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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung betrifft einen pharmazeutischen Spender mit einem Gehäuse, einem Mediumspeicher, einer Austragöffnung sowie einen Verbindungskanal, der den Mediumspeicher mit der Austragöffnung verbindet. Ein gattungsgemäßer Spender weist weiterhin eine Erfassungseinrichtung auf, die im Bereich des Verbindungskanals angeordnet ist und zur Erfassung des im Verbindungskanal strömenden Mediums ausgebildet ist.
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Gattungsgemäße Spender werden zum Austrag pharmazeutischer Medien, insbesondere pharmazeutischer Flüssigkeiten, genutzt. Insbesondere betrifft die Erfindung solche gattungsgemäßen Spender, die als Inhalatoren ausgebildet sind und der Erzeugung eines vernebelten Mediumstroms zum Zwecke der Inhalation dienen.
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Bei gattungsgemäßen Spendern ist eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, die in der Lage ist, in Reaktion auf einen Austragvorgang diesen zu erkennen und elektronisch zu verarbeiten bzw. als Signal zur elektronischen Verarbeitung an eine Verarbeitungseinrichtung weiterzugeben. Diese Verarbeitung kann insbesondere darauf abzielen, die erfolgten Austragvorgänge zu zählen, um abschätzen zu können, wie viele Austragvorgänge mit dem Spender bzw. dem im Spender eingesetzten Mediumspeicher noch möglich sind. Diese Information ist für Patienten von großer Wichtigkeit, um abschätzen zu können, ob sie mit der verbleibenden Menge pharmazeutischen Mediums auskommen oder einen neuen Spender bzw. einen neuen Mediumspeicher für den Spender benötigen.
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Aus dem Stand der Technik ist es insbesondere bekannt, die manuelle Betätigung des Spenders selbst zu erfassen und zu zählen. Es hat sich jedoch in der Vergangenheit gezeigt, dass eine solche Erfassung nachteilig sein kann, da es hierbei sowohl zu ungezählten Austragvorgängen als auch zu gezählten Betätigungsvorgängen, die keinen Austrag verursacht haben, kommt.
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Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, nicht die Verlagerung mechanischer Teile des Spenders zu erfassen, welche im Zuge eines Austragvorgangs gegeneinander verlagert werden, sondern stattdessen eine physikalische Größe zu erfassen, die unmittelbar im Zusammenhang mit dem ausströmenden Medium steht. Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2013 214 601 B3 ist ein solcher Spender bekannt, bei dem im Bereich des Verbindungskanals eine Druckkammer vorgesehen, die abschnittsweise durch eine verformbare Membran begrenzt wird. Wenn das Medium durch den Verbindungskanal strömt, erhöht es hier den Druck und lenkt die Membran somit aus. Diese Auslenkung wird zur Betätigung eines Tasters genutzt, dessen Betätigung wiederum vom Zählwerk gezählt wird.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Spender dahingehend weiterzubilden, dass dieser besonders zuverlässig eine Auswertung der Austragvorgänge gestattet.
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Erfindungsgemäß ist hierfür vorgesehen, dass der Verbindungskanal mit einer Druckkammer kommunizierend verbunden ist. Die Erfassungseinrichtung umfasst eine Membran, die diese Druckkammer zumindest abschnittsweise begrenzt und durch einen Druckanstieg in der Druckkammer auslenkbar ist. Die erfindungsgemäß vorgesehene Membran umfasst einen elektrisch leitfähigen Verbindungsabschnitt, der so in die Membran integriert oder an dieser befestigt ist, dass er bei einer Auslenkung der Membran gemeinsam mit dieser ausgelenkt wird.
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Die Erfassungseinrichtung ist zum Zusammenwirken mit diesem Verbindungsabschnitt ausgebildet und verfügt hierfür über mindestens eine elektrische Gegenkontaktfläche, gegenüber der der membranseitige Verbindungsabschnitt durch Druckbeaufschlagung der Membran verlagerbar ist. Die Gegenkontaktfläche und der Verbindungsabschnitt an der Membran sind zueinander so angeordnet, dass durch die druckbedingte Verformung der Membran ein Kontakt zwischen dem leitfähigen Verbindungsabschnitt einer Membran und der Gegenkontaktfläche geschaffen oder getrennt werden kann.
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Bei einem erfindungsgemäßen pharmazeutischen Spender ist somit vorgesehen, dass im Bereich des Verbindungskanals, durch den das Medium in Richtung der Austragöffnung strömt, eine Druckkammer vorgesehen ist, die entweder abgezweigt von einem Hauptkanal mit diesem kommunizierend verbunden ist oder unmittelbarer Teil des Verbindungskanals ist. Diese Druckkammer wird an einer Seite durch die reversibel verformbare elastische Membran verschlossen, welche hierdurch eine Veränderlichkeit des Innenvolumens der Druckkammer ermöglicht. Strömt Medium durch den Verbindungskanal, erhöht sich der Druck innerhalb der Druckkammer und die Membran wird ausgelenkt.
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Der gemeinsam mit der Membran bewegte Verbindungsabschnitt ist elektrisch leitfähig und dadurch in der Lage, ein Schaltsignal zuzulassen, wenn er infolge der Auslenkung oder der Rückkehr aus dem ausgelenkten Zustand mit der Gegenkontaktfläche in Kontakt kommt oder sich von ihr löst. Anders als beim Ausführungsbeispiel der eingangs genannten
DE 10 2013 214 601 B3 muss kein mit einem separaten Rückstellmittel wie einer Feder versehener Taster betätigt werden. Stattdessen wird der für den Schaltimpuls erforderliche Strom unmittelbar durch die Membran bzw. den mit der Membran mitbewegten Verbindungsabschnitt geleitet. Dies erhöht die Erfassungssicherheit, da bereits ein geringerer Druck zum zuverlässigen Erzeugen eines Impulses ausreichen kann.
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Die genannte Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung verbunden, die insbesondere als elektronisches Zählwerk ausgebildet sein kann. Diese Auswerteeinrichtung stellt zwei Signalleitungen zur Verfügung. Die Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise dafür ausgebildet, ausgehend von einer elektrischen Trennung dieser beiden Signalleitungen eine zustande kommende Verbindung der Signalleitungen als Impuls zu interpretieren und in Reaktion hierauf einen Auswertevorgang, insbesondere einen Zählvorgang, durchzuführen. Statt dem Verbinden der zuvor getrennten Signalleitungen kann auch das Trennen der zuvor verbundenen Signalleitungen in dieser Art ausgewertet werden.
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Eine besonders vorteilhafte Gestaltung der Erfassungseinrichtung sieht vor, dass diese zwei elektrische Gegenkontaktflächen aufweist, die mit jeweils einer der beiden Signalleitungen der elektrischen Auswerteeinrichtung verbunden sind. Diese Gegenkontaktflächen sind zueinander ortsfest und zunächst gegeneinander elektrisch getrennt ausgebildet. Sie sind derart angeordnet, dass sie durch Auslenkung des membranseitigen elektrisch leitfähigen Verbindungsabschnitts elektrisch miteinander verbunden werden können. Alternativ können sie auch durch die Rückkehr des elektrisch leitfähigen Verbindungsabschnitts aus dem ausgelenkten Zustand der Membran miteinander verbunden werden. Die Membran bzw. der hieran vorgesehene Verbindungsabschnitt agiert bei einer solchen Gestaltung als elektrische Brücke.
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Bei einer hierzu alternativen Gestaltung ist die elektrische Gegenkontaktfläche mit einer Signalleitung verbunden, während die andere Signalleitung dauerhaft mit der Membran bzw. dem daran vorgesehenen Verbindungsabschnitt verbunden ist. Anders als bei der vorangegangenen Gestaltung, bei der der Verbindungsabschnitt bestimmungsgemäß mit beiden Gegenkontaktflächen in Kontakt kommt und dann als Brücke agiert, muss bei der letztgenannten Variante der membranseitige Verbindungsabschnitt durch die Auslenkung nur mit einer Gegenkontaktfläche in Kontakt gelangen. Mit der anderen Signalleitung ist der membranseitige Verbindungsabschnitt permanent gekoppelt, so dass ein Verarbeitungs- oder Zählimpuls bereits durch den Kontakt des membranseitigen Verbindungsabschnitts mit der nur einen Gegenkontaktfläche erfolgt.
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Um die Membran in der beschriebenen Art und Weise zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähig zu machen, sind mehrere Gestaltungsmöglichkeiten zweckmäßig. Gemäß einer ersten Variante ist die Membran mehrlagig ausgebildet und umfasst mindestens eine Kunststoffschicht und mindestens eine hiervon unterschiedliche elektrisch leitfähige Verbindungsschicht, die den leitfähigen Verbindungsabschnitt bildet. Durch die Zwei- oder Mehrlagigkeit kann die Membran alle gestellten Anforderungen besonders gut erfüllen. Die leitfähige Verbindungsschicht kann bei geringem Widerstand den gewünschten Kontakt bilden, während die vorzugsweise nicht leitfähige Kunststoffschicht im Hinblick auf die Verformungseigenschaften und Rückstelleigenschaften der Membran optimiert sein kann. Bei einer solchen zwei- oder mehrlagigen Membran erstreckt sich die Verbindungsschicht über die Gesamtfläche der Membran.
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Bei einer zweiten Alternative ist die Membran lediglich in einem Kontaktbereich mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungsabschnitt versehen, welcher beispielsweise in Art eines kleinen Metallplättchens vorliegen könnte, welches durch eine Klebeverbindung mit der Membran verbunden ist oder von dieser umspritzt ist.
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Eine dritte Alternative sieht vor, dass die Membran mindestens eine Schicht aus einem elektrisch intrinsisch leitfähigen Kunststoff aufweist oder als Ganzes aus einem solchen gefertigt ist. Solche intrinsisch leitfähigen Kunststoffe bedürfen keines Zusatzes, um eine elektrische Verbindung zu schaffen. Allerdings weisen sie einen vergleichsweise hohen spezifischen Widerstand auf, so dass die elektronische Auswerteeinrichtung eine vergleichsweise hohe Empfindlichkeit aufweisen muss.
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Statt eines intrinsisch leitfähigen Kunststoffs ist es auch möglich, einen als reinen Kunststoff nicht leitfähigen Kunststoff durch leitfähige Füllstoffe insgesamt leitfähig zu machen. Dies kann beispielsweise durch die Einlagerung von Graphit erfolgen.
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Die Membran kann als separates Bauteil ausgebildet sein, welches in Randbereichen mit dem Gehäuse des Spenders verbunden wird, um eine vom Gehäuse nicht verschlossene Öffnung der Druckkammer zu verschließen. Besondere Vorteile im Hinblick auf die Dichtheit und die Herstellungskosten lassen sich erzielen, wenn nicht verformbare Abschnitte des Gehäuses, insbesondere nicht auslenkbare Wandungen der Druckkammer und/oder des Verbindungskanals einerseits und die Membran oder zumindest eine Schicht der Membran andererseits einstückig aus einem übereinstimmenden Kunststoff gefertigt sind. Die Auslenkbarkeit der Membran wird in diesem Falle durch die Dünnwandigkeit des Kunststoffs erzielt. Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, das Gehäuse oder zumindest Teilabschnitte des Gehäuses einerseits und die Membran andererseits durch Mehrkomponentenspritzguss einstückig zu fertigen. Hierbei werden in einem zweistufigen Spritzgussvorgang mit veränderlicher Kavität Gehäuseabschnitte und die Membran aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt. In einem Kontaktbereich schmilzt der zweite Kunststoff jedoch den ersten auf, so dass es zu einer besonders innigen und dichten Verbindung kommt. Der Mehrkomponentenspritzguss ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Membran zumindest teilweise aus einem intrinsisch leitfähigen Kunststoff oder aus einem durch Füllstoffe leitfähig gemachten Kunststoff besteht.
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Membranen sind grundsätzlich am einfachsten herzustellen, indem diese extrudiert werden, woraus sich eine einheitliche Membrandicke ergibt. Besonders von Vorteil ist es jedoch, wenn die Membran durch Kunststoffspritzguss oder ein anderes Verfahren hergestellt wird, welches es gestattet, die Membrane mit einer unterschiedlichen Dicke zu versehen oder sie mit mindestens einer Sicke zu versehen. Durch ein Abweichen der Membran von der gleichbleibenden Dicke oder der rein ebenen Form lassen sich Versteifungen und/oder Bereiche erleichterter Verformbarkeit schaffen, welche zu einem definierteren Verformen der Membran beitragen können. Hierdurch wird es erleichtert, die Membran flächig mit der Gegenkontaktfläche oder den Gegenkontaktflächen in Kontakt zu bringen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen, welche anhand der Figuren erläutert werden. Hierbei zeigen:
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1 den Grundaufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spenders in teilgeschnittener Ansicht,
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2A und 2B eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Austragvorgängen vor und während eines Austragvorgangs,
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3 zwei auf einer Platine angeordnete Gegenkontaktflächen zum Zusammenwirken mit einer Membran des Spenders der 1 bis 2B,
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4A bis 4E verschiedene Ausgestaltungen der Membran des Spenders der 1 bis 3 und
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5A, 5B und 6 eine weitere Variante mit nur einer Gegenkontaktfläche, gegenüber derer die Membran beweglich ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt in schematischer Ansicht einen erfindungsgemäßen Spender 10. Dieser ist als Inhalationsspender ausgebildet. Solche Spender werden üblicherweise als MDI oder PMDI bezeichnet.
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Der Spender 10 verfügt über ein Gehäuse 20, in das eine Containereinheit 80 eingesetzt ist. Diese Containereinheit 80 ihrerseits verfügt über einen Mediumspeicher 82 sowie einen Auslassstutzen 84, der gegenüber dem Mediumspeicher 82 verlagerbar ist und im Zuge einer solchen Verlagerung eine abgemessene Mediummenge durch einen Austrittskanal im Auslassstutzen 84 abgibt. Die Containereinheit 80 ist von oben in das Gehäuse 20 eingeschoben, so dass der Auslassstutzen 84 in eine bodenseitige Aufnahme 30 hineinragt. Durch Niederdrücken des Mediumspeichers 82 in Richtung des Pfeils 2 kann somit ein Austragvorgang bewirkt werden, der dazu führt, dass Medium aus dem Mediumspeicher 82 durch eine Austragöffnung 32 der Aufnahme ausgegeben wird. Dies geschieht, während der Benutzer durch ein Mundstück 22 des Gehäuses 20 einatmet. Das durch die Austragöffnung 32 abgegebene Medium vermengt sich mit der durch den Benutzer eingesogenen Luft und gelangt so bestimmungsgemäß in die Lunge des Benutzers.
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Der Spender 10 verfügt über eine Erfassungseinrichtung 40 und eine Auswerteeinrichtung 90, welche als elektrisches Zählwerk ausgebildet ist. Dieses Zählwerk 90 erhält von der Erfassungseinrichtung 40 einen Zählimpuls, wenn Medium aus dem Mediumspeicher 82 zur Austragöffnung 32 gefördert wird. Durch das Zählen der Austragvorgänge und das Darstellen des aktuellen Standes auf einem Display 91 ist es dem Benutzer möglich, die verbleibende Füllmenge im Mediumspeicher 82 abzuschätzen und somit zu vermeiden, unerwarteter Weise kein Medium mehr zur Verfügung zu haben.
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Die 2A und 2B zeigen die Erfassungseinrichtung 40 in vergrößerter Form. Wie den genannten Figuren zu entnehmen ist, ist innerhalb der Aufnahme 30 für den Auslassstutzen 84 ein Verbindungskanal 50 vorgesehen. Dieser verfügt über eine abgezweigte Druckkammer 52, in welcher der Druck steigt, wenn in der in 2B dargestellten Weise Medium aus dem Auslassstutzen 84 zur Austragöffnung 32 strömt.
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Die Druckkammer 52 wird auf einer Seite durch eine Membran 60 begrenzt, welche in der in 2 dargestellten Weise verformt wird, wenn ein Überdruck in der Druckkammer 52 gegeben ist. Außenseitig der Druckkammer ist eine Platine 70 vorgesehen. Auf dieser in 3 nochmals dargestellten Platine 70 sind zwei Kontaktflächen 72, 74 angebracht, die mit jeweils einer Signalleitung 92, 94 verbunden sind, welche ihrerseits in nicht näher dargestellter Weise mit der Auswerteeinrichtung 90 gekoppelt sind. Die metallischen Kontaktflächen 72, 74 sind kammartig verschränkt angeordnet, so dass jeweils mehrere Teilabschnitte dieser Kontaktflächen unmittelbar zueinander benachbart sind. Dabei sind die Kontaktflächen jedoch voneinander galvanisch getrennt.
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Die Membran 60 ist zumindest an ihrer in Richtung der Kontaktflächen 72, 74 weisenden Seite elektrisch leitfähig ausgebildet. Wenn die Membran in der in 2B verdeutlichten Art ausgelenkt wird, legt sie sich an die kammartig verschränkten Kontaktflächen 72, 74 an und verbindet diese. Hierdurch werden die Signalleitungen 92, 94 verbunden. Dies kann durch die Auswerteeinrichtung 90 erfasst werden und in Reaktion hierauf ein Zählschritt vorgenommen werden. Der aktualisierte Wert, der Auskunft über die bereits abgegebenen oder noch verbleibenden Dosen im Mediumspeicher 82 gibt, wird anschließend auf dem Display 91 dargestellt.
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Dadurch, dass die Membran selbst den Kontakt schließt und ein mechanisches Einwirken auf weitere Komponenten zum Zwecke der Verlagerung derselben nicht vorgesehen ist, wird ein sehr zuverlässiges Zählen durch die Auswerteeinrichtung 90 möglich.
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Die 4A bis 4E zeigen verschiedene Varianten der Druckkammer 52 und der die Druckkammer abschließenden Membran 60. Jeweils gestrichelt dargestellt ist die Form der Membran im ausgelenkten Zustand.
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Bei der Gestaltung gemäß 4A findet eine als Ganzes leitfähige Membran 60 Verwendung, die vorzugsweise von Wandungsabschnitten des Gehäuses 20 umspritzt ist, welche aus einem nicht leitfähigen Kunststoff gefertigt sind. Die als Ganzes leitfähige Membran 60 der 4A kann durch Ausgestaltung aus einem intrinsisch leitfähigen Kunststoff erzielt werden. Auch ist es möglich, einen an sich nicht leitfähigen Kunststoff durch Additive/Füllstoffe leitfähig zu machen. Hierfür kommen beispielsweise eingelagerte Metallpartikel in Frage.
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Bei der Variante gemäß 4B ist die Membran 60 zweilagig ausgebildet. Eine zur Druckkammer hin weisende Lage 60a der Membran besteht aus nicht leitfähigem Kunststoff und dient insbesondere als elastisch verformbarer Träger für die außenseitige Lage 60b, welche elektrisch leitfähig ist, beispielsweise da sie aus leitfähigem Metall besteht. Bei den beiden Lagen 60a, 60b kann es sich um isoliert hergestellte Lagen handeln, die zu einer Verbundmembran zusammengefügt wurden. Zweckmäßig kann es auch sein, eine solche Membran dadurch herzustellen, dass die leitende Lage 60b auf der Trägerlage 60a abgeschieden wird, beispielsweise durch Bedampfen.
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Bei der Ausgestaltung der 4C ist wiederum eine als Ganzes leitfähige Membran 60 vorgesehen, deren Besonderheit jedoch darin liegt, dass ein zentrischer Bereich 61 dieser Membran durch eine ringförmige Verdickung 62 umgeben ist. Dies führt zu einer Versteifung, die auf die Form der Membran 60 im ausgelenkten Zustand Einfluss nimmt. Wie der 4C zu entnehmen ist, wird der zentrische Bereich 61 durch eine solche Versteifung weitgehend unverformt ausgelenkt. Dies erleichtert es, zuverlässig erfassbaren flächigen Kontakt der Membran 60 mit den beiden Kontaktflächen 72, 74 zu schaffen.
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Die Ausgestaltung der 4D weist ähnlich jener der 4B eine Membran mit Abschnitten aus verschiedenen Materialien auf. Allerdings ist hier der leitfähige Bereich der Membran nicht durch eine die gesamte Membran überdeckende Membranlage geschaffen, sondern durch einen nur zentrisch an der Membran 60 vorgesehenen Verbindungsabschnitt 63, der beispielsweise in Art eines kleinen Metallplättchens ausgebildet sein kann. Dieses Metallplättchen 63 kann mit einem elastisch auslenkbaren Abschnitt der Membran verklebt sein oder stattdessen in diesem eingebettet sein. Auch hierdurch wird eine vorteilhafte Versteifung erzielt.
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4E ist eine Variante zu der Gestaltung der 4D. Auch hier findet ein Metallplättchen 63 Anwendung. Die Besonderheit bei der Ausgestaltung gemäß 4E liegt darin, dass die Membran 60 im Übrigen einstückig mit den umgebenden Abschnitten des Gehäuses 20 ausgebildet ist und aus identischem Material besteht. Nur durch die Dünnwandigkeit der Membran wird die gewünschte Auslenkbarkeit erzielt.
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Neben den dargestellten Varianten ist auch eine Vielzahl von Kombinationen denkbar.
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Weiterhin ist neben der Einstückigkeit der Membran bzw. von Abschnitten der Membran mit dem umgebenden Gehäuse gemäß 4E auch möglich, statt der dort verwendeten identischen Materialien für die Membran und das umgebende Gehäuse unterschiedliche Materialien zu verwenden, die im Zweikomponentenspritzguss stoffschlüssig und innig zusammengefügt werden. Dies bietet sich insbesondere bei Nutzung von elektrisch leitfähigen Kunststoffen für die Membran an, wie es im Falle der 4A und 4C vorgesehen ist.
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Die 5A bis 6 zeigen eine alternative Gestaltung. Bei dieser alternativen Gestaltung ist auf der Leiterplatte 70 nur eine Kontaktfläche 72 vorgesehen, welche mit der Signalleitung 92 verbunden ist. Die andere Signalleitung 94 ist dagegen über einen kurzen Verbindungsabschnitt 95 dauerhaft mit der Membran 60 verbunden, welche in gleicher Weise, wie in den 4A bis 4E gezeigt, ausgebildet sein kann. Der Kontakt, welcher durch die Auswerteeinrichtung 90 zum Zählen der Austragvorgänge erfasst wird, wird somit unmittelbar zwischen der Membran 60 einerseits und der Kontaktfläche 72 geschaffen. Hierdurch wird es möglich, die Kontaktfläche 72 vergleichsweise groß und ununterbrochen auszugestalten, so dass eine nochmals erhöhte Zuverlässigkeit in Hinblick auf die durch Membranverformung erzielte galvanische Kopplung der Signalleitungen 92, 94 erzielt wird.
