制造容器的制作方法

1.本公开涉及容器的制造。


背景技术：

2.容器或储藏器用于储存货物。在某些情况下，容器可能会影响储存在其中的货物的品质或安全。已经提出了涉及洁净室条件和多轮测试的制造过程，以制造满足严格安全和品质要求的容器。


技术实现要素：

3.一个方面的特征是被构造用于在制造过程中保持容器的保持器。容器包括沿着轴线延伸的主体和相对于轴线径向延伸的凸缘，并且保持器包括一个或多个紧固元件，其被构造用于接合凸缘的顶部表面、底部表面和外围表面中的一个或多个。
4.在一些实施方式中，保持器包括支撑表面和一对相对的紧固元件，该支撑表面被构造用于支撑凸缘的底部表面，该一对相对的紧固元件被构造用于接合凸缘的外围表面并将凸缘固定至支撑表面。在其他实施方式中，支撑表面被构造用于支撑凸缘的底部表面，并且紧固元件被构造用于在保持器的支撑表面和凸缘的底部表面之间进行抽吸。在其他实施方式中，保持器包括一对相对的紧固元件，每个紧固元件被构造用于分别夹持凸缘的顶部表面和底部表面。
5.在一些实施方式中，保持器包括被构造用于支撑凸缘的底部表面的支撑表面和一对相对的紧固元件。每个紧固元件包括保持夹，保持夹被构造用于接合凸缘的顶部表面并且将凸缘的底部表面夹持在支撑表面处。在一些示例中，每个保持夹都能够围绕枢转轴线枢转并且包括施加偏置力的偏置元件，该偏置力使保持夹围绕枢转轴并朝向支撑表面枢转。在一些示例中，保持夹包括打开元件，打开元件被构造用于接收在与偏置力相反的方向上的打开力并且使保持夹围绕枢转轴并远离支撑表面枢转。
6.在一些示例中，保持器包括通道，该通道在保持器的顶部表面中的顶部开口和保持器的底部表面中的底部开口之间延伸。通道沿着纵向轴线延伸并且被构造用于与容器的内部空间连通，并且纵向轴线与容器轴线同轴。
7.另一个方面是输送装置，其包括被构造用于在制造过程中保持容器的保持器和被构造用于连接到传送系统的基板。容器包括沿着轴线延伸的主体和相对于轴线径向延伸的凸缘。保持器包括一个或多个紧固元件，该紧固元件被构造用于接合凸缘的顶部表面、底部表面和外围表面中的一个或多个。基板和保持器限定了一对互锁表面，该互锁表面以可释放的方式将保持器和基板连接。基板的互锁表面限定了凹部，并且保持器的底部开口被接纳在基板的凹部中。
8.在一些实施方式中，输送装置包括防止互锁表面围绕纵向轴线相对于彼此旋转的防旋转装置。在一些构造中，这对互锁表面是相对于通道的纵向轴线形成角度的锥形表面。基板可以包括一个或多个相对于纵向轴线径向延伸的销，并且保持器的互锁表面可以包括
一个或多个径向延伸的槽，每个槽接纳相应的销，其中一对或多对成对的销和槽形成防旋转装置。保持器的互锁表面可以包括与防旋转装置的每个槽连通的周向延伸的沟。
9.在一些实施方式中，保持器包括连接表面，该连接表面被构造用于接合使保持器相对于基板移动用的外部致动器。通道的壁可以形成连接表面。在一些构造中，通道的形成连接表面的壁是锥形的并且相对于纵向轴线形成角度。
10.在另外的方面，制造系统包括传送系统；多个输送装置，其都联接至传送系统；以及至少一个致动器，其被构造用于接合每个保持器的连接表面并且使保持器相对于基板移动。
11.在一些实施方式中，致动器包括连接至驱动轴的马达，并且驱动轴接合连接表面以相对于纵向轴线提升和旋转保持器。在一些实施方式中，系统包括相机，该相机在保持器由致动器旋转时捕捉容器的图像。在一些实施方式中，致动器包括连接至驱动轴的马达，并且驱动轴接合连接表面以横向于纵向轴线提升和移动保持器。
12.在一些实施方式中，制造系统包括具有涂覆喷嘴的涂覆站，该涂覆喷嘴构造成沿着通道的纵向轴线行进并进入容器内部以涂覆容器的内壁。在一些实施方式中，制造系统包括具有光源和接收器的查验站，该光源位于保持器底部开口的下方并且被构造用于发射穿过通道并进入容器内部的光，该接收器位于输送装置的与光源相反的一侧并且被构造用于检测光源发射的光。
13.另一个方面是制造容器的方法，该容器包括沿着轴线从第一端延伸到第二端的主体，其中第二端包括相对于轴线径向延伸的凸缘。该方法包括下述步骤：通过容器的第一端抓住容器；将容器的凸缘放置在包括一个或多个紧固元件的保持器上；将一个或多个紧固元件与凸缘的顶部表面、底部表面和外围表面中的一个或多个接合；依次将保持器移动至多个工作站；当保持器在工作站之间移动时以及当保持器位于多个工作站中的每一个处时，维持一个或多个紧固元件与凸缘之间的接合。
14.在一些实施方式中，多个工作站包括一个或多个查验站，在该查验站处容器围绕容器的轴线旋转并在该查验站处使用相机或传感器查验容器。在一些实施方式中，多个工作站包括一个或多个涂覆站，在该涂覆站处对容器的一个或多个表面进行涂覆。在一些实施方式中，多个工作站包括一个或多个组装站，附加的部件在该组装站处被组装至容器。
15.在一些示例中，容器是具有空心针的注射器筒。工作站包括第一查验站，在该第一查验站处筒围绕筒轴线旋转并且在该第一查验站处使用相机或传感器查验筒的外表面；第一涂覆站，在该第一涂覆站处涂覆针的表面；第二涂覆站，在该第二涂覆站处涂覆筒的内表面；第二查验站，在该第二查验站处筒围绕筒的轴线旋转并且在该第二查验站处使用相机或传感器查验筒内部的涂覆，和/或在该第二查验站处发射激光穿过筒内部和穿过针，以检测堵塞；第一组装站，在该第一组装站处将针帽松弛地放置在针上；摇动站，在该摇动站处摇动保持器、筒和帽以使帽和针对齐；第三查验站，筒在该第三查验站处围绕筒的轴线旋转并且在该第三查验站处使用相机或传感器查验帽和针的对齐情况；第二组装站，在该第二组装站处将针帽压到注射器筒的末端(tip)上；第四查验站，在该第四查验站处筒围绕筒的轴线旋转，并且在该第四查验站处使用相机或传感器查验针帽和针。
16.在容器是注射器筒的实施方式中，通过注射器筒的第一端抓住注射器筒可以包括抓住筒末端或连接至筒末端的针。
附图说明
17.图1a至图1d示出了根据本公开的容器的示例。
18.图2和图3分别是根据本公开的实施方式的保持器和输送装置的透视图和截面图。
19.图4a至图6是不同类型工作站处的保持器和输送装置的示意图。
20.图7是制造包括本公开的保持器和输送装置的注射器的示例性方法。
21.在本公开中相同的附图标记表示相对应的部分。
具体实施方式
22.本文提供的装置和方法在制造用于预灌注注射器的注射器筒的示例性上下文中描述。然而，应当理解，本文提供的装置和方法可以应用于其它类型的医疗容器，例如药瓶或瓶子，以及制造用于非医疗应用的容器。
23.参考图1a，注射器筒1(或“筒”)形成注射器的一部分，其用于将液体物质、例如药物引入皮肤或组织中。筒1的主体包括末端2、开口3和凸缘4。末端2将筒1连接至空心针5。图1a的针5与末端2一体模制。替选地，针5可以通过恰当的连接、例如鲁尔锁(luer)连接至末端2。开口3由垫圈(未示出)密封。通过保持凸缘4并推动连接至垫圈的柱塞(未示出)来分配药物。
24.注射器筒可以由各种材料制成，例如金属、玻璃或聚合物(塑料)。一些注射器预灌注有单次剂量的药物。预灌注注射器用于包装和递送药物并面临某些要求。例如，注射器筒的材料必须不含杂质、即所谓的可萃取物和可浸出物，其会影响储存在筒中的药物的稳定性或功效。筒的材料还应当防止氧气渗透并在储存过程中与垫圈形成紧密的密封。高性能塑料、例如环烯烃聚合物(cop)，可以用于预灌注注射器的筒。
25.一般来说，注射器筒被模制、涂覆并且组装有针帽。每个步骤之间可能会有品质控制来检查筒的缺陷。图7描述了这样一个过程的示例。该过程可以完全自动化并在洁净室条件下进行。制造过程中的一个考虑因素是在不损坏筒的情况下将单个筒从一个站移动至另一个站。更具体地说，筒可能在制造过程中被划伤。划痕难以与预灌注注射器的药物中的危险颗粒区分开，使得预灌注注射器无法使用，并且增加了生产成本。
26.在本公开中，筒1由凸缘4保持，如图1b、图1c和图1d中的箭头所示。在图1b中，凸缘4在围绕凸缘4的圆周的两个或更多个位置处被在相反两侧保持。在图2至图6中示出了以这种方式保持凸缘4的装置的示例。替选地，图1b的凸缘4可以通过以类似于操作衣夹的方式操作的装置被保持在左侧和右侧。在图1c中，如向下箭头所示，凸缘4被抽吸抵靠表面(未示出)。在图1d中，凸缘4围绕圆周被保持。一般来说，图1b至图1d所示的概念最大限度地减少了对筒表面1a的接触并且防止筒1被划伤。此外，图1b至图1d各自的概念都将筒1固定在沿着筒轴线a(参见图1a)的固定位置处，这减少了需要传感器来检测筒1的高度或位置的情况。
27.在图2中示出了保持根据图1b的概念的筒1的保持器10的示例。保持器10包括支撑表面12，其支撑凸缘4的底部表面4b(图1a)。如前所述，支撑表面12用作沿着筒轴线a的基准点并且确定筒1的竖直位置。支撑表面12可以包括对应于凸缘4的形状的凹部，并且在将凸缘4放置到保持器10中时帮助对凸缘4进行定位。一对紧固元件或保持夹14配置在凸缘4的相反两侧，并且将凸缘4压靠在支撑表面12上。在图2所示的关闭位置中，保持夹14覆盖凸缘
4的顶部表面4a的约1/3。然而还可以想到，保持夹14覆盖顶部表面4a的更多部分，即1/2、3/4或甚至整个顶部表面4a。由于它们的低的高度轮廓，保持夹14暴露了大部分筒表面1a以进行各种制造和测试过程。
28.可以打开保持夹14以完全暴露支撑表面12中的凹部。通过针5保持筒1的抓爪(gripper)(未示出)可以以凸缘4着落在凹部中的方式将筒1从上方落到保持器10上。一旦凸缘4与支撑表面12接触，保持夹14就可以关闭并接合凸缘4的顶部表面4a。因此筒1被固定在保持器10中，并且传送系统可以将保持器10和筒1移动至制造系统中的不同工作站。
29.如图3的截面所示，每个保持夹14包括接合凸缘4的顶部表面4a的夹爪16、枢转轴18、偏置元件20和打开元件22。更具体地说，每个保持夹14以夹14可以围绕轴18枢转的方式安装到保持器10处。具体参照图3中的左侧的夹，偏置元件20向左侧施加偏置力，其将夹爪16向下压到凸缘4的顶部表面4a上，即沿着绕枢转轴18的顺时针方向。换言之，偏置元件20将保持夹14维持在关闭位置中。为了打开保持夹14，不属于保持器10的一部分的外部致动器300沿着偏置力的相反方向、即向图3中的右方对打开元件22施加打开力。打开力使得保持夹14沿逆时针方向枢转并且使夹爪16移动远离凸缘4的顶部表面4a，如图3中左侧保持夹14的略微倾斜的位置所示。与此相反，图3中的右侧保持夹示出为具有与凸缘4的顶部表面4a接合的夹爪。当致动器300去除了打开力时，偏置元件20的偏置力使保持夹14返回到关闭位置。
30.偏置元件20、打开元件22和外部致动器300的组合使保持器10能够在不使用额外能量的情况下保持凸缘4。图示的偏置元件20是弹簧，但是可以想到其他类型的偏置元件。图示的打开元件22是保持夹14上的圆形突出部，但是也可以使用使致动器300能够机械地接合保持夹14的其他元件。图示的设计可以在没有控制电子设备(其形成为保持器10本身的一部分)的情况下被打开和关闭。然而，偏置元件20和打开元件22可以被通过感应打开和关闭保持夹14的相应的元件代替。
31.图1d的概念可以以与图3类似的方式被实施。作为与凸缘4的顶部表面4a接合的保持夹14的夹爪16的替代，一对紧固元件可以具有挤在一起以向凸缘4的边缘施加压力的夹爪。可以通过提供经由支撑表面12向凸缘4的底部表面4b施加抽吸力的紧固元件来实施图1c的概念。
32.当筒1在制造过程中移动穿过各种工作站时，图2和图3的保持器10将筒1保持就位。在一个这样的站中，外部装置可以用硅酮或另外的形式的润滑剂涂覆针5。在另外的站中，外部装置可以将针帽6(图6)松弛地放置在针5上。在又一个另外的站中，外部装置可以将针帽6牢固地压在针5上。
33.除了保持凸缘4之外，图2和图3的保持器10提供了进入筒1的内部、即筒1的内部空间的通路。更具体地说，保持器10包括顶部开口24a，其与保持器10的暴露的底部表面26中的底部开口24b连通。顶部开口24a和底部开口24b限定了与筒1的内部连通的自由空间或通道28。通道28的纵向轴线l配置为与筒轴线a同轴。通道28例如使激光装置能够检查空心针5中的堵塞。在图示的保持器10中，顶部开口24a形成在支撑表面12中。然而，在凸缘4的相反两侧被类似衣夹的装置抓住的实施方式中，顶部开口24a形成在保持器10的顶部表面中邻近筒1的开口3处。
34.如参考图4a和图4b所描述的，通道28还使筒1的内部能够涂覆有润滑剂、例如硅
酮。用硅酮或类似物质涂覆注射器筒的内部有多种效果。例如，硅酮帮助垫圈在筒的内部平滑地行进，并能够精确地注射药物。硅酮涂层还可以防止筒的材料与储存在筒中的药物相互作用。一般来说，将喷嘴插入筒中并在筒的内部表面上喷一层薄而均匀的硅酮涂层。
35.图4a是与图3的保持器10一起使用的涂覆站302的示意图。涂覆站302包括涂覆台304和可伸缩的涂覆单元306。涂覆单元306包括适合筒1的内部的窄喷嘴308，其具有连接至硅酮罐310的入口308a和用于将硅酮喷到筒1中的出口308b。涂覆单元306还包括马达312，其沿着纵向轴线l和筒轴线a移动喷嘴308。在示意图中，示出的马达312连接到涂覆单元306的比喷嘴308大的中间部分。然而，整个涂覆单元306可以具有喷嘴308的尺寸和形状。
36.在制造过程中，筒1和保持器10可以移动到涂覆站302，使得保持器10的底部表面26位于涂覆台304的顶部表面304a上方，并且保持器10的底部开口24b大体上与涂覆台的孔304b对齐。最初，涂覆单元306穿过孔304b缩回以防止喷嘴308和保持器10之间的碰撞。一旦保持器10和筒1就位，马达312就向上移动喷嘴308穿过通道28并且进入筒1中(图4b)。一旦喷嘴308邻近筒末端2，喷嘴308就开始喷硅酮，此时马达312使喷嘴308沿向下的方向缩回。该通用过程也适用于将硅酮以外的材料喷到筒1的内部的情况。
37.除了保持器10之外，本公开还描述了使筒1能够相对于筒轴线a移动的输送装置100。返回至图2，输送装置100包括可能具有上述任何特征的保持器10和将保持器10联接到传送系统(未示出)的基板102。例如，传送系统可以是线性传送机或旋转工作台。
38.再次参考图3，基板102和保持器10各自包括一对互锁表面104、30中的一个。示出的互锁表面104、30为锥形表面，其可以容易地被定心或对齐。然而，也可以使用互锁表面104、30的其他设计。例如，可以使用定心销(未示出)来取代锥形表面。在任何情况下，基板102的互锁表面104都被设计成不堵塞通道28的底部开口24b。例如，互锁表面104限定基板102的底部表面中的凹部或开口105，并且保持器10配置成使得底部开口24b配置在凹部105中，即可以穿过凹部105进入(图5)。
39.输送装置100外部的致动器(未示出)可以沿着筒轴线a移动保持器10和筒1以使互锁表面104、30分离或脱离。为此目的，保持器10包括接合外部致动器的连接表面或元件32。在图3中，连接表面32是具有锥形形状的通道28的壁的一部分。这允许保持器10和外部致动器轴向对齐，类似于互锁表面104、30。替选地，保持器10也可以形成作为连接元件32的齿式离合器(dog clutch)的一半。连接元件32允许保持器10被外部致动器提升而不是被保持器10本身内部的装置提升。
40.在一些制造步骤中，还有必要使筒1围绕筒轴线a旋转。在一些实施方式中，外部致动器会提升保持器10然后使其相对于基板102旋转。输送装置100可以包括防旋转装置，当防旋转装置接合时，其防止保持器10相对于基板102旋转。
41.如图5所示，基板102可以包括至少一个径向销106(图2)，其相对于纵向轴线l和筒轴线a径向延伸。保持器10可以包括径向槽34，其接纳并接合径向销106。径向销106和径向槽34形成防旋转装置。防旋转装置可以包括多对成对的销106和槽34。例如图5示出了两个这样的对。输送装置100还可以具有基于保持器10和基板102的其他部分的不同的防旋转装置(例如键和槽)。
42.图5还包括与输送装置100一起使用的旋转装置314的示意图。旋转装置314包括连接到马达(未示出)的驱动轴316。驱动轴316包括锥形驱动表面318，其通过摩擦接合通道28
的锥形壁以提升和旋转保持器10。如箭头所示，保持器10被提升到约对应于径向槽34的深度的高度h以使防旋转装置脱离。提升运动使径向销106与保持器10中的周向延伸沟36对齐，这允许保持器10围绕轴线l、a旋转。与涂覆单元306类似，旋转装置314最初可以缩回至更低的位置以避免与输送装置100的底部表面碰撞。
43.保持器10和筒1通过旋转装置314的旋转可以被用于，例如使用相机或其他光学传感器对筒1或针5进行查验。这种查验过程可以用于检查模制过程、硅酮涂覆过程或针5在针帽6(图6)中的放置的品质。上述过程不一定需要进入到筒1的内部。换言之，不包括通向筒1的内部的通道28的保持器10也可以通过外部致动器旋转。然而，在图示的输送装置100中，通道28提供进入筒1的内部的通路并且还将保持器10联接至外部致动器以旋转筒1。因此，图示的输送装置100适用于广泛的工作站和处理步骤。将筒1保持在同一输送装置100上减少了处理筒1的需要，这也可以防止筒1的进一步划伤。
44.图6是输送装置100和摇动装置320的示意图。摇动装置320可以具有马达以及与旋转装置314的驱动轴316和驱动表面318类似的驱动轴和驱动表面(未示出)。取代围绕轴线l、a旋转保持器10，摇动装置320可以将保持器10提升高度h以使防旋转装置脱离并且使保持器10横向于轴线l、a移动，即摇动保持器10和筒1。图6中的箭头表示保持器10和筒1的摇动运动。替选地，单个装置可以实施旋转装置314和摇动装置320二者。虽然图6示出了以与图5中相同的高度h升高的保持器10，但并不一定必须是这样。高度可以是不同的，图5中的高度大于图6中的高度，或反之亦然。
45.作为制造过程的一部分，可以在针5上放置针帽6。针5的末端可能卡在针帽6的内表面上。在这种状态下向下推动针帽6可能损坏针5的末端并且使组装的注射器无法使用。摇动针5和松弛放置的针帽6可以移开针末端并确保针5和帽6在最终组装之前正确对齐。
46.图7是体现了上述装置的示例制造过程200的流程图。在第一步骤202中，注射器筒1可以通过注塑成型被模制至针5。制成的筒1在被放置在输送装置100上之前可以被移除到储存托盘上。将针5与筒1一体模制具有下述优点，例如筒1可以由针5保持以将筒1转移到输送装置100。然而，如果针5不与筒1一体形成，则抓爪也可以通过末端2保持筒1。
47.在步骤204中，筒1和针5可以由旋转装置314旋转并且查验缺陷。可以使用相机、灯和其他传感器进行查验。在步骤206中，可以用硅酮或类似材料涂覆针5。在该步骤中，筒1不旋转。在步骤208中，输送装置100移动到涂覆站302，在该处用硅酮涂覆筒1的内部。在步骤210中，输送装置100移动到另一个工作站，其包括旋转装置314和用于查验硅酮涂层品质的相机、灯和传感器。在步骤212中，输送装置100移动到另一个工作站，其包括激光，激光照射穿过通道、筒1和空心针5以及针5上方的用于查验针5是否堵塞的传感器。在步骤214中，另一个工作站将帽6松弛地放置在针5上。在步骤212和214中，保持器10可以相对于基板102保持静止。在步骤216中，摇动装置320可以摇动保持器10以使针5和帽6对齐。在步骤218中，可以使用旋转装置314、相机、灯和传感器来查验针5和帽6的对齐情况。在步骤220中，外部装置可以将帽6向下压以将帽6附接到筒末端2。在步骤222中的最终查验之后，注射器筒1可以在步骤224中被包装以用于进一步处理。
48.在图7中，在步骤204之前将筒1附接到输送装置的保持器10并且直至在步骤222之后保持附接到保持器10。可以改变步骤204至222的顺序或数量以适应特定的制造过程。可以省略某些步骤，并且可以改变步骤的顺序。例如，修改的过程可以省略一个或多个外部致
动器，例如摇动装置320。在简单或缩短的制造过程中，保持器10可以从一个工作站行进到另一个工作站而不旋转筒1。例如，查验装置可以相对于筒1旋转。根据本公开，当筒1从制造过程中的一个工作站行进到下一个工作站时，其保持附接到输送装置100的保持器10。
49.此外，虽然保持器10、输送装置100和制造过程200是针对注射器筒1描述的，但同样可以用于还包括径向凸缘的药瓶或其他类型的容器。
50.虽然本说明书包含实施方式的许多特定细节，但这些不应被解释为对任何发明的范围或可能要求保护的范围的限制，而是对特别的实施方式可能特定的特征的描述。本说明书中在单个实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中以组合的方式被实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中以单独的或相互组合的方式被实施。此外，虽然在本文中可能将特征描述为在某些组合中起作用并且甚至最初要求这样进行保护，但是在某些情况下可以从组合中删除来自要求保护的组合的一个或多个特征，并且要求保护的组合可以指特征的子组合。
51.类似地，虽然在图中以特定顺序描绘了操作，但这不应被理解为要求以所示的特定顺序或先后顺序执行这些操作，或者执行所有图示的操作才能获得期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，在本文中描述的实施方式中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施方式中都要求这种分离。
52.已经描述了主题的特定实施方式。其他实施方式在权利要求的范围内。