Beschreibung

Titel

Taktweise arbeitende Maschine zum Befüllen von Behältnissen

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine taktweise arbeitende Maschine zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen, wie z.B. Behältnisse für Arzneimittel.

Maschinen zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen sind aus dem Stand der

Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Grundsätzlich werden hierbei getaktete Maschinen und kontinuierliche Maschinen unterschieden. Bei kontinuierlichen Maschinen werden Behältnisse kontinuierlich mit einem Füllgut befüllt und anschließend mit einer Kappe o. ä. verschlossen. Hierbei werden die befüllten Behältnis- se kontinuierlich an einer Verschlussstation vorbeigeführt. Derartige kontinuierlich arbeitende Maschinen sind jedoch in ihrem Aufbau sehr aufwendig und somit sehr teuer. Von daher existieren auch taktweise arbeitende Maschinen, welche deutlich kostengünstiger hergestellt werden können. Aufgrund der taktweisen Arbeitsweise haben derartige getaktete Maschinen eine relativ niedrigere Ausbringungsmenge, wobei die zu füllenden Behältnisse üblicherweise mit ca. einem Drittel Bewegungszeit und ca. 2/3

Stillstandszeit intermittierend vorwärts bewegt werden. Aufgrund der intermittierenden Arbeitsweise können die Arbeitsstationen der getakteten Maschine zum Füllen und Verschließen einfacher und kostengünstiger aufgebaut werden. Bei getakteten Maschinen hat sich jedoch erwiesen, dass insbesondere das Verschließen der befüllten Behältnisse mit einer Kappe o. ä. problematisch und zeitaufwendig ist und die Verschlussstation ein Kapazitätsengpass für die Ausbringungsmenge der taktweisen Maschinen ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße taktweise arbeitende Maschine zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie trotz einer taktweisen Befüllung der Behältnisse eine sehr hohe Ausbringung aufweist. Dies wird erfindungsgemäß da- durch erreicht, dass eine Verschlussstation der Maschine zumindest teilweise bewegliche Elemente aufweist, um ein Verschließen von befüllten Behältnissen mit Kappen auch während einer Stillstandszeit der intermittierend arbeitenden Maschine zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße Maschine weist dabei trotzdem einen einfachen und kostengünstigen Aufbau auf. Erfindungsgemäß umfasst die getaktete Maschine eine Verschlussstation mit einer Kappenzuführung und einer

Sortiereinrichtung. Die Sortiereinrichtung richtet die zum Verschließen vorgesehenen Kappen aus, vereinzelt diese und übergibt diese an die Kappenzuführung. Die Kappenzuführung setzt die Kappen einzeln auf die befüllten Behältnisse auf und verschließt diese somit. Hierbei ist wenigstens die Kappenzuführung beweg- lieh angeordnet und umfasst einen Antrieb, welcher die Kappenzuführung bewegt. Durch die Bewegung der Kappenzuführung können somit auch während der Stillstandszeit der Behältnisse Kappen auf die Behältnisse aufgebracht werden und die Behältnisse verschlossen werden. Es sei angemerkt, dass unter dem Begriff "Kappe" erfindungsgemäß jede Art von Verschluss oder Deckel ver- standen wird, welche zum Verschließen von Behältnissen geeignet ist.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise ist die Kappenzuführung der Verschlussstation auf einem bewegli- chen Schlitten angeordnet. Hierdurch kann durch Verfahren des Schlittens die

Kappenzuführung relativ zu den Behältnissen bewegt werden. Der Schlitten ist vorzugsweise auf Rollen angeordnet, um ein möglichst geringen Bewegungswiderstand aufzuweisen.

Weiter bevorzugt ist die Sortiereinrichtung der Verschlussstation ortsfest angeordnet und zwischen der beweglichen Kappenzuführung und der Sortiereinrichtung ist ein Spalt vorhanden. Am Spalt ist hierbei an der Sortiereinrichtung eine übergabestrecke zur übergabe der Kappen von der Sortiereinrichtung auf die Kappenzuführung vorhanden. Durch die ortsfeste Sortiereinrichtung kann insbe-

sondere die bewegte Masse bei der Bewegung der Kappenzuführung reduziert werden.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Sor- tiereinrichtung an der Kappenzuführung fixiert und gemeinsam mit der Kappenzuführung beweglich angeordnet. Dadurch kann insbesondere die übergabestrecke zwischen der Sortiereinrichtung und der Kappenzuführung zur übergabe der Kappen sehr einfach aufgebaut werden. Die Sortiereinrichtung und die Kappenzuführung sind dabei vorzugsweise auf einer Platte o. ä., welche beweglich an- geordnet ist, fixiert.

Weiter bevorzugt umfasst die Kappenzuführung einen im Wesentlichen horizontalen Schienenbereich und einen im Wesentlichen vertikalen Schienenbereich. Die Kappen werden dabei aus der Sortiereinrichtung zuerst in den horizontalen Schienenbereich und anschließend in den vertikalen Schienenbereich zugeführt und aus dem vertikalen Schienenbereich auf die Behältnisse aufgezogen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kappenzuführung um einen Schwenkpunkt schwenkbar angeordnet. Dadurch kann eine Bewegung der Kappenzuführung durch Verschwenken realisiert werden, so dass ein sehr einfacher und kostengünstiger Aufbau möglich ist.

Vorzugsweise umfasst die Kappenzuführung nur einen im Wesentlichen vertikalen Schienenbereich, so dass die Sortiereinrichtung 3 unmittelbar am vertikalen Schienenbereich angeordnet ist und die Kappen aus der Sortiereinrichtung direkt in den vertikalen Schienenbereich übergeben werden. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau erreicht werden.

Weiter bevorzugt ist eine Differenzgeschwindigkeit der Bewegung zwischen der Kappenzuführung und den intermittierend zugeführten Behältnissen sowohl bei

Stillstand der Behältnisse als auch bei Bewegung der Behältnisse konstant. Hierdurch kann ein sicheres Verschließen der Behältnisse mit Kappen ermöglicht werden. Die Kappen können somit sowohl bei bewegten als auch bei stillstehenden Behältnissen mit der gleichen Geschwindigkeit auf die Behältnisse aufge-

setzt werden. Alternativ ist eine Differenzgeschwindigkeit zwischen der Kappenzuführung und den Behältnissen nicht konstant.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verschlussstation ferner einen Hebel, um eine Rotationsbewegung des Antriebs in eine lineare Hin- und Herbewegung der Kappenzuführung zu überführen. Hierdurch kann ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau der Maschine realisiert werden.

Vorzugsweise umfasst die getaktete Maschine ferner eine Steuereinrichtung, welche eine Antriebsrichtung des Antriebs ändert. Der Antrieb kann somit durch einfaches Umschalten bewirken, dass die Kappenzuführung ihre Bewegungsrichtung ändert, so dass ein nur geringer mechanischer Aufbau notwendig ist.

Weiter bevorzugt ist der Antrieb der Kappenzuführung derart ausgebildet, dass bei stillstehenden Behältnissen die Kappenzuführung in eine Richtung entgegen einer Vorschubrichtung der Behältnisse bewegbar ist. Hierdurch wird ein minimaler Hin- und hergehender Verfahrweg der Kappenzuführung ermöglicht. Ferner ist bei einer Vorschubbewegung der Behältnisse eine Bewegungsrichtung der Kappenzuführung vorzugsweise gleich wie die Vorschubbewegung der Behältnisse. Dabei muss jedoch eine Bewegungsgeschwindigkeit der Kappenzuführung unterschiedlich zu der Bewegungsgeschwindigkeit der Behältnisse sein, um Kappen auf die Behältnisse aufzubringen. Vorzugsweise ist dabei die Bewegungsgeschwindigkeit der Kappenzuführung geringer als die Bewegungsge- schwindigkeit der Behältnisse.

Die erfindungsgemäße getaktete Maschine wird insbesondere zum Füllen von Behältnissen für Arzneimittel, z.B. Vials oder Karpulen oder Spritzen usw., verwendet. Die Kappen können dabei z.B. Gummistopfen oder Bördelkappen sein, welche gegebenenfalls noch vormontierte Dichtelemente aufweisen.

Zeichnung

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer getakteten Ma- schine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Maschine bei einem Stillstand der Behältnisse,

Figur 3 eine Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Maschine bei einer

Bewegung der Behältnisse,

Figur 4 eine vergrößerte Seitenansicht der Maschine beim Aufziehen von

Kappen auf die Behältnisse, und

Figur 5 eine schematische Draufsicht einer Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 eine getaktete Maschine zum Befüllen und Verschließen von Behältnissen 5 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben, wobei in den Figuren 1 bis 4 nur eine Verschlussstation 1 der getakteten Maschine gezeigt ist, welcher schon befüllte Behältnisse 5 zugeführt werden. Das taktweise Befüllen der Behältnisse z.B. mit Medikamenten o. ä., erfolgt dabei in bekannter Weise.

Wie in Figur 1 gezeigt, umfasst die Verschlussstation 1 der getakteten Maschine eine Kappenzuführung 2 und eine Sortiereinrichtung 3. Die Sortiereinrichtung 3 hat die Auf- gäbe, die Kappen auszurichten, zu vereinzeln und der Kappenzuführung 2 zuzuführen.

Die Kappenzuführung 2 umfasst einen im Wesentlichen horizontalen Schienenbereich 2a mit einer Zufuhrschiene 20 und einen im Wesentlichen vertikalen Schienenbereich 2b. In der Kappenzuführung 2 werden die Kappen 4 einzeln und nacheinander in der richtigen Position zu einem Ende 2c des vertikalen Schienenbereichs 2b gefördert. Am

Ende 2c des vertikalen Schienenbereichs 2b ist ein Kappenschuh 21 angeordnet, welcher an seinem den Behältnisse 5 zugewandten Bereich eine schiefe Ebene 22 aufweist (vgl. Figur 4). Die Kappen 4 werden dabei aus der Kappenzuführung 2 direkt auf die Behältnisse 5 aufgelegt und mittels der schiefen Ebene 22 des Kappenschuhs 21 auf die Behältnisse 5 gedrückt. Dadurch werden die Behältnisse 5 verschlossen. Wie in den Figuren 1 bis 4 schematisch angedeutet, werden die Behältnisse 5 mittels einer Transporteinrichtung 6, wie z.B. einem Transportband, intermittierend bewegt. Diese intermittierende Bewegung hängt dabei insbesondere von dem intermittierenden Füllvorgang der Behältnisse 5 ab.

Die Verschlussstation 1 umfasst ferner eine Platte 7, auf welcher die Kappenzuführung 2 und die Sortiereinrichtung 3 befestigt sind. Die Platte 7 ist ihrerseits auf vier Rollen 8 gelagert, welche auf Schienen 9 mittels eines nicht gezeigten Antriebs in Richtung des in Figur 1 eingezeichneten Doppelpfeils A linear bewegt werden können. Als Antrieb kann beispielsweise ein Servomotor oder ein Kurvenantrieb oder eine Hebelkonstruktion, welche eine Rotationsbewegung des Antriebs in eine lineare Hin- und Herbewegung umwandelt, verwendet werden. Die Schienen 9 sind dabei auf einer Basis 10 ortsfest fixiert. Die Basis 10 kann beispielsweise an einem Maschinengestell der taktweise arbeitenden Maschine befestigt sein.

Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, weist der horizontale Schienenbereich 2a mit der Zufuhrschiene 20 eine vorbestimmte Neigung auf, so dass die sich in der Zufuhrschiene 20 befindlichen Kappen 4 durch die Schwerkraft in Richtung des Kappenschuhs 21 selbsttätig gefördert werden.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Verschlussstation für eine getaktete Maschine ist dabei wie folgt. Der Füllvorgang der Behältnisse 5 der getakteten Maschine gibt eine taktweise Bewegung der Behältnisse 5 derart vor, dass ca. 1/3 der Taktzeit die Behältnisse 5 bewegt werden und ca. 2/3 der Taktzeit die Behältnisse stillstehen, um den Füllvorgang auszuführen. In Figur 1 ist die Bewegungsrichtung der Behältnisse 5 durch den Pfeil B angedeutet. Die Figuren 2 und 3 machen dabei das Prinzip der Bewegungscharakteristik der Verschlussstation 1 deutlich. Figur 2 zeigt einen Zustand der getakteten Maschine, in welcher die Behältnisse 5 nicht bewegt werden. Wenn sich die Behältnisse 5 in der Stillstandsphase des Taktes befinden, wird die Kappenzuführung 2

in Richtung des Pfeils C entgegen der eigentlichen Vorschubrichtung der Behältnisse 5 bewegt. Dadurch entsteht eine Relativbewegung zwischen den Behältnissen 5 und der Kappenzuführung 2, so dass Kappen 4 auf die stehenden Behältnisse 5 aufgezogen werden können. Wenn nun der ungefähr 1/3 des Gesamttaktes dauernde Bewegungs- zyklus der Behältnisse 5 beginnt, wird die Bewegungsrichtung der Kappenzuführung 2 umgekehrt. Dieser Zustand ist in Figur 3 gezeigt. Die Behältnisse 5 werden in Richtung des Pfeils B bewegt und die Kappenzuführung 2 wird zusammen mit der Sortiereinrichtung 3 in Richtung des Pfeils D bewegt. Um eine Relativbewegung zwischen den bewegten Behältnissen 5 und der bewegten Kappenzuführung 2, welche nun in die glei- che Richtung bewegt werden, zu erreichen, ist eine Bewegungsgeschwindigkeit der

Kappenzuführung 2 kleiner als die der Behältnisse 5. Dies ist durch die Länge der Pfeile B bzw. D in Figur 3 symbolisch angedeutet. Somit tritt wieder eine Relativbewegung zwischen der Kappenzuführung 2 und den bewegten Behältnissen 5 auf, wobei die Behältnisse 5 unter dem Kappenschuh 21 schneller bewegt werden als der Kappen- schuh 21 selbst in die gleiche Richtung bewegt wird. Somit können auch während der

Bewegungsphase des Taktes Kappen 4 auf die Behältnisse 5 aufgezogen werden.

Es sei angemerkt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Kappenzuführung 2 in der einen und anderen Richtung vorzugsweise jeweils derart gewählt wird, dass eine Diffe- renzgeschwindigkeit zwischen der Kappenzuführung 2 und den Behältnissen 5 jeweils konstant ist. Alternativ kann die Bewegung der Kappenzuführung 2 auch z.B. durch eine oszillierende Bewegung derart definiert werden, dass die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Kappenzuführung 2 und den Behältnissen 5 im Laufe eines Bewegungs- zyklusses zunimmt und wieder abnimmt. Um einen andauernden Nachfluss von Kap- pen 4 zu ermöglichen, sollte die Differenzgeschwindigkeit jedoch nie ganz auf Null zurückfallen. Die jeweilige Bewegungsrichtung der Kappenzuführung kann somit einfach alternativ auch mittels einer Steuereinrichtung gesteuert werden, welche lediglich feststellt, ob die Behältnisse 5 gerade im Stillstand oder in Bewegung befindlich sind und entsprechend die Kappenzuführung antreibt. Erfindungsgemäß kann somit sicherge- stellt werden, dass die Kappen 4 immer laufend und stockungsfrei aus der Sortiereinrichtung 3 zu den Behältnissen 5 zugeführt werden können, wobei die Befüllung der Behältnisse 5 mittels einer intermittierend arbeitenden Maschine erfolgt. Dadurch kann der Gesamtaufbau der Maschine sehr einfach und kostengünstig ausgeführt werden und trotzdem ein hoher Durchsatz pro Zeiteinheit der Maschine erreicht werden. Bei-

spielsweise werden mittels der intermittierenden Maschine ca. 200 bis 400 Behältnisse pro Minute in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Verschlussstation 1 ausgebracht.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 5 eine Maschine mit einer Verschlussstation 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.

Im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist der Verschlussstation 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Sortiereinrichtung 3 ortsfest angeordnet. An der Sortiereinrichtung 3 ist ferner ein ortsfester übergabebereich 3b vorgesehen, über welchen die Kappen 4 auf die Kappenzuführung 2 übergeben werden. Die Kappenzuführung 2 weist dabei eine Zufuhrschiene 20 auf, welche um einen Schwenk- punkt S schwenkbar angeordnet ist. Ein ortsfestes Verbindungsstück 23 verbindet die

Sortiereinrichtung mit der schwenkbaren Zufuhrschiene 20. In Figur 5 ist mit gestrichelten Linien eine zweite Endposition nach einem Schwenken der Zuführschiene und eines Kappenschuhs dargestellt, welche mit 20' bzw. 21' bezeichnet sind. Der Doppelpfeil E deutet dabei die hin- und hergehende Schwenkbewegung der Zufuhrschiene 20 an. Die Schwenkbewegung der Zufuhrschiene 20 um den Schwenkpunkt S ermöglicht es dabei wieder, dass Kappen 4 auf die Behältnisse 5 sowohl während der Bewegungsphase des Taktes als auch der Stillstandsphase des Taktes auf die Behältnisse 5 aufgezogen werden können. Um ein leichtes Schwenken der Zufuhrschiene 20 zu ermöglichen, ist beispielsweise die Zufuhrschiene 20 im Bereich des Schwenkpunktes S faltenbalgartig aus flexiblem Material hergestellt. Um ein sicheres Aufsetzen der Kappen 4 auf die Behältnisse 5 sicherzustellen, sei angemerkt, dass die Behältnisse 5 entsprechend dem Bewegungsradius des Kappenschuhs 21 ebenfalls in einem gleichen Radius unter dem Kappenschuh 21 gefördert werden können. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

Für einen besonders kompakten Aufbau der Maschine sei angemerkt, dass die Kappenzuführung 2 auch auf den horizontalen Schienenbereich verzichten kann und die

Kappen aus der Sortiereinrichtung 3 direkt in den vertikalen Schienenbereich 2b gefördert werden können.