DE102021005495A1

DE102021005495A1 - Trennvorrichtung

Info

Publication number: DE102021005495A1
Application number: DE102021005495.4A
Authority: DE
Inventors: Steffen Julinek; Bert Schulze; Simon Hörner; Jan Waldenmaier
Original assignee: Kocher Plastik Maschinenbau GmbH
Current assignee: Kocher Plastik Maschinenbau GmbH
Priority date: 2021-11-06
Filing date: 2021-11-06
Publication date: 2023-05-11
Also published as: CN118215568A; CN219133162U; EP4426538A1; WO2023078660A1

Abstract

Trennvorrichtung mit einem Trennelement (10), das von einer Halteeinrichtung (12) gehalten ist, die in gegenläufigen linearen Zustellrichtungen mittels einer Antriebseinrichtung (14) bewegbar geführt zumindest in einer Richtung einen Trennvorgang an einem Trenngut durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass- das Trennelement (10) bandförmig ausgebildet ist,- die Halteeinrichtung (12) zwischen gegenüberliegenden Halteteilen (16, 18) das Trennelement (10) aufnimmt, und- das Trennelement (10) gegenüber der jeweiligen Zustellrichtung mit einer vorgebbaren Neigung in der Halteeinrichtung (12) aufgenommen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung mit einem Trennelement, das von einer Halteeinrichtung gehalten ist, die in gegenläufigen linearen Zustellrichtungen mittels einer Antriebseinrichtung bewegbar geführt zumindest in einer Richtung einen Trennvorgang an einem Trenngut durchführt.
Durch WO 02/49821 A2 ist eine Vorrichtung zum Herstellen und Befüllen von Behältern bekannt, mit zumindest einer bewegliche Formwände aufweisenden Form, in die hinein zumindest ein Schlauch plastifizierten Kunststoffmaterials extrudierbar ist, deren Formteile geschlossen werden können, um durch an ihnen befindliche Schweißkanten das vorauseilende Ende des Schlauches zur Bildung eines Behälterbodens zu verschweißen, mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines am Schlauch wirksamen und diesen aufweitenden Druckgradienten zur Ausformung des Behälters an den Formwänden, mit einem bewegbaren Trennelement, das zur Bildung einer Füllöffnung mittels Durchtrennen des Schlauches oberhalb der Form zwischen einer zurückgezogenen Grundposition und einer Arbeitsposition bewegbar ist, und mit einer Verschiebeeinrichtung zum Bewegen der Form in eine Füllposition zur Befüllung des Behälters durch die Füllöffnung hindurch, wobei als sterile Barriere eine zusammen mit einer als Trennelement dienenden Schneide bewegbare und beheizbare Platte vorgesehen ist, die in solcher Lageanordnung und mit solchen Abmessungen bereitgestellt wird, dass sie sich bei der Arbeitsposition des Trennelementes oberhalb der in die Füllposition führenden Bewegungsbahn der Form befindet und die Füllöffnung überdeckt. Die eingesetzte beheizbare Schneide dient als Trennkante und weist eine Keilform auf mit konisch geneigten zur Trennkante zulaufenden Trennflächen. Dergestalt soll der Gefahr begegnet werden, dass nach dem Durchtrennen des Schlauches Fremdkörper in die offene Füllöffnung fallen könnten, bevor die Form den Abfüllsterilraum erreicht hat und die sterile Barriere verhindert während dieses Verfahrensabschnittes auch den Zutritt von Keimen zur Füllöffnung. Dabei wird die sterile Barriereanordnung auf eine keimabtötende Temperatur, vorzugsweise von mehr als 150°C, erhitzt.
Trotz dieser Vorteile kommt es beim dahingehend heiß durchgeführten Schlauchschnitt mittels der erhitzten Schneide des Trennelements durch Aufschmelzvorgänge am Kunststoffmaterial des Schlauches zu Dämpfen, Oxidationsprodukten und Rauch, wobei daneben auch noch andere Partikel im Folgenden auch kurz mit Kontaminanten bezeichnet, freigesetzt werden, die ungewollt das Behälterinnere verunreinigen können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dahingehende Trennvorrichtungen im Stand der Technik weiter zu verbessern. Eine dahingehende Aufgabe löst eine Trennvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.
Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1

- das Trennelement der Trennvorrichtung bandförmig ausgebildet ist,
- die Halteeinrichtung zwischen gegenüberliegenden Halteteilen das Trennelement aufnimmt, und
- das Trennelement gegenüber der jeweiligen Zustellrichtung mit einer vorgebbaren Neigung in der Halteeinrichtung aufgenommen ist,

Demgemäß lassen sich mit der erfindungsgemäßen Trennvorrichtungslösung auch verbesserte Trenn- oder Schnittgeometrien am Schlauchmaterial erhalten, was das Durchführen nachfolgender Verarbeitungsschritte erleichtert. Des Weiteren sind die zu bewegenden Massen reduziert, indem es eben genügt ein geneigtes Trennelement mittels der Halteeinrichtung entlang den gegenläufigen linearen Zustellrichtungen vor und zurück zu bewegen im Gegensatz zu der massiven Platten-Schneiden-Ausgestaltung nach der genannten Entgegenhaltung, was die Präzision beim erfindungsgemäßen Trennvorgang verbessert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung ist vorgesehen, dass das bandförmige Trennelement für den Erhalt der vorgebbaren Neigung mit einem Neigungswinkel in der Halteeinrichtung aufgenommen ist, der in Bezug zur Horizontalen zwischen 3 bis 15°, bevorzugt zwischen 3 bis 10°, beträgt, so dass bei einer horizontalen Zustellbewegung des Trennelementes eine zugeordnete Trennkante in der Vertikalen gesehen zuunterst an dem Trennelement angeordnet ist. Mit Auftreffen der Trennkante auf das Trenngut, regelmäßig in Form eines Schlauches, kommt es zu einer linienförmigen, fortschreitenden Auftrennung der zu durchtrennenden Wandabschnitte und aufgrund der leicht ansteigenden Neigung des Trennelementes gegenüber einer Bezugshorizontalen erfolgt ein schonender Trennvorgang unter Vermeidung von Kontaminanten jedweder Art. Dabei wird das abgetrennte Kunststoffmaterial auf der Oberseite des bandförmigen Trennelementes nahezu kräftefrei geführt, wohingegen der untere Schlauchabschnitt sich von dem Trennelement verfahrensbedingt entfernt, so dass Kontaminanten durch ungewollten Wärmeeintrag erst gar nicht in diesem Bereich entstehen können. Insbesondere sind mit dem Trennvorgang glatt verlaufende Wandteile an der Trennstelle erreicht, die die späteren Umformprozesse in der Herstellmaschine erleichtern helfen.
Im Rahmen einer kontaminationsarmen Trennung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Trennelement ausgehend von seiner Trennkante unter Bildung des Bandes mit zwei gegenüberliegenden, parallel zueinander verlaufenden Trennflächen versehen ist, wobei es sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat, im Querschnitt gesehen das Trennelement asymmetrisch auszubilden und an einer Seite, die der Zufuhrrichtung des Trenngutes zugewandt ist, eine konkave Trennfläche und gegenüberliegend eine konvexe Wölbung vorzusehen. Anstelle der konvexen Krümmung lassen sich auch gute Ergebnisse erreichen, wenn die gegenüberliegende Seite geradlinig in einer Horizontebene verlaufend ausgebildet ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Trennvorrichtung ist vorgesehen, dass das Trennelement als Teil einer Widerstandsheizung elektrisch beheizbar ist und vorzugsweise die Temperatur des Trennelementes überwacht ist, besonders bevorzugt unter Einsatz mindestens eines Thermoelementes. Neben dem angesprochenen Thermoelement kann alternativ oder zusätzlich die Temperaturmessung auch durch berührungslose, optische Temperaturmessung, beispielweise mittels Pyrometer oder einer Infrarotkamera erfolgen und die derart erhaltenen Werte können in die Regelung für den Trennvorgang mit einbezogen werden.
Durch Regelung der Stromstärke kann die Temperatur des Schneid- oder Trennbandes auf eine gewünschte Temperatur eingestellt und konstant gehalten werden. Es versteht sich, dass die optimale Bandtemperatur abhängig ist vom eingesetzten Kunststoff für das Schlauchmaterial und ferner abhängig ist von der speziellen Schlauchgeometrie sowie der Wandstärke des Schlauches.
In vorteilhafter Weise kann das bandförmige Trennelement im stationären Zustand kurzzeitig auf weit höhere Temperaturen aufgeheizt werden, um die Sterilität zu gewährleisten. Auch werden hierbei eventuell am Trennelement anhaftende Verunreinigungen gezielt vorab und nicht während des eigentlichen Schlauchschnittes verbrannt, unter zusätzlichem Absaugen von entstehenden Verbrennungsgasen, wobei im Rahmen der Absaugung die angesprochene Neigung des Trennelementes zur Führung der Rauchgase gegenüber der Horizontalen sich als vorteilhaft erwiesen hat.
Um die Längenausdehnung des bandförmigen Trennelementes durch die erhöhte Temperatur auszugleichen und es für anstehende Schneid- oder Trennvorgänge stets in gespannter Position zu halten, ist es von Vorteil die Halteeinrichtung als Haltebügel zu konzipieren, die mit ihren gegenüberliegenden Bügelteilen als den Halteteilen das bandförmige Trennelement, vorzugsweise mit vorgebbarer Vorspannung, an seinen freien Bandenden insoweit unter Zug festhält. Dergestalt kann bei weit geringeren Einsatz-Temperaturen das Trennelement von seinen Bandmaßen her auch eine geringere Breite und/oder Dicke aufweisen und trotzdem noch über die mechanische Stabilität verfügen, die man für die angesprochenen Trennvorgänge benötigt, was der angestrebten Schnittqualität zugutekommt. Insbesondere kann dergestalt die Steifigkeit des Bandmaterials bei den erfindungsgemäß angesprochen niedrigen Anwendungstemperaturen deutlich erhöht werden. Dies wiederum ermöglicht eine zusätzliche Reduzierung der Kontaktfläche von Schlauch und bandförmigem Trennelement unter Einbezug seiner Neigung und trägt somit neben der reduzierten Temperatur zu einer Minimierung der Rauchbildung und somit zu einer Minimierung der angesprochenen Kontaminanten mit bei.
Grundsätzlich kann das bandförmige Trennelement auch „kalt“ gefahren werden, d.h. ohne zusätzliche Wärmezufuhr zum Trennelement, unter der Voraussetzung, dass das zu trennende Trenngut in Form des Schlauches bei der herrschenden Temperatur über entsprechende mechanische Eigenschaften verfügt, die für den Trennvorgang geeignet sind.
Als besonders kostengünstig in der Realisierung hat es sich erwiesen als Antriebseinrichtung einen Linearantrieb unter Einsatz eines Elektromotors oder Pneumatikzylinders vorzusehen, der die Halteeinrichtung mit dem geneigten Trennelement in den beiden gegenläufigen Zustellrichtungen innerhalb der Horizontalen bewegt. Dergestalt ist auch ein verzögerungsfreies Ansteuern des Trennelementes ermöglicht.
Die Trennvorrichtung lässt sich für ein erfindungsgemäßes Verfahren einsetzen, das vorzugsweise dem Herstellen eines geformten, befüllten und verschlossenen Behältererzeugnisses dient und zumindest die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

- Extrusion eines Schlauches mittels einer Extrusionseinrichtung, vorzugsweise unter Verwendung von Stützgas, in vertikaler Extrusionsrichtung,
- Vorzugsweise Schließen des Schlauches an seinem unteren Ende,
- Anlegen einer Haltebacke und/oder eines Schlauchgreifers am Schlauch,
- Abtrennen des Schlauches als dem Trenngut an seinem oberen offenen Ende mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung,
- Ausformen eines derart abgetrennten Schlauchabschnittes in einem geschlossenen Formwerkzeug durch einen Druckgradienten,
- Befüllen und Verschließen des ausgeformten Schlauchabschnittes, und
- Öffnen des Formwerkzeuges und Austragen des verschlossenen Behältererzeugnisses.

Dergestalt ist ein produktionstechnisch sicheres Verfahren realisiert, bei dem große Mengen von fertigen Behältererzeugnissen durch Abtrennen mittels der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung von Schlauchabschnitten sich erhalten lassen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Behältererzeugnis, insbesondere hergestellt mit einer Trennvorrichtung und einem Verfahren wie vorstehend angegeben, wobei als Kunststoffmaterial cycloolefin-, fluor- und/oder chlorhaltige thermoplastische Polymere eingesetzt sind. Für diesen Anwendungsbereich der Behälterherstellung kommt der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung besondere Bedeutung zu, da sich mit ihr Trennvorgänge bei geringen Temperaturen durchführen lassen, um zu vermeiden, dass im Rahmen des Trennvorganges beispielsweise hochtoxische und korrosive fluor- oder chlorhaltige Gase entstehen können, die bereits aus Gründen der Arbeitssicherheit heraus inakzeptabel sind.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Trennvorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung sowie stark vereinfacht die

1 eine perspektivische Draufsicht auf die wesentlichen Komponenten der Trennvorrichtung;
2 eine stirnseitige Ansicht auf einen 8-fach Schlauchkopf nebst einer darunter angeordneten Haltebacke und mit der dazwischen angeordneten Trennvorrichtung nach der 1;
3 im Querschnitt gesehen das um einen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen geneigte Trennelement; und
4 im Querschnitt gesehen eine mögliche Bandausgestaltung für das Trennelement der Trennvorrichtung nach der 3.

Die in 1 gezeigte Trennvorrichtung weist ein Trennelement 10 auf, das von einer Halteeinrichtung 12 gehalten ist, die in gegenläufigen linearen Zustellrichtungen mittels einer Antriebseinrichtung 14 bewegbar geführt ist. Die genannten beiden Zustellrichtungen (vor und zurück) liegen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene 15 (3), die die Ausrichtung betrifft, welche die Trennvorrichtung in ihrer üblichen Betriebsstellung einnimmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Trennelement 10 mittels der bügelartigen Halteeinrichtung 12 für einen Trennvorgang an einem Trenngut in Form mindestens eines extrudierten Kunststoffschlauches geführt, wobei sich in Blickrichtung auf die 1 gesehen das Trennelement 10 auf den Betrachter in der einen linearen Zustellrichtung für den Trennvorgang nach vorne zubewegt und nach Beendigung des Trennvorganges verfährt das Trennelement 10 in die gegenläufige lineare Zustellrichtung zurück, in ihre in der 1 dargestellte Ausgangsstellung.
Wie sich des Weiteren aus der 1 ergibt, ist das Trennelement 10 bandförmig ausgebildet und die Halteeinrichtung 12 nimmt zwischen gegenüberliegenden armartigen Halteteilen 16, 18 das Trennelement 10 auf.
Wie des Weiteren die 3 zeigt, ist das bandförmige Trennelement 10 für den Erhalt der vorgebbaren Neigung mit einem Neigungswinkel α in der Halteeinrichtung 12 endseitig aufgenommen, der für das vorliegende Ausführungsbeispiel exemplarisch etwa 5°Grad betragen soll, der jedoch in der 3 der vereinfachten Darstellung wegen nicht maßstäblich wiedergegeben ist. Es versteht sich, dass gemäß der Darstellung nach der 3 bei der beschriebenen horizontalen Zustellbewegung des Trennelementes 10 in der Ebene 15 nach vorn eine zugeordnete untere Trennkante 20 in der Vertikalen gesehen zuunterst an dem bandförmigen Trennelement 10 angeordnet ist.
Des Weiteren weist das Trennelement 10 ausgehend von dieser Trennkante 20 unter Bildung des Bandes zwei gegenüberliegende parallel zueinander verlaufende Trennflächen 22, 24 auf, wobei in bevorzugter Ausführung gemäß der Darstellung nach der 4 im Querschnitt gesehen das Trennelement 10 asymmetrisch gebildet ist und an einer Seite 22, die der oberen vertikalen Zufuhrrichtung des Trenngutes in Form mindestens eines Schlauches zugewandt ist, konkav und auf der gegenüberliegenden Seite 24 geradlinig verlaufend ausgebildet ist. Es besteht auch die Möglichkeit bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform in Abhängigkeit des Materials des zu schneidenden Trenngutes, die untere Trennfläche 24 konvex auszubilden.
Das Trennelement 10 ist als Teil einer Widerstandsheizung elektrisch beheizbar, wobei die jeweilige Temperatur des Trennelementes 10 überwacht ist unter Einsatz mindestens eines Thermoelementes 26, das in Blickrichtung auf die 1 gesehen am linken Ende des Trennelementes 10 angebracht ist. Der einfacheren Darstellung wegen sind in der 1 die elektrischen Zufuhrleitungen zu dem Trennelement 10 führend nicht dargestellt. Es besteht aber auch gegebenenfalls die Möglichkeit die Stromzuführung über die armartigen Haltearme 16, 18 direkt zu veranlassen. Durch Regelung der Stromstärke im Rahmen der Widerstandsheizung kann die Temperatur des Trennelementes 10 in Form des gezeigten Schneidbandes auf eine gewünschte Temperatur eingestellt und konstant gehalten werden. Typischerweise werden konstante Spannungen zwischen 5 und 25 V Wechselspannung bei variablen Stromstärken im Bereich von 5 bis 150 A verwendet. Als Thermoelement 26 werden bevorzugt hochflexible, mineralisolierte Elemente vom Typ K verwendet. Die optimale Bandtemperatur ist abhängig vom verwendeten Kunststoff des extrudierten Schlauches und seiner Geometrie sowie seiner Wandstärke und insoweit durch die Temperaturregelung einstellbar. Die Trennung von halogenhaltigen Kunststoffen, wie beispielsweise PFA/MFA, FEP, PVDF, ETFE und ECTFE sowie PCTFE, insbesondere fluorhaltigen Kunststoffen, erfolgt bei Temperaturen von 80°C bis 300°C, bevorzugt bei 100°C bis 250°C, besonders bevorzugt bei 180°C bis 230°C, wobei sich die vorstehend gewählten Abkürzungen für den Kunststoff aus ISO 1043-1 :2016-09 ergeben.
In vorteilhafter Weise wird das bandartige Trennelement 10 respektive das Schneidband im stationären Zustand kurzzeitig auf weit höhere Temperaturen aufgeheizt, um die Sterilität zu gewährleisten. Hierdurch können eventuell am Trennelement 10 anhaftende Verunreinigungen gezielt außerhalb des eigentlichen Trennvorganges oder Schlauchschnittes entfernt und die insoweit entstehenden Gase oder Dämpfe abgesaugt werden. Um die Längenausdehnung des Trennelementes 10 durch die erhöhte Temperatur auszugleichen und stets für einen Trennvorgang in gespannter Position zu halten, ist es zweckmäßig das Trennelement 10 mit einer vorgebbaren Spannung in die Halteteile 16, 18 der Halteeinrichtung 12 einzusetzen. Es besteht aber auch die Möglichkeit über eine nicht näher dargestellte Vorspanneinrichtung die beiden Haltearme 16, 18 in gegenläufiger Richtung mit einer Spannkraft zu versehen, um dergestalt eine Vorspannung auf das Trennelement 10 ausüben zu können.
Durch gegenüber dem Stand der Technik weit geringere Einsatztemperaturen kann das Trennelement demgemäß auch eine geringere Breite und/oder Dicke aufweisen und trotzdem noch genügend mechanische Stabilität für den Trennvorgang zur Verfügung stellen, da die Steifigkeit des Materials für das Trennelement 10 im Hinblick auf die niedrigen Anwendungstemperaturen zwangsläufig weitaus höher ist. Dies wiederum ermöglicht auch eine zusätzliche Reduzierung der möglichen Kontaktfläche von extrudiertem Schlauch und dem Trennelement 10 und trägt somit neben der reduzierten Einsatztemperatur auch zu einer Minimierung der unerwünschten Rauchbildung mit bei.
Typischerweise hat gemäß der Darstellung nach der 3 das Trennelement 10 im Bereich der Trennkante 20 eine Dicke von etwa 1 mm bei einer Breite von etwa 10 mm, gemessen von der Trennkante 20 zur Rückseite 28 des Trennelementes 10. Je nach Anzahl der zu durchtrennenden Schläuche eines Mehrfachschlauchkopfes 30 wie er stark vereinfacht und nur ausschnittsweise in der 2 wiedergegeben ist, kann das Trennelement 10 eine Länge von bis zu ca. 400 mm aufweisen; gemessen in horizontaler Ausrichtung zwischen den Halteteilen 16, 18. So ist eine dahingehende Länge ausreichend, wenn wie im vorliegenden Fall der Mehrfachschlauchkopf 30 acht Extrusionsdüsen 32 für den jeweiligen Kunststoffschlauch (nicht dargestellt) aufweist. Wiederum in Abhängigkeit des eingesetzten Kunststoffmaterials liegt die bevorzugte Trenn- oder Schnittgeschwindigkeit für das Trennelement 10 im Bereich von 100 bis 600 mm/s, bevorzugt zwischen 200 bis 500 mm/s.
Erfindungsgemäß gelingt das kontaminationsarme Trennen auch dünnwandiger Schläuche aus spezifisch leichten Polymeren wie Polypropylen (PP), Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) sowie von Cycloolefinpolymeren (COP) und Cycloolefincopolymeren (COC). Ebenso ist es möglich Mehrschicht-Schläuche, die durch Coextrusion hergestellt sind, wie dies beispielsweise in EP 1 616 549 B1 aufgezeigt ist, erfindungsgemäß zu schneiden.
Bevorzugt werden Polymermaterialien mit einem Zugmodul bei Raumtemperatur nach DIN EN ISO 527 (2019-12) von weniger als 2200 MPa, bevorzugt weniger als 2000 MPa, eingesetzt. Der Querschnitt des zu schneidenden Schlauches kann im Wesentlichen kreisförmig sein oder insbesondere bei der Herstellung von Ampullenblöcken nach dem BFS-Verfahren teilweise kollabiert einen eher ovalen Querschnitt aufweisen.
Das erfindungsgemäße Herstellverfahren unter Einsatz einer Trennvorrichtung wie vorstehend beschrieben, wird nunmehr detailliert anhand der Darstellung nach der 2 aufgezeigt. Das Verfahren dient insbesondere dem Herstellen von geformten, befüllten und verschlossenen Behältererzeugnissen unter Einbezug von Ampullen und/oder Flaschen. Dahingehend nach dem sogenannten BFS-Verfahren hergestellte Behälter und Ampullen sind auf dem Markt in einer Vielzahl von Ausführungsformen erhältlich, so dass hierauf nicht mehr näher eingegangen wird. Insbesondere handelt es sich um Behälter für medizinische Zwecke, die als Leichtgewichtsbehälter ein Füllvolumen von weniger als 2 Liter aufweisen und/oder ein Leergewicht von weniger als 0,06 kg haben.
Für den Erhalt dahingehender Behältererzeugnisse ist es notwendig für jeden Behälter einen Schlauch zu extrudieren mittels einer üblichen Extrusionseinrichtung unter Verwendung von Stützgasen in vertikaler Extrusionsrichtung. Im Rahmen des dahingehenden Herstellprozesses weist der 8-fach-Schlauchkopf 30 an seiner vorderen Stirnseite einen Anschluss 34 an die dahingehende Extrusionseinrichtung auf und über die 8 Abgabedüsen 32 an der Unterseite des Schlauchkopfes 30 werden die einzelnen Schläuche zur weiteren Behälterherstellung abgegeben. Zur Lageeinstellung der Düsen 32 und als Teil des Schlauchkopfes 30 dient in üblicher Weise ein Halte-Verstellelement 36.
Anschließend wird der jeweilige Schlauch an seinem unteren Ende geschlossen unter Anlegen einer Haltebacke 38 am Schlauch. Anstelle der in 2 gezeigten Haltebacke 38 kann auch in üblicher Weise ein hierfür geeigneter Schlauchgreifer treten. Danach erfolgt das Abtrennen des Schlauches an seinem oberen, offenen Ende mithilfe der Trennvorrichtung wie vorstehend vorgestellt, wobei gemäß der Darstellung nach der 1 als Antriebseinrichtung 14 ein Elektromotor in Form eines Linearantriebes 40 dient, der entsprechend angesteuert die Halteeinrichtung 12 mittels einer Schlitten-Stangen-Führung 42 nach vorne in die eine Trenn-Zustellrichtung bewegt und hierbei mittels des Trennelementes 10 den Trennvorgang am jeweiligen Schlauch durchführt. Anschließend fährt der Linearantrieb 40 das Trennelement 10 wieder zurück in seine Ausgangsstellung. Üblicherweise ist während des Trennvorganges der über die jeweilige Düse 32 abgegebene Kunststoffschlauch noch wärmeweich. Eine geeignete Haltebackenlösung ist in WO 02/49821 A2 beispielhaft offenbart und ein Schlauchgreifer ist entsprechend in der nachveröffentlichten DE 10 2020 002 077.7 gezeigt.
Nach dem Abtrennen des jeweiligen Schlauchabschnittes vom Schlauch wird dieser in üblicher Weise in einem geschlossenen Formwerkzeug durch einen Druckgradienten zum Behälter ausgeformt, der anschließend wiederum in üblicher Weise befüllt und verschlossen wird. Nach Öffnen des Formwerkzeuges und Austragen des verschlossenen und insoweit fertig hergestellten Behältererzeugnisses ist das Herstellverfahren abgeschlossen, das in bevorzugter Ausgestaltung eine quasi-kontinuierliche Herstellung von Behältererzeugnissen jedweder Art im Rahmen des BFS-Verfahrens erlaubt. Die angesprochene Trennung erfolgt dabei vorzugsweise in einem geringen Abstand zu der Haltebacke 38 nach der 2 respektive zu einem eingesetzten Schlauchgreifer, bevorzugt mit einem Minimalabstand von weniger als 5 mm, besonders bevorzugt von weniger als 3 mm. Als besonders geeignet im Rahmen der Trennung haben sich Kunststoffschläuche und abgetrennte Schlauchabschnitte aus Kunststoffmaterialien erwiesen, bestehend aus mindestens einem teilkristallinen oder amorphen Polyolefin, die ein mittleres Gewicht von weniger als 0,1 kg, bevorzugt weniger als 0,07 kg, und eine mittlere Wandstärke von weniger als 0,5 cm, bevorzugt weniger als 0,2 cm, aufweisen. Bevorzugt lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Einbezug der beschriebenen Trennvorrichtung BFS-Behälter aus halogenhaltigen Polymeren, insbesondere Fluorpolymeren wie PVDF, herstellen. Dahingehende Behälter, wozu auch Ampullenerzeugnisse zählen, sind besonders geeignet für die sterile Aufnahme von Arzneimitteln, die teilfluorierte Alkane enthalten, insbesondere Perfluorohexyloctan für Inhalativa. Ferner sind sie geeignet für Präparate der Augenheilkunde, beispielsweise für schlecht wasserlösliche prostaglandin-analoge Wirkstoffe ( EP 2 110 126 B9 , US 2020/0360285 A1 ).
Ferner können Arzneimittel abgefüllt werden, in denen Dimethylsulfoxid (DMSO) eingesetzt ist, beispielsweise für Schmerzgele und Sprays auch in Kombination mit Diclofenac und Heparin sowie zur Warzenbehandlung mit Fluorouracil.
Für Tierarzneimittel können Behälter aus fluorhaltigen Polymeren in vorteilhafter Weise bei flüssigen Antiparasitika eingesetzt werden, die N-methylPyrrolidon als Lösungsmittel enthalten und Imidacloprid, Permethrin und/oder mit Butylhydroxytoluol (E321) und/oder Butylhydroxyanisol (E320).
Eine besondere Bedeutung kommt den BFS-Behältern aus fluorhaltigen Polymeren bei der Verpackung flüssiger Arzneimittel zu, deren Formulierungsbestandteile zur Absorption mit Behälteroberflächen aus Glas und Polyolefinen neigen. Hierzu gehören beispielsweise Aromastoffe oder die Konservierungsmittel, wie Benzalkoniumchlorid, Benzoate sowie die für Insulin typischer Weise verwendeten Konservierungsmittel m-Kresol und Phenol.
Ferner eignen sich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nebst Vorrichtung hergestellten BFS-Behälter aus fluorhaltigen Polymeren für die Verpackung von proteinhaltigen Formulierungen, die zur Absorption neigen ( EP 3 572 061 A1 ). Mit der angesprochenen erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich die beim Trenn- oder Schlauchschnitt entstehenden Kontaminanten zu minimieren durch polymerspezifische und schlauchgeometriespezifisch regelbare optimale Bandtemperaturen sowie durch Erreichen einer minimalen Kontaktfläche zwischen dem bandförmigen Trennelement 10 und dem wärmeweichen Schlauch durch die angesprochenen Schneidbandabmessungen sowie die Geometrie und insbesondere durch die Schrägstellung gegenüber einer horizontalen Ebene 15 um den Neigungswinkel α.
Dergestalt ist auch ein sicherer, glatter Schnitt durch dünnwandige Schläuche geringen spezifischen Gewichts erreicht und durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich eine hohe Produktionssicherheit durch einen verschleiß- und wartungsarmen Betrieb mittels der beschriebenen Trennvorrichtung erreichen. Die Trennvorrichtung benötigt wenig Einbauraum in BFS-Herstellmaschinen und aufgrund des geringen Platzbedarfes besteht auch die Möglichkeit der Zufuhr von steriler Luft nebst Absaugung, was das kontaminationsarme Befüllen und Verschließen von Behältererzeugnissen deutlich erleichtern hilft. Da die Trennvorrichtung nur eine geringe zu bewegende Masse aufweist, im Wesentlichen gebildet durch die Halteeinrichtung 12 mit dem Trennelement 10, sind sehr schnelle Schnittbewegungen möglich, so dass sich hohe Produktionsgeschwindigkeiten erreichen lassen, was die Herstellkosten für die angesprochenen BFS-Behältnisse senken hilft.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 0249821 A2 [0002, 0031]
EP 1616549 B1 [0027]
DE 102020002077 [0031]
EP 2110126 B9 [0032]
US 2020/0360285 A1 [0032]
EP 3572061 A1 [0036]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 527 [0028]

Claims

Trennvorrichtung mit einem Trennelement (10), das von einer Halteeinrichtung (12) gehalten ist, die in gegenläufigen linearen Zustellrichtungen mittels einer Antriebseinrichtung (14) bewegbar geführt zumindest in einer Richtung einen Trennvorgang an einem Trenngut durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass - das Trennelement (10) bandförmig ausgebildet ist, - die Halteeinrichtung (12) zwischen gegenüberliegenden Halteteilen (16, 18) das Trennelement (10) aufnimmt, und - das Trennelement (10) gegenüber der jeweiligen Zustellrichtung mit einer vorgebbaren Neigung in der Halteeinrichtung (12) aufgenommen ist.
Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bandförmige Trennelement (10) für den Erhalt der vorgebbaren Neigung mit einem Neigungswinkel (α) in der Halteeinrichtung (12) aufgenommen ist, der in Bezug zur Horizontalen (15) zwischen 3 bis 15°, bevorzugt zwischen 3 bis 10°, beträgt, so dass bei einer horizontalen Zustellbewegung des Trennelementes (10) eine zugeordnete Trennkante (20) in der Vertikalen gesehen, zuunterst an dem Trennelement (10) angeordnet ist.
Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (10) ausgehend von seiner Trennkante (20) unter Bildung des Bandes zwei gegenüberliegende, parallel zueinander verlaufende Trennflächen (22, 24) aufweist oder dass im Querschnitt gesehen das Trennelement (10) asymmetrisch ist und an einer Seite, die der Zufuhrrichtung des Trenngutes zugewandt ist, konkav und auf der gegenüberliegenden Seite konvex oder geradlinig verlaufend ausgebildet ist.
Trennvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (10) als Teil einer Widerstandsheizung elektrisch beheizbar ist und vorzugsweise die Temperatur des Trennelementes (10) überwacht ist, besonders bevorzugt unter Einsatz mindestens eines Thermoelementes (26).
Trennvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Trennelementes (10) und/oder die des Trennguts derart gewählt ist, dass es überwiegend zu einem Aufschmelzvorgang des Kunststoffmaterials des Trennguts kommt.
Trennvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebseinrichtung ein Elektromotor oder ein Linearantrieb (40), wie ein Pneumatikzylinder, dient, der die Halteeinrichtung (12) in den beiden gegenläufigen Zustellrichtungen zusammen mit dem Trennelement (10) bewegt.
Trennvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (12) als Haltebügel konzipiert, mit ihren gegenüberliegenden Bügelteilen als den Halteteilen (16, 18), das bandförmige Trennelement (10) an seinen freien Bandenden festhält und zumindest während des Trennvorganges eine Vorspannung auf das Trennelement (10) ausübt.
Verfahren zum Herstellen mindestens eines geformten, befüllten und verschlossenen Behältererzeugnisses insbesondere Ampullen mit zumindest den folgenden Verfahrensschritten: - Extrusion eines Schlauches mittels einer Extrusionseinrichtung, vorzugsweise unter Verwendung von Stützgas, in vertikaler Extrusionsrichtung, - Vorzugsweise Schließen des Schlauches an seinem unteren Ende, - Anlegen einer Haltebacke (38) und/oder eines Schlauchgreifers am Schlauch, - Abtrennen des Schlauches als dem Trenngut an seinem oberen offenen Ende mit Hilfe einer Trennvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, - Ausformen eines derart abgetrennten Schlauchabschnittes in einem geschlossenen Formwerkzeug durch einen Druckgradienten, - Befüllen und Verschließen des ausgeformten Schlauchabschnittes, und - Öffnen des Formwerkzeuges und Austragen des verschlossenen Behältererzeugnisses.
Behältererzeugnis, insbesondere hergestellt mit einer Trennvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 und/oder mittels eines Verfahrens nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffmaterial cycloolefin-, fluor- und/oder chlorhaltige thermoplastische Polymere eingesetzt sind.