierbei zum Beispiel als Aufnahme mit einer Rastverbindung für die Bearbeitungseinrichtung ausgebildet sein, über die auch eine elektrische Verbindung zur Bearbeitungseinrichtung, falls erforderlich, erfolgt.
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Darüber hinaus lässt sich der vorrichtungstechnische Aufwand verringern, wenn die verschiedenen Bearbeitungseinrichtungen von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben werden. Somit werden separate Antriebe für die einzelnen Bearbeitungseinrichtungen vermieden.
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Dabei ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Bewegung des Antriebs frei programmierbar ist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, die erforderlichen Bewegungen des Antriebselements einfach an die unterschiedlichen Gegebenheiten bzw. Erfordernisse der Bearbeitungseinrichtungen anzupassen.
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Eine konstruktiv vorteilhafte Ausbildung des Antriebselements sieht vor, dass das Antriebselement wenigstens einen in zwei Achsen bewegbaren Träger aufweist, an dem die Schnittstelle angeordnet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der Träger als Halter für die Bearbeitungseinrichtungen dient und die Bearbeitungseinrichtungen mittels des Trägers in wenigstens zwei Achsen bewegbar sind.
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Um einen automatischen Wechsel der einzelnen Bearbeitungseinrichtungen zu ermöglichen, ist es darüber hinaus in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass ein Werkzeugwechselmagazin vorgesehen ist, das zum Wechseln von Bearbeitungseinrichtungen von dem Träger anfahrbar ist. Dadurch wird ein vollautomatischer Werkzeugwechsel ohne das Erfordernis manueller Eingriffe ermöglicht. Diese Ausbildung ist insbesondere bei derartigen Vorrichtungen vorteilhaft einsetzbar, bei denen das Füllgut unter einer sterilen Atmosphäre abgefüllt und verschlossen werden muss. Somit erübrigen sich zeitaufwändige Eingriffe beispielsweise in ein Sterilgehäuse, was zusätzlich die Gefahr des Eindringens von Keimen oder ähnlichem beinhalten würde.
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Als vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird angesehen, wenn die Bearbeitungsstation zur Bearbeitung von Ampullen und Vials ausgebildet ist und, dass die Bearbeitungseinrichtungen eine Schließ- und -abzieheinrichtung für die Ampullen sowie eine Stopfensetzstation für Vials aufweist.
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Darüber hinaus ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass an der Bearbeitungsstation weitere, je nach Aufgabe spezifische Einrichtungen angeordnet sind, die mit dem Antriebselement zusammenwirken.
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Um die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für relativ komplexe bzw. andersartige Bearbeitungseinrichtungen verwenden zu können, ohne dass dadurch der vorrichtungstechnische Aufwand zu sehr erhöht wird, ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Bearbeitungseinrichtungen eigene Bewegungsgrade aufweisen können und, dass die Bearbeitungseinrichtungen ggf. separate Antriebe für die eigenen Bewegungsgrade haben. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn für einen speziellen Einsatz eine Bearbeitungseinrichtung zusätzlich eine Kippbewegung benötigt. Diese Kippbewegung lässt sich dann mittels eines Antriebs bewirken, der in der Bearbeitungseinrichtung integral angeordnet ist, und der dann über die Schnittstelle angesteuert werden kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese zeigen in:
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1 eine stark vereinfachte Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen,
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2 ein Vial in einer teilweise geschnittenen Längsansicht, welches auf der Vorrichtung gemäß 1 verarbeitet werden kann,
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3 eine noch nicht befüllte Ampulle in Seitenansicht, welche ebenfalls auf der Vorrichtung gemäß 1 verarbeitet werden kann,
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4 ein universell einsetzbares Antriebselement zur Verarbeitung unterschiedlicher Behältnisse ohne Bearbeitungseinrichtung in perspektivischer Ansicht und
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5 und 6 das Antriebselement gemäß der 4 in perspektivischer Ansicht mit unterschiedlichen Bearbeitungseinrichtungen.
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In der 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen, insbesondere von pharmazeutischen Behältnissen, wie Ampullen 1, Vials 5 oder ähnlichen, dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist typischerweise ein Gehäuse 11 auf, welches beispielsweise als Sterilraum ausgebildet sein kann, oder aber eine sonstwie geeignete Trägereinrichtung darstellt. Die Vorrichtung 10 weist beispielhaft vier nebeneinander angeordnete Bearbeitungsstationen 13 bis 16 auf, die entlang einer Fördereinrichtung 18 angeordnet sind, auf denen die Ampullen 1 bzw. Vials 5 in vorzugsweise gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind.
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Als Fördereinrichtung 18 kommen dabei sowohl taktweise fördernde Fördereinrichtungen als auch kontinuierlich arbeitende Fördereinrichtungen oder aber solche Fördereinrichtungen in Frage, welche teilweise einen kontinuierlichen und teilweise einen taktweisen Transport der Ampullen 1 bzw. Vials 5 ermöglichen. Der Typ der Fördereinrichtung 18 hängt dabei insbesondere vom Typ der Bearbeitungsstationen 13 bis 16 ab, da manche Bearbeitungsstationen 13 bis 16 einen taktweisen Transport der Behältnisse erforderlich machen und andere Bearbeitungsstationen 13 bis 16 einen kontinuierlichen Transport.
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Die Bearbeitungsstationen 13 bis 16 weisen jeweils Antriebselemente 20 bis 23 auf, welche mit in der 1 nicht dargestellten Bearbeitungseinrichtungen versehen sind. Die Antriebselemente 20 bis 23 sind dabei entweder, wie dargestellt, mittels jeweils eines separaten Antriebs 24 bis 27, oder mittels eines gemeinsamen (nicht dargestellten) Antriebs, z. B. in Form einer durchgehenden Antriebswelle, angetrieben.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Bearbeitungsstationen 13 bis 16 der Vorrichtung 10 zum Verarbeiten unterschiedlicher Behältnisse und insbesondere von unterschiedlichen Behältnistypen, im dargestellten Ausführungsbeispiel also zum Verarbeiten sowohl von Ampullen 1 als auch von Vials 5, geeignet ist. Hierzu ist beispielhaft die Bearbeitungsstation 14, wie später noch näher erläutert wird, besonders ausgestattet.
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In der 2 ist ein Vial 5 dargestellt, welches mittels der Vorrichtung 10 verarbeitet, das bedeutet befüllt und verschlossen werden kann. Das Vial 5 weist hierbei einen insbesondere aus Glas oder Kunststoff bestehenden, flaschenartigen Behälter 6 auf, der mittels eines Verschlussstopfens 7 verschlossen ist, wobei eine aus Metall bestehende Verschlusskappe 8 auf den Verschlussstopfen 7 aufgesetzt und gegen den Behälterrand 9 umgebördelt ist, um den Verschlussstopfen 7 auf dem Behälter 6 zu sichern.
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In der 3 ist eine Ampulle 1 dargestellt, wie sie ebenfalls mittels der Vorrichtung 10 verarbeitet werden kann. Die aus Glas bestehende Ampulle 1 weist hierbei einen länglichen, zum Befüllen offenen Ampullenkopf 2 auf, wobei der Ampullenkopf 2 über einen eingeschnürten Bereich 3 in einen zylindrischen Grundkörper 4 übergeht.
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Nach dem Befüllen der Ampullen 1 bzw. der Vials 5 müssen diese verschlossen werden. Bei den Vials 5 erfolgt dies durch Eindrücken der Verschlussstopfen 7 und Aufsetzen der Verschlusskappen 8 auf die Behälter 6. Hierzu ist eine Einrichtung erforderlich, welche eine Hub- bzw. Senkbewegung für das Eindrücken der Verschlussstopfen 7 aufweist, sowie eine Drehbewegung, um die seitlich bereitgestellten Verschlussstopfen 7 aufzunehmen und über die Behälter 6 bewegen zu können. Ebenso ist bei dem Verschließen der Ampullen 1 eine Einrichtung erforderlich, die eine Hub- bzw. Senkbewegung und eine Drehbewegung aufweist, um die oben offenen Ampullenköpfe 2 mittels einer Flamme zu verschließen und die Ampullenköpfe 2 abzuziehen, abzutrennen und anschließend abzuwerfen.
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Die diesbezügliche Verschlusstechnik bei Ampullen
1 ist bereits allgemein bekannt, wobei beispielhaft auf die
DE 10 2004 019 544 B3 der Anmelderin verwiesen wird. Zusammenfassend ist daher festzuhalten, dass sowohl das Verschließen der Ampullen
1 als auch das Verschließen der Vials
5 Bearbeitungseinrichtungen erfordern, welche sowohl eine Hub- und Senkbewegung als auch eine Drehbewegung ausführen können. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass beispielhaft die Bearbeitungsstation
14 zum Verschließen sowohl der Ampullen
1 als auch der Vials
5 ausgebildet ist. Hierzu weist die Bearbeitungsstation
14 einen Träger
30 auf, der entsprechend den
4 bis
6 eine heb- und senkbare Welle
31 hat, welche in einer Achse
32 zusätzlich drehbar angeordnet ist. Hierbei erfolgt der Antrieb der Welle
31 über den Antrieb
25, welcher, je nach Anforderung des verarbeitenden Behältnisses, individuell ansteuerbar bzw. individuell programmierbar ist. An der Welle
31 ist entsprechend der
4 ein Basisträger
33 befestigt, welcher zur Aufnahme unterschiedlicher Bearbeitungseinrichtungen
34 und
35 entsprechend den
5 und
6 geeignet ist. Hierbei erfolgt die Befestigung der Bearbeitungseinrichtungen
34 und
35 insbesondere über eine standardisierte, zum Beispiel als Rastverbindung ausgebildete Aufnahme
36 im Basisträger
33. Weiterhin kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Bearbeitungsstation
14 in Wirkverbindung mit einem Werkzeugwechselmagazin
38 (
1) angeordnet ist, in welchem die Bearbeitungseinrichtungen
34 und
35 sowie weitere, nicht dargestellte Bearbeitungseinrichtungen angeordnet sein können. Hierbei kann ein Wechsel zwischen den einzelnen Bearbeitungseinrichtungen
34 und
35 durch eine entsprechende Ansteuerung der Träger
30 vollautomatisch erfolgen.
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Beispielhaft ist in der 5 die Bearbeitungseinrichtung 34 z. B. zum Abziehen der Ampullenköpfe 2 von den Ampullen 1 ausgebildet, während die Bearbeitungseinrichtung 35 zum Setzen von Verschlussstopfen 7 auf die Behälter 6 der Vials 5 vorgesehen ist. Hierzu kann die Bearbeitungseinrichtung 35 zusätzlich ein in einer Achse 39 drehbares Aufnahmewerkzeug 40 aufweisen, das vorzugsweise mittels eines in der Bearbeitungseinrichtung 35 angeordneten, separaten Antriebs betätigbar ist, welcher über eine elektrische, pneumatische oder sonstige Kontaktierung in der Aufnahme 36 (nicht dargestellt) angesteuert wird.
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Damit die Bearbeitungsstation 14 mit ihren Bearbeitungseinrichtungen 34 und 35 sowohl, wie beschrieben, als Ampullenschließ- und -spießabzieheinrichtung (bei der Verarbeitung von Ampullen 1), als auch als Stopfensetzstation (bei der Verarbeitung von Vials 5) dienen kann, ist es erforderlich, dass in der Bearbeitungsstation 14 ggf. noch zusätzliche Einrichtungen 42, 43 (siehe 1) angeordnet sind. Hierbei kann es sich bei der Einrichtung 42 beispielhaft um eine Bevorratungsstation für Verschlussstopfen 7 oder Verschlusskappen 8 handeln, während es sich bei der Einrichtung 43 beispielsweise um einen Spießabzug.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden. So ist es z. B. auch möglich, die Vorrichtung 10 als sogenannten Rundläufer auszubilden, bei der die einzelnen Bearbeitungsstationen 13 bis 16 in einer kreisförmigen Anordnung angeordnet sind. Auch können selbstverständlich zusätzliche Bearbeitungsstationen 13, 14 bzw. 16 zur Bearbeitung und/oder Verarbeitung von unterschiedlichen Behältnissen ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004019544 B3 [0028]
