EP2280874B1 - Verfahren zum verschliessen von behältern mittels eines verschlusses in einer greifvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum verschliessen von behältern mittels eines verschlusses in einer greifvorrichtung Download PDF

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EP2280874B1
EP2280874B1 EP09734111A EP09734111A EP2280874B1 EP 2280874 B1 EP2280874 B1 EP 2280874B1 EP 09734111 A EP09734111 A EP 09734111A EP 09734111 A EP09734111 A EP 09734111A EP 2280874 B1 EP2280874 B1 EP 2280874B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
closure
gripping device
gripping apparatus
containers
Prior art date
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Active
Application number
EP09734111A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2280874A1 (de
Inventor
Klaus Blumenstock
Michael Simon
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67BAPPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B1/00Closing bottles, jars or similar containers by applying stoppers
    • B67B1/04Closing bottles, jars or similar containers by applying stoppers by inserting threadless stoppers, e.g. corks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B7/00Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/28Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by applying separate preformed closures, e.g. lids, covers
    • B65B7/2821Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by applying separate preformed closures, e.g. lids, covers applying plugs or threadless stoppers

Definitions

  • the present invention relates to a method for closing containers by means of a closure in a gripping device, which makes it possible to make a production process flexible.
  • the method according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it can be carried out inexpensively on account of a simple and efficient sequence.
  • This allows a flexible and economical implementation of the method for various containers and closures.
  • the method is a modular component in a chain of production processes. This modularity allows a flexible variation of the method without having to change the production steps before or after the inventive method.
  • the inventive use of a gripping device on a handling unit allows the simultaneous execution of two steps: First, the Container transported by the handling unit from a first position to a second position. On the other hand, the containers are closed during the transport process. This saves both production time and a production step, which is provided only for the transport of the container, integrated into the closing process.
  • the method for closing containers by means of a closure in a gripping device comprises the following four steps: In a first step, the gripping device receives a closure. In a second method step, the gripping device picks up the filled container from a first position (also referred to below as the ready position). During a third step, the container is now closed with the closure. At the same time as this closing operation, the container and closure are transported by means of a handling unit within the production chain. A fourth step provides that the sealed container is dispensed from the gripping device. This delivery takes place at a second position (also referred to below as the parking position). Thus, the container is conveyed and closed simultaneously. The first two process steps are variable in their order.
  • the handling unit comprises a robot arm, in particular a freely programmable, multi-axis, servo-driven robot or robotic arm.
  • the robot enables a flexible design of the movement sequence of the gripping device within the production chain. Furthermore, the robot can adapt the speed, acceleration and shape of the towing movement to different shutter formats and machine performances.
  • the gripping device may first receive the container and then the closure. Furthermore, these two steps can also be combined and the reception of container and closure takes place simultaneously according to the invention.
  • the method provides that the closure is picked up by means of a towing movement, the closure being towed from a towing position.
  • the gripping device moves continuously, ie without stopping, relative to the towing position.
  • the closure during travel, or during the transport process without loss of time in the gripping device be recorded.
  • both the picking up of the closure and the closing of the container can be integrated into the transport process of the handling unit.
  • the towing movement is executed arcuate.
  • the closure can be received in a pocket.
  • the gripping device moves from the provisioning position to the parking position at a constant speed. This means that both the transport process and the tow motion are performed at the same speed.
  • the gripping device can accommodate at least two containers and, accordingly, at least two closures.
  • the process can be adapted to the timing of the production chain, and the production efficiency can be optimized.
  • the handling unit does not have to perform an arcuate towing for each closure and the resulting liquid flow of the transport process speeds up production.
  • the suction of the container and / or the closure to the gripping device by means of negative pressure.
  • negative pressure By applying negative pressure, a secure hold of the container or closure is ensured in the gripping device.
  • the closure can be placed on the container and, secondly, the container can be released at a certain time and thus at a specific position from the container receptacle.
  • the invention provides for the intake of container and closure to be supplied independently with negative pressure.
  • the suction of the container is independent of a possible increase in pressure of the suction of the closure, and vice versa.
  • the gripping device due to a malfunction no closure, or the closure is released from the gripping device, the pressure rises at the VerInstitutansaugung.
  • the negative pressure on the container remains constant and the container does not come loose from the gripping device. This backup of the container by the separate vacuum supply is particularly advantageous if the contents of the container in the event of a shake could damage the surrounding machinery or harm people.
  • the gripping device according to the invention and the handling unit according to the invention offer a new possibility for the flexible design of the production chain.
  • the method of inserting drug stoppers into containers is used.
  • the containers are filled with pharmaceutical substances and the drug plug is made of rubbery material.
  • the handling unit within an insulator, wherein the insulator is arranged like a hood element on the gripping device.
  • the insulator is arranged like a hood element on the gripping device.
  • the gripping device closes the container with the closure by means of a pneumatic drive.
  • a pressure source required for this purpose can be located outside the gripping device, and thus enables a weight reduction of the moving machine parts in the process.
  • the drive of the closing movement is not limited to pneumatic and a mechanical or hydraulic drive is also conceivable.
  • FIGS. 1 to 3 a gripping device 1 for carrying out a method according to a preferred embodiment of the invention described in detail.
  • the gripping device 1 of the exemplary embodiment is used with a handling unit 81 within a pharmaceutical system 8.
  • the gripping device 1 comprises a container receptacle 2, a closure receptacle 3 and connecting elements 6. As in connection with the pharmaceutical plant 8 from FIG. 3 is described, this gripping device 1 can accommodate two containers 4 and two closures 5 and transport them. While of transport, the two containers 4 are closed with the closures 5. It should be noted that, depending on the required output of the pharmaceutical plant 8, the gripping device 1 according to the invention for only one or more than two containers 4 executable. Furthermore, the invention is not limited to the use of round, bottle-shaped container 4. The use of kantiger bottles, cups or containers is provided according to the invention.
  • FIG. 1 is hidden for clarity of the right container 4.
  • the associated closure 5 is shown, however.
  • FIG. 1 Shown in FIG. 1 is the left bottle-shaped container 4, which comprises a container body 41, a container neck 42 and a container collar 43.
  • the container body 41 tapers to the container neck 42 and the container neck 42 widens to the container collar 43, which surrounds an opening of the container 4.
  • two closures 5 which are designed as rubber stoppers 5.
  • Each of these rubber stoppers 5 comprises a cylindrical plug collar 51 and a taper 52, which is dimensioned according to the opening of the container 4.
  • the rubber stoppers 5 are particularly suitable for the safe airtight sealing of containers 4, which are filled with pharmaceutical substances.
  • the execution of the closures 5 as a rubber stopper 5 is exemplary.
  • the container receptacle 2 holds the bottle-shaped container 4 at two different areas of the container 4 by means of a first form-fitting contour 22 and a second form-fitting contour 23.
  • the arc-shaped second form-fitting contour 23 surrounds the cylindrical container body 41. To ensure a secure hold, slightly more than half the circumference of the container body 41 of the second positive locking contour 23 embraced.
  • the first arcuate form-fitting contour 22 engages around the container neck 42 directly below the container collar 43.
  • the first positive-locking contour 22 forms two positive-fit holders for the container 4.
  • the container collar 43 rests on the container holder 2 and slippage of the container 4 downwards is avoided .
  • the first encompasses Form gleichkontur 22 the container neck 42 by slightly more than half its circumference.
  • the first positive-locking contour 22 thus preferably clamps the container 4. According to the invention, it may also be provided to form only one of the two positive locking contours 22, 23. Furthermore, an adaptation of the form-fitting contours 22, 23 to container shapes which deviate from the shape of the illustrated container 4 is provided according to the invention.
  • the closure receptacle 3 is designed in the form of a plate 32.
  • This plate 32 comprises two closure tow units 31 in the form of a milled, arcuate opening 33 and a pocket 35. Both of these arcuate openings 33 open into a respective pocket 35.
  • the towing function of the VerInstitutabschlepptechnik 31 is in connection with FIG. 3 described.
  • FIG. 1 It can be seen how the rubber stoppers 5 are held in a form-fitting manner at the level of the plug collars 51 by the pockets 35.
  • the connecting element 6, which connects the container receptacle 2 with the closure receptacle 3, in this embodiment comprises two linear guide elements 64 and a pneumatic cylinder 61.
  • the pneumatic cylinder 61 is in connection with the comments to FIG. 2 explained.
  • the two linear guide elements 64 are designed as cylindrical rods which are fixedly connected to the plate 32.
  • the two linear guide elements 64 are accurately guided in two through holes 24.
  • These through holes 24 at the lower end of the container receptacle 2 each have an opening. It is advantageous to lower the rubber stoppers 5 onto the containers 4 and not to unnecessarily move the contents of the containers 4. However, it is also possible to raise the container receptacle 2 for carrying out the relative movement 11.
  • the gripping device 1 has four intake openings 21, 34.
  • a first suction opening 21 per container 4 is located in the container receptacle 2, and in each case a second suction opening 34 per closure 5 in the closure receptacle
  • Both first suction openings 21 are designed as a bore in the second positive locking contour 23 and are thus at the level of the container body 41.
  • the two second suction port 34 is located in the pockets 35 on the stopper collars 51.
  • the gripping device may also comprise an attached suction system for sucking the containers 4 and rubber stoppers 5. The supply of the gripping device 1 with negative pressure is described below FIG. 2 described.
  • the vacuum suction 21 and the positive clamping 22, 23 of the container 4 are also applicable alternatively. It is thus possible for the containers 4 to be fixed to the container receptacle 2 either only via one of the positive-locking contours 22, 23 or only via the negative-pressure suction 21. The same applies to the rubber stopper 5. These can also be fixed to the Versehlussability 3 3 by fit 35, negative pressure 34 or a combination of both possibilities.
  • FIG. 2 shows a side view of the gripping device 1 according to the invention with the container receptacle 2, the closure receptacle 3, the container 4, the rubber plug 5 and the connecting elements 6 according to the embodiment.
  • the gripping device 1 On the left side of the container 4 is located within the container receptacle 2, the first suction port 21 of the left container 4.
  • the plug collar 51 is located within the closure receptacle 3 and the plate 32, the second suction port 34 of the left rubber stopper 5.
  • FIG. 2 As already described, the gripping device 1 has four intake openings 21, 34. Each of these four intake openings 21, 34 is connected via a separate vacuum lines 7 to an external vacuum source 72.
  • each of the four vacuum lines 7 is connected by means of the internal vacuum distribution 71 with one of the four intake ports. Since the vacuum lines 7 for the two second suction openings 34 of the closure receptacle 3 also open into the container receptacle 2, the internal vacuum distribution 71 has the negative pressure distribution from the receptacle receptacle 2 to the closure receptacle 3 via channels in the linear guide element 64.
  • the pneumatic cylinder 61 for performing the relative movement 11.
  • the pneumatic cylinder 61 comprises a hollow cylinder which is fitted in a bore in the container receptacle 2.
  • a piston of the pneumatic cylinder 61 In this hollow cylinder inserted a piston of the pneumatic cylinder 61.
  • the pneumatic cylinder 61 is designed to be double-acting and thus can reduce both the compressed air operated and lift the closure receptacle 3. Due to the double-acting design, the pneumatic cylinder 61 has two pneumatic lines 62 which connect it to an external pressure source 63. It should be noted here that only one pneumatic line 62 is sufficient for the pneumatic cylinder 61.
  • the pneumatic cylinder 61 can alternatively be co-supplied via the pressure source 63, via the vacuum lines 7. Furthermore, the pneumatic cylinder 61 can replace one of the two linear guide elements 64. In this case, the pneumatic cylinder 61 not only takes over the lifting and lowering work, but together with the remaining linear guide element 64 secures the linear guidance of the closure receptacle 3. Alternatively to the pneumatic drive of the relative movement 11, a hydraulic or mechanical drive is possible.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the plan view of the pharmaceutical plant 8 according to the embodiment of the invention.
  • the pharmaceutical plant 8 functions in a pharmaceutical production chain as a transport and closure unit for the containers 4.
  • the gripping device 1 according to the invention is operated on a robot arm 82 of the handling unit 81.
  • the robot arm 82 moves the gripping device 1 from a supply position 86 via a towing position 85 to a parking position 87.
  • the gripping device 1 performs an arcuate towing movement by means of the robot arm 82, as in FIG FIG. 3 indicated by the arrow 83.
  • a sorter 84 aligns the rubber stoppers 5 and provides two rubber stoppers 5 at the towing position 85, respectively.
  • the rubber stoppers 5 are aligned to be vertical and the plug collar 51 is above the taper 52.
  • the gripping device 1 From the parking position 87 moves (opposite to the arrow 83), the gripping device 1, without container 4 and without rubber stopper 5, in the direction of the towing 85.
  • the gripping device 1 passes with the arcuate towing the tow position 85 to tow the rubber stoppers 5.
  • the gripping device 1 remains in constant motion.
  • the pockets 35 of the VerMitabschlepptechniken 31 are in this process exactly at the level of the plug collars 51 and thus slide the rubber stopper 5 along the arcuate openings 33 in the pockets 35.
  • the rubber stoppers 5 are held by means of the negative pressure at the second intake ports 34 , Thereafter, the gripping device 1 moves to the supply position 86 and takes there two containers 4, filled with pharmaceutical substance on.
  • the robot arm 82 moves the gripping device 1 further in the direction of the parking position 87.
  • the negative pressure is taken from the first suction openings 21, and the closed containers 4 are turned off.
  • the handling unit 81 closes the containers 4 thus without loss of time during the transport of the container 4 from the supply position 86 to the parking position 87. Since the towing and the transport movement are performed at the same constant speed, the acceleration / deceleration of the container 4 is minimized and spilling over Contents of the container 4 prevented.
  • the containers 4 are filled directly at the supply position 86 with pharmaceutical substance. Immediately after completion of the filling, the gripping device 1 picks up the containers 4 and immediately starts the closing process. This very rapid closure avoids the pharmaceutical substance being polluted or reacting with the surrounding atmosphere.
  • the recording of the rubber stopper 5 may also be clocked. That is, the gripping device 1 stops at the towing position 83, picks up the rubber stopper 5, and then moves toward the supply position 86.
  • the materials of the pharmaceutical plant 8, the handling unit 81 and the gripping device 1 are selected according to the requirements of use in the insulator 88.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Sealing Of Jars (AREA)
  • Closing Of Containers (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen von Behältern mittels eines Verschlusses in einer Greifvorrichtung, welches es ermöglicht einen Produktionsablauf flexibel zu gestalten.
  • Aus dem Stand der Technik sind Verpackungsmaschinen mit sich drehenden Stemrädern bekannt. Durch diese Sternräder werden flaschenförmige Behälter vereinzelt und befördert. Das Verschließen erfolgt dabei durch so genannte Pick and Place Einheiten, welche über den Behältern bzw. den Stemrädern angeordnet sind. Diese Pick and Place Einheiten verschließen die Behälter z.B. mit Stopfen mittels umlaufenden, horizontal bzw. vertikal stehenden Stopfenrädern oder mit umlaufenden, kurvengesteuerten Stopfensetzaggregaten. Diese Art des Verschließens bedingt einen erheblichen Aufwand an Formatteilen, da die Konstruktion dieser Sternräder und Setzaggregate durch die Behälter und Verschlüsse vorgegeben ist. Ferner erlauben die Verfahren nach Stand der Technik keine flexible Gestaltung des Arbeitablaufes von Füll- und Verschließvorgängen. Eine derartige Maschine mit Sternrad ist aus der US-B-3,538,678 bekannt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass es aufgrund eines einfachen und effizienten Ablaufs kostengünstig ausführbar ist. Dies ermöglicht eine flexible und wirtschaftliche Durchführung des Verfahrens für verschiedene Behälter und Verschlüsse. Ferner ist das Verfahren modularer Bestandteil in einer Kette von Produktionsabläufen. Diese Modularität erlaubt eine flexible Variierung des Verfahrens ohne dabei die Produktionsschritte vor bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verändern zu müssen. Die erfindungsgemäße Verwendung einer Greifvorrichtung an einer Handhabungseinheit ermöglicht die zeitgleiche Ausführung zweier Verfahrensschritte: Zum einen werden die Behälter durch die Handhabungseinheit von einer ersten Position zu einer zweiten Position transportiert. Zum anderen werden die Behälter während des Transportvorgangs verschlossen. Dadurch wird sowohl Produktionszeit eingespart als auch ein Produktionsschritt, welcher nur zur Beförderung der Behälter vorgesehen ist, in den Verschließvorgang integriert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Verfahren zum Verschließen von Behältern mittels eines Verschlusses in einer Greifvorrichtung die folgenden vier Schritte umfasst: In einem ersten Schritt nimmt die Greifvorrichtung einen Verschluss auf. In einem zweiten Verfahrensschritt nimmt die Greifvorrichtung den gefüllten Behälter von einer ersten Position (im Folgenden auch als Bereitstellposition bezeichnet) auf. Während eines dritten Schrittes wird nun der Behälter mit dem Verschluss verschlossen. Gleichzeitig zu diesem Verschließvorgang werden Behälter und Verschluss mittels einer Handhabungseinheit innerhalb der Produktionskette transportiert. Ein vierter Schritt sieht vor, dass der verschlossene Behälter aus der Greifvorrichtung abgegeben wird. Dieses Abgeben geschieht an einer zweiten Position (im Folgenden auch als Abstellposition bezeichnet). Somit wird der Behälter gleichzeitig befördert und verschlossen, Die ersten beiden Verfahrensschritte sind in ihrer Reihenfolge variabel. Die Handhabungseinheit umfasst einen Roboterarm, insbesondere einen frei programmierbaren, mehrachsigen, servobetriebenen Roboter bzw. Roboterarm. Der Roboter ermöglicht eine flexible Gestaltung des Bewegungsablaufes der Greifvorrichtung innerhalb der Produktionskette. Ferner kann durch den Roboter die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Form der Abschleppbewegung auf verschiedene Verschlussformate und Maschinenleistungen angepasst werden.
  • Die Greifvorrichtung kann zuerst den Behälter und dann den Verschluss aufnehmen. Ferner können diese beiden Schritte auch kombiniert werden und das Aufnehmen von Behälter und Verschluss geschieht erfindungsgemäß gleichzeitig.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Vorzugsweise sieht das Verfahren vor, dass der Verschluss mittels einer Abschleppbewegung aufgenommen wird, wobei der Verschluss von einer Abschleppposition abgeschleppt wird. Während der Abschleppbewegung bewegt sich die Greifvorrichtung durchgehend, d.h. ohne anzuhalten, relativ zur Abschleppposition. Somit kann der Verschluss während der Fahrt, bzw. während des Transportvorgangs ohne Zeitverlust in die Greifvorrichtung aufgenommen werden. Dank dieser vorzugsweisen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sowohl das Aufnehmen des Verschlusses als auch das Verschließen des Behälters in den Transportvorgang der Handhabungseinheit integriert werden. In einer besonders bevorzugten Ausführung wird die Abschleppbewegung bogenförmig ausgeführt. Somit kann mittels einer vorzugsweise linearen oder bogenförmigen Öffnung in der Greifvorrichtung der Verschluss in eine Tasche aufgenommen werden.
  • Ferner bevorzugt ist es, dass sich die Greifvorrichtung von der Bereitstellposition bis zur Abstellposition mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Dies bedeutet, dass sowohl der Transportvorgang als auch die Abschleppbewegung in derselben Geschwindigkeit ausgeführt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Greifvorrichtung mindestens zwei Behälter und dementsprechend auch mindestens zwei Verschlüsse aufnehmen kann. Dadurch kann das Verfahren an die Taktung der Produktionskette angepasst werden, und die Effektivität der Produktion kann optimiert werden.
  • Ferner vorteilhaft ist es, mit nur einer Abschleppbewegung mehrere Verschlüsse abzuschleppen. Somit muss die Handhabungseinheit nicht für jeden Verschluss eine bogenförmige Abschleppbewegung ausführen und der dadurch entstehende flüssige Ablauf des Transportvorgangs beschleunigt die Produktion.
  • Weiterhin vorteilhaft ist eine Absenkung des Verschlusses zum Aufsetzen des Verschlusses auf den Behälter, Dadurch wird der Behälter relativ zur Greifvorrichtung nicht bewegt und eine unnötige Beschleunigung des Inhalts des Behälters wird vermieden. Dies verhindert z.B. das Überschwappen eines flüssigen Inhalts.
  • Weiter bevorzugt ist das Ansaugen des Behälters und/oder des Verschlusses an die Greifvorrichtung mittels Unterdruck. Durch Beaufschlagen mit Unterdruck ist ein sicherer Halt des Behälters bzw. Verschlusses in der Greifvorrichtung gewährleistet.
  • Ferner kann durch Wegnahme des Unterdrucks oder durch Beaufschlagung mit Überdruck zweierlei erreicht werden: Erstens kann der Verschluss auf dem Behälter abgesetzt werden und zweitens kann der Behälter zu einem bestimmten Zeitpunkt und somit an bestimmter Position von der Behälteraufnahme gelöst werden.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Ansaugung von Behälter und Verschluss jeweils unabhängig mit Unterdruck zu versorgen. Dadurch ist das Ansaugen des Behälters unabhängig von einem möglichen Druckanstieg der Ansaugung des Verschlusses, und umgekehrt. Nimmt z.B. die Greifvorrichtung auf Grund einer Fehlfunktion keinen Verschluss auf, oder löst sich der Verschluss aus der Greifvorrichtung, so steigt der Druck an der Verschlussansaugung. Durch die erfindungsgemäße separate Unterdruckversorgung der Behälteransaugung bleibt der Unterdruck an dem Behälter konstant und der Behälter löst sich nicht aus der Greifvorrichtung. Diese Sicherung des Behälters durch die getrennte Unterdruckversorgung ist besonders vorteilhaft, wenn der Inhalt des Behälters im Falle eines Ausschüttens die umliegenden Maschinen beschädigen oder dem Menschen schaden könnte.
  • Weiterhin bevorzugt ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der pharmazeutischen Industrie. Insbesondere im Bereich kleiner und mittlerer Chargen bieten die erfindungsgemäße Greifvorrichtung und die erfindungsgemäße Handhabungseinheit eine neue Möglichkeit zur flexiblen Gestaltung der Produktionskette. So wird das Verfahren zum Einsetzen von Pharmastopfen in Behälter angewandt. Dabei sind die Behälter mit pharmazeutischen Substanzen gefüllt und der Pharmastopfen besteht aus gummiartigem Material.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Handhabungseinheit innerhalb eines Isolators zu betreiben, wobei der Isolator wie ein Haubenelement über der Greifvorrichtung angeordnet ist. Somit ist auch ein Verschließen der Behälter unter Schutzgas oder im Vakuum möglich.
  • In einer weitem vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Greifvorrichtung mittels eines pneumatischen Antriebs den Behälter mit dem Verschluss verschließt. Eine dazu benötigte Druckquelle kann sich außerhalb der Greifvorrichtung befinden, und ermöglicht somit eine Gewichtsreduzierung der bewegten Maschinenteile im Verfahren. Jedoch ist der Antrieb der Verschließbewegung nicht auf Pneumatik beschränkt und ein mechanischer oder hydraulischer Antrieb ist ebenfalls denkbar.
  • Weiter vorteilhaft ist es, alternativ zur Aufnahme des Verschlusses mittels Abschleppbewegung, die Aufnahme des Verschlusses zu takten. D.h., dass die Greifvorrichtung anhält, einen Verschluss aufnimmt und sich dann weiterbewegt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
  • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht einer Greifvorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Figur 2
    eine Seitenansicht der Greifvorrichtung von Figur 1, und
    Figur 3
    eine schematische Darstellung der Draufsicht auf eine pharmazeutische Anlage zur Ausführung eines Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 eine Greifvorrichtung 1 zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Die Greifvorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels kommt mit einer Handhabungseinheit 81 innerhalb einer pharmazeutischen Anlage 8 zum Einsatz.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst die Greifvorrichtung 1 eine Behälteraufnahme 2, eine Verschlussaufnahme 3 und Verbindungselemente 6. Wie im Zusammenhang mit der pharmazeutischen Anlage 8 aus Figur 3 beschrieben wird, kann diese Greifvorrichtung 1 zwei Behälter 4 und zwei Verschlüsse 5 aufnehmen und diese transportieren. Während des Transports werden die zwei Behälter 4 mit den Verschlüssen 5 verschlossen. Hierbei sei angemerkt, dass je nach benötigter Ausbringungsmenge der pharmazeutischen Anlage 8, die Greifvorrichtung 1 erfindungsgemäß auch für nur einen oder für mehr als zwei Behälter 4 ausführbar ist. Ferner sei die Erfindung nicht auf die Verwendung runder, flaschenförmiger Behälter 4 beschränkt. Auch die Verwendung kantiger Flaschen, Becher oder Behälter ist erfindungsgemäß vorgesehen.
  • In Figur 1 ist zur übersichtlicheren Darstellung der rechte Behälter 4 ausgeblendet. Der zugehörige Verschluss 5 ist jedoch dargestellt.
  • Dargestellt in Figur 1 ist der linke flaschenförmige Behälter 4, welcher einen Behälterkörper 41, einen Behälterhals 42 und einen Behälterkragen 43 umfasst. Der Behälterkörper 41 verjüngt sich zum Behälterhals 42 und der Behälterhals 42 weitet sich zum Behälterkragen 43, welcher eine Öffnung des Behälters 4 umrandet. Weiterhin dargestellt sind zwei Verschlüsse 5 welche als Gummistopfen 5 ausgeführt sind. Jeder dieser Gummistopfen 5 umfasst einen zylinderförmigen Stopfenkragen 51 sowie eine Verjüngung 52, welche entsprechend der Öffnung des Behälters 4 dimensioniert ist.
  • Die Gummistopfen 5 eignen sich besonders zum sicheren luftdichten Verschließen von Behältern 4, welche mit pharmazeutischen Substanzen gefüllt sind. Jedoch ist die Ausführung der Verschlüsse 5 als Gummistopfen 5 beispielhaft. Ebenso erfindungsgemäß vorgesehen ist die Ausführung der Verschlüsse 5 als Kappen, Drehverschlüsse oder Stopfen jeglichen Materials.
  • Die Behälteraufnahme 2 hält mittels einer ersten Formschlusskontur 22 und einer zweiten Formschlusskontur 23 den flaschenförmigen Behälter 4 an zwei verschiedenen Bereichen des Behälters 4. Dabei umgreift die bogenförmige zweite Formschlusskontur 23 den zylinderförmigen Behälterkörper 41. Zur Gewährleistung eines sicheren Haltes wird etwas mehr als der halbe Umfang des Behälterkörpers 41 von der zweiten Formschlusskontur 23 umgriffen. Ferner umgreift die erste bogenförmige Formschlusskontur 22 den Behälterhals 42 direkt unterhalb des Behälterkragens 43. Somit bildet die erste Formschlusskontur 22 zwei formschlüssige Halterungen für den Behälter 4. Erstens liegt der Behälterkragen 43 auf der Behälteraufnahme 2 auf und ein Durchrutschen des Behälters 4 nach unten wird vermieden. Zweitens umgreift die erste Formschlusskontur 22 den Behälterhals 42 um etwas mehr als dessen halben Umfang. Vorzugsweise klemmt somit die erste Formschlusskontur 22 den Behälter 4 ein. Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein nur eine der beiden Formschlusskonturen 22, 23 auszubilden. Ferner ist eine Anpassung der Formschlusskonturen 22, 23 an Behälterformen, welche von der Form des dargestellten Behälters 4 abweichen, erfindungsgemäß vorgesehen.
  • Die Verschlussaufnahme 3 ist in Form einer Platte 32 ausgeführt. Diese Platte 32 umfasst zwei Verschlussabschleppeinheiten 31 in Form von je einer eingefrästen, bogenförmigen Öffnung 33 und einer Tasche 35. Beide dieser bogenförmigen Öffnungen 33 münden in je eine Tasche 35. Die Abschleppfunktion der Verschlussabschleppeinheit 31 wird im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben. In Figur 1 ist ersichtlich, wie die Gummistopfen 5 auf Höhe der Stopfenkrägen 51 von den Taschen 35 formschlüssig gehalten werden.
  • Das Verbindungselement 6, welches die Behälteraufnahme 2 mit der Verschlussaufnahme 3 verbindet, umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei Linearführungselemente 64 und einen Pneumatikzylinder 61. Der Pneumatikzylinder 61 wird in Verbindung mit den Ausführungen zu Figur 2 erläutert. Die beiden Linearführungselemente 64 sind als zylinderförmige Stangen ausgeführt, welche fest mit der Platte 32 verbunden sind. Zum Eindrücken der Gummistopfen 5 in die Öffnungen der Behälter 4 bedarf es einer Relativbewegung 11 zwischen der Behälteraufnahme 2 und der Verschlussaufnahme 3. In dem Ausführungsbeispiel wird diese Relativbewegung 11 ausgeführt, indem die Platte 32 in Richtung der Behälteraufnahme 2 abgesenkt wird. Um die Gummistopfen 5 in einer geraden Bewegung in die Behälter 4 einzudrücken, werden die zwei Linearführungselemente 64 passgenau in zwei Durchgangsbohrungen 24 geführt. Diese Durchgangsbohrungen 24 bilden am unteren Ende der Behälteraufnahme 2 jeweils eine Öffnung. Es ist vorteilhaft, die Gummistopfen 5 auf die Behälter 4 abzusenken und den Inhalt der Behälter 4 nicht unnötig zu bewegen. Jedoch ist auch möglich, die Behälteraufnahme 2 zur Ausführung der Relativbewegung 11 anzuheben.
  • Zusätzlichen zur formschlüssigen Fixierung der Behälter 4 und Gummistopfen 5, weist die erfindungsgemäße Greifvorrichtung 1 vier Ansaugöffnungen 21, 34 auf. So befindet sich in der Behälteraufnahme 2 jeweils eine erste Ansaugöffnung 21 pro Behälter 4 und in der Verschlussaufnahme jeweils eine zweite Ansaugöffnung 34 pro Verschluss 5. Die beiden ersten Ansaugöffnungen 21 sind als Bohrung in der zweiten Formschlusskontur 23 ausgeführt und befinden sich somit auf Höhe der Behälterkörper 41. Die beiden zweiten Ansaugöffnung 34 befindet sich jeweils in den Taschen 35 über den Stopfenkrägen 51. Mittels der Ansaugöffnungen 21, 34 werden die Behälter 4 bzw. die Gummistopfen 5 mit Unterdruck an der Greifvorrichtung 1 fixiert. Alternativ zu den integrierten Ansaugöffnungen, kann die Greifvorrichtung auch eine aufgesetzte Saugeranlage zum Ansaugen der Behälter 4 und Gummistopfen 5 umfassen. Die Versorgung der Greifvorrichtung 1 mit Unterdruck wird im Folgenden anhand Figur 2 beschrieben.
  • Es sei angemerkt, dass die Unterdruckansaugung 21 und die formschlüssige Klemmung 22, 23 der Behälter 4 auch alternativ anwendbar sind. So ist es möglich, dass die Behälter 4 entweder nur über eine der Formschlusskonturen 22, 23 oder nur über die Unterdruckansaugung 21 an der Behälteraufnahme 2 fixiert werden. Selbiges gilt für die Gummistopfen 5. Auch diese können durch Formschluss 35, Unterdruck 34 oder einer Kombination aus beiden Möglichkeiten an die Versehlussaufnahme 3 fixiert werden.
  • Figur 2 zeigt in einer Seitenansicht die erfindungsgemäße Greifvorrichtung 1 mit der Behälteraufnahme 2, der Verschlussaufnahme 3, dem Behälter 4, dem Gummistopfen 5 und den Verbindungselementen 6 nach dem Ausführungsbeispiel. Auf der linken Seite des Behälters 4 befindet sich innerhalb der Behälteraufnahme 2 die erste Ansaugöffnung 21 des linken Behälters 4. Über dem Stopfenkragen 51 befindet sich innerhalb der Verschlussaufnahme 3 bzw. der Platte 32 die zweite Ansaugöffnung 34 des linken Gummistopfens 5. Auch wenn Figur 2 nur die beiden Ansaugöffnungen 21, 34 des linken Behälters 4 darstellt, so verfügt, wie bereits beschrieben, die Greifvorrichtung 1 über vier Ansaugöffnungen 21, 34. Jede dieser vier Ansaugöffnungen 21, 34 wird über eine separate Unterdruckleitungen 7 mit einer externen Unterdruckquelle 72 verbunden. Innerhalb der Greifvorrichtung 1 wird jede der vier Unterdruckleitungen 7 mittels der internen Unterdruckverteilung 71 mit einer der vier Ansaugöffnungen verbunden. Da auch die Unterdruckleitungen 7 für die beiden zweiten Ansaugöffnungen 34 der Verschlussaufnahme 3 in die Behälteraufnahme 2 münden, verfügt die interne Unterdruckverteilung 71 zur Durchleitung des Unterdrucks von der Behälteraufnahme 2 zur Verschlussaufnahme 3 über Kanäle im Linearführungselement 64.
  • Des Weiteren zeigt Figur 2 den Pneumatikzylinder 61 zur Durchführung der Relativbewegung 11. Durch diese lineare Relativbewegung 11 werden die Gummistopfen 5 in die Behälter 4 eingedrückt. Der Pneumatikzylinder 61 umfasst einen hohlen Zylinder, welcher in eine Bohrung in der Behälteraufnahme 2 eingepasst ist. In diesem hohlen Zylinder steckt ein Kolben des Pneumatikzylinders 61. Der Pneumatikzylinder 61 ist doppelwirkend ausgeführt und kann somit die Verschlussaufnahme 3 sowohl druckluftbetrieben senken als auch heben. Aufgrund der doppelwirkenden Ausführung verfügt der Pneumatikzylinder 61 über zwei Pneumatikleitungen 62, welche ihn mit einer externen Druckquelle 63 verbinden. Hier ist anzumerken, dass für den Pneumatikzylinder 61 auch nur eine Pneumatikleitung 62 ausreichend ist. So könnte die Bewegung zum Anheben der Verschlussaufnahme 3 z. B. auch durch eine, in den Pneumatikzylinder 61 integrierte Feder übernommen werden.
  • Es sei erwähnt, dass der Pneumatikzylinder 61 alternativ anstatt über die Druckquelle 63, über die Unterdruckleitungen 7 mitversorgt werden kann. Ferner kann der Pneumatikzylinder 61 eine der beiden Linearführungselemente 64 ersetzen. In diesem Fall übernimmt der Pneumatikzylinder 61 nicht nur die Hub- und Senkarbeit, sonder sichert zusammen mit dem verbleibenden Linearführungselement 64 die lineare Führung der Verschlussaufnahme 3. Alternativ zum pneumatischen Antrieb der Relativbewegung 11 ist ein hydraulischer oder mechanischer Antrieb möglich.
  • Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Draufsicht auf die pharmazeutische Anlage 8 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die pharmazeutische Anlage 8 fungiert in einer pharmazeutischen Produktionskette als Transport- und Verschlusseinheit für die Behälter 4. In dieser pharmazeutischen Anlage 8 wird die erfindungsgemäße Greifvorrichtung 1 an einem Roboterarm 82 der Handhabungseinheit 81 betrieben. Der Roboterarm 82 bewegt die Greifvorrichtung 1 von einer Bereitstellposition 86 über eine Abschleppposition 85 zu einer Abstellposition 87. Dabei vollführt die Greifvorrichtung 1 mittels des Roboterarms 82 eine bogenförmige Abschleppbewegung wie in Figur 3 durch den Pfeil 83 gekennzeichnet. Eine Sortiervorrichtung 84 richtet die Gummistopfen 5 aus und stellt jeweils zwei Gummistopfen 5 an der Abschleppposition 85 bereit. Die Gummistopfen 5 werden ausgerichtet, damit sie senkrecht stehen und der Stopfenkragen 51 über der Verjüngung 52 ist.
  • Von der Abstellposition 87 bewegt sich (entgegen dem Pfeil 83) die Greifvorrichtung 1, ohne Behälter 4 und ohne Gummistopfen 5, in Richtung der Abschleppposition 85. Dabei passiert die Greifvorrichtung 1 mit der bogenförmigen Abschleppbewegung die Abschleppposition 85, um die Gummistopfen 5 abzuschleppen. Während des Abschleppvorgangs bleibt die Greifvorrichtung 1 stetig in Bewegung. Die Taschen 35 der Verschlussabschleppeinheiten 31 befinden sich bei diesem Vorgang genau auf Höhe der Stopfenkrägen 51 und somit rutschen die Gummistopfen 5 entlang der bogenförmigen Öffnungen 33 in die Taschen 35. In den Taschen 35 werden die Gummistopfen 5 mittels des Unterdrucks an den zweiten Ansaugöffnungen 34 gehalten. Daraufhin bewegt sich die Greifvorrichtung 1 zur Bereitstellposition 86 und nimmt dort zwei Behälter 4, gefüllt mit pharmazeutischer Substanz, auf. Diese Behälter 4 werden sowohl über die beiden Formschlusskonturen 22, 23 als auch über den Unterdruck an den beiden ersten Ansaugöffnungen 21 gehalten. Sofort nach dem Aufnehmen der Behälter 4 führt die Greifvorrichtung 1 die Relativbewegung 11 aus und verschließt somit die Behälter 4. Dabei wird mittels der Druckquelle 63 und den Pneumatikleitungen 62 der Pneumatikzylinder 61 aktiviert. Durch Kontraktion des Pneumatikzylinders 61 senkt sich die Verschlussaufnahme 3 auf die Behälteraufnahme 2 ab und die Gummistopfen 5 werden in die Behälter 4 gedrückt. Sobald die Gummistopfen 5 in den Behältern 4 stecken, kann der Unterdruck von den zweiten Ansaugöffnungen 34 genommen werden. Zeitgleich mit dem Verschließen der Behälter 4, d.h. zeitgleich mit der Kontraktion des Pneumatikzylinders 61 bewegt der Roboterarm 82 die Greifvorrichtung 1 weiter in Richtung Abstellposition 87. An dieser Abstellposition 87 wird der Unterdruck von den ersten Ansaugöffnungen 21 genommen, und die verschlossenen Behälter 4 werden abgestellt. Die Handhabungseinheit 81 verschließt die Behälter 4 somit ohne Zeitverlust während des Transports der Behälter 4 von der Bereitstellposition 86 zur Abstellposition 87. Da die Abschleppbewegung und die Transportbewegung in derselben konstanten Geschwindigkeit durchgeführt werden, wird die Beschleunigung/Verzögerung der Behälter 4 minimiert und ein Überschwappen des Inhalts der Behälter 4 verhindert.
  • Die Behälter 4 werden direkt an der Bereitstellposition 86 mit pharmazeutischer Substanz befüllt. Sofort nach Beendigung der Abfüllung nimmt die Greifvorrichtung 1 die Behälter 4 auf und beginnt umgehend mit dem Verschließvorgang. Durch dieses sehr schnelle Verschließen wird vermieden, dass die pharmazeutische Substanz verschmutzt wird oder mit der umgebenden Atmosphäre reagiert.
  • Alternativ zur Aufnahme der Gummistopfen 5 mittels Abschleppbewegung, kann die Aufnahme der Gummistopfen 5 auch getaktet sein. D.h., dass die Greifvorrichtung 1 an der Abschleppposition 83 stehen bleibt, die Gummistopfen 5 aufnimmt und sich dann weiter in Richtung Bereitstellposition 86 bewegt.
  • Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, die pharmazeutische Anlage 8 bzw. die Handhabungseinheit 81 innerhalb eines Isolators 88 zu betreiben. Dazu werden die Materialien der pharmazeutischen Anlage 8, der Handhabungseinheit 81 sowie der Greifvorrichtung 1 gemäß den Anforderungen einer Verwendung in dem Isolator 88 gewählt.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Verschließen von Behältern (4) mittels eines Verschlusses (5) in einer Greifvorrichtung (1), umfassend die Schritte:
    - Aufnehmen des Verschlusses (5) in die Greifvorrichtung (1),
    - Aufnehmen des Behälters (4) in die Greifvorrichtung (1),
    - Verschließen des Behälters (4) mit dem Verschluss (5) in der Greifvorrichtung (1) und
    - Abgeben des geschlossenen Behälters (4) aus der Greifvorrichtung (1),
    wobei die Greifvorrichtung (1) zum Transport des Behälters (4) von einer ersten Position (86) zu einer zweiten Position (87) durch eine Handhabungseinheit (81) bewegt wird, und
    wobei, während die Handhabungseinheit (81) die Greifvorrichtung (1) bewegt, das Verschließen des Behälters (4) ausgeführt wird, wobei die Handhabungseinheit (81) einen Roboterarm (82) umfasst, wobei die Greifvorrichtung (1) von dem Roboterarm (82) bewegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (5) mittels einer Abschleppbewegung aufgenommen wird, wobei der Verschluss (5) von einer Abschleppposition (85) abgeschleppt wird, und wobei die Greifvorrichtung (1) während der Abschleppbewegung stetig relativ zur Abschleppposition (85) bewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschleppbewegung bogenförmig ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (1) mindestens zwei Behälter (4) und mindestens zwei Verschlüsse (5) aufnimmt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (1) mit einer Abschleppbewegung mehrere Verschlüsse (5) abschleppt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verschließen des Behälters (4) der Verschluss (5) zum Behälter (4) abgesenkt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (4) und/oder der Verschluss (5) mittels Unterdruck in der Greifvorrichtung fixiert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck am Behälter (4) unabhängig vom Unterdruck am Verschluss (5) ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (5) ein Pharmastopfen ist und das Verfahren in einer Maschine für pharmazeutische Anwendungen ausgeführt wird.
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