-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft eine Dosiereinheit für ein Flüssigkeitsbehältnis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Stand der Technik
-
Teilereduzierte, technisch deutlich einfache Dosiereinheiten für flüssige Medien in Verbindung mit Squeezeflaschen oder Quetschtuben sind nicht bekannt.
-
Squeeze- oder Quetschbehältnisse sind mit Ausbringadapter ohne Dosiervorrichtung bestückt d. h. die auszugbringende Flüssigkeit kann nicht reproduzierbar dosiert ausgebracht werden.
-
Für Medikamente mit vorgeschriebener dosierter Wirkstoffaufnahme sind die erwähnten Applikationsgeräte nicht geeignet.
-
Um eine Dosierfunktion zu erreichen, müssen Pumpsysteme mit hoher Teilevielfalt mit den Flüssigkeitsbehältnissen, Squeezeflaschen oder Quetschtuben adaptiert werden mit dem Nachteil, dass bei unbeabsichtigtem Squeezen oder Quetschen der Flasche oder Tube das gelagerte Medium im Behältnis über die Luftausgleichskanäle oder Auslassgeometrie ungewollt austreten kann und Leckagen sich am System bilden.
-
In diesem Zusammenhang wird auf die
EP 2 917 128 B1 sowie auf die
US 9,714,120 B2 hingewiesen, welche ebenfalls eine Dosiervorrichtung aufzeigen. Bei diesen Dosiervorrichtungen drückt ein Kugelkolben Creme oder Pasten als Strang aus einer Dosierkammer ohne Auslassventil. Um den Kugelkolben wieder0in die Ausgangslage zu bringen, muss über ein Drehelement der Kugelkolben sowie die Dosierkammer manuell um 180° gedreht werden.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
-
Lösung der Aufgabe
-
Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach dem Anspruch 1.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Die erfindungsgemäße Dosiereinheit wird im Rahmen dieser Erfindung auch als Adaptionseinheit bezeichnet.
-
Die Idee besteht darin, dass eine teilereduzierte mit maximal aus vier Spritzgussteilen bestehende Dosier- und Adaptionseinheit mit bestehenden bekannten Flüssigkeitsbehältnisse, Squeezeflaschen oder Quetschtuben adaptiert werden kann, um eine reproduzierbare dosierte Flüssigkeitsausbringmenge zu applizieren.
-
Erfindungsgemäß wird eine Dosiereinheit für ein Flüssigkeitsbehältnis mit einem Sprühauslasskanal zur Verfügung gestellt. Dabei ist der Sprühauslasskanal in der Dosiereinheit angeordnet. Die Dosiereinheit wird auf ein Flüssigkeitsbehältnis aufgebracht. Eine Flüssigkeit wird aus dem Flüssigkeitsbehältnis durch die Dosiereinheit dosierend aus dem Sprühauslasskanal gedrückt. Dabei ist eine Ventilkugel zwischen einem unteren Dichtsitz und einem oberen Dichtsitz anordnebar, wobei die Ventlikugel zwischen dem unteren Dichtsitz und dem oberen Dichtsitz durch eine Dosierkammer von einer aus dem Flüssigkeitsbehältnis in Sprühdosierlage druckbaren Flüssigkeit getragen ist. Sprühdosierlage bedeutet in dem Zusammenhang, das der Nutzer das Flüssigkeitsbehältnis quetscht und dabei die Flüssigkeit in die Dosiereinheit drückt und die Ventilkugel in der Dosierkammer betätigt. Während die Flüssigkeit die Ventilkugel vom unteren Dichtsitz zu dem oberen Dichtsitz drückt, kann die Flüssigkeit gemeinsam mit der Ventilkugel in die Dosierkammer und von der Dosierkammer in den Sprühauslasskanal gelangen. Sobald die Ventilkugel den oberen Dichtsitz erreicht, wird der der Sprühauslasskanal verschlossen. Dadurch ist die Flüssigkeit zu dem andererseits des unteren Dichtsitzes an dem oberen Dichtsitz angeordnete Sprühauslasskanal verbringbar bis die Ventilkugel den oberer0Dichtsitz erreicht. Durch die Maße und das Volumen der Dosierkammer und der dazugehörigen Ventilkugel kann eine einfache Justierung beziehungsweise Dosierung der zu dosierenden Flüssigkeit vorgenommen werden.
-
Das System soll vorzugsweise zur nasalen Applikation eingesetzt werden und in senkrechter bis maximal waagrechter Anwendung funktionstüchtig sein.
-
Im Applikationsadapter, welcher mit einer Schraub- und Dichtschutzkappe verkleidet ist, sitzt der Amboss mit den Dosierfunktionen.
-
Durch das Dosierwegbegrenzungsteil kann die Dosiereinheit über ein Gewinde oder Schnappelement mit den Flüssigkeitsbehältnissen verbunden werden.
-
Der Aufbau der Dosierungsgeometrie basiert auf einer beweglichen Kugel, welche zwischen zwei Dichtsitzpositionen über den hydraulischen Druck verschoben wird.
-
Durch einen Verdrängerkolben in einem Flüssigkeitsbehältnis oder über eine Quetsch- oder Squeezebetätigung der Squeezebottle oder Quetschtube wird die eingelagerte Flüssigkeit bzw. Medikament über ein Ansaugrohr mittig durch das Dösierwegbegrenzungsteil von unten in den Dichtsitz mit der tangential anliegenden dichten Kugel gedrückt.
-
Durch die mit hoher Geschwindigkeit, aufgrund der Durchmesserreduzierung aufprallende Flüssigkeit auf die Kugeloberfläche, wird die Kugel umspült und mit dem Flüssigkeitsstrom und hydraulischen Druck in den gegenüberliegenden Dichtsitz mit der Flüssigkeit gedrückt und verschließt somit den weiterführenden Sprühauslasskanal zum Verschiebeauslassventil.
-
Der Kugelweg mit dem zeitgesteuerten Dosierablauf kann durch unterschiedliche Kugelweglängen beherrscht und eingestellt werden, um reproduzierbare Dosier- und Flüssigkeitsausbringungsmengen zu erhalten.
-
Der Aufbau der Dosierkammer gestaltet sich, indem im unteren behältnisnahen Bereich über einen kleinen mittigen Zulauf die verdrängte Flüssigkeit über einen Dichtkonus und über die Kugel in den zylindrischen Dosierbereich strömt, um im gegenüberliegenden Dichtkonus gebremst, durch einen kleinen Auslaufkanal gegen die Planfläche des Auslassverschiebeventils strömt, drückt, so dass es sich öffnet und das Medium zur Düsenaustrittsöffnung fließen kann . Durch den gleichbleibenden Flüssigkeitsdruck und der Flüssigkeitsgeschwindigkeit im unteren Dichtkonuseinlauf bewegt sich die Kugel in der Dosierkammer mit der Flüssigkeit über den festgelegten Dosierweg mit gleichbleibender Geschwindigkeit und Zeitdauer zum gegenüberliegenden Dichtkonusanschlag.
-
Beim Abheben der Kugel aus dem unteren Dichtsitz strömt die Flüssigkeit gegen die Kugeloberfläche und umströmt die Kugel in der Dosierkammer, da die Dosierkammer im Durchmesser leicht größer als der Kugeldurchmesser ist. Ebenfalls mit dem Abheben der Kugel aus dem unteren Dichtsitz strömt die Flüssigkeit aus der Dosierkammer sowie die nachströmende Flüssigkeit aus dem Ansaugrohr gegen die mit Dichtlippen versehene Planfläche des Auslassverschiebeventils.
-
Durch den Flüssigkeitsdruck verschiebt sich die beaufschlagte Planfläche gegen die integrierte Faltenbalgfedergeometrie des Auslassschiebeventils und öffnet den Sprühauslasskanal Richtung Deviceaustritt.
-
Um das System gegen die Atmosphäre abzudichten, wird der Sprühauslasskanal im Austrittsbereich zur Dosierkammer mit zwei umlaufenden Dichtlippen isoliert, welche im Faltenbalgfederhubabstand am Durchmesser im Bereich der Ventilplanfläche angeordnet sind, damit das Auslassventil in der Ruhe- oder Auslassposition dicht ist.
-
Durch den Rücksaugeffekt des Quetschbehältnisses, ausgelöst durch die Eigenspannung der Behältniswandung, wird die Kugel und das durch den Faltenbalg federbelastete Auslassschiebeventil unterstützt, dass sie sich sofort nach dem Quetschdruckabfall wieder in die Ausgangsposition verschieben. Das sich schnell schließende Auslassschiebeventil blockiert den Rücksaugeffekt des Flüssigkeitsbehältnisses über den Düsenaustritt und schützt das System vor dem Ein- und Zurückziehen von Verunreinigungen.
-
Durch das Austauschen des Dosierwegbegrenzungsteils können verschiedene Dosierungen und Ausbringmengen erreicht werden.
-
Aufgrund der großen Flächenpressung beim Quetschen der Tube oder eines Verdrängungskolbens in Verbindung mit dem kleinen Ansaugrohrdurchmessers wird durch die erzeugte große Verdrängungsmenge und den dadurch entstehenden Flüssigkeitsrückstau im Austritt zum Dichtkonus mit der tangential anliegenden Kugel immer eine ungefähr gleiche Strömung der Flüssigkeit erzeugt und die Kugel wird immer mit dem gleichen Strömungsdruck beaufschlagt.
-
Die leichten Strömungsdruck- und Flüssigkeitsfließgeschwindigkeitsunterschiede machen sich bei der Kugelgeschwindigkeit und Kugelbewegungszeit über den Dosierweg im Flüssigkeitsdosiervolumen kaum bemerkbar, sodass die angestrebte Dosiergenauigkeit im gewünschten Toleranzfeld erreicht wird.
-
Die Spraygeometrie im Amboss und Adapter mit dem seitlichen Zulaufkanal, der vom oberen Dichtkonus und Auslassverschiebeventil kommt, garantiert eine feine Zerstäubung, um den Anforderungen der nasalen Anwendung gerecht zu werden.
-
Der Behältnisluftausgleich ist über ein Lufteinlassventil möglich, ebenfalls ist das System mit einem mikrobiologischen dichten Luftfilter ausrüstbar.
-
Das neue Dosierprinzip der Adaptionseinheit garantiert eine saubere nasale Sprayapplikation bei bekanntem Händling aller Standardtuben oder Flaschen.
-
Das teilereduzierte System ist für eine automatische Montage sowie das automatische Aufsetzen auf den Tuben- oder Flaschenhals konstruiert. Ebenfalls ist die Abfüllung des Systems auf Standardmaschinen garantiert.
-
Verschiedene Dosier- bzw. Ausbringvolumen sind durch den Tausch von nur einem Bauteil möglich.
-
Das nachhaltige ressourcenschonende System kann teilweise Spraypumpen mit ihrer Teilevielfalt ersetzen.
-
Figurenliste
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
- 1 ein Teilschnitt der erfindungsgemäßen Dosiereinheit;
- 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Dosiereinheit mit Quetschtube;
- 3 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Dosiereinheit mit Quetschtubenbehältnis;
- 45 eine geschnittene Teilansicht der Dosiereinheit mit kleinem Dosiervolumen;
- 5 eine geschnittene Teilansicht der Dosiereinheit mit großem Dosiervolumen;
- 6 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Dosiereinheit mit Quetschflasche und mikrobiologischem dichten Luftausgleichfiltersystem.
-
Ausführungsbeispiel
-
Die 1 zeigt einen Teilschnitt der erfindungsgemäßen Dosiereinheit 1 mit der Ventilkugel 6 zwischen dem unteren Dichtsitz 11 und dem oberen Dichtsitz 12 mit dem leicht größeren Durchmesser der Dosierkammer 10 als der Kugeldurchmesser 6.
-
Oberhalb des oberen Dichtsitzes 12 ist der Sprühauslasskanal 13 angeordnet, welcher zur Dosierkammer 10 und Dichtsitz 12 mit einem Auslassverschiebeventil 23 verschlossen ist, um bei der Beaufschlagung der Flüssigkeit auf die Ventilplanfläche 24 für den Flüssigkeitsstrom zu öffnen, um in den Zerstäubungsbereich 14 zu fließen.
-
Das federnde Auslassverschiebeventil 23 ist teilweise mit einer Faltenbalgfedergeometrie 25 ausgestaltet, um den benötigten Ventilverschiebe- und Öffnungsweg bei der Flüssigkeitsbeaufschlagung auf die Ventilplanfläche 24 gegen die Federkraft der Faltenbalggeometrie zu ermöglichen.
-
Die beiden Dichtlippen 26 halten das System in der Ruhe- und Verschiebeposition dicht.
-
In 2 ist eine Ansicht der erfindungsgemäßen Dosiereinheit 1 mit Quetschtube 2 sowie einer Schutzkappe 3 in der Ausgangslage dargestellt, Ausgangslage bedeutet, wenn die Dosiereinheit weder vollständig, noch zum Teil genutzt wurde.
-
Die Dosiereinheit 1 besteht dabei in erster Linie aus einem olivenförmigen Adapter 4, welcher auf einer Quetschtube 2 aufgeschraubt ist, welche das auszubringende Medium beinhaltet.
-
Die Schutzkappe 3 ist mit dem Innenbereich händisch auf den Adapter 4 aufgesöhraubt, sie schützt vor Verunreinigungen und dichtet die Dosiereinheit 1 zur Atmosphäre über einen Anlagebereich der Innenkontur zum Adapter 4 ab.
-
3 zeigt einen Längsschnitt der Dosiereinheit 1 mit dem Adapter 4, welcher den Amboss 5 mit der Ventilkugel 6 sowie die Dosierwegbegrenzung 7 enthält. Das Ansaugrohr 8 ist in die Dosierwegbegrenzung 7 montiert und erstreckt sich in den Bodenbereich des jeweiligen Flüssigkeitsbehältnisses 9.
-
Der Amboss 5 dichtet zur Adapterinnenwand ab und enthält im Mittelachsenbereich die Dosierkammer 10, welche zum Flaschen- oder Tubenhals hin mit einem Dichtsitz 11, welcher mit der Ventilkugel 6 tangential das Einlassventil abdichtet, wobei der Dichtsitz 11 im Dosierwegbegrenzungsteil 7 integriert ist, das von unten die Dosierkammer 10 verschließt.
-
Gegenüber des Dichtsitzes 11 ist der Auslassdichtsitz 12 im Amboss 5 geometrisch fixiert, um den Flüssigkeitsfluss auf Grund der verdrängten Ausbringungsmenge bei anstehendem Quetsch- oder Verdrängungsdruck über die Ventilkugel 6 dicht zu stoppen, welche mit dem Flüssigkeitsstrom durch die Dosierkammer 10 den festgelegten Weg von dem unteren Dichtsitz 11 zum oberen Auslassdichtsitz 12 zurücklegt, um nach dem Ende des Quetschdruckes und Verdrängungsdruckes durch das Eigengewicht und Rücksaugeffektes, ausgelöst durch die Behältniswand, wieder in die Ausgangsposition, d.h. in den Dichtsitz 11 zu fallen und somit das System zum Flüssigkeitsbehältnis abdichtet.
-
Zwischen dem Sprühauslasskanal 13 und dem oberen Dichtsitz 12 ist das Auslassverschiebeventil 23 im Amboss 5 beweglich verankert.
-
Bei anstehendem Flächendruck durch die verdrängte Flüssigkeit verschiebt sich die bewegliche Ventilplanfläche 24 über die Faltenbalggeometrie 25 und gibt den Sprühauslasskanal 13 für den Flüssigkeitsstrom frei.
-
Der Sprühauslasskanal 13 in und an der Oberfläche des Ambosses 5 führt das auszubringende Medium in den Zerstäubungsbereich 14, um als feiner Spray aus dem System auszutreten.
-
Die Schraub- und Dichtschutzkappe 3 zieht über das Aufschraubgewinde 15 im Öffnungsbereich mit dem Adapter den Schutzkappendichtbereich 16 flüssigkeits- und luftdicht auf den äußeren Adapterflüssigkeitsaustrittsbereich 17.
-
Die Adaption der Dosiereinheit 1 mit dem Flüssigkeitsbehältnis 9 wird über eine Schraub- oder Schnappverbindung 18 erreicht.
-
4 ist eine geschnittene Teilansicht der erfindungsgemäßen Dosiereinheit 1 mit kleinem Dosier- und Ausbringvolumen 19.
-
Bei dieser Variante begrenzt das Dosierbegrenzungsteil 7 mit dem Dichtsitz 11 und der Ventilkugel 6 den Dosierweg in der Dosierkammer 10, sodass je nach Länge des Dosierbegrenzungsteils 7 unterschiedliche Dosier- und Ausbringvolumen 19 aus dem System ausgebracht werden können.
-
Das A6slassschiebeventil 23 dichtet zur Atmosphäre den Sprühauslasskanal 13 oberhalb des oberen Dichtsitzes 12 ab.
-
5 ist eine geschnittene Teilansicht der erfindungsgemäßen Dosiereinheit 1 mit großem Dosier- und Ausbringvolumen 19.
-
Bei dieser Variante begrenzt das Dosierbegrenzungsteil 7 mit dem Dichtsitz 11 und der Ventilkugel 6 den Dosierweg in der Dosierkammer 10 mit dem oberen Dichtsitz 12, sodass stufenlos durch den Austausch der Länge des Dosierbegrenzungsteils 7 von klein bis groß jedes gewünschte Volumen machbar ist.
-
6 zeigt einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Dosiereinheit 1 als Variante mit integriertem Luftausgleichsventil 20 und mikrobiologisch dichtem Filtersystem 21, direkt eingespritzt in den Flansch des Dosierbegrenzungsteil 7. Die Luftkanäle 22 geleiten die Luft über das Filter-und Ventilsystem 21 zum Volumenausgleich in das Flüssigkeitsbehältnis 9.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Dosiereinheit
- 2
- Quetschtube
- 3
- Schraub-und Dichtschutzkappe
- 4
- Adapter
- 5
- Amboss
- 6
- Ventilkugel
- 7
- Dosierwegbegrenzung
- 8
- Ansaugrohr
- 9
- Flüssigkeitsbehältnis
- 10
- Dosierkammer
- 11
- Dichtsitz
- 12
- Auslassdichtsitz
- 13
- Sprühauslasskanal
- 14
- Zerstäubungsbereich
- 15
- Aufschraubgewinde
- 16
- Schutzkappendichtbereich
- 17
- Adapterflüssigkeitsaustrittbereich
- 18
- Schraub- und Schnappverbindung
- 19
- Dosier- und Ausbringvolumen
- 20
- Luftausgleichsventil
- 21
- Filtersystem
- 22
- Luftkanäle
- 23
- Auslassschiebeventil
- 24
- Ventilplanfläche
- 25
- Faltenbalggeometrie
- 26
- Dichtlippen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2917128 B1 [0006]
- US 9714120 B2 [0006]
