DE102015203538A1

DE102015203538A1 - Verschlussmaschine für Behältnisse mit Gaszufuhreinrichtung

Info

Publication number: DE102015203538A1
Application number: DE102015203538.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Vogt; Michael Simon
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Syntegon Technology GmbH
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-01
Also published as: ITUB20160963A1; CN105923188A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschlussmaschine zum Verschließen eines Behältnisses (2) mit einem Verschluss (3), umfassend eine Behältniszufuhreinrichtung (4) zum Zuführen von Behältnissen (2), eine Verschlusszufuhreinrichtung (5) zum Zuführen von Verschlüssen (3), und eine Gaszufuhreinrichtung (6) zum Zuführen eines Gases, wobei die Gaszufuhreinrichtung (6) wenigstens eine Düse (61, 62, 63) umfasst und eingerichtet ist, vor einem Verschließen der Behältnisse (2) Gas in das Behältnis zuzuführen.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlussmaschine zum Verschließen von Behältnissen mit einer Gaszufuhreinrichtung, insbesondere zum Zuführen eines Inertgases.
Verschlussmaschinen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Derartige Verschlussmaschinen werden benutzt, um Stopfen oder Verschlüsse auf Behältnisse aufzubringen und das Behältnis zu verschließen. Beispielsweise wird bei pharmazeutischen Abfüllmaschinen nach dem Vorgang des Abfüllens ein kontinuierliches Setzen von Verschlüssen in Form von Gummistopfen oder dgl. durchgeführt. Die Verschlüsse werden durch eine Sortiereinheit lagerichtig und meist einbahnig zu einem sog. Stopfenschloss gefördert. Die Verschlüsse (Stopfen) werden anschließend von einer Setzscheibe aus dem Stopfenschloss abgeschleppt und mittels Vakuum in Position gehalten. Durch eine synchrone Bewegung des Verschlusses und des zu verschließenden Verhältnisses werden der Verschluss und das Behältnis aufeinander zubewegt, bis der Verschluss die Öffnung des Behältnisses verschließt.
Insbesondere bei pharmazeutischen Produkten besteht häufig die Anforderung, dass aufgrund einer reaktiven Sauerstoffempfindlichkeit des im Behältnis abgefüllten Produkts die Behältnisse mit einem Schutzgas, insbesondere Stickstoff, begast werden müssen. Dadurch wird eine chemische Reaktion des Produkts mit dem in der Umgebungsluft enthaltenen Sauerstoff verhindert und eine Lagerfähigkeit des verschlossenen Behältnisses erhöht. Hierzu ist es notwendig, dass im Behältnis ein sehr geringer Restsauerstoffgehalt vorhanden ist. Hierbei wird bisher vor der Verschlussstation versucht, ein Inertgas in das befüllte Behältnis einzubringen. Allerdings wurde festgestellt, dass auf dem Weg bis zur Verschlussstation dann wieder Luft und somit Sauerstoff in den oberen Bereich des befüllten Behältnisses kommen kann, so dass keine entscheidende Verringerung eine Sauerstoffkonzentration im später verschlossenen Behältnis vorhanden ist.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Verschlussmaschine zum Verschließen zum Behältnissen mit einem Verschluss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sicher Luft, welche nach dem Befüllen des Behältnisses und vor dem Setzen des Verschlusses noch im Behältnis vorhanden ist, aus dem Behältnis entfernt werden kann und durch ein Inertgas, insbesondere Stickstoff, ersetzt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Verschlussmaschine eine Behältniszufuhreinrichtung und eine Verschlusszufuhreinrichtung sowie eine Gaszufuhreinrichtung umfasst. Die Gaszufuhreinrichtung ist dazu vorgesehen, ein Gas, insbesondere ein Inertgas, zuzuführen, welches die im befüllten Behältnis im oberen Bereich befindliche Luft verdrängt. Die Gaszufuhreinrichtung umfasst dabei eine Düse und ist eingerichtet, unmittelbar vor dem Verschließen des Behältnisses Gas in das Behältnis zuzuführen. Dadurch wird die im oberen Bereich des Behältnisses über dem Produkt vorhandene Luft durch das eingeführte Gas verdrängt und ein Verschließen findet unmittelbar nach diesem Verdrängungsprozess statt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Inertgas auch im verschlossenen Behältnis vorhanden ist.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Besonders bevorzugt ist die Gaszufuhreinrichtung unmittelbar an der Position angeordnet, an welcher der Verschluss direkt über einer Öffnung des Behältnis positioniert ist und noch ein Spalt zwischen dem Verschluss und dem Behältnis vorhanden ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass unmittelbar nach dem Verdrängen der Luft durch das mittels der Gaszufuhreinrichtung zugeführte Gas der Verschluss auf das Behältnis aufgesetzt wird und das Behältnis verschlossen wird.
Besonders bevorzugt umfasst die Gaszufuhreinrichtung mehrere Düsen, welche vorzugsweise in Reihe in Förderrichtung des Behältnisses angeordnet sind. Dadurch kann über einen vorbestimmten Förderweg des Behältnisses das Gas über die Gaszufuhreinrichtung zugeführt werden und die Luft sicher aus dem Behältnis verdrängt werden.
Besonders bevorzugt ist die Düse dabei derart ausgerichtet, dass die Düse direkt Gas in das Behältnis einbläst. Um eine zusätzliche Verwirbelung des über die Gaszufuhreinrichtung zugeführten Gases zu erreichen, ist die Düse der Gaszufuhreinrichtung vorzugsweise auf einen Rand des Behältnisses gerichtet.
Um besonders gute Strömungsverhältnisse während des Einblasvorgangs des Gases zu haben, sind die Düsen vorzugsweise in einem Winkel zu einer Öffnungsebene angeordnet. Der Winkel ist vorzugsweise in einem Bereich von 30° bis 60° vorgesehen und beträgt insbesondere 45°.
Um hohe Verluste durch eine dauernd betriebene Gaszufuhreinrichtung zu vermeiden, wird die Gaszufuhreinrichtung vorzugsweise diskontinuierlich betrieben. Vorzugsweise werden dabei einer oder mehrere Sensoren verwenden, mit deren Hilfe der Betrieb der Gaszufuhreinrichtung gesteuert wird. Die Sensoren sind beispielsweise optische Sensoren oder Tastsensoren, welche eine Position des Behältnisses bestimmen.
Vorzugsweise weist die Verschlussmaschine eine Führungsfläche für die Verschlüsse auf, an denen die Verschlüsse, z.B. an einem Hals der Verschlüsse, geführt sind, wobei die Düse der Gaszufuhreinrichtung unter der Führungsfläche angeordnet sind. Dadurch wird sichergestellt, dass das Gas unterhalb der zugeführten Verschlüsse eingeblasen wird.
Bevorzugt sind bei Vorhandensein von mehreren Düsen alle Düsen gleichzeitig betreibbar.
Zeichnung
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Verschlussmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine vergrößerte Darstellung von 1,
3 eine schematische Seitenansicht der Verschlussmaschine von 1, und
4 eine perspektivische Ansicht der Verschlussmaschine von 1 von schräg unten.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine Verschlussmaschine 1 zum Verschließen eines Behältnisses 2 mit einem Verschluss 3 im Detail beschrieben.
Wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Verschlussmaschine 1 zum Verschließen eines Behältnisses 2 mit einem Verschluss 3 eine Behältniszufuhreinrichtung 4 und eine Verschlusszufuhreinrichtung 5.
Die Behältniszufuhreinrichtung 4 dieses Ausführungsbeispiels ist ein Sternrad, mittels welchem die Behältnisse 2 zur Verschlussposition zugeführt werden.
Die Verschlusszufuhreinrichtung 5 umfasst einen Zufuhrkanal 32 zum Zuführen der Verschlüsse 3 mit einer ersten Führungsfläche 30 und einer zweiten Führungsfläche 31. Die Verschlüsse 2 des Ausführungsbeispiels sind Stopfen mit einem überstehenden, umlaufenden Rand, wobei der Rand auf der ersten und zweiten Führungsfläche 30, 31 geführt ist (vgl. 2).
Ferner umfasst die erfindungsgemäße Verschlussmaschine 1 eine Gaszuführeinrichtung 6. Die Gaszufuhreinrichtung 6 ist in die Verschlusszufuhreinrichtung 5 integriert. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet dabei einen Gasanschluss. Ausgehend vom Gasanschluss geht ein Kanal in der Verschlusszufuhreinrichtung 5 zu einer ersten Düse 61, einer zweiten Düse 62 und einer dritten Düse 63.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, sind die drei Düsen 61, 62, 63 in Reihe hintereinander in Förderrichtung (Pfeil A in 4) der Behältnisse 2 angeordnet. Die Düsen der Gaszufuhreinrichtung 6 sind dabei an einer Position der Verschlussmaschine 1 angeordnet, in welcher der Verschluss 3 noch nicht unmittelbar auf eine Öffnung 20 des Behältnisses 2 aufgesetzt ist, sondern zwischen dem Behältnis 2 und dem Verschluss 3 ein Spalt 7 vorhanden ist. Ein Durchmesser der Düsen entspricht dabei vorzugsweise einer Breite des Spaltes 7.
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, sind die Düsen 61, 62, 63 in einem Winkel von ungefähr 45° relativ zu einer die Öffnung 20 des Behältnisses einnehmenden Ebene E angeordnet.
Die Düsen 61, 62, 63 sind dabei insbesondere auf einen Rand 21 des Behältnisses 2 gerichtet. Dabei wird erreicht, dass eine starke turbulente Strömung im Halsbereich des Behältnisses 2 erreicht wird, so dass sicher die dort vorhandene Luft verdrängt wird und durch das zugeführte Gas der Gaszufuhreinrichtung 6 ersetzt wird.
Die Düsen 61, 62, 63 werden dabei vorzugsweise alle gleichzeitig mit Gas beaufschlagt, um einen schnellen Austausch der im Halsbereich des Behältnisses 2 vorhandenen Luft zu erreichen.
Es sei angemerkt, dass die Gaszufuhreinrichtung 6 vorzugsweise diskontinuierlich betrieben wird, um Gas einzusparen. Hierzu können ein oder mehrere Sensoren vorgesehen werden, welche bestimmen, wann die Gaszufuhreinrichtung eingeschaltet und ausgeschaltet wird.
Wie weiter insbesondere aus 3 ersichtlich ist, sind die Düsen 61, 62, 63 unterhalb der ersten und zweiten Führungsfläche 30, 31 angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Körper 33 des Verschlusses 3 nicht der Strömung aus den Düsen 61, 62, 63 im Wege ist.
Somit ist erfindungsgemäß eine Gaszufuhreinrichtung 6 in eine Verschlussmaschine 1 integriert. Die Gaszufuhreinrichtung 6 ist dabei vorzugsweise unmittelbar an der Position angeordnet, an welcher der Verschluss über der Öffnung 20 des Behältnisses 2 positioniert, jedoch noch ein Spalt 7 zwischen dem Verschluss und dem Behältnis vorhanden ist. Dadurch wird ein sicherer Austausch der im Kopfbereich des Behältnisses 2 vorhandenen Luft mit einem Gas, z.B. Stickstoff oder einem Inertgas, erreicht.
Der Gasaustausch im oberen Bereich des Behältnisses kann dabei ohne Anhalten der Verschlussmaschine erreicht werden. Durch die Anordnung von mehreren Düsen 61, 62, 63 in Reihe in Förderrichtung kann ferner über einen vorbestimmten Zeitraum Gas in die Öffnung 20 des Behältnisses 2 eingebracht werden, so dass die Luft sicher aus dem Behältnis entweichen kann. Somit kann erfindungsgemäß die Gasbeaufschlagung im Bereich eines Stopfenschlosses der Verschlussmaschine ermöglicht werden und dabei bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Verschluss auf das Behältnis 2 aufgebracht wird, durchgeführt werden kann. Somit wird sichergestellt, dass sehr geringe Reststoff-Sauerstoffmenge in den verschlossenen Behältnissen vorhanden sind.
Die erfindungsgemäße Verschlussmaschine 1 wird vorzugsweise im pharmazeutischen Bereich bei mit pharmazeutischen Produkten befüllten Behältnissen 2 verwendet.

Claims

Verschlussmaschine zum Verschließen eines Behältnisses (2) mit einem Verschluss (3), umfassend: – eine Behältniszufuhreinrichtung (4) zum Zuführen von Behältnissen (2), – eine Verschlusszufuhreinrichtung (5) zum Zuführen von Verschlüssen (3), und – eine Gaszufuhreinrichtung (6) zum Zuführen eines Gases, – wobei die Gaszufuhreinrichtung (6) wenigstens eine Düse (61, 62, 63) umfasst und eingerichtet ist, vor einem Verschließen der Behältnisse (2) Gas in das Behältnis zuzuführen.
Verschlussmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhreinrichtung (6) unmittelbar an einer Position angeordnet ist, an welcher ein Verschluss (3) direkt über einer Öffnung (20) des Behältnisses (2) positioniert ist und noch ein Spalt (7) zwischen dem Verschluss (3) und dem Behältnis (2) vorhanden ist.
Verschlussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhreinrichtung (6) mehrere Düsen (61, 62, 63) umfasst.
Verschlussmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen in Reihe in Förderrichtung des Behältnisses angeordnet sind.
Verschlussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (61, 62, 63) derart ausgerichtet ist, dass die Düse direkt in das Behältnis (2) Gas einbläst.
Verschlussmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (61, 62, 63) auf einen Rand (21) des Behältnisses (2) gerichtet ist.
Verschlussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (61, 62, 63) in einem Winkel zur Öffnung (20) des Behältnisses (20), insbesondere in einem Winkel von ungefähr 45° angeordnet ist.
Verschlussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhreinrichtung (6) diskontinuierlich betreibbar ist.
Verschlussmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhreinrichtung (6) ferner wenigstens einen Sensor umfasst, welcher eingerichtet ist, eine Position eines Behältnisses zu bestimmen und eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche eingerichtet ist, die Gaszufuhreinrichtung (6) in Abhängigkeit der erfassten Position des Behältnisses (2) zu betreiben.
Verschlussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend wenigstens eine Führungsfläche (30, 31), vorzugsweise zwei Führungsflächen, um den Verschluss (3) über dem Behältnis (2) zu führen, wobei die Düse der Gaszufuhreinrichtung (6) unterhalb der Führungsfläche (30) angeordnet ist.
Verschlussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Düsen (61, 62, 63) alle gleichzeitig betreibbar sind.