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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Gummistopfen, der als Spritzenkolben
oder als pharmazeutischer Behälterverschluss ausgebildet
ist und einen ersten Stopfen-Stirnendbereich mit einer, gegenüber
einer pharmazeutischen Flüssigkeit inerten Oberflächenschicht
sowie einen demgegenüber unbeschichteten zweiten Stopfen-Stirnendbereich
hat.
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Derartige
Gummistopfen sind bereits in verschiedenen Ausführungen
bekannt, beispielsweise aus der
EP 1 315 607 B1 . So hat man bereits Gummistopfen
geschaffen, die im Spritzenzylinder einer Spritze als Spritzenkolben
verschieblich geführt oder als Behälterverschluss
in der Behälteröffnung eines pharmazeutischen
Behälters einsetzbar sind. Die vorbekannten Gummistopfen,
die meist aus einem Gummifell ausgestanzt werden, weisen einen ersten Stopfen-Stirnendbereich
auf, der mit einer, gegenüber der im Spritzenzylinder oder
im pharmazeutischen Behälter bevorrateten Flüssigkeit
inerten Oberflächenschicht versehen ist. Auf der gegenüberliegenden
Seite dieser Gummistopfen ist ein zweiter Stopfen-Stirnendbereich
vorgesehen, der mit seiner insbesondere außenumfangsseitig
unbeschichteten Gummioberfläche am Innenumfang des Spritzenzylinders
oder des die Behälteröffnung begrenzenden Behälterinnenumfangs
dichtend anliegt. Dabei ist der erste Stopfen-Stirnendbereich in
seiner Längserstreckung im Vergleich zum zweiten Stopfen-Stirnendbereich
nur geringfügig kürzer ausgebildet.
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Beim
Eindrücken der vorbekannten Gummistopfen in den Spritzenzylinder
oder den pharmazeutischen Behälter wird das gummielastische
Stopfenmaterial meist jedoch derart komprimiert, dass sich die gegenüber
eher unelastische inerte Oberflächenschicht des ersten
Stopfen-Stirnendbereichs in Falten wirft, die von den Anwendern
häufig als Produktfehler interpretiert werden. Darüber
hinaus ist zur Beschichtung des ersten Stopfen-Stirnendbereichs meist
vergleichsweise viel Material des teueren inerten Oberflächenfilms
notwendig.
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Aufgrund
der Härte des inerten Materials werden die Stopfen zum
Schonen des Stanzwerkzeugs regelmäßig von der
Rückseite, also der unbeschichteten Seite, aus gestanzt.
Dabei muss ein großer Teil des Gummistopfens in die Stanzpfeife
eintauchen, wobei er stark komprimiert wird. Durch die Komprimierung
ist einerseits ein hoher Stanzdruck notwendig und andererseits ist
die Maßhaltigkeit des fertigen Gummistopfens durch diese
Verformung geringer. Weiterhin bedeutet das Entfernen des ausgestanzten
Gummistopfens aus dem Stanzwerkzeug einen zusätzlichen
Aufwand. Insgesamt ist die Herstellung der vorbekannten Gummistopfen
daher aufwändig und teuer.
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Es
besteht daher die Aufgabe, einen Gummistopfen der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, mit der sich die oben beschriebenen Nachteile des
vorbekannten Standes der Technik vermeiden lassen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe
besteht bei dem Gummistopfen der eingangs erwähnten Art
insbesondere darin, dass die Oberflächenschicht des ersten
Stopfen-Stirnendbereichs sich umfangsseitig im wesentlichen auf
den gegebenenfalls gerundeten Übergangsbereich zwischen Stopfenumfang
und der beschichteten Stopfen-Stirnseite des ersten Stopfen-Stirnendbereichs
beschränkt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Gummistopfen bildet der
erste Stopfen-Stirnendbereich eine Stopfenkappe, die derart kurz
bemessen ist, dass erhebliche Mengen des teueren inerten Oberflächenfilms eingespart
werden können.
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Der
erste Stopfen-Stirnendbereich bildet eine vergleichsweise kurze
Stopfenkappe. Die Gummistopfen werden daher bevorzugt von der beschichteten
Kappenseite ausgestanzt, da von der Rückseite der Stopfen
noch tiefer in das Stanzwerkzeug eintauchen würde als bisher.
Die Kappenseite taucht hingegen nicht mehr derart tief in die Stanzpfeifen ein,
so dass keine Störungen und Komplikationen im Herstellungsvorgang
zu befürchten wären. Dadurch wirkt sich auch die
Komprimierbarkeit des Gummi-Materials, insbesondere die Verformung
der Seitenbereiche, nicht mehr negativ auf den Stanzvorgang aus.
Der Stanzvorgang wird insgesamt weniger aufwändig. Zum
Stanzen von der beschichteten Seite aus wird bevorzugt ein härteres
Stanzwerkzeug verwendet, das der höheren Beanspruchung
durch die inerte Beschichtung standhält. Durch Neuentwicklungen
im Werkzeugstahlbereich wurde die Entwicklung eines solchen Stanzwerkzeuges
möglich. Diese neuen Stanzwerkzeuge ermöglichen
ihrerseits, dass der der Gummistopfen nun von der beschichteten
Seite gestanzt werden kann.
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Vor
allem aber hat sich überraschend gezeigt, dass am Außenumfang
der mit ihrer Stopfenkappe in die Spritzenzylinder oder die Behälteröffnungen
eingesetzten Gummistopfen keine unerwünschten Falten mehr
erkennbar sind. Dabei wird unter "Gummi" jedes geeignete elastische
und insbesondere gummielastische Material verstanden.
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Dabei
sieht eine bevorzugte Weiterbildung gemäß der
Erfindung vor, dass die Längserstreckung der Oberflächenschicht
des ersten Stopfen-Stirnendbereichs umfangseitig kleiner als ein
Fünftel der Stopfenlängserstreckung ist.
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Derartige
Gummistopfen werden meist aus einem Gummifell ausgestanzt, bei dem
die einzelnen, jeweils einen Gummistopfen bildenden Formkörper über
eine durchgehende Gummilage miteinander verbunden sind. Beim Austanzen
der Gummistopfen bleibt am Außenumfang jedes Gummistopfens
eine flanschartige Querschnittserweiterung stehen, welche zwischen
dem ersten Stopfen-Stirnendbereich und dem zweiten Stopfen-Stirnendbereich angeordnet
ist. Es hat sich nun als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen
dem ersten Stopfen-Stirnendbereich und dem zweiten Stopfen-Stirnendbereich
eine flanschartige Querschnittserweiterung vorgesehen ist und wenn
die Längserstreckung der Oberflächenschicht des
ersten Stopfen-Stirnendbereichs umfangsseitig kleiner als die Längserstreckung
dieser Querschnittserweiterung ausgestaltet ist.
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Weiterbildungen
gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Figurenbeschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen. Es
zeigt:
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1 einen
erfindungsgemäßen und hier als Spritzenkolben
ausgestalteten Gummistopfen in einem Längsschnitt, dessen
einer Stopfen-Stirnendbereich als vergleichsweise kurze Stopfenkappe
ausgebildet ist, und
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2 einen
ebenfalls als Spritzenkolben ausgestalteten Gummistopfen, der gemäß dem Stand
der Technik ausgebildet ist.
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In
den 1 und 2 sind zwei Gummistopfen 1, 10 jeweils
in einem Längsschnitt dargestellt. Die Gummistopfen 1, 10 gemäß den 1 und 2 sind
hier als Spritzenkolben ausgebildet und weisen eine zentrale Aufnahmeöffnung 2 mit
einem Innengewinde 3 auf, in das eine, hier nicht weiter
dargestellte Kolbenstange mit einem stirnseitigen Außengewinde
einschraubbar ist. Die Gummistopfen 1, 10, die
jeweils aus einem Gummifell ausgestanzt werden, weisen einen ersten
Stopfen-Stirnendbereich 5 auf, der mit einer, gegenüber
der im Spritzenzylinder bevorrateten Flüssigkeit inerten
Oberflächenschicht 4 versehen ist. Auf der gegenüberliegenden
Seite der Gummistopfen 1, 10 ist ein zweiter Stopfen-Stirnendbereich 6 vorgesehen,
der mit seiner insbesondere außenumfangsseitig unbeschichteten
Gummioberfläche 8 am Innenumfang des Spritzenzylinders
dichtend anliegt.
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Um
die zwischen dem Zylinderinnenumfang des Spritzenzylinders und dem
zweiten Stopfen-Stirnendbereich 6 entstehenden Reibungskräfte zu
begrenzen, weist der zweite Stopfen-Stirnendbereich 6 eine
in Längsrichtung wellenförmig konturierte Umfangsmantelfläche
auf.
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Der
in 2 dargestellte und gemäß dem Stand
der Technik ausgestaltete Gummistopfen 10 weist einen ersten
Stopfen-Stirnendbereich 5 auf, der in seiner Längserstreckung
im Vergleich zum zweiten Stopfen-Stirnendbereich 6 nur
geringfügig kürzer ausgebildet ist. Beim Eindrücken
des Gummistopfens 10 in den Spritzenzylinder wird das gummielastische
Stopfenmaterial meist jedoch derart komprimiert, dass sich die demgegen über
eher unelastische inerte Oberflächenschicht 4 des
ersten Stopfen-Stirnendbereichs 5 in Falten wirft, welche
von den Anwendern als Produktfehler interpretiert werden können.
Darüber hinaus ist zur Beschichtung des ersten Stopfen-Stirnendbereichs 5 meist
vergleichsweise viel Material des teueren inerten Oberflächenfilms 4 notwendig.
Da der Gummistopfen 10 beim Ausstanzen aus dem Gummifell
vergleichsweise tief in die Stanzpfeifen eintaucht und von dort
nicht immer ohne weiteres ausgeworfen werden kann, ist auch die
Herstellung des Gummistopfens 10 gemäß 2 häufig
mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden.
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Aus
einem Vergleich der Figuren wird deutlich, dass bei dem in 1 dargestellten
erfindungsgemäßen Gummistopfen 1 der
erste Stopfen-Stirnendbereich 5 eine Stopfenkappe bildet,
die derart kurz bemessen ist, dass erhebliche Mengen des teueren
inerten Oberflächenfilms 4 eingespart werden können.
Da der erste Stopfen-Stirnendbereich 5 eine vergleichsweise
kurze Stopfenkappe bildet, kann der Gummistopfen 1 von
der beschichteten Kappenseite ausgestanzt werden, die dabei nicht mehr
derart tief in die Stanzpfeife eintaucht, dass Störungen
und Komplikationen im Herstellungsvorgang zu befürchten
wären. Vor allem aber hat sich überraschend gezeigt,
dass am Außenumfang des mit ihrer Stopfenkappe 5 in
den Spritzenzylinder eingesetzten Gummistopfens 1 keine
unerwünschten Falten mehr erkennbar sind.
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Wie
aus 1 erkennbar ist, beschränkt sich die
Oberflächenschicht 4 des ersten Stopfen-Stirnendbereichs 5 umfangsseitig
im wesentlichen auf den gerundeten Übergangsbereich zwischen
Stopfenumfang und der beschichteten Stopfen-Stirnseite des ersten
Stopfen-Stirnendbereichs 5. Dabei ist die Oberflächenschicht 4 des
ersten Stopfen-Stirnendbereichs 5 umfangsseitig kleiner
als ein Fünftel der Stopfenlängser streckung ausgestaltet. Beim
Ausstanzen des Gummistopfens 1 aus einem Gummifell bleibt
am Stopfenumfang eine flanschartige Querschnittserweiterung 7 stehen,
die zwischen dem ersten Stopfen-Stirnendbereich 5 und dem zweiten
Stopfen-Stirnendbereich 6 angeordnet ist. Dabei sieht das
in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel
vor, dass die Oberflächenschicht 4 des ersten
Stopfen-Stirnendbereichs 5 umfangsseitig in Längserstreckung
etwa gleich oder kleiner als die Querschnittserweiterung 7 ist.
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Die
flanschartige Querschnittserweiterung 7 verhindert zudem,
durch den dickeren Wandbereich im Endbereich des inerten Materials,
dass beim Entformen des Gummistopfens 1 die Oberflächenschicht 4 abreißt.
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Im
Vergleich zum Stopfen 10 weist die wellenförmig
konturierte Umfangsmantelfläche eine veränderte
Geometrie auf. Die einzelnen Rippen 8 sind weniger tief,
das heißt ihr Verhältnis zwischen Tiefe und Durchmesser
ist geringer. Dadurch vergrößert sich der Radius
der dazwischen liegenden Verbindungsbereiche 11, im Vergleich
zur 2 etwa um den Faktor 1,6. Der Stopfen ist dadurch
bei gleicher Dichtwirkung leichter im Kolben beweglich. Zusätzlich
ist die unterste Rippe 8 weiter vom unteren Rand des Stopfens 1 entfernt.
Der dadurch gebildete Bereich 12 zwischen der untersten
Rippe 8 und dem unteren Stopfen-Rand ist leicht abgeschrägt,
wodurch der Stopfen leichter entformt werden kann. Der Bereich 12 entspricht
dabei etwa einem Fünftel der Gesamtlänge des Stopfens 1.
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Zusätzlich
sind die Kanten des Innengewindes 3 stärker abgerundet,
im Vergleich zur 2 etwa doppelter Rundungsradius,
wodurch ebenfalls die Entformbarkeit des Stopfens verbessert wird.
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Um
ein Abreißen des zweiten Stopfen-Stirnendbereiches beim
entformen aus der Gummipressform zu verhindern wurde das Durchmesserverhältnis
des ersten Stopfen-Stirnendbereiches zum Durchmesser unter der flanschartigen
Durchmesservergrößerung von A1/A2 in 2 welches
größer als 1,09 ist auf ein Verhältnis
von B1/B2 in 1 das kleiner als 1,025 ist
geändert. Hierdurch ist der Durchmesserbereich in der Gummipressform
entsprechend größer ausgelegt, sodass der zweite Stopfen-Stirnendbereiche
beim herausziehen des Felles aus der Form nicht abreißt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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