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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten einer Verpackung, insbesondere einer Sterilverpackung, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kante der Verpackung in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene auszufalten und/oder zu straffen, wobei eine Arbeitsposition definiert ist, in welcher eine auszurichtende Verpackung in einem Betrieb der Vorrichtung anzuordnen ist.
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Vorsterilisierte Objekte, wie beispielsweise Injektionsspritzen, sind zu ihrem Transport in der Regel in sogenannten Tubs aufgenommen, die wiederum in eine oder mehreren beutelförmige Verpackungen eingeschweißt sind. Die Entnahme der Objekte aus der Verpackung und dem Tub soll nach GMP-Richtlinien sowie nach dem NTT (No Touch Transfer)-Konzept erfolgen. Hierzu müssen die beutelförmigen Verpackungen entsprechend ausgerichtet werden, um definiert aufgeschnitten werden zu können, wobei dieser Aufschneidevorgang im Idealfall in modularer Weise in einem Gesamt-Prozessablauf integriert sein kann.
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Um in diesem Zusammenhang einen definierten Schneidebereich bereitzustellen, umfassen derartigen beutelförmige Behälter in der Regel eine als „Kante“ bezeichnete Laschenecke, die zum Transport eingefaltet wird und erst unmittelbar vor dem zum Öffnen des Behälters durchzuführenden Schneiden wieder ausgefaltet und/oder gestrafft wird. Dieser Vorgang wird zusammenfassend als „Ausrichten“ der Verpackung bezeichnet und hat die Aufgabe, die Verpackung für ein nachfolgendes Aufschneiden vorzubereiten, das beispielsweise nach einem Überführen davon in eine Schneidvorrichtung durchgeführt werden kann.
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In bisher bekannten Vorrichtungen zum derartigen Ausrichten und Schneiden einer Verpackung konnte der Schritt des Ausrichtens entweder manuell von einem Maschinenbediener durchgeführt werden oder automatisch mittels einer Vakuumkammer, in welche die Verpackung eingeführt wurde, wobei sich nach einem anschließenden Evakuieren der Vakuumkammer die Verpackung durch Aufblähen ausgerichtet hat. Ferner waren ebenfalls automatische Vorrichtungen zum Ausrichten einer Verpackung bekannt, in welcher eine Nadel in die beutelförmige Verpackung eingestochen wurde und durch diese Nadel hindurch ein geeignetes inertes Gas eingeblasen wurde. Auch in derartigen Vorrichtungen wurde durch den relativen Überdruck innerhalb der Verpackung die zu schneidende Kante ausgefaltet und somit die Verpackung ausgerichtet.
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Wenngleich durch den Einsatz von automatischen Vorrichtungen zum Ausrichten von Verpackungen gegenüber dem manuellen Ausrichten der Verpackungen bereits Einspareffekte erzielt werden können, so sind die bisher bekannten automatischen Vorrichtungen zu diesem Zweck doch mechanisch relativ aufwendig und im Betrieb teuer, so dass hier noch Verbesserungspotential besteht. Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, die ohne Einbußen in ihrer Zuverlässigkeit eine vereinfachte Mechanik aufweist, in der insbesondere auf eine Vakuumpumpe oder Überdruckpumpe verzichtet werden kann, wie sie in den oben beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen jeweils notwendig ist.
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Zum Lösen dieser Aufgabe umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Bürstenstation mit wenigstens einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten rotierenden Bürste, welche dazu eingerichtet und angeordnet ist, mit der auszufaltenden und/oder zu straffenden Kante der Verpackung in Reibkontakt zu treten.
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Es ist der Verdienst der Erfinder der vorliegenden Vorrichtung, festgestellt zu haben, dass ein Ausfalten einer Kante einer Verpackung nicht nur durch einen Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Verpackung erzielt werden kann, sondern auch durch rein mechanische und damit kostengünstige und wartungsarme Mittel, die in physischen Kontakt mit der entsprechenden Kante der Verpackung treten und diese ausrichten und glätten. Es versteht sich, dass die in diesem Zusammenhang benutzten Begriffe „horizontal“ und „vertikal“ in erster Linie darauf hinweisen sollen, dass es sich um zwei orthogonal zueinander ausgerichtete Richtungen handelt. Es ist selbstverständlich ebenfalls denkbar, die erfindungsgemäße Vorrichtung unter einem Winkel gekippt zur Horizontalen anzuordnen.
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Wenngleich bereits mit einer einzelnen Bürste ein Ausfalten und/oder Straffen einer Kante einer Verpackung durchführbar ist, beispielsweise wenn dieser einen Bürste gegenüber eine geeignete Anlagefläche bereitgestellt wird, an welcher die Kante während des In-Kontakt-Tretens mit der Bürste anliegen kann, so kann in einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Bürstenstation wenigstens eine obere Bürste und wenigstens eine untere Bürste umfassen, welche derart eingerichtet und angeordnet sind, dass bei einem Ausfalten und/oder Straffen der Kante der in der Arbeitsposition befindlichen Verpackung diese zwischen der wenigstens einen oberen Bürste und der wenigstens einen unteren Bürste aufgenommen wird, um beidseitig mit den Bürsten in Kontakt zu treten. Indem auf diese Weise sowohl die Oberseite als auch die Unterseite der auszufaltenden und/oder zu straffenden Kante in Reibkontakt mit jeweils wenigstens einer Bürste steht, kann durch die beidseitig wirkende Zugwirkung auf das Material der Kante eine gleichmäßige Straffung davon sichergestellt werden.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform können jeweils zwei obere und zwei untere Bürsten vorgesehen sein, welche dazu angeordnet sind, sich von beiderseits der auszufaltenden und/oder zu straffenden Kante der in der Arbeitsposition befindlichen Verpackung zu deren Mitte hin zu erstrecken. Das Vorsehen von jeweils zwei oberen und zwei unteren Bürsten ist eine weitere Maßnahme, die eine verbesserte Zugwirkung auf die Kante der Verpackung sicherstellt, da hierdurch nicht nur an der Ober- und der Unterseite der Kante jeweils identische oder ähnliche Kräfte wirken, sondern darüber hinaus sichergestellt werden kann, dass jeweils an beiden Seiten in der horizontalen Ebene ebenfalls identische oder ähnliche Kräfte auf die Oberseite und die Unterseite der Kante wirken, so dass auch durch diese Maßnahme die Straffungswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann die eine oder wenigstens eine der Bürsten in einem vorbestimmten Winkelbereich um eine im Wesentlichen vertikale Schwenkachse schwenkbar angeordnet sein. Die von der wenigstens einen Bürste durchzuführende Schwenkbewegung hat sowohl den Vorteil, dass sie einerseits ebenfalls eine Kraftkomponente zum Ausfalten und/oder Straffen der Kante der Verpackung liefern kann, und dass sie andererseits ebenfalls ein vereinfachtes Platzieren der Verpackung in der Arbeitsposition ermöglichen kann, da durch ein Schwenken die wenigstens eine Bürste zunächst einmal von der Arbeitsposition und der Verpackung wegbewegt werden kann, bevor der eigentliche Ausfaltung- und/oder Straffungsprozess beginnt, für welchen die wenigstens eine Bürste wieder in Richtung der derart positionierten Verpackung geschwenkt werden kann.
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Um einen derartigen Betrieb zu ermöglichen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine Steuereinrichtung umfassen, welche den Rotationsbetrieb der wenigstens einen Bürste und die Schwenkbewegung der wenigstens einen Bürste in koordinierter Weise steuert. Hierzu können dann zum Antrieb der Rotationsbewegung und der Schwenkbewegung gesonderte Antriebsmotoren vorgesehen werden, während in einer alternativen Ausführungsform, in welcher auf die Steuereinrichtung verzichtet wird, beispielsweise auch durch einen einzelnen Motor mit geeigneten Umlenkmitteln und Getrieben der vorgesehene Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden kann.
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In einer möglichen Ausführungsform kann die oder wenigstens eine der Bürsten der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Walzenkörper und eine Mehrzahl von an dem Walzenkörper angebrachten Borsten umfassen, wobei die Kontur des Walzenkörpers vorzugsweise ein Wegknicken der Borsten erlaubt. In dieser Ausführungsform wird die zu erzeugende Reibung zwischen der Bürste und der auszufaltenden und/oder zu straffenden Kante der Verpackung im Wesentlichen alleine durch die Mehrzahl von Borsten erzielt, während die Walze im Optimalfall nur einen sehr geringen Reibungskoeffizienten aufweist, um zu verhindern, dass die gesamte beutelförmige Verpackung durch die Walzen eingezogen wird.
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In einer alternativen Ausführungsform könnte die oder wenigstens eine der Bürsten durch einen Zylinder mit einer Oberfläche aus einem Material mit einem geeigneten Reibungskoeffizienten, beispielsweise Silikon, gebildet sein, und der Zylinder kann hierbei vorzugsweise eine kreisförmige, elliptische oder ovale Grundfläche aufweisen.
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In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann diese ferner eine Zufuhr- und/oder Positionierungseinrichtung umfassen, welche dazu eingerichtet ist, eine auszurichtende Verpackung zu der Arbeitsposition zuzuführen und/oder an dieser zu positionieren. Wenngleich ein manuelles Positionieren der auszurichtenden Verpackung an der Arbeitsposition ebenfalls möglich ist, so kann durch das Vorsehen der Zufuhr- und/oder Positionierungseinrichtung dem Wunsch nach einem höheren Automatisierungsgrad und einer besseren Integrierbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einen komplexen Gesamtprozess Rechnung getragen werden.
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Ein Beispiel für ein derartiges System zum Ausrichten und Aufschneiden einer Verpackung, insbesondere einer Sterilverpackung, kann erfindungsgemäß eine Vorrichtung wie oben beschrieben und eine nachgeordnete Schneidvorrichtung umfassen, welche dazu eingerichtet ist, die Verpackung im Bereich der ausgefalteten und/oder gestrafften Kante aufzuschneiden. Hierbei kann die Schneidvorrichtung derart platziert sein, dass sie bereits die noch an der Arbeitsposition befindliche Verpackung im Bereich der ausgefalteten und/oder gestrafften Kante aufschneidet und somit eine Position einzunehmen hat, die zuvor durch die wenigstens eine Bürste während des Prozesses des Ausfaltens und/oder Straffens eingenommen worden ist, während in einer alternativen Ausführungsform eine Überführungsvorrichtung vorgesehen sein kann, welche dazu eingerichtet ist, die Verpackung im Zustand mit ausgefalteter und/oder gestraffter Kante von der Vorrichtung zum Ausrichten zu einer gesondert ausgebildeten Schneidvorrichtung zu überführen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlich, wenn diese zusammen mit den beiliegenden Figuren betrachtet wird. Diese zeigen im Einzelnen:
- 1a und 1b eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem Betrieb; und
- 2a bis 2d die Vorrichtung aus den 1a und 1b in einer Seitenansicht.
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In den beiliegenden Figuren ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten einer Verpackung in einer Draufsicht bzw. einer Seitenansicht in mehreren Betriebszuständen gezeigt und ganz allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
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Die Vorrichtung 10 wird dazu verwendet, eine zunächst einmal eingefaltete Kante einer Verpackung V auszufalten und zu straffen, wobei die Kante der Verpackung V mit dem Bezugszeichen K bezeichnet ist. Der Ablauf dieses Arbeitsvorgangs lässt sich insbesondere anhand der 2a bis 2d nachvollziehen, die die durchzuführenden Arbeitsschritte in chronologischer Reihenfolge zeigen.
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Innerhalb der Verpackung V ist im vorliegend gezeigten Beispiel ein Tub T aufgenommen, welches beispielsweise wiederum Injektionsspritzen oder andere sterile Artikel enthalten kann, und um das herum die Verpackung V angeordnet und durch Schweißen verschlossen worden ist.
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Zum Transport der Verpackung V wurde die Kante K davon zunächst einmal eingefaltet, wie beispielsweise in den 2a und 2b zu erkennen ist. Um ein sicheres Aufschneiden der beutelförmigen Verpackung V bewerkstelligen zu können, muss die aufzuschneidende Kante K der Verpackung V zunächst einmal ausgefaltet und ausgerichtet werden. Hierbei ist wünschenswert, die Kante K möglichst eben und faltenfrei in dem zu schneidenden Zustand bereitzustellen.
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Hierzu umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 jeweils ein Paar von oberen und unteren Bürsten 12a, 12b bzw. 14a, 14b, die in ihrer Gesamtheit eine Bürstenstation im Sinne der vorliegenden Offenbarung bilden, wobei in den Draufsichten aus den 1a und 1b lediglich die beiden oberen Bürsten 12a und 12b zu erkennen sind und Positionen der unteren Bürsten 14a und 14b durch Pfeile angedeutet sind, während in der Seitenansicht aus den 2a bis 2d lediglich die beiden Bürsten 12b und 14b dargestellt sind. Wie ebenfalls in den 1a und 1b zu sehen ist, sind die beiden Bürsten 12a und 12b um jeweilige Schwenkachsen S1 und S2 um einen vorbestimmten Winkelbereich schwenkbar, was im Übrigen auch für die beiden unteren Bürsten 14a und 14b gilt, die unterhalb der beiden oberen Bürsten 12a und 12b liegen und somit ebenfalls um dieselben Achsen S1 und S2 schwenkbar sind.
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Jede der Bürsten 12a bis 14b ist in Form eines Walzenkörpers 16 mit einer Mehrzahl von Borsten 18 gebildet, wobei die Borsten 18 flexibel sind, wie beispielweise in den 2b bis 2d zu erkennen ist, und ferner der Walzenkörper 16 mit Vertiefungen im Bereich der Borsten 18 versehen ist, die ein Abknicken der Borsten 18 erlauben. Im Gegensatz zu den Walzen 16 sind die flexiblen Borsten 18 aus einem Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten gebildet, so dass sie eine erhebliche Kraft auf die auszufaltende Kante K ausüben können, wenn die Bürsten 12a bis 14b, wie durch die Pfeile in den 2a bis 2d angedeutet, rotieren.
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Wie in den 2a bis 2d nämlich zu erkennen ist, läuft der Prozess des Ausfaltens und/oder Straffens der Kante K der Verpackung V derart ab, dass die Verpackung V zunächst einmal zu ihrer Arbeitsposition in der Vorrichtung 10 überführt wird (2a), während die Bürsten 12a bis 14d noch in ihrer verschwenkten Position sind, die auch in der 1b dargestellt ist.
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Nachdem die Verpackung V an der Arbeitsposition in der Vorrichtung 10 platziert worden ist, werden die Bürsten 12a bis 14b in die in 1a gezeigte Position zurückgeschwenkt und kommen mit der Verpackung V im Bereich der Kante K in Kontakt. Hierbei drehen sich die oberen Bürsten 12a und 12b jeweils entgegen dem Uhrzeigersinn, während sich die unteren Bürsten 14a und 14b im Uhrzeigersinn drehen. Der Antrieb der einzelnen Bürsten kann durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung gesteuert und durch einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben sein, wobei der Betrieb der die Rotation antreibenden Motoren und von das Schwenken um die Achsen S1 und S2 antreibenden Motoren in koordinierter Weise erfolgen kann. Zunächst ist die Kante K noch eingefaltet, jedoch wird sie durch den Reibeingriff mit zunächst den unteren Bürsten 14a und 14b nach oben zurückgefaltet, bis sie in symmetrischer Weise zwischen den oberen Bürsten 12a und 12b und den unteren Bürsten 14a und 14b eingefasst ist, wie in 2c gezeigt ist.
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Indem nun symmetrische Kräfte auf die Kante K durch die oberen Bürsten 12a und 12b und die unteren Bürsten 14a und 14b ausgeübt werden, wird die Verpackung V, wie in 2d gezeigt ist, ausgerichtet und kann in einem nachfolgenden Arbeitsschritt im Bereich der Kante K aufgeschnitten werden, ohne dass der in der Verpackung V aufgenommene Tub T durch den Schneidvorgang beeinträchtigt würde.
