JP5328893B2 - 容器および閉鎖体を収容しかつ容器を閉じるための把持装置 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、生産フローをフレキシブルに設計することを可能にする容器および閉鎖体を収容しかつ容器を閉じるための把持装置に関する。

公知先行技術に基づいて、回転する星形ホイールを備えた包装機械が公知である。これらの星形ホイールによって、ボトル形の容器が個別化されて搬送される。この場合、容器の閉鎖は、いわゆるピック・アンド・プレースユニットにより行われる。このピック・アンド・プレースユニットは、容器も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、たとえば栓体によって、水平方向もしくは垂直方向に位置する環状の栓体ホイールを用いて、またはカム制御された環状の栓体セット装置を用いて閉じる。容器のこのような閉鎖は、フォーマット部分における著しい手間を招く。なぜならば、星形ホイールおよび栓体セット装置の構造は、容器と閉鎖体とにより設定されているからである。さらに、公知先行技術による装置では、充填過程および閉鎖過程の作業フローをフレキシブルに設計することができない。

発明の利点
これに対して、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による把持装置は、単純な構造に基づいて廉価に製造可能であるという利点を有している。これによって、種々異なる容器および閉鎖体のための把持装置のフレキシブルかつ経済的な製造が可能となる。さらに、把持装置はモジュールとして設計されており、したがって、生産ラインの、閉じられたモジュール式の構成部分を形成する。このモジュール性は、把持装置のフレキシブルな変更を可能にし、この場合、この把持装置に前置もしくは後置された生産ラインを変更する必要はない。付加的には、把持装置をモジュールとして設計することによって、閉鎖過程中に把持装置全体が生産ライン内で運動され得ることが可能になる。これによって、生産時間が削減され、容器の搬送のためだけに設けられていた生産ステップが閉鎖過程に組み込まれる。このことは、本発明によれば、把持装置が容器収容部と閉鎖体収容部とを有していることによって達成される。この場合、本発明によれば、容器収容部が充填された容器もしくはボトルを確実に保持することができる。閉鎖体収容部は、閉鎖体を保持するために設けられている。本発明による結合エレメントは、一方では閉鎖体収容部を容器収容部内に組み込み、他方では容器収容部と閉鎖体収容部との間の相対運動を可能にする。この相対運動は、閉鎖体を容器上に装着するために役立つ。本発明による構造によって、把持装置は、容器を、たとえば充填ステーションから収容することができる。容器の把持と同時に、または容器の把持の前後に、提供された閉鎖体が閉鎖体収容部によって収容される。本発明によれば、把持装置は、収容過程後にかつ／または収容過程中に、生産ライン内の所定の位置に運動する。この位置で、閉じられた容器が降ろされ得る。つまり、把持装置は、容器を生産ライン内で搬送する。この搬送中に、把持装置は、容器収容部と閉鎖体収容部との間の相対運動を実施して、容器を閉鎖体で閉じる。したがって、容器は搬送されると同時に閉じられる。

請求項２以下には、本発明の有利な変化形が記載されている。

結合エレメントが、ガイドエレメントを有していると有利である。このガイドエレメントは、容器収容部と閉鎖体収容部との間の相対運動を案内して、したがって、容器上への、閉鎖体もしくはクロージャのぴたりと嵌合した装着を可能にする。

閉鎖体をリニア式に容器開口に装着させるためには、ガイドエレメントをリニアガイドエレメントとして形成するとさらに有利である。これによって、たとえば、栓体が容器開口内への導入中に容器開口でひっかかることが阻止される。リニアガイドエレメントが、少なくとも１つのロッドを有していると有利である。この場合、相対運動はこのロッドによって案内される。ロッドの形状としては、中空シリンダおよび中実シリンダ、ならびに角張ったプロフィール（成形輪郭）も考えられる。

閉鎖体を把持装置の不断の運動下で収容するためには、閉鎖体収容部が、連行式の閉鎖体引取りユニットを有していると有利である。これによって、把持装置は、該把持装置が生産ライン内で運動されている間に、したがって時間損失なしに、提供された閉鎖体を引き取ることができる。

特に有利な実施形態では、閉鎖体引取りユニットが、組み込まれたポケットを備えた平面を有している。ポケットの形状および寸法は、閉鎖体の外側寸法に相当する。ポケットの線形もしくは円弧形の開口により、把持装置は、該把持装置が運動させられている間に、閉鎖体をポケット内に収容することができる。

吸込み開口が、容器収容部および／または閉鎖体収容部に形成されているとさらに有利である。これらの吸込み開口に負圧をかけることによって、把持装置内における容器もしくは閉鎖体の確実な保持が保証される。さらに、負圧を除去するか、または吸込み開口に正圧をかけることによって、２つのことが達成され得る。すなわち、第１には、閉鎖体を容器上に置くことができ、第２には、容器を、規定された時点で、かつひいては規定された位置で容器収容部から外すことができる。

さらに本発明によれば、容器収容部の吸込み開口と、閉鎖体収容部の吸込み開口とに、それぞれ別個に独立して負圧が供給される。これによって、一方の開口における負圧は、他方の開口において生じ得る圧力上昇とは関係ない。たとえば、閉鎖体収容部が故障により閉鎖体を収容していないか、または閉鎖体が収容部から外れてしまった場合に、閉鎖体収容部の吸込み開口における圧力が上昇する。本発明による、容器収容部への別個の負圧供給により、容器収容部の吸込み開口における負圧は不変に維持されて、容器は把持装置から外れない。別個の負圧供給による容器の固定は、容器の中身が流出した場合に周辺の装置を破損するか、または人を損傷し得る場合に特に有利である。

閉鎖体を容器上に装着するために、閉鎖体収容部が降下するとさらに有利である。これによって、容器収容部は把持装置に対して相対的に運動させられず、容器の中身の不要な加速が回避される。このことは、たとえば液状の中身の溢出を阻止する。この閉鎖体収容部の降下が、ニューマチック式に作動されていると有利である。この場合、上述した負圧の利用が考えられる。しかし、相対運動の駆動は、ニューマチック式に制限されるものではなく、機械式またはハイドロリック式の駆動も同じく考えられる。

さらに本発明によれば、把持装置が、少なくとも２つの容器と、相応して少なくとも２つの閉鎖体とを収容することができる。これによって、把持装置を生産ラインのタイミングに合わせることができ、生産の効率が最適化され得る。

容器収容部の形状が容器に相応して形成されているとさらに有利である。この形状は容器の形状接続的な収容、つまり形状に基づく束縛による収容を保証する。この形状接続部は、吸込み装置と組み合わさって容器の保持を改善するか、あるいはまた吸込み装置を代替することができる。

閉鎖体として栓体を使用するとさらに有利である。これによって、たとえば廉価なゴム栓体を、本発明による把持装置により容器内に押し込むことができる。

さらに本発明によれば、容器および閉鎖体を収容しかつ容器を閉じるための操作ユニットが設けられている。この操作ユニットは、本発明による少なくとも１つの把持装置を有している。したがって、この操作ユニットは、把持装置を、生産ライン内において容器および閉鎖体のための収容位置から、閉じられた容器のための降ろし位置に運動させることができる。付加的には、操作ユニットが、容器と閉鎖体との吸込みのための複数の負圧源と、ニューマチック式に駆動される閉鎖過程のための圧力源とを有している。これに対して択一的には、操作ユニットが、外部の圧力源の正圧・負圧供給を把持装置に伝達する。自由にプログラム可能なロボットまたはロボットアームを操作ユニットとして使用すると特に有利である。このロボットは、生産ライン内における把持装置の運動フローのフレキシブルな設計を可能にする。

さらに、本発明によれば、操作ユニットがアイソレータ内で作動される。この場合、このアイソレータは、フード部材のように把持装置上に被さって配置されている。したがって、保護ガス下または真空内での容器の閉鎖も可能である。

把持装置および操作ユニットを製薬学的な工場で使用するとさらに有利である。特に小ロットおよび中ロットの範囲で、本発明による把持装置と、本発明による操作ユニットとは、生産ラインをフレキシブルに設計するための新しい手段を提供する。

引取り運動による閉鎖体の収容に対して択一的には、閉鎖体の収容をタイミング制御するとさらに有利である。つまり、把持装置が停止し、閉鎖体を収容し、それからさらに運動する。

以下に本発明の実施例を添付の図面につき詳しく説明する。

本発明の実施形態による把持装置の斜視図である。 本発明の実施形態による把持装置の側面図である。 本発明の実施形態による製薬装置を上から見た平面で示す概略図である。

発明の有利な実施形態
以下に、図１〜図３に関連して本発明の有利な実施形態による把持装置１を詳細に説明する。本実施例の把持装置１は、操作ユニット８１と一緒に製薬装置８内で使用される。

図１から判るように、把持装置１は、容器収容部２と、閉鎖体収容部３と、結合エレメント６とを有している。図３に示した製薬装置８に関連して説明するように、この把持装置１は、２つの容器４と、２つの閉鎖体５とを収容して、これらを搬送することができる。搬送中に２つの容器４は閉鎖体５によって閉じられる。これに関して、製薬装置の所要の生産量に応じて、本発明により、把持装置１は、ただ１つの容器または２つ以上の容器４のために形成可能であることに注意されたい。さらに本発明は、丸いボトル形の容器４の使用に制限されるものではない。本発明によれば、角張ったボトル、コップまたは容器も使用することができる。

図１では、図面を見易くするために、右側の容器４が省かれている。しかし、右側の容器４に属する閉鎖体５は図示されている。

図１には、左側のボトル形の容器４が図示されている。この容器４は、容器ボディ４１と、容器ネック４２と、容器カラー４３とを有している。容器ボディ４１は、先細りして容器ネック４２を形成し、かつ容器ネック４２は拡張して容器カラー３２を形成する。この容器カラー３２は、容器４の開口を縁取っている。さらに、２つの閉鎖体５が図示されている。これらの閉鎖体５は、ゴム栓５として形成されている。各ゴム栓５は、シリンダ形の１つの栓カラー５１と、容器４の開口に相応して寸法設計された１つの先細り部５２とを有している。

ゴム栓５は、特に、製薬学的な物質で充填された容器４を確実かつ気密に閉じるために適している。しかし、ゴム栓５としての閉鎖体５の形成は例示的である。本発明によれば同じく、あらゆる材料のキャップ、回転式閉鎖体または栓体として閉鎖体５を形成することができる。

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とを用いて、ボトル形の容器４を、この容器４の互いに異なる２つの範囲において保持する。この場合、円弧形の第２の形状接続輪郭２３は、シリンダ形の容器ボディ４１を取り囲んで把持する。確実な保持を保証するためには、容器ボディ４１の、半分よりも少し多い周面が、第２の形状接続輪郭２３により取り囲まれて把持される。さらに、円弧形の第１の形状接続輪郭２２が、容器カラー４３の直接に下側で容器ネック４２を取り囲んで把持する。したがって、第１の形状接続輪郭２２は、容器４のための、形状接続式の２つの保持部を形成する。第１には、容器カラー４３が容器収容部２上に載置されて、容器４の下方への抜け落ちが回避される。第２には、第１の形状接続輪郭２２が、容器ネック４２を、この容器ネック４２の、半分よりも少し多い周面を取り囲んで把持する。したがって、第１の形状接続輪郭２２が容器４を挟み込むと有利である。本発明によれば、両形状接続輪郭２２，２３のうち一方だけを形成することもできる。さらに、本発明によれば、図示された容器４の形状とは異なる容器形状に、これらの形状接続輪郭２２，２３を適合させることができる。

閉鎖体収容部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、フライス加工された円弧形のそれぞれ１つの開口３３およびポケット３５の形の２つの閉鎖体引取りユニット３１を有している。これらの円弧形の開口３３は両方とも、それぞれ１つのポケット３５に開口している。閉鎖体引取りユニット３１の引取り機能は、図３と関連して説明する。図１からは、ゴム栓５が、栓カラー５１の高さでポケット３５により形状接続式に保持される様子が判る。

容器収容部２を閉鎖体収容部３に結合させる結合エレメント６は、この実施例では、２つのリニアガイドエレメント６４と、１つのニューマチック式シリンダ６１とを有している。このニューマチック式シリンダ６１は、図２に示した構成と関連して説明する。両リニアガイドエレメント６４は、シリンダ形のロッドとして形成されている。これらのロッドは、プレート３２に堅固に結合されている。ゴム栓５を容器４の開口内に押し込むためには、容器収容部２と閉鎖体収容部３との間の相対運動１１が必要である。この実施例では、この相対運動１１が、プレート３２を容器収容部２の方向に降下させることによって実施される。ゴム栓５を真っ直ぐな運動で容器４内に押し込むためには、２つのリニアガイドエレメント６４が、２つの貫通孔２４にぴたりと嵌合して案内される。これらの貫通孔２４は、容器収容部２の下端部において、それぞれ１つの開口を形成する。ゴム栓５を容器４上に降下させて、容器４の中身を不要に運動させないと有利である。しかし、容器収容部２を、相対運動１１を実施するために上昇させることも可能である。

容器４とゴム栓５との形状接続的な位置固定に対して付加的に、本発明による把持装置１は、４つの吸込み開口２１，３４を有している。したがって、容器収容部２内には容器４毎にそれぞれ１つの第１の吸込み開口２１が位置していて、閉鎖体収容部３内には閉鎖体５毎にそれぞれ１つの第２の吸込み開口３４が位置している。第１の両吸込み開口２１は、孔として第２の形状接続輪郭２３内に形成されていて、したがって、容器ボディ４１の高さに位置している。第２の両吸込み開口３４は、それぞれポケット３５内において栓カラー５１の上方に位置している。吸込み開口２１，３４を用いて、容器４もしくはゴム栓５が負圧により把持装置１に位置固定される。組み込まれた吸込み開口に対して択一的には、把持装置が、容器４およびゴム栓５を吸い付けるための装着された吸込み装置を有していてもよい。把持装置１への負圧の供給は、以下に図２につき詳しく説明する。

容器４の負圧吸込み部２１と、形状接続式のクランプ部２２，２３とは、択一的にも使用可能であることに留意されたい。したがって、容器４を、単に形状接続輪郭２２，２３の一方を介して、または単に負圧吸込み部２１を介して容器収容部２に位置固定することが可能である。同じ事がゴム栓５に当てはまる。このゴム栓５も、形状接続３５，負圧３４または両手段の組合せにより閉鎖体収容部３に位置固定され得る。

図２は、本実施例による容器収容部２，閉鎖体収容部３，容器４，ゴム栓５および結合エレメント６を備えた本発明による把持装置１を側面図で示している。容器４の左側には、容器収容部２内に、左側の容器４の第１の吸込み開口２１が位置している。閉鎖体カラー５１の上方には、閉鎖体収容部３内もしくはプレート３２内に、左側のゴム栓５の第２の吸込み開口３４が位置している。図２には、左側の容器４の２つの吸込み開口２１，３４しか図示されていないが、既に述べたように、把持装置１は４つの吸込み開口２１，３４を使用することができる。この４つの吸込み開口２１，３４はそれぞれ、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内では、４つの負圧管路７がそれぞれ、内部の負圧分配部７１を用いて４つの吸込み開口のうちの１つに接続される。閉鎖体収容部３の第２の両吸込み開口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、内部の負圧分配部７１は、容器収容部２から閉鎖体収容部３へ負圧を導くために、リニアガイドエレメント６４内の通路を使用することができる。

図２はさらに、相対運動１１を実施するためのニューマチック式シリンダ６１を示している。このリニア式の相対運動１１によって、ゴム栓５が容器４内に押し込まれる。ニューマチック式シリンダ６１は、中空シリンダを有している。この中空シリンダは、容器収容部２の孔内に嵌め込まれている。この中空シリンダ内には、ニューマチック式シリンダ６１のピストンが挿入されている。このニューマチック式シリンダ６１は、二重に作用するように形成されており、したがって、閉鎖体収容部３を圧縮空気作動式に昇降させることができる。この二重に作用する構成に基づいて、ニューマチック式シリンダ６１は、２つのニューマチック管路２６を使用することができる。これらのニューマチック管路２６は、ニューマチック式シリンダ６１を外部の圧力源６３に接続させる。ここで、ニューマチック式シリンダ６１のためには、唯１つのニューマチック管路６２で十分であることに留意されたい。したがって、閉鎖体収容部３の上昇のための運動を、たとえばニューマチック式シリンダ６１内に組み込まれた１つのばねにより引き受けることができる。

ニューマチック式シリンダ６１には、択一的には、圧力源６３を介する代わりに、負圧管路７を介して一緒に負圧を供給することができる。さらに、このニューマチック式シリンダ６１は、両リニアガイドエレメント６４のうちの一方を代替することができる。この場合、ニューマチック式シリンダ６１は、昇降作業だけではなく、残っているリニアガイドエレメント６４と共に、閉鎖体収容部３のリニア式の案内を確実にする。相対運動１１のニューマチック式の駆動に対して択一的には、ハイドロリック式または機械式の駆動も可能である。

図３は、本発明の実施例による製薬装置８を上から見た平面で概略的に示している。製薬装置８は、製薬学的な生産ラインにおいて、容器４のための搬送および閉鎖ユニットとして機能する。この製薬装置８内では、本発明による把持装置が、操作ユニット８１のロボットアーム８２において駆動される。このロボットアーム８２は、把持装置１を提供位置８６から引取り位置８５を介して降ろし位置８７へ運動させる。この場合、把持装置１は、ロボットアーム８２を用いて、図３に矢印８３で示されているような（矢印方向に反した）円弧形の引取り運動を行う。仕分け装置８４は、ゴム栓５を整直させて、２つのゴム栓５をそれぞれ引取り位置８５に提供する。ゴム栓５は、垂直に直立していて、かつ栓カラー５１が先細り部５２の上方にあるように整直される。

降ろし位置８７からは、把持装置１が、容器４もゴム栓５も有しないで、引取り位置８５の方向（矢印とは逆方向）に運動する。この場合、把持装置１は、ゴム栓５を引き取るために、円弧形の引取り運動で引取り位置８５を通過する。この引取り過程中に、把持装置１は不断に（常に）運動している。閉鎖体引取りユニット３１のポケット３５は、この引取り過程時に、まさに栓カラー５１の高さに位置しており、したがって、ゴム栓５は円弧形の開口３３に沿ってポケット３５内に滑り込む。ポケット３５内では、ゴム栓５が第２の吸込み開口３４における負圧を用いて保持される。そのあとに把持装置１は、提供位置８６へ運動して、この提供位置８６で製薬学的な物質で充填された２つの容器４を収容する。この容器４は、２つの形状接続輪郭２２，２３と、第１の２つの吸込み開口における負圧とを介して保持される。容器４を収容するやいなや、把持装置１は、相対運動１１を実施して、したがって容器４を閉じる。ゴム栓５が容器４内に差し込まれるとすぐに、第２の吸込み開口３４から負圧が除去され得る。容器４が閉じられると同時に、ロボットアーム８２が、把持装置１をさらに降ろし位置８７の方向に運動させる。この降ろし位置８７では、第１の吸込み開口２１における負圧が除去されて、閉じられた容器４が降ろされる。したがって、操作ユニット８１は、提供位置８６から降ろし位置８７への容器４の搬送中に、時間損失なしに容器４を閉じる。

容器４は、提供位置８６において直接に、製薬学的な物質で充填される。充填の終了後すぐに、把持装置１は容器４を収容して、即座に閉鎖過程が開始する。この極めて迅速な閉鎖によって、製薬学的な物質が汚染されるか、または周辺の雰囲気と反応することが回避される。

引取り運動によるゴム栓５の収容に対して択一的には、ゴム栓５の収容がサイクル制御されていてよい。つまり、把持装置１が引取り位置８３に停止して留まり、ゴム栓５を収容して、次いでさらに提供位置６８の方向に運動する。

さらに、本発明によれば、製薬装置８もしくは操作ユニット８１が、アイソレータ８８内で駆動される。このためには、製薬装置８、操作ユニット８１および把持装置１の材料は、アイソレータ８８内における使用の要求に応じて選択される。

Claims (12)

1. 容器収容部（２）と閉鎖体収容部（３）とを有する、容器（４）を収容しかつ閉じるための把持装置（１）であって、
   容器収容部（２）は、容器（４）を収容するよう形成されており、
   閉鎖体収容部（３）は、閉鎖体（５）を収容するよう形成されており、
   閉鎖体収容部（３）は、結合エレメント（６）を介して容器収容部（２）に結合されており、
   結合エレメント（６）は、容器（４）を閉鎖体（５）によって閉じるために、容器収容部（２）と閉鎖体収容部（３）との間の相対運動（１１）を可能にし、
   前記容器収容部（２）は、前記容器（４）を収容する形状接続輪郭（２２）と、負圧により前記容器（４）を位置固定する第１の吸込み開口（２１）と、を有し、
   前記閉鎖体収容部（３）は、前記閉鎖体（５）を引き取る閉鎖体引取りユニット（３１）と、負圧により閉鎖体（５）を位置固定する第２の吸込み開口（３４）と、を有し、
   前記閉鎖体引取りユニット（３１）は、前記閉鎖体（５）を収容する円弧形のポケット（３５）を備えたプレート（３２）を有し、
   前形状接続輪郭（２２）は、側方から前記容器（４）を収容可能に形成されており、
   前記ポケット（３５）は、側方から前記閉鎖体（５）を収容可能に形成されていることを特徴とする、容器を収容しかつ閉じるための把持装置。
2. 前記結合エレメント（６）が、前記相対運動（１１）を案内するガイドエレメント（６）を有している、請求項１記載の把持装置。
3. 前記ガイドエレメント（６）が、リニアガイドエレメント（６４）である、請求項２記載の把持装置。
4. 閉鎖体引取りユニット（３１）が、閉鎖体（５）を引取り位置（８５）から引き取るよう形成されており、閉鎖体引取りユニット（３１）が、引取り時に、引取り位置（８５）に対して相対的に不断に運動させられるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の把持装置。
5. 円弧形のポケット（３５）の寸法が、閉鎖体（５）の寸法に相当している、請求項４記載の把持装置。
6. 第１の吸込み開口（２１）および第２の吸込み開口（３４）が、２つの別個の管路（７，７１）を有していて、該管路（７，７１）が、それぞれ互いに独立して１つの負圧源（７２）に接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の把持装置。
7. 閉鎖体収容部（３）が、容器（４）を閉鎖体（５）によって閉じるために降下可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の把持装置。
8. 閉鎖体収容部（３）が、ニューマチック式に作動されている、請求項７記載の把持装置。
9. 容器収容部（２）が、少なくとも２つの容器（４）の収容のために形成されていて、閉鎖体収容部（３）が、少なくとも２つの閉鎖体（５）の収容のために形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の把持装置。
10. 容器収容部（２）が、容器（４）を形状接続式に収容するために、収容したい容器（４）に対応する輪郭（２２，２３）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の把持装置。
11. 閉鎖体（５）が、栓体（５）である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の把持装置。
12. 容器（４）を収容しかつ閉じるための操作ユニット（８１）において、該操作ユニット（８１）が、請求項１から１１までのいずれか１項記載の少なくとも１つの把持装置（１）を有していることを特徴とする操作ユニット。

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