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Die Erfindung bezieht sich auf eine Be- und/oder Entladevorrichtung für eine Gefriertrocknungsanlage entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Das Verfahren der Gefriertrocknung wird bei thermisch empfindlichen Gütern wie z. B. pharmazeutischen und biochemischen Produkten, Lebensmitteln usw. eingesetzt, wobei das Trocknungsgut zunächst gefroren wird, auskristallisiertes Eis unter Vakuum aus dem Gut sublimiert und an Kondensatoren erneut als Eis abgeschieden wird. Zu diesem Zweck werden der Druck, die Temperatur und weitere Parameter des Trocknungsverlaufs nach Maßgabe einer produktspezifischen Sublimationsdruckkurve gesteuert und überwacht, um reproduzierbare Trocknungsergebnisse zu erzielen. Die für die Sublimation erforderliche Energie wird in der Regel durch Beheizen zugeführt.
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Gefriertrocknungsanlagen sind in vielen Fällen für einen diskontinuierlichen Betrieb ausgelegt und bestehen überwiegend aus einer Trocknungskammer und einer mit dieser über eine schließbare Öffnung in Verbindung stehenden Kondensatorkammer, wobei das Trocknungsgut in einer Vielzahl von Trocknungsgefäßen, Fläschchen, Ampullen oder auch Schalen aufgenommen ist, die zur Durchführung der Trocknung auf eine Stellfläche innerhalb einer Trocknungskammer gesetzt werden. In der Trocknungskammer sind eine Vielzahl derartiger Stellflächen in einem Gestell mit Abstand vertikal verschiebbar übereinander angeordnet. Nachdem bei einem Trocknungsvorgang in Abhängigkeit von der Größe der Gefriertrocknungsanlage eine große Anzahl an jeweils eine bestimmte Menge Trocknungsgut enthaltenden Trocknungsgefäßen in die Trocknungskammer eingebracht und nach Abschluss des Trocknungsvorgangs wieder entnommen werden muss, ist sowohl für das Beladen als auch für das Entladen der Trocknungsgefäße der Einsatz automatisiert arbeitender Vorrichtungen üblich, wobei bei den Anlagen heute bereits bei der Bestellung festgelegt werden muss, ob das Beladen und/oder das Entladen von Hand oder mittels entsprechender automatisiert arbeitender Vorrichtungen erfolgen soll. Eine Nachrüstung einer manuell zu be- und/oder entladenden Gefriertrocknungsanlage auf ein integriertes automatisiertes Verfahren ist heute nicht bzw. nur unter hohem Aufwand möglich.
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In Anbetracht der Temperaturempfindlichkeit des Trocknungsgutes, besonders jedoch aufgrund der Notwendigkeit der Darstellung aseptisch einwandfreier Bedingungen bei allen Anlagenkomponenten, die mit dem Trocknungsgut in Berührung gelangen, muss bei dem Konzept einer Be- und Entladevorrichtung ein besonderes Augenmerk darauf gerichtet werden, wie sich deren Beschaffenheit und Wirkungsweise unter Gesichtspunkten der aseptischen Herstellung darstellt.
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Aus dem Dokument
DE 103 07 571 A1 ist eine Be- und Entladevorrichtung für eine Gefriertrocknungsanlage bekannt, wobei außenseitig vor der Be- und Entladeöffnung einer Trocknungskammer ein zum Beladen bestimmter horizontal verfahrbarer Schieber und ein zum Entladen bestimmter, ebenfalls horizontal in die Kammer hinein verfahrbarer Schlitten vorgesehen sind. Der Schieber wirkt mit einem taktweise betriebenen Förderband zusammen, auf dem die in die Kammer einzubringenden Trocknungsgefäße aufstehen und ist u. a. durch eine sich quer zu der Vorschubrichtung des Beladens erstreckende, zur Anlage an den Trocknungsgefäßen bestimmte Leiste gekennzeichnet, die an beiden seitlichen Enden über jeweils einen Zahnstangenantrieb antreibbar ist. Der Schlitten wird durch ein getrennt von dem Schieber über die Entladeöffnung bis an das dieser gegenüberliegende hintere Ende in die Kammer einfahrbares, hierbei die Stellplatte einschließlich der auf dieser aufstehenden Trocknungsgefäße überfahrendes Gestell gebildet, wobei beiderseits des Schlittens jeweils ein aufwickelfähiges, zur Übertragung von Zug- und Druckkräften geeignetes Gelenksystem vorgesehen ist, welches mit einem Antrieb außerhalb der Kammer in Verbindung steht. Das genannte, die Trocknungsgefäße überfahrende Gestell ist über Rollen auf der zu entladenden, seitliche Stege aufweisenden Stellfläche aufgelagert. Mittels einer von dem Gestell bei Erreichen einer Anlageposition an dem genannten hinteren Ende automatisch absenkbbaren, sich quer erstreckenden Struktur ist eine Mitnahmewirkung auf die auf der Stellfläche aufstehenden Trocknungsgefäße dargestellt, so dass der Entladevorgang durch ein Ansteuern der beiden Gelenksysteme eingeleitet wird.
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Nahezu alle Komponenten dieser bekannten Be- und Entladevorrichtung einschließlich der genannten Antriebe befinden sich außerhalb der Trocknungskammer, so dass sich ein nicht unbeträchtlicher Platzbedarf vor der Trocknungskammer ergibt. Es sind getrennte, mechanisch völlig unterschiedlich gestaltete Systeme zur Besowie zur Entladung vorgesehen, die jeweils konstruktiv verhältnismäßig kompliziert und damit einhergehend verschmutzungsanfällig gestaltet sind, so dass sich dementsprechend deren Reinigung aufwändig gestaltet. Insbesondere die Herstellung eines für die Verwendung in und vor einer Gefriertrocknungsanlage hinreichend aseptischen Zustands wird jedenfalls erschwert. Dies kommt u. a. auch in den genannten Gelenksystemen zum Ausdruck, welche wie der Schlitten in einer Ebene oberhalb der zu entladenden Stellfläche geführt sind, so dass an dieser Stelle ein unvermeidbarer Abrieb entsteht, der auf die Stellfläche fällt. Dies kommt auch in dem mechanischen System zum Ausdruck, welches das automatische Absenken der zur Ausübung einer Mitnahmewirkung auf die auf der Stellfläche aufstehenden Trocknungsgefäße bestimmten Struktur bewirkt. Als nachteilig in aseptischer Hinsicht ist auch zu werten, das die eingesetzten Stellflächen mit seitlichen Stegen versehen sind, wenn man berücksichtigt, dass der Schlitten über im Randbereich der Stellfläche aufliegende Rollen abgestützt ist, welche ebenfalls einen unvermeidbaren Abrieb erzeugen.
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Eine vergleichbare Be- und Entladevorrichtung für eine Gefriertrocknungsanlage ist aus dem Dokument
WO 2005/121 671 A1 bekannt. Hierbei ist zum Beladen der sich in einer Beladeposition vor einem zum Be- und Entladen bestimmten Schlitz in der Gehäusewandung der Trocknungskammer befindlichen Stellplatte ein Schieber vorgesehen, der durch den Schlitz hindurch in die Trocknungskammer ein- bzw. aus dieser ausfahrbar ist. Zum Entladen dient eine entlang seitlicher, sich parallel zu den Berandungen der Stellplatte erstreckender Führungen verfahrbare Förderleiste, die zusätzlich um ihre Längsachse schwenkbar ist, und zwar zwischen einer zum Überfahren der auf der Stellplatte aufstehenden Trocknungsgefäße bestimmten Einfahrposition und einer zum Ausschieben der Trocknungsgefäße bestimmten Ausfahrposition. Der Antrieb der Förderleiste sowohl beim Einfahren in die Trocknungskammer, beim Ausfahren aus der Trocknungskammer als auch beim Schwenken um ihre Längsachse zwischen den genannten Positionen erfolgt über ein mit den Enden der Förderleiste in Verbindung stehendes Zugmittel unter Mitwirkung von außerhalb der Trocknungskammer angeordneten, jeweils mit den Enden der Förderleiste in Verbindung stehenden Antrieben. Die vorstehend bereits dargelegten, die Darstellung und Aufrechterhaltung aseptischer Verhältnisse betreffenden Schwierigkeiten treten hier gleichermaßen auf. Auch ergibt sich für den Schieber ein nicht unbeträchtlich Platzbedarf vor dem genannten Schlitz.
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Eine andere Be- und Entladevorrichtung für eine Gefriertrocknungsanlage ist aus dem Dokument
DE 60 2004 003 692 T2 bekannt, die durch in eine Kammer hinein beiderseits einer Abstellfläche verlaufende Führungen gekennzeichnet ist, auf denen jeweils ein Schlitten angeordnet ist, wobei beide Schlitten über eine Stange in Verbindung stehen, die unter Zwischenanordnung von Schwenkhebeln um eine senkrecht zu den Führungen verlaufende Achse zwischen einer unteren eine Anschlagfunktion während des Einschiebens der Abstellfläche aufstehenden Gefäße erfüllenden Stellung und einer oberen, ein Überfahren der Gefäße ermöglichenden und eine Ausstoßfunktion erfüllenden Stellung schwenkbar angeordnet ist. Die die Schlitten verbindende Stange ist in ihrer unteren Stellung über auf der Abstellfläche abrollende Räder gestützt. Vor einer Eingangsöffnung außerhalb der Kammer befindet sich ein balkenförmiger Schiebermechanismus, der zum Einschieben der Gefäße in die Kammer eingerichtet ist. Zum Antrieb der Schlitten einschließlich des Schwenkmechanismus der genannten Stange dienen Bandantriebe. Schwierigkeiten, die mit der Darstellung aseptischer Verhältnisse zusammenhängen, ergeben sich auch bei dieser Vorrichtung aufgrund der Abstützung der genannten Stange sowie der konstruktiven Ausbildung und Anordnung der innerhalb der Kammer verfahrbar angeordneten Baugruppen. Neben einem unvermeidbaren Abrieb ergibt sich das Risiko eines Eintrags von Verunreinigungen aus der Umgebung sowie die eine Reinigung erschwerenden strukturell komplizierten Verhältnisse auch dieser Be- und Entladevorrichtung.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs vorgestellten Art dahingehend auszugestalten, dass neben einem mechanisch einfachen Aufbau, welcher auch an erfindungsgemäß vorbereiteten Kammern ohne großen Aufwand nachrüstbar ist, insbesondere Gesichtspunkte der Aseptik Beachtung gefunden haben, so dass sich Wartungs- und Reinigungsarbeiten einfach durchführen lassen. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
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Die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung, nämlich ein Schlitten und zwei stellflächenunabhängige Führungen, auf denen der Schlitten aufgelagert ist, befinden sich innerhalb der Trocknungskammer, wobei die Führungen beiderseits einer Bewegungsrichtung, in der ein Beladen oder ein Entladen stattfindet, feste Leitkanten bilden und wobei der Schlitten eine sich quer zu dieser Bewegungsrichtung erstreckende bewegliche Leitkante bildet. Der Schlitten ist nach Maßgabe eines Beladens oder eines Entladens stets auf eine entsprechende Seite der Trocknungsgefäße verfahrbar, um eine Vorschubwirkung auszuüben. Von besonderem Vorteil ist, dass die Führungen sowohl eine Leitfunktion auf die zu bewegenden Trocknungsgefäße ausüben als auch zur Auflagerung des Schlittens dienen. Diese vorzugsweise gekapselt und glattwandig ausgebildeten Komponenten sind einfach zu reinigen und sollten insbesondere einer Dampfsterilisation, aber auch anderen Sterilisationsverfahren zugänglich sein. Der Schlitten steht in jedem Fall mit einem Antrieb in Verbindung.
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Der dem/den Schlitten zugeordnete Antrieb ist als Linearmotor ausgebildet, mit dessen wenigstens einem Primärteil ein Schlitten in Verbindung steht. Ein solcher Antrieb ist an die eingangs dargestellten Betriebsbedingungen einer Gefriertrocknungsanlage am besten angepasst, da er auch unter extremen Bedingungen reibungs-, wartungs- und störungsfrei arbeitet und sich nahezu kein Abrieb ergibt. Vorzugsweise sind zwei Primärteile an den seitlichen Enden des Schlittens angeordnet, wobei die jeweiligen Sekundärteile, nämlich eine Folge von Permanentmagneten wechselnder Polarität in die Führungen baulich integriert sind.
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Auch sind die beiden Komponenten Primärteil und Sekundärteil als aussenseitig völlig glattwandige Bauteile herstellbar, deren elektromagnetische Funktionselemente hermetisch gekapselt angeordnet sind, so dass eine besonders einfache Reinigung, insbesondere Sterilisation möglich ist.
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Die steuerungstechnischen Verbindung des Primärteils/der Primärteile des dem Schlitten zugeordneten Linearantriebs mit einer externen, sich außerhalb der Trocknungskammer befindlichen Steuerung kann im einfachsten Fall durch eine Leitungsgruppe erfolgen, die mit dem Schlitten in Verbindung steht, dessen Bewegungen folgt und über eine vakuumdichte Wanddurchführung in den Außenraum geführt ist. Vorteilhafter aufgrund einer Einsparung an Leitungen, jedoch auch mit Hinblick auf Verschmutzungen ist demgegenüber eine Mehrfachbenutzung einer Leitung in dem Sinne, dass diese gleichzeitig zur Energieübertragung sowie zur Datenübertragung genutzt wird.
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Sowohl der Schlitten als auch die Führungen erstrecken sich in einer Ebene geringfügig oberhalb der Ebene, in der sich die Stellfläche in der Belade- oder Entladeposition befindet. Der Schlitten und die Führungen bilden in jedem Fall Leitkanten, die sich senkrecht zu der Stellfläche erstrecken und großflächige glatte Anlagen für die Trocknungsgefäße bilden.
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Die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 sind auf eine weitere Ausgestaltung der Führungen gerichtet. Diese sind kein Bestandteil der sich in der Ent- oder Beladeposition befindlichen Stellfläche und es ist deren Stellung relativ zueinander, somit quer zu der genannten Bewegungsrichtung einstellbar. Sie sind ferner in ihrer Längsrichtung, welche parallel zu der genannten Bewegungsrichtung verläuft, entweder zur Gänze verschiebbar oder es sind die Führungen jeweils segmentiert ausgebildet, wobei zumindest einzelne Segmente verschiebbar ausgebildet sind. Der Sinn der Verschiebbarkeit besteht u. a darin, eine Bewegung des Schlittens über eine Be- oder Entladeöffnung hinaus darstellen zu können, so dass der Schlitten während eines Entladens ein Verschieben der Trocknungsgefäße aus der Trocknungskammer hinaus und auf einen hier bereitstehenden Entladetisch oder während eines Beladens in eine Position hinter den Trocknungsgefäßen verfahrbar ist, so dass die Ausübung einer Vorschubfunktion in Richtung auf die Trocknungskammer hin darstellbar ist. Der Sinn der Segmentbildung besteht ferner dann, außerhalb eines Belade- oder eines Entladevorgangs Lücken im Bereich der Führungen darzustellen, so dass während eines Trocknungsvorgangs keine Kollisionen mit Teilen des die Stellflächen in der Trocknungskammer aufnehmenden Gestells gegeben sind.
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Die Führungen können entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 6 auch zur Auflagerung von zwei Schlitten eingerichtet sein. In diesem Fall kann ein Entladen sowie ein Beladen mit der Maßgabe durchgeführt werden, dass über den einen Schlitten, der sich in der jeweiligen Vorschubrichtung gesehen hinter den Trocknungsgefäßen befindet, eine Vorschubfunktion ausgeübt wird, wohingegen über den anderen Schlitten eine Gegenhaltefunktion ausgeübt wird. Auf diese Weise ist die Aufstandstabilität der Trocknungsgefäße bei kurzen Taktzeiten verbessert.
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Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8 umfasst die Be- und Entladevorrichtung ein außerhalb der Trocknungskammer angeordnetes, vertikal und gegebenenfalls horizontal bewegliches Brückenteil, das das Bindeglied zu nachgeordneten Fördereinrichtungen bildet. Dieses Brückenteil ist zum Zusammenwirken mit der sich in der Entladeposition befindlichen Stellfläche bestimmt und es sind die Führungen bzw. Segmente derselben mit der Maßgabe in Längsrichtung verschiebbar, dass über den Schlitten eine Vorschubwirkung bis auf das Brückenteil darstellbar ist.
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Das Brückenteil ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 9 auch zum Beladen nutzbar.
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Die Merkmale der Ansprüche 10 und 11 sind auf die Ausgestaltung eines zum Beladen bestimmten Brückenteiles gerichtet, welches im wesentlichen dem zum Entladen bestimmten Brückenteil entspricht, dass heißt vertikal und gegebenenfalls horizontal verfahrbar angeordnet ist und sich in einer Beladestellung in einer gemeinsamen Ebene mit der zu beladenden Stellfläche, an diese unmittelbar angrenzend erstreckt. Wesentlich ist, dass auch in diesem Fall die Führungen bzw. Segmente derselben mit der Maßgabe verfahrbar sind, dass der Schlitten vorab in eine solche Position hinter den auf dem Brückenteil aufstehenden Trocknungsgefäßen verfahrbar ist, dass auf diese eine Vorschubfunktion in Richtung auf die Stellfläche hin ausübbar ist. Die Führungen oder auch Segmente derselben können durch außerhalb der Trocknungskammer angeordnete Segmente fortgeführt sein, um eine dementsprechende Verfahrbarkeit der Schlitten bereit zu stellen.
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Die Maßnahmen des Anspruchs 12 dienen in gleicher Weise wie die Maßnahmen des Anspruchs 5 der Verbesserung der Verschiebbarkeit der Trocknungsgefäße insbesondere auf großen, eine Vielzahl an Trocknungsgefäßen aufnehmenden Stellflächen. Insbesondere kann auf diese Weise dem Umstand Rechnung getragen werden, dass die Trocknungsgefäße nicht geordnet hintereinander, sondern unter Belassung von Lücken aufgestellt sind, welches bei einem Verschieben ansonsten die Gefahr eines Verkeilens und eines Umstürzens mit sich bringt.
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Die Maßnahmen der Ansprüche 13 und 14 sind auf eine Verbesserung der Genauigkeit der Positionierung einer Stellfläche beispielsweise in der Belade- oder Entladeposition gerichtet. Im Regelfall ist eine exakte Positionierung lediglich unter Verwendung des genannten, hydraulisch zu betätigenden Plattengestells nur eingeschränkt erreichbar.
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Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Verwendung des genannten Systems der Auflagen, insbesondere der Darstellung einer von dem Plattengestell unabhängigen Höhenposition einer Stellfläche ergibt, besteht darin, dass beispielsweise in der Entladestation der vertikale Abstand zwischen den Stellflächen an die Höhe der Trocknungsgefäße angepasst werden kann. Die Trocknungsgefäße werden bekanntlich unter Vakuum mittels Gummistopfen verschlossen, über welche diese nach erfolgtem Einführen der Stopfen an den sich jeweils über ihnen befindlichen Stellflächen haften können, ein Umstand, der ein geordnetes Ausbringen aus der Trocknungskammer zumindest behindert. Erfindungsgemäß ist demgegenüber ein geringer Abstand zwischen den Gummistopfen und der sich oberhalb dieser befindlichen Stellfläche einstellbar und damit ein von einem Anhaften der Gummistopfen ungestörtes Ausbringen aus der Trocknungskammer.
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Einführen der Stopfen an den sich jeweils über ihnen befindlichen Stellflächen haften können, ein Umstand, der ein geordnetes Ausbringen aus der Trocknungskammer zumindest behindert. Erfindungsgemäß ist demgegenüber ein geringer Abstand zwischen den Gummistopfen und der sich oberhalb dieser befindlichen Stellfläche einstellbar und damit ein von einem Anhaften der Gummistopfen ungestörtes Ausbringen aus der Trocknungskammer.
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Man erkennt anhand der vorstehenden Ausführungen, dass sich die aus wenigen, aseptisch einfach handhabbaren Komponenten zusammengesetzte Be- und/oder Entladevorrichtung besonders auch zur stufenweisen Nachrüstung bestehender Gefriertrocknungsanlagen eignet. Dies wird dadurch begünstigt, dass deren Komponenten mit den Stellflächen nicht in Berührung gelangen.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine Trocknungskammer einer Gefriertrocknungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Entladevorrichtung in einem Vertikalschnitt;
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2 die Trocknungskammer gemäß 1 in einem Horizontalschnitt entsprechend einer Schnittebene II-II;
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3 die Trocknungskammer gemäß 1 in perspektivischer Darstellung zu Beginn eines Entladungsvorgangs;
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4, 5 jeweils aufeinander folgende Phasen der Entladevorrichtung zu Beginn eines Entladungsvorgangs in perspektivischer Darstellung;
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6 eine Darstellung einer Variante einer erfindungsgemäßen Entladevorrichtung;
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7, 8 jeweils aufeinanderfolgende Phasen der Entladevorrichtung gemäß 6 während eines Entladungsvorgangs in der Draufsicht.
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1 zeigt in einer Schnittdarstellung die Trocknungskammer 1 einer Gefriertrocknungsanlage, in deren Vorderseite 2 sich eine zeichnerisch nicht dargestellte, verschließbare Öffnung zum Beladen mit bzw. zum Entladen von Trocknungsgefäßen 5 befindet. Die Trocknungskammer 1 steht in an sich bekannter Weise mit einer Kondensatorkammer in Verbindung, worauf an dieser Stelle jedoch nicht näher eingegangen werden soll.
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Innerhalb der Trocknungskammer 1 befindet sich eine Anordnung von Stellflächen 3, die in einem Gestell 4 in an sich bekannter Weise vertikal bewegbar gehalten sind. Diese Stellflächen 3 dienen dem Aufstellen von jeweils eine Trocknungssubstanz enthaltenden Trocknungsgefäßen 5, welche der Trocknungskammer 1 nach Abschluss des Trocknungsvorgangs zu entnehmen sind. Mit 6 ist eine Höhenposition, hier der Stellfläche 3' bezeichnet, welche der Entladestellung dieser Stellfläche entspricht. Wesentlich ist, dass die vertikale Verstellbarkeit aller Stellflächen 3 des Gestells 4 dahingehend eingerichtet ist, dass jede Stellfläche 3 in die der Entladestellung entsprechende Höhenposition 6 bewegbar ist.
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Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Entladevorrichtung wird im Folgenden zunächst ergänzend auf die 2 Bezug genommen, in der Funktionselemente, die mit denjenigen der 1 übereinstimmen, entsprechend bezeichnet sind.
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Beiderseits der gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel in etwa rechteckigen Stellfläche 3' erstrecken sich geradlinige leistenartige Führungen 7, welche aus mehreren, voneinander beabstandeten Segmenten zusammengesetzt sind. Diese Segmente sind in Längsrichtung mit der Maßgabe verschiebbar zueinander angeordnet, dass sie in eine stirnseitige Anlage zueinander bringbar sind, hierbei eine durchgängige Führung bildend. Diese Segmente können andererseits in solche stirnseitig voneinander beabstandete Positionen verfahren werden, dass Strukturelemente des Gestells 4, welche sich in unmittelbarer Nähe zu der seitlichen Berandung der Stellfläche 3' erstrecken, durch diese Führungen 7 nicht behindert werden. Diese Führungen 7 befinden sich auf einem Höhenniveau parallel zu demjenigen der Stellfläche 3' und geringfügig oberhalb desselben. Sie bilden seitliche Leitkanten für die in Richtung auf die Vorderseite 2 hin während einer Entladung zu verschiebenden Trocknungsgefäße 5.
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Die Führungen 7 können ferner parallel zu der Ebene der Stellfläche 3' und quer zu ihrer Längsrichtung derart verschiebbar sein, so dass eine Anpassbarkeit an unterschiedliche Abmessungen der Trocknungsgefäße 5 gegeben ist. Diese sollten während eines Entladezyklus stets an den seitlichen Führungen 7 anliegen, so dass der seitliche Abstand der Führungen 7 stets nach Maßgabe eines geradzahligen Vielfachen beispielsweise des Durchmessers eines Trocknungsgefäßes 5 eingerichtet ist und ein Umfallen, ein Klemmen oder Verkeilen zuverlässig unterbunden ist. Das Verschieben der Führungen 7 in Längs- und Querrichtung sowie parallel zu den Stellflächen erfolgt über Antriebe 16, 17, die außerhalb der Trocknungskammer angeordnet und innerhalb der Trocknungskammer jeweils in Bewegungsrichtung über Edelstahlbälge abgedichtet sind.
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Mit 8 ist ein Schlitten bezeichnet, der sich leistenartig senkrecht zu der Führung 7 erstreckt und der in 2 in seiner hintersten, der Parkposition gezeigt ist. Der Schlitten 8 erstreckt sich über die gesamte Breite der Stellfläche 3' und bildet während eines Entladevorgangs eine sich in Richtung auf die Vorderseite 2 hin bewegliche, zur Anlage an den auf der Stellfläche 3' aufstehenden Trocknungsgefäßen 5 bestimmte Leitkante. Er steht dementsprechend mit einem im Folgenden zu beschreibenden Antrieb in Wirkverbindung. Der Schlitten ist so gestaltet, dass unterschiedliche Abstände der Führungen 7 ausgeglichen werden können.
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Dieser Antrieb ist als Linearantrieb ausgebildet und besteht aus zwei Linearmotoren, deren jeder aus einem mit 9 bezeichneten, unmittelbar seitlich den Schlitten 8 tragenden, langgestreckten Primärteil besteht, welches auf den jeweils eine Anordnung von Permanentmagneten von in Längsrichtung wechselnder Polarität enthaltenden, ein Sekundärteil bildenden jeweiligen Führung 7 gleitfähig aufgelagert ist. In der Parkstellung können die Primärteile 9 teilweise in Rohrstutzen 10 der Wandung der Trocknungskammer 1 aufgenommen sein, die ansonsten als Schaugläser ausgebildet sein können. Entsprechend der Verteilung der Permanentmagnete in Längsrichtung der Führungen 7 ist die Längenbemessung der Segmente nach Maßgabe der Unterbringung der magnetisch senkrecht zu der Bewegungsrichtung 8' des Schlittens 8 positionierten Permanentmagnete eingerichtet.
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Die Energieversorgung der beiden Linearmotoren kann z. B. über eine, in einem flexiblen, vakuumdichten Edelstahlwellschlauch 15 aufgenommene Leitung bewirkt werden, die über den Schlitten 8 mit den beiden Primärteilen 9 in Verbindung steht und die über eine vakuumdichte, den genannten Schlauch aufnehmende Wandungsdurchführung der Trocknungskammer 1 an eine externe Steuerung angeschlossen ist. Über diese Leitung oder auch Leitungsgruppe können gleichzeitig Steuersignale sowie die Lage des Schlittens beschreibende Signale übertragen werden. In Abwandlung dieser Anschlussausführungen kann ein Austausch von Mess-, Steuer- und Positionssignalen mit der externen Steuerung auch über Funkstrecken eingerichtet sein.
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Zeichnerisch nicht dargestellt sind mehrere Halterungen, die sich voneinander beabstandet unterhalb der Stellfläche 3' in deren seitlichen Randbereichen erstrecken und mit den Antrieben 16 in Wirkverbindung stehen. Mittels der Antriebe 16 sind die Halterungen zwischen einer die ihnen zugekehrte Seite der Stellfläche 3' untergreifenden ersten Stellung und einer zweiten Stellung verfahrbar, in der ein Untergreifen nicht gegeben ist. Die Halterungen können hierbei zusammen mit den Führungen 7 bewegt werden. Wird somit die Stellfläche 3' mittels des Gestells 4 geringfügig nach unten verfahren, wobei gleichzeitig die einander beispielsweise quer zu der Förderrichtung 8' gegenüberliegenden Halterungen sich in einer solchen Stellung befinden, in der ein Untergreifen der einen Seite der Stellfläche 3' gegeben ist, wird die jeweils andere Seite der Stellfläche 3', an der ein Untergreifen nicht gegeben ist, zusammen mit Strukturelementen des Gestells 4 weiter abgesenkt, so dass es im Ergebnis zu einer Schräglage der Stellfläche 3' von beispielsweise 2° bis 3° kommt, die für Reinigungszwecke zweckmäßig sein kann.
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Im Folgenden wird unter ergänzender Bezugnahme auf die 3 bis 5, in denen wiederum gleiche Funktionselemente übereinstimmend bezeichnet sind, die Wirkungsweise der Vorrichtung anhand eines Entladevorgangs erläutert werden.
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Mit 12 ist ein Brückenteil bezeichnet, das mit geringem Abstand vor der Vorderseite 2 der Trocknungskammer 1 vertikal in Richtung der Pfeile 13 und/oder horizontal in Richtung der Pfeile 13' verfahrbar angeordnet ist. Das Brückenteil 12 wirkt mit weiteren, hier nicht dargestellten Fördereinrichtungen zum Abtransport entladener Trocknungsgefäße 5 zusammen und befindet sich in 3 in seiner Ruhestellung. Der Schlitten 8 befindet sich in seiner Parkstellung bzw. hinsichtlich der Vorderseite 2 in seiner hintersten Position. Auf die Darstellung einer in der vorderseitigen Wandung der Trocknungskammer 1 vorhandenen schließbaren Öffnung ist aus Gründen der zeichnerischen Einfachheit verzichtet worden.
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In der Darstellung gemäß 4 ist das Brückenteil 12 in eine solche Position verfahren worden, in der sich die Stellfläche 3' in ihrer Entladestellung befindet, wobei das Brückenteil 12 unmittelbar an der zugekehrten Berandung 3'' der Stellplatte 3' anliegt, welches im Regelfall, nämlich beim vertikalen Verfahren der Stellflächen 3 in Richtung der Pfeile 13 eine geringfügige horizontale Verschiebung in Richtung der Pfeile 13' auf die Stellfläche 3' hin erfordert.
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Anschließend wird der Schlitten 8 durch Ansteuerung der beiden Linearmotoren in Richtung auf die Vorderseite 2 hin bewegt, so dass schließlich, wie in 5 gezeigt, die Trocknungsgefäße 5 auf der Stellfläche 3' über deren vorderseitige Berandung 3'' hinaus auf das Brückenteil 12 verschoben werden können.
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Das Brückenteil 12 wird anschließend in seine in 3 gezeigte Ruhestellung zurückgeführt.
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Eine wesentliche Voraussetzung für die vorstehend dargestellte Wirkungsweise ist, dass die beiseitigen Führungen 7 derart bemessen sind, dass der Schlitten 8, wie in 5 gezeigt, bis in eine Stellung auf dem Brückenteil 12 verfahrbar ist. Dies kann durch eine, in dieser Richtung verschiebbare Ausbildung der Führung 7 oder zumindest von Segmenten der Führung 7 erreicht werden. Dies kann auch durch eine in dieser Richtung teleskopierbare Ausgestaltung zumindest von Segmenten der Führung 7 erreicht werden.
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Alternativ hierzu kann auch das Brückenteil 12 auch mit Führungen ausgerüstet sein, die die Wirkung der Führungen 7 ergänzen und Bestandteil der nachgeführten Fördereinrichtungen sein können.
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Wie insbesondere 5 erkennen läßt, besteht das Primärteil eines jeden der beiden Linearmotoren aus einer Hohlstruktur, welche die entsprechend gestaltete Führung 7 außenseitig umgreift und auf diese Weise eine Führungsfunktion vermittelt. In diese Hohlstruktur einbezogen sind die elektromagnetisch aktiven Teile des Primärteils, welche den magnetisch aktiven Teilen des Sekundärteils der Führung 7 unmittelbar gegenüberliegen, und zwar derart, dass eine Vorschubfunktion dargestellt ist.
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Die Antriebe 16 und 17 sind u. a. auch dazu bestimmt, die Führungen 7 während des Ein- und Ausbringens von Trocknungsgefäßen 5 in eine Rüttelbewegung zu versetzen. Diese Maßnahme dient der Verbesserung der Verschiebbarkeit der Trocknungsgefäße, insbesondere auf großen Stellflächen, indem die Aufstandsicherheit auf der Stellfläche während eines Verschiebevorgangs erhöht wird.
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Die genannten, jeweils Randbereichen der Stellfläche 3' zugeordneten, mit den Antrieben 16 in Verbindung stehenden Halterungen können sämtlich in eine die Stellfläche 3' untergreifende Stellung verfahren werden, so dass die Stellfläche 3' in einer definierten Höhe gehalten wird. Diese Bewegungen der Halterungen können somit mit den Führungen 7 erfolgen. Dies ist von besonderem Vorteil, da auf diesem Wege eine genaue Einstellung des vertikalen Abstands zwischen dieser zu entladenden Stellfläche und der sich unmittelbar oberhalb dieser befindlichen Stellfläche ermöglicht. Eine Berücksichtigung unterschiedlicher Größen der aufstehenden Trocknungsgefäße wird auf diesem Wege erleichtert.
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Sobald ein Abtransport der Trocknungsgefäße 5 von der Stellfläche 3' über den Entladetisch 12 abgeschlossen ist, kann eine andere mit zu entladenden Trocknungsgefäßen 5 bestückte Stellfläche 3 in die Entladestellung verschoben werden, woraufhin sich der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt.
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Die wesentlichen Komponenten einer solchen Entladevorrichtung, insbesondere der Schlitten 8 können zwecks Reinigung und/oder Sterilisation, ggf. nach Trennung von der elektrischen Versorgung, in einfachster Weise der Trocknungskammer 1 entnommen und erneut in diese wieder eingesetzt werden.
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Auch sind diese Komponenten vollständig innerhalb der Trocknungskammer 1 untergebracht, und zwar derart, dass – von einem Entladevorgang abgesehen – kein Eingriff in den Raum oberhalb und/oder unterhalb der Stellflächen 3 gegeben ist.
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Für die Stellflächen 3 werden keine seitlichen, mit diesen in fester Verbindung stehenden Führungsleisten benötigt. Denn die Ausübung einer seitlichen Führungswirkung ist nur während eines Entladevorgangs oder auch eines Beladevorgangs erforderlich. Dies wird jedoch durch die beiden seitlichen, gleichzeitig den Schlitten 8 über die Primärteile 9 aufnehmenden Führungen 7 erreicht. Dies bedeutet, dass völlig glatte, unter Gesichtspunkten der Aseptik einfach handhabbare Stellflächen 3 einsetzbar sind.
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Vorstehend beschrieben wunde das Konzept einer Entladevorichtung bestehend aus einem parallel zu den seitlichen Berandungen einer sich in der Entladestellung befindlichen Stellfläche 3' beweglichen Schlitten 8, der auf seitlichen Führungen 7 aufgelagert ist, die gleichzeitig eine Führungsfunktion auf die Trocknungsgefäße 5 während deren Überschiebens auf ein Brückenteil 12 ausüben.
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In einer im wesentlichen völlig vergleichbaren Weise, das heißt unter Benutzung dieser Komponenten ist auch ein Beladevorgang darstellbar. Hierbei sind unterschiedliche Konzepte möglich, eine Gruppe von auf einem Brückenteil aufstehenden Trocknungsgefäßen in den Einwirkungsbereich eines diese Gruppe schiebenden, auf seitlichen Führungen aufgelagerten Schlittens zu bringen, welche Führungen gleichzeitig eine seitliche Führungsfunktion auf die Gruppe ausüben.
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Insbesondere zur Stabilisierung der Aufstandposition der Trocknungsgefäße können diese während des Überschiebens auf die Stellplatte der Trocknungskammer zwischen zwei auf den seitlichen Führungen aufliegenden Schlitten angeordnet sein, wobei der in Vorschubrichtung erste Schlitten eine Gegenhaltefunktion ausübt. Umgekehrt ist eine solche Gegenhaltefunktion durch einen zweiten Schlitten auch während eines Entladevorgangs darstellbar, so dass ohne die Gefahr eines Umkippens der Trocknungsgefäße ein automatisierter Be- und Entladebetrieb der Gefriertrocknungsanlage nach Maßgabe kurzer Taktzeiten darstellbar ist.
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Ein Wesensmerkmal der vorstehend beschriebenen Gefriertrocknungsanlage besteht darin, dass sowohl Be- als auch Entladevorgänge über deren Vorderseite 2 abgewickelt werden, so dass ein Be- und ein Entladen der Trocknungsgefäße in entgegengesetzten Verschieberichtungen erfolgt. Ein ”Durchleitbetrieb”, bei welchem ein Be- und Entladen in gleichen Verschieberichtungen über einander gegenüberliegende Türen in der Wandung der Trocknungskammer 1 erfolgt, ist jedoch gleichermaßen darstellbar.
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Man erkennt, dass das vorgestellte Konzept einer automatisierten Be- und/oder Entladevorrichtung von seiner mechanischen Wirkungsweise her einfach und übersichtlich angelegt ist, wartungsfreundlich ist, und keine Kollision mit dem sonstigen Betrieb einer Gefriertrocknungsanlage mit sich bringt.
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Bei dem in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Trocknungsgefäße 5 unmittelbar auf den Stellflächen 3, 3' aufgelagert.
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Die 6 bis 8, in denen wiederum gleiche Funktionselemente in gleicher Weise beziffert sind, wobei auf eine Darstellung von Antrieben verzichtet worden ist, da diese zumindest für eine Verschiebung der Führungen in deren Längsrichtung nicht erforderlich sind. Die Trocknungsgefäße 5 stehen gruppenweise in rechteckigen Schalen 14 auf den Stellflächen 3, 3' auf, wobei diese Schalen 14 sowohl während des Beladens als während eines Entladens eine einheitliche Handhabung jeweils einer Gruppe von Trocknungsgefäßen 5 ermöglichen. Anstelle der Schalen 14 können auch beispielsweise rechteckige Rahmen benutzt werden.
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Bei dieser Variante ist ein Verschieben der Segmente der Führung 7 nicht erforderlich, so dass sie fest mit der Trocknungskammer in Verbindung stehen. Der Schlitten mit den Primärteilen ist dabei in der Lage, Lücken zwischen diesen Segmenten zu überfahren.
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7 zeigt den Beginn eines Entladevorganges, wobei eine mit einer Längsseite an der Leitkante des Schlittens 8 anliegende Schale 14, es kann sich auch um einen Rahmen handeln, welche/welcher durch Ansteuerung des Schlittens in dessen Bewegungsrichtung 8' auf die Vorderseite 2 der Trocknungskammer hin verschoben wird. Ein Brückenteil 12 wird in Richtung der Pfeile 13' auf die Vorderseite 2 der Trocknungskammer 1 hin bis in die in den 6 und 8 gezeigte, durch ein Anliegen des Brückenteils 12 an der Berandung 3'' der Stellfläche 3' gekennzeichnete Stellung verfahren, aus der die Schale 14 bzw. der Rahmen von der Stellfläche 3' auf das Brückenteil 12 bewegt werden kann.
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Während der gesamten Bewegung ist die Schale 14 seitlich durch die Führungen 7 sowie senkrecht zu diesen in Richtung auf das Brückteil 12 hin durch den Schlitten 8 geführt. Die Führungen 7 bilden hierbei jeweils feste und der Schlitten 8 eine bewegliche Leitkante.
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Die in den 6 bis 8 dargestellte Variante einer Be- und Entladevorrichtung entspricht im Übrigen der in den 1 bis 5 bereits beschriebenen Ausführungsform, so dass insoweit auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.
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Das erfindungsgemäße Konzept einer solchen Vorrichtung ist in besonderer Weise geeignet, ein modulares Nachrüsten bestehender Vorrichtungen in Richtung auf einen automatisierten Be- und Entladevorgang zu ermöglichen, indem nacheinander stellflächenunabhängige seitliche Leitkanten bildende Führungen eingebaut werden, die seitlich mit Hinblick auf eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser der Trocknungsgefäße verschiebbar sind, die als Auflage eines Schlittens dienen usw.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trocknungskammer
- 2
- Vorderseite
- 3
- Stellfläche
- 3'
- Stellfläche
- 3''
- Berandung
- 4
- Gestell
- 5
- Trocknungsgefäß
- 6
- Entladeposition
- 7
- Führung
- 8
- Schlitten
- 8'
- Bewegungsrichtung
- 9
- Primärteil
- 10
- Rohrstutzen
- 12
- Brückenteil
- 13
- Bewegungsrichtung
- 13'
- Bewegungsrichtung
- 14
- Schale/Rahmen
- 15
- Edelstahlwellschlauch
- 16
- Antrieb
- 17
- Antrieb
