填充医用袋的填充装置、制造该填充装置的方法和制造流体填充的医用袋的设备与流程

本发明涉及一种用于为医用袋填充流体的填充装置，其包括：具有流体通道和阀座的基体，阀装置可以布设在该阀座上以调节流经流体通道的流体体积流量。

本发明涉及一种制造用于填充医用袋的填充装置的方法，其中，填充装置的基体配备有用于引导待相对于医用袋操纵的流体的流体通道和用于调节流体体积流量的阀座。

此外，本发明还涉及一种用于制造填充有流体的医用袋的设备，该设备具有用于制造医用袋的装置、用于填充所制造的医用袋的装置和用于封闭已填充的医用袋的装置。

背景技术：

现有技术中特别是已知相关类型的填充装置。这类填充装置通常包括基体，该基体容纳有一个或多个可插入医用袋的输入接口的填充针。另外，基体由流体通道穿透，借助这些流体通道可以将特别是待引入医用袋中的流体由流入的供应管引导至各个填充针中。流体通道的释放和关闭通常经由固定在填充装置的基体上的隔膜阀完成。就此而言，基体具有一个或多个阀座，隔膜阀设置在阀座上，从而通过隔膜阀可以关闭或者释放或打开相应的流体通道。

在此，阀座或隔膜阀位于各个流体通道的路径上的任意位置，或者紧邻医用袋的填充位置或沿流动方向观察紧靠在填充针前。通常，最后一种变型是优选的，因为隔膜阀或阀座与填充位置或填充针之间存在的死体积显著更小，从而可以更好地控制医用袋的填充。就此而言，阀座和填充针、用于连接流入的供应管所必需的流体介质连接件以及在这些部件之间的相应的流体通道集成在基体上。

这样构造的填充装置被证实在实际中是较好的，在该填充装置中，这样配置的基体优选节拍式地提供给待填充的医用袋的接口或从其上移开。

但是，在用于制造、填充和提供已填充的医用袋的优化的方法或设备范围内总是期待越来越长的节拍频率(Taktraten)，从而必须相应地改善或优化填充装置的节拍时间(Taktzeiten)。

此外，对填充袋越来越高的要求也对填充装置或特别是对其基体提出越来越高的要求，因为医用袋经常必须额外地以不同的顺序排空和/或填充有气体。

这意味着整体上必须针对这类气体填充或排空而在基体中集成额外的流体管、隔膜阀或阀座，但由此使基体被构造得越来越大且因此越来越重。

更大的尺寸以及特别是更高的重量对能够实现的节拍频率或节拍时间起到负面作用。

技术实现要素：

因此，本发明基于的目的在于，改进这类填充装置，使填充装置的节拍频率得到优化，从而即使当基体配备有额外的流体通道和阀座等时，至少填充装置尽可能地不表现出在用于制造医用袋的设备中的决定性的限制因素。

根据第一方面，本发明的目的通过一种用于为医用袋填充流体的填充装置得以实现，该填充装置包括具有流体通道和阀座的基体，阀装置能够设置在阀座上以调节流经流体通道的流体体积流量，其中，该填充装置的特征在于，基体至少部分地借助于增材制造过程(additives Fertigungsverfahren)而产生。

目前，这类基体通过常规的减材制造过程制造，例如铣削、车削或侵蚀。但是，随着基体的复杂性增加，经济地制造这种类型基体变得越来越难。另外，将几个流体通道以窄小的空间引入到基体中是特别困难的，这导致基体被构造得越来越大。但由此必须增加更多的重量，这又对能够实现的用于填充医用袋的填充装置的节拍时间起到负面作用。

与常规的减材制造过程相反，即使在基体上存在多个额外的(例如用于医用袋的气体填充或排空)流体通道的情况下，借助增材制造过程能够特别紧凑地提供基体。

与常规的减材制造过程(例如铣削、钻孔、车削或侵蚀等)相反，这种增材制造方法的特征在于，用于产生部件的材料可以例如基本上以层叠的形式添加。在这种情况下，这种增材制造方法优选可以完全消除基于诸如熔焊、钎焊等的接合方法的制造过程，这些接合方法例如用于使流体供应管等的连接法兰固定在基体上。

在本发明几乎可以使用任何增材制造过程，如下文中作为示例所描述的。

在任一种情况下，用于填充医用袋的填充装置的基体能够借助这类增材制造过程本质上更紧凑并因此更轻质地构造，由此显著地更利于使该基体加速。由此通过当前的填充装置还可以在用于制造和填充相关类型的医用袋的相应配置的设备上实现更高的节拍时间。

在本发明中，术语“基体”描述一种相对于医用袋可移动的、实心(massive)形成的填充块元件，其至少部分地体现为流体通道和阀座。在本发明的意义层面上，基体和填充块元件的表达可以同义地使用。

在本发明的意义层面上，术语“节拍时间”描述过程，在这些过程中，填充装置的基体为了填充或排空医用袋的目的而被引导靠近该医用袋，随后在该医用袋上实施填充过程和/或排空过程，并在这类填充过程或排空过程结束之后使基体再次从这样处理过的医用袋上移除，从而特别是将填充装置上的填充块递送至另一个医用袋。

根据另一方面，本发明的目的另外通过一种用于为医用袋填充流体的填充装置得以实现，该填充装置包括具有流体通道和阀座的基体，阀装置能够布设在阀座上以调节流经流体通道的流体体积流量，其中，该填充装置的特征在于，在基体内延伸的流体通道至少部分地设计为弓形。

通过将相关的流体通道设计为弓形的，流体通道可以在基体内明显更紧密地沿着彼此地延伸，从而由此使基体更紧凑地构造，这反过来有利地实现了重量减少，从而对填充装置而言需要加速更轻的重量。由此对于填充装置同样实现了更短的节拍时间。

例如，彼此平行或弯曲延伸的流体通道或交叉的流体通道彼此间以小于10mm、优选小于5mm的间距设置在基体上。

特别有利的是，与现有技术相反，相应地设计为弓形的流体通道可以形成为无边的，使得以曲线弯曲或弯折的流体通道可以本质是流线型的并因此是无湍流的，从而得到更短的填充时间。也由此成功地在本发明的意义层面上优化节拍时间。

目前，相应的流体通道通过钻孔而引入到基体中，其中，两个钻孔必须穿透，从而可以在一个流体通道上设计相应的曲线。

但如果在基体上的两个孔或钻孔过度至彼此中使得流体通道不仅仅实施为平直的，则始终导致棱角形成，在棱角上引起流经流体通道的流体体积流量中的湍流，由此劣化了填充时间。但是在本发明中排除了这一点。

通常，通过所提出的解决方案，在流体通道内对于流体体积流量不利的分流棱角(Abrisskannten)能得以避免。

另外，两种解决方案实现了以紧凑的方式在基体中安置额外的流体通道，从而使用目前产生的基体可以结构上非常简单地实现填充装置的其他功能，例如袋控制等。

通过目前的基体可以将关于填充装置的所有基本功能实现在一个填充块元件中，例如医用袋的填充、用于产生顶部空间的吹气、真空牵拉等。

就此而言，一个优选的实施方式变型设置为，流体通道中的至少一个设计为连续弯曲的。通过连续弯曲的流体通道可以防止在流体通道内部形成棱角。

就此而言，设置在基体上的流体通道在这种情况下优选完全没有棱角或没有流体分流地形成。

通常，这样还实现了流体通道例如在清洁之后可靠的完全排空，从而可以进一步显著地降低待引入到医用袋中的流体被污垢颗粒等污染的风险。

另外有利的是，流体通道中的至少一个设计为相对于其总长度的50％以上、特别是80％以上是弯曲的。

通过常规的减材制造过程仅能够制造有角的流体通道，而为了在流体通道上设计曲线，在本发明中有利的是，该曲线设计为具有较大的半径。

因此实现了，流体通道可以被设计为显着流线型的，由此可以实现以上提及的优点。

当流体通道的弯曲部分的长度为该流体通道的平直部分的长度的50％以上、优选100％以上时，设置在基体上的流体通道可以被设计为显着流线型的。

如果流体通道中的至少一个沿其纵向延伸具有变化的横截面，则可以在填充装置上实现关于流体的其他有利的流动效果。

借助于这种变化的内径例如可以在一个设置在基体上的流体通道内实现不同的流速。

优选地，变化的横截面连续地或持续地变宽。

例如，变化的横截面涉及各个流体通道的总长度。

或者变化的横截面仅涉及流体通道的部分区段，其中，该部分区段例如为所涉及的流体通道的总长度的30％以上或50％以上，优选80％以上。

例如，流体通道中的至少一个逐段地设计为锥形的，由此可以在流体通道内实现不同的压力或流速，而无需操纵对应于该流体通道的阀装置。

另外，当流体通道中的至少一个从基体的侧壁上突出时，可以实现基体上的重量减轻。

在此，从基体的侧壁上突出的流体通道部分不再由整个基体围绕，从而仅由此可以实现显著的重量减轻。

另外，如果流体通道之间存在的空隙至少部分地不存在材料或不存在部件，则在填充装置上、特别是关于基体可以进一步实现重量减轻。

在各个流体通道之间不存在材料或不存在部件的空隙可以以不同的方式实现。但特别简单的是，以增材制造过程产生这种空隙。

总之，当流体通道至少部分地借助于增材制造过程而产生时，关于该基体几乎可以实现任意的流体通道的管引导。

当阀座至少部分地借助于增材制造过程而产生时，可以特别简单地并因此低成本地在基体上形成用于相应的阀装置的阀座。

此外，如果用于将阀装置固定在基体上的固定装置至少部分地借助于增材制造过程而产生，则可以进一步简化基体或本发明的填充装置的制造。

适宜的是，流体入口和/或流体出口至少部分地借助于增材制造过程而产生。

在本发明的意义层面上，术语“流体入口”例如描述了基体上的一个连接，借助该连接可以使填充装置的流体供应管等连接到基体上。

与之相对地，在本发明的意义层面上，术语“流体出口”例如描述了基体上的一个连接可能性，借助该连接可能性可以使填充装置的填充针等固定到基体上。

当流体通道、阀座、流体入口和/或流体出口面向流体的表面至少部分地借助于增材制造过程而产生时，可以在基体上创造更有利的流动条件。

特别是为了结构简单地制造在基体的侧壁上突出的流体通道，有利的是，流体通道部分地通过管区段设计，该管区段从基体的侧壁上向外突出，其中，管区段和基体至少部分地借助于增材制造过程而一起产生。

当基体具有用于连接流体供应管或与医用袋的相互作用的填充元件的连接装置时，其中，连接装置和基体至少部分地借助于增材制造过程而一起产生，本发明的填充装置的基体还可以更复杂地设计。

当多个连接装置相邻地设置在共同的支撑梁元件上时，其中，该共同的支撑梁元件和基体至少部分地借助于增材制造过程而一起产生，本发明的填充装置的基体还可以更复杂地设计。如果几个连接装置设置在共同的支撑梁元件上，这些连接装置可以是非常稳定的并且集合地设置在基体上。

在这种情况下，共同的支撑梁元件可以仅通过从基体的侧壁上突出的管区段而与基体结构连接。

适宜的是，共同的支撑梁元件借助于额外的保持部分而设置在基体上，其中，所述额外的保持部分、所述支撑梁元件和所述基体至少部分地借助于增材制造过程而一起产生。

通过额外的保持部分，支撑梁元件可以与管区段的强度无关地被可靠地布设和保持在基体上。

在此，基体的可再生的区域的其他组合也是可能的。

如上所述地，应理解为，在本发明的意义层面上可以使用不同的增材制造过程。

在这种情况下已发现，如果增材制造过程包括3D打印过程、3D激光烧结过程等，可以特别有利地产生基体。

此外，在本发明的意义层面上，特别可以使用激光熔化过程(SLM过程)。

因此，一个优选的实施方式变型设置为，基体由无定形材料或形状中性材料(shape-neutral material)制成。

在这种情况下，术语“基体”特别是指流体通道、阀座、流体入口、流体出口、用于固定阀装置的固定装置，从侧壁上突出的管区段和/或之前提到的连接装置等。

在本发明的意义层面上，无定形材料例如是液体、粉末等，其中，形状中性材料以带状、线状等实施。

关于上述3D打印过程在技术上可以分为粉末床过程(Pulverbettverfahren)、自由空间过程(Freiraumverfahren)和液体材料过程(Flüssigmaterialverfahren)。

粉末床过程包括例如选择性激光熔化(SLM)、选择性激光烧结(SLS)、选择性加热烧结(SHS)、粘合剂喷射(借助粘合剂的粉末材料的固化)以及电子束熔化(electron beam melting＝EBM)。

自由空间过程包括熔融沉积建模(FDM)或熔丝制造(FFF)、层压对象建模(LOM)、堆焊或覆层、蜡沉积建模(WDM)、轮廓加工、冷注塑和电子束焊接(electron beam melting＝EBW)。

液体材料过程包括例如立体光刻(SLA)和Micro-SLA、数字光处理(DLP)和液体复合成型(LCM)。

就此而言，本发明的目的通过一种制造用于填充医用袋的填充装置的方法得以实现，在该方法中，填充装置的基体配备有用于引导待相对于医用袋操纵的流体的流体通道和用于调节流体体积流量的阀座，其中，该方法的特征在于，基体至少部分可再生地产生。

当基体至少围绕流体通道相继地产生时，本发明的灌填充装置的基体可以特别简单地(即，结构和程序简单地)制造非常高质量的流体通道。

方法的另一个变型设置为，基体、流体通道、阀座和/或布设在基体上的流体入口和流体出口通过单个制造过程产生，从而通过单个制造类型显著简化了特别是本发明的填充装置的基体的制造。

如果基体至少部分地由用于运行单个制造设备的数据记录(Datensatz)制造，可以进一步显著简化填充装置的制造。

优选地，为了产生基体仅需要单个数据记录，在该数据记录中包括用于在基体上产生流体通道、阀座等的任何信息。

另外，本发明的目的通过一种用于制造填充有流体的医用袋的设备得以实现，该设备具有用于制造所述医用袋的装置、用于填充制成的医用袋的装置和用于封闭已填充的医用袋的装置，其中，该设备的特征在于按照在此描述的特征中任一个的填充装置。

借助于本发明几乎可以实现关于基体内或基体上的流体通道的任何结构类型和布线。就此而言，仍然存在于目前所使用的减材制造过程中的复杂性的限制明显更少。

此外，有利的是，所有必需的阀装置可以在最小的空间上直接布设在基体上。

此外，本发明的流体通道等的最流线型的设计可能性很容易实现。

特别有利的是，流体通道尤其通过其弯曲或弓形的构造形成为尽可能短。

增材制造过程前提条件为非常高的表面质量，这特别是在与流体相互作用的表面上非常有利的。

通过相应的再加工还可以实现更高的表面质量。

填充元件(特别是填充针)的节拍式对接或脱离可以在设备中借助本发明设计填充装置(特别是关于有利设计的基体)而快速完成，因为对于本发明的基体而言需要移动更轻的重量，从而可以显着减少相关的节拍时间。

附图说明

通过附图和随后的描述详细说明本发明的其它特征、效果和优点，其中，借助示例示出和描述了一种填充装置，特别是关于其通过增材制造过程制成的或生成的基体。

附图中示出了：

图1示意性示出了填充装置的立体模型视图；

图2示意性示出了基体的立体图；

图3示意性示出了图1和2中所示的基体的俯视图；以及

图4示意性示出了图1至3中所示的基体的部分剖面侧视图。

具体实施方式

根据图1的图示，示出了用于填充医用袋(此处未示出)的填充装置1，至少部分地特别是关于其相对于该医用袋可节拍式移动的、位于用于制造填充有流体的医用袋的设备3上的基体2。

在本发明的意义层面上，填充装置1的基体2由实心的填充块4代表，其为了将填充元件5对接到待填充的医用袋上而能够相对于该医用袋或相应的袋保持装置(未示出)线性地移动。

填充元件5在该实施例中作为填充针元件6实施。

基体2或实心的填充块4具有多个流体通道10(仅示例性标号，特别参见图3和4)和阀座11(仅示例性标号)，阀装置12(仅示例性标号)布设在该阀座11上。

在该施例中，这些阀装置12实施为隔膜阀13(仅示例性标号)，其中，在当前的基体2上布设总共五个这样的阀装置12或隔膜阀13，如图1的图示所示。

在这方面，在基体2上也可以设置固定装置(此处没有具体示出)以用于固定阀装置12，其中，这种固定装置可以具有不同的属性。

例如，这种固定装置包括螺纹孔，阀装置12的螺杆可以旋入到该螺纹孔中以将阀装置12固定在基体2上。

此外，这种固定装置可以具有定心装置，借助于该定心装置限定阀装置12，例如以防止旋转的方式设置在基体2上。

在任何情况下，基体2借助于增材制造过程来制造，其中，该基体2借助于3D激光烧结法来制造，其中，特别是使流体通道10非常紧凑得并排布置在基体2内并且通常在基体2上。

由于流体通道10的这种密集的并排位置，使基体2被构造得特别紧凑，从而在医用袋上的对接和脱离方面需要移动较少的重量，由此又可以显著缩短节拍时间。

这实现了在设备3上更加有效地制造待填充有流体地医用袋，因为通过填充装置1使在用于制造医用袋的装置和用于封闭医用袋的装置等之间的工作节拍或节奏理想地不受限制。

另外，流体通道10可以更容易地引入到基体2中，因为可以完全取消在其他情况下要求的减材制造过程，例如钻孔。

因此，流体通道10也可以针对流动进行优化，因为它们可以通过在曲线15(仅具体地标号)的区域中借助增材制造过程而无棱角地生成，例如可以清楚地根据图4的图示看出。

特别有利的是，特别是在基体2内延伸的流体通道10设计成弓形，即，弯曲的，由此待经过流体通道10的流体进一步在流体技术方面优化而穿过流体通道10。

例如，其仅关于流体通道弯曲部分16很好地示出，因为流体通道10在该流体通道弯曲部分16中连续弯曲地构造。

这特别是适用于流体通道10中的至少一个被设计为相对于其总长度(此处未详细示出)的50％以上或优选甚至80％以上是弯曲的，尤其是连续弯曲的，因为由此可以实现流体通道10以大半径弯曲，从而使得通过以这种方式构造的流体通道的流体特别是无湍流地被引导至填充元件5。

优选地，流体通道10设计为在其整个长度上是弓形的，即，弯曲的，由此使各个流体通道即使在复杂的几何形状条件下仍能实现密集或非常密集地在基体2上相互排列，由此自然可以以非常紧凑并因此以较轻的重量提供该基体。

例如，弯曲部分18的长度比该流体通道10的平直部分19的长度大100％，如仅通过图4示例性标号所示地。

此外，基体2还包括至少一个流体通道10，该流体通道沿着其纵向延伸20(例如参见图4)具有变化的横截面21。

换言之，这意味着，在基体2上的流体通道10具有变化的内径。

例如，在这种情况下这是连续变化的横截面21，其中，相关的流体通道大致在相应流体的主流动方向上以漏斗形连续地变宽。

在当前情况下，流体通道10是否完全布置在基体2内部或替代地至少部分地布置在基体2的外部并不重要。根据实施方式变型，至少一个流体通道10布置成完全在基体2的外部延伸也是可能的。

但是优选的是，流体通道10既部分地布置在基体2的内部又部分地布置在基体2的外部，其中，特别是各个流体通道10在基体2的侧壁25(仅示例性地标号)中的一个上突出。

在此，出于完整性，说明如下，术语“侧壁”通常是基体2的任何外边界(此处未单独标号)，即，描述了基体2的前侧、后侧、上侧和下侧以及其它侧。

另外，关于基体2的重量减轻方面，在各个流体通道10之间存在的空隙26(仅具体标号)设计为无需材料的，使得进一步显著减小基体2的待加速的重量。

图1至图4所示的基体2，其流体通道10完全借助于增材制造过程产生。

整个阀座11也借助于增材制造过程形成在基体2上。

甚至阀装置12的固定装置(未进一步示出)也借助于增材制造过程而产生。

另外，至少在该示实施例中，基体2至少包括总共五个流体入口27(仅具体标号)以及总共两个流体出口28，它们同样全部通过增材制造过程制造。

在此，流体入口27和流体出口28通常体现为主体2的连接装置29。

其中，这些流体入口27中的至少四个设计为上连接装置29A，其在共同的支撑梁元件30上彼此相邻地布置。

出于稳定原因，借助于额外的保持部件31将支撑梁元件30额外地固定在基体2上。由此得到了一个非常坚实和紧凑的连接单元。

在这种情况下，连接装置29用于连接流体供应管线，其中，布置在共用的支撑梁元件30上的连接装置29A或流体入口27设置用于气态流体，而布置在支撑梁元件30下方的连接装置29B设置用于液态流体。

而且，流体入口27和流体出口28或者所有相关的连接装置29借助增材制造过程而产生。

因此，面向流体的所有表面35(在此仅相对于阀座11示例性地标号)也优选借助增材制造过程而产生。

至少在该实施例中，基体2完全通过增材制造过程而产生，由此其在结构和工艺流程上都特别有效，因此低成本地生产。

应明确指出的是，以上或者权利要求书中和/或附图中描述的解决方案的特征可以在必要时进行组合，以便能够相应地以累积的方式转换或者实现所说明的特征、效果和优点。

应理解的是，以上说明的实施例仅为按照本发明的填充装置1或特别是其基体2的第一种设计方案。而本发明的设计方案并不限于该实施例。

所有在申请文件中公开的特征只要它们单独或结合相对于现有技术是新的，则都被认为是对本发明必不可少的。

附图标记列表

1 填充装置

2 基体

3 设备

4 实心的填充块或填充块元件

5 填充元件

6 填充针元件

10 流体通道

11 阀座

12 阀装置

13 隔膜阀

14 连续弯曲的弓形

15 曲线

16 流体通道弯曲部分

18 弯曲部分

19 平直部分

20 纵向延伸

21 横截面

24 管区段

25 侧壁

26 空隙

27 流体入口

28 流体出口

29 连接装置

29A 上连接装置

29B 下连接装置

29C 额外的连接装置

30 共同的支撑梁元件

31 额外的保持部分

35 面向流体的表面