DE9419268U1

DE9419268U1 - Spender

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Publication number: DE9419268U1
Application number: DE9419268U
Authority: DE
Original assignee: Wischerath Josef Co KG GmbH
Current assignee: Wischerath Josef Co KG GmbH
Priority date: 1994-12-01
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2004-12-02
Also published as: WO1996016746A1

Description

Spender

Die Erfindung betrifft einen Spender für flüssige oder pastöse Fluide mit einem das Fluid enthaltenden Behälter, einem eine Fluidspeicherkammer nach unten abdichtenden, an einer Behälterinnenwand gleitenden Kolben und einer am gegenüberliegenden, oberen Ende des Behälters befestigten, mit einem Applikator versehenen Pumpvorrichtung, die eine durch äußere Beaufschlagung eines Kopfstückes volumenveränderliche Pumpkammer aufweist, die durch ein nur in Pumpkammerrichtung öffnendes erstes Rückschlagventil von der Fluidspeicherkammer getrennt ist und die Pumpvorrichtung stromabwärts der Pumpkammer ein von der Pumpkammer weg öffnendes zweites Rückschlagventil aufweist.

Mit Spendern der eingangs genannten Art ist es möglich, durch äußere Kraftbeaufschlagung eines Kopfstückes, beispielsweise durch Niederdrücken desselben mittels Fingerdruck, das Volumen einer Pumpkammer zu verringern. Durch den dabei in der Pumpkammer entstehenden Überdruck wird ein zwischen Pumpkammer und Umgebung angeordnetes Rückschlagventil zur Produktausgabe aus der Pumpkammer geöffnet, während ein zwischen Fluidspeicherkammer und Pumpkammer angeordnetes Rückschlagventil schließt, so daß das Fluid aus der Pumpkammer abgegeben wird. Wird das Kopfstück in einem Rückkehrhub (im allgemeinen durch eine Federkraft) in eine das Pumpkammervolumen vergrößernde Richtung bewegt, so öffnet durch den in der Pumpkammer entstehenden Unterdruck das zwischen Pumpkammer und Fluidspeicherkammer angeordnete Rückschlagventil, während das zwischen Pumpkammer und Umgebung angeordnete Rückschlagventil schließt. Da die Fluidspeicherkammer an ihrer Unterseite durch einen im Behälter gleitend geführten, auf seiner Außenseite durch den Umgebungsdruck beaufschlagten Nachlaufkolben begrenzt ist, strömt aufgrund der Druckdifferenz Fluid aus der Fluidspeicherkammer in die Pumpkammer, wobei der Nachlaufkolben im Behälter nach oben wandert. Nach dem Füllen

der Pumpkammer kann wieder Fluid gespendet werden. Durch die Anwendung des beschriebenen Pumpmechanismus ist die Verwendung von Treibmitteln zum Austreiben des Fluides bei Spendern der eingangs genannten Art nicht erforderlich.

Ein solcher Spender ist bereits aus dem Gebrauchsmuster G 92 242.6 bekannt. Dabei ist ein axial bewegbares Kopfstück, das nach oben hin als Spendertaste ausgebildet ist mit einem Verdrängungskolben versehen, der die Pumpkammer nach oben begrenzt. Durch den Verdrängungskolben und das Kopfstück erstreckt sich ein Ausströmkanal von der Pumpkammer zu einer seitlich am Kopfstück vorgesehenen Mündung. Diese Mündung ist durch einen losen Stopfen verschließbar. Im Übergang von der Pumpkammer zum Ausströmkanal ist eine Rückschlagklappe am Verdrängungskolben angebracht, die bei Überdruck in der Pumpkammer in Richtung des Ausströmkanals öffnet. Auf der Unterseite der Pumpkammer ist eine Überströmöffnung zur Fluxdspeicherkammer vorgesehen, die durch eine zweite Rückschlagklappe verschlossen wird, wenn durch Niederdrücken des Kopfstückes das Pumpkammervolumen verringert und Fluid gespendet wird.

Bei diesem Spender besteht die Gefahr, daß der die Ausströmöffnung verschließende, lose Stopfen verloren geht oder vom Anwender bereits nach erstmaligem Gebrauch des Spenders versehentlich weggeworfen wird, so daß in den unverschlossenen Ausströmkanal Schmutz oder Bakterien eindringen und sich in Richtung der Fluidspeicherkammer ausbreiten können. Solche Verunreinigungen sind insbesondere problematisch bei Anwendung des Spenders im Medikamenten-, Lebensmittel-, Hygiene- und Kosmetikbereich zum Spenden empfindlicher Produkte. Zudem besteht die Möglichkeit, daß ein auf den Boden gefallener Stopfen von einem sorglosen Anwender ohne Reinigung in den Ausströmkanal eingesetzt wird, so daß am Stopfen anhaftende Verunreinigungen in den Ausströmkanal eingebracht werden. Beim Einsetzen des Stopfens in die Ausströmkanalmündung wird jedes Mal eine kleine

Fluidmenge verdrängt, die seitlich des Stopfens herausgedrückt wird und die Finger des Anwenders beim Verschließen in unerwünschter Weise mit Fluid benetzt.

Weiterhin ist aus der französischen Patentanmeldung 91 12998 ein Spender der eingangs genannten Art bekannt, bei dem das Volumen der im Kopfstück ausgebildeten Pumpkammer gegen einen mit dem Behälter verbundenen Kolben zum Spenden von Fluid komprimiert werden kann. Das erste Rückschlagventil ist an der Stirnseite des Kolbens angeordnet. Durch einen mit dem ersten Rückschlagventil einstückig ausgebildeten elastischen Federabschnitt wird das Kopfstück in seiner oberen Stellung mit maximalem Pumpkammervolumen gehalten. Bei einer solchen Ventilgestaltung besteht die Gefahr, daß bei Ermüdung des elastischen Materials beim Spenden von Fluid gleichzeitig eine unerwünschte Rückförderung von Fluid in die Fluidspeicherkammer auftritt. Zum Spenden pastöser Fluide mit höherer Viskosität erscheint dieser Spender aufgrund der begrenzten Rückstellwirkung des elastischen Federabschnitts des ersten Rückschlagventils weniger geeignet. Durch die Anordnung des zweiten Rückschlagventils an der Spendermündung ergibt sich ein relativ großes Pumpkammervolumen, das im Ruhezustand mit Fluid gefüllt ist, so daß ein relativ großes Fluidvolumen durch ein einziges Ventil gegen von außen eindringende Verschmutzung geschützt ist. Bei Anlagerung von körnigen Partikeln im Bereich des Ventilsitzes oder bei Beschädigung des zweiten Rückschlagventils ist eine Abdichtung der Pumpkammer zur Umgebung nicht mehr gewährleistet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spender der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit geringen Druckdifferenzen betrieben werden kann und der zuverlässig und dicht schließt; so daß ein präzises Ausspenden gewünschter Fluidmengen ermöglicht ist, und der auch zum Ausspenden von Fluiden geeignet ist, die Feststoffpartikel enthalten, bei gleichzeitiger Vermeidung von Fluidverunreinigungen innerhalb des Kopfstückes,

und bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit des Spenders.

Diese Aufgabe wird bei einem Spender der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite Rückschlagventil zwischen der Pumpkammer und einem von der Pumpkammer wegführenden Ausströmventil angeordnet ist und an der äußeren, zur Umgebung weisenden Mündung des Ausströmkanals ein sich in Ausströmrichtung öffnendes drittes, selbsttätig schließendes Rückschlagventil als Mündungsventil angebracht ist.

Die Erfindung weist gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile auf. Die beiden stromabwärts der Pumpkammer angeordneten Rückschlagventile verhindern zuverlässig das Eindringen von Schmutz in die Pumpkammer auch bei Beschädigung des Mündungsventils. Durch die Verwendung von drei Rückschlagventilen zwischen Fluidspeicherkanraier und Umgebung wird einer Verunreinigung des Fluidspeicherkammerinhaltes gegenüber bekannten Zweiventilspendern erheblich besser vorgebeugt. Die Wirkungsweise des Pumpmechanismus mit einem ersten Rückschlagventil zwischen Fluxdspeicherkammer und Pumpkammer und einem von der Pumpkammer weg öffnenden zweiten Rückschlagventil wird durch das dritte Mündungsventil nicht beeinflußt. Da das Mündungsventil automatisch öffnet und schließt, ist ein verlierbarer Verschlußstopfen, der von Hand einzusetzen ist, nicht nötig, wodurch auch die Handhabung des Spenders vereinfacht und die Gefahr des Eindringens von Verunreinigungen in den Ausströmkanal vermieden wird.

Insbesondere beim Spenden von Dispersionen, die relativ feste Partikel beinhalten, besteht die Gefahr, daß nach dem Spenden solcher Fluide Partikel im Bereich des Ventilsitzes verbleiben und dort in Schließstellung des Ventils eingeklemmt werden. Dabei ist ein sicheres Schließen des Ventils nicht mehr gewährleistet. Durch einen zwischen Partikel und Dichtelement gebil-

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deten Spalt können Bakterien entgegen der Stromrichtung in den vom Ventil verschlossenen Kanal oder die dahinterliegende Kammer eindringen und den Inhalt unbrauchbar machen. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind daher ein Teil der Rückschlagventile oder alle mit einer Schneide versehen, gegen die ein Dichtelement in Schließstellung anliegt. Hierdurch wird vermieden, daß im Fluid befindliche feste Partikel zwischen dem Ventilsitz und dem Dichtelement eingeklemmt werden können. Partikel, die sich beim Schließen des Ventils im Bereich der Schneide befinden, werden durch das Dichtelement zur einen oder zur anderen Seite der Schneide weggedrückt.

In einer günstigen Ausführungsform ist die Schneide als geschlossener, ununterbrochener Schneidenring ausgebildet.

Vorteilhafterweise ist die Profilhöhe der von der Ventilsitzfläche hervorstehenden Schneide größer als der maximale Durchmesser im Fluid enthaltener Partikel. Hierdurch wird vermieden, daß durch das Dichtelement zur Seite gedrückte Partikel die Schließwirkung des gegen die Schneide anliegenden Dichtelementes beeinträchtigen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das erste Rückschlagventil, oder das Mündungsventil oder beide einen sich zu einer Mündung verjüngenden, elastischen Dichtlippenring auf, der in Schließstellung gegen einen in oder vor der Durchströmöffnung des Ventils angeordneten Zapfen anliegt, dessen Durchmesser größer ist als der Offnungsdurchmesser des entspannten Dichtlippenringes. Wenn an der Innenseite des Dichtlippenringes ein Überdruck anliegt, der die durch die Materialeigenschaften und Formgebung des Ventiles konstruktiv bedingte Schließkraft übersteigt, wird der Dichtlippenring nach außen gebogen, so daß zwischen Dichtlippenring und Zapfen ein Ausströmringspalt freigegeben wird, durch den das Fluid ausströmt. Sobald der Überdruck auf der Innenseite des Dichtlippenringes

abfällt, schließt das Mündungsventil automatisch. Durch eine im wesentlichen radiale Schließbewegung des vorderen Dichtlippenabschnittes kann die Volumenverdrängung von Fluid beim Schließen sehr klein gehalten werden, so daß das Ventil auch bei zähen Fluiden schnell und sicher schließt, und eine präzise Applikation ermöglicht. Dies ist z.B. für den Einsatz des Spenders als Medikamentenspender im Arzneiinittelbereich oder für die Ausspendung von Kosmetika von Bedeutung.

Vorzugsweise schließt der Dichtlippenring unter elastischer Vorspannung gegen eine Schneide an der Stirnfläche des Zapfens. Insbesondere bei dem zwischen Fluidspeicherkammer und Pumpkammer angeordneten ersten Rückschlagventil kann dabei der Dichtlippenring so gestaltet sein, daß sich dieser im wesentlichen in einer Normalebene zur Bewegungsrichtung des Kopfstückes erstreckt. Hierdurch kann die Bauhöhe des Pumpkopfes klein gehalten werden.

Gemäß einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist das Dichtelement des zweiten Rückschlagventils als im wesentlichen scheibenförmiger, federelastischer Dichtteller ausgebildet, der gegen einen am Ventilsitz ausgebildeten Vorsprung schließt.

Vorzugsweise ist dieser Vorsprung als Ringvorsprung mit einem sich zu einer Schneide verjüngendem Profil ausgebildet, wodurch beim Schließen des Ventils im Schließbereich befindliche Partikel in bereits beschriebener Weise zur Seite weggedrängt werden und ein sicheres Schließen des Ventils gewährleistet wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Behälter an seiner zur Pumpvorrichtung weisenden Seite mit einem Zahnring versehen. Weiterhin ist ein Betätigungsdrehring zur Axialbewegung des Kopfstückes vorgesehen, der an seiner Innenseite mindestens einen Eingriffsvorsprung aufweist, der in die Verzahnung des Zahnringes eingreift. Der Eingriffs-

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vorsprung ist dabei so geneigt, daß der Betätigungsdrehring nur in eine Richtung drehbar ist, in die Gegenrichtung jedoch blockiert. Die Verwendung eines Drehringes zur Axialbewegung des Kopfstückes ermöglicht je nach Drehrichtung des Betätigungsdrehringes ein besonders genaues Dosieren der in die Pumpkammer gesaugten bzw. zu spendenden Fluidinenge. Wird der Betätigungsdrehring zum Fördern von Fluid aus der Fluidspeicherkammer in die Pumpkammer eingesetzt, so verhindert die Rückdrehsicherung ein unbeabsichtigtes Spenden von Fluid, wenn der Benutzer zum Laden von Fluid in die Pumpkammer den Betätigungsdrehring versehentlich in die falsche Richtung zu drehen versucht.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den übrigen Unteransprüchen dargelegt. Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig.l eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeipieles des Spenders im Vertikalschnitt,

Fig.la eine vergrößerte Ansicht der Pumpvorrichtung,

Fig.2 eine Schnittdarstellung des ersten Rückschlagventils,

Fig.2a eine Detailansicht des Schneidenringes des ersten Rückschlagventils ,

Fig.3 eine Schnittdarstelung des zweiten Rückschlagventils,

Fig.4 einen Schnitt durch das Mündungsventil,

Fig.5 eine Aufsicht des Behälters mit dem Zahnring,

Fig.5a eine Teilansicht des Zahnringes zur Verdeutlichung der

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Flankengeometrie der Zähne,

Fig.6 einen Schnitt des Adapterringes mit Eingriffsvorsprüngen.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Spenders l nach der Erfindung dargestellt. Ein im wesentlichen zylindrischer Behälter 2 ist an seinem unteren Ende durch einen einsetzbaren Boden verschlossen und beinhaltet eine Fluidspeicherkammer 3, die an ihrem unteren Ende durch einen an der Behälterinnenwand gleitend geführten Nachlaufkolben begrenzt ist. Am dem Behälterboden gegenüberliegenden, oberen Ende des Behälters 2 ist eine in Fig. la vergrößert dargestellte Pumpvorrichtung 5 angebracht, die eine Pumpkammer 6 aufweist. Zwischen der Pumpkammer 6 und der Fluidspeicherkammer 3 ist ein erstes, zur Pumpkammer 6 öffnendes Rückschlagventil 7 angeordnet. Ein zweites Rückschlagventil 8 ist zwischen der Pumpkammer 6 und einem von der Pumpkammer 6 weg zur Umgebung führenden Ausströmkanal 9 angeordnet. An der äußeren, zur Umgebung weisenden Mündung des von der Pumpkammer 6 wegführenden Ausströmkanals 9 ist ein drittes, selbsttätig schließendes Rückschlagventil als Mündungsventil 10 angebracht. Die Pumpkammer 6 wird radial durch einen einstückig mit einem Kopfstück 11 ausgebildeten Pumpzylinder 12 begrenzt. Das Kopfstück 11 ist in axialer Richtung beweglich am Behälter 2 geführt und gegen Verdrehung gegen denselben gesichert. Durch Drehen eines Betätigungsdrehringes 13 kann das Kopfstück 11 axial nach oben bewegt werden, so daß das Pumpkammervolumen vergrößert und Fluid in die Pumpkammer 6 gesaugt wird. Zum Schutz der Pumpvorrichtung 5 ist eine die Pumpvorrichtung 5 umschließende Kappe 40 am Behälter 2 abnehmbar befestigt.

Der Behälter 2 weist an seinem oberen Ende einen querschnittsverjüngten Abschnitt auf, der von einem im wesentlichen flachen Stirnabschnitt nach oben hervorsteht, zu seinem oben offenen Ende leicht kegelig zuläuft und in den im entleerten Zustand

des Spenders auf der Fluidkaimnerseite eine zentrale Nase des Nachlaufkolbens 4 bei Anlage desselben an die im wesentlichen flache Stirnwand des Behälters 2 eingreift, so daß das Totvolumen der Fluidkammer 3 minimal ist. Auf der Außenseite des querschnittverjüngten Abschnittes sind zwei gegenüberliegende, sich axial erstreckende Führungsvorsprünge zur axialen Führung des Kopfstückes 11 in Behälterlängsrichtung vorgesehen. In das obere Ende des querschnittverjüngten Abschnittes des Behälters 2 ist ein Verdrängungskolben 14 eingesetzt und gegen axiale Bewegung zum Behälter 2 gesichert. Der Verdrängungskolben 14, wie in Fig. 2 gezeigt, weist einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 15 auf, der über einen ringförmigen Verbindungsabschnitt 16 mit einem im wesentlichen zylinderringförmigen Führungsabschnitt 17 einstückig verbunden ist. Der Führungsabschnitt 17 ist an seiner oberen und unteren Kante mit jeweils nach außen geneigten Dichtlippen 18 versehen, die einerseits zur Abdichtung der oberhalb des Verdrängungskolbens 14 angeordneten Pumpkammer 6 gegen die Umgebung dienen und andererseits den Verdrängungskolben 14 an der Innenwand des Pumpzylinders 12 führen. Durch den Abstand zwischen oberer Dichtlippe und unterer Dichtlippe wird ein Verkanten des Verdrängungskolbens 14 relativ zum Pumpzylinder 12 zuverlässig vermieden. Weiterhin weist der Verdrängungskolben 14 einen zentralen Überströmkanal

19 auf, der die Fluidspeicherkammer 3 mit der Pumpkammer 6 verbindet. Am oberen Ende des Verdrängungskolbens 14 sind drei von der Innenwand des Überströmkanals 19 sich nach oben erstreckende, zur Zentralachse des Verdrängungskolbens 14 geneigte Stege

20 vorgesehen, die einen zylindrischen Zapfen 21 tragen. Der Zapfen 21 ist dabei so angeordnet, daß er sich außerhalb des Überströmkanals 19 befindet und den Überströmkanalquerschnitt nicht verengt. An der oberen Stirnseite des Verdrängungskolbens 14 ist eine ringförmige Nut vorgesehen, die zumindest eine Hinterschneidung aufweist und in die ein Ventilkörper 22 eingesetzt und in dieser festgehalten ist.

Der Ventilkörper 22 besteht aus einem sich zu einer Mündungsöffnung verjüngenden, elastischen Dichtlippenring 23 und einem mit diesem einstückig verbundenen Hülsenabschnitt 24. Der Dichtlippenring 23 erstreckt sich von der in Strömungsrichtung vorne liegenden Innenkante des Hülsenabschnittes 24 aus, wobei der Dichtlippenring 23 eine relativ geringe Wandstärke im Vergleich zum Hülsenabschnitt 24 aufweist. Der Ventilkörper 22 ist so in den Verdrängungskolben 14 eingesetzt, daß der Dichtlippenring 23, der sich im wesentlichen in einer Ebene parallel zur Stirnseite des Zapfens 21 erstreckt, gegen einen sich über die Stirnseite des Zapfens 21 erhebenden und in Fig. 2a gezeigten Ringvorsprung 25 zur Anlage kommt, wobei der Zapfen 21 den im entspannten Zustand geringfügig kleineren Mündungsöffnungsquerschnitt des Dichtlippenringes 23 aufdehnt und so ein sicheres Schließen des Ventils gewährleistet. Wird an der Innenseite des Dichtlippenringes 23 ein Überdruck angelegt, so wird nach Überwinden der durch die Elastizität des Dichtlippenringes 23 bedingten Schließkraft der Dichtlippenring 23 nach außen aufgebogen, so daß Fluid durch den Ringspalt zwischen der Mündungsöffnung und dem Zapfen 21 strömen kann. Das Fluid strömt dabei zwischen den Stegen 20 und dem Zapfen 21 hindurch, wobei die Stege 20 relativ dünn ausgebildet sind und keinen nennenswerten zusätzlichen Strömungswiderstand darstellen, so daß die auf das Kopfstück 11 zum Spenden von Fluid aufzubringende nötige Axialkraft klein bleibt und durch Fingerdruck aufgebracht werden kann. Der an der Stirnseite des Zapfens 21 ausgebildete Ringvorsprung 25 weist einen sich zu einer Ringschneide verjüngenden Querschnitt auf. Die Höhe der Ringschneide über der Stirnfläche des Zapfens 21 ist dabei größer als die größten im Fluid enthaltenen Partikel. Kommt am Ende des Pumpvorganges ein solcher Partikel im Bereich der Schneidenkante zu liegen, so wird dieser durch die Schließbewegung des elastischen Dichtlippenringes 23 nach der einen oder anderen Seite der Schneidenkante weggedrückt, so daß der Dichtlippenring 23 in der Schließstellung zuverlässig gegen die

Schneidkante abdichtet. Da die Höhe der Schneidenkante über der Stirnfläche größer gewählt ist als der maximale Partikeldurchmesser, wird die Schließwirkung des Ventils durch neben dem Ringvorsprung 25 liegende Partikel nicht beeinträchtigt.

In der oberen Stellung des Kopfstückes 11, d.h. bei maximalem Pumpkammervolumen, wird die oberhalb des Verdrängungskolbens 14 liegende Pumpkammer 6 radial im wesentlichen durch den mit dem Kopfstück 11 verbundenen Pumpzylinder 12 begrenzt, der an seinem unteren Ende gegenüber dem Behälter 2 gegen Verdrehen gesichert ist. In den Pumpzylinder 12 ist am oberen Stirnende ein tubusförmiger, mit einer Zwischenwand 27 versehener Wandeinsatz 26 eingesetzt und befestigt, der an seiner zur Pumpkammer 6 weisenden Stirnseite im wesentlichen entsprechend dem oberen Stirnende des mit dem ersten Rückschlagventil 7 versehenen Verdrängungskolbens 14 ausgebildet ist und die obere Begrenzung der Pumpkammer 6 definiert. Bei Anlage des Verdrängungskolbens 14 an das Wandelement 26 ist daher das zwischen beiden verbleibende Pumpkaitffliertotvolumen relativ klein. Weiterhin ist der im wesentlichen zylindrische Außenmantel des Wandeinsatzes 26 an seiner zur Pumpkammer 6 weisenden Seite konisch ausgebildet, so daß zwischen Pumpkammerinnenwand und dem konischen Endabschnittes des Wandeinsatzes 26 ein sich nach oben verjüngender Ringspalt gebildet wird, in den die obere Dichtlippe 18 des Führungsabschnittes 17 des Verdrängungskolbens 14 bei niedergedrücktem Pumpzylinder 12 eingreift.

In der Zwischenwand 27 des Wandeinsatzes 26 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, mindestens eine durch das zweite Rückschlagventil 8 verschließbare Durchströmöffnung 35 vorgesehen. Vorzugsweise sind in der Zwischenwand 27 vier kreissegmentförmige Durchströmöffnungen 35 angeordnet. Zwischen der oberen Stirnwand des Pumpzylinders 12 und der Zwischenwand 27 des Wandeinsatzes 26 wird eine mit dem Ausströmkanal 9 kommunizierende Kammer 28 gebildet, in der das zweite Rückschlagventil 8 angeordnet ist.

Dieses zwischen Pumpkammer 6 und Ausströmkanal 9 angeordnete, die Pumpkammer 6 abschließende zweite Rückschlagventil 8 weist einen federelastischen Dichtteller 29 auf, der gegen einen schneidenartig ausgebildeten Ringvorsprung 31 an der Zwischenwand 27 des Wandeinsatzes 26 schließt und gegen diesen vorgespannt ist. Der Dichtteller 29 des zweiten Rückschlagventils 8 ist unter leichter Deformation in der zwischen der oberen Stirnwand des Pumpzylinders 12 und dem Wandeinsatz 26 gebildeten Kammer 28 eingesetzt und über einen Zentrierbolzen 30, der oberhalb und unterhalb des Dichttellers 29 hervorsteht, einerseits in einer Aussparung der oberen Stirnwand des Pumpzylinders 12 und andererseits in einer weiteren Öffnung der Zwischenwand 27 des Wandeinsatzes 26 zentriert. In der Schließstellung des zweiten Rückschlagventils liegt dabei der Dichtteller 29 gegen einen konzentrisch zum Zentrierbolzen 30 angeordneten, an der Zwischenwand 27 ausgebildeten Ringvorsprung 31 an, der sich zu einer Ringschneide verjüngt. Dabei ist, wie bei dem ersten Rückschlagventil 7, die Profilhöhe des Ringvorsprunges größer als der maximale Durchmesser im Fluid enthaltener Partikel, so daß eine zuverlässige Abdichtung der Pumpkammer 6 zum Ausströmkanal 9 gegeben ist.

Die Außenwand des Wandeinsatzes 26 ist oberhalb der Zwischenwand 27 zum Ausströmkanal 9 hin durchbrochen. An der äußeren, zur Umgebung weisenden Mündung des Ausströmkanales 9 ist das Mündungsventil 10 als drittes, selbsttätig schließendes Rückschlagventil angebracht, das den Ausströmkanal 9 zur Umgebung hin abdichtet. Das Mündungsventil 10 enthält wie das erste Rückschlagventil 7 einen elastischen Dichtlippenring 32, der in Schließstellung gegen einen in oder vor der Durchströmöffnung des Ventils angeordneten Zapfen 33 anliegt, dessen Durchmesser größer ist als der Öffnungsdurchmesser des entspannten Dichtlippenringes 32. Im Gegensatz zu dem ersten Rückschlagventil 7 liegt beim Mündungsventil 10 der Dichtlippenring 32 seitlich gegen die Zylindermantelfläche des Zapfens 33 dichtend an, wo-

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bei die Zylindermantelfläche des Zapfens im Bereich der Dichtlippenringanlage ebenfalls schneidenförmig ausgebildet sein kann. Prinzipiell kann auch ein Mündungsventil vom Typ des ersten Rückschlagventils 7 eingesetzt werden, bei dem der Dichtlippenring gegen einen Ringvorsprung an der Stirnfläche des Zapfens schließt. Alternativ kann das Mündungsventil auch ohne zentralen Zapfen ausgebildet werden, wobei der Dichtlippenring in mehrere Dichtlippensegmente geteilt ist, die in Schließstellung dichtend gegeneinander anliegen.

Weiterhin ist der Behälter 2 an seiner zur Pumpvorrichtung 5 weisenden Seite mit einem Zahnring 50 versehen, wie in Fig. 5 gezeigt, der einstückig mit dem Behälter 2 ausgebildet ist. Außerdem ist ein Betätigungsdrehring 13 zur Axialbewegung des Pumpzylinders 12 durch äußere Drehmomentbeaufschlagung vorgesehen, der an seiner Innenseite mit entgegen der beabsichtigten Drehrichtung 60 des Betätigungsdrehringes 13 gegen die Radialrichtung geneigten, in die Verzahnung des Zahnringes 50 eingreifenden Eingriffsvorsprüngen 51 versehen ist. Wie insbesondere Fig. 5a zu entnehmen ist, sind die einzelnen Zähne des Zahnringes 50 auf ihrer in die beabsichtigte Drehrichtung 60 des Betätigungsdrehringes 13 weisenden Flanke im wesentlichen radial zum Zahnring 50 ausgebildet, während die hintere Flanke jedes Zahnes um etwa 30 Grad zur Radialrichtung geneigt ist. Der Betätigungsdrehring 13 besteht aus einem äußeren Drehring 52 und einem in Fig. 6 beispielhaft dargestellten Adapterring 53, die durch eine hier nicht gezeigte formschlüssige Verbindung miteinander drehfest verbunden und durch ineinandergreifende Vorsprünge gegen axiales Bewegen zueinander gesichert sind. Der Betätigungsdrehring 13 ist am Innenumfang des äußeren Drehringes 52 mit zwei wendeiförmigen, gleichmäßig ansteigenden Hinterschneidungen versehen, die sich jeweils über eine Mantelhälfte erstrecken und unter die jeweils einer von zwei am Außenumfang des Kopfstückes 11 angebrachten VorSprüngen greift, so daß das Kopfstück 11 in axialer Richtung gegen ein Lösen von

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der Pumpvorrichtung 5 gesichert ist. Die Wendel sind dabei so gestaltet, daß am Umfang gegenüberliegende Punkte auf gleicher Höhe liegen. Am oberen Ende jeder Wendel ist ein Anschlag vorgesehen, so daß der Betätigungsdrehring 13 nicht weiter gegen das Kopfstück 11 verdreht werden kann, wenn dieses seine oberste Lage einnimmt.

Der Adapterring 53 weist einen im wesentlichen zylindrischen Außenring auf, der über Stege mit einem zylindrischen Innenring verbunden ist. Am Innenmantel des Außenringes sind mehrere Radialvorsprünge vorgesehen, die zur Axialsicherung des Adapterringes 53 unter eine umlaufende Hinterschneidung eines vom Behälter 2 nach oben hervorstehenden Schnappringes 54 greifen. Der zylindrische Innenring des Adapterringes 53 ist an seiner Oberkante 59 jeweils über den halben Umfang wendelförmig in analoger Weise zu der Hinterschneidung des äußeren Drehringes 52 gestaltet und steht mit einem unteren Ringabschnitt gleicher Neigung der äußeren Hülse 33 des Kopfstückes 11 in Berührung. An der Innenseite des Innenringes des Adapterringes 53 sind vier nach innen weisende, mit dem Adapterring 53 einstückig verbundene Eingriffsvorsprünge 51 vorgesehen, die entgegen der Uhrzeigerdrehrichtung gegen die Radialrichtung des Adapterringes 53 geneigt sind und die jeweils in einen Zahnzwischenraum des Zahnringes 50 eingreifen. Jeder Eingriffsvorsprung 51 weist an seinem zur Zentralachse des Adapterringes 53 weisenden Ende einen Eingriffsabschnitt 55 auf, dessen Flankengeometrie im wesentlichen einem der Zahnzwischenräume des Zahnringes 50 entspricht, so daß bei Anlage eines Eingriffsabschnittes 55 an eine vordere Flanke 57 eines Zahnes 56 zwischen Zahn 56 und Eingriffsabschnitt 55 Flächenberührung auftritt.

Durch Drehen des äußeren Drehringes 52 im Uhrzeigerdrehsinn wird der Adapterring 53 mitgenommen, wobei die Eingriffsvorsprünge 51 über die Zähne 56 des Zahnringes 50 gleiten. Dabei werden die Eingriffsvorsprünge 51 jeweils durch die hintere,

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geneigte Flanke 58 jedes Zahnes leicht gegen die Drehrichtung gebogen und springen aufgrund ihrer Elastizität in den nächsten Zahnzwischenraum. Hierbei entsteht ein charakteristisches, akustisches wahrnehmbares, ratterndes Geräusch, das dem Benutzer das Drehen in die richtige Drehrichtung signalisiert. Während des Drehens des äußeren Drehringes 52 wird das am Behälter 2 gegen Verdrehen gesicherte Kopfstück 11 durch Anlage seiner geneigten Unterkante an die wendelförmig ansteigende Oberkante 59 des Adapterringes 53 nach oben bewegt. Durch die Anschläge des äußeren Drehringes 52 wird die Drehbewegung und somit die axiale Aufwärtsbewegung des Kopfstückes 11 begrenzt.

Durch die Aufwärtsbewegung des Kopfstückes 11 wird das Volumen der Pumpkammer 6 vergrößert, wobei in der Pumpkammer 6 ein Unterdruck entsteht, so daß das zwischen Pumpkammer 6 und Fluidkammer 3 angeordnete erste Rückschlagventil 7 öffnet und Fluid durch den Überströmkanal 19 in die Pumpkammer 6 strömt. Der im Behälter 2 geführte und auf seiner Unterseite durch Atmosphärendruck beaufschlagte Nachlaufkolben 4 wandert dadurch nach oben. Beim Erreichen der obersten Stellung des Kopfstückes 11 und gleichzeitig maximalem Pumpkammervolumen wird die Relativbewegung zwischen dem Verdrängungskolben 14 und dem Pumpzylinder 12 beendet, so daß das erste Rückschlagventil 7 aufgrund der Elastizität des Dichtlippenringes 23 sofort schließt. Eventuell im Bereich des Ventilsitzes befindliche Partikel eines dispersen Fluides werden zu den Seiten des Ringvorsprunges 25 des Ventilsitzes weggedrückt, wodurch eine zuverlässige Dichtung des Ventils gewährleistet wird. Aus der oberen Stellung kann das Kopfstück 11 durch äußere Kraftbeaufschlagung niedergedrückt werden, bis die geneigte Unterkante der äußeren Hülse 33 des Kopfstückes 11 auf der Oberkante 59 des Adapterringes aufsetzt, die bei dieser Stellung einen stufenförmigen Übergang zwischen den beiden sich jeweils über den halben Mantelumfang erstreckenden wendeiförmigen Rampen aufweist. In der gezeigten Ausführungsform sind die wendeiförmigen Rampen so gestaltet,

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daß zum Füllen der Pumpkammer 6 eine halbe Umdrehung des Adapterringes 53 und des äußeren Drehringes 52 benötigt wird. Durch den während des Niederdrückens des Kopfstückes 11 in der Pumpkairaner 6 erzeugten Überdruckes wird das zweite, zum Ausströmkanal 9 weisende Rückschlagventil 8 sowie das Mündungsventil 10 geöffnet und Fluid abgegeben, während das erste Rückschlagventil 7 in Schließstellung verbleibt. Sobald die Abwärtsbewegung des Kopfstückes 11 unterbrochen wird, schließen aufgrund der Elastizität der Dichtelemente 29, 32 auch sofort das zweite Rückschlagventil 8 und das Mündungsventil 10, so daß keine Verunreinigungen in den Ausströmkanal 9 und die Pumpkammer 6 eindringen können.

Da zum Laden von Fluid in die Pumpkammer 6 keine Rückstellfeder nötig ist, können alle Bauteile des Spenders als Kunststoffspritzgußteile hergestellt werden. Hierfür eignen sich besonders thermoplastische Elastomere. Da der Spender aus einem einzigen Material hergestellt werden kann, ist eine problemlose Entsorgung durch Recycling ohne aufwendige Materialtrennung möglich. Durch die Ventilanordnung kann außerdem eine hohe Dichtwirkung auch bei Verwendung von Festpartikel enthaltenden flüssigen oder pastösen Fluiden gewährleistet werden. Das portionierte Ausspenden von Fluid ist mit hoher Genauigkeit und das zuverlässige Schließen der Rückschlagventile bereits bei geringer Unterdruckbeaufschlagung gewährleistet. Der Spender eignet sich besonders für das präzise Ausspenden von Pharmazeutika oder anderer empfindlicher, unter luftdichtem Verschluß zu haltender Stoffe.

Claims

• &igr; &iacgr; » · · Schutzansprüche

1. Spender für flüssige oder pastöse Fluide mit einem das Fluid enthaltenden Behälter, einem eine Fluidspeicherkammer nach unten abdichtenden, an einer Behälterinnenwand gleitenden Kolben und einer am gegenüberliegenden, oberen Ende des Behälters befestigten, mit einem Applikator versehenen Pumpvorrichtung, die eine durch äußere Beaufschlagung eines Kopfstückes volumenveränderliche Pumpkammer aufweist, die durch ein nur in Pumpkammerrichtung öffnendes erstes Rückschlagventil von der Fluidspeicherkammer getrennt ist und die Pumpvorrichtung stromabwärts der Pumpkammer ein von der Pumpkammer weg öffnendes zweites Rückschlagventil aufweist, dadurch gekennzeichnet/ daß das zweite Rückschlagventil (8) zwischen der Pumpkammer (6) und einem von der Pumpkammer (6) wegführendem Ausströmkanal (9) angeordnet ist und an der äußeren, zur Umgebung weisenden Mündung des Ausströmkanals (9) ein sich in Ausströmrichtung öffnendes drittes, "selbsttätig schließendes Rückschlagventil als Mündungsventil (10) angebracht ist.

2. Spender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzfläche des ersten (7) und/oder zweiten (8) und/oder dritten Rückschlagventils (10) eine hervorstehende Schneide (25, 31) aufweist, gegen die ein Dichtelement (23, 29, 32) in Schließstellung anliegt.

3. Spender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide als geschlossener, ununterbrochener Schneidenring (25, 31) ausgebildet ist.

4. Spender nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilhöhe der von der Ventilsitzfläche hervorstehenden

Schneide (25, 31) größer als der maximale Durchmesser im Fluid enthaltener Partikel ist.

5. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen Fluidspeicherkammer (3) und Pumpkammer (6) angeordnete erste Rückschlagventil (7) und/oder das Mündungsventil (10) einen sich zu einer Mündung verjüngenden, elastischen Dichtlippenring (23, 32) aufweist, der in Schließstellung gegen einen in der Durchströmöffnung des jeweiligen Rückschlagventils (7,10) angeordneten Zapfen (21, 33) anliegt, dessen Durchmesser größer ist als der Öffnungsdurchmesser des entspannten Dichtlippenringes (23,32).

6. Spender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtlippenring (23, 32) seitlich gegen die Zylindermantelfläche des Zapfens (21, 33) dichtend anliegt.

7. Spender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtlippenring (23) unter elastischer Vorspannung gegen eine Schneide (25) an der Stirnfläche des Zapfens (21) anliegt.

8. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mündungsventil (10) mehrere, elastische, in Schließstellung dichtend gegeneinander anliegende Dichtlippensegmente aufweist.

9. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtlippenring (23) des ersten Rückschlagventils (7) sich im wesentlichen in der Normalenebene zur Bewegungsrichtung des Pumpkopfes (5) erstreckt.

10. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen Pumpkammer (6) und Ausströmkanal (9) angeordnete zweite Rückschlagventil (8) einen federelastischen Dichtteller (29) aufweist, der gegen einen

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schneidenartig am Ventilsitz ausgebildeten Vorsprung (31) schließt und gegen diesen vorgespannt ist.

11. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz des zweiten Rückschlagventils (8) einen von der Sitzfläche hervorstehenden Ringvorsprung (31) aufweist, dessen Profil sich zu einer Schneide hin verjüngt, an welcher der Dichtteller (29) in Schließstellung anliegt.

12. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtteller (29) des zweiten Rückschlagventils (8) einen konzentrischen Zentrierbolzen (30) aufweist, der oberhalb und unterhalb des Dichttellers (29) hervorsteht.

13. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stirnwand der Pumpkammer (6) durch einen Wandeinsatz (26) gebildet ist, der in einen am Kopfstück (11) vorgesehenen Pumpzylinder (12) eingesetzt und befestigt ist.

14. Spender nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Unterseite des Wandeinsatzes (26) gebildete obere Stirnwand der Pumpkammer (6) eine im wesentlichen dem zur Pumpkammer (6) weisenden Stirnende des Verdrängungskörpers (14) entsprechende Form aufweist.

15. Spender nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandeinsatz (26) einen im wesentlichen tubusförmigen, äußeren Zylinderkörper sowie eine mit einer durch das zweite Rückschlagventil (8) verschließbaren öffnung versehene Zwischenwand (27) aufweist.

16. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15,

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dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Außenwand des Wandeinsatzes (26) oberhalb der Zwischenwand (27) zum Mündungsventil (10) hin einen Durchbruch aufweist.

17. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtteller (29) des zweiten Rückschlagventils (8) unter Biegung in einer zwischen dem Wandeinsatz (26) und dem Kopfstück (11) gebildeten, mit dem Ausströmkanal (9) kommunizierenden Kammer (28) angeordnet und über seinen Zentrierzapfen (30) einerseits in einer Aussparung des Kopfstückes (11) und andererseits in einer öffnung der Zwischenwand (27) des Wandeinsatzes (26) zentriert ist.

18. Spender nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) an seiner zur Pumpvorrichtung (5) weisenden Seite mit einem Zahnring (50) versehen ist und ein Betätigungsdrehring (13) zur Axialbewegung des Pumpzylinders (12) durch äußere Drehmomentbeaufschlagung an seiner Innenseite mit mindestens einem entgegen der beabsichtigten Drehrichtung des Betätigungsdrehringes (13) gegen die Radialrichtung geneigten, in die Verzahnung des Zahnringes (50) eingreifenden Eingriffsvorsprung (51) versehen ist.

19. Spender nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (56) des Zahnringes (50) eine in Radialrichtung verlaufende vordere Flanke (57) und eine zur Radialrichtung geneigte hintere Flanke (58) aufweisen, und die vordere Flanke (57) in die beabsichtigte Drehrichtung des Betätigungsdrehringes (13) weist.

20. Spender nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsdrehring (13) einen äußeren Drehring (52) und einen damit drehfest verbundenen, auf seiner Innneseite mit Eingriffsvorsprüngen (51) versehenen Adapterring (53) aufweist.