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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für pharmazeutische Behälter, beispielsweise Vials, Spritzen, Karpulen oder Ampullen, insbesondere zur Verwendung in einem Verarbeitungssystem für pharmazeutische Behälter.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verarbeitungssystem für pharmazeutische Behälter, beispielsweise Vials, Spritzen, Karpulen oder Ampullen, mit einer derartigen Handhabungsvorrichtung.
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In einem Verarbeitungssystem für pharmazeutische Behälter (auch als „Gefäße“ bezeichnbar) kommt beispielsweise eine Handhabungsvorrichtung der vorstehend genannten Art zum Einsatz. Die Handhabungsvorrichtung umfasst dabei zwei oder mehr Halteelemente, über die ein jeweiliger Behälter gegriffen werden kann. Die Behälter können zum Beispiel an eine Transporteinrichtung übergeben werden. Entlang der Transporteinrichtung können unterschiedliche Stationen zum Verarbeiten der Behälter vorgesehen sein. Denkbar ist beispielsweise eine Befüllstation, um eine pharmazeutische Substanz in die Behälter zu füllen, mindestens eine Wägestation zum Kontrollieren des Füllgrads und/oder mindestens eine Verschlussstation zum Verschließen einer Behälteröffnung. Denkbar ist beispielsweise eine Markierstation zum Aufbringen eines Etiketts auf die befüllten und verschlossenen Behälter. Die pharmazeutische Substanz kann insbesondere ein medizinisch wirksamer Stoff sein (Agens).
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Die Behälter können zur Übergabe an die Transporteinrichtung beispielsweise einem pharmazeutischen Packmittel entnommen werden, bei dem es sich um einen gemeinsamen Träger für die Behälter handelt. Ein derartiges Packmittel kann zum Beispiel als Nest bezeichnet werden, in dem die Behälter matrixartig aufgenommen sind. Ein anderes Beispiel eines derartigen Packmittels ist ein sogenanntes Tray, in dem insbesondere Spritzen seitlich nebeneinander aufgenommen sind.
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Die zu verarbeitenden Behälter können, wie erwähnt, beispielsweise Vials, Spritzen, Karpulen oder Ampullen umfassen. Vials können auch als „Fläschchen“ oder „Phiolen“ bezeichnet werden. In der Praxis ist es bekannt, dass Behälter unterschiedlichen Typs (beispielsweise Vials), und, bei identischem Typ, von unterschiedlicher Beschaffenheit existieren, insbesondere von unterschiedlicher Größe.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Handhabungsvorrichtung und ein Verarbeitungssystem für pharmazeutische Behälter bereitzustellen, die bzw. das vielseitig einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung für pharmazeutische Behälter, beispielsweise Vials, Spritzen, Karpulen oder Ampullen gelöst, umfassend zwei oder mehr Halteelemente, über die jeweils ein Behälter gegriffen werden kann und von denen mindestens ein Halteelement entlang einer Bewegungsrichtung wahlweise hin- und herbewegbar ist, und eine Abstandsänderungseinrichtung zum Überführen der Halteelemente von einer ersten Relativstellung in eine zweite Relativstellung und umgekehrt, in der die Halteelemente einen Abstand voneinander aufweisen, der sich vom Abstand in der ersten Relativstellung unterscheidet.
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Bei der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung sind mindestens zwei Halteelemente vorgesehen, die jeweils zum Greifen eines Behälters ausgebildet sind, so dass der Behälter gegriffen werden kann. Von diesen Halteelementen ist mindestens ein Halteelement in der Bewegungsrichtung hin- oder herbeweglich, wobei die Bewegung beispielsweise relativ zu einer Trageinrichtung der Handhabungsvorrichtung erfolgen kann. Mittels der Abstandsänderungseinrichtung kann der Abstand der Halteelemente voneinander entlang der Bewegungsrichtung verändert werden. In der ersten Relativstellung ist der Abstand der Halteelemente voneinander unterschiedlich zum Abstand der Halteelemente in der zweiten Relativstellung. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, Behälter mittels der Handhabungsvorrichtung zu greifen, welche Behälter je nach Art und Weise der Zuführung unterschiedliche Abstände voneinander aufweisen können. Dieser Abstand der Behälter, fachmännisch auch als „Stich“ bezeichnet, kann beispielsweise von dem die Behälter aufnehmenden gemeinsamen Träger abhängen und bei unterschiedlichen Trägern unterschiedlich groß sein. Über die Handhabungsvorrichtung kann der Abstand der Behälter voneinander, insbesondere zur Übergabe an eine Transporteinrichtung, auf einen andersartigen Abstand verändert werden, wenn die Halteelemente von der ersten Relativstellung in die zweite Relativstellung überführt werden. Dies erlaubt es, den Ursprungsabstand der Behälter voneinander auf den für die Transporteinrichtung erforderlichen Abstand - gewissermaßen den „Stich“ der Transporteinrichtung - anzupassen. Die Handhabungsvorrichtung weist dadurch eine hohe Vielseitigkeit auf. Denkbar ist beispielsweise auch, die Behälter über die Handhabungsvorrichtung der Transporteinrichtung zu entnehmen und wieder einem gemeinsamen Träger zuzuführen, wobei sich der Stich der Transporteinrichtung von dem Stich des aufnehmenden Trägers unterscheidet.
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Eine Abstandsänderung der Behälter voneinander mittels der Handhabungsvorrichtung kann insbesondere als „Stichverzug“ bezeichnet werden.
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Vorgesehen sein kann beispielsweise, dass der Abstand der Halteelemente voneinander in der ersten Relativstellung kleiner ist als in der zweiten Relativstellung. Alternativ kann der Abstand in der ersten Relativstellung größer sein als in der zweiten Relativstellung.
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Die Halteelemente werden beim Überführen von der ersten Relativstellung in die zweite Relativstellung insbesondere relativ zueinander gespreizt und umgekehrt beim Überführen in die erste Relativstellung einander angenähert, oder umgekehrt.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn das mindestens eine bewegliche Halteelement entlang der Bewegungsrichtung geradlinig hin- und herbewegbar ist. Insbesondere kann eine lineare Bewegung des Halteelementes vorgesehen sein. Die Bewegung des mindestens einen Halteelementes kann beispielsweise mittels einer Führungseinrichtung geführt sein.
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Die Halteelemente können vorzugsweise entlang der Bewegungsrichtung seitlich nebeneinander angeordnet sein, insbesondere parallel zueinander angeordnet und ausgerichtet.
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Günstig ist es, wenn die Handhabungsvorrichtung mehr als zwei Halteelemente umfasst, die entlang der Bewegungsrichtung seitlich nebeneinander angeordnet sind und die mittels der Abstandsänderungseinrichtung von einer ersten Relativstellung in eine zweite Relativstellung und umgekehrt überführbar sind, in der der Abstand jeweils benachbarter Halteelemente voneinander unterschiedlich zum Abstand in der ersten Relativstellung ist. Die Handhabungsvorrichtung kann dementsprechend vorzugsweise mehr als zwei Halteelemente umfassen. Dies bietet die Möglichkeit, mehr als zwei Behälter zu greifen. Beispielhafte Ausführungsformen können vier bis zwölf oder sogar noch mehr Halteelemente umfassen. Günstig ist es insbesondere, wenn die Anzahl der Halteelemente der Anzahl der in einem gemeinsamen Träger (beispielsweise einem Nest) in einer Reihe nebeneinander angeordneten Behälter entspricht, so dass jedem Behälter ein Halteelement zugeordnet ist. Durch Überführen der zwei oder mehr Halteelemente von der ersten in die zweite Relativstellung kann ein jeweiliger Abstand benachbarter Halteelemente verändert werden. Dies kann insbesondere der Anpassung des ursprünglichen Stichs der Behälter, beispielsweise im Träger, an einen andersartigen Stich dienen, beispielsweise der Transporteinrichtung.
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Die Anzahl der Halteelemente kann geradzahlig oder ungeradzahlig sein.
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Günstig ist es insbesondere, wenn ein jeweiliger Abstand benachbarter Halteelemente durch Überführen von der ersten Relativstellung in die zweite Relativstellung vergrößert wird oder verkleinert wird.
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Vorzugsweise sind die Halteelemente in der ersten Relativstellung und/oder in der zweiten Relativstellung äquidistant zueinander angeordnet.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn die Halteelemente synchron zueinander und/oder gleichzeitig mittels der Abstandsänderungseinrichtung relativ zueinander bewegbar sind.
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Günstig kann es sein, wenn eines der Halteelemente ortsfest an einer Trageinrichtung der Handhabungsvorrichtung festgelegt ist. Das diesbezügliche Halteelement kann einen Fixpunkt an der Trageinrichtung bilden, relativ zu dem mindestens ein weiteres Halteelement mittels der Abstandsänderungseinrichtung zum Überführen von der ersten Relativstellung in die zweite Relativstellung und umgekehrt bewegt werden kann. Das festgelegte Halteelement ist insbesondere von der Abstandsänderungseinrichtung unbewegt.
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Auf die Trageinrichtung wurde bereits zuvor eingegangen. Die Trageinrichtung kann beispielsweise einen Rahmen der Handhabungsvorrichtung umfassen oder bilden, an dem deren weitere Komponenten festgelegt sein können. Alternativ oder ergänzend zum Rahmen kann ein Gehäuse der Trageinrichtung oder ein Gehäuse als Trageinrichtung vorgesehen sein. An der Trageinrichtung können beispielsweise eine Antriebseinheit der Abstandsänderungseinrichtung und/oder eine Führungseinrichtung für die Halteelemente festgelegt sein. Die Trageinrichtung kann insbesondere an einer Verstelleinrichtung für eine translatorische Bewegung und/oder eine Schwenkeinrichtung gehalten sein, über die die Handhabungsvorrichtung innerhalb des Verarbeitungssystems bewegt werden kann. Hierauf wird nachfolgend noch eingegangen.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn der Abstand der Halteelemente voneinander entlang der Bewegungsrichtung mittels Abstandsänderung diskret oder kontinuierlich einstellbar und/oder vorgebbar ist. Beispielsweise kann die Abstandsänderungseinrichtung zu diesem Zweck ansteuerbar sein.
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Insbesondere kann ein Verschiebeweg der Halteelemente entlang der Bewegungsrichtung einstellbar sein.
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Von Vorteil ist es, wenn die Handhabungsvorrichtung eine Führungseinrichtung umfasst mit mindestens einem Führungselement, an dem ein Halteelement entlang der Bewegungsrichtung geführt und insbesondere entlang der Bewegungsrichtung verschiebbar geführt ist. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Funktion der Handhabungsvorrichtung sichergestellt werden. Das Halteelement kann direkt oder indirekt mit dem mindestens einen Führungselement zusammenwirken und an diesem geführt sein.
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Vorzugsweise ist mindestens ein Lagerelement vorgesehen, an dem das mindestens eine geführte Halteelement festgelegt ist und das mit dem Führungselement in Eingriff steht. Das Lagerelement kann zum Beispiel ein Kugellager oder Rollenlager ausbilden.
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Das mindestens eine Führungselement ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Führungsschiene oder umfasst eine solche. Insbesondere kann das mindestens eine bewegliche Halteelement entlang der Führungsschiene mittels der Abstandsänderungseinrichtung verschoben werden.
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Die Führungseinrichtung umfasst vorzugsweise zwei im Abstand zueinander angeordnete Führungselemente, wobei bei mehr als zwei Halteelementen ein Teil der Halteelemente an einem Führungselement und ein weiterer Teil der Haltelemente an dem weiteren Führungselement geführt sind, und wobei benachbarte Halteelemente an unterschiedlichen Führungselementen geführt sind. Es zeigt sich beispielsweise in der Praxis, dass auf diese Weise zusätzlich zu einer zuverlässigen Funktion der Handhabungsvorrichtung eine kompakte Bauform erzielt werden kann. Die kompakte Bauform erweist sich zum Beispiel als vorteilhaft, Behälter verarbeiten zu können, die verhältnismäßig geringe Abstände voneinander aufweisen und dennoch von den Halteelementen ergriffen werden können, wenn diese die angenäherte Stellung aufweisen (beispielsweise die erste Relativstellung).
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Vorgesehen sein kann beispielsweise, dass ein Schubglied einer Antriebseinheit der Abstandsänderungseinrichtung zum Verschieben eines Halteelementes in einen Zwischenraum zwischen zwei im Abstand zueinander angeordneten Führungselementen eingreift. Dies erlaubt es, eine kompakte Bauform der Handhabungsvorrichtung zu erzielen.
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Günstig ist es, wenn die Abstandsänderungseinrichtung eine betätigbare und/oder ansteuerbare Antriebseinheit umfasst, die mit mindestens einem Halteelement in Wirkverbindung steht.
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Beispielsweise kann die Antriebseinheit von einer Steuereinrichtung der Handhabungsvorrichtung oder einer Steuereinrichtung des Verarbeitungssystems angesteuert werden, die Halteelemente von der ersten in die zweite Relativstellung und/oder umgekehrt zu überführen.
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Die Antriebseinheit ist vorzugsweise elektrisch ausgestaltet. Alternativ oder ergänzend kann eine andersartige Antriebseinheit vorgesehen sein, beispielsweise eine pneumatische, hydraulische oder magnetische Antriebseinheit.
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Bei einer vorteilhaften Umsetzung der Erfindung ist die Antriebseinheit elektrisch ausgestaltet und umfasst oder bildet beispielsweise einen Linearantrieb, zum Beispiel mit einer elektromagnetisch gesteuerten Schubwelle.
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Günstigerweise greift die Antriebseinheit an nur einem der Halteelemente direkt oder indirekt an, wobei vorzugsweise nur eine Antriebseinheit der Antriebsänderungseinrichtung vorgesehen ist.
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Bei einer andersartigen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Abstandsänderungseinrichtung mehr als eine Antriebseinheit umfasst. Beispielsweise sind zwei oder mehr Antriebseinheiten vorgesehen, die einem jeweiligen Halteelement zugeordnet sind.
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Insbesondere dann, wenn nur eine Antriebseinheit vorgesehen ist, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Handhabungsvorrichtung eine Kopplungseinheit umfasst, über die zwei oder mehr Halteelemente miteinander gekoppelt sind, wobei eine Bewegung mindestens eines Halteelementes mittels der Antriebseinheit über die Kopplungseinheit an mindestens ein weiteres Halteelement übertragen wird. Auf diese Weise können separate Antriebseinheiten für vorzugsweise sämtliche Halteelemente bis auf genau ein Halteelement eingespart werden. Die Kopplungseinheit kann vorzugsweise mechanisch ausgestaltet sein, wodurch ein konstruktiv einfacher Aufbau und eine zuverlässige Funktion der Handhabungsvorrichtung erzielt wird.
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Als günstig kann es sich erweisen, wenn die Kopplungseinheit mindestens ein Scherengelenk umfasst oder ausbildet, insbesondere dass ein Scherengitter vorgesehen ist, über das die zwei oder mehr Halteelemente miteinander verbunden sind. Unter dem Scherengitter, auch als Scherenzug bezeichnet, werden vorliegend insbesondere eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Scherengelenken verstanden. Das Scherengitter kann insbesondere von einem zusammengeschobenen Zustand in einen ausgezogenen Zustand und umgekehrt überführt werden, wobei vorzugsweise der Abstand der Halteelemente voneinander im zusammengeschobenen Zustand geringer ist als im ausgezogenen Zustand. Über das Scherengitter kann eine zuverlässige Funktion der Handhabungsvorrichtung sichergestellt werden.
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Beispielsweise ist an einem jeweiligen Halteelement ein Gelenkglied des Scherengitters angelenkt, das mit mindestens einem weiteren Gelenkglied des Scherengitters gelenkig verbunden ist. An einem jeweiligen Halteelement kreuzen sich vorzugsweise zwei Gelenkglieder des Scherengitters.
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Von Vorteil ist es, wenn an dem jeweiligen Halteelement eine Saugleitung mit einer Saugöffnung angeordnet ist zum Beaufschlagen eines Behälters mit Unterdruck, wobei die Saugleitung an eine Unterdruckeinrichtung anschließbar oder angeschlossen ist. Dies gibt beispielsweise die Möglichkeit, die Behälter pneumatisch mit den Haltelementen zu greifen. Bei einer Beaufschlagung mit Unterdruck können die Behälter an das Halteelement angesaugt und daran gehalten werden. Vorzugsweise ist eine Kontur des Halteelementes an eine Kontur des Behälters angepasst. Die Unterdruckeinrichtung kann Bestandteil der Handhabungsvorrichtung oder des Verarbeitungssystems sein. Durch Aktivierung der Unterdruckeinrichtung kann der Behälter mit Unterdruck beaufschlagt und am Halteelement gehalten werden. Durch Entfallen des Unterdrucks kann der Behälter vom Halteelement gelöst werden.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Halteelemente mittels mindestens einer elektrischen Betätigungseinheit zwischen einer Haltestellung und einer Freigabestellung überführbar sind. In der Haltestellung können die Halteelemente den Behälter beispielsweise teilweise umschließen und mittels Formschluss halten. In der Freigabestellung sind die Behälter freigegeben und beispielsweise außer Eingriff mit den Halteelementen gebracht oder bringbar.
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Die Handhabungsvorrichtung kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Gehäuse umfassen, in dem die Abstandsänderungseinrichtung und eine Führungseinrichtung für die Halteelemente aufgenommen und in dem die Halteelemente teilweise aufgenommen sind, wobei ein Halteabschnitt eines jeweiligen Halteelementes außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Die innerhalb des Gehäuse angeordneten Komponenten der Handhabungsvorrichtung sind beispielsweise gegenüber einer Atmosphäre, in der die Handhabungsvorrichtung eingesetzt wird, geschützt. Die Halteelemente können aus dem Gehäuse herausragen. Mit dem jeweiligen Halteabschnitt kann ein Behälter ergriffen werden.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn die Halteelemente einen jeweiligen Halteabschnitt zum Greifen der Behälter umfassen und einen jeweiligen Tragabschnitt, wobei der Halteabschnitt lösbar mit dem Tragabschnitt verbindbar ist. Dies bietet beispielsweise die Möglichkeit, den Halteabschnitt durch einen andersartigen Halteabschnitt zu ersetzen. Dadurch kann die Handhabungsvorrichtung zum Beispiel an einem Einsatz mit verschiedenartigen Behältern (beispielsweise unterschiedlich hinsichtlich Behältertyp und/oder Behältergröße) angepasst werden.
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Die Halteelemente können beispielsweise einen Führungsabschnitt umfassen, der direkt oder indirekt an der vorstehend erwähnten Führungseinrichtung geführt sein kann.
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Günstig ist es, wenn die Handhabungsvorrichtung einen ersten Formatsatz von lösbaren Halteabschnitten und einen zweiten Formatsatz von lösbaren Halteabschnitten umfasst, wobei sich die Formatsätze in mindestens einer behälterspezifischen Eigenschaft voneinander unterscheiden. Je nachdem, wie die zu verarbeitenden Behälter beschaffen sind, kann der hierzu geeignete Formatsatz eingesetzt werden. Zu diesem Zweck werden dessen Halteabschnitte mit den Tragabschnitten verbunden. Bei einer Umstellung auf andersartige Behälter kann ein sogenannter Formatwechsel durchgeführt werden, bei dem die Halteabschnitte des jeweils anderen Formatsatzes zum Einsatz kommen können.
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Als vorteilhaft kann es sich erweisen, wenn die Halteabschnitte manuell und werkzeuglos von den Formatabschnitten gelöst werden können. Beispielsweise kommt eine Halterung der Halteabschnitte über Magnetkraft an den Tragabschnitten zum Einsatz. Alternativ kann eine andersartige Art der Befestigung eingesetzt werden, zum Beispiel eine Verschraubung.
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Wie eingangs erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verarbeitungssystem. Ein erfindungsgemäßes Verarbeitungssystem für pharmazeutische Behälter, das die eingangs genannte Aufgabe löst, umfasst mindestens eine Handhabungsvorrichtung der vorstehend genannten Art und eine Verstelleinrichtung, an der die Handhabungsvorrichtung gehalten ist oder die die Handhabungsvorrichtung umfasst, wobei die Verstelleinrichtung ausgebildet ist, die Handhabungsvorrichtung von einer Aufnahmeposition in eine Übergabeposition und umgekehrt zu überführen, wobei die Behälter in der Aufnahmeposition mittels der die erste Relativstellung einnehmenden Halteelemente von einer ersten Aufnahmeeinheit des Verarbeitungssystems aufnehmbar sind und in der Übergabeposition von den die zweite Relativstellung einnehmenden Halteelementen an eine zweite Aufnahmeeinheit des Verarbeitungssystems übergebbar sind.
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Die Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung erwähnt wurden, können bei dem erfindungsgemäßen Verarbeitungssystem ebenfalls erzielt werden. Diesbezüglich kann auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems ergeben sich durch vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemä-ßen Handhabungsvorrichtung. Auch diesbezüglich wird auf voranstehende Ausführungen verwiesen.
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Beim erfindungsgemäßen Verarbeitungssystem kann die Handhabungsvorrichtung als Bestandteil der Verstelleinrichtung oder an dieser gehalten eingesetzt werden, um Behälter von der ersten Aufnahmeeinheit an die zweite Aufnahmeeinheit zu übergeben. Insbesondere ist der Abstand der Behälter voneinander in der ersten Aufnahmeeinheit unterschiedlich zum Abstand der Behälter voneinander in der zweiten Aufnahmeeinheit. Über die Handhabungsvorrichtung kann eine diesbezügliche Abstandsänderung erfolgen, wenn die Halteelemente von der ersten Relativstellung in die zweite Relativstellung überführt werden. Dadurch kann ein Stich der Behälter in der ersten Aufnahmeeinheit an den Stich der Behälter in der zweiten Aufnahmeeinheit angepasst werden, wobei der Stichverzug mittels der Handhabungsvorrichtung durchgeführt wird.
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Die erste Aufnahmeeinheit und/oder die zweite Aufnahmeeinheit umfassen oder sind beispielsweise ein pharmazeutisches Packmittel, zum Beispiel ein gemeinsamer Träger für eine Mehrzahl von Behältern, insbesondere ein Nest oder ein Tray. Vorgesehen sein kann dementsprechend, dass die Behälter dem Packmittel entnommen werden oder in das Packmittel eingesetzt werden. „Entnehmen“ und „einsetzen“ können als „aufnehmen“ bzw. „übergeben“ im voranstehenden Sinne verstanden werden.
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Vorgesehen sein kann beispielsweise, dass die erste Aufnahmeeinheit und/oder die zweite Aufnahmeeinheit eine Transporteinrichtung oder eine Komponente einer Transporteinrichtung umfassen oder sind, insbesondere zum hängenden und/oder stehenden Transport der Behälter. Beispielsweise sind entlang der Transporteinrichtung eine Befüllstation, eine Wägestation, eine Verschlussstation und/oder eine Markierstation wie eingangs erläutert angeordnet. Die Transporteinrichtung kann mehrere Komponenten umfassen, beispielsweise mindestens eine Zellenkette oder Synchronisationskette, mindestens ein Transportrad und/oder mindestens ein lineares Transportsystem, wobei die Zellenkette zum Beispiel zur Übergabe getaktet zugeführter Behälter an kontinuierlich bewegte Transporträder dienen kann. Mit der Handhabungsvorrichtung werden beispielsweise Behälter aus dem gemeinsamen Träger mit einem ersten Stich an die Transporteinrichtung mit einem hiervon verschiedenen zweiten Stich übergeben. Alternativ oder ergänzend können die Behälter von der Transporteinrichtung mit dessen Stich an den Träger mit einem hierzu unterschiedlichen Stich übergeben werden.
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Die Verstelleinrichtung ist oder umfasst vorzugsweise mindestens eine Schwenkeinrichtung zum Verschwenken der Handhabungsvorrichtung um mindestens eine Schwenkachse und/oder mindestens eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben der Handhabungsvorrichtung entlang mindestens einer Achse. Über die Verstelleinrichtung wird die Handhabungsvorrichtung beispielsweise relativ zu einer Halteeinrichtung des Verarbeitungssystems bewegt. Die Halteeinrichtung kann zum Beispiel ein Gestell oder ein Unterbau des Verarbeitungssystems sein, an der die Verstelleinrichtung festgelegt ist.
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Die Verschiebeeinrichtung kann zum Beispiel eine Hubeinrichtung sein, um die Handhabungsvorrichtung anzuheben und abzusenken.
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Eine Steuereinrichtung ist vorzugsweise vorgesehen, um Antriebseinheiten der Verstelleinrichtung anzusteuern.
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Die Verstelleinrichtung kann vorzugsweise mehrere relativ zueinander bewegbare Segmente umfassen, die über eine jeweilige Gelenkeinrichtung verschwenkbar und/oder verschiebbar miteinander verbunden sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist oder umfasst die Verstelleinrichtung eine robotische Einrichtung, insbesondere ein(en) Gelenkarmroboter. Der Gelenkarmroboter (beispielsweise ein sogenannter Scara-Roboter) ist zum Beispiel ein horizontaler Gelenkarmroboter.
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Vorgesehen sein kann vorzugsweise, dass zum Beispiel eine Saugleitung und/oder eine elektrische Leitung der Handhabungsvorrichtung durch die Verstelleinrichtung hindurchgeführt ist.
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Das Verarbeitungssystem umfasst vorzugsweise eine Unterdruckeinrichtung, an die mindestens eine vorzugsweise durch die Verstelleinrichtung hindurch zur Handhabungsvorrichtung geführte Saugleitung angeschlossen ist.
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Alternativ oder ergänzend umfasst das Verarbeitungssystem vorzugsweise eine elektrische Einrichtung, an die mindestens eine vorzugsweise durch die Verstelleinrichtung hindurch zur Abstandsänderungseinrichtung geführte elektrische Leitung angeschlossen ist.
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Die Unterdruckeinrichtung und die Verstelleinrichtung sind beispielsweise in einer von der Halteeinrichtung gebildeten ersten Zone angeordnet, die räumlich von einer zweiten Zone getrennt und insbesondere pharmagerecht abgetrennt ist, in welcher zweiten Zone die Handhabungsvorrichtung angeordnet ist und die Behälter verarbeitet werden.
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Das Verarbeitungssystem umfasst vorzugsweise eine Transporteinrichtung, an das die Behälter in der Übergabestellung der Verstelleinrichtung übergebbar sind, eine an der Transporteinrichtung angeordnete Befüllstation, über die eine pharmazeutische Substanz in die Behälter füllbar ist, und mindestens eine dieser nachgelagerte Verschlussstation zum Verschließen einer Behälteröffnung der Behälter mit einem Verschlusselement. Hierauf wurde bereits eingegangen.
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Das Verarbeitungssystem kann vorteilhafterweise eine weitere Handhabungsvorrichtung und eine weitere Verstelleinrichtung umfassen. Die weitere Handhabungsvorrichtung ist vorzugsweise identisch zu der zuvor erwähnten Handhabungsvorrichtung ausgestaltet. Entsprechendes kann für die weitere Verstelleinrichtung gelten. Die Behälter sind in der Aufnahmeposition der weiteren Handhabungsvorrichtung vorteilhafterweise mittels der die erste Relativstellung einnehmenden Halteelemente der weiteren Handhabungsvorrichtung von der Transporteinrichtung aufnehmbar und in der Übergabeposition der weiteren Handhabungsvorrichtung von den die zweite Relativstellung einnehmenden Halteelementen der weiteren Handhabungsvorrichtung an eine Aufnahmeeinheit übergebbar.
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Diese Aufnahmeeinheit ist vorzugsweise derjenige gemeinsame Träger für die Behälter, von dem die Behälter zur Übergabe an die Transporteinrichtung mit der ersten Handhabungsvorrichtung aufgenommen worden sind. Die aus dem Träger entnommenen Behälter können auf diese Weise an der Befüllstation befüllt, an der Verschlussstation verschlossen und anschließend wieder in den Träger eingesetzt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Halteelemente während der Überführung der Handhabungsvorrichtung von der Aufnahmeposition in die Übergabeposition von der ersten Relativstellung in die zweite Relativstellung überführbar sind. Auf diese Weise kann die Dauer zum Verarbeiten der Behälter geringgehalten und die Taktzeit gesteigert werden. Während der Bewegung der Handhabungsvorrichtung können die Halteelemente relativ zueinander bewegt werden und insbesondere ein Stichverzug durchgeführt werden.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems in einer Draufsicht;
- 2: eine Darstellung entsprechend 1, die das Verarbeitungssystem zu einem späteren Zeitpunkt zeigt;
- 3: eine vergrößerte Ansicht von Abschnitt A in 1 in einer Detaildarstellung;
- 4: eine vergrößerte Ansicht von Abschnitt B in 1 in einer Detaildarstellung;
- 5: schematisch eine Mehrzahl von in einem gemeinsamen Träger aufgenommenen pharmazeutischen Behältern;
- 6: schematisch eine Mehrzahl von an einer Transporteinrichtung gehaltenen pharmazeutischen Behältern;
- 7: eine schematische Teildarstellung des Verarbeitungssystems aus 1, teilweise geschnitten, in der eine Verstelleinrichtung und eine Handhabungsvorrichtung zum Halten von pharmazeutischen Behältern gezeigt ist;
- 8: eine vergrößerte Darstellung von Detail C in 7;
- 9: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung für pharmazeutische Behälter;
- 10: die Handhabungsvorrichtung aus 9 in perspektivischer Ansicht ohne Gehäuse;
- 11: eine Draufsicht auf die Handhabungsvorrichtung in Richtung des Pfeils „11“ in 10, wobei Halteelemente der Handhabungsvorrichtung eine erste Relativstellung einnehmen; und
- 12: eine Darstellung entsprechend 11, wobei die Halteelemente eine zweite Relativstellung einnehmen.
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Die 1 und 2 zeigen eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegte vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verarbeitungssystems für pharmazeutische Behälter zu unterschiedlichen Zeitpunkten (nachfolgend System 10). Das System 10 ermöglicht es im vorliegenden Ausführungsbeispiel, pharmazeutische Behälter aus einem gemeinsamen Träger 12, auch als „Nest“ bezeichnet, zu entnehmen, mit einer pharmazeutischen Substanz zu befüllen, zu verschließen und anschließend wieder in den Träger 12 einzusetzen.
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Die Zeichnung zeigt in den 9 bis 12 beispielhaft zu befüllende Behälter 14, die als Spritzen 16 ausgestaltet sind. Das System 10 eignet sich jedoch vorzugsweise auch zur alternativen Verarbeitung von Vials, Karpulen und/oder Ampullen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Typ unterschiedlicher Behälter 14 - Spritzen, Vials, Karpulen oder Ampullen - eingeschränkt. Darüber hinaus erlaubt es die vorliegende Erfindung, Behälter desselben Typs mit unterschiedlichen Eigenschaften zu verarbeiten, beispielsweise von unterschiedlicher Größe.
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Die Funktionsweise des Systems 10 wird zunächst anhand insbesondere der 1 bis 6 erläutert.
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Die über den Träger 12 in Pfeilrichtung 18 zugeführten Behälter 14 können mittels einer ersten Handhabungsvorrichtung 20 in einer Aufnahmeposition aufgenommen werden. Die Handhabungsvorrichtung 20 ist von einer ersten Verstelleinrichtung 22 umfasst oder an dieser gehalten. Die Verstelleinrichtung 22 erlaubt es, die Handhabungsvorrichtung 20 von der Aufnahmeposition in eine Übergabeposition zu überführen. 1 zeigt die Handhabungsvorrichtung 20 mit durchgezogenen Linien in der Aufnahmeposition und punktiert in der Übergabeposition, in 2 ist dies umgekehrt.
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In der Übergabeposition der Handhabungsvorrichtung 20 können die aufgenommenen Behälter 14 an eine Transporteinrichtung 24 des Systems 10 übergeben werden. Die Transporteinrichtung 24 kann auf unterschiedliche Weise ausgestaltet sein und umfasst beispielsweise ein lineares Transportsystem, mindestens ein Transportrad und/oder mindestens eine Zellenkette (oder Synchronisationskette).
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Die Träger 12 und die Transporteinrichtung 24 oder deren Komponenten sind Aufnahmeeinheiten für die Behälter 14.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Übergabe der Behälter 14 in der Übergabeposition an eine Zellenkette 26 und von dieser über Transporträder 28 an ein Transportsystem 30.
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Das Transportsystem 30 ist ein lineares Transportsystem, an dem eine Befüllstation 32 angeordnet ist. An der Befüllstation 32 können die Behälter 14 über eine Mehrzahl von Füllelementen in Gestalt von Nadeln mit einer pharmazeutischen Substanz befüllt werden. Der Befüllstation 32 in der Transportrichtung 34 nachgelagert folgt auf die Befüllstation 32 eine Wägestation 36 zur Kontrolle des Füllgrads und anschließend eine Verschlussstation 38 zum Verschlie-ßen einer jeweiligen Behälteröffnung mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Verschlusselement. Das Verschlusselement kann abhängig vom Behältertyp zum Beispiel ein Pilzstopfen oder ein Kolbenstopfen sein.
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Vom Transportsystem 30 werden die Behälter 14 über Transporträder 40 an eine Zellenkette 42 der Transporteinrichtung 24 übergeben. Von der Zellenkette 42 können die Behälter 14 mit einer zweiten Handhabungsvorrichtung 44 in einer Aufnahmeposition aufgenommen werden. Die zweite Handhabungsvorrichtung 44 ist von einer zweiten Verstelleinrichtung 46 des Systems 10 umfasst oder an dieser gehalten. Mit der Verstelleinrichtung 46 kann die Handhabungsvorrichtung 44 von der Aufnahmeposition in eine Übergabeposition bewegt werden. 1 zeigt die Handhabungsvorrichtung 44 mit durchgezogenen Linien in der Aufnahmeposition und punktiert in der Übergabeposition, in 2 ist dies umgekehrt.
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In der Übergabeposition werden die Behälter 14 an den Träger 12 übergeben und wieder in diesen eingesetzt. Der Träger 12 wird nach anfänglicher Entnahme der Behälter 14 über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Transporteinrichtung abtransportiert und an der Transporteinrichtung 24 vorbei in die Endlage transportiert (Pfeil 48), um die verarbeiteten Behälter 14 wieder aufzunehmen.
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Bei dem Träger 12 handelt es sich insbesondere um ein pharmazeutisches Packmittel.
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Im Träger 12 sind die Behälter 14 üblicherweise matrixartig angeordnet und weisen voneinander vorgegebene Abstände 50 auf (5). Dieser Abstand 50 hängt ab vom verwendeten Träger 12, dessen Abmessungen und Aufnahmen an die aufzunehmenden Behälter 14 angepasst sind. Der Abstand 50 benachbarter Behälter 14 wird auch als „Stich“ bezeichnet, im vorliegenden Fall als Stich des Trägers 12 oder „Neststich“, wenn es sich beim Träger 12 um ein Nest handelt.
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In der Praxis ist es gängig, dass der Abstand von Behältern 14 während des Verarbeitungsprozesses im System 10 ebenfalls konstant ist. 6 stellt dies schematisch und beispielhaft für Behälter 14 dar, die einen Abstand 52 voneinander aufweisen. Der Abstand 52 ist durch die Ausgestaltung des Systems 10 vorgegeben. Im vorliegenden Beispiel ist es vorteilhaft, dass der Abstand 52 innerhalb der Transporteinrichtung 24 konstant ist, ausgehend von der Zellenkette 26 bis zur Zellenkette 42. Dieser Abstand wird auch als „Stich“ des Systems 10 an der Transporteinrichtung 24 bezeichnet, insbesondere als „Maschinenstich“.
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Weichen die Abstände 50 und 52 voneinander ab, ist es erforderlich, den Relativabstand der Behälter 14, die dem Träger 12 entnommen werden, so zu verändern, dass der Abstand 52 vorzugsweise an der Befüllstation 32, der Wägestation 36 und der Verschlussstation 38 identisch ist, wobei er sich jedoch vom Abstand 50 unterscheiden kann. Nach Verarbeiten der Behälter 14 ist es in umgekehrter Weise erforderlich, den Abstand 52 der Behälter 14 vor der Übergabe zurück an den Träger 12 abermals zu verändern und die Behälter 14 im Relativabstand 50 wieder in den Träger 12 einzusetzen.
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Bei der vorliegenden Erfindung besteht der Vorteil, dass mittels der Handhabungsvorrichtungen 20, 44, bei denen es sich jeweils um eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung handelt, der Abstand 50 der Behälter 14 im Träger 12 auf den Abstand 52 der Transporteinrichtung 24 und umgekehrt verändert werden kann. Dies bietet die Möglichkeit, dass innerhalb der Transporteinrichtung 24 der Maschinenstich unabhängig von den zu verarbeitenden Behältern 14 und der Beschaffenheit der Träger 12 unverändert bleiben kann (Abstand 52). Eine Änderung vom Abstand 50 auf den Abstand 52 bei der Übergabe an die Transporteinrichtung 24 sowie eine Änderung vom Abstand 52 auf den Abstand 50 bei der Aufnahme von der Transporteinrichtung 24 kann mit den Handhabungsvorrichtungen 20, 44 durchgeführt werden. Diese Anpassung des Stiches des Trägers 12 auf den Maschinenstich und umgekehrt wird auch als „Stichverzug“ bezeichnet.
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Vorteilhaft ist es insbesondere, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Änderung des Abstands 50 auf den Abstand 52 während der Überführung der Handhabungsvorrichtung 20 von der in 1 durchgezogen dargestellten Aufnahmeposition in die in 2 durchgezogen dargestellte Übergabeposition durchgeführt werden kann. In entsprechender Weise ist es günstig, dass die Änderung des Abstands 52 auf den Abstand 50 während der Überführung der Handhabungsvorrichtung 44 von der in 1 durchgezogen dargestellten Aufnahmeposition in die in 2 durchgezogen dargestellte Übergabeposition durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann die Taktzeit des Systems 10 geringgehalten werden.
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Günstig ist es insbesondere, wenn die Handhabungsvorrichtungen 20, 44 und die Verstelleinrichtungen 22, 46 identisch oder zumindest funktionsgleich ausgestaltet sind. Dies ist im vorliegenden Beispiel bei dem System 10 der Fall. Nachfolgend wird deswegen lediglich auf die Ausgestaltungen der Handhabungsvorrichtung 20 und der Verstelleinrichtung 22 eingegangen. Die diesbezüglichen Ausführungen gelten in entsprechender Weise für die Handhabungsvorrichtung 44 und die Verstelleinrichtung 46.
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Um die Handhabungsvorrichtung 20 zu bewegen, umfasst die Verstelleinrichtung 22 mindestens eine Gelenkeinrichtung 54. Die Gelenkeinrichtung 54 kann beispielsweise eine Schwenkeinrichtung sein oder eine Verschiebeeinrichtung sein, insbesondere für eine geradlinige Bewegung. Die Verschiebeeinrichtung kann beispielsweise eine Hubeinrichtung sein.
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Denkbar ist beispielsweise, dass die Verstelleinrichtung 22 zum Überführen der Handhabungsvorrichtung 20 von der Aufnahmeposition in die Übergabeposition lediglich um eine Achse verschwenkt werden kann. Alternativ oder ergänzend kann beispielsweise lediglich eine Verschiebung der Handhabungsvorrichtung 20 vorgesehen sein. Denkbar ist, dass eine Mehrzahl von Gelenkeinrichtungen 54 wie in dem nachfolgend erläuterten vorteilhaften Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.
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Wie insbesondere aus den 3, 7 und 8 hervorgeht, ist die Verstelleinrichtung 22 vorliegend eine robotische Einrichtung, ausgestaltet als Gelenkarmroboter 56, speziell als horizontaler Gelenkarmroboter 56. Hierbei kann es sich insbesondere um einen sogenannten Scara-Roboter handeln.
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Der Roboter 56 umfasst eine Mehrzahl von relativ zueinander beweglichen Segmenten 58, die über eine jeweilige Gelenkeinrichtung 54 gelenkig miteinander verbunden sind.
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Das System 10 umfasst mindestens einen Unterbau 62, der beispielsweise als Gestell ausgeführt sein kann. Der Unterbau 62 nimmt die Komponenten des Systems 10 auf und bildet eine Halteeinrichtung für diese.
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Ein Trennelement 64 trennt eine erste Zone 66 von einer zweiten Zone 68. Das System 10 umfasst mindestens ein Abdeckelement 70, vorliegend ausgeführt als sogenannter Isolator. Das Abdeckelement 70 überdeckt die zweite Zone 68 und stellt eine Schutzatmosphäre bereit, insbesondere über ein Schutzgas wie zum Beispiel H2O2. Die Behälter 14 werden in der zweiten Zone 68 verarbeitet, in der insbesondere die Träger 12, die Handhabungsvorrichtung 20, die Transporteinrichtung 24, die Befüllstation 32, die Wägestation 36 und die Verschlussstation 38 angeordnet sind.
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Die erste Zone 66 ist über das beispielsweise plattenförmige Trennelement 64 pharmagerecht von der zweiten Zone 68 abgetrennt.
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Ein erstes Segment 72 des Roboters 56 durchgreift das Trennelement 64 und ist teilweise in der ersten Zone 66 und teilweise in der zweiten Zone 68 angeordnet. Eine Schwenkeinrichtung 74 ermöglicht eine Rotation des ersten Segmentes 72 relativ zum Trennelement 64 um eine Schwenkachse 76. Eine Verschiebeeinrichtung 78 ermöglicht eine axiale Bewegung des ersten Segmentes 72 entlang der Schwenkachse 76.
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Der Roboter 56 umfasst ein zweites Segment 80. Die Segmente 72, 80 sind miteinander über eine Gelenkeinrichtung 54 in Gestalt einer Schwenkeinrichtung 82 schwenkbar um eine Schwenkachse 84 miteinander verbunden.
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Der Roboter 56 umfasst ferner ein drittes Segment 86. Die Segmente 80, 86 sind miteinander über eine Gelenkeinrichtung 54 in Gestalt einer weiteren Schwenkeinrichtung 88 um eine Schwenkachse 90 schwenkbar miteinander verbunden. Das dritte Segment 86 wird im vorliegenden Fall beispielsweise durch die Handhabungsvorrichtung 20 gebildet, so dass diese schwenkbar am Segment 80 gehalten ist.
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Die Schwenkachsen 76, 84, 90 sind parallel zueinander ausgerichtet.
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Eine elektrische Einrichtung 92 des Systems 10 ist beispielsweise in der ersten Zone 66 angeordnet. Die elektrische Einrichtung 92 dient zur Energieversorgung und/oder Ansteuerung der Gelenkeinrichtungen 54 und der Handhabungsvorrichtung 20. Elektrische Leitungen 94 sind vorzugsweise von der ersten Zone 66 durch den Roboter 56 hindurchgeführt, der vorzugsweise in der zweiten Zone 68 pharmagerecht abgedichtet ist. Die Leitungen 94 verbinden die Handhabungsvorrichtung 20 und die Schwenkeinrichtungen 82, 88 mit der elektrischen Einrichtung 92.
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In der ersten Zone 66 ist vorteilhafterweise ferner eine Unterdruckeinrichtung 96 angeordnet. Die Unterdruckeinrichtung 96 kann Bestandteil des Systems 10 oder auch lediglich der Handhabungsvorrichtung 20 sein. Eine Saugleitung 98 ist durch den Roboter 56 von der ersten Zone 66 in die zweite Zone 68 bis zur Handhabungsvorrichtung 20 geführt. Die Saugleitung 98 kann wahlweise mit Unterdruck beaufschlagt werden.
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Das System 10 umfasst vorzugsweise eine Steuereinrichtung 100, mit der der gesamte Betrieb des Systems 10 gesteuert und/oder geregelt werden kann. Insbesondere können die elektrische Einrichtung 92 und die Unterdruckeinrichtung 96 gesteuert und/oder geregelt werden.
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Die Handhabungsvorrichtung 20 umfasst eine Trageinrichtung 102. Die Trageinrichtung 102 weist im vorliegenden Fall ein Gehäuse 104 auf, über die die Handhabungsvorrichtung 20 am zweiten Segment 80 gehalten ist. Das Gehäuse 104 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet und weist einen ersten Abschnitt 106 und einen zweiten Abschnitt 108 auf. In einer Raumrichtung ist der zweite Abschnitt 108 von geringerer Abmessung, so dass am Gehäuse 104 eine Ausnehmung oder ein Rücksprung 110 gebildet ist (8 und 9).
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Im Gehäuse 104 umfasst die Trageinrichtung 102 ferner einen Rahmen 112 zur Halterung weiterer Komponenten der Handhabungsvorrichtung 20.
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Zum Greifen der Behälter 14 umfasst die Handhabungsvorrichtung 20 eine Mehrzahl von Halteelementen 114. Die Halteelemente 114 sind vorzugsweise identisch ausgestaltet.
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Ein jeweiliges Halteelement 114 umfasst einen Halteabschnitt 116, einen Tragabschnitt 118 und einen Führungsabschnitt 120. An einem jeweiligen Halteabschnitt 116 ist eine Saugöffnung 122 gebildet. Die Saugöffnung 122 ist an einem Rand einer Ausnehmung 124 angeordnet, die an den Behälter 14 angepasst ist.
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Die Saugleitung 98 weist einen Abschnitt 126 auf, der durch den Roboter 56 geführt ist. Der Abschnitt 126 ist an ein Anschlusselement 128 angeschlossen und verzweigt an diesem in weitere Abschnitte 130 der Saugleitung 98 ( 8). Ein jeweiliger Abschnitt 130 verläuft durch das Halteelement 114 hindurch und mündet in die Saugöffnung 122.
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Beim Aktivieren der Unterdruckeinrichtung 96 wird die Saugöffnung 122 mit Unterdruck beaufschlagt. Ein jeweiliger Behälter 14 kann mit dem Halteelement 114 ergriffen werden und ist dabei in der Ausnehmung 124 unter Kontakt mit dem Halteabschnitt 116 angeordnet. Auf diese Weise können die Behälter 14 vom Träger 12 aufgenommen werden oder, im Fall der Handhabungsvorrichtung 44, von der Transporteinrichtung 24 aufgenommen werden.
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Wird die Unterdruckeinrichtung 96 deaktiviert, entfällt der Unterdruck an der Saugöffnung 122. Die Behälter 14 können an die Transporteinrichtung 24 übergeben werden oder, im Fall der Handhabungsvorrichtung 44, an den Träger 12 übergeben werden.
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Die Halteelemente 114 sind entlang einer Bewegungsrichtung 132 seitlich nebeneinander angeordnet und insbesondere parallel zueinander ausgerichtet.
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Im Gehäuse 104 ist eine Führungseinrichtung 134 angeordnet und beispielsweise am Rahmen 112 gehalten. Die Führungseinrichtung 134 umfasst Führungselemente 136, 138. Die Führungselemente 136, 138 sind ausgestaltet als Führungsschienen, die jeweils eine Längserstreckung in der Bewegungsrichtung 132 aufweisen. Quer zur Längserstreckung sind die Führungselemente 136, 138 voneinander beabstandet, so dass zwischen ihnen ein Zwischenraum 140 gebildet ist (10).
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Wie insbesondere aus den 8 und 9 hervorgeht, ragt der Tragabschnitt 118 des Halteelementes 114 im Bereich des Rücksprungs 110 aus dem Gehäuse 104 heraus. Der Halteabschnitt 116 ist außerhalb des Gehäuses 104 angeordnet.
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Der Tragabschnitt 118 umfasst ein erstes Segment 142, das aus dem Gehäuse 104 herausragt, und ein relativ zu dem im Winkel ausgerichtetes zweites Segment 144. Der Winkel beträgt beispielsweise im Wesentlichen 90°. Das Segment 144 ist im vorliegenden Fall mit dem Führungsabschnitt 120 verbunden, insbesondere durch Verschraubung. Alternativ kann der Führungsabschnitt 120 einstückig mit dem Tragabschnitt 118 gebildet sein.
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Ein jeweiliges Halteelement 116 ist an einem der Führungselemente 136 verschiebbar geführt. Zu diesem Zweck ist jeweils ein mit dem Führungsabschnitt 120 verbundenes Lagerelement 146 vorgesehen, das beispielsweise ein Kugellager oder ein Rollenlager umfasst. Denkbar ist auch der Einsatz eines Gleitlagers. Das Lagerelement 146 ist zum Beispiel durch Verschraubung mit dem Führungsabschnitt 120 verbunden, wobei eine andersartige Verbindung denkbar ist (10).
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Im vorliegenden Fall ist jedes Halteelement 114 über das Lagerelement 146 an nur einem der Führungselemente 136, 138 gelagert. Benachbarte Halteelemente 114 sind an unterschiedlichen Führungselementen 136, 138 gelagert. Dies bietet den Vorteil, dass bei der Handhabungsvorrichtung 20 eine kompakte Bauform erzielt werden kann. Insbesondere können die Halteelemente 114 einen angenäherten Zustand einnehmen, indem sie dicht nebeneinander angeordnet sein können (11).
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Eines der Halteelemente 114 ist ortsfest an der Trageinrichtung 102 gehalten. Zu diesem Zweck dient ein Fixierelement 148. Das diesbezügliche Halteelement 114 kann nicht entlang der Bewegungsrichtung 132 verschoben werden. Die übrigen Halteelemente 114 können relativ zueinander und relativ zum fixierten Halteelement 114 entlang der Bewegungsrichtung 132 wahlweise hin- und hergeschoben werden. Im vorliegenden Fall ist das fixierte Halteelement 114 eines der ungefähr mittig angeordneten Halteelemente 114, in den 11 und 12 das fünfte von links. Alternativ kann ein anderes Halteelement 114 fixiert sein, zum Beispiel auch eines der endseitig angeordneten Halteelemente 114.
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Um den Abstand der Halteelemente 114 relativ zueinander zu verändern, umfasst die Handhabungsvorrichtung 20 eine Abstandsänderungseinrichtung 150. Die Abstandsänderungseinrichtung 150 umfasst insbesondere eine Antriebseinheit 152, vorliegend eine elektrische Antriebseinheit. Die elektrische Leitung 94 dient zur Energieversorgung und Ansteuerung der Antriebseinheit 152 und ist wie erwähnt durch den Roboter 56 hindurch in die erste Zone 66 geführt.
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Die Ansteuerung kann von der elektrischen Einrichtung 92 beispielsweise unter Befehl der Steuereinrichtung 100 erfolgen.
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Die Antriebseinheit 152 umfasst vorliegend einen Linearantrieb 154, zum Beispiel mit einer elektromagnetisch gesteuerten Schubwelle.
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Die Antriebseinheit 152 ist im Gehäuse 104 aufgenommen und beispielsweise auf einer Bodenwand 156 positioniert.
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Vorzugsweise ist die Antriebseinheit 152 auf der den Führungsabschnitten 120 gegenüberliegenden Seite der Führungselemente 136, 138 angeordnet. Auf diese Weise kann eine kompakte Bauform der Handhabungsvorrichtung 20 erzielt werden.
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Insbesondere kann die Antriebseinheit 152 unterhalb der Führungselemente 136, 138 und der Führungsabschnitte 120 angeordnet sein.
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„Unterhalb“ sowie weitere Positions- und/oder Orientierungsangaben sind vorliegend auf einen bestimmungsgemäßen Gebrauch der Handhabungsvorrichtung 20 und des Systems 10 bezogen aufzufassen.
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An dem Linearantrieb 154 ist ein Schubglied 158 angeordnet. Das Schubglied 158 ragt durch den Zwischenraum 140 hindurch und steht mit einem der Halteelemente 114 in Eingriff, zum Beispiel am Führungsabschnitt 120 (10).
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Wird die Antriebseinheit 152 aktiviert, kann das diesbezügliche Halteelement 114 in der Bewegungsrichtung 132 geschoben werden. Hierbei sind beide Orientierungen möglich. Die Verschiebung kann je nach Betriebszustand der Antriebseinheit 152 wahlweise in eine der beiden Orientierungen der Bewegungsrichtung 132 erfolgen.
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Außer der Antriebseinheit 152 umfasst die Abstandsänderungseinrichtung 150 keine weitere Antriebseinheit, wodurch die konstruktive Ausgestaltung der Handhabungsvorrichtung 20 vereinfacht wird.
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Die Abstandsänderungseinrichtung 150 umfasst ferner eine Kopplungseinheit 160, über die die Halteelemente 114 miteinander gekoppelt sind. Die Kopplungseinheit 160 stellt sicher, dass bei Antrieb nur eines Halteelementes 114 über die Antriebseinheit 152 eine Relativbewegung aller Halteelemente 114 im Hinblick auf eine Abstandsänderung erzielt werden kann. Auf diese Weise wird die Bewegung des angetriebenen Halteelementes 114 auf die anderen Halteelemente 114 übertragen, mit Ausnahme des fixierten Halteelementes 114.
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Die Kopplungseinheit 160 ist oder umfasst vorliegend ein Scherengitter 162. Über das Scherengitter 162 sind die Halteelemente 114 miteinander verbunden. Dabei sind an einem jeweiligen Halteelement 114 jeweils zwei Gelenkglieder 164 angelenkt, die sich überkreuzen (11 und 12). Jedes Gelenkglied 164 ist endseitig an einander gegenüberliegenden Enden an zwei weitere Gelenkglieder 164 des Scherengitters 162 angelenkt. Dies gilt mit Ausnahme der endseitig angeordneten Halteelemente 114, bei denen die Gelenkglieder 164 endseitig an jeweils nur einem weiteren Gelenkglied 164 angelenkt sind.
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Das Scherengitter 162 umfasst insbesondere eine Mehrzahl von in Reihe miteinander verbundenen Scherengelenken.
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Gelenkglieder 164 des Scherengitters 162 sind vorliegend durch Verschraubung miteinander verbunden, wobei eine andersartige Verbindung denkbar ist.
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Eine kompakte Bauform wird beispielsweise dadurch erzielt, dass das Scherengitter 162 oberhalb der Tragabschnitte 118 angeordnet ist, insbesondere der Segmente 144. Das Scherengitter 162 und die Führungsabschnitte 120 sind dementsprechend auf einander abgewandten Seiten der Segmente 144 angeordnet.
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Das Scherengitter 162 kann einen zusammengeschobenen Zustand einnehmen (11). Im zusammengeschobenen Zustand des Scherengitters 162 sind die Halteelemente 114 einander angenähert. Benachbarte Halteelemente 114 weisen einen Abstand 166 voneinander auf. Der zusammengeschobene Zustand, in dem die Halteelemente 114 einander angenähert sind, definiert beispielsweise eine erste Relativstellung der Halteelemente 114.
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Die Halteelemente 114 sind in der ersten Relativstellung insbesondere äquidistant zueinander angeordnet. Die Abstände 166 jeweils benachbarter Halteelemente 114 sind dabei identisch.
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Das Scherengitter 162 kann einen ausgezogenen Zustand einnehmen ( 12). Im ausgezogenen Zustand sind die Halteelemente 114 relativ zueinander gespreizt und weisen einen Abstand 168 voneinander auf. Der Abstand 168 unterscheidet sich von Abstand 166 und ist größer als dieser. Insbesondere kann der ausgezogene Zustand des Scherengitters 162 eine zweite Relativstellung der Halteelemente 114 definieren. In der zweiten Relativstellung sind die Halteelemente 114 äquidistant zueinander angeordnet. Jeweils benachbarte Halteelemente 114 weisen einen identischen Abstand 168 voneinander auf.
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Das Überführen der Halteelemente 114 von der ersten Relativstellung in die zweite Relativstellung und umgekehrt erfolgt dabei jeweils durch Bewegung und insbesondere Verschiebung entlang der Bewegungsrichtung 132.
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Um diese Bewegung auszulösen, wird die Antriebseinheit 152 aktiviert. Beispielsweise wird das angetriebene Halteelement 144 vom nächstgelegenen Halteelement 114 wegverschoben, um die Halteelemente 144 von der ersten Relativstellung in die zweite Relativstellung zu überführen (Pfeil 170 in 11). Die in der Zeichnung rechts des fixierten Halteelementes 114 angeordneten Halteelemente 114 werden dabei in derselben Richtung verschoben. Die links vom fixierten Halteelement 114 angeordneten Halteelemente 114 werden in die Gegenrichtung verschoben. Alle Halteelemente 114 werden relativ zueinander gespreizt.
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Umgekehrt kann das angetriebene Halteelement 114, wenn diese die zweite Relativstellung einnehmen, in Richtung auf das nächstgelegene Halteelement 114 verschoben werden (Pfeil 172 in 12). Die in der Zeichnung rechts des fixierten Halteelementes 114 angeordneten Halteelemente 114 werden in Richtung auf dieses verschoben. Die in der Zeichnung links des fixierten Halteelementes 114 angeordneten Halteelemente 114 werden in der Gegenrichtung verschoben. Insgesamt werden alle Halteelemente 114 einander angenähert, um den Abstand 166 auf den Abstand 168 zu verringern.
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Es versteht sich, dass je nach Ansteuerung der Abstandsänderungseinrichtung 150 vorgebbar ist, welchen Abstand 166, 168 die Halteelemente 114 in der ersten bzw. zweiten Relativstellung einnehmen. Dementsprechend ist es günstig, wenn abhängig von den zu verarbeitenden Behältern 14 die erste und/oder die zweite Relativstellung über die Abstandsänderungseinrichtung 150 vorgegeben werden können. Beim System 10 ist jedoch, wie bereits erwähnt, der Maschinenstich über die Transporteinrichtung 24 konstant und unabhängig von den zu verarbeitenden Behältern 14. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn der Abstand 168 in der zweiten Relativstellung jeweils unabhängig von den Behältern 14 beibehalten wird. Dabei stimmen insbesondere die Abstände 52 und 168 überein.
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Der Abstand 166 in der ersten Relativstellung der Halteelemente 114 kann insbesondere an den Stich des Trägers 12 angepasst werden und mit dem Abstand 50 übereinstimmen.
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Es versteht sich, dass die Größe und das Verhältnis der Abstände 50, 52, 166, 168 zueinander vorliegend lediglich der exemplarischen Erläuterung der Erfindung dienen und diese nicht einschränken. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Abstand 166 in der ersten Relativstellung größer ist als der Abstand 168 in der zweiten Relativstellung der Halteelemente 114. In entsprechender Weise kann der Abstand 52 größer sein als der Abstand 50, im Gegensatz zu der Darstellung der 5 und 6.
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Beim System 10 werden die Behälter 14 mit den die erste Relativstellung einnehmenden Halteelementen 114 aufgenommen. Der Roboter 56, der anfangs die Aufnahmeposition einnimmt, bewegt die Handhabungsvorrichtung 20 in die Übergabeposition. Währenddessen werden die Halteelemente 114 in die zweite Relativstellung überführt, um den Abstand 168 der Behälter 14 auf den Maschinenstich mit dem Abstand 52 einzustellen.
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Umgekehrt verhält es sich bei der Handhabungsvorrichtung 44. Die Halteelemente 114 nehmen die erste Relativstellung ein, in diesem Fall jedoch mit vergrößertem Abstand 168, wenn die Handhabungsvorrichtung 44 die Aufnahmeposition einnimmt. Der Roboter 56 überführt die Handhabungsvorrichtung 44 in die Übergabeposition. Währenddessen werden die Halteelemente 114 in die zweite Relativstellung überführt, wobei in diesem Fall der Abstand der Behälter 14 dem Abstand 166 entspricht. Auf diese Weise wird der Maschinenstich auf den Neststich des Trägers 12 angepasst.
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In den 9 bis 12 umfasst die Handhabungsvorrichtung 20 beispielhaft jeweils zehn Halteelemente 114. Die Detailzeichnung gemäß 3 zeigt beispielhaft acht Halteelemente 114. Dies ist jedoch allein der beispielhaften zeichnerischen Darstellung geschuldet, schränkt die vorliegende Erfindung in keiner Weise ein und führt zu keinem Widerspruch.
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4 zeigt an der Befüllstation 32 und an der Wägestation 36 jeweils eine gleichzeitige Verarbeitung von sechs Behältern 14. Zu diesem Zweck kann die Anzahl der dem Träger 12 entnommenen Behälter 14 beispielsweise mittels der Zellenkette 26 auf die Anzahl der in dieser Stationen verarbeitbaren Behälter 14 angepasst werden. Auch dies schränkt die vorliegende Erfindung in keiner Weise ein und führt zu keinem Widerspruch.
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Der jeweilige Halteabschnitt 116 ist mit dem Tragabschnitt 118 lösbar verbunden, im vorliegenden Beispiel durch Verschraubung. Dies gibt die Möglichkeit, den Halteabschnitt 116 gegen einen andersartigen Halteabschnitt 116 auszutauschen, der an Behälter 14 unterschiedlicher Beschaffenheit angepasst ist. Die unterschiedlichen zu verarbeitenden Behälter 14 unterscheiden sich beispielsweise hinsichtlich der Größe und/oder hinsichtlich ihres Typs.
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Das System 10 kann insbesondere einen Formatsatz 174 verwendeter Halteelemente 114 umfassen, die in der Darstellung gemäß den 9 bis 12 zum Einsatz kommen. Ein weiterer Formatsatz 176 andersartiger Halteelemente 114 kann vorgesehen sein (1). Für die Handhabungsvorrichtung 44 kann ein korrespondierender Formatsatz 176 zusätzlich zu dem verwendeten Formatsatz 176 vorgesehen sein.
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Es versteht sich, dass mehr als nur zwei Formatsätze 174, 176 vorgesehen sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verarbeitungssystem (System)
- 12
- Träger
- 14
- Behälter
- 16
- Spritze
- 18
- Pfeil
- 20
- Handhabungsvorrichtung
- 22
- Verstelleinrichtung
- 24
- Transporteinrichtung
- 26
- Zellenkette
- 28
- Transportrad
- 30
- Transportsystem
- 32
- Befüllstation
- 34
- Transportrichtung
- 36
- Wägestation
- 38
- Verschlussstation
- 40
- Transportrad
- 42
- Zellenkette
- 44
- Handhabungsvorrichtung
- 46
- Verstelleinrichtung
- 48
- Pfeil
- 50, 52
- Abstand
- 54
- Gelenkeinrichtung
- 56
- Gelenkarmroboter (Roboter)
- 58
- Segment
- 62
- Unterbau
- 64
- Trennelement
- 66
- erste Zone
- 68
- zweite Zone
- 70
- Abdeckelement
- 72
- erstes Segment
- 74
- Schwenkeinrichtung
- 76
- Schwenkachse
- 78
- Verschiebeeinrichtung
- 80
- zweites Segment
- 82
- Schwenkeinrichtung
- 84
- Schwenkachse
- 86
- drittes Segment
- 88
- Schwenkeinrichtung
- 90
- Schwenkachse
- 92
- elektrische Einrichtung
- 94
- elektrische Leitung
- 96
- Unterdruckeinrichtung
- 98
- Saugleitung
- 100
- Steuereinrichtung
- 102
- Trageinrichtung
- 104
- Gehäuse
- 106, 108
- Abschnitt
- 110
- Rücksprung
- 112
- Rahmen
- 114
- Halteelement
- 116
- Halteabschnitt
- 118
- Tragabschnitt
- 120
- Führungsabschnitt
- 122
- Saugöffnung
- 124
- Ausnehmung
- 126
- Abschnitt
- 128
- Anschlusselement
- 130
- Abschnitt
- 132
- Bewegungsrichtung
- 134
- Führungseinrichtung
- 136, 138
- Führungselement
- 140
- Zwischenraum
- 142, 144
- Segment
- 146
- Lagerelement
- 148
- Fixierelement
- 150
- Abstandsänderungseinrichtung
- 152
- Antriebseinheit
- 154
- Linearantrieb
- 156
- Bodenwand
- 158
- Schubglied
- 160
- Kopplungseinheit
- 162
- Scherengitter
- 164
- Gelenkglied
- 166, 168
- Abstand
- 170, 172
- Pfeil
- 174, 176
- Formatsatz