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Dokumentenidentifikation DE102006001610A1 12.07.2007
Titel Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an Behältern
Anmelder Sartorius AG, 37075 Göttingen, DE
Vertreter Fiedler, Ostermann & Schneider, 37073 Göttingen
DE-Anmeldedatum 11.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006001610
Offenlegungstag 12.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.07.2007
IPC-Hauptklasse B01F 3/04(2006.01)A, F, I, 20060111, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B01F 15/00(2006.01)A, L, I, 20060111, B, H, DE   G01D 11/30(2006.01)A, L, I, 20060111, B, H, DE   G08C 17/00(2006.01)A, L, I, 20060111, B, H, DE   
Zusammenfassung Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an Behältern mit flexibler Behälterwandung, insbesondere Mischbeuteln, bestehend aus einem mit einem Sensor bestückten Sensorträger, der mindestens mit einer dem Sensor abgewandten rückwärtigen Teilfläche an einer Innenwandung der Behälterwandung anliegt und mit einem Zentralstück durch eine Öffnung in der Behälterwandung hindurchgeführt ist, wobei der Sensorträger durch ein Klemmteil, das mit dem Zentralstück verbindbar ist, an der Behälterwandung fixiert ist, wobei die Behälterwandung zwischen rückwärtiger Teilfläche des Sensorträgers und an einer einer Außenwandung des Behälters zugewandten Anlagefläche des Klemmteils geklemmt ist und wobei die rückwärtige Teilfläche dichtend an der Innenwandung der Behälterwandung anliegt.
Der Sensorträger kann auch eine elektronische oder optische Sendeeinheit aufweisen, die mit dem Sensor verbunden ist, wobei die Sendeeinheit mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Empfangseinheit drahtlos kommuniziert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an Behältern mit flexibler Behälterwandung, insbesondere Mischbeuteln, bestehend aus einem mit einem Sensor bestückten Sensorträger, der mindestens mit einer dem Sensor abgewandten rückwärtigen Teilfläche an einer Innenwandung der Behälterwandung anliegt und mit einem Zentralstück durch eine Öffnung in der Behälterwandung hindurchgeführt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an Behältern mit flexibler Behälterwandung, insbesondere Mischbeuteln, bestehend aus einem mit dem Sensor bestückten Sensorträger, der mit einer dem Sensor abgewandten Rückfläche an einer Innenwandung der Behälterwandung angeordnet ist

Derartige Vorrichtungen werden vor allem in flexiblen Behältern, die vorzugsweise als Einwegbehälter bzw. Mischbeutel ausgebildet sind, verwendet. Solche Mischbeutel werden in der pharmazeutischen/biotechnologischen Industrie verwendet, bei der in verschiedensten Applikationen sterile Flüssigkeiten nicht nur umgefüllt, transportiert und gelagert, sondern auch manipuliert werden müssen. Dazu gehören z.B. Mischprozesse, in denen flüssige oder feste Medien den sterilen Flüssigkeiten zugegeben und kontrolliert miteinander vermischt werden müssen. Dabei ist es häufig erforderlich, Prozessgrößen wie z.B. Temperatur oder pH-Wert der sterilen Flüssigkeiten zu messen.

Aus der WO 2005/068059 A1 ist ein Mischbeutel bekannt, der einen Sensor zum Messen eines Parameters der Mischung aufweist. Der Mischbeutel wird dabei dem Nutzer bereits sterilisiert zur Verfügung gestellt. Bei Verwendung von innerhalb des Mischbeutels angeordneten Sensoren benötigen diese eine Signalverbindung zu einer außerhalb des Beutels angeordneten Steuereinheit. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Sterilität innerhalb des Mischbeutels nicht beeinträchtig wird. Hierfür wird eine Vorrichtung zur Befestigung des Sensors an der Behälter- bzw. Mischbeutelwandung verwendet, in der der Sensor eingesetzt wird.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist, dass soweit ihr Sensorträger mit der Wandung des Behälters bzw. Mischbeutels verklebt ist, der Klebstoff das Medium bzw. die Mischung im Mischbeutel beeinträchtigen kann. Soweit der Sensorträger mit der Wandung des Mischbeutels verschweißt ist, kann es bei der Handhabung des Mischbeutels zu Undichtigkeiten der Schweißnaht kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors zur Verfügung zu stellen, die einerseits eine zuverlässige Signalverbindung nach außen gewährleistet und andererseits die Sterilität im Inneren des Mischbeutels wahrt und die Mischung im Beutel nicht beeinträchtigt.

Diese Aufgabe wird zum einen in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass ein Sensorträger durch ein Klemmteil, das mit einem Zentralstück verbindbar ist, an der Behälterwandung fixiert ist, dass die Behälterwandung zwischen rückwärtiger Teilfläche des Sensorträgers und an einer einer Außenwandung des Behälters zugewandten Anlagefläche des Klemmteils geklemmt ist, und dass die rückwärtige Teilfläche dichtend an der Innenwandung der Behälterwandung anliegt.

Dadurch, dass die Behälterwandung zwischen Sensorträger und Klemmteil geklemmt ist und die rückwärtige Teilfläche an der Innenwandung der Behälterwandung anliegt, entsteht eine dichte und zuverlässige Verbindung zwischen Sensorträger und Behälterwandung. Die Sterilität im Behälter wird dadurch nicht beeinträchtigt und auf Klebstoffe zwischen Behälterwandung und Sensorträger kann ganz verzichtet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Klemmteil mit dem Zentralstück verrastbar.

Dadurch, dass das Zentralstück und das Klemmteil miteinander verrastbar sind, lässt sich die Vorrichtung einfach und kostengünstig montieren.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Klemmteil mit dem Zentralstück verschraubbar.

Durch das Verschrauben des Klemmteils mit dem Zentralstück entsteht ebenfalls eine einfache und sichere Verbindung der Vorrichtung mit der Behälterwandung. Die Verschraubung kann an den Gewinden verklebt werden, um die Sicherheit der Verbindung zu erhöhen. Zudem können bei einer Verschraubung evtl. Toleranzen zwischen den miteinander verbundenen Teilen einfacher ausgeglichen werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die rückwärtige Teilfläche einen oder mehrere Klemmvorsprünge auf, die quer zur Behälterwandung in die Behälterwandung eingreifen.

Durch die Klemmvorsprünge, die in die Behälterwandung eingreifen, wird sichergestellt, dass die Behälterwandung nicht seitlich aus der Klemmverbindung herausgezogen werden kann.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Anlagefläche des Klemmteils einen oder mehrere Klemmvorsprünge auf, die quer zur Behälterwandung in die Behälterwandung eingreifen. Die Klemmvorsprünge sind insbesondere beim Verschrauben des Klemmteiles als ringförmige Stege ausgebildet. Die Klemmvorsprünge des Sensorträgers und des Klemmteils sind aufeinander abgestimmt und beispielsweise versetzt zueinander angeordnet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch das Zentralstück des Sensorträgers eine elektrische oder optische Verbindung vom Sensor zu einer Sensorelektronik außerhalb des Behälters geführt.

Dabei lässt sich im Zentralstück die elektrische oder optische Verbindung sicher anordnen. Sie kann beispielsweise zusammen mit dem Sensor in das Zentralstück bzw. dem Sensorträger eingegossen werden. Auch ist es möglich am Zentralstück eine elektrische oder optische Kupplung anzuordnen.

Die Aufgabe wird weiterhin in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 9 dadurch gelöst, dass der Sensorträger eine elektronische oder optische Sendeeinheit aufweist, die mit dem Sensor verbunden ist, und dass die Sendeeinheit mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Empfangseinheit drahtlos kommuniziert.

Durch die Sendeeinheit im Sensorträger kann auf einen Durchbruch in der Behälterwandung verzichtet werden. Außerhalb des Behälters wird dann lediglich eine entsprechende Empfangseinheit zur drahtlosen Kommunikation benötigt, die wieder verwendbar ausgebildet sein kann. Ein Verschweißen des Sensorträgers mit der Behälterwandung ist hier grundsätzlich ohne Probleme möglich, da evtl. Dichtungsprobleme der Schweißnaht hier keine Rolle spielen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Sensorträger an seiner Rückfläche ein Zentralstück auf, das von einer Ausbuchtung der Behälterwandung formschlüssig umgeben wird.

Durch die Ausbuchtung am Zentralstück, die von einer korrespondierenden Ausbuchtung der Behälterwandung formschlüssig umgeben wird, kann auf ein Verschweißen bzw. Verkleben verzichtet werden. Grundsätzlich reicht es aber auch aus, das Zentralstück in eine Ausbuchtung der Behälterwandung einzusetzen und über einen von außen angebrachten Klemmring zu fixieren, der die notwendige Empfangseinheit aufweisen kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

1: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors, bei der ein Klemmteil mit einem Zentralstück verrastbar ist, im Schnitt,

2: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors, bei der ein Klemmteil mit einem Zentralstück verschraubbar ist, im Schnitt,

3: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors, bei der Klemmteil und Zentralstück verrastbar sind und Klemmvorsprünge aufweisen,

4: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors mit einem optischen Sensor und einer optischen Signalleitung im Schnitt,

5: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors, der eine Sendeeinheit aufweist, die mit dem Sensor verbunden ist, im Schnitt und

6: eine Seitenansicht einer weiteren Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors mit einem Sensorträger, der eine Sendeeinheit aufweist, die mit dem Sensor verbunden ist und dessen Zentralstück von einer Ausbuchtung der Behälterwandung formschlüssig umgeben ist.

Eine Vorrichtung 1, 2, 3, 4, 5, 6, zur Befestigung eines Sensors 7, 8 an Behältern mit einer flexiblen Behälterwandung 9 besteht im Wesentlichen aus einem Sensorträger 11, 12, 13, 14, 15, 16 und dem Sensor 7, 8.

Die Sensorträger 11, 12, 13, 14, 15, 16 weisen im Bereich ihrer Vorderflächen 17 den Sensor 7, 8 auf. Mit ihrer der Vorderfläche 17 abgewandten rückwärtigen Teilfläche 18 bzw. Rückfläche 19 liegen die Sensorträger 11, 12, 13, 14, 15, 16 an einer Innenwandung 20 der Behälterwandung 9 an.

Im Bereich ihrer rückwärtigen Teilfläche 18 weisen die Sensorträger 11, 12, 13, 14 jeweils ein Zentralstück 21, 10 auf, das durch eine Öffnung 22 der Behälterwandung 9 hindurchgeführt und mit einem Klemmteil 23, 24, 25 verbunden ist. Das Klemmteil 23, 24, 25 weist eine Anlagefläche 26 auf, mit der es an einer der Innenwandung 20 abgewandten Außenwandung 27 der Behälterwandung 9 anliegt, so dass die Behälterwandung 9 zwischen rückwärtiger Teilfläche 18 und Anlagefläche 26 eingeklemmt ist und die Anlagefläche 26 dichtend an der Innenwandung 20 anliegt.

Entsprechend der Ausführungsform von 1 und 4 ist das Klemmteil 23 mit dem Zentralstück 21 sowie entsprechend 3 das Klemmteil 25 mit dem Zentralstück 21 verrastbar. Das Zentralstück 21 der Sensorträger 11, 13 und 14 weist zu diesem zweck jeweils eine umlaufende Rastnase 28 auf, die mit einer umlaufenden Rastnut 29 der Klemmteile 23, 25 verrastet.

Nach einer Ausführungsform gemäß 2 ist das Klemmteil 24 mit dem Zentralstück 10 des Sensorträgers 12 verschraubbar.

Nach einer Ausführungsform gemäß 3 weist das Klemmteil 25 an seiner Anlagefläche 26 zwei als ringförmige Stege ausgebildete Klemmvorsprünge 30 und der Sensorträger 13 an seiner rückwärtigen Teilfläche 18 einen als ringförmigen Steg ausgebildeten Klemmvorsprung 31 auf. Der Klemmvorsprung 31 des Sensorträgers 13 ist dabei auf einem Durchmesser angeordnet, der zwischen den Durchmessern der beiden Klemmvorsprünge 30 des Klemmteiles 25 liegt.

Der Sensor 7 ist in die Sensorträger 11, 12, 13, 15 und 16 eingebettet. Entsprechend den 1, 2, 3 ist der Sensor 7 über eine elektrische Verbindung 32, die durch das Zentralstück 21 hindurchgeführt wird, mit einer nicht dargestellten Sensorelektronik verbunden.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel von 4 wird ein optischer Sensor 8 von einem Ende eines Lichtleiters gebildet, der als optische Verbindung 33 mit einer nicht dargestellten Sensorelektronik bzw. Sensorsteuergerät verbunden ist. Die optische Verbindung 33 ist in einer zentralen Bohrung 34 des Zentralstückes 21 des Sensorträgers 14 geführt. Im Bereich der Vorderfläche 17 des Sensorträgers 14 wird die zentrale Bohrung 34 dichtend von einer transparenten Abdeckung 35 abgedeckt. Die transparente Abdeckung kann dabei in Verbindung mit einer entsprechenden Beschichtung als eigentlicher Sensor wirken.

Entsprechend einer Ausführungsform gemäß 5 liegt der Sensorträger 15 mit seiner dem Sensor 7 abgewandten Rückfläche 19 an der Innenwandung 20 der flexiblen Behälterwandung 9 an. Zur Fixierung ist der Sensorträger 15 mit der Behälterwandung 9 verschweißt. Der im Sensorträger 15 eingebettete Sensor 7 ist dabei mit einer ebenfalls im Sensorträger 15 eingebetteten Sendeeinheit 36 verbunden, die auch als Sende-/Empfangseinheit ausgebildet sein kann. Außerhalb der Behälterwandung 9 bzw. des Behälters lässt sich ein Empfangsteil 37 mit einer Empfangseinheit 38, die mit der Sendeeinheit 36 des Sensorträgers 15 kommunizieren kann, platzieren. Die Empfangseinheit 38 kann ebenfalls als Sende-/Empfangseinheit ausgebildet sein. Die Empfangseinheit 38 bzw. Sende-/Empfangseinheit ist dann über eine elektrische Verbindung 39 mit einer nicht dargestellten Sensorelektronik verbunden.

Nach einer Ausführungsform gemäß 6 weist der Sensorträger 16 an seiner Rückfläche 40 ein Zentralstück 41 auf, das von einer Ausbuchtung 42 der Behälterwandung 9 formschlüssig umgeben wird.


Anspruch[de]
Vorrichtung (1, 2, 3, 4) zur Befestigung eines Sensors (7, 8) an Behältern mit flexibler Behälterwandung (9), insbesondere Mischbeuteln, bestehend aus einem mit einem Sensor (7, 8) bestückten Sensorträger (11, 12, 13, 14), der mindestens mit einer dem Sensor (7, 8) abgewandten rückwärtigen Teilfläche (18) an einer Innenwandung (20) der Behälterwandung (9) anliegt und mit einem Zentralstück (10, 21) durch eine Öffnung in der Behälterwandung (9) hindurchgeführt ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Sensorträger (11, 12, 13, 14) durch ein Klemmteil (23, 24, 25), das mit dem Zentralstück (10, 21) verbindbar ist, an der Behälterwandung (9) fixiert ist, dass die Behälterwandung (9) zwischen rückwärtiger Teilfläche (18) des Sensorträgers (11, 12, 13, 14) und an einer einer Außenwandung (27) des Behälters zugewandten Anlagefläche (26) des Klemmteils (23, 24, 25) geklemmt ist, und

dass die rückwärtige Teilfläche (18) dichtend an der Innenwandung (20) der Behälterwandung (9) anliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmteil (23, 25) mit dem Zentralstück (21) verrastbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmteil (24) mit dem Zentralstück (10) verschraubbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die rückwärtige Teilfläche (18) einen oder mehrere Klemmvorsprünge (30, 31) aufweist, die quer zur Behälterwandung (9) in die Behälterwandung (9) eingreifen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (26) des Klemmteils (24) einen oder mehrere Klemmvorsprünge (30, 31) aufweist, die quer zur Behälterwandung (9) in die Behälterwandung (9) eingreifen. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorsprünge (30, 31) als ringförmige Stege ausgebildet sind. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorsprünge (30, 31) des Sensorträgers (13) und des Klemmteils (25) aufeinander abgestimmt sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Zentralstück (10, 21) des Sensorträgers (11, 12, 13, 14) eine elektrische (33) oder optische (32) Verbindung vom Sensor (7, 8) zu einer Sensorelektronik außerhalb des Behälters geführt ist. Vorrichtung (5, 6) zur Befestigung eines Sensors (7) an Behältern mit flexibler Behälterwandung (9), insbesondere Mischbeuteln, bestehend aus einem mit dem Sensor (7) bestückten Sensorträger (15, 16), der mit einer dem Sensor (7) abgewandten Rückfläche an einer Innenwandung (20) der Behälterwandung (9) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Sensorträger (15, 16) eine elektronische oder optische Sendeeinheit (36) aufweist, die mit dem Sensor (7) verbunden ist, und

dass die Sendeeinheit (36) mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Empfangseinheit (38) drahtlos kommuniziert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (16) an seiner Rückfläche (19) ein Zentralstück (41) aufweist, das von einer Ausbuchtung (42) der Behälterwandung (9) formschlüssig umgeben ist.






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