DE102019200027A1

DE102019200027A1 - Düseneinheit, Flüssigkeitsspender mit einer solchen Düseneinheit und Verfahren zur Herstellung solcher Düseneinheiten

Info

Publication number: DE102019200027A1
Application number: DE102019200027.4A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Greiner-Perth
Original assignee: Aptar Radolfzell GmbH
Current assignee: Aptar Radolfzell GmbH
Priority date: 2019-01-03
Filing date: 2019-01-03
Publication date: 2020-07-09

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung einer Düseneinheit für einen Flüssigkeitsspender sowie eine Düseneinheit, die die Merkmale aufweisen, die durch diese Verfahren erzielbar sind.Das Verfahren betrifft das Anbringen eines Filters (80) am Kunststoffträger (20). Hierbei wird in einem vorbereitenden Verfahrensschritt ein flächiges Filtermaterial (180) auf der Stirnfläche (20A) des Kunststoffträgers (20) positioniert. Erst nach dieser Positionierung und vorzugsweise nach einer thermischen Verbindung des Filtermaterials mit der Stirnfläche (20A) erfolgt in einem späteren Verfahrensschritt ein Trennvorgang, durch den das Filtermaterial (180) die Stirnfläche (20A) umgebend geschnitten wird, so dass der auf der Stirnfläche (20A) positionierte und vor Ort umlaufend geschnittene flache Filter (80) verbleibt.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft eine Düseneinheit für einen Flüssigkeitsspender sowie Verfahren zu deren Herstellung. Die Erfindung betrifft weiterhin auch einen Flüssigkeitsspender mit einer derartigen und derart hergestellten Düseneinheit.
Eine Düseneinheit im Sinne der Erfindung ist ein Bauteil eines Flüssigkeitsspenders, welches sich am Ende eines Flüssigkeitspfades befindet, entlang dessen die Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsspeicher des Flüssigkeitsspenders ausgetragen wird. Üblicherweise wird eine solche Düseneinheit zur Erzeugung eines Sprühstrahls verwendet, der dann beispielsweise in ein Mundstück zum Zwecke der Inhalation abgegeben wird.
Die Düseneinheit wird in ein Gehäuse des Flüssigkeitsspenders eingesetzt. Die zur Montage verwendeten Außenflächen der Düseneinheit werden durch einen Kunststoffträger gebildet. Dieser ist von einer Eingangsseite, von der die Flüssigkeit zuströmt, bis zu einer Ausgangsseite, an der die Abgabe erfolgt, von einem Düsenkanal durchdrungen.
Innerhalb des Düsenkanals ist üblicherweise eine Düsenplattenanordnung angeordnet, primär vorliegend eine Düsenplattenanordnung mit einer Vielzahl sehr kleiner Düsenöffnungen, durch die druckbeaufschlagte Flüssigkeit hindurchgedrückt wird. Hierdurch wird die Flüssigkeit in kleine oder kleinste Tröpfchen zerrissen, so dass beispielsweise ein rachen- oder lungengängiges Aerosol erzeugt wird.
Eine Düseneinheit der beschriebenen Art weist weiterhin eine Filteranordnung auf, die stromaufwärts der Düsenplatte angeordnet ist. Diese befreit die ausströmende Flüssigkeit vor der Düsenplatte von Bestandteilen der Flüssigkeit, die geeignet sein könnten, die Düsenöffnungen zu blockieren und dadurch den bestimmungsgemäßen Austrag zu verhindern.
Eine exemplarische Düseneinheit, die in Hinblick auf den Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Düseneinheit ähnelt, ist aus der WO 2015/194962 A1 bekannt. Die dort vorgestellte Düseneinheit verfügt über eine Düsenplatte und verschiedene Filterflächen, die durch thermoplastische Verformung eines Düsenkanals in diesem gehalten sind.
AUFGABE UND LÖSUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Düseneinheit zur Verfügung zu stellen, deren Filteranordnung eine einfache Anbringung an der Düseneinheit gestattet und insbesondere Verunreinigungen zwischen der Filteranordnung und der Düsenplatte während der Herstellung der Düseneinheit verhindert. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, hierfür geeignete Herstellungsverfahren zur Verfügung zu stellen.
Hierfür wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Anbringung eines Filters an einem Kunststoffträger einer Düseneinheit vorgeschlagen, welches vorzugsweise unter Nutzung eines Kunststoffträgers stattfindet, in dessen Düsenkanal bereits eine Düsenplattenordnung, insbesondere in Form einer einfachen Düsenplatte, vorzugsweise aus Metall, eingesetzt wurde.
Der genannte Filter dient dem Zweck, feste Bestandteile aus der auszutragenden Flüssigkeit nicht bis zur Düsenplattenordnung gelangen zu lassen, um ein Verstopfen der Düsenöffnungen zu verhindern.
Im Rahmen des Anbringungsverfahrens wird in einem vorbereitenden Verfahrensschritt ein flächiges Filtermaterial als Ausgangsmaterial auf der Stirnfläche des Kunststoffträgers positioniert. Erst nach dieser Positionierung erfolgt ein Trennvorgang, durch den das Filtermaterial die Stirnfläche umgebend geschnitten wird, so dass der auf der Stirnfläche positionierte und vor Ort umlaufend geschnittene flache Filter verbleibt.
Diese Vorgehensweise führt dazu, dass wirksam vermieden wird, dass im Zuge des Trennvorgangs auftretende Verunreinigungen in den Düsenkanal gelangen. Eine Änderung der Positionierung des Filters nach dem Trennvorgang ist nicht erforderlich. Die damit einhergehenden Verschmutzungsrisiken entfallen. Insbesondere wenn das Filtermaterial vor dem Trennen bereits mit dem Kunststoffträger verbunden worden ist, insbesondere mittels einer Schweißverbindung, werden derartige Verunreinigungen vollständig vermieden.
Der Trennvorgang kann mittels eines mechanisch wirkenden Werkzeugs wie einer Schneide erfolgen. Alternativ sind jedoch auch andere Trennverfahren verwendbar, beispielsweise Laserschneiden und Wasserstrahlschneiden.
Unter einem flachen Filter im Sinne der Erfindung wird ein flächiger Filter verstanden, dessen Dicke mindestens um Faktor 5 kleiner als sein Durchmesser ist. Als ein solcher Filter kommt grundsätzlich auch ein Tiefenfilter in Frage, also ein Filter der mittels einer porösen Struktur Verunreinigungen in seinem Inneren zurückhält. Besonders bevorzugt ist allerdings die Verwendung eines Membranfilters, also ein Filter, der Poren definierter Größe aufweist und Verunreinigungen an seiner Oberfläche zurückhält. Die Poren eines solchen Membranfilters weisen im Unterschied zu einem Tiefenfilter eine definierte Porengröße auf, die beispielsweise mittels eines Lasers oder eines Elektronenstrahl erzeugt sind.
Die Trenngrenze eines solchen Filters definiert die Größe von Teilchen, die mindestens zu 99,9% aus der Flüssigkeit herausgefiltert werden und die Düsenplattenanordnung dementsprechend nicht erreichen. Vorzugsweise ist der Filter dafür ausgebildet, mindestens 99,999% der Teilchen aus der Flüssigkeit herauszufiltern, die bezüglich ihrer Größe eine Gefahr für die Düsenöffnungen der Düsenplattenanordnung darstellen könnten, indem sie die Düsenöffnungen verschließen.
Das Verfahren ist insbesondere von Vorteil, wenn es gemeinsam für eine Mehrzahl von Düseneinheiten erfolgt. Dies bedeutet, dass im vorbereitenden Verfahrensschritt ein zusammenhängender flächiger Abschnitt des Filtermaterials auf den Stirnflächen von einer Mehrzahl von Kunststoffträgern der Düseneinheiten positioniert und hier vorzugsweise unmittelbar thermisch angebracht wird. Im Falle einer solchen thermischen Anbringung ist nach dem vorbereitenden Verfahrensschritt somit eine Vielzahl von Kunststoffträgern gemeinsam am gemeinsamen Abschnitt des Filtermaterials angebracht.
Im späteren Verfahrensschritt erfolgt dann der Trennvorgang, durch den das Filtermaterial die Stirnflächen umgebend geschnitten wird, so dass auf den Kunststoffträgern die auf den Stirnflächen positionierten und vorzugsweise jeweils umlaufend thermisch befestigten flachen Filter verbleiben.
Das genannte thermische Fügen des Filters an den Kunststoffträger erfolgt vorzugsweise mittels eines Laserschweißverfahrens oder mittels eines in Fügerichtung auf das Filtermaterial drückenden erhitzten Fügestempels.
Die thermische Befestigung des Filters an der Stirnseite des Kunststoffträgers ist nicht alternativlos. So ist es zusätzlich oder alternativ auch möglich dass nach dem Trennvorgang ein Klemmelement, vorzugsweise in Art eines Klemmrings, mit dem Kunststoffträger verbunden wird, so dass der flache Filter zwischen der Stirnfläche des Kunststoffträgers und dem Klemmelement klemmend gehalten ist. Diese klemmende Verbindung, die beispielsweise als radial oder axial wirkende Klemmverbindung gestaltet sein kann, wird im Zusammenhang mit der Düseneinheit selbst im Weiteren noch detaillierter erläutert.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch eine Düseneinheit, die vorzugsweise mittels des genannten Verfahrens hergestellt worden ist.
Eine solche Düseneinheit verfügt über einen Kunststoffträger, der von einer Eingangsseite bis zu einer Ausgangsseite von einem Düsenkanal durchdrungen ist. Der Kunststoffträger weist vorzugsweise eine zum Düsenkanal koaxial rotationssymmetrische Außenform auf, um während der Montage in einen Flüssigkeitsspender einfach handhabbar zu sein. In dem Düsenkanal der Düseneinheit ist vorzugsweise eine Düsenplattenanordnung angeordnet. Diese weist insbesondere vorzugsweise eine Vielzahl von Düsenöffnungen auf, vorzugweise mindestens 10, insbesondere vorzugsweise mindestens 30. Der mittlere Durchmesser dieser Düsenöffnungen liegt vorzugsweise zwischen 1 µm und 100 µm auf, insbesondere vorzugsweise zwischen 2 µm und 10 µm.
Der Kunststoffträger verfügt an der Eingangsseite des Düsenkanals über eine den Düsenkanal ringförmig umgebende Stirnfläche. Auf dieser Stirnfläche liegt ein flacher Filter auf, so dass er Flüssigkeit beim Eintritt in den Düsenkanal filtriert.
Dieser flache Filter ist am Kunststoffträger befestigt und derart angeordnet, dass die Flüssigkeit bereits vor Eintritt in den Düsenkanal gefiltert wird. Die Filtrierung der eintretenden Flüssigkeit dient insbesondere der Entfernung von Partikeln in der Flüssigkeit, die Düsenöffnungen einer Düsenplatte im Düsenkanal verschließen könnten.
Der Filter ist umlaufend dicht am Kunststoffträger angebracht. Bevorzugt ist hierbei insbesondere, dass der Filter den Einlass des Düsenkanals umgebend thermisch an der Stirnfläche des Kunststoffträgers angebracht ist. Insbesondere bei einer solchen Gestaltung ist es für die thermische Anbringung von Vorteil, wenn die Stirnfläche eine den Kunststoffträger in Richtung der Eingangsseite abschließende Fläche bildet, die durch keine anderweitigen Abschnitte des Kunststoffträgers überragt wird. Bei der thermischen Anbringung handelt es sich um einen Schweißvorgang, der insbesondere mittels eines Lasers oder eines heißen Prägestempels erfolgt.
Auch wenn vorzugsweise der Filter ohne weitere Montageteile per Schweißverbindung am Kunststoffträger befestigt ist, kann alternativ vorgesehen sein, dass der Filter stattdessen oder zusätzlich klemmend am Kunststoffträger angebracht sein, so dass sie dessen Stirnfläche und den Eingang des Düsenkanals überspannt. Hierbei findet ein zusätzliches Klemmelement Verwendung, vorzugsweise in Art eines Klemmrings, das mit dem Kunststoffträger derart verbunden ist, dass der flache Filter zwischen Klemmelement und Kunststoffträger eingeklemmt gehalten wird. Die Klemmkraft kann dabei axial, insbesondere im Bereich der Stirnfläche selbst, oder außenseitig der Stirnfläche radial bewirkt werden. Auch eine angestellte Ausrichtung von Klemmflächen am Klemmelement und am Kunststoffträger ist möglich.
Der Filter liegt flach auf der Stirnfläche auf und verhindert das Eindringen von Partikeln in den Düsenkanal, die geeignet wären, die Düsenöffnungen zu verschließen. Der Filter ist flach ausgebildet und weist als flacher Filter im Sinne der Erfindung einen mittleren Durchmesser auf, der mindestens um Faktor fünf größer ist als seine mittlere Dicke. Wie im Kontext des Verfahrens bereits beschrieben, kann ein solcher Filter als Tiefenfilter oder Membranfilter ausgebildet sein. Im Falle eines Membranfilters weist dieser vorzugsweise eine nicht an der Filtrierung teilnehmende Stützschicht auf, insbesondere in Form eines PE-Vlieses. Diese Stützschicht trägt die eigentliche Filtermembran des Membranfilters.
Die Trenngrenze, definiert durch die Partikelgröße, die zu 99,9% herausgefiltert werden, liegt vorzugsweise unter dem Durchmesser der Düsenöffnungen einer in den Düsenkanal eingesetzten Düsenplattenanordnung, vorzugsweise mindestens 40%, unter dem Durchmesser der Düsenöffnungen. Die Trenngrenze des Filters liegt bevorzugt zwischen 0,5 µm und 100 µm auf, insbesondere zwischen 1,5 µm und 10 µm. Vorzugsweise ist der Filter dafür ausgebildet, mindestens 99,999% der Teilchen aus der Flüssigkeit herauszufiltern, die bezüglich ihrer Größe ein Gefahr für die Düsenöffnungen darstellen könnten, indem sie die Düsenöffnungen verschließen.
Der Kunststoffträger weist auf der Eingangsseite vorzugsweise eine Struktur auf, die die Verwendung eines großen Filters mit einer großen durchströmten Fläche gestattet, die mindestens Faktor 2, vorzugsweise mindestens Faktor 3 und insbesondere vorzugsweise mindestens Faktor 4 größer ist als die minimale Querschnittsfläche des Düsenkanals ohne Berücksichtigung einer darin eingesetzte Düsenplattenanordnung. Diese Struktur bildet eine Vertiefung in der Stirnfläche und ist vollständig vom Filter überdeckt. Vorzugsweise ist die Vertiefung durch eine Stützstruktur unterbrochen, so dass der Filter bereichsweise gestützt ist und im Zuge der Handhabung der Düseneinheit vor Einbau in einen Flüssigkeitsspender nicht durch externe Kraftbeaufschlagung verletzt wird. Die Stützstruktur kann insbesondere in Form einer Vielzahl von Stützrippen ausgestaltet sein, insbesondere vorzugsweise in Form von sich von einem Außenrand nach innen erstreckenden Stützrippen.
Der genannte Kunststoffträger einer erfindungsgemäßen Düseneinheit, welches einen Filter der beschriebenen Art aufweist, ist insbesondere vorzugsweise aus PET hergestellt.
Eine Düseneinheit der beschriebenen Art findet bestimmungsgemäß in einem Flüssigkeitsspender Verwendung. Ein solcher Flüssigkeitsspender kann vor allem für den Austrag kosmetischer oder pharmazeutischer Flüssigkeiten ausgebildet sein. Im Falle pharmazeutischer Flüssigkeiten kann es sich insbesondere um solche handelt, die inhaliert werden und zu diesem Zweck mittels der Düseneinheit vernebelt werden.
Er weist üblicherweise einen Flüssigkeitsspeicher sowie ein Gehäuse auf, in das die Düseneinheit der beschriebenen Art eingesetzt ist, um die aus dem Flüssigspeicher geförderte Flüssigkeit durch die Düseneinheit hindurch auszutragen.
Der Flüssigkeitsspender ist dabei vorzugsweise ein kleiner tragbarer Flüssigkeitsspender mit einem Flüssigkeitsspeicher, dessen Maximalvolumen zwischen 10 ml und 1000 ml liegt, vorzugsweise zwischen 50 ml und 250 ml.
Die Förderung vom Flüssigkeitsspeicher zur Düseneinheit kann beispielsweise über eine vorzugsweise manuell betätigbare Pumpeinrichtung erfolgen. Alternativ kann der Flüssigkeitsspeicher als Druckspeicher ausgebildet sein, in welchem die Flüssigkeit unter Druck gelagert ist.
Figurenliste
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspender, der exemplarisch eine übliche Verwendung einer erfindungsgemäßen Düseneinheit verdeutlicht.
2 bis 4 zeigen in einer Explosionsdarstellung, einer Einzelteildarstellung sowie einer Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Düseneinheit und von deren Einzelteilen.
4A bis 4C zeigen Details und Detailvarianten zu 4.
5A bis 5C verdeutlichen das Verfahren zur Herstellung der Düseneinheit der 2 bis 4, im Rahmen dessen ein Filter an der Düseneinheit abgebracht wird.
6 bis 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Düseneinheit, die zur Befestigung des Filters über ein zusätzliches Klemmelement verfügen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 zeigt einen Flüssigkeitsspender 100 mit einer erfindungsgemäßen Düseneinheit 10. Dieser Flüssigkeitsspender 100 ist als exemplarischer Flüssigkeitsspender für eine Düseneinheit 10 zu verstehen. Es sind auch viele anderweitige Bauformen von Flüssigkeitsspendern unter Nutzung von erfindungsgemäßen Düseneinheiten 10 denkbar.
Der Flüssigkeitsspender 100 der 1 verfügt über einen Druckspeicher 102, in dem Flüssigkeit vor dem Austrag gelagert ist. An diesem Druckspeicher 102 ist ein Austragkopf mit einem Gehäuse 104 angebracht. Dieser Austragkopf verfügt über eine Basis 112 sowie einen demgegenüber niederdrückbaren Betätigungsdrücker 110. Wenn dieser Betätigungsdrücker 110 niedergedrückt wird, wirkt er auf ein Auslassventil 108 des Druckspeichers 102, so dass Flüssigkeit in den Austragkopf strömt und zur Düseneinheit 10 gelangt. Stromabwärts der Düseneinheit 10 ist ein Auslassstück 106 vorgesehen, vorliegend exemplarisch in Art eines Mundstücks 106. Mittels der Düseneinheit 10 wird die zuströmende Flüssigkeit in die Form eines Sprühstrahls gebracht, der in das Auslassstück 106 abgegeben wird und von einem Benutzer inhaliert werden kann.
Die 2 bis 4 sowie 4A bis 4D verdeutlichen zunächst an einem ersten Ausführungsbeispiel mitsamt Varianten den Aufbau einer erfindungsgemäßen Düseneinheit 10.
2 zeigt die Einzelkomponenten in einer Explosionsdarstellung.
Die Düseneinheit 10 verfügt als tragende Komponente über einen Kunststoffträger 20, der in etwa die Form eines Zylinderhuts mit einem Krempenabschnitt 28 sowie einem Zylinderabschnitt 29 aufweist. Der Kunststoffträger ist von einer Eingangsseite 10A zu einer Ausgangsseite 10B von einem Düsenkanal 30 durchdrungen.
Von einer Eingangsseite 10A aus eingefügt bzw. angefügt sind eine Düsenplattenanordnung 50 und ein Filter 80. Beim Ausführungsbeispiel der 2 bis 4 ist die Düsenplattenanordnung 50 alleine durch eine dünne Düsenplatte 51 gebildet wird. In dieser Düsenplatte 51 ist eine Vielzahl von Düsenöffnungen 52 vorgesehen, die in einer matrixartigen Anordnung vorgesehen sind. Der Filter 80 ist in im Weiteren noch näher erläuterter Art und Weise auf einer in Richtung der Eingangsseite 10A weisende Stirnfläche 20A des Kunststoffträgers 20 aufgebracht.
3 zeigt den Kunststoffträger 20 von der gegenüberliegenden Seite, also die Eingangsseite 10A des Kunststoffträgers 20. Hier ist zu ersehen, dass innenseitig der umlaufenden Stirnfläche 20A eine Vertiefung 24 den Düsenkanal 30 umgebend vorgesehen ist, in die von außen Stützrippen 26 hineinragen.
Bezug nehmend auf 4 ist der Aufbau der Düseneinheit 10 im montierten Zustand zu sehen. Es ist zu erkennen, dass die Düsenplatte 51 im Düsenkanal 30 fixiert ist und der Filter 80 stromaufwärts der Düsenplatte 51 angeordnet ist, um das Zuströmen von potentiell die Düsenplatte 51 verschließenden Partikeln bis zur Düsenplatte 51 zu verhindern.
Der Filter 80 ist hierfür auf der Stirnfläche 20A positioniert und im Bereich einer umlaufenden Schweißstelle 92 mit dem Kunststoffträger 20 verschweißt. Durch die Vertiefung 24 ist die wirksame Fläche des Filters 80 sehr groß, vorliegend etwa doppelt so groß wie Querschnitt des Düsenkanals 30 an seiner engsten Stelle. Der Filter 80 kann hierdurch vergleichsweise große Flüssigkeitsmengen filtern ohne zu verstopfen.
Der Filter 80 kann exemplarisch eine Trenngrenze von 4 µm aufweisen, also alle oder nahezu alle Partikel herausfiltern, die bei Poren entsprechender Größe den Filter nicht passieren können. Die genannte Trenngrenze von 4 µm ist gut geeignet, wenn die Düsenöffnungen 52 einen lichten Querschnitt von 8 µm aufweisen. Durch diese Abstimmung ist gewährleistet, dass alle Bestandteile der Flüssigkeit, die den Filter 80 durchqueren können, auch durch die Düsenöffnungen hindurch abgegeben werden können.
Wie die 4A bis 4C verdeutlichen, kann der Filter 80 in verschiedener Art und Weise ausgestaltet sein. Die 4A bis 4C zeigen Varianten des in 4 gekennzeichneten Bereichs A.
Bei der Gestaltung gemäß 4A findet ein Tiefenfilter Verwendung, also ein Filter 80 aus einem porösen und beispielsweise gesinterten Material, welches von unregelmäßigen Poren durchdrungen ist, die im Ergebnis dazu führen, dass Partikel bestimmter Größe den Tiefenfilter nicht durchdringen können, sondern in diesem festgehalten werden.
4B zeigt eine Gestaltung mit einem Membranfilter als Filter 80. Dieser weist Filteröffnungen 82 auf, die eine definierte Position und Form haben und beispielsweise mittels eines Laserstrahls in den Filter 80 bzw. dessen Filtermaterial 180 eingebracht worden sein können. Partikel, die größer als der Querschnitt dieser Filteröffnungen sind, können den Filter 80 nicht durchdringen und sammeln sich auf der stromaufwärtigen Seite des Filters 80.
In 4C ist eine Variante dargestellt, bei der ebenfalls ein Membranfilter als Filter 80 Verwendung findet. Dieser verfügt über eine Filtermembran 80A ähnlich jener der 4B. Zusätzlich ist eine Trägerschicht 80B aus einem groben Vlies vorgesehen, die der Filtermembran 80A die notwendige Stabilität gibt.
Die 5A bis 5C verdeutlichen die Aufbringung des Filters 80, wobei das Verfahren vorzugsweise mit noch nicht fertiggestellten Düseneinheiten 10 durchgeführt wird, in die jedoch bereits die Düsenplatte 51 eingesetzt ist.
Bezug nehmend auf 5A ist zu ersehen, dass ein Filtermaterial 180 Verwendung findet, welches beispielsweise von einer Rolle abgewickelt werden kann. Dieses wird über die bereits mit der Düsenplattenanordnung 50 versehenen Kunststoffträger 20 gelegt, so dass, vorzugsweise im Rahmen eines kontinuierlichen Prozesses, anschließend mittels eines Fügestempels 260 und einer daran vorgesehenen umlaufenden Fügekante 262 die Kunststoffträger 20 an das Filtermaterial 180 angeschweißt werden können.
Es ergibt sich somit ein Abschnitt des Filtermaterials 180, an dem eine Vielzahl von Kunststoffträgern 20 mit Düsenplattenanordnungen 50 thermisch befestigt ist. Ausgehend hiervon wird in der durch 5B verdeutlichten Weise mittels eines Schneidwerkzeugs 280 das Filtermaterial 180 umlaufend um die Stirnfläche 20A geschnitten. Die hierdurch fertiggestellten, jedoch noch nicht montierten Düseneinheiten 10 können in der in 5B angedeuteten Weise unproblematisch gehandhabt werden. Durch den bereits aufgebrachten Filter 80 und den aufgrund des beschriebenen Herstellungsverfahrens von störenden Partikeln freien Innenraum der Düseneinheiten 10 sowie aufgrund des sicheren Verschluss der Düseneinheiten 10 durch die Düsenplatten 51 besteht keinerlei Gefahr, dass eine im Betrieb störende Verschmutzung der so fertiggestellten Düseneinheiten 10 zu befürchten ist.
5C zeigt nochmals die fertigen Düseneinheiten 10 mit den nach dem Schneideprozess verbleibenden Filtern 80, die im Bereich der umlaufenden Schweißstelle 92 durch die Fügekante 262 dicht verschlossen sind.
6 zeigt eine alternative Gestaltung, bei der ein Klemmelement 90 in Form eines Klemmrings 90 vorgesehen ist, welches vorliegend statt der Schweißstelle 92 vorgesehen ist. Hier wird dementsprechend der Filter 80 nicht stoffschlüssig mit dem Kunststoffträger 20 verbunden, sondern durch den den Krempenabschnitt 28 umgreifenden Klemmring 90 in einem randseitigen Klemmbereich 84 gegen die Stirnfläche 20A des Kunststoffträgers axial gepresst.
Auch bei der Gestaltung der 7 wird der flache Filter 80 durch ein Klemmelement 90 in Form eines Klemmrings 90 fixiert. Hier allerdings wird der Klemmring 90 in eine Vertiefung des Kunststoffträgers 20 eingeschoben und klemmt zwischen seiner Außenseite und dem Rand der Vertiefung des Kunststoffträgers 20 das Material des Filters 80 in einem randseitigen Klemmbereich 86 radial ein.
Die hierzu alternative Gestaltung der 8 zeigt das gleiche Grundprinzip mit radialer Einklemmung des Filters 80 im Klemmbereichen 86, wobei hier der Klemmring 90 außenseitig des Kunststoffträgers 20 angeordnet ist, so dass es eine Innenfläche des Klemmrings 90 ist, die in diesem Falle den Randbereich des Filters 80 einklemmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/194962 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Düseneinheit für einen Flüssigkeitsspender mit den folgenden Merkmalen: a. das Verfahren dient der Herstellung einer Düseneinheit (10) mit einem Kunststoffträger (20), der von einer Eingangsseite (10A) bis zu einer Ausgangsseite (10B) von einem Düsenkanal (30) durchdrungen ist, sowie mit einem flachen Filter (80), der mit einer Stirnfläche (20A) des Kunststoffträgers (20) verbunden ist, und b. das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: - in einem vorbereitenden Verfahrensschritt wird ein flächiges Filtermaterial (180) auf der Stirnfläche (20A) des Kunststoffträgers (20) positioniert, und - in einem späteren Verfahrensschritt erfolgt ein Trennvorgang, durch den das Filtermaterial (180) die Stirnfläche (20A) umgebend geschnitten wird, so dass der auf der Stirnfläche (20A) positionierte und vor Ort umlaufend geschnittene flache Filter (80) verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. vor der Positionierung des Filtermaterials (180) auf der Stirnfläche (20A) des Kunststoffträgers (20) wird eine Düsenanordnung von der Eingangsseite (10A) aus in den Düsenkanal (30) eingeschoben.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. zur Herstellung einer Mehrzahl von Düseneinheiten sind die Verfahrensschritte wie folgt geartet: - im vorbereitenden Verfahrensschritt wird ein zusammenhängender flächiger Abschnitt des Filtermaterials (180) auf die Stirnflächen (20A) von einer Mehrzahl von Kunststoffträgern (20) der Düseneinheiten (10) positioniert, und - im späteren Verfahrensschritt erfolgt ein Trennvorgang, durch den das Filtermaterial (180) die Stirnflächen (20A) umgebend geschnitten wird, so dass auf den Kunststoffträgern (20) der auf der Stirnfläche (20A) positionierte flache Filter (80) verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. nach dem Trennvorgang wird ein Klemmelement (90), vorzugsweise in Art eines Klemmrings (90), mit dem Kunststoffträger (20) verbunden, so dass der flache Filter (80) zwischen der Stirnfläche (20A) des Kunststoffträgers (20) und dem Klemmelement (90) klemmend gehalten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. vor dem Trennvorgang wird das Filtermaterial (180) stoffschlüssig mit der Stirnfläche (20A) verbunden, insbesondere mittels eines thermischen Fügeverfahrens, vorzugweise mit einem der folgenden zusätzlichen Merkmale: b. die Verbindung erfolgt mittels eines Laserschweißverfahrens, oder c. die Verbindung erfolgt mittels eines in Fügerichtung (2) auf das Filtermaterial (180) drückenden erhitzten Fügestempels (260).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. das Verfahren dient der Herstellung einer Düseneinheit (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 14.
Düseneinheit (10) für einen Flüssigkeitsspender (100) mit den folgenden Merkmalen: a. die Düseneinheit (10) verfügt über einen Kunststoffträger (20), der von einer Eingangsseite (10A) bis zu einer Ausgangsseite (10B) von einem Düsenkanal (30) durchdrungen ist, b. der Kunststoffträger verfügt an der Eingangsseite (10A) des Düsenkanals (30) über eine den Düsenkanal (30) ringförmig umgebende Stirnfläche (20A), und c. auf der Stirnfläche (20A) liegt ein flacher Filter (80) auf, der zur Filtrierung austragender Flüssigkeit vorgesehen ist.
Düseneinheit (10) nach Anspruch 7 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. die Stirnfläche (20A) bildet eine den Kunststoffträger (20) in Richtung der Eingangsseite (10A) abschließende Fläche, die durch keinen anderweitigen Abschnitt des Kunststoffträgers überragt wird.
Düseneinheit (10) nach Anspruch 7 oder 8 mit den folgenden weiteren Merkmalen: a die Düseneinheit (10) verfügt über eine Düsenplattenanordnung (50), die zwischen der Eingangsseite (10A) und der Ausgangsseite (10B) in den Düsenkanal (30) eingesetzt ist und eine Vielzahl von Düsenöffnungen (52) aufweist, und b. der flache Filter (80) dient zur Filtrierung der Flüssigkeit vor der Zuführung zur Düsenplattenanordnung.
Düseneinheit (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. auf der Eingangsseite (10A) weist der Kunststoffträger (20) eine Vertiefung (24) in der Stirnfläche (20A) auf, deren Fläche mindestens Faktor 2 so groß wie ein minimaler Querschnittsfläche des Düsenkanals (30) ist, und vorzugsweise mit mindestens einem der folgenden zusätzlichen Merkmale: b. die Fläche der Vertiefung (24) ist mindestens Faktor 3, vorzugsweise mindestens Faktor 4 so groß wie die minimale Querschnittsfläche des Düsenkanals (30) und/oder c. in der Vertiefung (24) ist zumindest eine Stützstruktur (26) zur Stützung der Membran vorgesehen, wobei die Stützstrukturen (26) vorzugsweise durch sich von einem Außenrand nach innen erstreckende Stützrippen (26) gebildet werden.
Düseneinheit (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. der flache Filter (80) ist durch eine Schweißverbindung mit der Stirnfläche verbunden.
Düseneinheit (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 mit dem folgenden weiteren Merkmal: a. die Düseneinheit (10) verfügt über ein Klemmelement (90), vorzugsweise in Art eines Klemmrings (90), das mit dem Kunststoffträger (20) verbunden ist, so dass der flache Filter (80) zwischen der Stirnfläche (20A) des Kunststoffträgers (20) und dem Klemmelement (90) klemmend gehalten ist.
Düseneinheit (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 12 mit mindestens einem der folgenden weiteren Merkmale: a. der flache Filter (80) ist als selbsttragender Membranfilter ausgebildet, oder b. der flache Filter (80) ist als Lagenverbund aus einer Trägerschicht, insbesondere eines grobporigen Vlieses, und einem Membranfilter ausgebildet, wobei das grobporige Vlies vorzugsweise aus PE gefertigt ist und wobei der Membranfilter vorzugsweise aus PET gefertigt ist, c. der flache Filter ist als Tiefenfilter ausgebildet, und/oder d. der flache Filter weist eine Trenngrenze zwischen 0,5 µm und 100 µm auf, insbesondere eine Trenngrenze zwischen 1,5 µm und 10 µm.
Düseneinheit (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 13 mit mindestens einem der folgenden zusätzlichen Merkmale: a. der Kunststoffträger ist aus PET hergestellt, und/oder b. die Düseneinheit (10) ist nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt.
Flüssigkeitsspender (100) zum Austrag einer Flüssigkeit, insbesondere einer pharmazeutischen oder kosmetischen Flüssigkeit, mit den folgenden Merkmalen: a. der Flüssigkeitsspender (100) weist einen Flüssigkeitsspeicher (102) auf, und b. der Flüssigkeitsspender (100) weist ein Gehäuse (104) auf, in das eine Düseneinheit (10) eingesetzt ist, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmalen: c. die Düseneinheit (10) ist nach einem der Ansprüche 7 bis 15 ausgebildet.
Flüssigkeitsspender (100) nach Anspruch 15 mit mindestens einem der folgenden weiteren Merkmale: a. der Flüssigkeitsspeicher (102) weist ein Maximalvolumen zwischen 10 ml und 1000 ml auf, vorzugsweise zwischen 50 ml und 250 ml, und/oder b. der Flüssigkeitsspender (100) verfügt über eine vorzugsweise manuell betätigbare Pumpeinrichtung, mittels derer Flüssigkeit vom Flüssigkeitsspeicher zur Düseneinheit gefördert werden kann, und/oder c. der Flüssigkeitsspender (100) verfügt als Flüssigkeitsspeicher (102) über einen Druckspeicher (102), in welchem die Flüssigkeit unter Druck gelagert ist, und/oder d. die Flüssigkeit ist eine kosmetische oder pharmazeutische Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeit insbesondere vorzugsweise eine zur Inhalation vorgesehen Flüssigkeit ist.