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EP1075875A2 - Spender für strömungsfähige Medien, insbesondere zur Zerstäubung von Flüssigkeiten - Google Patents

Spender für strömungsfähige Medien, insbesondere zur Zerstäubung von Flüssigkeiten Download PDF

Info

Publication number
EP1075875A2
EP1075875A2 EP00115798A EP00115798A EP1075875A2 EP 1075875 A2 EP1075875 A2 EP 1075875A2 EP 00115798 A EP00115798 A EP 00115798A EP 00115798 A EP00115798 A EP 00115798A EP 1075875 A2 EP1075875 A2 EP 1075875A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure chamber
chamber
media
piston
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP00115798A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1075875A3 (de
Inventor
Karl-Heinz Fuchs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aptar Radolfzell GmbH
Original Assignee
Erich Pfeiffer GmbH
Ing Erich Pfeiffer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erich Pfeiffer GmbH, Ing Erich Pfeiffer GmbH filed Critical Erich Pfeiffer GmbH
Publication of EP1075875A2 publication Critical patent/EP1075875A2/de
Publication of EP1075875A3 publication Critical patent/EP1075875A3/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D83/00—Containers or packages with special means for dispensing contents
    • B65D83/0005—Containers or packages provided with a piston or with a movable bottom or partition having approximately the same section as the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/02—Membranes or pistons acting on the contents inside the container, e.g. follower pistons

Definitions

  • Atomizer For dispensing media, especially pharmaceuticals or cosmetic products are numerous types of donors, e.g. Atomizer, has been developed. They mostly work with manual drive for a pump piston that holds the medium under the pressure necessary for discharge. Especially for disposable dispensers are very expensive and precisely dosed pharmaceuticals have been developed in which the container for the Medium is simultaneously the pump chamber and the container closure the pump piston. Such an atomizer is from the DE-A-44 12 041 known.
  • the manual drive is the Media container received in a sleeve on which the User pushes and the pump piston immediately mechanically emotional.
  • the object of the invention is therefore a dispenser for flowable Media, especially for atomizing liquids to create the one with simple construction and easier Usability Prerequisites for an even media discharge creates.
  • This task is carried out by a donor with the characteristics of Claim 1 solved. He can follow the at the same time the media chamber forming the pump chamber is a partially compressible one Have pressure chamber that with a pressure fluid, preferably a liquid, e.g. Water, filled and which also serves as a media chamber lock Pump piston pressurizes.
  • a pressure fluid preferably a liquid, e.g. Water
  • the piston can be at rest have a predetermined inhibition that will be overcome must to set the piston in motion while the running resistance be lower to continue the discharge process can. This can be done by choosing the right material for the piston and media chamber wall as well as the pressure between pistons and media chamber hike happen.
  • certain mechanical inhibitions for example a circumferential rib in the media chamber wall, one Snap device or the like
  • pressure fluid Media In addition to liquids, other fluids that can flow are also used as pressure fluid Media, for example gases, such as air, are suitable, which is not so direct due to its compressibility Enable transmission of forces like liquids, for that but due to this compressibility a pressure accumulator form one after overcoming the static friction of the piston ensures complete and rapid execution of the stroke, thus a pressure point function as previously described.
  • gases such as air
  • the invention makes it possible to operate the dispenser to carry out a hydraulic translation. For that he has Pistons different effective piston surfaces for media and Pressure chamber. With a relatively low pressure in the Pressure chamber can be a correspondingly higher pressure in the Media chamber are generated.
  • the Pressure chamber a manually operated snap device exhibit.
  • arching the wall of the pressure chamber the effect of a "snap frog" can be achieved.
  • This can produce a very short-term sudden Output process can be used.
  • Pressurized fluid as a combination of compressible and incompressible Media to choose, for example, in a A certain volume of gas ("air bubble") is also stored in the liquid becomes. If, for example, a "snap frog effect" a sudden pressure build-up in the pressure chamber is achieved, this can be something under certain circumstances Maintain a longer discharge stroke become.
  • the pressure chamber can be designed in the manner of a squeeze container be and preferably directly to the media chamber be connected.
  • Media chamber can be designed as a somewhat thick-walled cylinder and a thin-walled jacket as a pressure chamber connect, which after filling the media chamber with the medium to be discharged, inserting the piston and filling the Pressure chamber with the pressure fluid e.g. through a weld is closed.
  • the donor can be taken out produce very few parts, namely the media and Pressure chamber forming base part, the piston and possibly a Use in the media chamber with the outlet opening Formation of a spray nozzle interacts.
  • the base part it is advantageous to injection mold the base part to produce, in the injection mold at the same time or different plastics or plastic variants in succession for different areas of the molded body be injected. So the cylinder section from one made of harder, i.e. more rigid plastic, while a softer, more flexible plastic for the pressure chamber section is chosen. Both should advantageously be of the same Type of plastic, only with different hardness settings, in order to enable species-specific disposal. This is because of the lack of other materials, such as Metals or the like, possible with the invention in any case.
  • the discharge opening can be closed by valves which can be either pressure or path operated.
  • valves which can be either pressure or path operated.
  • the discharge opening can simultaneously form a spray nozzle with a snap-off closure to close.
  • Fig. 1 shows a number of several side by side and with each other contiguous donor of the same type 11.
  • Dispensers are disposable dispensers that act as pump atomizers are trained. They each have a housing forming base part 12, which, like all other parts of the Dispensers can be made of plastic injection molding.
  • a deposed cylindrical pump-cylinder unit 13 of the base part 12 forms a media chamber 20 on one side, at its end completed by an end face 14.
  • An outlet opening 15 Located in this in the middle is an outlet opening 15 which forms a nozzle closed by a molded snap-off closure 16 is.
  • This snap-off closure is subsequent to that in the End wall 14 provided outlet opening together with the base part 12 injection molded nozzle, which has a very thin, but tightly closing the outlet opening Wall is molded around the outlet opening.
  • a Handle disc 29 enables the manual opening of the outlet opening by unscrewing this snap lock 16.
  • a spherical insert 17 is in the cylinder section 13 pressed in up to the spherical cap-shaped end wall 14 enough. Together with the wall of the base part, it borders Flow channels 18 from. By running along the front wall Grooves in the front wall become spiral Swirl channels 19 are formed. They stand with the flow channel 18 in connection.
  • the swirl channels 19 give one through the Flow channel flowing liquid has a swirl at the nozzle-shaped outlet opening 15 for a fine atomization in an atomizing cone.
  • the pump cylinder unit 13 is designed in two stages and has a discharge cylinder 46 closer to the outlet opening 15 with a smaller diameter and a subsequent one Drive cylinder 47 with a much larger diameter.
  • the Diameter difference can preferably be 1: 1.5 to 1: 4 amount, which corresponds to the area ratio generated pressure change approximately two to sixteen times can be.
  • a piston 21 is guided, which one in the narrower discharge cylinder 46 inserted piston portion 56, which has a conical shaft section 32 a piston sleeve 57 with the larger diameter connected is.
  • This piston sleeve is sealing against the Inner wall of the pump cylinder section 47.
  • the piston is cup-like hollow, the inner opening of the media chamber points to a complete discharge of the contained therein Medium 24 not to hinder.
  • the piston surface 14 facing the insert is from the adapted for the same reason to the shape of the insert, i.e. spherical cap.
  • the piston 21 can be made of a flexible plastic, possibly rubber-like material and has on the outside some circumferential ribs or sealing lips that make it relative firmly seated and tight in the pump cylinders. He closes the media chamber 20 tightly and ensures that the medium therein, e.g. one pharmaceutical effective liquid, sealed against all external influences is.
  • the volume of the pressure chamber 22 is somewhat larger than the volume to be deployed the media chamber 20.
  • the pressure chamber 22 is straight through one side Welding or sealing seam 30 similar to a tube closure locked.
  • the cylinder and pressure chamber sections 13, 28 injection molded in one piece, but exist through a two-component spraying process made of plastics different properties (cylinder and media chamber: harder; Pressure chamber: softer). The plastics go with it a cohesive connection, so that the base part as is to be described in one piece.
  • Fig. 1 shows in dashed lines that the more rigid plastic also in the pressure chamber section 28 web-like stiffening elements 60 can form from the cylinder unit 13 to close run to the final weld. You are on the provided flatter sides of the elliptical pressure chamber wall and ensure a distribution due to their greater rigidity the pressure applied by two fingers.
  • the in 1 left dispenser shows a window 61 in dash-dot lines the stiffening element 60, which connects it to the Hinge-like cylinder unit made more flexible. This can also achieved through bending points of reduced material thickness become.
  • the also through the two-component spray technology stiffening elements are created by the flexible Wandungsetti23 like a bellows with each other connected.
  • the dispenser 11 projects beyond the dispensers adjacent to it a connecting web 26 in connection, which has a predetermined breaking point is connected to the base part. All basic parts a series of adjacent dispensers 11 made together in one piece in the plastic injection molding process and so remain, if necessary on one opposite Smaller number of dispensers per packaging unit separated up to the consumer.
  • the unit is the side by side Dispenser base parts 12 first with the Insert 17 provided. Then the medium 24 is in the media chamber filled and the piston 21 in the pump cylinder section 13 used.
  • the pressure chamber 22 with the pressure fluid 25 filled Because this, if it's a liquid, none has a different task than the application of a hydraulic one Pressure, it can be any liquid, mostly water for simplicity. According to the conditions However, other liquids or additives can also be used in it, for example for frost protection. Then all pressure chambers are welded on the weld 13 sealed. This creates a Magazine of several donors lying next to each other, everyone for themselves, are completely closed.
  • the consumer can use one of the external ones Separate the magazine's donors by going back and forth Bending the predetermined breaking point 27 destroyed. First removed the user closes the lock so that the outlet opening 15 is released. The outlet nozzle can also by a Tear-off film must be closed. Then he presses with two Fingers on the correspondingly marked printing areas 31 the pressure chamber and thus puts the pressure fluid 25 under Print. This pressure has a significant effect on the lower one in FIG. 1 larger effective drive piston surface 65 of the piston 21 and drives this after overcoming a static friction adhesive effect upwards, whereby the medium 24 in the media chamber 20 a builds up appropriate pressure. The medium can through the Flow channel 18 and the swirl channels 19 to the outlet opening flow and be atomized there. The much smaller one Discharge piston surface 14 of the discharge piston part 56 is generated thereby a correspondingly higher pressure in the media chamber 20th
  • a hole 41 in the area between the cylinders prevents one Compression of trapped air when actuated.
  • the movement of the piston 21 only begins after assembly a sufficient pressure in the pressure chamber and accordingly the media chamber. If the piston friction in the pump cylinder 13 is not sufficient to be sufficient Building up high initial pressure could result in the cylinder wall for example, a lead or a slight circumferential Bead to be present for sufficient inhibition worries. Normally, the friction is enough, which is also much greater than the sliding friction during the pump stroke, by after the start of the piston movement the medium may be a piston lubrication can work.
  • the dispenser consists of only three plastic parts (base part 12, insert 17 and piston 21). You can use plastics of a comparable type and are therefore species-specific work up again. The pressure fluid that will mostly be water can, does not bother.
  • Fig. 1 dispenser shows a side hole 71 in Discharge piston section 56, the piston interior and thus the pressure chamber with the piston outside in one place connects between two sealing lips. If the top one Insert the next sealing lip towards the end of the discharge stroke the channel 18 extending into the media chamber 20 pressure fluid 25, e.g. Air flowing out of the nozzle and thus also take away and discharge the last remnants of the medium. This means full use of the under certain circumstances very expensive medium possible. The user also notices on the decreasing back pressure that the discharge stroke has ended.
  • FIGS. 1 and 2 shows the embodiment 3 the following differences:
  • the pressure chamber section 28 which is attached to the pump cylinder section 13 connects, is in the manner of a tube jacket or a hot water bottle, i.e. he has one on the side circumferential seam or flat spot and in its surfaces are two domed, for example spherical cap Bulges 40.
  • the material is so elastic but still true to form that it reacts "like a frog" i.e. with pressure over a dead center into the opposite Bulge snaps.
  • the pressure chamber section 28 is also filled with the pressure fluid 25.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Food-Manufacturing Devices (AREA)

Abstract

Ein Spender (11) mit einer Sprühdüse (15) enthält eine Medienkammer (20) mit dem auszugebenden Medium (24). Der das Medium (24) fördernde Pumpenkolben (21) wird hydraulisch durch den Druck einer Druckflüssigkeit (25) betätigt, der manuell durch Druck auf eine als Quetschflasche oder Quetschbeutel ausgebildete Druckkammer (28) aufgebracht wird. Es können mehrere Spender in Form einer Kette gemeinsam hergestellt und vertrieben werden. <IMAGE>

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Für das Ausgeben von Medien, insbesondere pharmazeutischen oder kosmetischen Produkten sind zahlreiche Arten von Spendern, z.B. Zerstäuber, entwickelt worden. Sie arbeiten meist mit manuellem Antrieb für einen Pumpenkolben, der das Medium unter den zum Austrag nötigen Druck setzt. Insbesondere für sehr teure und genau zu dosierende Pharmazeutika sind Einmal-Dosierer entwickelt worden, bei denen der Behälter für das Medium gleichzeitig die Pumpenkammer ist und der Behälterverschluß der Pumpenkolben. Ein solcher Zerstäuber ist aus der DE-A-44 12 041 bekannt. Zum manuellen Antrieb ist dabei der Medienbehälter in einer Hülse aufgenommen, auf die der Benutzer drückt und den Pumpenkolben unmittelbar mechanisch bewegt.
Das Zusammenwirken des manuellen Antriebs mit der speziellen Ausgabefunktion, beispielsweise einer Zerstäubung, ist dabei nicht unter allen Umständen zu gewährleisten. So muß sichergestellt sein, daß der Benutzer mit relativ gleichmäßigem Druck über den ganzen Kolbenhub einwirkt, um eine zuverlässige und gleichmäßige Zerstäubung sicherzustellen. Ferner wäre es, insbesondere für derartige Einmaldosierer, zweckmäßig, die Zahl der bewegten Teile und ihre Fertigungsanforderungen herabzusetzen.
Für das Ausbringen von pastösen Produkten, z.B. Zahnpasta, ist es bekannt, Behälter mit darin laufenden Trennkolben zu verwenden (DE 44 20 594 A; DE 82 22 355 U; US 3,184,120 A; DE 43 08 397 A; DE 82 20 965 U). Diese werden teilweise durch Luftdruck angetrieben.
AUFGABE UND LÖSUNG
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Spender für strömungsfähige Medien, insbesondere zur Zerstäubung von Flüssigkeiten zu schaffen, der bei einfachem Aufbau und einfacher Bedienbarkeit Voraussetzungen für einen gleichmäßigen Medienaustrag schafft.
Diese Aufgabe wird durch einen Spender mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Er kann anschließend an die gleichzeitig die Pumpenkammer bildende Medienkammer eine teilweise zusammendrückbare Druckkammer aufweisen, die mit einem Druckfluid, vorzugsweise einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, gefüllt ist und den gleichzeitig als Medienkammerverschluß dienenden Pumpenkolben unter Druck setzt.
Da für eine wirksame Zerstäubung ein gewisser Mindestdruck erforderlich ist, sollte sichergestellt sein, daß dieser möglichst vom Anfang bis zum Ende des Austragvorganges aufrecht erhalten wird. Dazu kann der Kolben im Ruhezustand eine vorbestimmte Hemmung aufweisen, die überwunden werden muß, um den Kolben in Bewegung zu setzen, während der Laufwiderstand zur Fortführung des Austragvorganges geringer sein kann. Dies kann durch entsprechende Materialwahl von Kolben und Medienkammerwandung sowie die Pressung zwischen Kolben und Medienkammerwanderung geschehen. Es ist jedoch auch möglich, gewisse mechanische Hemmungen einzubauen, beispielsweise eine umlaufende Rippe in der Medienkammerwand, eine Schnappvorrichtung o. dgl.
Als Druckfluid sind außer Flüssigkeiten auch andere strömungsfähige Medien, beispielsweise Gase, wie Luft, geeignet, die zwar aufgrund ihrer Kompressibilität keine so direkte Übertragung der Kräfte ermöglichen wie Flüssigkeiten, dafür aber aufgrund dieser Kompressibilität einen Druckspeicher bilden, der nach Überwindung der Haftreibung des Kolbens eine vollständige und zügige Durchführung des Hubes sicherstellt, also eine Druckpunktfunktion wie vorher beschrieben.
Die Erfindung ermöglicht es, zur Betätigung des Spenders eine hydraulische Übersetzung vorzunehmen. Dazu hat der Kolben unterschiedliche wirksame Kolbenflächen zur Medien- und Druckkammer. Mit einem relativ geringen Druck in der Druckkammer kann ein entsprechend höherer Druck in der Medienkammer erzeugt werden.
Zum Sicherstellen eines ausreichenden Anfangsdruckes kann die Druckkammer eine manuell zu betätigende Schnappvorrichtung aufweisen. Es kann z.B. durch Wölbung der Wandung der Druckkammer die Wirkung eines "Schnappfrosches" erzielt werden. Dies kann zur Erzeugung eines sehr kurzzeitigen schlagartigen Ausgabevorganges benutzt werden. Es ist auch möglich, das Druckfluid als eine Kombination von kompressiblen und inkompressiblen Medien zu wählen, indem beispielsweise in eine Flüssigkeit ein gewisses Gasvolumen ("Luftblase") mit eingelagert wird. Wenn dann beispielsweise durch eine "Schnappfroschwirkung" ein schlagartiger Druckaufbau in der Druckkammer erreicht wird, kann dieser über den unter Umständen etwas länger dauernden Austraghub weitgehend aufrecht erhalten werden.
Die Druckkammer kann nach Art eines Quetschbehälters ausgebildet sein und vorzugsweise direkt an die Medienkammer angeschlossen werden. Es ist beispielsweise möglich, die Medienkammer als einen etwas dickwandigeren Zylinder auszuführen und daran einen dünnwandigeren Mantel als Druckkammer anzuschließen, der nach Befüllung der Medienkammer mit dem auszutragenden Medium, Einsetzen des Kolbens und Befüllen der Druckkammer mit dem Druckfluid z.B. durch eine Schweißnaht geschlossen wird. Auf diese Weise läßt sich der Spender aus sehr wenigen Teilen herstellen, nämlich einem die Medien- und Druckkammer bildenden Basisteil, dem Kolben sowie ggf. einem Einsatz in der Medienkammer, der mit der Austrittsöffnung zur Bildung einer Sprühdüse zusammenwirkt.
Es ist vorteilhaft, das Basisteil im Zwei-Komponenten-Spritzguß herzustellen, bei dem in der Spritzgußform gleichzeitig oder nacheinander verschiedene Kunststoffe oder Kunststoff-Varianten für verschiedene Bereiche des geformten Körpers eingespritzt werden. So kann der Zylinderabschnitt aus einem härteren, also gestaltfesteren Kunststoff bestehen, während für den Druckkammerabschnitt ein weicherer, flexibler Kunststoff gewählt wird. Vorteilhaft sollten beide von der gleichen Kunststoffart, nur mit unterschiedlicher Härteeinstellung, sein, um eine artenreine Entsorgung zu ermöglichen. Diese ist wegen des Fehlens von anderen Materialien, wie Metallen o. dgl., bei der Erfindung in jedem Falle möglich.
Die Austragöffnung kann durch Ventile verschlossen sein, die entweder druck- oder wegbetätigt sein können. Für Einmal-Dosierer ist es jedoch ausreichend, die Austragöffnung, die gleichzeitig eine Sprühdüse bilden kann, mit einem Abbrechverschluß zu verschließen.
Es ist somit möglich, einen Spender herzustellen, der sehr einfach aufgebaut ist. Es ist sogar möglich, diesen in Form eines Streifens aus mehreren zusammenhängenden Spendern herzustellen, die an ihren Basisteilen mittels einer Sollbruchstelle miteinander verbunden sind. Dies erleichtert nicht nur die Herstellung und den Transport in der Fülleinrichtung, sondern ermöglicht es auch, mehrere Chargen von Pharmazeutika für den Benutzer sinnvoll zusammengefaßt zu verpacken, der sich dann jeweils eine Charge abbrechen kann.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
eine teilgeschnittene Seitenansicht einer mehrere Spender enthaltenden Verpackungseinheit,
Fig. 2
eine Teil-Draufsicht auf die Spender nach Fig. 2, und
Fig. 3
einen Axialschnitt durch eine andere Ausführungsform des Spenders.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS NACH FIG. 1 UND 2
Fig. 1 zeigt eine Reihe mehrerer nebeneinander und miteinander zusammenhängender gleichartiger Spender 11. Bei den Spendern handelt es sich um Einmal-Dosierer, die als Pumpenzerstäuber ausgebildet sind. Sie weisen je ein ein Gehäuse bildendes Basisteil 12 auf, das, wie alle übrigen Teile des Spenders, aus Kunststoff-Spritzguß bestehen kann. Eine abgesetzte, zylindrische Pumpenzylinder-Einheit 13 des Basisteils 12 bildet an einer Seite eine Medienkammer 20, an ihrem Ende durch eine Stirnfläche 14 abgeschlossen. In dieser befindet sich mittig eine eine Düse bildende Auslaßöffnung 15, die durch einen angespritzten Abbrech-Verschluß 16 verschlossen ist. Dieser Abbrech-Verschluß ist anschließend an die in der Stirnwand 14 vorgesehene Auslaßöffnung mit einem zusammen mit dem Basisteil 12 gespritzten Stutzen versehen, der über eine sehr dünne, aber die Auslaßöffnung dicht verschließende Wandung rund um die Auslaßöffnung angespritzt ist. Eine Griffscheibe 29 ermöglicht die manuelle Öffnung der Auslaßöffnung durch Abdrehen dieses Abbrechverschlusses 16.
In den Zylinder-Abschnitt 13 ist ein kugelförmiger Einsatz 17 eingepreßt, der bis an die kugelkalottenförmige Stirnwand 14 reicht. Zusammen mit der Wandung des Basisteils grenzt er Strömungskanäle 18 ab. Durch entlang der Stirnwand verlaufende Nuten in der Stirnwand, werden spiralig verlaufende Drallkanäle 19 gebildet. Sie stehen mit dem Strömungskanal 18 in Verbindung. Die Drallkanäle 19 geben einer durch den Strömungskanal fließenden Flüssigkeit einen Drall, der an der düsenförmigen Auslaßöffnung 15 für eine feine Zerstäubung in einem Zerstäubungskegel sorgt.
Die Pumpenzylindereinheit 13 ist zweistufig ausgebildet und hat einen der Austrittsöffnung 15 näheren Austragzylinder 46 mit geringerem Durchmesser und einen daran anschießenden Antriebszylinder 47 mit wesentlich größerem Durchmesser. Der Durchmesserunterschied kann vorzugsweise 1:1,5 bis 1:4 betragen, wodurch die dem Flächenverhältnis entsprechend erzeugte Druckveränderung ca. das zwei- bis sechzehnfache betragen kann. Darin ist ein Kolben 21 geführt, der einen in den engeren Austragzylinder 46 eingeführten Kolbenabschnitt 56 aufweist, der über einen konischen Schaftabschnitt 32 mit einer Kolbenmanschette 57 mit dem größeren Durchmesser verbunden ist. Diese Kolbenmanschette liegt abdichtend an der Innenwand des Pumpenzylinderabschnitts 47 an. Der Kolben ist napfartig hohl, wobei die innere Öffnung von der Medienkammer hinwegweist, um einen vollständigen Austrag des darin enthaltenen Mediums 24 nicht zu behindern.
Die dem Einsatz zugewandte Kolbenfläche 14 ist aus dem gleichem Grunde der Einsatzform angepaßt, also kugelkalottenförmig. Der Kolben 21 kann aus einem flexiblen Kunststoff, ggf. gummiartigem Material bestehen und hat an der Außenseite einige umlaufende Rippen oder Dichtlippen, die ihn relativ fest sitzend und dicht in den Pumpenzylindern führen. Er schließt die Medienkammer 20 dicht ab und sorgt dafür, daß das darin befindliche Medium, z.B. eine pharmazeutisch wirksame Flüssigkeit, gegenüber allen Außeneinflüssen abgeschlossen ist.
Der an die Zylindereinheit 13 anschließende Druckkammerabschnitt 28 des Basisteils 12 ist, wie Fig. 2 zeigt, im Querschnitt zu seinem Ende hin zunehmend elliptisch und mit geringerer Dicke der Druckkammerwandung 23 ausgeführt. Er schließt eine Druckkammer 22 ab, die mit einem Druckfluid 25, beispielsweise Wasser, gefüllt ist. Das Volumen der Druckkammer 22 ist um einiges größer als das auszubringende Volumen der Medienkammer 20. An der der Austragöffnung entgegengesetzten Seite ist die Druckkammer 22 durch eine gerade Schweiß- bzw. Siegelnaht 30 ähnlich einem Tubenverschluß verschlossen. Wie erwähnt, sind Zylinder- und Druckkammerabschnitt 13, 28 zwar einteilig gespritzt, bestehen aber durch ein Zwei-Komponenten-Spritzverfahren aus Kunststoffen unterschiedlicher Eigenschaften (Zylinder und Medienkammer: härter; Druckkammer: weicher). Die Kunststoffe gehen dabei eine stoffschlüssige Verbindung ein, so daß der Basisteil als einstückig zu bezeichnen ist.
Fig. 1 zeigt strichliert, daß der gestaltfestere Kunststoff auch im Druckkammer-Abschnitt 28 stegartige Versteifungselemente 60 bilden kann, die von der Zylindereinheit 13 bis nahe an die abschließende Schweißnaht verlaufen. Sie sind auf den flacheren Seiten der eliptischen Druckkammerwandung vorgesehen und sorgen durch ihre größere Steifheit für eine Verteilung der durch zwei Finger aufgebrachten Druckkraft. Der in Fig. 1 linke Spender zeigt strichpunktiert ein Fenster 61 in dem Versteifungselement 60, das dessen Verbindung mit der Zylindereinheit scharnierartig flexibler gestaltet. Dies kann auch durch Biegestellen geringerer Materialdicke erreicht werden. Die ebenfalls durch die Zwei-Komponenten-Spritztechnik erzeugten Versteifungselemente werden durch die flexiblen Wandungselemente23 nach Art eines Blasebalgs miteinander verbunden.
Der Spender 11 steht mit den ihm benachbarten Spendern über einen Verbindungssteg 26 in Verbindung, der über eine Sollbruchstelle mit dem Basisteil verbunden ist. Alle Basisteile einer Reihe von nebeneinanderliegenden Spendern 11 sind gemeinsam einstückig im Kunststoffspritzgußverfahren hergestellt und verbleiben so auch, ggf. auf eine gegenüber dem Herstellungszustand kleinere Anzahl von Spendern je Verpackungseinheit abgetrennt, bis zum Verbraucher.
FUNKTION DER AUSFÜHRUNGSFORM FIG. 1 UND 2
Zur Herstellung bzw. Befüllung wird die Einheit der nebeneinanderliegenden Spender-Basisteile 12 zuerst mit dem Einsatz 17 versehen. Danach wird das Medium 24 in die Medienkammer eingefüllt und der Kolben 21 in den Pumpenzylinderabschnitt 13 eingesetzt.
Anschließend wird die Druckkammer 22 mit dem Druckfluid 25 gefüllt. Da dieses, wenn es eine Flüssigkeit ist, keine andere Aufgabe hat, als die Aufbringung eines hydraulischen Druckes, kann es sich um eine beliebige Flüssigkeit handeln, der Einfachheit halber meist Wasser. Entsprechend den Bedingungen können jedoch auch andere Flüssigkeiten oder Zusätze darin verwendet werden, beispielsweise zum Frostschutz. Anschließend werden alle Druckkammern durch Zuschweißen an der Schweißnaht 13 dicht verschlossen. Damit entsteht ein Magazin mehrerer nebeneinander liegender Spender, die, jeder für sich, völlig dicht geschlossen sind.
Zur Benutzung kann der Verbraucher jeweils einen der äußeren Spender des Magazins vereinzeln, indem er durch Hin- und Herbiegen die Sollbruchstelle 27 zerstört. Zuerst entfernt der Benutzer den Abbrechverschluß, so daß die Auslaßöffnung 15 freigegeben wird. Die Auslaßdüse kann auch durch eine Abreißfolie verschlossen sein. Danach drückt er mit zwei Fingern auf die entsprechend gekennzeichneten Druckflächen 31 der Druckkammer und setzt damit das Druckfluid 25 unter Druck. Dieser Druck wirkt auf die in Fig. 1 untere wesentlich größere wirksame Antriebskolbenfläche 65 des Kolbens 21 und treibt diesen nach Überwindung einer Ruhereibungs-Haftwirkung nach oben, wodurch das Medium 24 in der Medienkammer 20 einen entsprechenden Druck aufbaut. Das Medium kann durch den Strömungskanal 18 und die Wirbelkanäle 19 zur Auslaßöffnung strömen und dort zerstäubt werden. Die wesentlich kleinere Austragskolbenfläche 14 des Austragskolbenteils 56 erzeugt dadurch einen entsprechend höheren Druck in der Medienkammer 20.
Ein Loch 41 im Bereich zwischen den Zylindern verhindert eine Kompression dazwischen eingeschlossener Luft bei der Betätigung. Die Bewegung des Kolbens 21 setzt erst nach Aufbau eines ausreichenden Druckes in der Druckkammer und dementsprechend der Medienkammer ein. Falls die Reibung des Kolbens in dem Pumpenzylinder 13 nicht ausreicht, um einen ausreichend hohen Anfangsdruck aufzubauen, könnte in der Zylinderwand beispielsweise ein Vorsprung oder eine geringe umlaufende Wulst vorhanden sein, die für eine ausreichende Hemmung sorgt. Normalerweise reicht aber die Ruhreibung schon aus, die ja auch dadurch wesentlich größer als die Gleitreibung während des Pumpenhubes ist, durch nach Beginn der Kolbenbewegung das Medium unter Umständen als eine Kolbenschmierung wirken kann.
Es ist zu erkennen, daß auf diese Weise die in der Medienkammer 20 enthaltene Flüssigkeit bis auf die geringen Volumina der Kanäle 18, 19 vollständig ausgegeben werden kann.
Der Spender besteht aus nur drei Kunststoffteilen (Basisteil 12, Einsatz 17 und Kolben 21). Sie können aus Kunststoffen vergleichbarer Art aufgebaut werden und sind somit artenrein wieder aufzuarbeiten. Das Druckfluid, das meist Wasser sein kann, stört nicht.
Der in Fig. 1 rechte Spender zeigt ein seitliches Loch 71 im Austragkolbenabschnitt 56, das das Kolbeninnere und damit die Druckkammer mit der Kolbenaußenseite an einer Stelle zwischen zwei Dichtlippen verbindet. Wenn die obere, dem Einsatz nächste Dichtlippe gegen Ende des Austragshubes über den bis in die Medienkammer 20 ragenden Kanal 18 gelaufen ist, kann das Druckfluid 25, z.B. Luft, aus der Düse strömen und damit auch letzte Reste des Mediums mitnehmen und austragen. Damit ist eine vollständige Nutzung des unter Umständen sehr teuren Mediums möglich. Ferner merkt der Benutzer an dem nachlassenden Gegendruck, daß der Austraghub zu Ende ist.
BESCHREIBUNG UND FUNKTION DER AUSFÜHRUNGSFORM FIG. 3
Bei im übrigen gleichem und hier nicht nochmals beschriebenen Aufbau und Wirkungsweise wie Fig. 1 und 2 weist die Ausführungsform nach Fig. 3 folgende Unterschiede auf:
Der Druckkammerabschnitt 28, der sich an den Pumpenzylinderabschnitt 13 anschließt, ist nach Art eines Tubenmantels oder einer Wärmflasche geformt, d.h. er hat eine seitlich umlaufende Naht oder derartig ausgebildete Flachstelle und in seinen Flächen zwei gewölbte, beispielsweise kugelkalottenförmige Ausbauchungen 40. Das Material ist dabei so elastisch aber dennoch formhaltig, daß es "springfroschartig" reagiert, d.h. bei Druck über einen Totpunkt in die entgegengesetzte Wölbung schnappt. Der Druckkammerabschnitt 28 ist ebenfalls mit dem Druckfluid 25 gefüllt.
FUNKTION AUSFÜHRUNGSFORM FIG. 3
Herstellung und Befüllung ist wie bei Fig. 1 und 2. Zur Betätigung drückt der Benutzer auf die gewölbte Wandung 40 des Druckkammerabschnitts 28, so daß diese auf einer Seite umschnappt und sich flach in die entsprechende Höhlung der anderen Seite legt. Dadurch wird nach Überwindung dieses durch die "Springfrosch-Charakteristik" des Druckkammerabschnittes erzeugten Druckpunktes, das Druckfluid 25 unter einen entsprechenden Druck gesetzt und bewegt die Kolbeneinheit 21 in Fig. 3 aufwärts. Infolge der wesentlich größeren Fläche dieses Kolbenabschnitts 57 als der Fläche 41 des Kolbenabschnitts 56 im Medienkammerbereich wird die Kraft entsprechend den Flächenverhältnissen verstärkt und das Medium mit einem erhöhten Druck aus der Düse 15 ausgegeben. Durch eine Entlüftungsbohrung 41 kann die Luft aus dein Raum oberhalb des Antriebskolbenabschnitts 57 entweichen.

Claims (10)

  1. Spender für strömungsfähige Medien (24), insbesondere zur Zerstäubung von Flüssigkeiten,
    1.1 mit einer das Medium (24) enthaltenden Medienkammer (20),
    1.2 einer Austrittsöffnung (15) aus der Medienkammer und
    1.3 einer mit einem Druckfluid (25) gefüllten Druckkammer (22), sowie
    1.4 einer in einer zwischen der Medienkammer (20) und der Druckkammer angeordneten Zylindereinheit (13) einen Betätigungshub ausführenden Kolbeneinheit (21) zum Austrag des Mediums (24),
    1.5 wobei der Antrieb des Kolbens (21) mittels des manuell unter Druck zu setzenden, auf eine Antriebs-Kolbenfläche (65) der Kolbeneinheit wirkenden Druckfluids (25) erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet,
    1.6 dass der Medienkammer (20) ein Austragzylinder (46) und
    1.7 der Druckkammer (22) ein Antriebszylinder (47) mit grösserer wirksamer Zylinderfläche als der des Austragszylinders (46) zugeordnet ist und
    1.8 dass die Kolbeneinheit nach Art eines Stufenkolbens ausgebildet ist,
    1.8.1 dessen der Medienkammer (20) zugewandte Austrags-Kolbenfläche (14) eine wesentlich kleinere Fläche als die Antriebs-Kolbenfläche (65) aufweist.
  2. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (22) in ihrem ausserhalb des Antriebszylinders liegenden Betätigungsteil (28), vorzugsweise seitlich, zusammendrückbar ist.
  3. Spender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbeneinheit (21) im Ruhezustand gegenüber ihrem Laufwiderstand während des Betätigungshubes eine vorbestimmte Hemmung hat.
  4. Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckfluid kompressibel ist.
  5. Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbeneinheit (21) am Ende ihres Betätigungshubes einen Verbindungskanal (43, 44) von der Druckkammer (22) zur Austrittsöffnung (15), ggf über die Medienkammer (20), freigibt.
  6. Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (15) als Dralldüse mit Drallkanälen (19) ausgebildet ist, die vorzugsweise in einer inneren Stirnwand (14) der Medienkammer (24) eingeformt sind und von einem insbesondere als Kugel ausgebildeten Medienkammer-Einsatzteil begrenzt werden.
  7. Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkammer (22) eine Schnappvorrichtung zugeordnet ist, die einer manuellen Zusammendrückung der Betätigungsteils der Druckkammer einen erhöhten Anfangswiderstand entgegensetzt, wobei vorzugsweise die Schnappvorrichtung durch eine gewölbte Wandungsausbildung (40) einer elastischen Druckkammerwandung gebildet ist.
  8. Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsteil der Druckkammer (22) nach Art eines Quetschbehälters ausgebildet ist.
  9. Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eines folgender Merkmale:
    9.1 die Druckkammer (22) und die Medienkammer (20) sowie die zugehörigen Zylinder (46, 47) bestehen aus einem einstückigen Kunststoff-Formteil, das im Zwei-Komponenten-Spritzverfahren unterschiedlicher Charakteristika hergestellt ist;
    9.2 die Medienkammer (20) und die Zylindereinheit (13) bestehen aus einem gestaltfesteren Kunststoffmaterial und die Wandung (23) des Betätigungsteils (28) der Druckkammer (22) zumindest teilweise aus einem flexibleren Kunststoffmaterial;
    9.2.1 Versteifungselemente (49) aus dem gestaltfesteren Material verlaufen längs des Betätigungsteils (28) und sind durch Wandungsabschnitte ( ) aus dem flexibleren Material miteinander verbunden;
    9.2.2 zwischen den Versteifungselementen und der Zylindereinheit (46,47) sind die Versteifungselemente zur Bildung einer scharnierartigen Biegestelle mit reduziertem Querschnitt ausgebildet;
    9.3 die Druckkammer weist an ihrem Ende eine flache Schweißnaht (30) auf;
    9.4 der als Einmal-Spender ausgebildete Spender besteht nur aus folgenden Bauteilen, nämlich einem die Medien- und Druckkammer (20, 22) sowie die Zylindereinheit (44, 46) bildenden Basisteil (12), der Kolbeneinheit (21) sowie ggf. einem Einsatz (17) in der Medienkammer (20), der mit der Austrittsöffnung (15) zur Bildung einer Sprühdüse zusammenwirkt;
    9.5 mehrere Spender (11) werden mit ihren Basisteilen (12) zusammenhängend, insbesondere durch Kunststoffspritzguß, hergestellt und vorzugsweise in dieser Form befühlt, fertiggestellt und vertriebsbereit gemacht, wobei ggf. Verbindungsabschnitte (26) zwischen den Spendern (11) eine Sollbruchstelle (27) enthalten.
  10. Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (15) durch einen Abbrechverschluß (16) verschlossen ist.
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