DE102019131680A1 - Andockverschluss und Verfahren zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums mit einem zweiten Hohlraum - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Andockverschluss (14) zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums (10) mit einem zweiten Hohlraum (12), umfassend eine erste Verschlusseinheit (16), die ein erstes Verschlusselement (22), welches zwischen einer Schließstellung, in welcher die erste Verschlusseinheit (16) geschlossen ist, und einer Offenstellung, in welcher die erste Verschlusseinheit (16) geöffnet ist, bewegbar und axial verschiebbar in der ersten Verschlusseinheit (16) gelagert ist, und erste Dichtmittel (32) aufweist, eine zweite Verschlusseinheit (18), die mit dem zweiten Hohlraum (12) verbunden oder verbindbar ist und ein zweites Verschlusselement (34), welches zwischen einer Schließstellung, in welcher die zweite Verschlusseinheit (18) geschlossen ist, und einer Offenstellung, in welcher die zweite Verschlusseinheit (18) geöffnet ist, bewegbar und axial verschiebbar in der zweiten Verschlusseinheit (18) gelagert ist, und zweite Dichtmittel (38) aufweist, wobei die erste Verschlusseinheit (16) und die zweite Verschlusseinheit (18) mit Verbindungsmitteln (40) formschlüssig und/oder reibschlüssig miteinander verbindbar sind, wozu die erste Verschlusseinheit (16) und die zweite Verschlusseinheit (18) eine zumindest anteilig axiale Verbindungsbewegung relativ zueinander durchführen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Andockverschluss zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums mit einem zweiten Hohlraum. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums mit einem zweiten Hohlraum.
• Bekannte Absperrorgane, beispielsweise ein Doppelklappenteller, sind jeweils in einem Gehäuse gelagert und derart in dem jeweiligen Gehäuse angeordnet, dass die Absperrorgane in der Andockstellung mit Schnittstellenflächen zumindest teilflächig aneinander anliegen und gegeneinander abgedichtet sind.
• Ein derartiges Absperrorgan wie beispielsweise DE 10 2011 009 303 A1 ist mittels gewichtiger Gehäuse und steifer Lagerungen auf einen Drehachsenbereich beschränkt mit Kräften beaufschlagbar, um möglichst dicht und vollumfänglich aneinander anzuliegen.
• Andockverschlusse zum kontaminationsfreien Verbinden einer ersten flexiblen Umhüllung mit einer zweiten flexiblen Umhüllung sind beispielsweise aus der WO 2019/175121A1 , DE 20 2009 018 082 U1 und der DE 10 2013 000 011 A1 bekannt.
• Derartige Andockverschlüsse werden beispielsweise dann eingesetzt, wenn eine Substanz, beispielsweise in Partikelform, von einem Lager- und Transportbehältnis in einen Reaktor überführt werden soll, um dort weiterbearbeitet zu werden, insbesondere, um mit einer anderen Substanz zu reagieren. Hierzu ist es notwendig, das Lager- und Transportbehältnis und den Reaktor zu öffnen, um einen Durchtrittskanal zu schaffen, durch welchen die Substanz vom Lager- und Transportbehältnis in den Reaktor gelangen kann. Hierzu wird das Lager- und Transportbehältnis unter Verwendung des Andockverschlusses mit dem Reaktor verbunden und der Andockverschluss geöffnet. Insbesondere dann, wenn es sich bei der Substanz um eine toxische Substanz handelt, muss verhindert werden, dass hierbei die toxische Substanz in die Umgebung gelangen kann. In vielen Fällen muss aber auch verhindert werden, dass Substanzen aus der Umgebung in den Reaktor gelangen können. Nach erfolgter Überführung der Substanz in den Reaktor wird der Andockverschluss wieder geschlossen und das Lager- und Transportbehältnis vom Reaktor getrennt. Es muss vermieden werden, dass im geschlossenen Zustand die toxische Substanz an einer Fläche des Andockverschlusses haften bleibt, die von außen her zugänglich ist, wodurch Personen, die mit dem Lager- und Transportbehältnis oder dem Reaktor in Berührung kommen, verletzt werden können.
• Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, einen Andockverschluss anzugeben, mit welchem es mit einfachen und kostengünstigen Mitteln möglich ist, zwei Hohlräume kontaminationsfrei zu verbinden und insbesondere zu verhindern, dass nach Schließen des Andockverschlusses von außen her Substanzen, die von einem in den anderen Hohlraum überführt worden sind, zugänglich sind.
• Weiteren liegt einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums mit einem zweiten Hohlraum anzugeben.
• Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Andockverschluss zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums mit einem zweiten Hohlraum, umfassend
• - eine erste Verschlusseinheit, die
  • o mit dem ersten Hohlraum verbunden oder verbindbar ist, und
  • o ein erstes Verschlusselement, welches zwischen einer Schließstellung, in welcher die erste Verschlusseinheit geschlossen ist, und einer Offenstellung, in welcher die erste Verschlusseinheit geöffnet ist, bewegbar ist,
  • o ein freies erstes Ende, und
  • o erste Dichtmittel aufweist, welche ausgehend vom freien ersten Ende in der Schließstellung axial hinter dem ersten Verschlusselement angeordnet ist,
• - eine zweite Verschlusseinheit, die
  • o mit dem zweiten Hohlraum verbunden oder verbindbar ist und
  • o ein zweites Verschlusselement, welches zwischen einer Schließstellung, in welcher die zweite Verschlusseinheit geschlossen ist, und einer Offenstellung, in welcher die zweite Verschlusseinheit geöffnet ist, bewegbar ist,
  • o ein freies zweites Ende, und
  • o zweite Dichtmittel aufweist, welches ausgehend vom freien zweiten Ende in der Schließstellung axial hinter dem zweiten Verschlusselement angeordnet ist,
• - wobei die erste Verschlusseinheit und die zweite Verschlusseinheit mit Verbindungsmitteln formschlüssig und/oder reibschlüssig miteinander verbindbar sind, wozu die erste Verschlusseinheit und die zweite Verschlusseinheit eine zumindest anteilig axiale Verbindungsbewegung relativ zueinander durchführen,
• - die ersten Dichtmittel und die zweiten Dichtmittel in der Offenstellung der ersten Verschlusseinheit und der zweiten Verschlusseinheit aufgrund der Verbindungsbewegung dichtend zur Anlage miteinander bringbar sind.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Dichtmittel in der Schließstellung der beiden Verschlusselemente ausgehend vom freien Ende hinter den jeweiligen Verschlusselementen angeordnet sind. Die beiden Verschlusseinheiten werden im Bereich der freien Enden miteinander verbunden, wozu die beiden Verschlusseinheiten eine Verbindungsbewegung durchführen. In der Offenstellung der Verschlusselemente ist es möglich, die beiden Dichtmittel dichtend zur Anlage miteinander zu bringen. Anschließend kann der Andockverschluss geöffnet werden. Die beiden Dichtmittel umschließen nun einen Durchtrittskanal, über welchen eine Substanz vom ersten Hohlraum in den zweiten Hohlraum oder umgekehrt überführt werden kann. Dabei verhindern die beiden Dichtmittel, dass die Substanz in die Umgebung des Andockverschlusses gelangen kann. Hervorzuheben ist dabei, dass die Dichtmittel auch verhindern, dass die Substanz mit den jeweiligen Verschlusselementen in Berührung kommen kann. Nachdem das Überführen der Substanz vom ersten Hohlraum in den zweiten Hohlraum oder umgekehrt abgeschlossen ist, kann der Andockverschluss wieder verschlossen werden. Dabei werden die oben genannten Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt. Wie erwähnt, bewirken die Dichtmittel, dass die zu überführende Substanz nicht mit den Verschlusselementen in Berührung kommt. Folglich gelang keine Substanz an die nach außen zeigende Fläche des jeweiligen Verschlusselements. Eine Gefährdung für Personen, welche sich in der Umgebung des Andockverschlusses befinden, besteht nicht mehr.
• Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform sind das erste Verschlusselement und/oder das zweite Verschlusselement als eine Blende ausgeführt. Es bietet sich insbesondere an, die Blende als eine Iris-Blende auszuführen. In diesem Fall weist die Öffnung, welche die Blende in der Offenstellung freigibt, einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die beiden Dichtmittel können einen ringförmigen Querschnitt aufweisen. Der Durchmesser der Öffnung, welche die Blende in der Offenstellung freigibt, ist dabei größer als der Durchmesser der beiden Dichtmittel. Folglich behindert die Blende in der Offenstellung die beiden Dichtmittel nicht, so dass diese in dichtende Anlage miteinander gebracht werden können. Der Durchtrittskanal wird nur von den Dichtmittel begrenzt. Die Verschlusselemente befinden sich außerhalb des Durchtrittskanals und behindern den Produktstrom zwischen den beiden Hohlräumen nicht.
• Hierin liegt ein wichtiger Unterschied zu den aus der DE 10 2011 009 303 A1 gezeigten sogenannten Doppelklappen, welche im geöffneten Zustand des Andockverschlusses im Produktstrom stehen und diesen mehr oder weniger stark behindern.
• Zudem lässt sich eine Blende insbesondere mit einer Drehbewegung, aber auch mit einer axialen Bewegung auf einfache Weise öffnen und schließen.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind
• - das erste Verschlusselement axial verschiebbar in der ersten Verschlusseinheit und
• - das zweite Verschlusselement axial verschiebbar in der zweiten Verschlusseinheit gelagert,
wobei aufgrund der Verbindungsbewegung die erste Verschlusseinheit relativ zu den ersten Dichtmitteln (32) und die zweite Verschlusseinheit relativ zu den zweiten Dichtmitteln axial verschoben werden.
• Aufgrund der axial verschiebbaren Lagerung der beiden Verschlusseinheiten werden diese infolge der Verbindungsbewegung axial von den freien Enden weg zu den jeweiligen Dichtmitteln hin bewegt. Hierdurch ist es möglich, die jeweiligen Dichtmittel in der Schließstellung ausgehend vom freien Ende hinter den jeweiligen Verschlusselementen anzuordnen, so dass die Dichtmittel von außen nicht zugänglich sind. In der Offenstellung können die Dichtmittel ausgehend vom freien Ende aufgrund der axialen Verschiebbarkeit vor den Verschlusselementen angeordnet werden, so dass die Dichtmittel der jeweiligen Verschlusseinheiten miteinander zur Anlage gebracht werden und den Durchtrittskanal umschließen können.
• In einer weitergebildeten Ausführungsform können das erste Verschlusselement und das zweite Verschlusselement aufgrund der Verbindungsbewegung von der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar sein. In dieser Ausführungsform wird die Verbindungsbewegung, welche zum Verbinden der ersten Verschlusseinheit und der zweiten Verschlusseinheit notwendig ist, auch zum Bewegen der beiden Verschlusselemente von der Schließstellung in die Offenstellung verwendet. Dies erfolgt durch eine Mitnahme der Verschlusselemente. Selbiges gilt auch dann, wenn die erste Verschlusseinheit und die zweite Verschlusseinheit wieder voneinander getrennt werden, wobei die beiden Verschlusseinheiten hierbei von der Offenstellung in die Schließstellung bewegt werden. Hierdurch werden einerseits Fehlbedienungen vermieden und andererseits das Öffnen und Schließen des Andockverschlusses beschleunigt.
• Bei einer weitergebildeten Ausführungsform können
• - die erste Verschlusseinheit elastische erste Elemente zur axial verschiebbaren Lagerung des ersten Verschlusselements und/oder
• - die zweite Verschlusseinheit elastische zweite Elemente zur axial verschiebbaren Lagerung des zweiten Verschlusselements umfassen.
• Mit den elastischen Elementen werden die in eine Stellung vorgespannt, in welcher sie sich ausgehend von den freien Enden axial vor den Dichtmitteln befinden. Werden die beiden Verschlusseinheiten zum Öffnen des Andockverschlusses miteinander verbunden, werden die beiden Verschlusselemente aufgrund der hierbei durchgeführten Verbindungsbewegung axial bewegt und die elastischen Elemente komprimiert. Soll der Andockverschluss wieder geschlossen werden, bewirken die elastischen Elemente, dass die beiden Verschlusselemente wieder ausgehend vom freien Ende vor den Dichtmitteln angeordnet sind, so dass sie die beiden Verschlusseinheiten wieder schließen können.
• Bei einer weiteren Ausführungsform können
• - die elastischen ersten Elemente in ersten Vertiefungen der ersten Verschlusseinheit angeordnet sein, in welche erste Vorsprünge des ersten Verschlusselements eingreifen, und/oder
• - die elastischen zweiten Elemente in zweiten Vertiefungen der zweiten Verschlusseinheit angeordnet sein, in welche zweite Vorsprünge des zweiten Verschlusselements eingreifen.
• In dieser Ausführungsform werden die beiden Verschlusseinheit en zusätzlich noch axial geführt, so dass ihre Bewegung klar definiert ist. Hierzu greifen die jeweiligen Vorsprünge in entsprechend geformte Vertiefungen ein, an deren Boden sich die jeweiligen elastischen Elemente abstützen.
• Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass
• - die erste Verschlusseinheit erste Verbindungsmittel aufweist, welche mit einer zweiten Kulissenführung der zweiten Verschlusseinheit formschlüssig zusammenwirken und/oder
• - die zweite Verschlusseinheit zweite Verbindungsmittel aufweist, welche mit einer ersten Kulissenführung der ersten Verschlusseinheit formschlüssig zusammenwirken.
• Mit den Kulissenführungen lässt sich eine Relativbewegung der ersten Verschlusseinheit relativ zur zweiten Verschlusseinheit vorgeben. Diese Relativbewegung entspricht der Verbindungsbewegung, welche zum Öffnen der Verschlusselemente und zum axialen Verschieben der Verschlusselemente relativ zu den Dichtmittel führt. Die Kulissenführungen ermöglichen es, die Verbindungsbewegung so vorzugeben, dass ein axiales Verschieben der Verschlusselemente relativ zu den Dichtmittel erst dann erfolgt, wenn sich die Verschlusselemente in der Offenstellung befinden. Die Kulissenführungen können entsprechend geformten Nuten aufweisen, in welche die Verbindungsmittel der jeweils anderen Verschlusseinheit eingreifen.
• Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform die erste Kulissenführung und/oder die zweite Kulissenführung
• - zumindest einen gegenüber einer Längsachse des Andockverschlusses geneigten Abschnitt und/oder
• - zumindest einen parallel zur Längsachse verlaufenden Parallelabschnitt und zumindest einen senkrecht zur Längsachse verlaufenden Normalabschnitt aufweist.
• In dieser Ausführungsform werden die beiden Verschlusseinheiten nach Art eines Bajonettverschlusses miteinander verbunden. Diese Art des Verbindens der beiden Verschlusseinheiten miteinander ist für einen Benutzer sehr intuitiv und gibt ihm eine eindeutige Rückmeldung darüber, dass die beiden Verschlusseinheiten miteinander verbunden sind.
• Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Kulissenführung und/oder die zweite Kulissenführung
• - einen parallel zur Längsachse verlaufenden ersten Parallelabschnitt,
• - einen sich dem ersten Parallelabschnitt anschließenden und senkrecht zur Längsachse verlaufenden ersten Normalabschnitt,
• - einen sich dem ersten Normalabschnitt anschließenden und parallel zur Längsachse verlaufenden zweiten Parallelabschnitt, und
• - einen sich dem zweiten Parallelabschnitt anschließenden und senkrecht zur Längsachse verlaufenden zweiten Normalabschnitt aufweisen.
• In dieser Ausgestaltung müssen insgesamt vier voneinander getrennte Bewegungen durchgeführt werden, um die beiden Verschlusseinheiten miteinander zu verbinden. Wenn die Verbindungsmittel den ersten Parallelabschnitt durchlaufen, werden die beiden Verschlusselemente relativ zueinander ausgerichtet. Beim Durchlaufen des ersten Normalabschnitts werden die beiden Verschlusselemente von der Schließstellung in die Offenstellung bewegt. Beim Durchlaufen des zweiten Parallelabschnitts werden die beiden Dichtmittel dichtend zur Anlage miteinander gebracht. Schlussendlich werden die erste Verschlusseinheit und die zweite Verschlusseinheit beim Durchlaufen des zweiten Normalabschnitts miteinander verriegelt. Folglich ist jedem Abschnitt der Kulissenführung ein bestimmter Schritt beim Öffnen oder Schließen des Andockverschlusses zugeordnet. Hierdurch wird die bestimmungsgemäße Bedienung des Andockverschlusses sichergestellt.
• Bei einer weiteren Ausführungsform können die erste Verschlusseinheit und die zweite Verschlusseinheit baugleich ausgeführt sein. Dadurch, dass die erste Verschlusseinheit und die zweite Verschlusseinheit baugleich sind, lassen sich die Kosten zum bereitstellen des Andockverschlusses gering halten.
• Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums mit einem zweiten Hohlraum mittels eines Andockverschlusses nach einer der zuvor diskutierten Ausführungsformen, umfassend folgende Schritte:
• - Einbringen des erste Verbindungsmittels in die zweite Kulissenführung,
• - Bewegen des ersten Verbindungsmittels entlang des ersten Parallelabschnitts und Ausrichten der ersten Verschlusseinheit relativ zur zweiten Verschlusseinheit,
• - Bewegen des ersten Verbindungsmittels entlang des ersten Normalabschnitts und Bewegen des zweiten Verschlusselements von der Schließstellung in die Offenstellung,
• - Bewegen des ersten Verbindungsmittels entlang des zweiten Parallelabschnitts und dichtend zur Anlage Bringen des ersten Dichtmittels und des zweiten Dichtmittels, und
• - Bewegen des ersten Verbindungsmittels entlang des zweiten Normalabschnitts und Verriegeln der ersten Verschlusseinheit mit der zweiten Verschlusseinheit.
• Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vorschlagsgemäßen Verfahren erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für die entsprechende Ausführungsform des vorliegenden Andockverschlusses erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass jedem Abschnitt der Kulissenführung ein bestimmter Schritt beim Öffnen und Schließen des Andockverschlusses zugeordnet ist. Hierdurch wird die bestimmungsgemäße Bedienung des Andockverschlusses sichergestellt. Fehlbedienungen des Andockverschlusses können vermieden werden.
• Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
• 1A eine prinzipielle Darstellung eines ersten Hohlraums und eines zweiten Hohlraums, welche mittels eines Andockverschlusses miteinander verbunden werden können,
• 1B den ersten Hohlraum und den zweiten Hohlraum, welche mit dem Andockverschluss miteinander verbunden sind, wiederum anhand einer prinzipiellen Darstellung,
• 2A bis 2C ein Ausführungsbeispiel eines Andockverschlusses im geschlossenen Zustand anhand von verschiedenen Ansichten,
• 3A bis 3C den in den 2A bis 2C gezeigten Andockverschluss anhand von verschiedenen Ansichten, wobei sich die Verschlusseinheiten in der Offenstellung befinden,
• 4A bis 4C den in den 2A bis 2C gezeigten Andockverschluss anhand von verschiedenen Ansichten, wobei sich die Verschlusseinheiten in der Offenstellung befinden und die Dichtmittel dichtend aneinander anliegen,
• 5A bis 5C den in den 2A bis 2C gezeigten Andockverschluss anhand von verschiedenen Ansichten, wobei die beiden Verschlusseinheiten miteinander verriegelt sind,
• 6A eine Explosionsdarstellung einer Verschlusseinheit,
• 6B die in 6A gezeigte Verschlusseinheit im zusammengesetzten Zustand,
• 6C den in 6B gekennzeichneten Ausschnitt anhand einer vergrößerten Darstellung,
• 6D eine prinzipielle Teilschnittdarstellung einer Verschlusseinheit,
• 7A eine prinzipielle Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Kulissenführung,
• 7B eine prinzipielle Darstellung einer zweite Ausführungsform einer Kulissenführung, und
• 7C eine prinzipielle Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Kulissenführung.
• In 1A sind ein erster Hohlraum 10 und ein zweiter Hohlraum 12 anhand einer prinzipiellen Darstellung gezeigt, welche mittels eines Andockverschlusses 14 kontaminationsfrei miteinander verbunden werden können. Der Andockverschluss 14 weist eine erste Verschlusseinheit 16 auf, welche mit dem ersten Hohlraum 10 verbunden ist. Weiterhin weist der Andockverschluss 14 eine zweite Verschlusseinheit 18 auf, welches mit dem zweiten Hohlraum 12 verbunden ist. Der erste Hohlraum 10 kann beispielsweise von einem Lager- und Transportbehältnis gebildet werden, in welchem eine Substanz, insbesondere ein Feststoff, aufbewahrt und transportiert werden kann. Der zweite Hohlraum 12 kann beispielsweise von einem Reaktor gebildet werden, in welchem die Substanz, die im Lager- und Transportbehältnis gelagert ist, auf eine geeignete Weise weiterbearbeitet werden kann. Der erste Hohlraum 10 oder der zweite Hohlraum 12 können aber auch beispielsweise ein Schlauch, eine Rohrleitung oder dergleichen sein.
• In der 1A ist der Andockverschluss 14 geschlossen, so dass die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 und folglich die Hohlraume 10, 12 voneinander getrennt werden können. Die Substanz, welche sich im ersten Hohlraum 10 oder im zweiten Hohlraum 12 befindet, kann aufgrund des verschlossenen Andockverschlusses 14 die Hohlräume 10, 12 nicht verlassen.
• In 1B befindet sich der Andockverschluss 14 im geöffneten Zustand. Im geöffneten Zustand des Andockverschlusses 14 ist die erste Verschlusseinheit 16 mit der zweiten Verschlusseinheit 18 verbunden. Hierzu ist eine zumindest anteilig axiale Verbindungsbewegung notwendig. „Axial“ bezieht sich im Folgenden auf eine Längsachse L, welche in den 1A und 1B dargestellt ist. Im geöffneten Zustand wird ein Durchtrittskanal 20 freigegeben, durch welchen die Substanz, vom ersten Hohlraum 10 in den zweiten Hohlraum 12 oder umgekehrt überführt werden kann.
• In den 2A bis 2B ist ein Ausführungsbeispiel eines vorschlagsgemäßen Andockverschlusses 14 anhand von verschiedenen Darstellungen gezeigt. Die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 sind baugleich ausgeführt, so dass sich die folgende Beschreibung sowohl auf die erste Verschlusseinheit 16 als auch auf die zweite Verschlusseinheit 18 bezieht.
• Dabei zeigt die 2B eine Draufsicht auf die erste Verschlusseinheit 16 oder die zweite Verschlusseinheit 18, 2A eine Schnittdarstellung entlang der in 2B definierten Schnittebene A-A durch die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 und 2C eine perspektivische Darstellung des Andockverschlusses 14.
• Die erste Verschlusseinheit 16 weist ein erstes Verschlusselement 22 auf, welche im dargestellten Beispiel als eine Blende 24, insbesondere als eine Iris-Blende 24 ausgeführt ist. Wie vor allem aus der 2B zu erkennen, umfasst die Iris-Blende 24 im dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Segmente 26, welche in eine entsprechende Anzahl von Aufnahmeräumen des ersten Verschlusselements eingebracht werden können. Folglich lässt sich das erste Verschlusselement 22 von einer Schließstellung, wie in 2B dargestellt, in eine Offenstellung bewegen, welche in den 3B bis 5B gut zu erkennen ist. Ferner weist die erste Verschlusseinheit 16 ein freies erstes Ende 30 auf. Aus den 3B bis 5B lässt sich erkennen, dass die erste Verschlusseinheit 16 darüber hinaus mit einem ersten Dichtmittel 32 ausgestattet ist, welches ringförmig ausgestaltet ist.
• Wie bereits erwähnt, sind die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 baugleich ausgeführt. Entsprechend weist die zweite Verschlusseinheit 18 ein zweites Verschlusselement 34, ein freies zweites Ende 36 und ein zweites Dichtmittel 38 auf.
• Weiterhin sind die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 mit Verbindungsmitteln 40 formschlüssig und/oder reibschlüssig miteinander verbindbar (siehe 2A). Im vorliegenden Fall sind die Verbindungsmittel 40 als Klauen 42 ausgebildet, welche über das freie erste Ende 30 bzw. über das freie zweite Ende 36 hervorstehen.
• In 6C ist der in 6A gekennzeichnete Bereich B vergrößert dargestellt. Man erkennt das erste Dichtmittel 32 der ersten Verschlusseinheit 16 bzw. das zweite Dichtmittel 38 der zweiten Verschlusseinheit 18. Das erste Dichtmittel 32 weist eine Nut 43, insbesondere eine umlaufende Nut auf, welche die Flexibilität des ersten Dichtmittels 32 erhöht. Weiterhin ist erkennbar, dass ausgehend von der Nut 43 radial nach innen die Höhe des Dichtmittels 32 leicht ansteigt. Hierdurch wird bewirkt, dass das erste Dichtmittel 32 und das identisch ausgebildete zweite Dichtmittel 38 etwas komprimiert werden, wenn die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 aneinander anliegen.
• Darüber hinaus ist aus der 6D zu erkennen, dass die erste Verschlusseinheit 16 weiterhin erste Vertiefungen 44 aufweist, in welche elastische erste Elemente 46, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Federn dargestellt sind (siehe 6A), eingebracht werden und sich dort abstützen können. Die Federn wirken mit ersten Vorsprüngen 48 zusammen, welche von der ersten Verschlusseinheit 16, in diesem Fall von der ersten Blende 24, gebildet werden. Entsprechend weist die zweite Verschlusseinheit 18 zweite Vertiefungen, elastische zweite Elemente 52 und zweite Vorsprünge 54 auf.
• In den 7A bis 7C sind verschiedene Ausführungsformen einer ersten Kulissenführung 56 der ersten Verschlusseinheit 16 dargestellt. Aufgrund der Tatsache, dass die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 baugleich ausgeführt sind, gelten die folgenden Ausführungen auch für eine zweite Kulissenführung 58 der zweiten Verschlusseinheit 18. Wenn daher im Folgenden von der ersten Kulissenführung 56 die Rede ist, ist auch die zweite Kulissenführung 58 gemeint. Die Kulissenführungen 56, 58 können beispielsweise als Nuten ausgebildet sein, die in den Wandungen der jeweiligen Verschlusseinheit 16, 18 angeordnet sind. In die Nuten greifen die Verbindungsmittel 40 der jeweils anderen Verschlusseinheit 16, 18 ein.
• In 7A umfasst die erste Kulissenführung 56 einen geneigten Abschnitt 60. In diesen geneigten Abschnitt 60 kann ein Verbindungsmittel 40 der zweiten Verschlusseinheit 18 eingreifen. Folglich gibt die erste Kulissenführung 56 im ersten Ausführungsbeispiel, welches in der 7A gezeigt ist, eine Verbindungsbewegung vor, die schraubenförmigen ausgestaltet ist. Eine axiale Bewegung ist mit einer rotatorischen Bewegung der ersten Verschlusseinheit 16 relativ zur zweiten Verschlusseinheit 18 überlagert.
• In 7B ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kulissenführung 56, 58 gezeigt, welche einen ersten Parallelabschnitt 62₁ , welcher parallel zur Längsachse L verläuft, einen ersten Normalabschnitt 64₁ , der senkrecht zur Längsachse L verläuft, einen zweiten Parallelabschnitt 62₂ der wiederum parallel zur Längsachse L verläuft, und einen zweiten Normalabschnitt 64₂ umfasst, der wiederum senkrecht zur Längsachse L verläuft.
• In 7C ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kulissenführung 56, 58 dargestellt, welche weitgehend dem in 7B gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel entspricht. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass der zweite Normalabschnitt 64₂ im zweiten Ausführungsbeispiel zum ersten Parallelabschnitt 62₁ hin ausgerichtet ist, während der zweite Normalabschnitt 64₂ im dritten Ausführungsbeispiel wie auch der erste Normalabschnitt 64₁ vom ersten Parallelabschnitt 62₁ weg weist. Folglich weist die Kulissenführung 56, 58 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Hakenform auf, während sie im dritten Ausführungsbeispiel treppenförmig ausgebildet ist.
• Im Folgenden wird Bezug genommen auf die 2A bis 5C. Wie aus den folgenden Ausführungen deutlich werden wird, sind die erste Kulissenführung 56 und die zweite Kulissenführung 58 gemäß dem in 7B gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
• Der vorschlagsgemäße Andockverschluss 14 befindet sich in den 2A bis 2C im geschlossenen Zustand. Dies wird insbesondere dadurch deutlich, dass die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 beabstandet voneinander angeordnet sind und sich das erste Verschlusselement 22 und das zweite Verschlusselement 34 in einer Schließstellung befinden.
• Um den Andockverschluss 14 zu öffnen, wird wie folgt vorgegangen: Zunächst werden die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 aufeinander zu bewegt, bis dass die Verbindungsmittel 40, in diesem Fall die Klauen 42, in den ersten Parallelabschnitt 62₁ der Kulissenführungen 56, 58 eingreifen (vgl. 7B). Die entsprechende Verbindungsbewegung ist dabei parallel zur Längsachse L gerichtet. Diese Verbindungsbewegung wird solange fortgesetzt, bis dass die Verbindungsmittel 40 am Ende des ersten Parallelabschnitts 62₁ anschlagen. Hierdurch werden die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 relativ zueinander ausgerichtet.
• Anschließend werden die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 um die Längsachse L gedreht, wie es vom ersten Normalabschnitt 64₁ vorgegeben wird. Diese Drehung wird solange fortgesetzt, bis dass die Verbindungsmittel 40 am Ende des ersten Normalabschnitts 64₁ anliegen. Dieser Zustand ist in den 3A bis 3C dargestellt. Man erkennt, dass aufgrund der nun rotatorischen Verbindungsbewegung die Blende 24 geöffnet wird, wobei die Segmente 26 in die Aufnahmeräume 28 eingebracht werden und daher in den 3A bis 3C nicht mehr zu erkennen sind. Die Dichtmittel 32, 38 sind aber jetzt zu erkennen, da diese nicht mehr von den Segmenten 26 verdeckt werden.
• Danach werden die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 erneut entlang der Längsachse L bewegt, bis dass die Verbindungsmittel 40 am Ende des zweiten Normalabschnitts 64₂ anliegen. Dieser Zustand ist in den 4A bis 4C dargestellt. Man erkennt, dass dabei das erste Verschlusselement 22 und das zweite Verschlusselement 34 aufgrund ihrer axial verschiebbaren Lagerung vom freien ersten Ende 30 bzw. vom freien zweiten Ende 36 weg zum Dichtmittel 32, 38 hin bewegt werden. Die elastischen Elemente 46, 52 werden hierbei komprimiert.
• Aufgrund der axialen Bewegung der Verschlusselemente 22, 34 befinden sich die Dichtmittel 32, 38 sich nun ausgehend vom freien Ende 30, 36 axial gesehen zumindest auf gleicher Höhe mit dem Verschlusselement 22, 34 oder axial vor dem Verschlusselement 22, 34.
• Betrachtet man die Bewegung des Verschlusselements 22, 34 in Bezug auf die Dichtmittel 32, 38, so kann zusammenfassend folgendes festgestellt werden: Ausgehend von der Schließstellung der Verschlusselemente 22, 34 befinden sich die Dichtmittel 32, 38 vom freien Ende aus betrachtet axial hinter dem Verschlusselement 22, 34. Die Dichtmittel 32, 38 werden daher vor äußeren Einflüssen geschützt. Anschließend werden die Verschlusselemente 22, 34 geöffnet, so dass sie nicht mehr mit den Dichtmitteln 32, 38 überlappen. Danach werden die Verschlusselemente 22, 34 axial auf die Dichtmittel 32, 38 zu bewegt bis dass sie zumindest auf gleicher Höhe, bevorzugt jedoch axial gesehen ausgehend vom freien Ende hinter den Dichtmitteln 32, 38 angeordnet sind. Die Dichtmittel 32, 38 werden nun nicht mehr von den Verschlusselementen 22, 34 überdeckt, so dass die Dichtmittel 32, 38 der beiden Verschlusseinheiten 16, 18 dichtend miteinander in Anlage gebracht werden können.
• Wenn die Verbindungsmittel 40 am Ende des zweiten Parallelabschnitts 62₂ anliegen, liegen auch die ersten Dichtmittel 32 und die zweiten Dichtmittel 38 dichtend aneinander an. Dabei bietet es sich an, dass die ersten Dichtmittel 32 und die zweiten Dichtmittel 38 dabei etwas komprimiert werden.
• Nun werden die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 erneut um die Längsachse L gedreht, bis dass die Verbindungsmittel 40 am Ende des zweiten Normalabschnitts 64₂ anliegen. Aufgrund der Ausgestaltung der Kulissenführungen 56, 58 werden hierbei die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 entgegengesetzt zu der Drehung gedreht, welche sie dann ausführen, wenn die Verbindungsmittel 40 den ersten Normalabschnitt 64₁ durchlaufen. Die erste Verschlusseinheit 16 und die zweite Verschlusseinheit 18 werden nun miteinander verriegelt.
• Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich, umfasst die Verbindungsbewegung eine erste axiale Bewegung, gefolgt von einer ersten Drehbewegung, gefolgt von einer zweiten axiale Bewegung, gefolgt von einer zweiten Drehbewegung. Diese Bewegungen werden von der Kulissenführung 56, 58 vorgegeben. Um den Andockverschluss 14 wieder zu schließen, wird in der umgekehrten Reihenfolge vorgegangen.
• Wenn die ersten Dichtmittel 32 und die zweiten Dichtmittel 38 dichtend aneinander anliegen, umschließen sie den bereits erwähnten Durchtrittskanal 20, durch welchen eine Substanz vom ersten Hohlraum 10 in den zweiten Hohlraum 12 überführt werden kann und umgekehrt. Dabei befinden sich die Verschlusselemente 22, 34 außerhalb der Dichtmittel 32, 38 und folglich außerhalb des Durchtrittskanals 20, so dass die Verschlusselemente 22, 34 einerseits den Produktstrom zwischen dem ersten Hohlraum 10 und dem zweiten Hohlraum 12 nicht behindern, andererseits aber auch nicht mit der Substanz in Berührung kommen. Dies führt dazu, dass dann, wenn der Andockverschluss 14 wieder geschlossen wird und die beiden Verschlusseinheiten 16, 18 voneinander getrennt werden, die Verschlusselemente 22, 34 auf der nach außen zeigenden Seite keine Reste von der Substanz aufweisen.
• Hierdurch wird gewährleistet, dass eine Person, welche sich in der Umgebung des Andockverschlusses 14 aufhält, nicht von der Substanz verletzt werden kann.
• Bezugszeichenliste

10

erster Hohlraum

12

zweiter Hohlraum

14

Andockverschluss

16

erste Verschlusseinheit

18

zweite Verschlusseinheit

20

Durchtrittskanal

22

erstes Verschlusselement

24

Blende

26

Segmente

28

Aufnahmeraum

30

freies erstes Ende

32

erstes Dichtmittel

34

zweites Verschlusselement

36

freies zweites Ende

38

zweites Dichtmittel

40

Verbindungsmittel

42

Klauen

43

Nut

44

erste Vertiefung

46

elastische erste Elemente

48

erste Vorsprünge

50

zweite Vertiefung

52

elastische zweite Elemente

54

zweite Vorsprünge

56

erste Kulissenführung

58

zweite Kulissenführung

60

geneigter Abschnitt

62

Parallelabschnitt

621, 622

Parallelabschnitt

64

Normalabschnitt

641, 642

Normalabschnitt

L

Längsachse

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102011009303 A1 [0003, 0012]
• WO 2019/175121 A1 [0004]
• DE 202009018082 U1 [0004]
• DE 102013000011 A1 [0004]

Claims (11)

1. Andockverschluss (14) zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums (10) mit einem zweiten Hohlraum (12), umfassend - eine erste Verschlusseinheit (16), die o mit dem ersten Hohlraum (10) verbunden oder verbindbar ist, und o ein erstes Verschlusselement (22), welches zwischen einer Schließstellung, in welcher die erste Verschlusseinheit (16) geschlossen ist, und einer Offenstellung, in welcher die erste Verschlusseinheit (16) geöffnet ist, bewegbar ist, o ein freies erstes Ende (30), und o erste Dichtmittel (32) aufweist, welche ausgehend vom freien ersten Ende (30) hinter dem ersten Verschlusselement (22) angeordnet ist, - eine zweite Verschlusseinheit (18), die o mit dem zweiten Hohlraum (12) verbunden oder verbindbar ist und o ein zweites Verschlusselement (34), welches zwischen einer Schließstellung, in welcher die zweite Verschlusseinheit (18) geschlossen ist, und einer Offenstellung, in welcher die zweite Verschlusseinheit (18) geöffnet ist, bewegbar ist, o ein freies zweites Ende (36), und o zweite Dichtmittel (38) aufweist, welche ausgehend vom freien zweiten Ende (36) hinter dem zweiten Verschlusselement (34) angeordnet ist, - wobei die erste Verschlusseinheit (16) und die zweite Verschlusseinheit (18) mit Verbindungsmitteln (40) formschlüssig und/oder reibschlüssig miteinander verbindbar sind, wozu die erste Verschlusseinheit (16) und die zweite Verschlusseinheit (18) eine zumindest anteilig axiale Verbindungsbewegung relativ zueinander durchführen, - die ersten Dichtmittel (32) und die zweiten Dichtmittel (38) in der Offenstellung der ersten Verschlusseinheit (16) und der zweiten Verschlusseinheit (18) aufgrund der Verbindungsbewegung dichtend zur Anlage miteinander bringbar sind, wobei aufgrund der Verbindungsbewegung die erste Verschlusseinheit (16) relativ zu den ersten Dichtmitteln (32) und die zweite Verschlusseinheit (18) relativ zu den zweiten Dichtmitteln (38) axial verschoben werden.
2. Andockverschluss (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verschlusselement (22) und/oder das zweite Verschlusselement (34) als eine Blende (24) ausgeführt ist.
3. Andockverschluss (14) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Verschlusselement (22) axial verschiebbar in der ersten Verschlusseinheit (16) und - das zweite Verschlusselement (34) axial verschiebbar in der zweiten Verschlusseinheit (18) gelagert sind.
4. Andockverschluss (14) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verschlusselement (22) und das zweite Verschlusselement (34) aufgrund der Verbindungsbewegung von der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar ist.
5. Andockverschluss (14) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Verschlusseinheit (16) elastische erste Elemente (46) zur axial verschiebbaren Lagerung des ersten Verschlusselements (22) und/oder - die zweite Verschlusseinheit (18) elastische zweite Elemente (52) zur axial verschiebbaren Lagerung des zweiten Verschlusselements (34) umfassen.
6. Andockverschluss (14) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass - die elastischen ersten Elemente (46) in ersten Vertiefungen (44) der ersten Verschlusseinheit (16) angeordnet sind, in welche erste Vorsprünge (48) des ersten Verschlusselements (22) eingreifen, und/oder - die elastischen zweiten Elemente (52) in zweiten Vertiefungen (50) der zweiten Verschlusseinheit (18) angeordnet sind, in welche zweite Vorsprünge (54) des zweiten Verschlusselements (34) eingreifen.
7. Andockverschluss (14) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Verschlusseinheit (16) erste Verbindungsmittel (40) aufweist, welche mit einer zweiten Kulissenführung (58) der zweiten Verschlusseinheit (18) formschlüssig zusammenwirken und/oder - die zweite Verschlusseinheit (18) zweite Verbindungsmittel (40) aufweist, welche mit einer ersten Kulissenführung (56) der ersten Verschlusseinheit (16) formschlüssig zusammenwirken.
8. Andockverschluss (14) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kulissenführung (56) und/oder die zweite Kulissenführung (58) - zumindest einen gegenüber einer Längsachse (L) des Andockverschlusses (14) geneigten Abschnitt (60) und/oder - zumindest einen parallel zur Längsachse (L) verlaufenden Parallelabschnitt (62) und zumindest einen senkrecht zur Längsachse (L) verlaufenden Normalabschnitt (64) aufweist.
9. Andockverschluss (14) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kulissenführung und/oder die zweite Kulissenführung - einen parallel zur Längsachse (L) verlaufenden ersten Parallelabschnitt (62₁), - einen sich dem ersten Parallelabschnitt (62₁) anschließenden und senkrecht zur Längsachse (L) verlaufenden ersten Normalabschnitt (64₁), - einen sich dem ersten Normalabschnitt (64₁) anschließenden und parallel zur Längsachse (L) verlaufenden zweiten Parallelabschnitt (62₂), und - einen sich dem zweiten Parallelabschnitt (62₂) anschließenden und senkrecht zur Längsachse (L) verlaufenden zweiten Normalabschnitt (64₂) aufweisen.
10. Andockverschluss (14) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verschlusseinheit (16) und die zweite Verschlusseinheit (18) baugleich ausgeführt sind.
11. Verfahren zum kontaminationsfreien Verbinden eines ersten Hohlraums (10) mit einem zweiten Hohlraum (12) mittels eines Andockverschlusses (14) nach Anspruch 9, umfassend folgende Schritte: - Einbringen des ersten Verbindungsmittels (40) in die zweite Kulissenführung (58), - Bewegen des ersten Verbindungsmittels (40) entlang des ersten Parallelabschnitts (62₁) und Ausrichten der ersten Verschlusseinheit (16) relativ zur zweiten Verschlusseinheit (18), - Bewegen des ersten Verbindungsmittels (40) entlang des ersten Normalabschnitts (64₁) und Bewegen des zweiten Verschlusselements (34) von der Schließstellung in die Offenstellung, - Bewegen des ersten Verbindungsmittels (40) entlang des zweiten Parallelabschnitts (62₂) und dichtend zur Anlage Bringen des ersten Dichtmittels (32) und des zweiten Dichtmittels (38), und - Bewegen des ersten Verbindungsmittels (40) entlang des zweiten Normalabschnitts (64₂) und Verriegeln der ersten Verschlusseinheit (16) mit der zweiten Verschlusseinheit (18).

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