JP5210431B2 - 把持装置において容器を閉鎖部材によって閉鎖するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、製造工程をフレキシブルに形成することができる把持装置において容器を閉鎖部材によって閉鎖するための方法に関する。

先行技術により、回転する星形ホイールを備えた包装機械が公知である。この星形ホイールにより瓶状の容器が個別化され供給される。この場合、閉鎖は、いわゆるピック・アンド・プレースユニットによって行われる。このピック・アンド・プレースユニットは容器若しくは星形ホイールの上方に配置されている。このピック・アンド・プレースユニットは容器を例えば栓で、水平方向若しくは鉛直方向に向けられた回転する栓用車によって、又はカム制御される回転する栓装着ユニットによって閉鎖する。このような形式の閉鎖は、フォーマット部分につき著しい手間がかかる。何故ならこのような星形ホイール及び装着ユニットの構造は、容器及び栓によって規定されるからである。さらに、先行技術の方法では、充填・閉鎖過程の作業経過のフレキシブルな構造は不可能である。

発明の効果
請求項１の特徴を備えた本発明による方法は、これに対して、簡単かつ効果的な工程に基づき安価に実行可能であるという利点を有している。これにより、種々異なる容器及び栓のために、フレキシブルかつ経済的な方法の実行が可能である。さらにこの方法は、生産工程の連鎖におけるモジュール構成要素である。このようなモジュール形式により、本発明による方法の前後で生産ステップを変更する必要なく、方法のフレキシブルな可変性が可能である。本発明により把持装置を操作ユニットで使用することにより、２つの方法ステップを同時に実行可能である。一方では容器を操作ユニットによって第１の位置から第２の位置へと搬送する。他方では容器を、搬送過程中に閉鎖する。これにより製造時間を短縮することができ、容器を供給するためだけに行われている製造ステップを、閉鎖過程に組み込むことができる。本発明によればこれは、把持装置において容器を栓で閉鎖するための方法が以下の４つのステップを有していることにより得られる。第１のステップで、把持装置が閉鎖部材を収容する。第２のステップで、把持装置が充填された容器を第１の位置（以下では準備位置とも記載する）から収容する。第３ステップでは、容器を閉鎖部材によって閉鎖する。この閉鎖過程と同時に、容器と閉鎖部材とを１つの操作ユニットによって、製造連鎖内で搬送する。第４のステップで、閉鎖された容器を把持装置から送り出す。この送り出しは、第２の位置（以下では降ろし位置とも記載する）で行われる。従って、容器は同時に搬送され、閉鎖される。最初の２つの方法ステップは順序は変更可能である。本発明によれば、把持装置はまず容器を、次いで閉鎖部材を収容する。さらにこれら両ステップは組み合わせることもでき、本発明によれば容器と閉鎖部材の収容が同時的に行われる。

本発明の有利な別の構成は従属請求項に記載されている。

有利には、この方法では、閉鎖部材を引取り運動によって収容し、この場合、閉鎖部材を引取り位置から牽引して引取る。引取り運動中は、把持装置は、連続的に、即ち停止することなく、引取り位置に対して相対的に運動する。従って、閉鎖部材を、移動中、若しくは搬送過程中に、時間の無駄なく、把持装置内に収容することができる。本発明による方法のこのような有利な別の構成により、閉鎖部材の収容及び容器の閉鎖を、操作ユニットの搬送過程に組み込むことができる。

特に有利には、引取り運動を円弧状に行う。従って、有利には、把持装置における直線状又は円弧状の開口によって閉鎖部材がポケット内に収容される。

さらに有利には把持装置は準備位置から降ろし位置まで一定の速度で動く。これは、搬送過程も降ろし運動も同じ速度で行われることを意味する。

別の有利な構成によれば、把持装置は少なくとも２つの容器と、相応に少なくとも２つの閉鎖部材を収容することができる。これによりこの方法を、生産連鎖のサイクルに適合させることができ、生産効率が最良にされる。

さらに有利には、１つの引取り運動により複数の閉鎖部材が引取られる。従って、操作ユニットは、それぞれの閉鎖部材のために円弧状の引取り運動を行う必要はなく、これにより生じる搬送過程のスムーズな経過は生産を加速する。

さらに有利には、自由にプログラミング可能な、多軸の、サーボ運転されるロボット若しくはロボットアームを操作ユニットとして使用することができる。ロボットにより、生産連鎖内における把持装置の運動経過のフレキシブルな構成が可能である。さらにロボットによって、引取り運動の速度、加速度、形態を、種々様々な栓の形状及び機械出力に適合させることができる。

さらに有利には、容器に栓を載置するために栓が下降される。これにより容器は、把持装置に対して相対的に動かず、容器内容物の不要な加速は回避される。これにより例えば、液状の内容物がこぼれることが防止される。

さらに有利には、容器及び／又は閉鎖部材は、把持装置に負圧によって吸い付けられる。負圧の負荷により、容器若しくは閉鎖部材を把持装置において確実に保持することが保証される。

さらに負圧の除去または過圧の供給によって、二通りのことが得られる。第１に、閉鎖部材を容器に載置することができ、第２に、容器を所定の時点で、従って所定の位置で、容器収容部から解放させることができる。

さらに本発明によれば、容器及び閉鎖部材の吸い込みのためにそれぞれ別個に負圧を供給することができる。これにより、容器の吸い込みは、閉鎖部材の吸い込みのために可能な圧力上昇とは独立して行われ、閉鎖部材の吸い込みも、容器の吸い込みのために可能な圧力上昇とは独立して行われる。例えば把持装置が、エラーにより閉鎖部材を収容しない、又は、閉鎖部材が把持装置から外れてしまったような場合には、栓吸込装置における圧力が上昇される。本発明により別個に行われる容器吸込装置への負圧供給により、容器における負圧は一定のままであり、容器は把持装置から外れることはない。分離した負圧供給による容器のこのような保持は、容器の内容物がこぼれた場合に、機械を損傷させる、又は人に被害を与える恐れがある場合に特に有利である。

さらに有利には、本発明による方法は製剤産業で使用される。特に少量または中量の充填量である範囲では、本発明による把持装置及び本発明による操作ユニットは、生産連鎖のフレキシブルな構成の新たな可能性を提供する。従ってこの方法は、薬剤用栓を容器に装着するために使用される。この場合、容器には製剤物質が充填され、薬剤用栓はゴム材料から成っている。

さらに本発明によれば、操作ユニットはアイソレータの内側で動かされ、この場合、アイソレータは、フードエレメントのように、把持装置の上方に配置されている。従って、保護ガス下又は真空での容器の閉鎖も可能である。

さらに有利な構成では、把持装置はニューマチック駆動装置によって容器を閉鎖部材で閉鎖する。このために必要な圧力源は、把持装置の外側に位置していて良く、従って、この方法において動く機械部分の重量を削減することができる。しかしながら、閉鎖運動の駆動は、ニューマチック式に限られるものではなく、機械駆動又は液圧駆動も考えられる。

さらに有利には、引取り運動による閉鎖部材の収容に対して選択的に、閉鎖部材の収容を所定のサイクルで行うことができる。即ち、把持装置は停止し、閉鎖部材を収容してから、さらに動くことができる。

次に図面につき本発明の有利な実施例を詳しく説明する。

本発明の実施例による方法を実行するための把持装置を示した斜視図である。 図２の把持装置の側方図である。 本発明の実施例による方法を実行するための製剤装置を概略的に示した平面図である。

有利な構成
以下に図１〜図３につき、本発明の有利な実施例による方法を実行するための把持装置１を詳しく説明する。この実施例の把持装置１は、製剤装置８の内側で操作ユニット８１と一緒に使用される。

図１に示されているように、把持装置１は、容器収容部２と、閉鎖部材収容部３と、接続エレメント６とを有している。図３の製剤装置８との関連で記載するように、この把持装置１は、２つの容器４と２つの閉鎖部材５とを収容し、搬送することができる。搬送中、２つの容器４は閉鎖部材５によって閉じられる。この場合、製剤装置８の所要の生産量に応じて、本発明による把持装置１は、１つだけの容器４のためにも、２つ以上の容器４のためにも構成することができる。さらに、本発明は、円形の瓶状の容器４の使用に限定されるものではない。本発明によれば、角形の瓶、コップ、容器の使用も行われる。

図１には、右側の容器４は見易さのため図示されていない。しかしながらそれに所属の閉鎖部材５は図示されている。

図１には左側の容器４が示されており、この容器４は、容器ボディ４１、容器ネック４２、容器カラー４３を有している。容器ボディ４１は容器ネック４２に向かって減径していて、容器ネック４２は容器カラー４３に向かって拡径している。容器カラー４３は容器４の開口を取り囲んでいる。さらに、ゴム栓５として形成されている２つの閉鎖部材５が示されている。これらのゴム栓５のそれぞれは、円筒状の栓カラー５１と、容器４の開口に相応するように寸法設計されている減径部５２とを有している。

ゴム栓５は特に、製剤物質が充填されている容器４を確実に気密に閉鎖するために適している。しかしながらゴム栓５としての閉鎖部材５の構成は一例である。本発明によれば、閉鎖部材５は、キャップ、回転閉鎖部材又はいかなる材料の栓としても構成することもできる。

容器収容部２は、第１の形状接続輪郭２２と第２の形状接続輪郭２３とによって、瓶状の容器４を容器４の２つの異なる領域で保持する。この場合、円弧状の第２の形状接続輪郭２３が円筒状の容器ボディ４１を把持する。確実な保持を保証するために、容器ボディ４１の全周の約半分以上が第２の形状接続輪郭２３によって取り囲まれる。さらに円弧状の第１の形状接続輪郭２２が、容器カラー４３のすぐ下で容器ネック４２を取り囲んで把持する。従って、第１の形状接続輪郭２２は、容器４のために２つの形状接続的な保持部を形成する。第１に、容器カラー４３は容器収容部２上に載置され、容器４が下方に滑脱するのが防止されている。第２に、第１の形状接続輪郭２２は容器ネック４２をその全周の約半分以上にわたって取り囲んで把持する。従って有利には、第１の形状接続輪郭２２は容器４を挟み込む。本発明によれば、両形状接続輪郭２２，２３のうちの１つだけが形成されるのであっても良い。さらに本発明によれば、図示の容器４の形状とは異なる容器形状への形状接続輪郭２２，２３の適合が行われる。

閉鎖部材収容部３は、プレート３２の形で形成されている。このプレート３２は、それぞれ１つのフライス加工された円弧状の開口部３３とポケット３５から成る２つの閉鎖部材引取りユニット３１を有している。これら両円弧状の開口部３３は、それぞれ１つのポケット３５へと開口している。閉鎖部材引取りユニット３１の引取り機能は図３につき説明する。図１によれば、ゴム栓５がポケット３５によって栓カラー５１の高さで形状接続的に保持されていることが明らかである。

容器収容部２を閉鎖部材収容部３に接続する接続エレメント６は、この実施例では２つの直線ガイドエレメント６４とニューマチックシリンダ６１とを有している。ニューマチックシリンダ６１については図２につき説明する。両直線ガイドエレメント６４は、プレート３２に堅固に結合された円筒状のロッドとして形成されている。ゴム栓５を容器４の開口内に押し込むために、容器収容部２と閉鎖部材収容部３との間で相対運動１１を行う必要がある。この実施例ではこの相対運動１１は、プレート３２が容器収容部２の方向で沈められることにより行われる。容器４内に直線運動でゴム栓５を押し込むために、２つの直線ガイドエレメント６４は正確に２つの貫通孔２４内でガイドされる。これらの貫通孔２４は容器収容部２の下端部でそれぞれ１つの開口を形成している。ゴム栓５が容器４に向かって下降され、容器４の内容物は動かされる必要はないので有利である。しかしながら、相対運動１１を行うために、容器収容部２を持ち上げることも可能である。

容器４及びゴム栓５の形状接続的な固定に加えて付加的に、本発明による把持装置１は４つの吸込開口２１，３４を有している。従って、容器収容部２には１つの容器４につきそれぞれ１つの第１の吸込開口２１が、閉鎖部材収容部３には１つの閉鎖部材５につきそれぞれ１つの第２の吸込開口３４が設けられている。両第１の吸込開口２１は第２の形状接続輪郭２３において孔として形成されていて、従って容器ボディ４１の高さに位置している。両第２の吸込開口３４はそれぞれポケット３５において栓カラー５１の上方に位置している。吸込開口２１，３４によって容器４若しくはゴム栓５は、負圧によって把持装置１に位置固定される。組み込まれた吸込開口とは選択的に、把持装置１が、容器４及びゴム栓５を吸い込むための載置された吸込装置を有していても良い。把持装置１への負圧の供給は以下に図２につき説明する。

負圧吸込２１と、容器４の形状接続的なクランプ２２，２３とは選択的に使用することもできる。従って、容器４は、形状接続輪郭２２，２３によってのみ、又は負圧吸込２１によってのみ容器収容部２に位置固定することもできる。同じことはゴム栓５についても言える。ゴム栓５も、形状接続３５又は負圧３４によって、又はこれらの組み合わせによって閉鎖部材収容部３に位置固定することができる。

図２には本発明による把持装置１の側方図が示されていて、この把持装置１は、本発明の実施例によれば、容器収容部２、閉鎖部材収容部３、容器４、ゴム栓５、接続エレメント６を備えている。容器４の左側には、容器収容部２の内側で、左側の容器４の第１の吸込開口２１が位置している。栓カラー５１の上方には、閉鎖部材収容部３若しくはプレート３２の内側で、左側のゴム栓５の第２の吸込開口３４が位置している。図２には左側の容器４の両吸込開口２１，３４のみが示されているが、上述したとおり、把持装置１は４つの吸込開口２１，３４を有している。これら４つの吸込開口２１，３４のそれぞれが、別個の負圧管路７を介して外部の負圧源７２に接続されている。把持装置１の内側では、４つの負圧管路７のそれぞれが、内側の負圧分配部７１を介して４つの吸込開口の１つに接続されている。閉鎖部材収容部３の２つの第２の吸込開口３４のための負圧管路７も容器収容部２に開口しているので、容器収容部２から閉鎖部材収容部３へと負圧を導くための内側の負圧分配部７１は、直線ガイドエレメント６４内に通路を有している。

さらに図２には、相対運動１１を行わせるためのニューマチックシリンダ６１が図示されている。このような直線的な相対運動１１により、ゴム栓５は容器４内に押し込まれる。ニューマチックシリンダ６１は、容器収容部２に設けられた孔内に嵌め込まれた中空のシリンダを有している。このような中空のシリンダ内では、ニューマチックシリンダ６１のピストンが延びている。ニューマチックシリンダ６１は二重作用形式に構成されていて、閉鎖部材収容部３を、圧縮空気により下降させることも上昇させることもできる。二重作用形式の構成により、ニューマチックシリンダ６１は２つのニューマチック管路６２を有しており、この管路がニューマチックシリンダ６１を外部の圧力源６３に接続している。この場合、ニューマチックシリンダ６１のためには１つのニューマチック管路６２でも十分であることを述べておく。従って、閉鎖部材収容部３の上昇のための運動は、ニューマチックシリンダ６１内に組み込まれたばねによって行うこともできる。

ニューマチックシリンダ６１は選択的に、圧力源６３を介してではなく、負圧管路７を介して一緒に供給されても良い。さらに、ニューマチックシリンダ６１は、両直線ガイドエレメント６４のうちの１つに置き換えることもできる。この場合、ニューマチックシリンダ６１は、上昇下降運動を行うだけでなく、残りの１つの直線ガイドエレメント６４と共に、閉鎖部材収容部３の直線ガイドも保証する。相対運動１１をニューマチック駆動することとは選択的に、液圧駆動又は機械駆動も可能である。

図３には、本発明による実施例の製剤装置８の平面図が示されている。製剤装置８は製剤製造連鎖において、容器４のための搬送・閉鎖ユニットとして機能する。このような製剤装置８では、本発明による把持装置１は、操作ユニット８１のロボットアーム８２において働く。ロボットアーム８２は、把持装置１を準備位置８６から引取り位置８５を介して降ろし位置８７へと動かす。この場合、把持装置１はロボットアーム８２によって、図３に矢印８３で示したような円弧状の引取り運動を行う。仕分け装置８４はゴム栓５を配向し、それぞれ２つのゴム栓５を引取り位置８５に準備する。ゴム栓５は、垂直に立てられ、栓カラー５１が減径部５２上にあるように方向付けられる。

降ろし位置８７から（矢印８３の方向とは反対に）把持装置１は、容器４、ゴム栓５を有さずに、引取り位置８５の方向に動く。この場合、把持装置１は円弧状の引取り運動により、ゴム栓５を引取るために引取り位置８５を通過する。引取り過程中、把持装置１は常に運動している。閉鎖部材引取りユニット３１のポケット３５はこの過程で正確に、栓カラー５１の高さに位置し、従って、ゴム栓５は円弧状の開口３３に沿ってポケット３５内へと滑り込む。このポケット３５においてはゴム栓５が負圧によって第２の吸込開口３４で保持される。さらに、把持装置１は準備位置８６へと動きここで２つの容器４を受け取り、製剤物質を充填する。この容器４は両形状接続輪郭２２，２３と、両第１の吸込開口２１における負圧とを介して保持される。容器４が収容されるとすぐに、把持装置１は相対運動１１を行い、容器４を閉じる。この場合、ニューマチックシリンダ６１は圧力源６３とニューマチック管路６２によって作動される。ニューマチックシリンダ６１の収縮により、閉鎖部材収容部３は容器収容部２へと下降し、ゴム栓５は容器４内に押し込まれる。ゴム栓５が容器４内に差し込まれるとすぐに、負圧を第２の吸込開口３４からなくすことができる。容器４の閉鎖と同時に、即ち、ニューマチックシリンダ６１の収縮と同時に、ロボットアーム８２が把持装置１をさらに、降ろし位置８７の方向へ動かす。この降ろし位置８７では、負圧が第１の吸込開口２１からなくなり、閉鎖された容器４は降ろされる。即ち、準備位置８６から降ろし位置８７へと容器４を搬送する間に時間の無駄なく、操作ユニット８１は容器４を閉鎖する。引取り運動と搬送運動とは同じ一定の速度で行われるので、容器４の加速減・速は最小にされ、容器４の内容物が溢れることは回避される。

容器４には準備位置８６で直接、製剤物質が充填される。充填終了後すぐに、把持装置１は容器４を収容し、すぐに閉鎖過程を開始する。このように極めて迅速な閉鎖により、製剤物質が汚染されたり、周囲の雰囲気に反応したりすることが阻止される。

引取り運動によるゴム栓５の収容とは選択的に、ゴム栓５の収容は所定のサイクルで行うこともできる。即ち、把持装置１が引取り位置８３に留まり、ゴム栓５を収容し、次いで準備位置８６の方向に動かされる。

さらに本発明によれば、製剤装置８若しくは操作ユニット８１は、アイソレータ８８の内側で稼動される。このために、製剤装置８、操作ユニット８１、把持装置１の材料は、アイソレータ８８内における使用の条件に応じて選択される。

Claims (9)

1. 把持装置（１）において容器（４）を閉鎖部材（５）によって閉鎖するための方法であって、
   把持装置（１）に閉鎖部材（５）を収容する、
   把持装置（１）に容器（４）を収容する、
   把持装置（１）において容器（４）を閉鎖部材（５）によって閉鎖する、
   把持装置（１）から、閉鎖された容器（４）を送り出す、の各ステップを有し、
   把持装置（１）を、第１の位置（８６）から第２の位置（８７）へと容器（４）を搬送するために操作ユニット（８１）によって動かし、操作ユニット（８１）が把持装置（１）を動かしている間に、容器（４）の閉鎖を行い、
   操作ユニット（８１）がロボットアーム（８２）を有しており、把持装置（１）をロボットアーム（８２）によって動かすことを特徴とする、把持装置（１）において容器（４）を閉鎖部材（５）によって閉鎖するための方法。
2. 閉鎖部材（５）を引取り運動によって収容し、この際に、閉鎖部材（５）を引取り位置（８５）から引取り、把持装置（１）を引取り運動中、常に、引取り位置（８５）に対して相対的に動かす、請求項１記載の方法。
3. 引取り運動を円弧状に行う、請求項２記載の方法。
4. 把持装置（１）が少なくとも２つの容器（４）と少なくとも２つの閉鎖部材（５）とを収容する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 把持装置（１）が１つの引取り運動により複数の閉鎖部材（５）を引き取る、請求項４記載の方法。
6. 容器（４）閉鎖の際に、閉鎖部材（５）を容器（４）に向かって下降させる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 容器（４）及び／又は閉鎖部材（５）を負圧により把持装置（１）において固定する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 容器（４）における負圧が、閉鎖部材（５）における負圧とは独立したものである、請求項７記載の方法。
9. 閉鎖部材（５）が薬剤用栓であって、当該方法を、製剤使用のための機械において行う、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。

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