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Patent Searching and Data


Title:
LEADTHROUGH DEVICE FOR A WALL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/008981
Kind Code:
A1
Abstract:
A leadthrough device for a wall, used to transmit a longitudinal positioning movement from a non-sterile environment (1) on one side of a wall to a sterile environment (3) on the other side of a wall via an opening (4) in said wall by means of a tappet (5) which protrudes through an opening in the passage of said wall (4). The tappet (5) is surrounded by concertina-type elements (9,10) on both sides (1, 3) of the wall (2), whereby a sterile atmosphere is provided in the guide areas (27, 28) thereof.

Inventors:
SCHMIDT ANDREAS (DE)
NIEHR THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/007090
Publication Date:
February 08, 2001
Filing Date:
July 25, 2000
Export Citation:
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Assignee:
GEA FINNAH GMBH (DE)
SCHMIDT ANDREAS (DE)
NIEHR THOMAS (DE)
International Classes:
B25J1/10; B25J19/00; B25J21/00; B65B55/02; F16K41/10; (IPC1-7): B65B55/02; F16K41/10
Foreign References:
DE19603070A11996-08-08
DE3215799A11983-11-03
Attorney, Agent or Firm:
Busse D. (Grosshandelsring 6 Osnabrück, DE)
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Claims:
Ansprüche :
1. Wanddurchführungsvorrichtung zur Übertragung einer längsgerichteten Stellbewegung aus einer unsterilen Umgebung (1) auf der einen Wandseite in eine sterile Umgebung (3) auf der anderen Wandseite, insbesondere in eine Sterilkammer, durch einen eine Wanddurchführungsöffnung (4) durchgreifen den, axialverschieblichen Stößel (5), dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (5) auf beiden Seiten (1,3) der Wand (2) von einem Faltenbalg (9,10) umgeben ist, der jeweils einen abgedichteten Führungsraum (27,28) für den Stößel (5) umgrenzt, und die Führungsräume (27,28) der Fa ! tenbäfge (9,10) durch axiale Übergangsbohrungen (26) untereinander in Druckausgleichsverbindung stehen.
2. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in den Führungsräumen (27,28) der Faltenbälge (9,10) eine sterile Atmosphäre vorliegt.
3. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsräume (27,28) der Fattenbä ! ge (9,10) mit Sterilluft und/oder einem Sterilisationsmittel beaufschlagbar sind.
4. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Führungsräume (27,28) der Faltenbälge (9,10) ständig an eine ÜberdruckSterilluftquelle angeschlossen sind.
5. Wanddurchführungsvorrichtung nach einem der Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsräume (27,28) der Faltenbälge (9,10) für ihre Beaufschlagung an einen Einlaßkanal (29) und an einen Auslaßkanal (30) angeschlossen und diese an ihren Außenenden verschließbar sind.
6. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Einlaßkanal (29) und der Auslaßkanal (30) zu den Führungsräu men (27,28) der Faltenbälge (9,10) Radialbohrungen (31,33) im Flanschteil (18) der Gleitlagerführung (7) umfassen, die in axiale, jeweils in einen Füh rungsraum (27,28) mündende Bohrungen (32,34) übergehen.
7. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der Einlaßkanal (29) in den Führungsraum (27) des auf der unsterilen Wandseite (1) gelegenen Faltenbalgs (9) einmündet und derAuslaßkanal (30) aus dem Führungsraum (28) des auf der sterilen Wandseite (3) angeordneten Faltenbalges (10) ausmündet.
8. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß einer Dauerverbindung der Sterilluftquelle mit den Führungsräumen (27,28) der Faltenbälge (9,10) oder letzteren ein Druckund/oder Strömungs wächter zur Ermittlung einer Leckage angeordnet ist.
9. Wanddurchführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (5) auf beiden Wandseiten (1,3) von einer Spiraldruckfeder umgeben ist, die innerhalb der Führungsräume (27,28) der Faltenbälge (9,10) angeordnet und bestrebt sind, den Stößel (5) in einer Mittellage zur Wand (2) zu halten.
10. Wanddurchführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbälge (9,10) jeweils einen Fußteil (13,14) in Form eines Ringkörpers aufweisen und mit diesem auf entgegenge setzten Seiten des Flanschteils (18) unter Abdichtung festgelegt sind.
11. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fußteile (13,14) der Faltenbälge (9,10) den Führungsteil (17) der Gleitlagerführung (7) unter Belassung jeweils eines Ringspaltes (24,25) umgeben und die Übergangsbohrungen im Flanschteil (18) der Gleit lagerführung (7) angeordnet und die Ringspalten (24,25) untereinander ver bunden sind.
12. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der Flanschteil (18) der Gleitlagerführung (7) mittels eines Spannstücks (19) mit der Wand (2) auf deren unsterilen Seite (1) verschraubt ist und den Fußteil (13) des Faltenbalges (9) unter Abdichtung auf dem Flanschteil (18) anpreßt.
13. Wanddurchführungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Fußteil (14) des auf der sterilen Wandseite (3) angeordneten Faltenbalges (10) in Einbaustellung der Vorrichtungsteile die Wanddurch führungsöffnung (4) einnimmt, wobei ein das freie Ende des Fußteils (14) um gebender Ringbund (16) in einer an die unsterile Wandseite (1) angrenzenden Erweiterung (4') der Wanddurchführungsöffnung (4) aufgenommen und axial fixiert ist.
Description:
Wanddurchführungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Wanddurchführungsvorrichtung zur Über- tragung von längsgerichteten Stellbewegungen aus einer unsterilen Umgebung auf der einen Wandseite in eine sterile Umgebung auf der anderen Wandseite, insbesondere in eine Sterilkammer, durch einen eine Wanddurchführungsöff- nung durchgreifenden, axial verschieblichen Stbflel.

Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem einer sicheren Vermeidung einer Kontaminierung der sterilen Umgebung durch Stellbewegungen des Stößels der Wanddurchführungsvorrichtung. Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Wanddurchführungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 14 verwiesen.

Die erfindungsgemäße Wanddurchführungsvorrichtung schirmt den Bereich des Stößels, welcher im Zuge seiner Betätigung seine Lage zwischen der sterilen und der unsterilen Wandseite wechselt, sowohl gegenüber der sterilen, als auch gegenüber der unsterilen Umgebung ab, so daß Keimverschleppungen aus der unsterilen Umgebung in die sterile Umgebung ausgeschlossen sind.

Zur Sterilisation der Führungsräume der Faltenbälge sowie zur Bildung einer sterilen Atmosphäre in den Führungsräumen sind diese mit Sterilluft und/oder einem Sterilisationsmittel, z. B. einem H202-Aerosol, beaufschlagbar, vorzugs- weise ständig an eine Überdruck-Sterilluftquelle angeschlossen. Dies stellt sicher, daß auch bei Auftreten von Leckagen ein Eintritt von Keimen in die sterile Umgebung ausgeschlossen ist. Zudem kann über einen Druck-und/oder Strömungswächter in der Verbindung der Sterilluftquelle mit den Füh- rungsräumen der Faltenbälge das Vorliegen einer Leckage ermittelt und ange- zeigt werden.

Weitere Einzelheiten und Wirkungen ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegen- stands der Erfindung näher veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine abgebrochene Darstellung einer in einer Wandung angebrach- ten Wanddurchführungsvorrichtung nach der Erfindung im Längs- schnitt, Fig. 2 eine Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 in einem Längsschnitt senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1, und Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2.

Die in der Zeichnung veranschaulichte Wanddurchführungsvorrichtung dient zur Übertragung einer längsgerichteten Stellbewegung aus einer unsterilen Umgebung 1 auf der einen Seite einer Wand 2 in eine sterile Umgebung 3 auf der anderen Wandseite. Die Wand 2 umgibt beispielsweise eine Sterilkammer, wie sie bei der Abfüllung von Nahrungs-oder Genußmitteln sowie Getränken zum Einsatz kommen, wo sie entsprechende Einheiten von Abfüllmaschinen umgeben.

Zur Übertragung der Stellbewegung ist ein eine Wanddurchführungsöffnung 4 durchgreifender, axial verschieblicher Stößel 5 vorgesehen, der in Richtung der eingezeichneten Pfeile von Hand oder durch ein nur schematisch angedeutetes Antriebsmittel 6 beweglich ist. Der Stößel 5 ist als zylindrische Stange mit zumindest im Hauptbereich gleichbleibendem Querschnitt ausgebildet und in einer Gleitlagerführung 7 axial verschieblich geführt. Er greift an irgendeinem nur schematisch angedeuteten Bauteil 8 an, das sich im Sterilbereich befindet und irgendwelcher Stellbewegungen bedarf.

Die Wanddurchführungsvorrichtung umfaßt ferner einen ersten, auf der unsteri- len Seite 1 der Wand 2 angeordneten Faltenbalg 9 und einen auf der sterilen Wandseite 3 befindlichen zweiten Faltenbalg 10. Beide Faltenbälge 9,10 sind untereinander vorzugsweise gleich ausgestaltet und bestehen aus elastischem Kunststoff, z. B. Teflon. Beide Faltenbälge 9,10 haben jeweils einen Kappenteil 11,12 und einen Fußteil 13,14, der im wesentlichen die Form eines zylindri- schen Ringkörpers aufweist und an seinem Außenende mit einem Ringbund 15 bzw. 16 versehen ist.

Die Gleitlagerführung 7 besteht im einzelnen aus einem zylindrischem Füh- rungsteil 17, das mittig von einem bei dem dargestellten Beispiel quadratischen Flanschteil 18 umgeben ist. Dieser mit dem Führungsteil 17 verschweißte Flanschteil 18 findet Aufnahme zwischen den Fußteilen 13,14 der Faltenbälge 9,10. Zur Verbindung der Faltenbälge 9,10 im Bereich ihrer Fuß- teile 13,14 mit dem Flanschteil 18 der Gleitlagerführung 7 ist ein Spannstück 19 mit ebenfalls quadratischer Außenkontur vorgesehen, das den Fußteil 13 umgibt, dabei auf dem Ringbund 15 aufliegt und mit einem ringförmigen Ansatz 20 diesen umgibt. In der Einbaustellung der Teile nimmt der Fußteil 14 des Faltenbalges 10 die Wanddurchführungsöffnung 4 im Preßsitz dichtend ein, wobei der Ringbund 16 in einer Erweiterung 4'der Wanddurchführungsöffnung 4 aufgenommen ist. Zur Verspannung der Teile sind in Eckbereichen des Spannstücks 19 Schrauben 21 vorgesehen, mit denen das Spannstück 19 auf die Wand 2 auf der unsterilen Seite 1 aufgeschraubt wird. Beim Anziehen der Schrauben 21 werden durch entsprechende Abmessungsvorgaben gleichzeitig die Ringbunde 15,16 zur Herbeiführung eines Dichtungsabschlusses zwischen den Teilen 13,14,18 und 4'geringfügig axial zusammengepreßt.

Die Fußteile 13,14 der Faltenbälge 9,10 umgrenzen fluchtende axiale Bohrun- gen 22,23, die den zylindrischen Führungsteil 17 der Gleitlagerführung 7 jeweils im Abstand unter Bildung eines Ringspaltes 24,25 umgeben. Diese axialen Ringspalte 24,25, die durch den Flanschteil 18 der Gleitlagerführung 7 getrennt sind, stehen über eine Anzahl von um den Stößel 5 herum verteilt an- geordneten axialen Übergangsbohrungen 26 im Flanschteil 18 in gegenseitiger Verbindung.

Im Bereich seiner Enden ist der Stößel 5 jeweils mit der Kappe 11 bzw. der Faltenbälge 9,10 unter Abdichtung fest verbunden. Die Faltenbälge 9,10 um- schließen jeweils einen Führungsraum 27 bzw. 28, der gegenüber der jeweili- gen Umgebung 1,3 vollständig abgedichtet ist. Die Führungsräume 27,28 stehen über die Übergangsöffnungen 26 in gegenseitiger Verbindung, so daß bei einer Axialverschiebung des Stößels 5 ein Druckausgleich eintritt. Befindet sich der Stößel 5 in einer Mittelstellung in bezug auf die Wand 2, dann haben bevorzugt die Führungsräume 27,28 ein untereinander gleiches Volumen.

Innerhalb der Führungsräume 27,28 können bei Bedarf (nicht dargestellte) Spi- raldruckfedern vorgesehen sein, die sich beispielsweise jeweils an der Kappe 11,12 der Faltenbälge 9,10 und dem jeweils gleichseitigen Ende des Führungs- teils 17 abstützen und den Stößel 5 vorspannen, z. B. in einer Mittelstellung zur Wand 2.

Die Führungsräume 27,28 sind für einen Beaufschlagung mit einem Sterili- sationsmittel zum Zwecke ihrer Sterilisierung, z. B. einem H202-Aerosol, mit einem Einlaßkanal 29 und einem Auslaßkanal 30 versehen, die beide be- darfsweise an ihren Außenenden durch z. B. eine Verschlußschraube dicht ver- schließbar sind. Der Einlaßkanal 29 umfaßt eine Radialbohrung 31 im Flanschteil 18 der Gleitlagerführung 7, die in eine in den Führungsraum 27 ausmündende, axiale Bohrung 32 übergeht. Der Einlaßkanal 29 ist an seinem Außenende bevorzugt durch eine Verbindungsleitung mit einer Überdruck- Sterilluftquelle verbindbar, die vorzugsweise die Führungsräume 27,28 ständig mit Sterilluft unter leichtem Überdruck beaufschlagt, so daß im Falle auftreten- der Leckagen sichergestellt ist, daß keinerlei Keime von der unsterilen Umge- bung 1 her in den sterilen Bereich 3 gelangen können. Durch einen Druck-oder Strömungswächter, der der Verbindungsleitung zur Sterilluftquelle zugeordnet sein kann, können Leckagen, sobald sie auftreten, auch angezeigt werden.

Der Auslaßkanal 30 umfaßt ebenfalls eine Radialbohrung 33 im Flanschteil 18 der Gleitlagerführung 7, die in eine axiale Bohrung 34 übergeht, die sich durch den Führungsteil 17 der Gleitlagerführung 7 hindurcherstreckt und an deren Ende ausmündet in den Führungsraum 28 des Faltenbalges 10. Über diesen Auslaßkanal 30 kann im Spülungsfalle Sterilluft austreten oder aber Aerosol- Kondensat ausgeblasen werden. Hierzu kann ein Einsatzröhrchen 35 im Endteil der Bohrung 34 vorgesehen sein, das bis an die Innenseite der Kappe 12 heranreicht.

Die Wanddurchführungsvorrichtung nach der Erfindung sichert nicht nur eine einfache und präzise Montage der Vorrichtungsteile in einer Wanddurchfüh- rungsöffnung, sondern gewährleistet auch eine sichere Absperrung der Durchführung gegen einen Durchtritt von Keimen, der eine Kontaminierung der sterilen Umgebung mit schwerwiegenden Folgen für den Produktionsablauf in diesem Bereich zur Folge hätte. Selbst bei auftretenden Leckagen ist die sichere Abschirmung des sterilen Bereiches gewährleistet, so daß Reparaturen von Leckagen zu irgendeinem wähibaren Zeitpunkt, z. B. bei einer Umrüstung der Maschine in der sterilen Umgebung, vorgenommen werden können. Durch den symmetrischen Aufbau der Vorrichtung sind Druckschwankungen innerhalb der Führungsräume 27,28 der Faltenbälge 9,10 ausgeschlossen.