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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Vakuumsauger zum Halten pharmazeutischer Behältnisse. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die mehrere erfindungsgemäße Vakuumsauger aufweist.
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Im Bereich von pharmazeutischen Abfüllanlagen, die dazu ausgebildet sind, beispielsweise Spritzenkörper mit einem Pharmazeutikum zu befüllen, ist es an verschiedenen Stationen erforderlich, beispielsweise einzelne pharmazeutische Behältnisse aus einem Produktionsprozess zu entnehmen. Dies kann beispielsweise bei der Entnahme von (befüllten) pharmazeutischen Behältnissen zur stichprobenartigen Kontrolle des Füllgewichts nötig sein. Dabei wird ein Behältnis aus einer Aufnahme einer Fördereinrichtung entnommen, und nach dem Wiegen wieder in die Aufnahme eingesetzt. Darüber hinaus gibt es bei derartigen pharmazeutischen Anlagen eine Reihe weiterer Verwendungen für derartige Vakuumsauger. Üblicherweise weisen derartige Vakuumsauger eine Saugöffnung auf, die in Wirkverbindung mit dem pharmazeutischen Behältnis gebracht werden kann, so dass das pharmazeutische Behältnis durch die Wirkung des Unterdrucks an dem Vakuumsauger gehalten wird und mit diesem zusammen bewegt werden kann. Das in Anlagekontakt bringen des Vakuumsaugers sowie beispielsweise die Entnahme des Behältnisses aus einer Aufnahme einer Fördereinrichtung erfolgt dabei üblicherweise dadurch, dass der Vakuumsauger zusätzlich, üblicherweise elektromotorisch, bewegbar ist. Die bekannten Vakuumsauger benötigen daher einen zusätzlichen, von der Vakuumquelle unabhängigen Antrieb, so dass insbesondere beim Ausbilden von Mehrfachgreifern, die eine Vielzahl von derartigen Vakuumsaugern aufweisen, der vorrichtungstechnische Aufwand für einzel bewegbare Vakuumsauger relativ hoch ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumsauger für pharmazeutische Behältnisse derart auszubilden, dass dieser mit relativ geringem vorrichtungstechnischem Aufwand sowohl zum Halten der pharmazeutischen Behältnisse geeignet ist, als auch ohne zusätzliche, insbesondere elektromotorische Antriebe allein durch die vorhandene Unterdruckquelle dazu geeignet ist, einen Verfahrweg auszuführen, bei dem der Vakuumsauger in Anlagekontakt mit dem Behältnis gebracht werden und so anschließend das Behältnis durch den Vakuumsauger bewegt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Vakuumsauger für pharmazeutische Behältnisse mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 im Wesentlichen dadurch gelöst, dass eine in einem Kolbenelement ausgebildete erste Saugbohrung, deren in Wirkverbindung mit dem Behältnis angeordnete Saugöffnung mit einem Unterdruckraum verbunden ist, über eine zweite Saugbohrung, die ebenfalls in dem Unterdruckraum mündet, mit einer ersten Unterdruckquelle verbunden ist. In den Unterdruckraum taucht wiederum ein mit dem Kolbenelement des Vakuumsaugers verbundenes Abdichtelement ein, wobei der Durchmesser der ersten Saugbohrung zumindest bereichsweise geringer ist als der Durchmesser der zweiten Saugbohrung, und wobei Rückstellmittel vorgesehen sind, die das Kolbenelement in eine Endstellung des Kolbenelements kraftbeaufschlagen. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die (erste) Vakuumquelle dazu ausgebildet ist, durch unterschiedliche Durchmesser zweier Saugbohrungen einerseits das Behältnis an der Saugöffnung des Vakuumsaugers festzuhalten bzw. zu positionieren und andererseits eine Bewegung der Saugöffnung in Richtung zum Behältnis auszuführen, wobei durch Rückstellmittel eine Bewegung des Kolbenelements mit dem Behältnis in eine entgegengesetzte Richtung ermöglicht wird. Die Unterdruckquelle hat somit im Gegensatz zum Stand der Technik eine Doppelaufgabe, das Halten des Behältnisses einerseits und die Bewegung des Vakuumsaugers relativ zum Behältnis andererseits. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei Verzicht auf die Rückstellmittel bzw. bei deren Nichtbetätigung auf eine Bewegung des Kolbenelements mit dem Behältnis zu verzichten, sodass der Vakuumsauger lediglich zum Halten des Behältnisses dient, und danach das Kolbenelement (ohne Behältnis) verfahren wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Vakuumsaugers für pharmazeutische Behältnisse sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In konstruktiv besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Saugbohrung einen ersten, in der Längsachse des Kolbenelements ausgebildeten Bohrungsabschnitt, vorzugsweise in Form einer Sacklochbohrung aufweist, von dem auf der der Saugöffnung abgewandten Seite ein zweiter Bohrungsabschnitt, vorzugsweise in Form einer Querbohrung ausgeht, der in dem Unterdruckraum mündet, und dass der erste oder der zweite Bohrungsabschnitt, vorzugsweise der zweite Bohrungsabschnitt, einen geringeren Durchmesser aufweist als die zweite Saugbohrung.
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In weiterer konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass das Abdichtelement den Unterdruckraum in zwei Teilbereiche unterteilt, wobei ein erster, der Saugöffnung zugewandter Teilbereich mit der ersten Vakuumquelle verbunden ist und ein zweiter Teilbereich als geschlossener Raum ausgebildet ist, wobei der zweite Teilbereich mit einer zweiten, als Rückstellmittel wirkenden Unterdruckquelle verbunden ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass durch eine Beaufschlagung der beiden Seiten des Abdichtelements durch Unterdruck, hervorgerufen durch die erste und die zweite Unterdruckquelle, eine Bewegung des Kolbenelements bzw. des Vakuumsaugers erzeugbar ist. Der soweit beschriebene Vakuumsauger wird somit allein durch Unterdruckquellen betrieben bzw. angetrieben. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass es sich bei den beiden Unterdruckquellen um eine einzige Unterdruckquelle handelt, die lediglich über unterschiedliche Leitungen mit den beiden Teilbereichen des Unterdruckraums verbunden ist und durch entsprechende Ventileinrichtungen unterschiedliche Drücke in den Teilräumen erzeugen kann.
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Um einerseits ein sicheres Halten des Behältnisses durch den Vakuumsauger zu ermöglichen, und andererseits bei gehaltenem Behältnis eine Relativbewegung des Vakuumsaugers zu erzeugen, bei der beispielsweise das Behältnis aus einer Aufnahme einer Fördereinrichtung oder einem Transportbehältnis entnommen wird, ist es vorgesehen, dass die zweite Vakuumquelle derart ausgebildet ist, dass sie einen größeren Unterdruck in dem zweiten Teilbereich des Unterdruckraums erzeugen kann als die erste Vakuumquelle im ersten Teilbereich.
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Um einerseits eine das Behältnis mechanisch möglichst wenig beanspruchende Behandlung, insbesondere an der Oberfläche des Behältnisses beim Greifen durch den Vakuumsauger, und andererseits eine exakte Positionierung des Behältnisses zum Vakuumsauger zu erzielen, ist es in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Kolbenelement auf der der Saugöffnung zugewandten Seite einen flexiblen Balg zur Anlage an das Behältnis aufweist, und dass mit dem Kolbenelement ein Positionierelement zur Positionierung des Behältnisses zum Kolbenelement verbunden ist, das dazu ausgebildet ist, bei aktivierter erster Unterdruckquelle in vorzugsweise formschlüssiger Anlage an dem Behältnis anzuliegen.
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Alternativ oder zusätzlich zur als Rückstellmittel ausgebildeten zweiten Unterdruckquelle kann es vorgesehen sein, dass die Rückstellmittel eine Rückstellfeder umfassen. Im Falle zweier Unterdruckquellen und einer Rückstellfeder wird dabei der Vorteil erzielt, dass die Bewegung des Kolbenelements sowohl durch die zweite Unterdruckquelle als auch durch die Rückstellfeder erzeugt wird, so dass ein relativ geringer (zusätzlicher) Unterdruck genügt, um eine Bewegung des Kolbenelements bzw. des Vakuumsaugers zu erzielen. Für den Fall, dass die Rückstellmittel ausschließlich als Rückstellfeder ausgebildet ist, wird der Vorteil erzielt, dass durch den Verzicht auf die zweite Unterdruckquelle der vorrichtungstechnische Aufwand gegebenenfalls verringert wird. Darüber hinaus wird nochmals darauf hingewiesen, dass die Verwendung zweier Unterdruckquellen auch den Fall einschließen soll, dass die beiden Unterdruckquellen mit einer gemeinsamen Unterdruckquelle verbunden sind, wobei durch entsprechende Ventil- bzw. Regeleinrichtungen eine vorzugsweise unabhängige Steuerung von Unterdrücken im Sinne einer ersten und einer zweiten Unterdruckquelle erzielbar ist.
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In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung bei Verwendung einer Rückstellfeder ist es vorgesehen, dass die Rückstellfeder als Druckfeder ausgebildet ist und im Unterdruckraum angeordnet ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine besonders kompakte und pharmagerechte Ausbildung des Vakuumsaugers.
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Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung, bestehend aus mehreren erfindungsgemäßen Vakuumsaugern. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die mehreren Vakuumsauger an einem gemeinsamen Trägerelement angeordnet sind, dass die Unterdruckräume mit wenigstens einer gemeinsamen Unterdruckquelle verbunden sind und dass die Unterdrücke der Saugöffnungen individuell steuerbar sind. Eine derartige Ausbildung ermöglicht es, die Vakuumsauger individuell anzusteuern bzw. zu bewegen, um einzelne Behältnisse gezielt beispielsweise aus Aufnahmen entnehmen zu können.
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In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass eine gemeinsame zweite Unterdruckquelle vorgesehen ist, und dass die Unterdruckräume auf den den Saugöffnungen abgewandten Seiten der Dichtelemente über wenigstens einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind.
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Eine erhöhte Flexibilität bzw. die Möglichkeit, die Vakuumsauger in unterschiedliche Bewegungen bewegen zu können, wird erzielt, wenn das Trägerelement mittels eines Antriebs zumindest in einer senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kolbenelemente angeordneten Richtung beweglich ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
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1 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich einer Vorrichtung mit mehreren Vakuumsaugern für pharmazeutische Behältnisse, wobei die Vakuumsauger unterschiedliche Stellungen aufweisen,
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2 in Draufsicht die Vorrichtung gemäß 1 in Verbindung mit pharmazeutischen Behältnissen und
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3 einen Schnitt in der Ebene III-III der 2.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist ein Teilbereich einer Vorrichtung 100 für lediglich in den 2 und 3 dargestellte pharmazeutische Behältnisse 1 dargestellt. Bei den pharmazeutischen Behältnissen 1 handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um Spritzenkörper, die Vorrichtung 100 soll jedoch nicht auf die Verwendung derartiger pharmazeutische Behältnisse 1 eingeschränkt sein.
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Die Vorrichtung 100 umfasst ein leistenförmiges Trägerelement 101, in dem, vorzugsweise in gleichmäßigen Teilungsabständen, mehrere erfindungsgemäße Vakuumsauger 10 angeordnet sind. Das Trägerelement 101 der Vorrichtung 100 ist entsprechend der 3 optional mit einem im einzelnen nicht dargestellten Antrieb 102 verbunden, der dazu ausgebildet ist, das Trägerelement 101 in Richtung des Doppelpfeils 103, d.h. parallel zur Längsachse der pharmazeutischen Verhältnisse 1, zu bewegen. Eine derartige Bewegung ist beispielsweise erforderlich, um die pharmazeutischen Behältnisse 1 aus einem die pharmazeutische Behältnisse 1 tragenden Halteelement 5, das auch Bestandteil einer im einzelnen nicht dargestellten Fördereinrichtung sein kann, zu entnehmen bzw. herauszuheben.
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Die in dem Trägerelement 101 angeordneten, identisch ausgebildeten Vakuumsauger 10 weisen jeweils eine Längsachse 11 auf, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei der Abstand der Längsachsen 11 dem Abstand der Behältnisse 1 in dem Halteelement 5 angepasst ist. Zur Aufnahme der Vakuumsauger 10 in dem Trägerelement 101 weist das Trägerelement 101 auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Aufnahme 104, 105 auf, wobei die Aufnahme 105 zylindrisch ausgebildet ist und die Aufnahme 104 mit einer Innenkontur versehen ist, die der Formgebung eines Positionierelements 20 angepasst ist. Die beiden Aufnahmen 104, 105 gehen jeweils von einer Stirnfläche 106, 107 des Trägerelementes 101 aus und sind in Form einer Sacklochbohrung ausgebildet.
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Zwischen den beiden Aufnahmen 104, 105 ist eine Trennwand 108 mit einer Durchgangsbohrung 109 angeordnet, die die beiden Aufnahmen 104, 105 miteinander verbindet. In einer radial umlaufenden Nut 111 im Bereich der Durchgangsbohrung 109 ist ein Dichtelement in Form beispielsweise eines O-Rings 112 oder eines nicht dargestellten Abstreifrings angeordnet. Die Durchgangsbohrung 109 ist von einem stiftförmigen bzw. zylindrischen Kolbenelement 15 des Vakuumsaugers 10 durchsetzt, der in Richtung des Doppelpfeils 16, d.h. in Richtung der Längsachse 11, beweglich angeordnet ist. Auf der der ersten Aufnahme 104 zugewandten Seite, die sich auf der Seite der Behältnisse 1 befindet, ist der eine Endbereich des Kolbenelements 15 mit einem beispielsweise aus Silikon oder vergleichbarem Material bestehenden Balg 18 verbunden. Weiterhin ist der entsprechende Endbereich des Kolbenelements 15 mit dem Positionierelement 20 verbunden, dessen dem Behältnis 1 zugewandte Stirnseite eine Kontur 21 aufweist, die der Kontur des Behältnisses 1 in dem Bereich angepasst ist, in dem der Vakuumsauger 10 das pharmazeutische Behältnis 1 greift bzw. hält. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Positionierelement 20 topfförmig ausgebildet, es kann jedoch auch eine andere Form aufweisen.
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Der dem Balg 18 abgewandte andere Endbereich des Kolbenelements 15 ist mit einem scheibenförmigen Abdichtelement 25 gekoppelt, das innerhalb der zweiten Aufnahme 105 zusammen mit Kolben 15 beweglich angeordnet ist. Am Umfang des Abdichtelements 25 weist dieses beispielhaft einen O-Ring 26 auf, so dass die Umfangsfläche des Abdichtelements 25 zur zweiten Aufnahme 105 hin abgedichtet ist. Bei entsprechenden Toleranzen bei der Fertigung kann ggf. auf ein separates Dichtelement zwischen dem Abdichtelement 25 und der Aufnahme 105 verzichtet werden. Die zweite Aufnahme 105 ist beispielsweise mittels einer Verschlussschraube 115 luftdicht verschlossen. Die zweite Aufnahme 105 begrenzt zusammen mit dem Abdichtelement 25 einen Unterdruckraum 28, der durch das Abdichtelement 25 in zwei Teilbereiche 29, 30 unterteilt ist. Der erste Teilbereich 29 befindet sich auf der dem Balg 18 zugewandten Seite des Abdichtelements 25, während sich der zweite Teilbereich 30 auf der der Verschlussschraube 115 zugewandten Seite des Abdichtelements 25 befindet.
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In der 1 sind die beiden dargestellten Vakuumsauger 10 jeweils in einer Endposition bzw. Endstellung dargestellt. Der in der 1 linke Vakuumsauger 10 befindet sich in einer von dem Behältnis 1 maximal beabstandeten Position, bei der insbesondere das Positionierelement 20 sowie der Balg 18 vollständig innerhalb der ersten Aufnahme 104 angeordnet sind. Der in der 1 rechte Vakuumsauger 10 befindet sich demgegenüber in seiner maximal ausgefahrenen Position, bei der der Vakuumsauger 10 bzw. der Balg 18 in Anlagekontakt mit dem pharmazeutischen Behältnis 1 angeordnet ist.
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In dem Kolbenelement 15 ist eine erste Saugbohrung 32 ausgebildet, die zwei Bohrungsabschnitte 33, 34 aufweist. Der erste Bohrungsabschnitt 33 ist als Sacklochbohrung in der Längsachse 11 des Kolbenelements 15 ausgebildet und mündet auf der dem Balg 18 zugewandten Seite an einer Stirnfläche des Kolbenelements 15 in einer Saugöffnung 35. Der zweite Bohrungsabschnitt 34 ist auf der der Saugöffnung 25 abgewandten Seite des Kolbenelements 15 angeordnet und als Querbohrung, d.h. rechtwinklig zur Längsachse 11, angeordnet. Der zweite Bohrungsabschnitt 34 hat einerseits Verbindung mit dem ersten Teilbereich 29 des Unterdruckraums 28, und mündet andererseits in dem ersten Bohrungsabschnitt 33 der ersten Saugbohrung 32. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die beiden Bohrungsabschnitte 33, 34 einen unterschiedlichen Durchmesser auf, wobei der zweite Bohrungsabschnitt 34 einen geringeren Durchmesser aufweist als der erste Bohrungsabschnitt 33.
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Der erste Teilbereich 29 des Unterdruckraums 28 ist über eine zweite Saugbohrung 37 mit einer lediglich symbolisch dargestellten ersten Unterdruckquelle 38 verbunden. Wesentlich ist, dass die Durchmesser der beiden Saugbohrungen 32, 37 derart aufeinander abgestimmt sind, dass die erste Saugbohrung 32 zumindest in einem Teilbereich, im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich des zweiten Bohrungsabschnitts 34, einen geringeren Durchmesser bzw. Strömungsquerschnitt aufweist als die zweite Saugbohrung 37.
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Der zweite Teilbereich 30 des Unterdruckraums 28 ist über wenigstens einen Vakuumkanal 39 mit einer zweiten Unterdruckquelle 40 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel mit mehreren Vakuumsaugern 10 ist es vorgesehen, dass zwischen zwei benachbarten zweiten Teilbereichen 30 zweier Vakuumsauger 10 ein Verbindungskanal 41 ausgebildet ist, der die beiden Teilbereiche 30 miteinander verbindet.
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Die zweite Unterdruckquelle 40 wirkt als Rückstellmittel für das Kolbenelement 15, derart, dass durch das Erzeugen eines Unterdrucks in dem zweiten Teilbereich 30 des Unterdruckraums 28 das Kolbenelement 15 bzw. der Balg 18 aus der in der 1 am rechten Vakuumsauger 10 dargestellten ausgefahrenen Stellung in Richtung der durch den linken Vakuumsauger 10 dargestellte eingefahrene Stellung bewegt wird. Hierzu ist es erforderlich, dass die beiden Unterdruckquellen 38, 40 derart aufeinander abgestimmt sind bzw. es durch entsprechende Ventileinrichtungen ermöglicht wird, dass in dem zweiten Teilbereich 30 ein höherer Unterdruck herrscht als in dem ersten Teilbereich 29, oder aber dass durch eine Abschaltung der Unterdruckquelle 38 die gewünschte Bewegung erzeugt wird.
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Zusätzlich oder anstelle der zweiten Unterdruckquelle 40 kann es vorgesehen sein, dass beispielsweise in dem ersten Teilbereich 29 des Unterdruckraums 28 ein Rückstellmittel in Form einer Druckfeder 45 angeordnet ist, die an dem linken Vakuumsauger 10 in der 1 durch die gestrichelte Darstellung der Druckfeder 45 dargestellt ist. Wesentlich ist auch, dass die zweite Saugbohrung 37 beispielsweise nahe der Trennwand 108 im ersten Teilbereich 29 mündet, derart, dass selbst in der maximal ausgefahrenen Position des Vakuumsaugers 10 die erste Saugbohrung 32 über die zweite Saugbohrung 37 mit Unterdruck versorgt wird, um das Behältnis 1 zu halten.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung 100 bzw. ein Vakuumsauger 10 arbeitet wie folgt: Zum in Kontaktbringen eines Vakuumsaugers 10 mit einem Behältnis 1 ist es erforderlich, das Kolbenelement 15 bzw. den Balg 18 in Richtung des Behältnisses 1 zu bewegen. Dies erfolgt dadurch, dass durch eine entsprechende Ansteuerung der beiden Unterdruckquellen 38, 40 in den beiden Teilbereichen 29, 30 des Unterdruckraums 28 unterschiedliche Unterdrücke herrschen, derart, dass in dem ersten Teilbereich 29 ein höherer Unterdruck herrscht als in dem zweiten Teilbereich 30, so dass das Abdichtelement 25 und somit das Kolbenelement 15 in Richtung zum pharmazeutischen Verhältnis 1 bewegt wird. Dadurch, dass beispielsweise der zweite Bohrungsabschnitt 34 der ersten Saugbohrung 32 einen geringeren Strömungsquerschnitt aufweist als die zweite Saugbohrung 37 ist sichergestellt, dass neben der Bewegung des Kolbenelements 15 ein zum Halten des Behältnisses 1 erforderlicher Unterdruck an der Saugöffnung 35 vorhanden ist. Sobald das Behältnis 1 in Anlagekontakt mit dem Balg 18 ist, dichtet dieser das Kolbenelement 15 zur Fläche des Behältnisses 1 ab, so dass das Behältnis 1 in Richtung der Positioniereinrichtung 20 gezogen wird und dort mittels der Positioniereinrichtung 20 fixiert wird. In dieser Position ist das Behältnis 1 durch den Vakuumsauger 10 gehalten. Um eine Relativbewegung des Behältnisses 1 hin zum Trägerelement 101 der Vorrichtung 100 zu erzeugen, ist es erforderlich, dass anschließend in dem zweiten Teilbereich 30 des Unterdruckraums 28 ein größerer Unterdruck herrscht als in dem ersten Teilbereich 29. Dies erfolgt durch eine entsprechende Ansteuerung der Unterdruckquellen 38, 40 bzw. durch entsprechende, nicht dargestellte Ventileinrichtungen oder ähnliches.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung 100 ermöglicht es, dass entsprechend der Darstellung der 2 einzelne Vakuumsauger 10 selektiv derart angesteuert werden können, so dass lediglich einzelne Behältnisse 1 in Kontakt mit dem jeweiligen Vakuumsauger 10 gelangen, um diese beispielsweise aus dem Halteelement 5 zu entnehmen.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung 100 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
