DE4010202A1

DE4010202A1 - Vorrichtung zum entnehmen von fluessigkeit aus einem behaeltnis, insbesondere einer flasche, bei gleichzeitiger gefilterter belueftung des behaelters

Info

Publication number: DE4010202A1
Application number: DE19904010202
Authority: DE
Inventors: Roland Wex
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-10-02
Anticipated expiration: 2010-03-31
Also published as: DE4010202C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entnehmen von Flüssigkeit aus einem Behältnis, insbesondere einer Flasche, bei gleichzeitiger gefilterter Belüftung des Behältnisses, mit einer Trägerplatte, einem Einstechdorn zum Einstechen in einen Verschluß des Behältnisses, einem Anschlußstutzen zum Verbinden mit einer Flüssigkeitsspritze und einer Einlaßöffnung für die Luft, wobei der Einstechdorn einen Flüssigkeitskanal und einen Luftkanal aufweist, die getrennt durch die Trägerplatte zum Anschlußstutzen bzw. zur Einlaßöffnung geführt sind.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 38 20 204 A1 bekannt. Diese besteht im wesentlichen aus einem ersten Bauteil, das durch ein Unterteil der Trägerplatte und den Einstechdorn gebildet ist, sowie einem zweiten Bauteil, das durch das Oberteil der Trägerplatte, den Anschlußstutzen zum Verbinden mit der Flüssigkeitsspritze und einen weiteren, der Einlaßöffnung für die Luft zugeordneten Stutzen gebildet ist. Im Bereich von Trägerplattenunterteil und Trägerplattenoberteil sind die beiden Bauteile miteinander verschweißt. Trägerplatten unterteil und Trägerplattenoberteil bilden zwischen sich zwei voneinander getrennte Räume, ein erster steht mit dem Flüssig keitskanal und dem Anschlußstutzen zum Verbinden mit der Flüssigkeitsspritze in Verbindung, in diesen Raum ist ein hydrophiles Filterelement in Art einer flachen Membran inte griert, ein zweiter Raum steht mit dem Luftkanal und dem die Einlaßöffnung für die Luft aufweisenden Stutzen in Verbindung, diesem ist eine entsprechend ausgebildete, hydrophobe Membran zugeordnet.

Die bekannte Vorrichtung hat sich in der Praxis durchaus bewährt, sowohl was die Herstellung der einzelnen Bauteile der Vorrichtung betrifft, als auch die Bildung der Vorrichtung insgesamt. Grundsätzlich sind jedoch Fälle denkbar, in denen es nicht erforderlich ist, die Flüssigkeit zu filtern, so daß es nur auf das Filtern der Luft ankommt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer derartigen Anforderung die Vorrichtung baulich noch einfacher zu gestalten und dies bei minimalem Material- und Fertigungsaufwand.

Gelöst wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß die Trägerplatte, der Einstechdorn und der Anschlußstutzen ein Bauteil bilden und die Trägerplatte im Bereich der Einlaßöffnung für die Luft ein mit der Träger platte verbundenes Filterelement aufweist. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit darin zu sehen, daß sie - abgesehen vom hydrophoben Filterelement - einteilig ausgebildet ist, und es nur erforderlich ist, das Filterelement im Bereich der Einlaßöffnung für die Luft mit der Trägerplatte zu verbinden. Im Gegensatz zum erörterten Stand der Technik ist das Filterelement damit nicht in einen Hohlraum der Trägerplatte integriert, sondern wird dem Äußeren der Träger platte verbunden. Gedacht ist hierbei primär an ein Verschweißen des Filterelementes mit der Trägerplatte. Dies setzt weitgehend verwandte Materialien voraus, die zudem schweißfähig sein müssen, beispielsweise Acrylbutatienstyrol (ABS), Styrolacrylni tril (SAN) oder transparentes Polystyrol.

In diesem Zusammenhang ist aus dem DE-GM 81 29 620 eine Vorrich tung zum gefilterten Entnehmen von Flüssigkeit aus einem Behältnis bei gleichzeitiger gefilterter Belüftung des Behält nisses bekannt, bei der ein gerader Flüssigkeitskanal und ein abgewinkelter Luftkanal unmittelbar vom Einstechdorn zum Anschlußstutzen für die Flüssigkeitsspritze bzw. zur Einlaßöff nung für die Luft geführt sind. Dieser ist ein Stutzen zugeord net, der eine im wesentlichen zylindrische Kammer aufweist, in deren Wand eine ringförmige Anschlagschulter für ein scheiben förmiges Luftfilter vorgesehen ist. Dieses wird von einem Ring, der in dem Stutzen, zum Beispiel durch Kleben, befestigt ist, gegen die Anschlagschulter gedrückt. Durch eine Mittelöffnung des Ringes hindurch kann die Luft das Luftfilter passieren.

Abgesehen davon, daß diese Vorrichtung infolge der besonderen Anordnung und Befestigung des Luftfilters einen erhöhten Fertigungsaufwand bedingt, ist auch die gewinkelte Anordnung des Luftkanales, der zudem in eine Kammer mündet, unter fertigungs technischem Aspekt nachteilig.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Trägerplatte auf der dem Einstechdorn abgewandten Seite im Bereich der Einlaßöffnung eine zylindrische Ausnehmung aufweist, der eine umlaufende Schweißfläche für das als Filtermembran ausgebildete Filterelement zugeordnet ist, das entsprechenden kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Träger platte kann darüber hinaus im Bereich der umlaufenden Schweiß fläche eine umlaufende Hinterschneidung zur formschlüssigen Aufnahme eines umlaufenden Randes der Filtermembran aufweisen. Vor dem Verschweißen von Filtermembran und Trägerplatte kann die Filtermembran damit formschlüssig in der Trägerplatte fixiert werden. Innerhalb der Ausnehmung sollten eine oder mehrere, Bestandteil der Trägerplatte bildende, Stützrippen für die Filtermembran angeordnet sein, insbesondere beabstandet zur radialen Begrenzung der Ausnehmung angeordnete Kreuzrippen. Die Stützrippen bzw. Kreuzrippen verhindern, daß die Filtermembran unter Umständen die Einlaßöffnung für die Luft verlegt oder sich an die Trägerplatte anlegt, indem zwischen dem Boden der zylindrischen Ausnehmung und der Filtermembran der durch die Höhe der Rippen vorgegebene Abstand eingehalten wird.

Das die Trägerplatte, den Einstechdorn und den Anschlußstutzen umfassende Bauteil wird zweckmäßig im Spritzgußverfahren hergestellt. Es ist damit möglich, das Bauteil in einem Werkzeug zu produzieren, damit bei geringen Werkzeugkosten und aufgrund der Herstellung in einem Arbeitsgang bei minimalem Zeitaufwand. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, daß der Luftkanal und der Flüssigkeitskanal im wesentlichen parallel durch den Einstech dorn geführt sind. Die Bildung von Luftkanal und Flüssigkeitska nal kann unmittelbar bei der Herstellung des Bauteiles erfolgen, indem das Werkzeug entsprechend der Position der Kanäle mit Nadeln versehen ist. Wegen des erforderlichen Abstandes der Kanäle ist der Einstechdorn in seinem sich an den erweiternden Spitzenbereich anschließenden Bereich konstanten Durchmessers zweckmäßig mit elliptischem Querschnitt versehen, wobei die beiden Kanäle im Bereich der großen Achse der Ellipse positio niert sind. Um den Verschluß einfach durchstechen zu können, sollte die Außenkontur des hier erweiternden Spitzenbereiches des Einstechdornes in der Ebene der großen Achse als spitz zulaufende Kante ausgebildet sein. Es ist weiterhin vorgesehen, daß der Luftkanal und der Flüssigkeitskanal unmittelbar in den vom Anschlußstutzen umgebenen Raum bzw. die Ausnehmung für das Filterelement münden. Nach dem Spritzgießen des Bauteiles ist es damit nur noch erforderlich, die Filtermembran mit dem Bauteil zu verschweißen. Eine Weiterbildung sieht schließlich vor, daß der Einstechdorn im Bereich der Trägerplatte kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Kreisdurchmesser mindestens so groß ist, wie die große Achse der Ellipse und die Mittelpunkte von Kreis und Ellipse zusammenfallen. Der Ansatz an der Träger platte mit dem kreisförmigen Querschnitt dient als rotationssym metrischer Sitz für eine Abdeckkappe des Einstechdornes.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

In den Figuren ist die Erfindung an einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt, ohne auf diese beschränkt zu sein.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 2 eine Unteransicht der Vorrichtung gemäß Ansicht B in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Ansicht C in Fig. 1 und

Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Pfeil D in Fig. 2.

Die Figuren zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entneh men von Flüssigkeit aus einem Behältnis, insbesondere einer Flasche, die Vorrichtung wird auch als Entnahmespike bezeichnet. Im Sinne der Erfindung könnte der Spike durchaus auch zum Zuführen von Flüssigkeit bei gleichzeitiger gefilterter Entlüf tung des Behältnisses dienen.

Der Entnahmespike 1 weist eine Trägerplatte 2, einen Einstech dorn 3 zum Einstechen in einen nicht gezeigten Verschluß eines gleichfalls nicht gezeigten Behältnisses, und einen Anschluß stutzen 4 mit kegelförmiger Stutzenausnehmung 5 in Art eines Luer-Kegels auf. In diesen ist ein entsprechend ausgebildeter Kegelansatz einer Flüssigkeitsspritze einführbar.

Das durch die Trägerplatte 2, den Einstechdorn 3 und den Anschlußstutzen 4 gebildete Bauteil ist einstückig ausgebildet, es besteht beispielsweise aus ABS und wird im Spritzgußverfahren hergestellt.

Im Detail ist die Trägerplatte 2, an der der Entnahmespike 1 im Gebrauch ergriffen wird, achteckig ausgebildet und zwar symme trisch zu einer großen Achse 6 und einer senkrecht hierzu verlaufenden kleinen Achse 7. Symmetrisch zum Schnittpunkt 8 der Achsen 6 und 7 mündet die Trägerplatte 2 in einen zylindrischen Ansatz, der sich in einem Ansatz 10 unveränderlichen ellipti schen Querschnittes fortsetzt. Die große Achse der Ellipse fällt dabei mit der Achse 6 zusammen und es entspricht die Ausdehnung der Ellipse in dieser Richtung dem Durchmesser des zylindrischen Ansatzes 9, während die kleine Achse der Ellipse nur etwa zweidrittel so groß ist wie der Durchmesser des zylindrischen Ansatzes 9. Der elliptische Ansatz 10 geht im Bereich seines, der Trägerplatte 2 abgewandten Endes in einen spitz zulaufenden Abschnitt 11 über, derart, daß die Außenkontur des spitzen Bereiches in der Ebene der großen Achse als spitz zulaufende Kante 12 ausgebildet ist. Der Spitzenwinkel zwischen den Flanken des keilförmig zulaufenden Abschnittes 11 im Bereich der kleinen Achse 7 beträgt dabei etwa 30°, im Bereich der großen Achse 6 etwa 60°.

Der elliptische Ansatz 10 und der spitz zulaufende Abschnitt 11 bilden den Einstechdorn 3. Dieser ist mit einem Flüssigkeitska nal 13 und einem parallel zu diesem verlaufenden Luftkanal 14 versehen, die in der Ebene der großen Achse 6 möglichst nahe an der Außenwandung des Einstechdornes 3 in diesem positioniert sind. Die Kanäle 13 und 14 durchsetzen die Trägerplatte 2, wobei der Flüssigkeitskanal 13 asymmetrisch, benachbart zu der durch den Schnittpunkt 8 verlaufenden Längsachse 15 in die Stutzenaus nehmung 5 des Anschlußstutzens 4 mündet. Benachbart zum An schlußstutzen 4 ist die Trägerplatte 2 auf ihrer dem Einstech dorn 3 abgewandten Seite im Bereich der Einlaßöffnung 16 des Luftkanals 14 mit einer zylindrischen Ausnehmung 17 geringer Tiefe versehen, derart, daß der Luftkanal 14 asymmetrisch, das heißt im Bereich der der Längsachse 15 zugewandten äußeren Begrenzung der zylindrischen Ausnehmung 17 in diese mündet. Wie insbesondere der Darstellung der Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, weist die zylindrische Ausnehmung 17 eine umlaufende keilförmige Hinterschneidung 18 auf und es bildet Bestandteil der Trägerplatte 2 eine Kreuzrippe 19, die sich über einen Teil der Tiefe der zylindrischen Ausnehmung 19 erstreckt und in Abstand zur radialen Begrenzung der Ausnehmung 17 endet. Mit der Trägerplatte 2 ist eine gleichfalls aus ABS bestehende, flache, kreisförmige hydrophobe Filtermembran 20 verschweißt, deren Außendurchmesser dem lichten Durchmesser der zylindrischen Ausnehmung 17 entspricht und die mit einem entsprechend der keilförmigen Hinterschneidung 18 der zylindrischen Ausnehmung 17 ausgebildeten, nicht näher bezeichneten keilförmigen Rand versehen ist. Die Filtermembran 20 weist vier im rechten Winkel zueinander angeordnete, sich radial erstreckende Versteifungs rippen 21 auf. Die Feinheit des Filters richtet sich nach der herauszufilternden Partikelgröße, die Porengröße beträgt beispielsweise 0,2µm.

Das durch die Trageplatte 2, den Einstechdorn 3 und den An schlußstutzen 4 gebildete Bauteil wird einschließlich der Kanäle 13 und 14 und der zylindrischen Ausnehmung 17 in einem Werkzeug im Spritzgußverfahren hergestellt. Die Kanäle 13 und 14 werden dabei durch Nadeln im Werkzeug erzeugt. Es wird dann in die zylindrische Ausnehmung 17 des Bauteiles die Filtermembran 20 eingesteckt, diese stützt sich an der Kreuzrippe 19 ab. Es wird ein Schweißkopf von außen an die Filtermembran 20 herangeführt und diese mit der Trageplatte 2 verschweißt. Von besonderer Bedeutung ist die asymmetrische Anordnung der Kanäle 13 und 14 im Einstechdorn 3 und die asymmetrische Anordnung dieser Kanäle bezüglich der Stutzenausnehmung 5 und der zylindrischen Ausneh mung 17 bei paralleler Anordnung zur Längsachse 15. Diese ermöglicht es, die Stutzenausnehmung 5 und die zylindrische Ausnehmung 17 möglichst weit auseinander zu plazieren, womit die mit der Trageplatte 2 zu verschweißende Filtermembran 20 von außen gut zugänglich wird. Auf diese Art und Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in zwei Arbeitsgängen bei minimalem Materialaufwand hergestellt werden, in dem zunächst das Haupt bauteil der Vorrichtung im Spritzgußverfahren produziert wird und dann nur noch die Filtermembran eingesetzt und verschweißt werden muß.

Nicht näher verdeutlicht ist in der Zeichnung der Figuren eine auf den zylindrischen Ansatz 9 aufsteckbare Schutzkappe. Der Anschlußstutzen 4 ist zusätzlich mit einem äußeren Gewindeansatz 22 zum Aufschrauben einer Verschlußkappe versehen.

Bezugszeichenliste

1 Entnahmespike
2 Trägerplatte
3 Einstechdorn
4 Anschlußstutzen
5 Stutzenausnehmung
6 große Achse
7 kleine Achse
8 Schnittpunkt
9 zylindrischer Ansatz
10 elliptischer Ansatz
11 Abschnitt
12 Kante
13 Flüssigkeitskanal
14 Luftkanal
15 Längsachse
16 Einlaßöffnung
17 zylindrische Ausnehmung
18 keilförmige Hinterschneidung
19 Kreuzrippe
20 Filtermembran
21 Versteifungsmembran
22 Gewindeansatz

Claims

1. Vorrichtung zum Entnehmen von Flüssigkeit aus einem Behältnis, insbesondere einer Flasche, bei gleichzeitiger gefilterter Belüftung des Behältnisses, mit einer Träger platte, einem Einstechdorn zum Einstechen in einen Ver schluß des Behältnisses, einem Anschlußstutzen zum Verbin den mit einer Flüssigkeitsspritze und einer Einlaßöffnung für die Luft, wobei der Einstechdorn einen Flüssigkeitska nal und einen Luftkanal aufweist, die getrennt durch die Trägerplatte zum Anschlußstutzen bzw. zur Einlaßöffnung geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (2), der Einstechdorn (3) und der Anschlußstutzen (4) ein Bauteil bilden und die Trägerplatte (2) im Bereich der Einlaßöffnung (16) für die Luft ein mit der Trägerplatte (4) verbundenes Filterelement (20) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (20) mit der Trägerplatte (2) verschweißt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (2) auf der dem Einstechdorn (3) abgewand ten Seite im Bereich der Einlaßöffnung (16) eine zylindri sche Ausnehmung (17) aufweist, der eine umlaufende Schweiß fläche für ein als flache, kreisförmige Membran ausgebilde tes Filterelement (20) zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (2) im Bereich der umlaufenden Schweißflä che eine umlaufende Hinterschneidung (18) zur formschlüssi gen Aufnahme eines umlaufendes äußeren Randes der Filter membran (20) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Ausnehmung (17) eine oder mehrere, Bestandteil der Trägerplatte (2) bildende Stützrippen (19) für die Filtermembran (20) angeordnet sind, insbesondere beabstandet zur radialen Begrenzung der Ausnehmung (17) angeordnete Kreuzrippen (19).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (14) und der Flüssig keitskanal (13) parallel durch den Einstechdorn (3) geführt und asymmetrisch zum Filterelement (20) bzw. dem Anschluß stutzen (4) positioniert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstechdorn (3) in Richtung der Trägerplatte (2) einen sich erweiternden Spitzenbereich (11) und einen sich hieran anschließenden Bereich (10) konstanten elliptischen Querschnitts aufweist, wobei der Flüssigkeitskanal (13) und der Luftkanal (14) im Bereich der großen Achse (6) der Ellipse positioniert sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des spitzen Bereiches (11) in der Ebene der großen Achse (6) als spitz zulaufende Kante (12) ausgebil det ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstechdorn (3) im Bereich der Trägerplatte (2) kreisförmigen Querschnitt (9) aufweist, wobei der Kreis durchmesser mindestens so groß ist wie die große Achse der Ellipse und die Mittelpunkte (8) von Kreis und Ellipse zusammenfallen.