Gefässverschluss mit federndem Abstandhalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gefässverschluss mit federndem Abstandhalter, der insbesondere zum Verschliessen von Röhrchen und Fläschchen für stückige Arzneimittel wie Tabletten, Kerne, Dragees u. dgl. bestimmt ist. Solche Verschlüsse, die meist als Stopfen oder Schraubkappen ausgebildet sind, besitzen üblicherweise angeformte oder eingesetzte Abstandhalter, die eine rüttelfreie Lagerung des Gefässinhaltes auf dem Wege vom Herstel ler oder Abfüller bis zum Endverbraucher bezwekken. Derartige Stopfen und Abstandhalter bestehen meist aus weichelastischem Kunststoff, für pharmazeutische Zwecke aus weichmacherfreiem naturelastischem Kunststoff wie Polyäthylen.
In der Regel handelt es sich um Abstandhalterstopfen mit schraubenlinienartig gewundenen Abstandhalterstegen, deren freie Enden durch Ringe oder Scheiben oder sonstwie untereinander verbunden sind.
Bei den bekannten Abstandhalterverschlüssen ist die für ein einwandfreies Arbeiten der Abstandhalterfortsätze zulässige Länge begrenzt. Sie beträgt meist nur etwa das Doppelte der üblichen Schaftlänge der Stopfen, so dass der Abstandhalter lediglich um etwa die Stopfenschaftlänge über den Stopfenschaft hinausragt. Diese Länge reichte nur für den jeweiligen speziellen Anwendungsfall aus, die Toleranzen in der Höhe der Tablettensäule oder des sonstigen Inhalts im Gefäss für eine rüttelfreie Lagerung des Inhaltes zu überbrücken. Zum Zwecke einer Rationalisierung durch Typenbegrenzung, durch Vereinfachung der Lagerhaltung und durch Fertigung in grossen Stückzahlen sowie durch Einsatz automatischer Einrichtungen ist es aber erwünscht, nur wenige Gefässtypen und Gefässgrössen für möglichst viele Arten und Mengen an Verpackungsgut zu verwenden.
Die rüttelfreie Lagerung des Gefässinhaltes verlangt dann vom Abstandhalter die Überbrückung sehr viel grösserer Leerräume über dem Behälterinhalt.
Die bekannten schraubenlinienförmig gewundenen Abstandhalterfüsse genügen diesen Anforderungen nicht. Die Schraubenlinien der Abstandhalterfüs- se sind sehr steilgängig, um den gewünschten Lagerdruck zu erzielen. An beiden Enden sind die Abstandhalterstege je unter sich verbunden, nämlich einerseits am Stopfengrund durch den Stopfenboden, bzw. bei zweiteiligen Verschlüssen mit eingesetztem Abstandhalter stopfenseitig durch den Einsetzring bzw. die Einsatzscheibe, und andererseits am behälterseitigen Abstandshalterende durch die dort vorhandene Verbindung. Die Querschnitte der Abstandhalterfüsse sind aus Raumgründen in radialer Richtung schmal, dagegen in tangentialer Richtung breit, um bei den verwendeten hochelastischen Werkstoffen zusammen mit der Steilgängigkeit der Schraubenlinie den erwünschten Lagerdruck zu erzielen.
Der axiale Druck auf die Stege zwischen Stopfengrund und Stegendenverbindung bewirkt infolgedessen nicht nur das schraubenfederartige Nachgeben der Stege, sondern wegen der Steilgängigkeit der Stege und des in radialer Richtung geringen Trägheitsmomentes des Stegquerschnittes auch ein seitliches Ausbiegen der Stege. Dies begrenzt die Länge des Abstandhalters, insbesondere bei kleinen Stopfen, bei denen der im Hohlraum des Stopfenschaftes zur Verfügung stehende geringe Platz es nicht zulässt, zur Verminderung der Steilgängigkeit mehr als zwei Stege anzuordnen.
Da der Stopfenschaft die Stege am seitlichen Ausbiegen hindern und das schraubenfederartige Einspielen erzwingen muss, ist die Länge hier begrenzt. Denn wenn die Stege zu lang gemacht werden, findet eine Führung durch den Stopfen schaft nicht mehr statt, sondern stattdessen ein Hinwegbiegen der Stege über den Öffnungsrand des Stopfenschaftes. Bisher konnte deshalb ein brauchbares Funktionieren des Abstandhalterverschlusses nur dann erreicht werden, wenn der Abstandhalterfortsatz entsprechend kurz gehalten war.
Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil und liefert einen Abstandhalterverschluss mit schraubenlinienförmig gewundenen Stegen, bei dem die erwünschte wesentliche Verlängerung des Abstandhalters bei einwandfreier Funktion desselben ermöglicht ist.
Der erfindungsgemässe Gefässverschluss mit federndem Abstandhalter, der vorzugsweise aus naturelastischem Kunststoff wie Polyäthylen besteht und insbesondere für die rüttelfreie Verpackung von Tabletten oder Dragees o. dgl. bestimmt ist und der in bekannter Weise schraubenförmig gewundene Abstandhalterstege besitzt, die an ihren gefässeitigen Enden untereinander verbunden sind, ist gemäss dem Grundgedanken der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege auf dem Windungsabschnitt zwischen ihrem verschlusseitigen Ende und ihrem gefässeitigen Ende zusätzlich noch mindestens einmal untereinan der verbunden sind. Die Abstandhalterstege stützen sich dadurch beim Zusammenfedern gegenseitig ab und werden besser in den Stopfenschaft hineingeführt.
Die zusätzliche Verbindung der gewundenen Abstandhalterstege untereinander kann auf etwa halber Höhe der Stege vorgenommen sein. Bei besonders langen Abstandhalterstegen ist es zweckmässig, die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege etwa in den endseitigen Viertelpunkten ihrer Höhe untereinander zu verbinden, weil dies die Funktionstüchtigkeit des Abstandhalters verbessert.
Die zusätzliche Stegverbindung kann ähnlich wie die endseitige Stegverbindung ringförmig oder auch scheibenförmig sein, sie kann aber auch auf jede andere geeignete Weise vorgenommen sein.
Die Stegwindung der schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege kann an den zusätzlichen Verbindungsstellen der Stege einen flacheren Steigungswinkel als in der Mitte der Windungsabschnitte besitzen, die durch die zusätzlichen Verbindungsstellen geschaffen sind. Es hat sich erwiesen, dass dann die gewundenen Abstandhalterstege trotz der zusätzlichen Verbindungsstellen ein besonders gutes Federungsvermögen besitzen.
Die Erfindung ermöglicht eine Verlängerung des Abstandhalters ohne Beeinträchtigung seiner Funktionstüchtigkeit, weil, dadurch dass die gewundenen Abstandhalterstege zusätzlich untereinander verbunden sind, etwa durch einen Ring oder unter Umständen auch durch eine Scheibe oder sonstwie, der Widerstand gegen seitliches Ausbiegen durch die gegenseitige Unterstützung der Stege vergrössert wird.
Eine zusätzliche Verlängerung des Abstandhalters ist dadurch möglich, dass man zusätzliche Abstandhalterfortsätze bekannter Art auf der gefässeitigen Verbindung der Abstandhalterenden anordnet, beispielsweise gerade axial gerichtete Füsschen mit abgebogenen Enden oder schraubenlinienförmig gewundene oder windschief stehende Füsschen.
Durch die Erfindung wird auch bei einem sehr langen Abstandhalter, dessen Länge also in bezug auf die Schaftlänge des Verschlusses gross ist, erreicht, dass die schraubenlinienförmig gewundenen Stege beim Zusammendrücken ein schraubenfedermässiges Spiel ausführen. Dabei wird erstrebt, die Steigung der Stegwindung zu Lasten der Anzahl der Abstandhalterstege so gering wie möglich zu halten.
Die untere Grenze ist gegeben einerseits durch den Raum, der für das federnde Zusammenlegen der Stege verfügbar ist, und andererseits durch den für die rüttelfreie Lagerung des Gefässinhaltes erforderlichen Druck des Abstandhalters auf den Gefässinhalt.
Das bei einer Verlängerung der Abstandhalterstege bestehende Bestreben zum seitlichen (radialen) Ausbiegen der Abstandhalterstege bei sehr steilgängigem Verlauf und entsprechender Länge derselben begrenzt die mögliche Länge der einzelnen Ab stand- halterabschnitte. Eine vorzugsweise Weiterbildung der Erfindung bezweckt deshalb eine Vergrösserung des statischen Trägheitsmomentes des Stegquerschnittes gegenüber einer seitlichen Ausbiegung, und zwar ohne Beeinträchtigung des für die Federkraft des Abstandhalters massgebenden Trägheitsmomentes. Diese Forderung kann dadurch erfüllt werden, dass an der Mitte des sich im wesentlichen tangential erstreckenden Stegquerschnittes ein radialer Schenkel angeordnet wird, also durch einen T-förmigen Querschnitt des Steges.
Bei der Anordnung eines radialen Schenkels an einem oder beiden Querschnittsenden, also durch einen winkel- oder U-förmigen Querschnitt, würde jedoch auch das für die Federung massgebende Trägheitsmoment erhöht, weshalb dann entweder die tangentiale Erstreckung des Stegquerschnitts zu verringern oder die Steigung der Stege zu vermindern ist. Beide Massnahmen begünstigen eine zulässige Verlängerung der Stegabschnitte und verbessern das Schraubenfederspiel der Abstandhalterstege.
Im gleichen Sinne können auch andere geeignete Querschnittsformen der Abstandhalterstege benutzt werden. Aus fertigungstechnischen Gründen sind linsenförmige, quasi-halbkreisförmige, quasi-kreisför mige. mondsichelförmige und ähnliche Querschnitte der Abstandhalterstege vorteilhaft, welche die erstrebte Verlängerung des Abstandhalters gestatten und trotzdem das schraubenfederartige Spiel der Abstandhalterstege wahren.
Die erfindungsgemässen Gefässverschlüsse werden bei Gefässen für pharmazeutischen Inhalt vorzugsweise aus Hochdruckpolyäthylen (Weichpolyäthylen) hergestellt, und zwar mit Rücksicht auf die Abdichtung, die Kraftwirkung auf die Gefässe und die Anstrengung zum Öffnen des Verschlusses sowie wegen des neutralen Verhaltens gegenüber dem Gefässinhalt. Brauchbar sind aber auch noch andere flexible und elastische Kunststoffe wie Niederdruck Polyäthylen (Hartpolyäthylen), Polypropylen, Polyamid u. a. Bei Verwendung der erfindungsgemässen Verschlüsse für technische Zwecke und starkwandigere Gefässe oder solche aus Werkstoffen höherer Festigkeit können die Verschlüsse aus den genannten elastischen Kunststoffen höherer Festigkeit bzw. Zähigkeit sowie aus weichmacherhaltigen Kunststoffen wie Polyvinylchlorid (PVC) u. a. hergestellt werden.
Die Verwendung von härteren elastischen Werkstoffen kann zur Verminderung der Querschnitte der Abstandhalterstege und zur Verringerung der Steigung der Schraubenlinie der Stege ausgenutzt werden, was zu Abstandhaltern führt, die sich stärker den Schraubenfedern aus Stahl nähern und noch grössere Abstandhalterlängen zulassen. Sofern für den eigentlichen Stopfenteil ein weicheres Material wie z. B.
Weichpolyäthylen verwendet werden muss, lässt sich eine grössere Abstandhalterlänge dadurch erreichen, dass man in den weichelastischen Stopfenteil einen Abstandhalter aus härterem Kunststoff einsetzt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele, bei denen es sich um Abstandhalterverschlüsse in Stopfenform handelt, die aber auch als Schraubverschlüsse ausgebildet sein könnten:
Die Fig. 1 zeigt teilweise im Vertikalschnitt einen als Hohl stopfen ausgebildeten Abstandh alterverschluss mit einem in zwei Abschnitte unterteilten federnden Abstandhalter aus drei schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstegen im entspannten Zustand.
Die Fig. 2 zeigt teilweise im Vertikalschnitt einen als Hohistopfen ausgebildeten Abstandhalterverschluss mit einem in zwei Abschnitte unterteilten konischen Abstandhalter aus drei schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstegen im entspannten Zustand.
Die Fig. 3 zeigt teilweise im Vertikalschnitt einen als Hohlstopfen ausgebildeten Abstandhalterverschluss mit einem in drei Abschnitte unterteilten federnden Abstandhalter aus drei schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstegen im entspannten Zustand.
Die Fig. 4 zeigt teilweise im Vertikalschnitt einen als Hohlstopfen ausgebildeten Abstandhalterverschluss mit einem in zwei Abschnitte unterteilten eingesetzten Abstandhalter aus drei in besonderer Weise schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstegen im entspannten Zustand.
Die Fig. 5 bis 7 verdeutlichen verschiedene Querschnitts ausführungen für die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege.
Bei den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um Hohlstopfen 1 aus naturelastischem Kunststoff wie Polyäthylen. Am Stopfenboden 2 sind innen schraubenförmig gewundene Abstandhalterstege 3 angeordnet. Die gefässeitigen Enden 4 der Abstandhalterstege 3 sind untereinander bzw. miteinander durch eine direkt angespritzte Verbindung 5, die hier ringförmig bzw. scheibenförmig ist, verbunden. Auch an ihren verschlusseitigen Enden 7 sind die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege 3 ebenfalls untereinander bzw. miteinander verbunden, und zwar entweder dadurch, dass die Abstandhalterstege direkt am Stopfenboden 2 innen angespritzt sind, oder aber durch einen ange spritzten Teller 8 o. dgl., mit dem der federnde Abstandhalter in die Höhlung des Stopfens 1 eingesetzt ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 besteht der federnde Abstandhalter aus drei schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstegen 3, die der Einfachheit und Klarheit der Darstellung halber nur als Bänder gezeichnet sind. An ihren verschlusseitigen Enden 7 sind die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege 3 an einem Teller 8 angespritzt, mit dem der federnde Abstandhalter in die Höhlung des Stopfens 1 eingesetzt ist. An ihren gefässeitigen Enden 4 sind die Abstandhalterstege 3 durch eine ringförmige Verbindung 5 untereinander verbunden.
Erfindungsgemäss sind die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege 3 auf dem Windungsabschnitt A zwischen ihrem verschlusseitigen Ende 7 und ihrem gefässeitigen Ende 4 zusätzlich noch einmal untereinander verbunden, und zwar bei diesem Ausführungsbeispiel auf etwa halber Höhe. Die zusätzliche Stegverbindung 5' ist hier ringförmig, sie kann aber auch scheibenförmig sein. Durch die zusätzliche Stegverbindung 5' stützen sich die Ab stand- halterstege 3 beim Zusammenfedern gegenseitig ab und werden besser in den Stopfenschaft 1 hineingeführt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2, die prinzipmässig dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 entspricht, bilden die Schraubenlinien der Abstandhalterstege 3 einen Konus statt des Zylinders der Fig. 1.
Eine solche konische Ausbildung des federnden Abstandhalters, bei dem die zusätzliche Stegverbindung 5' wiederum in etwa halber Höhe vorgesehen ist, kann für die rüttelfeste Verpackung von Dragees und ähnlichen kleinstückigen Verpackungsgütern in Drageefläschchen vorteilhaft sein, weil es bei diesen auf ein möglichst grossflächiges Abstandhalterende ankommt, zu welchem Zweck an x gefässeitigen ringförmigen Stegverbindung 5 zusätzlich sternförmig kleine Zungen 6 angesetzt sind, die einen Üruckteller bilden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3, die wiederum prinzipmässig dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 entspricht, sind die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege 3 auf dem Windungsabschnitt A zwischen ihrem verschlusseitigen Ende 7 und ihrem gefässeitigen Ende 4 zusätzlich noch zweimal untereinander verbunden. Die zusätzlichen Stegverbindungen 5' sind etwa in den endseitigen Viertelpunkten der Höhe der Abstandhalterstege vorgesehen, weil dies bei besonders langen Abstandhalterstegen 3 die Funktionstüchtigkeit des Abstandhalters verbessert.
Auch dann, wenn die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege 3 auf dem Windungsabschnitt A zwischen ihrem verschlusseitigen Ende 7 und ihrem gefässeitigen Ende 4 mehrmals zusätzlich untereinander verbunden sind, können die zusätzlichen Stegverbindungen 5' ringförmig oder scheibenförmig oder teils ringförmig und teils scheibenförmig sein. Die schraubenförmigen Abstandhalterstege 3, die wiederum zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung lediglich als Bänder gezeichnet sind, sind bei diesem Ausführungsbeispiel verschlusseitig sofort am Boden 2 des Verschlusses 1 angespritzt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4 besteht der federnde Abstandhalter aus drei Abstandhalterstegen 3, deren Schraubenwindung von spezieller Art ist. An ihren verschlusseitigen Enden 7 besitzen die gewundenen Abstandhalterstege 3 einen direkt angespritzten deckelförmigen Teller 8, mit dem der federnde Abstandhalter in die Höhlung des Stopfens 1 eingesetzt ist. An ihren gefässeitigen Enden sind die Abstandhalterstege 3 durch eine scheibenförmige Verbindung 5 untereinander verbunden. In etwa halber Höhe ist eine zusätzliche Stegverbindung 5' vorgesehen, durch die sich die Abstandhalterstege 3 beim Zusammenfedern gegenseitig abstützen und besser in den Stopfenschaft 1 hineingefährt werden.
Die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege 3 besitzen an allen drei Stegverbindungen 5, 5' und 8, also sowohl am gefässeitigen Ende 4 als auch am verschlusseitigen Ende 7 sowie an der zusätzlichen Stegverbindung 5', einen flacheren Steigungswinkel als in der Mitte der betreffenden Windungsabschnitte a . Die schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege 3 sind also bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl an der gefässeitigen Verbindung 5 und dem verschlusseitigen Einsatzteller 8 als auch an der Zwischenverbindung 5' jeweils mit einem flacheren Steigungswinkel als dem Steigungswinkel in der Mitte des Windungsabschnittes a angespritzt.
Die Steigung der Schraubenlinie der Abstandhalterstege 3 ist also nicht nur an den beiden Abstandhalterenden 4 und 7 stark verringert, sondern auch an der Stelle der zusätzlichen Stegverbindung 5', um die Federung der Stege 3 an allen drei Verbindungsstellen zu verbessern. Statt einer ausgesprochenen Schraubenlinienform kann jeder Windungsabschnitt a an seinen Enden als lediglich abgerundeter oder abgeflachter Übergang vom mittleren Abschnittsteil zur Stegverbindung ausgeführt werden, wodurch schon eine bessere Nachgiebigkeit der Stegenden erreicht wird.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine T-förmige, eine U-förmige und eine winkelförmige Ausbildung des Querschnitts der schraubenförmig gewundenen Abstandhalterstege 3, was auch bei den Verlängerungsstegen 3' und 3" angewandt werden kann. Die Fig. 7 zeigt eine linsenförmige, kreisförmige und mondsichelförmige Querschnittsausbildung für die Ab stand- halterstege 3, was auch bei den Verlängerungsstegen 3' bzw. 3" anwendbar ist.
Die Erfindung ist nicht auf einen Abstandhalterverschluss in Stopfenform oder als Schraubverschluss beschränkt, sondern kann bei allen infrage kommenden Abstandhalterverschlüssen z. B. auch in Kappenform oder als Bajonettverschluss angewandt werden. Durch die Erfindung gelingt es, die verschiedensten Gefässverschlüsse mit federndem Abstandhalter aus Kunststoff oder anderen elastischen Werkstoffen in solcher Länge auszubilden, dass deren Abstandhalter auch noch kleinste Teile des Gefässinhaltes rüttelfrei lagern.