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Die Erfindung betrifft eine Beutelfüllvorrichtung sowie ein Verfahren zum Verarbeiten, Befüllen und bevorzugt Verschließen von Beuteln gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
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Stand der Technik
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Beutelfüllvorrichtungen werden beispielsweise zum Verarbeiten und Befüllen von Kunststoffbeuteln mit Flüssigkeiten, wie Insulin oder anderen pharmazeutischen Mitteln eingesetzt. Für bestimmte Anwendungsbereiche ist eine aseptische Verarbeitung der Beutel und für eine hohe Effizienz ist eine hohe Ausbringung der Beutel erforderlich. Bekannt sind z.B. Abfüllmaschinen zur Befüllung von Infusionsbeuteln, welche jedoch häufig nicht die erforderlichen Anforderungen hinsichtlich Keimfreiheit erfüllen können. In bestimmten Anwendungsgebieten ist jedoch eine aseptische Verarbeitung bei gleichzeitig hoher Ausbringung der Beutel erforderlich.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Beutelfüllvorrichtung zum Verarbeiten und Befüllen von Beuteln mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bieten demgegenüber den Vorteil, dass ein aseptisches Verarbeiten und Befüllen von Beuteln bei gleichzeitig hoher Ausbringung der Beutel ermöglicht wird. Dadurch wird eine sehr kostengünstige Möglichkeit der Befüllung der Beutel erreicht. Dies wird erfindungsgemäß derart gelöst, dass eine Beutelfüllvorrichtung zum aseptischen Verarbeiten und Befüllen von Beuteln, bevorzugt mit einem pharmazeutischen Mittel, vorgesehen ist. Die Beutelfüllvorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinrichtung mit einer Vielzahl von Aufnahmen zur Aufnahme von jeweils einem Beutel, eine Zuführeinrichtung, welche eingerichtet ist, die Beutel in den Aufnahmen der Aufnahmeeinrichtung anzuordnen, eine Beutelfülleinrichtung zum Befüllen der Beutel in der Aufnahmeeinrichtung, eine Beutelverschließeinrichtung zum Verschließen von Beutelöffnungen der Beutel, eine Entnahmeeinrichtung zur Entnahme der befüllten Beutel aus der Aufnahmeeinrichtung, eine Vielzahl an Klemmvorrichtungen, welche eingerichtet sind, jeweils eine Beutelöffnung abzuklemmen, und eine Betätigungseinrichtung, welche eingerichtet ist, die Klemmvorrichtungen zu betätigen. Als Betätigung kann dabei sowohl ein Öffnen als auch ein Schließen der Klemmvorrichtungen verstanden werden. Die Aufnahmen der Aufnahmeeinrichtung sind längs einer Transportrichtung der Aufnahmeeinrichtung angeordnet und schlitzförmig. Die Aufnahmen liegen im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung, um die Beutel in Transportrichtung hintereinander und mit ihren Flachseiten im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung in der Aufnahmeeinrichtung anzuordnen. Als Flachseite eines Beutels wird dabei eine der beiden Seiten eines Beutels angesehen, welcher beispielsweise im leeren Zustand folienähnlich ist und somit eine im Vergleich zur Breite und Höhe vernachlässigbare Dicke aufweist. Ein Transport der Aufnahmeeinrichtung in Transportrichtung kann beispielsweise linear sein. Eine Anordnung der Beutel hintereinander und senkrecht zur Transportrichtung ist besonders günstig im Hinblick auf eine platzsparende und somit kostengünstige Ausgestaltung der Beutelfüllvorrichtung. Zudem kann bei der erfindungsgemäßen Beutelfüllvorrichtung eine sehr hohe Ausbringung der Beutel erreicht werden, was eine hohe Effizienz der Vorrichtung sicherstellt. Insbesondere kann außerdem ein Verschließen der Beutel mit der Beutelfüllvorrichtung erfolgen.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Besonders bevorzugt sind die Klemmvorrichtungen eingerichtet, die Beutelöffnungen der Vielzahl von Beuteln gleichzeitig abzuklemmen und freizugeben. Dadurch ist eine Zeitersparnis bei der Verarbeitung der Beutel möglich und die Ausbringung der Maschine ist besonders hoch.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn jede Klemmvorrichtung ein Klemmelement umfasst, welches eingerichtet ist, eine Beutelöffnung gegen die Aufnahmeeinrichtung abzuklemmen, um den Beutel zu schließen. Somit wird eine zuverlässige Abklemmung der Beutel gewährleistet. Zudem ist ein solcher Klemmmechanismus besonders einfach, günstig und zuverlässig, da weniger Teile, insbesondere weniger bewegliche Teile, zur Abklemmung der Beutel notwendig sind.
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Besonders günstig ist es, wenn die Klemmelemente verschiebbar angeordnet sind und insbesondere das Abklemmen und Öffnen der Beutelöffnungen durch Verschieben der Klemmelemente längs der Transportrichtung erfolgt. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Gestaltung der Klemmvorrichtungen.
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Als vorteilhaft wird es weiterhin angesehen, wenn die Klemmelemente miteinander verbunden sind. Dadurch ist eine weitere Vereinfachung der Klemmvorrichtungen sowie auch der Betätigungseinrichtung möglich. Beispielsweise ist es damit besonders einfach möglich, alle Klemmvorrichtungen an einer Aufnahmeeinrichtung gleichzeitig zu betätigen.
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Besonders bevorzugt umfasst jede Klemmvorrichtung einen Zangenmechanismus, wobei jeder Zangenmechanismus ein Klemmelement umfasst, welches eingerichtet ist, um eine Rotationsachse des entsprechenden Zangenmechanismus zu rotieren. Die Rotationsachse kann beispielsweise im Wesentlichen in der Mitte des Klemmelements angeordnet sein. Bei Betätigung eines freien Endes des Klemmelements kann dabei eine Rotation erfolgen, wodurch das andere Ende des Klemmelements die Beutelöffnung beispielsweise gegen eine feststehende Kante der Aufnahmeeinrichtung abklemmt. Durch eine Gestaltung der Klemmvorrichtungen mit einem Zangenmechanismus ist eine sehr effiziente und zuverlässige Klemmung der Beutel möglich. Zudem wird eine flexiblere Anordnung und Gestaltung der Betätigungseinrichtung ermöglicht.
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Weiterhin umfasst die Betätigungseinrichtung bevorzugt Betätigungselemente, wobei jeweils ein Betätigungselement in Transportrichtung zwischen zwei Beuteln angeordnet ist und eingerichtet ist, jeweils zwei Klemmvorrichtungen zu betätigen. Somit kann eine Bauteilezahl der Beutelfüllvorrichtung deutlich reduziert und die Kosten können gesenkt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betätigungseinrichtung Federelemente umfasst, welche eingerichtet sind, die Klemmvorrichtungen vorzuspannen, um die Beutel abzuklemmen. Damit ist auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass beispielsweise während des Transports ein unerwünschtes Öffnen der Beutel vermieden wird. Das Öffnen Beutel wird dann beispielswiese ermöglicht, indem beim Betätigen der Betätigungseinrichtung die Federkraft überwunden wird, sodass die Klemmvorrichtungen die Beutelöffnungen freigeben.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum aseptischen Verarbeiten und Befüllen von Beuteln. Das Verfahren umfasst dabei die aufeinanderfolgenden Schritte:
- - Anordnen der Beutel in einer Aufnahmeeinrichtung,
- - Transportieren der Aufnahmeeinrichtung mit den Beuteln zu einer Beutelfülleinrichtung,
- - Befüllen der Beutel in einer Beutelfülleinrichtung,
- - Abklemmen der Beutel mittels Klemmvorrichtungen,
- - Transportieren der Aufnahmeeinrichtung mit den Beuteln zu einer Beutelverschließeinrichtung,
- - Verschließen der Beutel, insbesondere mit jeweils einem Stopfen,
- - Transportieren der Aufnahmeeinrichtung zu einer Entnahmeeinrichtung, und
- - Entnehmen der Beutel aus der Aufnahmeeinrichtung. Mit diesem Verfahren ist eine besonders effiziente Verarbeitung von Beuteln unter aseptischen Bedingungen bei einer hohen Ausbringung der Vorrichtung möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst:
- - Abklemmen der Beutel mittels Klemmvorrichtungen nach dem Anordnen der Beutel in der Aufnahmeeinrichtung, und
- - Öffnen der Beutel vor dem Befüllen der Beutel in der Beutelfülleinrichtung. Dadurch ist eine besonders einfache Handhabung der Beutel und der Aufnahmeeinrichtung möglich.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren zudem eine Probenentnahme aus den befüllten Beuteln umfasst.
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Figurenliste
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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:
- 1a und 1b eine Beutelfüllvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 ein Detail der Beutelfüllvorrichtung der 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3a ein Detail einer Beutelfüllvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3b ein Ausschnitt des Details der 3a
- 4 eine Draufsicht des Details der 3a,
- 5 eine Vergrößerung des Details der 3a, und
- 6 ein Detail einer Beutelfüllvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die 1a, 1b und 2 zeigen eine Beutelfüllvorrichtung 1 zum aseptischen Verarbeiten, Befüllen und Verschließen von Beuteln 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In der Draufsicht von 1a und der perspektivischen Ansicht von 1b ist die gesamte Beutelfüllvorrichtung 1 abgebildet. Die Beschreibung erfolgt von links nach rechts entsprechend der Reihenfolge der Verarbeitung der Beutel 2 in der Beutelfüllvorrichtung 1.
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Mittels einer Zuführeinrichtung 4 wird eine bestimmte Anzahl an Beuteln 2 in einer Aufnahmeeinrichtung 3 angeordnet. Die Beutel werden mit einer separaten Zuführstrecke 41 zugeführt. In allen gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Aufnahmeeinrichtung 3 acht Beutel aufnehmen. Zudem ist im ersten Ausführungsbeispiel die Zuführeinrichtung 4 ein Roboterarm 40. Eine Verarbeitung und ein Transport der Beutel 2 in der Aufnahmeeinrichtung 3 erfolgt im Wesentlichen auf einer Transportstrecke 50 entlang einer linearen Transportrichtung A.
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Auf die Zuführeinrichtung 4 folgt in Transportrichtung A der Aufnahmeeinrichtung 3 eine Beutelfülleinrichtung 5, welche eingerichtet ist, die in der Aufnahmeeinrichtung 3 angeordneten Beutel 2 zu befüllen. Dabei können beispielsweise alle Beutel 2, die sich in der Aufnahmeeinrichtung 3 befinden, gleichzeitig von der Beutelfülleinrichtung 5 befüllt werden.
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Die Beutelfüllvorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Beutelschließvorrichtung 6 zum Verschließen der Beutel 2. Beispielsweise ist es möglich in der Beutelschließvorrichtung 6 jeden Beutel 2 mit jeweils einem Stopfen zu verschließen.
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Es ist beispielsweise auch möglich, eine Ausschleusung von Schlechtobjekten nach dem Verschließen der Beutel 2 vorzunehmen mit einer Vorrichtung zur Schlechtobjektausschleusung 45.
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Am in Transportrichtung A gelegenen Ende der Beutelvorrichtung 1 (vgl. 1a und 1b rechts) umfasst diese eine Entnahmeeinrichtung 7 zur Entnahme der befüllten Beutel 2 aus der Aufnahmeeinrichtung 3. Die Entnahmeeinrichtung 7 ist im ersten Ausführungsbeispiel, wie die Zuführeinrichtung 4, ein Roboterarm 70. Von der Entnahmeeinrichtung 7 werden die befüllten Beutel 2 an einen weiteren Roboterarm 75 übergeben, welcher die Beutel 2 an eine separate Abtransportstrecke 42 übergibt, mittels welcher diese abtransportiert werden.
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Die Entnahmeeinrichtung 7 kann nach der Entnahme der Beutel 2 die leere Aufnahmeeinrichtung 3 an eine Rücktransportstrecke 51 übergeben. Auf der Rücktransportstrecke 51 kann die leere Aufnahmeeinrichtung 3 entgegen der Transportrichtung A wieder zurück zur Zuführeinrichtung 4 transportiert werden. Die Aufnahmeeinrichtung 3 kann anschließend von der Zuführeinrichtung 4 wieder an die Transportstrecke 50 übergeben werden. Die Übergaben der Aufnahmeeinrichtung 3 von der Transportstrecke 50 zur Rücktransportstrecke 51 sowie von der Rücktransportstrecke 51 zur Transportstrecke 50 ist in der 1a durch die Pfeile 52 bzw. 53 angedeutet.
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Im Folgenden wird die Aufnahmeeinrichtung 3 im Detail beschrieben. Die 2 zeigt dabei eine Ausgestaltung der Aufnahmeeinrichtung 3 der Beutelfüllvorrichtung 1 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei gleichen Elementen ist aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur eines davon mit einem Bezugszeichen versehen.
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Die Beutel 2 weisen jeweils einen Beutelstutzen 23 auf für eine besonders einfache Anordnung und Befüllung der Beutel 2 in der Aufnahmeeinrichtung 3. Diese Beutelstutzen 23 können beispielsweise aus Kunststoff oder einem ähnlichen Material gebildet sein und sind jeweils an einer Beutelöffnung 20 eines Beutels 2 angeordnet. Die Beutelstutzen 23 weisen zudem jeweils eine Einlassöffnung 22 auf, wodurch das Befüllen der Beutel 2 in der Beutelfülleinrichtung vereinfacht wird.
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Die Aufnahmeeinrichtung 3 weist eine Vielzahl an Aufnahmen 30 auf, welche jeweils einen Beutel 2 aufnehmen. Die Aufnahmen 30 sind schlitzförmig und senkrecht zu der Transportrichtung A der Aufnahmeeinrichtung 2 (vgl. dazu 1a) angeordnet. Dadurch sind die Beutel 2 in Transportrichtung A hintereinander und mit ihren Flachseiten 21 senkrecht zur Transportrichtung A angeordnet. An der Aufnahmeeinrichtung 3 ist eine Vielzahl an Klemmvorrichtungen 8 angeordnet, welche eingerichtet sind, jeweils eine Beutelöffnung 20 eines Beutels 2 abzuklemmen. Die Klemmvorrichtungen 8 sind in dem ersten Ausführungsbeispiel in 2 als Schiebemechanismus ausgeführt. Jede Klemmvorrichtung 8 umfasst dabei ein Klemmelement 80, welches verschiebbar angeordnet ist und eingerichtet ist, eine Beutelöffnung 20 gegen die Aufnahmeeinrichtung 3 abzuklemmen, um die Beutel 2 zu schließen. Das Verschieben der Klemmelemente 80 erfolgt längs der Transportrichtung A.
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Weiter umfasst die Beutelfüllvorrichtung 1 eine Betätigungseinrichtung 9, welche im in 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel als Hebel ausgeführt ist. Die Betätigungseinrichtung 9 umfasst zudem Federelemente 91, welche eingerichtet sind, die Klemmvorrichtungen 8 vorzuspannen, um die Beutel 2 abzuklemmen. Eine Betätigung der Betätigungseinrichtung 9 erfolgt entgegen der Federkraft der Federelemente 91 und öffnet die Beutelöffnungen 20.
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Die erfindungsgemäße Beutelfüllvorrichtung 1 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass bei einer platzsparenden und kostengünstigen Konstruktion eine sehr effiziente Verarbeitung der Beutel 2 ermöglicht wird. Durch die im Wesentlichen senkrechte Anordnung der Beutel 2 in der Aufnahmeeinrichtung 3 und den speziellen Klemmmechanismus wird ein optimiertes Verhältnis zwischen Maschinenlänge und hoher Ausbringung erreicht.
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Die 3 bis 5 zeigen Details einer Beutelfüllvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht mit einer alternativen Ausgestaltung der Aufnahmeeinrichtung 3 und des Klemmmechanismus.
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In 3a ist eine Aufnahmeeinrichtung 3 ähnlich der in 2 gezeigten mit einem alternativen Klemmmechanismus abgebildet. Aus Gründen der Anschaulichkeit und Übersichtlichkeit ist in 3b ein Ausschnitt der Aufnahmeeinrichtung 3 von 3a mit verdeckten Linien dargestellt Die Klemmvorrichtungen 8 umfassen in dem in 3a und 3b gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils einen Zangenmechanismus 10. Dabei umfasst jeder Zangenmechanismus 10 ein Klemmelement 80, welches eingerichtet ist, um eine Rotationsachse 11 des entsprechenden Zangenmechanismus 10 zu rotieren. Die Betätigungseinrichtung 9 umfasst mehrere Betätigungselemente 90. Jeweils ein Betätigungselement 90 ist in Transportrichtung A zwischen zwei Beuteln 2 angeordnet und eingerichtet, jeweils zwei Klemmvorrichtungen 8 zu betätigen.
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Die 4 und 5 zeigen eine Draufsicht bzw. ein weiter vergrößertes Detail der Aufnahmeeinrichtung von 3 zur besseren Anschaulichkeit der Funktionsweise des Zangenmechanismus 10.
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Die Klemmelemente 80 sind im Wesentlichen in ihrer Mitte auf der Rotationsachse 11 gelagert, um welche diese rotieren können. Eine Rotation bewirkt dabei, dass ein Ende des Klemmelements 80 die Beutelöffnung 20 gegen die Aufnahmeeinrichtung 3 abklemmt (vgl. 4). Eine Rotation in die entgegengesetzte Richtung bewirkt ein Öffnen der Beutelöffnung 20. Die Klemmelemente 80 weisen an den anderen Enden jeweils eine Nut 93 auf. Zwei Nuten 93 von zwei benachbarten Klemmelementen 80 stehen jeweils in Eingriff mit einem Bolzen 92, welcher Teil der Betätigungseinrichtung 9 ist. Der Bolzen 92 ist im rechten Winkel fest mit einem Betätigungselement 90, welches ebenfalls als Bolzen ausgeführt ist, verbunden. Bei Betätigung durch das Betätigungselement 90, in diesem Fall Eindrücken des Betätigungselements 90, wird der Bolzen 92 quer zur Transportrichtung A verschoben. Durch die entsprechende Formgebung der Nuten 93 der Klemmelemente 80 werden jeweils zwei benachbarte Beutelöffnungen 20 geöffnet.
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Die Betätigungseinrichtung 9 umfasst im zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls Federelemente 91, welche die Klemmvorrichtungen 8 vorspannen (vgl. 3). Die Federelemente 91 sind dabei derart angeordnet, dass diese die Betätigungselemente 90, und somit auch die Bolzen 92, entgegengesetzt zur Betätigungsrichtung verschieben, sodass die Klemmelemente 80 in die andere Richtung rotieren und die Beutelöffnungen 20 abklemmen. Der Zangenmechanismus 10 erlaubt eine sehr effiziente und zuverlässige Klemmung der Beutel 2. Insbesondere bei einer hohen Ausbringung der Beutelfüllvorrichtung 1 und damit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit wird ein sicheres Öffnen und Abklemmen der Beutel 2 gewährleistet.
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In 6 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Beutelfüllvorrichtung 1 gezeigt. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Aufnahmeeinrichtung 3 und des Klemmmechanismus.
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Der Klemmmechanismus, also die Anordnungen und Funktionsweisen der Klemmvorrichtungen 8 entsprechen im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel in den 3 bis 5, wobei dieser um 90° gedreht ist. Das heißt, eine Betätigung mittels der Betätigungselemente 90 erfolgt von unten.
