EP4349470A1 - Holding device for a container, comprising a magnetic drive for a separate stirring shaft - Google Patents

Holding device for a container, comprising a magnetic drive for a separate stirring shaft Download PDF

Info

Publication number
EP4349470A1
EP4349470A1 EP22200127.3A EP22200127A EP4349470A1 EP 4349470 A1 EP4349470 A1 EP 4349470A1 EP 22200127 A EP22200127 A EP 22200127A EP 4349470 A1 EP4349470 A1 EP 4349470A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
holding device
lever
lever device
stirring shaft
release position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22200127.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Regen
Sandra Burghardt
Simon Topp-Manske
Ute Husemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sartorius Stedim Biotech GmbH
Original Assignee
Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sartorius Stedim Biotech GmbH filed Critical Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority to EP22200127.3A priority Critical patent/EP4349470A1/en
Priority to PCT/EP2023/077390 priority patent/WO2024074527A1/en
Publication of EP4349470A1 publication Critical patent/EP4349470A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/453—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
    • B01F27/213—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts characterised by the connection with the drive

Definitions

  • the invention relates to a holding device for a container, in particular a bioreactor, with a magnetic drive for a separate stirring shaft.
  • Disposable bioreactors which are made from a flexible bag and whose contents are to be mixed with an agitator with a rotating agitator shaft, are typically held in a stable holding device, which also provides a drive for the agitator shaft.
  • the power transmission between the drive arranged outside the bioreactor and the agitator shaft arranged inside the bioreactor can be carried out in a known manner by means of a magnetic coupling.
  • the agitator shaft To close the coupling, i.e. to magnetically connect the agitator shaft to the magnetic drive, the agitator shaft must be lifted manually and positioned at a sufficiently small distance below the drive magnet. To later release the coupling, the agitator shaft is pushed downwards manually. This process is usually uncontrolled and handling is sometimes very difficult due to the strong magnetic forces.
  • the object of the invention is to enable a controlled and safe release of a magnetic coupling with which a stirring shaft is coupled to a magnetic drive.
  • the holding device according to the invention for a container comprises a magnetic drive for a separate stirring shaft and a lever device for releasing the stirring shaft from the magnetic drive.
  • the magnetic drive has a first coupling side and the stirring shaft has a
  • the lever device has a second coupling side of a magnetic coupling that can be connected to the first coupling side.
  • the lever device has at least one pressure section and can be pivoted between a closed position and a release position. When the lever device is pivoted into the release position, the pressure section is moved downwards in order to act directly or indirectly on the agitator shaft.
  • the invention is based on the finding that in a bioreactor with a stirring shaft, the magnetic attraction of a closed magnetic coupling between the magnetic drive and the stirring shaft can be very large, but also decreases significantly with increasing distance.
  • the magnetic force of the magnetic coupling depends on the required torque and increases with the bioreactor size and the specified maximum speed. The forces are typically between 50 and 600 N. Controlling a force of this magnitude is laborious for a single operator, especially since manually gripping the stirring shaft is also cumbersome.
  • the lever device of the holding device according to the invention can significantly reduce the forces to be overcome thanks to the leverage effect. Due to the magnetic force decreasing sharply with distance - as a rough approximation, the magnetic force is roughly inversely proportional to the square of the distance - the lever device only has to ensure that a distance of a few centimeters is created between the magnetic drive and the agitator shaft. The magnetic force is then so weak that an operator can hold and remove the bioreactor without any problem. At the same time, the lever device allows for significantly simplified handling, since the operator does not have to pull on the agitator shaft, but can conveniently press a lever downwards.
  • the lever device can be used to prevent premature closing of the magnetic coupling during the positioning of the agitator shaft under the magnetic drive, where the correct positioning has not yet been achieved or where the operator's hand could be crushed. This means that the operator can move the agitator shaft in rest can be positioned correctly without the stirring shaft coming so close to the magnetic drive that the magnetic force could interfere with handling and especially positioning.
  • both the assembly and removal of the stirrer shaft from the magnetic drive can be accomplished by a single operator, largely eliminating the risk of the operator being injured or the bioreactor being damaged.
  • the lever device has an adapter plate with a lever pivotably mounted thereon and a central opening which is opposite the first coupling side and through which the second coupling side of the agitator shaft protrudes when the shaft is mounted.
  • the design of the adapter plate which can be securely mounted in the holding device, can be adapted to the structural conditions of the holding device, in particular the magnetic drive, and serves as a bearing for the pivotable lever of the lever device.
  • the lever device is detachably attached to the holding device by means of at least one fastening section.
  • fastening section adapted to the structural conditions can be provided with which the lever device can be installed and uninstalled.
  • the detachable fastening allows the lever device to be used on other holding devices as well.
  • the at least one pressure section is formed by a linearly guided sliding element which moves vertically downwards when the lever device is pivoted into the release position. This ensures that the introduced forces act exactly in the direction in which the stirring shaft is released from the magnetic drive.
  • a conversion of the pivoting movement of the lever into a linear movement of the at least one sliding element can be achieved in that the sliding element is rotatably mounted on a pivoting portion of the lever device and is guided in a recess of the adapter plate.
  • the lever device has a safety mechanism that can be activated and deactivated.
  • the safety mechanism When the safety mechanism is activated, the lever device is fixed in the closed position, whereas when the safety mechanism is deactivated, the lever device can be pivoted between the closed position and the release position. Activating the safety mechanism after coupling the agitator shaft thus ensures that the lever device cannot be pivoted into the release position in an undesirable manner during operation.
  • the lever device can also have an activatable and deactivatable release position securing mechanism which, in the activated state, fixes the lever device in the release position, whereas in the deactivated state it allows the lever device to pivot between the release position and the closed position.
  • the lever device can be supplemented by a separate gripper.
  • the gripper is shaped in such a way that it can be attached to a collar of the agitator shaft. This makes the agitator shaft easier to handle.
  • the gripper also has at least one counter-pressure section with a counter-pressure surface that points upwards when the agitator shaft is mounted and comes into engagement with the pressure section when the lever device is pivoted into the release position. The introduction of force via the counter-pressure surface(s) of the gripper protects the upper end of the agitator shaft from direct contact with the pressure section(s) of the lever device, so that the container, in particular the flexible bioreactor bag, is not (accidentally) damaged when it is removed.
  • the gripper can serve to maintain a distance between the lever device and the To bridge the container and provide a flat surface at the connection geometry.
  • the gripper preferably has a circular or partially circular receiving section with an inner diameter that roughly corresponds to an outer diameter of the first coupling side of the magnetic drive. Thanks to the coordination of the diameters, the gripper with the agitator shaft can be easily positioned under the magnetic drive so that the two coupling sides are exactly opposite each other.
  • the receiving section then grips the first coupling side of the magnetic drive that protrudes downwards. This guides the movement of the agitator shaft caused by the magnetic force in the direction of the magnetic drive, and the operator's hand or finger cannot accidentally get between the two coupling sides.
  • a particularly comfortable handling allows a design of the gripper with at least one gripping section at which an operator can easily hold the gripper.
  • the gripper can be detachably attached to the agitator shaft so that the gripper can be removed again after coupling the agitator shaft and used elsewhere if necessary.
  • At least part of the lever device (certain components) of the holding device according to the invention can be manufactured by an additive manufacturing process.
  • these components of the lever device and possibly also other components of the holding device can be manufactured by selective laser sintering (SLS) from a powdered starting material such as polyamide.
  • SLS selective laser sintering
  • production by means of an additive manufacturing process has the advantage that with regard to the design of the internal geometries, the material loss and the assembly costs are lower compared to classic manufacturing processes. This is particularly relevant for the embodiments in which complex or otherwise difficult to realize geometries are provided, such as groove geometries or recesses for sliding blocks.
  • a further advantage is that additive manufacturing processes offer the possibility of realizing large radii, e.g. to protect the flexible bioreactor bag from damage caused by edges.
  • the invention also provides an arrangement with a holding device as defined above and a container, in particular a bioreactor, with a stirring shaft arranged inside the container, which has a second coupling side (matching the first coupling side of the magnetic drive) at its upper end.
  • the stirring shaft is mounted on the magnetic drive of the holding device by closing the magnetic coupling so that the magnetic drive can set the stirring shaft in a rotary motion.
  • FIGs 1a, 1b and 2 is a first variant of a first embodiment of a lever device 10 for separating a stirring shaft from a magnetic drive in an upper closed position ( Figure 1a ) and in a release position ( Figures 1b and 2 ).
  • the lever device 10 comprises an adapter plate 12 with a central opening 14 through which the upper end of a stirring shaft can protrude.
  • the adapter plate 12 has fastening sections 16 with which the adapter plate 12 can be fastened to a holding device for a container, here a disposable bioreactor.
  • the fastening sections 16 are formed by screw-on clamping jaws that provide counter surfaces for mounting on the holding device.
  • a lever 18 is pivotably mounted on the adapter plate 12.
  • the lever 18 is formed by two pivot sections 20, the front ends of which are connected to one another by a handle 21.
  • the rear ends of the pivot sections 20 are rotatably mounted on the rear end of the adapter plate 12 on its side surfaces.
  • the lever 18 further comprises pressure sections 22, which are moved downwards when the lever 18 is actuated.
  • the pressure sections 22 are formed by two sliding elements that are guided in recesses in the adapter plate 12.
  • the pressure sections 22 are rotatably mounted on the pivot sections 20, so that when the lever 18 pivots, the pressure sections 22 move linearly vertically downwards thanks to the guide in the recesses in the adapter plate 12 and thereby emerge from the adapter plate 12, as shown in the Figures 1b and 2 can be recognized.
  • the lever device 10 also has a locking position securing mechanism.
  • the locking position securing mechanism When the locking position securing mechanism is activated, the lever 18 is in the Figure 1a shown upper closed position, ie a pivoting movement of the lever 18 in the Figures 1b and 2 The release position shown is not possible. If the closed position locking mechanism is deactivated, the lever 18 can be moved back and forth between the release position and the upper closed position.
  • the release position can be defined by a stop or the like which limits the extent of the downward pivoting movement.
  • the lever device 10 can also be fixed in the release position (lower closed position).
  • the lever 18 By means of a release position securing mechanism, the lever 18 can be locked in the Figures 1b and 2 shown release position so that the lever 18 cannot be pivoted upwards.
  • the release position locking mechanism can of course also be deactivated manually to enable the lever 18 to pivot between the release position and the upper closed position.
  • a locking pin 24a which can be fixed in two positions is connected to a locking bolt 24b which can be axially displaced in or on the adapter plate 12 and which in turn can interact with two bores 25a, 25b in the pivoting sections of the lever 18.
  • the locking pin 24a is pushed to the left by the operator (as shown in the figures) so that the locking bolt 24b penetrates the lower bore 25b aligned with it and prevents a pivoting movement of the lever 18.
  • the locking bolt 24b is fixed in this position and the closed position locking mechanism is activated.
  • the lever 18 can also be fixed when it is in the lower release position. To do this, the operator pushes the locking bolt 24b through the upper hole 25a, which is aligned with it in this position, using the locking pin 24a and fixes it by turning it downwards, which activates the release position locking mechanism.
  • a bioreactor (not shown separately in the figures) with a stirring shaft 28 arranged therein is to be mounted in the holding device 26 in such a way that a magnetic drive 30 of the holding device 26 can magnetically set the stirring shaft 28 in a rotary motion without there being a direct mechanical connection between the drive 30 and the stirring shaft 28.
  • the bioreactor is mounted in the holding device 26 by means of a magnetic coupling.
  • the magnetic drive 30 has a circular, downwardly projecting magnetic first coupling side 32.
  • a matching upwardly pointing second coupling side 34 is formed at the upper end of the stirring shaft 28.
  • the lever device 10 is attached to the holding device 26 by means of the fastening sections 16 such that the opening 14 in the adapter plate 12 is opposite the first coupling side 32 of the drive 30 so that the first coupling side 32 is accessible from below.
  • the lever device 10 is preferably releasably attached so that it can be removed from the holding device 26 and attached to another holding device.
  • the magnetic coupling between the magnetic drive 30 and the stirring shaft 28 must be closed. To do this, the stirring shaft 28 in the bioreactor is brought up to the magnetic drive 30 so that the two coupling sides 32, 34 are opposite each other.
  • a gripper 36 can be used.
  • the gripper 36 has a receiving section 38, counterpressure sections with upwardly facing counterpressure surfaces 40 and gripping sections 42 projecting outwards at the sides.
  • the receiving section 38 of the gripper 36 is approximately semicircular and can receive a collar at the upper end of the agitator shaft 28 so that the gripper 36 is stably but detachably attached to the agitator shaft 28.
  • the gripping sections 42 then allow an operator to hold and position the entire bioreactor with the agitator shaft 28.
  • the receiving section 38 of the gripper 36 is also matched to the downwardly projecting first coupling side 32 of the magnetic drive 30. More precisely, the inner diameter of the receiving section 38 corresponds approximately to the outer diameter of the first coupling side 32 of the magnetic drive 30.
  • the bioreactor is mounted in the holding device 26 as follows: The operator pushes the lever 18 of the lever device 10 downwards until it is in the release position and activates the release position securing mechanism so that the lever 18 is automatically held securely in this position. (Even without such a release position securing mechanism, the lever 18 would remain in the release position after overcoming the magnetic holding force, but could accidentally be pushed back up.) While the lever device 10 is in the release position, the operator positions the bioreactor using the gripper 36 under the magnetic drive 30 so that the two coupling sides 32, 34 are opposite each other.
  • the downwardly projecting pressure sections 22 of the lever device 10 keep the upper end of the agitator shaft 28 at a distance and prevent premature closing of the magnetic coupling.
  • the pressure sections of the lever device 10 press against the counter pressure surfaces 40 of the gripper 36.
  • the gripper 36 can be removed from the stirring shaft 28 (see Figure 8 ).
  • the operator must position the agitator shaft 28 manually under the magnetic drive 30 in a conventional manner.
  • the pressure sections 22 of the lever device 10 interact directly with upwardly facing counterpressure surfaces of the agitator shaft 28.
  • the operator activates the closed position locking mechanism by means of the locking pin 24a so that during operation there is no risk that the agitator shaft 28 and thus the entire bioreactor can become unintentionally detached from the holding device 26 by inadvertently pressing the lever 18 of the lever device 10.
  • the bioreactor is removed from the holding device 26 in the reverse order of the steps described above. If a gripper 36 is used, this is attached to the collar of the agitator shaft 28. Before the lever 18 can be pushed down from the upper closed position to release the magnetic coupling, the closed position locking mechanism must be deactivated by means of the locking pin 24a. By pushing the lever 18 down into the release position, the pressure sections 22 come into engagement with the Counter pressure surfaces 40 of the gripper 36 and thereby distribute the introduced force; in addition, the agitator shaft 28 is protected by avoiding direct contact with the pressure sections 22. The agitator shaft 28 is pressed downwards in this way until the magnetic attraction forces are largely overcome and the magnetic coupling is released. This movement of the agitator shaft 28 is guided, at least initially. During this process, the operator can hold the bioreactor with the gripper 36 so that the bioreactor does not fall downwards in an uncontrolled manner.
  • the pressure sections 22 of the lever device 10 press directly on the counter pressure surfaces of the agitator shaft 28. When releasing the magnetic coupling, the operator holds the bioreactor in the usual way.
  • a first and a second variant of an alternative second embodiment of the lever device 10 are shown.
  • the two variants differ - apart from the fact that the first variant does not have a locking position securing mechanism - only in the design of the lever 18, which is made in one piece in the first variant and in two pieces in the second variant (see Figures 19 and 20 ).
  • the other essential components of the lever device 10, which are essentially identical in both variants of the second embodiment, are shown together in Figure 13 (without lever 18) and individually in the Figures 14 to 18 and 21 to 24.
  • the adapter plate. 12 (see Figure 14 ) of the lever device 10 mounted on the holding device 26 is designed here in such a way that it presses a pressure ring 44 attached to the bioreactor or to the stirring shaft 28 (see Figure 15 ).
  • the adapter plate 12 and the pressure ring 46 each have a guide tube 46 and groove geometries 48 that are coordinated with each other.
  • Guide tubes 46 and the groove geometries 48 prevent jamming or tilting when closing or releasing the magnetic coupling. In particular, this ensures that when pressing on the upper flange of the agitator shaft 28, a uniform force is applied to release the magnetic coupling.
  • sliding blocks 50 are provided, which can be inserted radially from the outside to the inside into corresponding recesses 52 of the pressure ring 46.
  • the sliding blocks 50 have clamping surfaces 54 and driving pins 56, which protrude axially when the sliding blocks 50 are inserted into the recesses 52.
  • the sliding blocks 50 are pushed inwards so far that the clamping effect on the clamping surfaces 54 is sufficiently large to ensure a secure connection.
  • the sliding blocks 50 are inserted and secured using a locking ring 58 (see Figure 17 ), which has guide tracks 60 adapted to the position and shape of the driving pins 56, similar to a bayonet lock.
  • the connection is secured by placing and turning the locking ring 58, whereby an adjustable torque limiter (not shown) can optionally be provided.
  • the adapter plate 12, the pressure ring 44, the sliding blocks 50 and the locking ring 58 replace a Tri-Clamp connection, whereby manual handling is simplified not least by a profiled grip surface 62 of the locking ring 58.
  • the support ring 64 corresponds functionally to the pressure sections 22 of the first embodiment.
  • the support ring 64 also serves to fix the locking ring 58.
  • the handle 68, the adapter plate counterpart 72 mounted in the boom 70 and the release cross pin 76 form the closed position safety mechanism.
  • Figure 23 shows one of the two screw-on counter surfaces 80 for mounting the lever device 10, more precisely the adapter plate 12, on the holding device 26.
  • lever device 10 is shown in the locked upper closed position.
  • the magnetic coupling is closed and the sliding blocks 50 secure the agitator shaft 28.
  • the closed position safety mechanism is activated because the adapter plate counterpart 72 is pressed by the spring force in the direction of the adapter plate 12 and as a result a front engagement section 82 of the adapter plate counterpart 72 is held in engagement with a counterpart section 84 of the adapter plate 12, whereby depression of the lever 18 is prevented.
  • the operator To release the agitator shaft 28 from the magnetic drive 30 of the holding device 26, the operator must first deactivate the closed position safety mechanism by pulling the adapter plate counterpart 72 against the spring force towards the handle 68 of the lever using the release cross pin 76. This disengages the adapter plate counterpart 72 from the counterpart section 84. the adapter plate 12 so that the lever device 10 is unlocked. It is now possible to press the lever 18 downwards and thus release the magnetic coupling as described above.
  • the components of the lever device 10 are designed such that they can be manufactured at least largely by 3D printing (additive manufacturing process).
  • agitators or connections that are magnetically coupled and decoupled such as agitators of disposable bioreactors made of solid or flexible plastic or of other mixing systems.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Eine Haltevorrichtung (26) für einen Behälter, insbesondere einen Bioreaktor, umfasst einen Magnetantrieb (30) für eine separate Rührwelle (28) sowie eine Hebeleinrichtung (10) zum Lösen der Rührwelle (28) vom Magnetantrieb (30). Der Magnetantrieb (30) weist eine erste Kupplungsseite (32) und die Rührwelle (28) eine mit der ersten Kupplungsseite (32) verbindbare zweite Kupplungsseite (34) einer Magnetkupplung auf. Die Hebeleinrichtung (10) weist wenigstens einen Druckabschnitt (22; 64) auf und ist zwischen einer Schließstellung und einer Lösestellung schwenkbar. Bei einem Schwenken der Hebeleinrichtung (10) in die Lösestellung wird der Druckabschnitt (22; 64) nach unten bewegt, um direkt oder indirekt an der Rührwelle (28) anzugreifen.A holding device (26) for a container, in particular a bioreactor, comprises a magnetic drive (30) for a separate stirring shaft (28) and a lever device (10) for releasing the stirring shaft (28) from the magnetic drive (30). The magnetic drive (30) has a first coupling side (32) and the stirring shaft (28) has a second coupling side (34) of a magnetic coupling that can be connected to the first coupling side (32). The lever device (10) has at least one pressure section (22; 64) and can be pivoted between a closed position and a release position. When the lever device (10) is pivoted into the release position, the pressure section (22; 64) is moved downwards in order to act directly or indirectly on the stirring shaft (28).

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für einen Behälter, insbesondere einen Bioreaktor, mit einem Magnetantrieb für eine separate Rührwelle.The invention relates to a holding device for a container, in particular a bioreactor, with a magnetic drive for a separate stirring shaft.

Einweg-Bioreaktoren, die aus einem flexiblen Beutel gebildet sind und deren Inhalt mit einem Rührwerk mit einer drehbaren Rührwelle durchmischt werden soll, werden typischerweise in einer stabilen Haltevorrichtung aufgenommen, in der auch ein Antrieb für die Rührwelle vorgesehen ist. Die Kraftübertragung zwischen dem außerhalb des Bioreaktors angeordneten Antrieb und der im Inneren des Bioreaktors angeordneten Rührwelle kann in bekannter Weise durch eine Magnetkupplung erfolgen. Zum Schließen der Kupplung, also zur magnetischen Anbindung der Rührwelle an den Magnetantrieb, muss die Rührwelle manuell angehoben und in ausreichend geringem Abstand unterhalb des Magneten des Antriebs positioniert werden. Zum späteren Lösen der Kupplung wird die Rührwelle manuell nach unten weggedrückt. Dieser Vorgang erfolgt in der Regel unkontrolliert, und die Handhabung ist aufgrund der starken Magnetkräfte mitunter sehr schwierig.Disposable bioreactors, which are made from a flexible bag and whose contents are to be mixed with an agitator with a rotating agitator shaft, are typically held in a stable holding device, which also provides a drive for the agitator shaft. The power transmission between the drive arranged outside the bioreactor and the agitator shaft arranged inside the bioreactor can be carried out in a known manner by means of a magnetic coupling. To close the coupling, i.e. to magnetically connect the agitator shaft to the magnetic drive, the agitator shaft must be lifted manually and positioned at a sufficiently small distance below the drive magnet. To later release the coupling, the agitator shaft is pushed downwards manually. This process is usually uncontrolled and handling is sometimes very difficult due to the strong magnetic forces.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kontrolliertes und sicheres Lösen einer Magnetkupplung zu ermöglichen, mit der eine Rührwelle an einen Magnetantrieb gekoppelt ist.The object of the invention is to enable a controlled and safe release of a magnetic coupling with which a stirring shaft is coupled to a magnetic drive.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Haltevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a holding device with the features of claim 1. Advantageous and expedient embodiments of the holding device according to the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung für einen Behälter, insbesondere einen Bioreaktor, umfasst einen Magnetantrieb für eine separate Rührwelle sowie eine Hebeleinrichtung zum Lösen der Rührwelle vom Magnetantrieb. Der Magnetantrieb weist eine erste Kupplungsseite und die Rührwelle eine mit der ersten Kupplungsseite verbindbare zweite Kupplungsseite einer Magnetkupplung auf. Die Hebeleinrichtung weist wenigstens einen Druckabschnitt auf und ist zwischen einer Schließstellung und einer Lösestellung schwenkbar. Bei einem Schwenken der Hebeleinrichtung in die Lösestellung wird der Druckabschnitt nach unten bewegt, um direkt oder indirekt an der Rührwelle anzugreifen.The holding device according to the invention for a container, in particular a bioreactor, comprises a magnetic drive for a separate stirring shaft and a lever device for releasing the stirring shaft from the magnetic drive. The magnetic drive has a first coupling side and the stirring shaft has a The lever device has a second coupling side of a magnetic coupling that can be connected to the first coupling side. The lever device has at least one pressure section and can be pivoted between a closed position and a release position. When the lever device is pivoted into the release position, the pressure section is moved downwards in order to act directly or indirectly on the agitator shaft.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einem Bioreaktor mit einer Rührwelle die magnetische Anziehungskraft einer geschlossenen Magnetkupplung zwischen dem Magnetantrieb und der Rührwelle zwar sehr groß sein kann, aber mit steigender Entfernung auch sehr stark abnimmt. Normalerweise ist die Magnetkraft der Magnetkupplung abhängig vom benötigten Drehmoment und steigt mit der Bioreaktorgröße sowie der vorgegebenen maximalen Drehzahl an. Die Kräfte liegen typischerweise zwischen 50 und 600 N. Die kontrollierte Überwindung einer Kraft in dieser Größenordnung ist für einen einzelnen Bediener mühsam, zumal auch ein manuelles Angreifen an der Rührwelle umständlich ist.The invention is based on the finding that in a bioreactor with a stirring shaft, the magnetic attraction of a closed magnetic coupling between the magnetic drive and the stirring shaft can be very large, but also decreases significantly with increasing distance. Normally, the magnetic force of the magnetic coupling depends on the required torque and increases with the bioreactor size and the specified maximum speed. The forces are typically between 50 and 600 N. Controlling a force of this magnitude is laborious for a single operator, especially since manually gripping the stirring shaft is also cumbersome.

Mit der Hebeleinrichtung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung können dank der Hebelwirkung die zu überwindenden Kräfte signifikant verringert werden. Dabei muss die Hebeleinrichtung aufgrund der mit der Entfernung stark abnehmenden Magnetkraft - in grober Näherung verhält sich die Magnetkraft in etwa umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung - nur dafür sorgen, dass ein Abstand zwischen dem Magnetantrieb und der Rührwelle von wenigen Zentimetern hergestellt wird. Die Magnetkraft ist dann schon so schwach, dass ein Bediener den Bioreaktor problemlos halten und entfernen kann. Gleichzeitig erlaubt die Hebeleinrichtung eine erheblich vereinfachte Handhabung, da der Bediener nicht an der Rührwelle ziehen muss, sondern komfortabel einen Hebel nach unten drücken kann.The lever device of the holding device according to the invention can significantly reduce the forces to be overcome thanks to the leverage effect. Due to the magnetic force decreasing sharply with distance - as a rough approximation, the magnetic force is roughly inversely proportional to the square of the distance - the lever device only has to ensure that a distance of a few centimeters is created between the magnetic drive and the agitator shaft. The magnetic force is then so weak that an operator can hold and remove the bioreactor without any problem. At the same time, the lever device allows for significantly simplified handling, since the operator does not have to pull on the agitator shaft, but can conveniently press a lever downwards.

Nicht nur das Abnehmen, sondern auch das Montieren der Rührwelle an den Magnetantrieb ist mittels der Hebeleinrichtung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung einfacher und kontrollierter durchführbar. Die Hebeleinrichtung kann dazu genutzt werden, während der Positionierung der Rührwelle unter dem Magnetantrieb ein vorzeitiges Schließen der Magnetkupplung, bei der noch keine korrekte Positionierung erreicht wurde oder eine Hand des Bedieners gequetscht werden könnte, zu verhindern. Das bedeutet, dass der Bediener die Rührwelle in Ruhe korrekt positionieren kann, ohne dass die Rührwelle dem Magnetantrieb so nahe kommen kann, dass die Magnetkraft die Handhabung und insbesondere das Positionieren stören könnte.Not only the removal, but also the mounting of the agitator shaft to the magnetic drive can be carried out more easily and in a more controlled manner using the lever device of the holding device according to the invention. The lever device can be used to prevent premature closing of the magnetic coupling during the positioning of the agitator shaft under the magnetic drive, where the correct positioning has not yet been achieved or where the operator's hand could be crushed. This means that the operator can move the agitator shaft in rest can be positioned correctly without the stirring shaft coming so close to the magnetic drive that the magnetic force could interfere with handling and especially positioning.

Sowohl das Montieren als auch das Abnehmen der Rührwelle vom Magnetantrieb kann dank der Hebeleinrichtung von einem einzigen Bediener bewerkstelligt werden, wobei die Gefahr, dass sich der Bediener verletzen oder der Bioreaktor beschädigt werden kann, weitestgehend ausgeschlossen ist.Thanks to the lever device, both the assembly and removal of the stirrer shaft from the magnetic drive can be accomplished by a single operator, largely eliminating the risk of the operator being injured or the bioreactor being damaged.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Hebeleinrichtung eine Adapterplatte mit einem daran schwenkbar gelagerten Hebel und einer zentralen Öffnung auf, die der ersten Kupplungsseite gegenüberliegt und durch die im montierten Zustand der Rührwelle deren zweite Kupplungsseite hindurchragt. Das Design der stabil in der Haltevorrichtung montierbaren Adapterplatte kann an die baulichen Gegebenheiten der Haltevorrichtung, insbesondere des Magnetantriebs, angepasst werden und dient als Lager für den schwenkbaren Hebel der Hebeleinrichtung.According to a preferred embodiment of the invention, the lever device has an adapter plate with a lever pivotably mounted thereon and a central opening which is opposite the first coupling side and through which the second coupling side of the agitator shaft protrudes when the shaft is mounted. The design of the adapter plate, which can be securely mounted in the holding device, can be adapted to the structural conditions of the holding device, in particular the magnetic drive, and serves as a bearing for the pivotable lever of the lever device.

Vorzugsweise ist die Hebeleinrichtung mittels wenigstens eines Befestigungsabschnitts lösbar an der Haltevorrichtung befestigt. Beispielsweise können spezielle an die baulichen Gegebenheiten angepasste Befestigungsabschnitte vorgesehen sein, mit denen die Hebeleinrichtung installiert und wieder deinstalliert werden kann. Die lösbare Befestigung erlaubt es, die Hebeleinrichtung auch an weiteren Haltevorrichtungen zu verwenden.Preferably, the lever device is detachably attached to the holding device by means of at least one fastening section. For example, special fastening sections adapted to the structural conditions can be provided with which the lever device can be installed and uninstalled. The detachable fastening allows the lever device to be used on other holding devices as well.

Die Verwendung mehrerer verteilt angeordneter Druckabschnitte erlaubt es, die durch die Hebelbewegung erzeugten Kräfte gleichmäßig auf das obere Ende der Rührwelle zu verteilen, sodass das Lösen der Rührwelle vom Magnetantrieb nicht mit einer unkontrollierten Kippbewegung einhergeht.The use of several distributed pressure sections allows the forces generated by the lever movement to be evenly distributed over the upper end of the agitator shaft, so that the release of the agitator shaft from the magnetic drive is not accompanied by an uncontrolled tilting movement.

Die durch die Schwenkbewegung des Hebels eingeleiteten Kräfte sollen möglichst effektiv auf die Rührwelle einwirken, damit sich diese leicht vom Magnetantrieb löst. Bei einer bevorzugten Konstruktion der Hebeleinrichtung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Druckabschnitt durch ein linear geführtes Schiebeelement gebildet ist, der sich bei einem Schwenken der Hebeleinrichtung in die Lösestellung senkrecht nach unten bewegt. Dadurch ist gewährleistet, dass die eingeleiteten Kräfte genau in der Richtung wirken, in der die Rührwelle vom Magnetantrieb gelöst wird.The forces introduced by the pivoting movement of the lever should act as effectively as possible on the stirring shaft so that it can be easily released from the magnetic drive. In a preferred design of the lever device, the at least one pressure section is formed by a linearly guided sliding element which moves vertically downwards when the lever device is pivoted into the release position. This ensures that the introduced forces act exactly in the direction in which the stirring shaft is released from the magnetic drive.

Eine Umwandlung der Schwenkbewegung des Hebels in eine lineare Bewegung des wenigstens einen Schiebeelements kann dadurch erreicht werden, dass das Schiebeelement drehbar an einem Schwenkabschnitt der Hebeleinrichtung montiert und in einer Ausnehmung der Adapterplatte geführt ist.A conversion of the pivoting movement of the lever into a linear movement of the at least one sliding element can be achieved in that the sliding element is rotatably mounted on a pivoting portion of the lever device and is guided in a recess of the adapter plate.

Um die Sicherheit während des Betriebs der an den Magnetantrieb gekoppelten Rührwelle zu erhöhen, weist gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung die Hebeleinrichtung ein aktivierbaren und deaktivierbaren Sicherungsmechanismus auf. Bei aktiviertem Sicherungsmechanismus ist die Hebeleinrichtung in der Schließstellung fixiert, wogegen bei deaktiviertem Sicherungsmechanismus die Hebeleinrichtung zwischen der Schließstellung und der Lösestellung schwenkbar ist. Ein Aktivieren des Sicherungsmechanismus nach dem Ankoppeln der Rührwelle stellt damit sicher, dass während des Betriebs die Hebeleinrichtung nicht unerwünscht in die Lösestellung geschwenkt werden kann.In order to increase safety during operation of the agitator shaft coupled to the magnetic drive, according to a further development of the invention, the lever device has a safety mechanism that can be activated and deactivated. When the safety mechanism is activated, the lever device is fixed in the closed position, whereas when the safety mechanism is deactivated, the lever device can be pivoted between the closed position and the release position. Activating the safety mechanism after coupling the agitator shaft thus ensures that the lever device cannot be pivoted into the release position in an undesirable manner during operation.

Des Weiteren kann die Hebeleinrichtung auch einen aktivierbaren und deaktivierbaren Lösestellungs-Sicherungsmechanismus aufweisen, der im aktivierten Zustand die Hebeleinrichtung in der Lösestellung fixiert, wogegen er im deaktivierten Zustand ein Schwenken der Hebeleinrichtung zwischen der Lösestellung und der Schließstellung erlaubt.Furthermore, the lever device can also have an activatable and deactivatable release position securing mechanism which, in the activated state, fixes the lever device in the release position, whereas in the deactivated state it allows the lever device to pivot between the release position and the closed position.

Die Hebeleinrichtung kann gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung durch einen separaten Greifer ergänzt werden. Der Greifer ist so geformt ist, dass er an einem Kragen der Rührwelle angebracht werden kann. Dadurch lässt sich die Rührwelle leichter handhaben. Der Greifer weist des Weiteren wenigstens einen Gegendruckabschnitt mit einer Gegendruckfläche auf, die im montierten Zustand der Rührwelle nach oben weist und bei einem Schwenken der Hebeleinrichtung in die Lösestellung in Eingriff mit dem Druckabschnitt kommt. Die Krafteinleitung über die Gegendruckfläche(n) des Greifers bewahrt das obere Ende der Rührwelle vor einem direkten Kontakt mit dem/den Druckabschnitt/en der Hebeleinrichtung, sodass der Behälter, insbesondere der flexible Bioreaktor-Beutel, beim Abnehmen nicht (versehentlich) beschädigt wird. Zusätzlich kann der Greifer dazu dienen, eine Distanz zwischen der Hebeleinrichtung und dem Behälter zu überbrücken und eine ebene Fläche an der Anschlussgeometrie bereitzustellen.According to a particular aspect of the invention, the lever device can be supplemented by a separate gripper. The gripper is shaped in such a way that it can be attached to a collar of the agitator shaft. This makes the agitator shaft easier to handle. The gripper also has at least one counter-pressure section with a counter-pressure surface that points upwards when the agitator shaft is mounted and comes into engagement with the pressure section when the lever device is pivoted into the release position. The introduction of force via the counter-pressure surface(s) of the gripper protects the upper end of the agitator shaft from direct contact with the pressure section(s) of the lever device, so that the container, in particular the flexible bioreactor bag, is not (accidentally) damaged when it is removed. In addition, the gripper can serve to maintain a distance between the lever device and the To bridge the container and provide a flat surface at the connection geometry.

Der Greifer hat vorzugsweise einen kreisförmigen oder teilkreisförmigen Aufnahmeabschnitt mit einem Innendurchmesser, der in etwa einem Außendurchmesser der ersten Kupplungsseite des Magnetantriebs entspricht. Dank der Abstimmung der Durchmesser lässt sich der Greifer mit der Rührwelle auf einfache Weise so unter dem Magnetantrieb positionieren, dass sich die beiden Kupplungsseiten genau gegenüberliegen. Der Aufnahmeabschnitt umgreift dann die nach unten vorstehende erste Kupplungsseite des Magnetantriebs. Dadurch wird die durch die Magnetkraft hervorgerufene Bewegung der Rührwelle in Richtung des Magnetantriebs geführt, und es kann dabei nicht versehentlich eine Hand oder ein Finger des Bedieners zwischen die beiden Kupplungsseiten gelangen.The gripper preferably has a circular or partially circular receiving section with an inner diameter that roughly corresponds to an outer diameter of the first coupling side of the magnetic drive. Thanks to the coordination of the diameters, the gripper with the agitator shaft can be easily positioned under the magnetic drive so that the two coupling sides are exactly opposite each other. The receiving section then grips the first coupling side of the magnetic drive that protrudes downwards. This guides the movement of the agitator shaft caused by the magnetic force in the direction of the magnetic drive, and the operator's hand or finger cannot accidentally get between the two coupling sides.

Eine besonders komfortable Handhabung erlaubt eine Gestaltung des Greifers mit wenigstens einem Greifabschnitt, an dem ein Bediener den Greifer einfach halten kann.A particularly comfortable handling allows a design of the gripper with at least one gripping section at which an operator can easily hold the gripper.

Vorzugsweise kann der Greifer lösbar an der Rührwelle angebracht werden, sodass der Greifer nach der Kopplung der Rührwelle wieder abgenommen und ggf. anderweitig verwendet werden kann.Preferably, the gripper can be detachably attached to the agitator shaft so that the gripper can be removed again after coupling the agitator shaft and used elsewhere if necessary.

Wenigstens ein Teil der Hebeleinrichtung (bestimmte Komponenten) der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung kann durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt sein. Insbesondere können diese Komponenten der Hebeleinrichtung und ggf. auch weitere Bauteile der Haltevorrichtung durch selektives Lasersintern (SLS) aus einem pulverförmigen Ausgangsstoff wie etwa Polyamid hergestellt werden. Allgemein hat die Herstellung mittels eines additiven Fertigungsverfahrens den Vorteil, dass im Hinblick auf die Gestaltung der internen Geometrien der Materialverlust und die Montagekosten im Vergleich zu klassischen Herstellungsverfahren geringer sind. Besonders relevant ist dies für die Ausführungsformen, bei denen komplexe bzw. ansonsten nur schwer realisierbare Geometrien vorgesehen sind, wie etwa Nutengeometrien oder Aussparungen für Nutensteine. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass additive Fertigungsverfahren die Möglichkeit bieten, große Radien zu realisieren, um z.B. den flexiblen Bioreaktor-Beutel vor einer Beschädigung durch Kanten zu schützen.At least part of the lever device (certain components) of the holding device according to the invention can be manufactured by an additive manufacturing process. In particular, these components of the lever device and possibly also other components of the holding device can be manufactured by selective laser sintering (SLS) from a powdered starting material such as polyamide. In general, production by means of an additive manufacturing process has the advantage that with regard to the design of the internal geometries, the material loss and the assembly costs are lower compared to classic manufacturing processes. This is particularly relevant for the embodiments in which complex or otherwise difficult to realize geometries are provided, such as groove geometries or recesses for sliding blocks. A further advantage is that additive manufacturing processes offer the possibility of realizing large radii, e.g. to protect the flexible bioreactor bag from damage caused by edges.

Die Erfindung schafft auch eine Anordnung mit einer Haltevorrichtung, wie sie oben definiert wurde, und einem Behälter, insbesondere einem Bioreaktor, mit einer im Inneren des Behälters angeordneten Rührwelle, die an ihrem oberen Ende eine (zur ersten Kupplungsseite des Magnetantriebs passende) zweite Kupplungsseite aufweist. Die Rührwelle ist durch Schließen der Magnetkupplung so am Magnetantrieb der Haltevorrichtung montiert, dass der Magnetantrieb die Rührwelle in eine Drehbewegung versetzen kann.The invention also provides an arrangement with a holding device as defined above and a container, in particular a bioreactor, with a stirring shaft arranged inside the container, which has a second coupling side (matching the first coupling side of the magnetic drive) at its upper end. The stirring shaft is mounted on the magnetic drive of the holding device by closing the magnetic coupling so that the magnetic drive can set the stirring shaft in a rotary motion.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • Figur 1a eine perspektivische Ansicht einer Hebeleinrichtung für eine erfindungsgemäße Bioreaktor-Haltevorrichtung nach einer ersten Variante einer ersten Ausführungsform in einer oberen Schließstellung;
  • Figur 1b eine perspektivische Ansicht der Hebeleinrichtung aus Figur 1a in Lösestellung;
  • Figur 2 eine Vorderansicht der Hebeleinrichtung aus Figur 1a in Lösestellung;
  • Figur 3a eine perspektivische Ansicht einer Hebeleinrichtung für eine erfindungsgemäße Bioreaktor-Haltevorrichtung nach einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform in einer oberen Schließstellung;
  • Figur 3b eine perspektivische Ansicht der Hebeleinrichtung aus Figur 2a in fixierter Lösestellung;
  • Figur 4 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Bioreaktor-Haltevorrichtung nach der ersten Ausführungsform mit einem Magnetantrieb, einer an den Magnetantrieb gekoppelten Rührwelle und einer Hebeleinrichtung in der oberen Schließstellung;
  • Figur 5 eine Vorderansicht der Haltevorrichtung aus Figur 4;
  • Figur 6 eine perspektivische Ansicht der Haltevorrichtung aus Figur 4 beim Lösen der Magnetkupplung;
  • Figur 7 eine Vorderansicht der Haltevorrichtung aus Figur 4 beim Lösen der Magnetkupplung;
  • Figur 8 eine perspektivische Ansicht der Haltevorrichtung aus Figur 4 mit entferntem Greifer;
  • Figur 9 eine perspektivische Ansicht einer Hebeleinrichtung für eine erfindungsgemäße Bioreaktor-Haltevorrichtung nach einer ersten Variante einer zweiten Ausführungsform;
  • Figur 10 eine weitere perspektivische Ansicht der Hebeleinrichtung aus Figur 9;
  • Figur 11 eine perspektivische Ansicht einer Hebeleinrichtung für eine erfindungsgemäße Bioreaktor-Haltevorrichtung nach einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 12 eine weitere perspektivische Ansicht der Hebeleinrichtung aus Figur 11;
  • Figur 13 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 14 eine perspektivische Ansicht der Adapterplatte der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 15 eine perspektivische Ansicht der des Druckrings der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 16 eine perspektivische Ansicht eines der Nutensteine der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 17 eine perspektivische Ansicht des Verriegelungsrings der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 18 eine perspektivische Ansicht des Abstützrings der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 19 eine perspektivische Ansicht des Hebels (ohne Griffstück) nach der ersten Variante und des Hebels nach der zweiten Variante der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 20 eine perspektivische Ansicht des Griffstücks der Hebeleinrichtung nach der zweiten Variante der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 21 eine perspektivische Ansicht von Verbindungselementen der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 22 eine perspektivische Ansicht einer der Anschraub-Gegenflächen der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform;
  • Figur 23 eine perspektivische Ansicht des Adapterplatten-Gegenstücks der Hebeleinrichtung nach der zweiten Ausführungsform; und
  • Figur 24 eine perspektivische Schnittansicht eines Details der Hebeleinrichtung mit eingerastetem Adapterplatten-Gegenstück nach der zweiten Ausführungsform in der oberen Schließstellung.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the accompanying drawings, to which reference is made. In the drawings:
  • Figure 1a a perspective view of a lever device for a bioreactor holding device according to the invention according to a first variant of a first embodiment in an upper closed position;
  • Figure 1b a perspective view of the lever device Figure 1a in release position;
  • Figure 2 a front view of the lever device Figure 1a in release position;
  • Figure 3a a perspective view of a lever device for a bioreactor holding device according to the invention according to a second variant of the first embodiment in an upper closed position;
  • Figure 3b a perspective view of the lever device from Figure 2a in the fixed release position;
  • Figure 4 a perspective view of the bioreactor holding device according to the invention according to the first embodiment with a magnetic drive, a stirring shaft coupled to the magnetic drive and a lever device in the upper closed position;
  • Figure 5 a front view of the holding device Figure 4 ;
  • Figure 6 a perspective view of the holding device Figure 4 when releasing the magnetic clutch;
  • Figure 7 a front view of the holding device Figure 4 when releasing the magnetic clutch;
  • Figure 8 a perspective view of the holding device Figure 4 with gripper removed;
  • Figure 9 a perspective view of a lever device for a bioreactor holding device according to the invention according to a first variant of a second embodiment;
  • Figure 10 another perspective view of the lever device Figure 9 ;
  • Figure 11 a perspective view of a lever device for a bioreactor holding device according to the invention according to a second variant of the second embodiment;
  • Figure 12 another perspective view of the lever device Figure 11 ;
  • Figure 13 a perspective view of a part of the lever device according to the second embodiment;
  • Figure 14 a perspective view of the adapter plate of the lever device according to the second embodiment;
  • Figure 15 a perspective view of the pressure ring of the lever device according to the second embodiment;
  • Figure 16 a perspective view of one of the sliding blocks of the lever device according to the second embodiment;
  • Figure 17 a perspective view of the locking ring of the lever device according to the second embodiment;
  • Figure 18 a perspective view of the support ring of the lever device according to the second embodiment;
  • Figure 19 a perspective view of the lever (without handle) according to the first variant and of the lever according to the second variant of the second embodiment;
  • Figure 20 a perspective view of the handle of the lever device according to the second variant of the second embodiment;
  • Figure 21 a perspective view of connecting elements of the lever device according to the second embodiment;
  • Figure 22 a perspective view of one of the screw-on counter surfaces of the lever device according to the second embodiment;
  • Figure 23 a perspective view of the adapter plate counterpart of the lever device according to the second embodiment; and
  • Figure 24 a perspective sectional view of a detail of the lever device with engaged adapter plate counterpart according to the second embodiment in the upper closed position.

In den Figuren 1a, 1b und 2 ist jeweils separat eine erste Variante einer ersten Ausführungsform einer Hebeleinrichtung 10 zum Trennen einer Rührwelle von einem Magnetantrieb in einer oberen Schließstellung (Figur 1a) und in einer Lösestellung (Figuren 1b und 2) dargestellt. Die Hebeleinrichtung 10 umfasst eine Adapterplatte 12 mit einer zentralen Öffnung 14, durch die das obere Ende einer Rührwelle hindurchragen kann.In the Figures 1a, 1b and 2 is a first variant of a first embodiment of a lever device 10 for separating a stirring shaft from a magnetic drive in an upper closed position ( Figure 1a ) and in a release position ( Figures 1b and 2 ). The lever device 10 comprises an adapter plate 12 with a central opening 14 through which the upper end of a stirring shaft can protrude.

Die Adapterplatte 12 weist Befestigungsabschnitte 16 auf, mit denen die Adapterplatte 12 an einer Haltevorrichtung für einen Behälter, hier einen Einweg-Bioreaktor, befestigt werden kann. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsabschnitte 16 durch anschraubbare Klemmbacken gebildet, die Gegenflächen für die Montage an der Haltevorrichtung bereitstellen.The adapter plate 12 has fastening sections 16 with which the adapter plate 12 can be fastened to a holding device for a container, here a disposable bioreactor. In the embodiment shown, the fastening sections 16 are formed by screw-on clamping jaws that provide counter surfaces for mounting on the holding device.

An der Adapterplatte 12 ist ein Hebel 18 schwenkbar gelagert. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hebel 18 durch zwei Schwenkabschnitte 20 gebildet, deren vordere Enden durch einen Griff 21 miteinander verbunden sind. Die hinteren Enden der Schwenkabschnitte 20 sind am hinteren Ende der Adapterplatte 12 an deren Seitenflächen drehbar montiert.A lever 18 is pivotably mounted on the adapter plate 12. In the embodiment shown, the lever 18 is formed by two pivot sections 20, the front ends of which are connected to one another by a handle 21. The rear ends of the pivot sections 20 are rotatably mounted on the rear end of the adapter plate 12 on its side surfaces.

Der Hebel 18 umfasst ferner Druckabschnitte 22, die bei einer Betätigung des Hebels 18 nach unten bewegt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Druckabschnitte 22 durch zwei Schiebeelemente gebildet, die in Ausnehmungen der Adapterplatte 12 geführt sind. Die Druckabschnitte 22 sind drehbar an den Schwenkabschnitten 20 montiert, sodass sich bei einer Schwenkbewegung des Hebels 18 die Druckabschnitte 22 dank der Führung in den Ausnehmungen der Adapterplatte 12 linear senkrecht nach unten bewegen und dabei aus der Adapterplatte 12 heraustreten, wie in den Figuren 1b und 2 zu erkennen ist.The lever 18 further comprises pressure sections 22, which are moved downwards when the lever 18 is actuated. In the embodiment shown, the pressure sections 22 are formed by two sliding elements that are guided in recesses in the adapter plate 12. The pressure sections 22 are rotatably mounted on the pivot sections 20, so that when the lever 18 pivots, the pressure sections 22 move linearly vertically downwards thanks to the guide in the recesses in the adapter plate 12 and thereby emerge from the adapter plate 12, as shown in the Figures 1b and 2 can be recognized.

Die Hebeleinrichtung 10 verfügt des Weiteren über einen Schließstellungs-Sicherungsmechanismus. Bei aktiviertem Schließstellungs-Sicherungsmechanismus ist der Hebel 18 in der in Figur 1a gezeigten oberen Schließstellung blockiert, d.h. eine Schwenkbewegung des Hebels 18 in die in den Figuren 1b und 2 gezeigte Lösestellung ist nicht möglich. Wird der Schließstellungs-Sicherungsmechanismus deaktiviert, kann der Hebel 18 zwischen der Lösestellung und der oberen Schließstellung hin und her bewegt werden.The lever device 10 also has a locking position securing mechanism. When the locking position securing mechanism is activated, the lever 18 is in the Figure 1a shown upper closed position, ie a pivoting movement of the lever 18 in the Figures 1b and 2 The release position shown is not possible. If the closed position locking mechanism is deactivated, the lever 18 can be moved back and forth between the release position and the upper closed position.

Insbesondere die Lösestellung kann durch einen Anschlag oder dergleichen, der das Ausmaß der Schwenkbewegung nach unten begrenzt, definiert vorgegeben sein.In particular, the release position can be defined by a stop or the like which limits the extent of the downward pivoting movement.

Die Hebeleinrichtung 10 kann auch in der Lösestellung fixiert werden (untere Schließstellung). Mittels eines Lösestellungs-Sicherungsmechanismus kann der Hebel 18 in der in den Figuren 1b und 2 gezeigten Lösestellung blockiert werden, sodass der Hebel 18 nicht nach oben geschwenkt werden kann. Der Lösestellungs-Sicherungsmechanismus kann selbstverständlich auch wieder manuell deaktiviert werden, um ein Schwenken des Hebels 18 zwischen der Lösestellung und der oberen Schließstellung zu ermöglichen.The lever device 10 can also be fixed in the release position (lower closed position). By means of a release position securing mechanism, the lever 18 can be locked in the Figures 1b and 2 shown release position so that the lever 18 cannot be pivoted upwards. The release position locking mechanism can of course also be deactivated manually to enable the lever 18 to pivot between the release position and the upper closed position.

Eine konkrete, aber dennoch nur als Beispiel zu verstehende Ausführung des Schließstellungs- und des Lösestellungs-Sicherungsmechanismus wird anhand der in den Figuren 2a und 2b gezeigten zweiten Variante der Hebeleinrichtung 10 kurz erläutert.A concrete embodiment of the locking position and release position securing mechanism, which is nevertheless only to be understood as an example, is briefly explained using the second variant of the lever device 10 shown in Figures 2a and 2b.

Ein in zwei Stellungen fixierbarer Sicherungsstift 24a ist mit einem in oder an der Adapterplatte 12 axial verschiebbaren Sicherungsbolzen 24b verbunden, der wiederum mit zwei Bohrungen 25a, 25b in den Schwenkabschnitten des Hebels 18 zusammenwirken kann.A locking pin 24a which can be fixed in two positions is connected to a locking bolt 24b which can be axially displaced in or on the adapter plate 12 and which in turn can interact with two bores 25a, 25b in the pivoting sections of the lever 18.

Um den Hebel in der oberen Schließstellung zu fixieren, wird der Sicherungsstift 24a vom Bediener (gemäß der Darstellung in den Figuren) nach links geschoben, sodass der Sicherungsbolzen 24b die mit diesem fluchtende untere Bohrung 25b durchdringt und eine Schwenkbewegung des Hebels 18 verhindert. Durch Drehen des Sicherungsbolzen 24b um seine Längsachse nach unten wird der Sicherungsbolzen 24b in dieser Stellung fixiert, und der Schließstellungs-Sicherungsmechanismus ist aktiviert.To fix the lever in the upper closed position, the locking pin 24a is pushed to the left by the operator (as shown in the figures) so that the locking bolt 24b penetrates the lower bore 25b aligned with it and prevents a pivoting movement of the lever 18. By rotating the locking bolt 24b downwards about its longitudinal axis, the locking bolt 24b is fixed in this position and the closed position locking mechanism is activated.

Der Hebel 18 kann auch fixiert werden, wenn er sich in der unteren Lösestellung befindet. Dazu wird der Sicherungsbolzen 24b vom Bediener mittels des Sicherungsstifts 24a durch die in dieser Stellung mit diesem fluchtende obere Bohrung 25a geschoben und durch Drehung nach unten fixiert, womit der Lösestellungs-Sicherungsmechanismus aktiviert ist.The lever 18 can also be fixed when it is in the lower release position. To do this, the operator pushes the locking bolt 24b through the upper hole 25a, which is aligned with it in this position, using the locking pin 24a and fixes it by turning it downwards, which activates the release position locking mechanism.

Nachfolgend wird anhand der Figuren 4 bis 8 der Einsatz der Hebeleinrichtung 10 in einer Haltevorrichtung 26 für einen Einweg-Bioreaktor beschrieben, die beide Bestandteil eines Bioreaktorsystems sind.The following is based on the Figures 4 to 8 the use of the lever device 10 in a holding device 26 for a disposable bioreactor is described, both of which are part of a bioreactor system.

In der Haltevorrichtung 26 soll ein Bioreaktor (in den Figuren nicht separat dargestellt) mit einer darin angeordneten Rührwelle 28 so montiert werden, dass ein Magnetantrieb 30 der Haltevorrichtung 26 die Rührwelle 28 magnetisch in eine Drehbewegung versetzen kann, ohne dass eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Antrieb 30 und der Rührwelle 28 besteht. Die Montage des Bioreaktors in der Haltevorrichtung 26 erfolgt mittels einer Magnetkupplung. Der Magnetantrieb 30 weist eine kreisförmige, nach unten vorstehende magnetische erste Kupplungsseite 32 auf. Eine dazu passende nach oben weisende zweite Kupplungsseite 34 ist am oberen Ende der Rührwelle 28 gebildet.A bioreactor (not shown separately in the figures) with a stirring shaft 28 arranged therein is to be mounted in the holding device 26 in such a way that a magnetic drive 30 of the holding device 26 can magnetically set the stirring shaft 28 in a rotary motion without there being a direct mechanical connection between the drive 30 and the stirring shaft 28. The bioreactor is mounted in the holding device 26 by means of a magnetic coupling. The magnetic drive 30 has a circular, downwardly projecting magnetic first coupling side 32. A matching upwardly pointing second coupling side 34 is formed at the upper end of the stirring shaft 28.

Die Hebeleinrichtung 10 ist mittels der Befestigungsabschnitte 16 so an der Haltevorrichtung 26 befestigt, dass die Öffnung 14 in der Adapterplatte 12 der ersten Kupplungsseite 32 des Antriebs 30 gegenüberliegt, damit die erste Kupplungsseite 32 von unten zugänglich ist. Die Hebeleinrichtung 10 ist vorzugsweise lösbar befestigt, sodass sie von der Haltevorrichtung 26 abgenommen und an einer anderen Haltevorrichtung befestigt werden kann.The lever device 10 is attached to the holding device 26 by means of the fastening sections 16 such that the opening 14 in the adapter plate 12 is opposite the first coupling side 32 of the drive 30 so that the first coupling side 32 is accessible from below. The lever device 10 is preferably releasably attached so that it can be removed from the holding device 26 and attached to another holding device.

Um den Bioreaktor mit der Rührwelle 28 in der Haltevorrichtung 26 zu montieren, muss die Magnetkupplung zwischen dem Magnetantrieb 30 und der Rührwelle 28 geschlossen werden. Hierzu wird die Rührwelle 28 im Bioreaktor so an den Magnetantrieb 30 herangeführt, dass sich die beiden Kupplungsseiten 32, 34 gegenüberliegen.In order to mount the bioreactor with the stirring shaft 28 in the holding device 26, the magnetic coupling between the magnetic drive 30 and the stirring shaft 28 must be closed. To do this, the stirring shaft 28 in the bioreactor is brought up to the magnetic drive 30 so that the two coupling sides 32, 34 are opposite each other.

Zur besseren Handhabung und zur Vereinfachung der Positionierung des Bioreaktors mit der Rührwelle 28 kann ein Greifer 36 verwendet werden. Der Greifer 36 weist einen Aufnahmeabschnitt 38, Gegendruckabschnitte mit nach oben weisenden Gegendruckflächen 40 und seitlich nach außen vorstehende Greifabschnitte 42 auf. Der Aufnahmeabschnitt 38 des Greifers 36 ist in etwa halbkreisförmig und kann einen Kragen am oberen Ende der Rührwelle 28 aufnehmen, sodass der Greifer 36 stabil, aber lösbar, an der Rührwelle 28 angebracht ist. Die Greifabschnitte 42 erlauben es dann einem Bediener, den gesamten Bioreaktor mit der Rührwelle 28 zu halten und zu positionieren.For better handling and to simplify the positioning of the bioreactor with the agitator shaft 28, a gripper 36 can be used. The gripper 36 has a receiving section 38, counterpressure sections with upwardly facing counterpressure surfaces 40 and gripping sections 42 projecting outwards at the sides. The receiving section 38 of the gripper 36 is approximately semicircular and can receive a collar at the upper end of the agitator shaft 28 so that the gripper 36 is stably but detachably attached to the agitator shaft 28. The gripping sections 42 then allow an operator to hold and position the entire bioreactor with the agitator shaft 28.

Der Aufnahmeabschnitt 38 des Greifers 36 ist zudem auf die nach unten vorstehende erste Kupplungsseite 32 des Magnetantriebs 30 abgestimmt. Genauer gesagt entspricht der Innendurchmesser des Aufnahmeabschnitts 38 in etwa dem Außendurchmesser der ersten Kupplungsseite 32 des Magnetantriebs 30.The receiving section 38 of the gripper 36 is also matched to the downwardly projecting first coupling side 32 of the magnetic drive 30. More precisely, the inner diameter of the receiving section 38 corresponds approximately to the outer diameter of the first coupling side 32 of the magnetic drive 30.

Wenn der Greifer 36 verwendet wird, erfolgt die Montage des Bioreaktors in der Haltevorrichtung 26 folgendermaßen: Der Bediener drückt den Hebel 18 der Hebeleinrichtung 10 nach unten, bis er in der Lösestellung befindet und aktiviert den Lösestellungs-Sicherungsmechanismus, damit der Hebel 18 automatisch in dieser Position sicher festgehalten wird. (Auch ohne einen solchen Lösestellungs-Sicherungsmechanismus würde der Hebel 18 nach Überwindung der magnetischen Haltekraft in der Lösestellung verbleiben, könnte aber versehentlich wieder nach oben gedrückt werden.) Während sich die Hebeleinrichtung 10 in der Lösestellung befindet, positioniert der Bediener den Bioreaktor mithilfe des Greifers 36 so unter dem Magnetantrieb 30, dass sich die beiden Kupplungsseiten 32, 34 gegenüberliegen. Die nach unten vorstehenden Druckabschnitte 22 der Hebeleinrichtung 10 halten das obere Ende der Rührwelle 28 auf Abstand und verhindern ein vorzeitiges Schließen der Magnetkupplung. Dabei drücken die Druckabschnitte der Hebeleinrichtung 10 gegen die Gegendruckflächen 40 des Greifers 36.When the gripper 36 is used, the bioreactor is mounted in the holding device 26 as follows: The operator pushes the lever 18 of the lever device 10 downwards until it is in the release position and activates the release position securing mechanism so that the lever 18 is automatically held securely in this position. (Even without such a release position securing mechanism, the lever 18 would remain in the release position after overcoming the magnetic holding force, but could accidentally be pushed back up.) While the lever device 10 is in the release position, the operator positions the bioreactor using the gripper 36 under the magnetic drive 30 so that the two coupling sides 32, 34 are opposite each other. The downwardly projecting pressure sections 22 of the lever device 10 keep the upper end of the agitator shaft 28 at a distance and prevent premature closing of the magnetic coupling. The pressure sections of the lever device 10 press against the counter pressure surfaces 40 of the gripper 36.

Nachdem der Bediener den Aufnahmeabschnitt 38 des Greifers 36 um die nach unten vorstehende erste Kupplungsseite 32 des Magnetantriebs 30 positioniert hat, löst er zunächst den Lösestellungs-Sicherungsmechanismus. Danach lässt er den Hebel 18 der Hebeleinrichtung 10 nach oben in die obere Schließstellung schwenken, sodass sich die Druckabschnitte 22 nach oben bewegen und nicht mehr von der Adapterplatte 12 hervorstehen. Von der Magnetkraft der ersten Kupplungsseite 32 angezogen bewegt sich das obere Ende der Rührwelle 28 nach oben, bis die Magnetkupplung geschlossen ist (siehe Figuren 4 und 5). Diese Bewegung ist dank des Zusammenspiels des Aufnahmeabschnitts 38 des Greifers 36 mit der vorstehenden ersten Kupplungsseite 32 geführt.After the operator has positioned the receiving section 38 of the gripper 36 around the downwardly projecting first coupling side 32 of the magnetic drive 30, he first releases the release position securing mechanism. He then allows the lever 18 of the lever device 10 to pivot upwards into the upper closed position so that the pressure sections 22 move upwards and no longer protrude from the adapter plate 12. Attracted by the magnetic force of the first coupling side 32, the upper end of the agitator shaft 28 moves upwards until the magnetic coupling is closed (see Figures 4 and 5 ). This movement is guided thanks to the interaction of the receiving section 38 of the gripper 36 with the protruding first coupling side 32.

Nach der Montage des Bioreaktors in der Haltevorrichtung 26 kann der Greifer 36 von der Rührwelle 28 abgenommen werden (siehe Figur 8).After mounting the bioreactor in the holding device 26, the gripper 36 can be removed from the stirring shaft 28 (see Figure 8 ).

Falls die Montage ohne einen Greifer 36 erfolgt, muss der Bediener die Rührwelle 28 auf konventionelle Weise manuell unter dem Magnetantrieb 30 positionieren. Die Druckabschnitte 22 der Hebeleinrichtung 10 interagieren in diesem Fall direkt mit nach oben weisenden Gegendruckflächen der Rührwelle 28.If the assembly is carried out without a gripper 36, the operator must position the agitator shaft 28 manually under the magnetic drive 30 in a conventional manner. In this case, the pressure sections 22 of the lever device 10 interact directly with upwardly facing counterpressure surfaces of the agitator shaft 28.

Vor der Inbetriebnahme der Rührwelle 28 wird vom Bediener mittels des Sicherungsstifts 24a der Schließstellungs-Sicherungsmechanismus aktiviert, sodass während des Betriebs nicht die Gefahr besteht, dass sich durch versehentliches Drücken des Hebels 18 der Hebeleinrichtung 10 die Rührwelle 28 und damit der gesamte Bioreaktor ungewollt von der Haltevorrichtung 26 lösen kann.Before the agitator shaft 28 is put into operation, the operator activates the closed position locking mechanism by means of the locking pin 24a so that during operation there is no risk that the agitator shaft 28 and thus the entire bioreactor can become unintentionally detached from the holding device 26 by inadvertently pressing the lever 18 of the lever device 10.

Das Entnehmen des Bioreaktors aus der Haltevorrichtung 26 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge der oben beschriebenen Schritte. Wenn ein Greifer 36 verwendet wird, wird dieser am Kragen der Rührwelle 28 angebracht. Bevor der Hebel 18 aus der oberen Schließstellung zum Lösen der Magnetkupplung nach unten gedrückt werden kann, muss der Schließstellungs-Sicherungsmechanismus mittels des Sicherungsstifts 24a deaktiviert werden. Durch Drücken des Hebels 18 nach unten in die Lösestellung kommen die Druckabschnitte 22 in Eingriff mit den Gegendruckflächen 40 des Greifers 36 und verteilen dadurch die eingeleitete Kraft; außerdem wird die Rührwelle 28 durch die Vermeidung eines direkten Kontakts mit den Druckabschnitten 22 geschont. Die Rührwelle 28 wird auf diese Weise nach unten gedrückt, bis die magnetischen Anziehungskräfte weitestgehend überwunden sind und die Magnetkupplung gelöst ist. Diese Bewegung der Rührwelle 28 ist zumindest anfangs geführt. Während dieses Vorgangs kann der Bediener den Bioreaktor mit dem Greifer 36 festhalten, sodass der Bioreaktor nicht unkontrolliert nach unten fällt.The bioreactor is removed from the holding device 26 in the reverse order of the steps described above. If a gripper 36 is used, this is attached to the collar of the agitator shaft 28. Before the lever 18 can be pushed down from the upper closed position to release the magnetic coupling, the closed position locking mechanism must be deactivated by means of the locking pin 24a. By pushing the lever 18 down into the release position, the pressure sections 22 come into engagement with the Counter pressure surfaces 40 of the gripper 36 and thereby distribute the introduced force; in addition, the agitator shaft 28 is protected by avoiding direct contact with the pressure sections 22. The agitator shaft 28 is pressed downwards in this way until the magnetic attraction forces are largely overcome and the magnetic coupling is released. This movement of the agitator shaft 28 is guided, at least initially. During this process, the operator can hold the bioreactor with the gripper 36 so that the bioreactor does not fall downwards in an uncontrolled manner.

Wenn kein Greifer 36 verwendet wird, drücken die Druckabschnitte 22 der Hebeleinrichtung 10 direkt auf die Gegendruckflächen der Rührwelle 28. Beim Lösen der Magnetkupplung hält der Bediener den Bioreaktor auf gewöhnliche Weise fest.If no gripper 36 is used, the pressure sections 22 of the lever device 10 press directly on the counter pressure surfaces of the agitator shaft 28. When releasing the magnetic coupling, the operator holds the bioreactor in the usual way.

In den Figuren 9 und 10 bzw. 11 und 12 sind eine erste und eine zweite Variante einer alternativen zweiten Ausführungsform der Hebeleinrichtung 10 gezeigt. Die beiden Varianten unterscheiden sich - abgesehen davon, dass die erste Variante keinen Schließstellungs-Sicherungsmechanismus aufweist - lediglich durch die Gestaltung des Hebels 18, der bei der ersten Variante einteilig und bei der zweiten Variante zweiteilig ausgeführt ist (siehe Figuren 19 und 20). Die weiteren wesentlichen Bauteile der Hebeleinrichtung 10, die bei beiden Varianten der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen identisch sind, sind zusammen in Figur 13 (ohne den Hebel 18) und einzeln in den Figuren 14 bis 18 sowie 21 bis 24 gezeigt.In the Figures 9 and 10 11 and 12 respectively, a first and a second variant of an alternative second embodiment of the lever device 10 are shown. The two variants differ - apart from the fact that the first variant does not have a locking position securing mechanism - only in the design of the lever 18, which is made in one piece in the first variant and in two pieces in the second variant (see Figures 19 and 20 ). The other essential components of the lever device 10, which are essentially identical in both variants of the second embodiment, are shown together in Figure 13 (without lever 18) and individually in the Figures 14 to 18 and 21 to 24.

Für die von der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede im Aufbau der Hebeleinrichtung 10 im Vergleich zur ersten Ausführungsform eingegangen. Die Funktion und Bedienung der Hebeleinrichtung 10 sind im Wesentlichen gleich.The same reference numerals are used for the components known from the first embodiment described above, and reference is made to the above explanations in this regard. In the following, only the differences in the structure of the lever device 10 compared to the first embodiment are discussed. The function and operation of the lever device 10 are essentially the same.

Die Adapterplatte. 12 (siehe Figur 14) der an der Haltevorrichtung 26 montierten Hebeleinrichtung 10 ist hier so gestaltet, dass sie einen am Bioreaktor bzw. an der Rührwelle 28 befestigten Druckring 44 (siehe Figur 15) aufnehmen kann. Die Adapterplatte 12 und der Druckring 46 weisen hierzu jeweils einen Führungstubus 46 und Nutengeometrien 48 auf, die aufeinander abgestimmt sind. Die Führungstuben 46 und die Nutengeometrien 48 verhindern ein Verkanten oder Verkippen beim Schließen bzw. Lösen der Magnetkupplung. Insbesondere wird dadurch sichergestellt, dass beim Drücken auf den oberen Flansch der Rührwelle 28 eine gleichmäßige Krafteinleitung zum Lösen der Magnetkupplung erfolgt.The adapter plate. 12 (see Figure 14 ) of the lever device 10 mounted on the holding device 26 is designed here in such a way that it presses a pressure ring 44 attached to the bioreactor or to the stirring shaft 28 (see Figure 15 ). The adapter plate 12 and the pressure ring 46 each have a guide tube 46 and groove geometries 48 that are coordinated with each other. Guide tubes 46 and the groove geometries 48 prevent jamming or tilting when closing or releasing the magnetic coupling. In particular, this ensures that when pressing on the upper flange of the agitator shaft 28, a uniform force is applied to release the magnetic coupling.

Zum Sichern der Verbindung zwischen dem am Bioreaktor bzw. an der Rührwelle 28 befestigten Druckring 46 und der Adapterplatte 12 der an der Haltevorrichtung 26 montierten Hebeleinrichtung 10 während des laufenden Prozesses sind mehrere Nutensteine 50 (siehe Figur 16) vorgesehen, die radial von außen nach innen in entsprechende Aussparungen 52 des Druckrings 46 eingeschoben werden können. Die Nutensteine 50 weisen Klemmflächen 54 und Mitnehmerstifte 56 auf, die beim Einschieben der Nutensteine 50 in die Aussparungen 52 axial vorstehen. Die Nutensteine 50 werden so weit nach innen geschoben, dass die Klemmwirkung an den Klemmflächen 54 ausreichend groß ist, um eine sichere Verbindung zu gewährleisten.To secure the connection between the pressure ring 46 attached to the bioreactor or to the agitator shaft 28 and the adapter plate 12 of the lever device 10 mounted on the holding device 26 during the ongoing process, several sliding blocks 50 (see Figure 16 ) are provided, which can be inserted radially from the outside to the inside into corresponding recesses 52 of the pressure ring 46. The sliding blocks 50 have clamping surfaces 54 and driving pins 56, which protrude axially when the sliding blocks 50 are inserted into the recesses 52. The sliding blocks 50 are pushed inwards so far that the clamping effect on the clamping surfaces 54 is sufficiently large to ensure a secure connection.

Das Einschieben und Sichern der Nutensteine 50 erfolgt mithilfe eines Verriegelungsrings 58 (siehe Figur 17), der auf die Position und Form der Mitnehmerstifte 56 angepasste Führungsbahnen 60 aufweist, ähnlich wie bei einem Bajonettverschluss. Durch Aufsetzen und Drehen des Verriegelungsrings 58 wird die Verbindung gesichert, wobei optional eine einstellbare Drehmomentbegrenzung (nicht dargestellt) vorgesehen sein kann.The sliding blocks 50 are inserted and secured using a locking ring 58 (see Figure 17 ), which has guide tracks 60 adapted to the position and shape of the driving pins 56, similar to a bayonet lock. The connection is secured by placing and turning the locking ring 58, whereby an adjustable torque limiter (not shown) can optionally be provided.

Die Adapterplatte 12, der Druckring 44, die Nutensteine 50 und der Verriegelungsring 58 ersetzen eine Tri-Clamp-Verbindung, wobei die manuelle Handhabung nicht zuletzt durch eine profilierte Grifffläche 62 des Verriegelungsrings 58 vereinfacht ist.The adapter plate 12, the pressure ring 44, the sliding blocks 50 and the locking ring 58 replace a Tri-Clamp connection, whereby manual handling is simplified not least by a profiled grip surface 62 of the locking ring 58.

Auf dem Druckring 44 liegt ein Abstützring 64 (siehe Figur 18) auf, der beim Lösen der Magnetkupplung nach unten gedrückt wird und die zur Überwindung der Magnetkraft erforderliche Kraft auf den Druckring 44 und damit auf die Rührwelle 18 überträgt. Das bedeutet, dass der Abstützring 64 funktional den Druckabschnitten 22 der ersten Ausführungsform entspricht. Außerdem dient der Abstützring 64 zur Fixierung des Verriegelungsrings 58.On the pressure ring 44 there is a support ring 64 (see Figure 18 ) which is pressed downwards when the magnetic coupling is released and transfers the force required to overcome the magnetic force to the pressure ring 44 and thus to the agitator shaft 18. This means that the support ring 64 corresponds functionally to the pressure sections 22 of the first embodiment. The support ring 64 also serves to fix the locking ring 58.

In Figur 19 sind die Schwenkabschnitte 20 der Hebeleinrichtung 10 gezeigt, die drehbar an der Adapterplatte 12 gelagert sind. Mit den Schwenkabschnitten 20 und den in Figur 21 einzeln gezeigten Verbindungselementen 66 zwischen dem Hebel 18 und dem Druckring 44 wird eine Schwenkbewegung des Hebels 18 nach unten in eine lineare Bewegung des Abstützrings 64 und des Druckrings 44 nach unten umgesetzt.In Figure 19 the pivot sections 20 of the lever device 10 are shown, which are rotatably mounted on the adapter plate 12. With the pivot sections 20 and the Figure 21 By means of the individually shown connecting elements 66 between the lever 18 and the pressure ring 44, a pivoting movement of the lever 18 downwards is converted into a linear movement of the support ring 64 and the pressure ring 44 downwards.

Das in Figur 20 gezeigte Griffstück 68 ist gemäß der zweiten Variante der zweiten Ausführungsform an einem Ausleger 70 angebracht.This in Figure 20 The handle 68 shown is attached to a boom 70 according to the second variant of the second embodiment.

Im Ausleger 70 ist ein Hohlraum zur Aufnahme eines in Figur 22 gezeigten Gegenstücks 72 zur Adapterplatte gebildet, das gegen die Kraft einer Zugfeder (nicht gezeigt) axial in Längsrichtung in diesem verschiebbar ist. Außerdem sind im Ausleger 70 Ausnehmungen 74 für einen Lösequerstift 76 (siehe Figur 11) gebildet. Der Lösequerstift 76 kann durch eine Querbohrung 78 des Adapterplatten-Gegenstücks 72 gesteckt werden, sodass ein Bediener das Adapterplatten-Gegenstück 72 in Richtung des Griffstücks 68 ziehen zu können.In the boom 70 there is a cavity for receiving a Figure 22 shown counterpart 72 to the adapter plate, which can be moved axially in the longitudinal direction against the force of a tension spring (not shown). In addition, recesses 74 for a release cross pin 76 (see Figure 11 ). The release cross pin 76 can be inserted through a cross hole 78 of the adapter plate counterpart 72 so that an operator can pull the adapter plate counterpart 72 in the direction of the handle 68.

Das Griffstück 68, das im Ausleger 70 gelagerte Adapterplatten-Gegenstück 72 und der Lösequerstift 76 bilden hier den Schließstellungs-Sicherheitsmechanismus.The handle 68, the adapter plate counterpart 72 mounted in the boom 70 and the release cross pin 76 form the closed position safety mechanism.

Figur 23 zeigt eine der zwei Anschraub-Gegenflächen 80 zur Montage der Hebeleinrichtung 10, genauer gesagt der Adapterplatte 12, an der Haltevorrichtung 26. Figure 23 shows one of the two screw-on counter surfaces 80 for mounting the lever device 10, more precisely the adapter plate 12, on the holding device 26.

In Figur 24 ist die Hebeleinrichtung 10 in der verriegelten oberen Schließstellung gezeigt. Die Magnetkupplung ist geschlossen und die Nutensteine 50 sichern die Rührwelle 28. Der Schließstellungs-Sicherheitsmechanismus ist aktiviert, da das Adapterplatten-Gegenstück 72 durch die Federkraft in Richtung der Adapterplatte 12 gedrückt wird und dadurch ein vorderer Eingriffsabschnitt 82 des Adapterplatten-Gegenstücks 72 mit einem Gegenabschnitt 84 der Adapterplatte 12 in Eingriff gehalten wird, wodurch ein Niederdrücken des Hebels 18 unterbunden ist.In Figure 24 the lever device 10 is shown in the locked upper closed position. The magnetic coupling is closed and the sliding blocks 50 secure the agitator shaft 28. The closed position safety mechanism is activated because the adapter plate counterpart 72 is pressed by the spring force in the direction of the adapter plate 12 and as a result a front engagement section 82 of the adapter plate counterpart 72 is held in engagement with a counterpart section 84 of the adapter plate 12, whereby depression of the lever 18 is prevented.

Zum Lösen der Rührwelle 28 vom Magnetantrieb 30 der Haltevorrichtung 26 muss der Bediener zuerst den Schließstellungs-Sicherheitsmechanismus deaktivieren, indem er mithilfe des Lösequerstifts 76 das Adapterplatten-Gegenstück 72 gegen die Federkraft zum Griffstück 68 des Hebels zieht. Dadurch wird das Adapterplatten-Gegenstück 72 außer Eingriff mit dem Gegenabschnitt 84 der Adapterplatte 12 gebracht, sodass die Hebeleinrichtung 10 entriegelt ist. Nun ist es möglich, den Hebel 18 nach unten zu drücken und damit, wie oben bereits beschrieben, die Magnetkupplung zu lösen.To release the agitator shaft 28 from the magnetic drive 30 of the holding device 26, the operator must first deactivate the closed position safety mechanism by pulling the adapter plate counterpart 72 against the spring force towards the handle 68 of the lever using the release cross pin 76. This disengages the adapter plate counterpart 72 from the counterpart section 84. the adapter plate 12 so that the lever device 10 is unlocked. It is now possible to press the lever 18 downwards and thus release the magnetic coupling as described above.

Die Bauteile der Hebeleinrichtung 10 (einschließlich des Greifers 36 der ersten Ausführungsform) sind so ausgelegt, dass sie zumindest größtenteils im 3D-Druck (additives Fertigungsverfahren) hergestellt werden können.The components of the lever device 10 (including the gripper 36 of the first embodiment) are designed such that they can be manufactured at least largely by 3D printing (additive manufacturing process).

Die hier anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschriebene Erfindung kann bei allen Rührwerken oder Verbindungen eingesetzt werden, die magnetisch gekoppelt und entkoppelt werden, wie etwa Rührwerke von Einweg-Bioreaktoren aus festem oder flexiblem Kunststoff oder von anderen Mischsystemen.The invention described here using various embodiments can be used in all agitators or connections that are magnetically coupled and decoupled, such as agitators of disposable bioreactors made of solid or flexible plastic or of other mixing systems.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
HebeleinrichtungLever device
1212
AdapterplatteAdapter plate
1414
Öffnungopening
1616
BefestigungsabschnitteFastening sections
1818
Hebellever
2020
SchwenkabschnitteSwivel sections
2121
GriffHandle
2222
DruckabschnittePrint sections
24a24a
SicherungsstiftLocking pin
24b24b
SicherungsbolzenLocking bolt
25a25a
obere Bohrungupper hole
25b25b
untere Bohrunglower hole
2626
HaltevorrichtungHolding device
2828
RührwelleStirring shaft
3030
MagnetantriebMagnetic drive
3232
erste Kupplungsseitefirst clutch side
3434
zweite Kupplungsseitesecond clutch side
3636
GreiferGripper
3838
AufnahmeabschnittRecording section
4040
GegendruckflächenCounter pressure surfaces
4242
GreifabschnitteGripping sections
4444
DruckringPressure ring
4646
FührungstubusGuide tube
4848
NutengeometrienGroove geometries
5050
NutensteineT-nuts
5252
AussparungenRecesses
5454
KlemmflächenClamping surfaces
5656
MitnehmerstifteDriving pins
5858
VerriegelungsringLocking ring
6060
FührungsbahnenGuideways
6262
GriffflächeGrip surface
6464
AbstützringSupport ring
6666
VerbindungselementeFasteners
6868
GriffstückHandle
7070
Auslegerboom
7272
Adapterplatten-GegenstückAdapter plate counterpart
7474
AusnehmungenRecesses
7676
LösequerstiftRelease cross pin
7878
QuerbohrungCross hole
8080
Anschraub-GegenflächenScrew-on counter surfaces
8282
EingriffsabschnittIntervention section
8484
GegenabschnittCountersection

Claims (14)

Haltevorrichtung für einen Behälter, insbesondere einen Bioreaktor, mit einem Magnetantrieb (30) für eine separate Rührwelle (28) sowie einer Hebeleinrichtung (10) zum Lösen der Rührwelle (28) vom Magnetantrieb (30), wobei der Magnetantrieb (30) eine erste Kupplungsseite (32) und die Rührwelle (28) eine mit der ersten Kupplungsseite verbindbare zweite Kupplungsseite (34) einer Magnetkupplung aufweist, wobei die Hebeleinrichtung (10) wenigstens einen Druckabschnitt (22; 64) aufweist und zwischen einer Schließstellung und einer Lösestellung schwenkbar ist, wobei bei einem Schwenken der Hebeleinrichtung (10) in die Lösestellung der Druckabschnitt (22; 64) nach unten bewegt wird, um direkt oder indirekt an der Rührwelle (28) anzugreifen.Holding device for a container, in particular a bioreactor, with a magnetic drive (30) for a separate stirring shaft (28) and a lever device (10) for releasing the stirring shaft (28) from the magnetic drive (30), wherein the magnetic drive (30) has a first coupling side (32) and the stirring shaft (28) has a second coupling side (34) of a magnetic coupling that can be connected to the first coupling side, wherein the lever device (10) has at least one pressure section (22; 64) and can be pivoted between a closed position and a release position, wherein when the lever device (10) is pivoted into the release position, the pressure section (22; 64) is moved downwards in order to act directly or indirectly on the stirring shaft (28). Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeleinrichtung (10) eine Adapterplatte (12) mit einem schwenkbar daran gelagerten Hebel (18) und einer zentralen Öffnung (14) aufweist, die der ersten Kupplungsseite (32) gegenüberliegt und durch die im montierten Zustand der Rührwelle (28) deren zweite Kupplungsseite (34) hindurchragt.Holding device according to claim 1, characterized in that the lever device (10) has an adapter plate (12) with a lever (18) pivotably mounted thereon and a central opening (14) which is opposite the first coupling side (32) and through which the second coupling side (34) of the agitator shaft (28) projects in the assembled state. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeleinrichtung (10) mittels wenigstens eines Befestigungsabschnitts (16) lösbar an der Haltevorrichtung (26) befestigt ist.Holding device according to claim 2, characterized in that the lever device (10) is detachably fastened to the holding device (26) by means of at least one fastening section (16). Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verteilt angeordnete Druckabschnitte (22) vorgesehen sind.Holding device according to claim 1 or 2, characterized in that several distributed pressure sections (22) are provided. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Druckabschnitt (22) durch ein linear geführtes Schiebeelement gebildet ist, der sich bei einem Schwenken der Hebeleinrichtung (10) in die Lösestellung senkrecht nach unten bewegt.Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one pressure section (22) is formed by a linearly guided sliding element which moves vertically downwards when the lever device (10) is pivoted into the release position. Haltevorrichtung nach Anspruch 2 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement drehbar an einem Schwenkabschnitt (20) der Hebeleinrichtung (10) montiert und in einer Ausnehmung der Adapterplatte (12) geführt ist.Holding device according to claim 2 and claim 5, characterized in that the sliding element is rotatably mounted on a pivoting portion (20) of the lever device (10) and is guided in a recess of the adapter plate (12). Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeleinrichtung (10) einen aktivierbaren und deaktivierbaren Schließstellungs-Sicherungsmechanismus aufweist, wobei die Hebeleinrichtung (10) bei aktiviertem Schließstellungs-Sicherungsmechanismus in der Schließstellung fixiert und bei deaktiviertem Schließstellungs-Sicherungsmechanismus zwischen der Schließstellung und der Lösestellung schwenkbar ist.Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that the lever device (10) has an activatable and deactivatable closed position securing mechanism, wherein the lever device (10) is fixed in the closed position when the closed position securing mechanism is activated and can be pivoted between the closed position and the release position when the closed position securing mechanism is deactivated. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeleinrichtung (10) einen aktivierbaren und deaktivierbaren Lösestellungs-Sicherungsmechanismus aufweist, wobei die Hebeleinrichtung (10) bei aktiviertem Lösestellungs-Sicherungsmechanismus in der Lösestellung fixiert und bei deaktiviertem Lösestellungs-Sicherungsmechanismus zwischen der Lösestellung und der Schließstellung schwenkbar ist.Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that the lever device (10) has an activatable and deactivatable release position securing mechanism, wherein the lever device (10) is fixed in the release position when the release position securing mechanism is activated and is pivotable between the release position and the closed position when the release position securing mechanism is deactivated. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen separaten Greifer (36), der so geformt ist, dass er an einem Kragen der Rührwelle (28) angebracht werden kann, wobei der Greifer (36) wenigstens einen Gegendruckabschnitt mit einer Gegendruckfläche (40) aufweist, die im montierten Zustand der Rührwelle (28) nach oben weist und bei einem Schwenken der Hebeleinrichtung (10) in die Lösestellung in Eingriff mit dem Druckabschnitt (22; 64) kommt.Holding device according to one of the preceding claims, characterized by a separate gripper (36) which is shaped such that it can be attached to a collar of the agitator shaft (28), wherein the gripper (36) has at least one counter-pressure section with a counter-pressure surface (40) which points upwards in the assembled state of the agitator shaft (28) and comes into engagement with the pressure section (22; 64) when the lever device (10) is pivoted into the release position. Haltevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (36) einen Aufnahmeabschnitt (38) mit einem Innendurchmesser aufweist, der in etwa einem Außendurchmesser der ersten Kupplungsseite (32) entspricht.Holding device according to claim 9, characterized in that the gripper (36) has a receiving portion (38) with an inner diameter which approximately corresponds to an outer diameter of the first coupling side (32). Haltevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (36) wenigstens einen Greifabschnitt (42) aufweist, an dem ein Bediener den Greifer (36) halten kann.Holding device according to claim 9 or 10, characterized in that the gripper (36) has at least one gripping section (42) by which an operator can hold the gripper (36). Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (36) lösbar an der Rührwelle (28) angebracht werden kann.Holding device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the gripper (36) can be detachably attached to the stirring shaft (28). Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Hebeleinrichtung (10) durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt ist.Holding device according to one of the preceding claims, characterized in that at least part of the lever device (10) is manufactured by an additive manufacturing process. Anordnung mit einer Haltevorrichtung (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Behälter, insbesondere einem Bioreaktor, wobei die Rührwelle (28) im Inneren des Behälters angeordnet ist und an ihrem oberen Ende die zweite Kupplungsseite (34) aufweist, wobei die Rührwelle (28) durch Schließen der Magnetkupplung so am Magnetantrieb (30) der Haltevorrichtung (26) montiert ist, dass der Magnetantrieb (30) die Rührwelle (28) in eine Drehbewegung versetzen kann.Arrangement with a holding device (26) according to one of the preceding claims and a container, in particular a bioreactor, wherein the stirring shaft (28) is arranged in the interior of the container and has the second coupling side (34) at its upper end, wherein the stirring shaft (28) is mounted on the magnetic drive (30) of the holding device (26) by closing the magnetic coupling such that the magnetic drive (30) can set the stirring shaft (28) in a rotary movement.
EP22200127.3A 2022-10-06 2022-10-06 Holding device for a container, comprising a magnetic drive for a separate stirring shaft Pending EP4349470A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22200127.3A EP4349470A1 (en) 2022-10-06 2022-10-06 Holding device for a container, comprising a magnetic drive for a separate stirring shaft
PCT/EP2023/077390 WO2024074527A1 (en) 2022-10-06 2023-10-04 Holding device for a container, having a magnetic drive for a separate agitator shaft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22200127.3A EP4349470A1 (en) 2022-10-06 2022-10-06 Holding device for a container, comprising a magnetic drive for a separate stirring shaft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4349470A1 true EP4349470A1 (en) 2024-04-10

Family

ID=83688632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22200127.3A Pending EP4349470A1 (en) 2022-10-06 2022-10-06 Holding device for a container, comprising a magnetic drive for a separate stirring shaft

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4349470A1 (en)
WO (1) WO2024074527A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5364184A (en) * 1993-02-23 1994-11-15 General Signal Corporation Coupling method for high power magnetic devices
US5378062A (en) * 1993-02-23 1995-01-03 General Signal Corporation Transfer assembly for disassembly device
EP2732877A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-21 Brand Gmbh + Co Kg Piston stroke pipette with exchangeable displacer unit
CN111167337A (en) * 2020-02-25 2020-05-19 珠海市春田科技有限公司 Can dismantle agitator actuating system and agitator system of connection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5364184A (en) * 1993-02-23 1994-11-15 General Signal Corporation Coupling method for high power magnetic devices
US5378062A (en) * 1993-02-23 1995-01-03 General Signal Corporation Transfer assembly for disassembly device
EP2732877A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-21 Brand Gmbh + Co Kg Piston stroke pipette with exchangeable displacer unit
CN111167337A (en) * 2020-02-25 2020-05-19 珠海市春田科技有限公司 Can dismantle agitator actuating system and agitator system of connection

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024074527A1 (en) 2024-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69514988T2 (en) Centrifuge with removable rotor and a device for axially locking the rotor on the drive shaft
EP2138431B1 (en) Exchangeable grip element for transporting containers
EP1799390B1 (en) Chuck for retaining fixing elements for a friction welded connection
DE102011001924B4 (en) Transfer device for a press or press line with axle drive and interchangeable base carrier
DE4234115A1 (en) CAN SEALING MACHINE
DE3323110C2 (en)
EP2036421B1 (en) Device for coupling a jointed shaft with a p.t.o. shaft of a tractor
DE29810118U1 (en) Work machine
EP3524382A1 (en) Transport system
EP0310936A1 (en) Auxiliary tool for mutual clamping of plates which butt together
EP4349470A1 (en) Holding device for a container, comprising a magnetic drive for a separate stirring shaft
DE2751036A1 (en) PRESS FOR TIRE VULCANIZATION FORMS
DE3510457C1 (en) Power operated chuck with radially adjustable jaws and jaw changing device for such a chuck
DE10008224A1 (en) Method for installing and removing a cylinder of a printing press and device therefor
DE2943919C2 (en) Eccentric tension lock
EP4076869B1 (en) Vacuum gripper element and vacuum gripper device
EP4022191B1 (en) Underwater hook with actuation button and release button
DE3917507C2 (en) Device for automatically changing tools for making blind rivet connections
DE3705269A1 (en) Adjustable clamping device and accessories thereof
DE102018206641A1 (en) Device and method for cutting a product, in particular confectionery mass
DE3425610C2 (en)
DE102022100616B3 (en) Coupling device and plastic processing machine with a coupling device
EP0612279B1 (en) Clamping device for connecting a tool head to a tool holder on machine tools
EP0990504A1 (en) Apparatus for extruding plastic tubes or profiles
WO2018189300A1 (en) Adaptable blow mold

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR