EP4114502A1 - Kupplungselement und kupplungssystem für ein geschlossenes fluidtransfersystem - Google Patents

Kupplungselement und kupplungssystem für ein geschlossenes fluidtransfersystem

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Publication number
EP4114502A1
EP4114502A1 EP21710217.7A EP21710217A EP4114502A1 EP 4114502 A1 EP4114502 A1 EP 4114502A1 EP 21710217 A EP21710217 A EP 21710217A EP 4114502 A1 EP4114502 A1 EP 4114502A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling
fluid
fluid channel
housing
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21710217.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nathanael Fischer
Florin Kopp
Karl Martin Berg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
B Braun Melsungen AG
Original Assignee
B Braun Melsungen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by B Braun Melsungen AG filed Critical B Braun Melsungen AG
Publication of EP4114502A1 publication Critical patent/EP4114502A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61M39/10—Tube connectors; Tube couplings
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    • A61M39/165—Shrouds or protectors for aseptically enclosing the connector
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    • A61M2039/262—Valves closing automatically on disconnecting the line and opening on reconnection thereof having a fluid space within the valve remaining the same upon connection and disconnection, i.e. neutral-drawback valve
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    • A61M39/18—Methods or apparatus for making the connection under sterile conditions, i.e. sterile docking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/28—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means
    • F16L37/30—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means with fluid cut-off means in each of two pipe-end fittings
    • F16L37/367—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means with fluid cut-off means in each of two pipe-end fittings with two gate valves or sliding valves

Definitions

  • the invention relates to a coupling element and a coupling system for a closed fluid transfer system.
  • CMR drugs which are used, for example, in cancer therapy and whose therapeutic application is primarily aimed at damaging growth-intensive tumor cells, have a significant potential risk outside of the actual therapeutic application. Due to their mechanism of action, such substances are in part self-carcinogenic, which is why contact with people who are not in therapy should be avoided. For CMR drugs, therefore, more and more closed ones are used in the preparation of ready-to-use preparations
  • CSTDs Solid System Transfer Devices
  • An important component of such CSTDs are coupling systems that enable the safe transfer of CMR drugs or other substances and after disconnecting the connection, lock them dry in order to protect the environment from contamination, e.g. through leaks or the formation of drops on the surfaces of the coupling elements.
  • Coupling systems of this type are generally associated with the terms “dry connection”, “automatic self-sealing technology” or “closed connection” and are essential for realizing closed fluid transfer systems.
  • the known coupling systems with different coupling sides also have the disadvantage that at least one of the coupling sides has poor accessibility to the coupling surface, which is connected to the other coupling surface during the connection. Since the coupling surfaces must be disinfected before use, poor accessibility makes it difficult to disinfect well.
  • some coupling systems have poor flow and / or their coupling surfaces lie in the connected state in the fluid channel, which leads to fluid residues on the coupling surfaces after disconnection.
  • some coupling systems have a high priming and residual volume, which leads to inefficiency due to significant residual stocks in the coupling system. With regard to the residual volume, this applies in particular to coupling systems with a spring in the fluid channel, which additionally makes flushing after the drug transfer more difficult.
  • the coupling element comprises a coupling element housing with a fluid connection and a coupling side, a longitudinal axis of the coupling element housing extending from the fluid connection to the coupling side, a first fluid channel extending from the fluid connection in the direction of the coupling side for the fluid connection of the fluid connection and the coupling side, at least one elastomer element which a fluid channel opening of the first fluid channel facing the coupling side, which is formed parallel to the longitudinal axis of the coupling element housing, or which forms a second fluid channel adjoining the first fluid channel, an elastomer element opening of the second fluid channel facing the coupling side being formed parallel to the longitudinal axis of the coupling element housing, and a sealing element with a sealing surface which the fluid channel opening facing the clutch side of the first fluid channel or the clutch side facing
  • a fluid connection of the fluid connection and the clutch side can be formed directly via the first fluid channel or indirectly via the first fluid channel, to which the second fluid channel, which can be formed by the elastomer element, is connected on the clutch side.
  • the first fluid channel is designed in such a way that the fluid channel opening facing the coupling side is formed parallel to the longitudinal axis of the coupling element housing.
  • the first fluid channel can, for example, run through the coupling element housing at an angle or, from the fluid connection, initially parallel to the longitudinal axis of the
  • the elastomer element surrounds at least the fluid channel opening of the first fluid channel extending parallel to the longitudinal axis of the coupling element housing.
  • the second fluid channel formed by the elastomer element can continue at least a section of the kinked first fluid channel towards the coupling side.
  • the first fluid channel can also be configured, for example, only parallel to the longitudinal axis of the coupling element housing, the second fluid channel being configured in such a way that it runs at least in sections at an angle to the longitudinal axis for an elastomer element opening configured parallel to the longitudinal axis on the coupling side.
  • the indirect fluid connection via the elastomer element can have the advantage that, for example, by exchanging the elastomer element, different opening cross-sections and / or opening positions can be provided.
  • an effective seal can be achieved in the areas or relative positions in relation to the sealing surface or also another elastomer element of a corresponding coupling element to be connected, in which the sealing surface of the sealing element facing the elastomer element or also the the surface of the other elastomer element facing the elastomer element is brought into overlap with the elastomer element.
  • the fluid channel opening facing the clutch side for direct fluid connection or the elastomer element opening facing the clutch side for indirect fluid connection of the first fluid channel is not open to the end face of the clutch side, but to a lateral section of the clutch side that extends from the coupling side end face in the direction of of the fluid connection extends.
  • the sealing surface of the sealing element is in the first position in which it is that of the coupling side facing fluid channel opening for direct fluid connection or the coupling side facing elastomer element opening for indirect fluid connection of the first fluid channel.
  • the sealing surface is formed in particular from an elastic material in order to effectively seal the fluid channel opening or elastomer channel opening facing it.
  • the sealing surface can only be formed by the sealing element in an area which essentially only covers the fluid channel opening or elastomer element opening in one position.
  • the term “essentially” refers here to an arrangement that is spatially or dimensionally adapted with respect to the respective opening, with the sealing surface being able to be configured correspondingly larger, for example due to tolerances, safety requirements and / or manufacturing aspects.
  • a larger section of the sealing element or the entire sealing element can also have the properties of a sealing surface.
  • the sealing element can thus also provide further seals for the coupling element housing and / or can be rotated about an axis parallel to the longitudinal axis of the coupling element housing in order to be able to provide a new sealing surface due to wear.
  • the configuration of the coupling element according to the invention advantageously enables the use of structurally identical coupling elements for a closed fluid transfer system.
  • the elastomer element is formed from at least two separate elastomers.
  • the configuration of at least two separate elastomers increases the flexibility of the configuration of a second fluid channel or also the adaptation of different first fluid channels.
  • the flexibility relates not only to an arrangement in a plane parallel to the longitudinal axis of the coupling element housing, but can also include an arrangement in a plane perpendicular thereto.
  • different material pairings can also be used here.
  • the sealing element can be held in the first position in the direction of the coupling side by means of a spring element which is supported on its side facing away from the coupling side on a fluid connection-side section or a section of the coupling element housing located between the fluid connection-side section and the sealing element.
  • the sealing element cannot be moved into the second position, in which the sealing surface exposes the fluid channel opening or the elastomer element opening, against the spring force without the action of external force.
  • the spring can be pretensioned.
  • the spring element can use a fluid connection-side rear wall as a fluid connection-side section of the coupling element housing for support.
  • a support on a section of the coupling element housing located between the section on the fluid connection side and the sealing element can be used, for example, to reduce the length of the spring element or, in general, the installation space required for a spring element.
  • the spring element is a metal spring or an elastomer spring.
  • Corresponding spring elements are available in principle and in a wide variety of forms, so that they can be used inexpensively with different design options.
  • the sealing element is elastic at least in sections and is supported on its side facing away from the coupling side on a fluid connection-side section or a section of the coupling element housing located between the fluid connection-side section and the sealing surface.
  • the sealing element can be formed at least in sections from an elastic material.
  • the sealing element can also have an elastic structure, such as a structure with spring joints, at least in sections.
  • an additional spring element is not absolutely necessary.
  • an additional spring element can be used to provide different counterforces and thus also restoring forces over the movement path of the sealing element.
  • the sealing element is guided between an inner wall of the coupling element housing that surrounds the first fluid channel in the longitudinal direction or extends longitudinally with respect to the longitudinal axis on one side of the first fluid channel and an outer wall that is spaced in the outer direction and parallel to the inner wall.
  • the outer wall parallel to the inner wall can be an outer wall of the coupling element housing.
  • the outer wall parallel to the inner wall can be arranged between the inner wall and an outer wall of the coupling element housing.
  • the guidance of the sealing element can enable a stable movement of the sealing element, so that in particular the position of the sealing surface of the sealing element relative to the fluid channel opening or elastomer element opening in the first position is not changed by previous movement of the sealing element between the first and second positions.
  • the guide can be designed in such a way that the space between the sealing element and a housing section on the fluid connection side is sealed by the sealing element. In this way, the penetration of a fluid can be prevented.
  • the coupling element housing has on the coupling side a projection which is radial in relation to the longitudinal axis and which forms a coupling-side stop for the sealing element in the first position.
  • the sealing element in the coupling element housing can be secured against falling out via the interaction of the coupling-side stop with the sealing element.
  • a bias of the spring element and / or the sealing element can be provided by the stop in connection with the spring element described above and / or with the at least partially elastic design of the sealing element.
  • the sealing element can also be connected to the spring element and / or a housing section and thus secured against falling out.
  • the sealing element can also be connected to the spring element and / or a housing section and thus secured against falling out.
  • care must be taken that such a connection still allows the sealing surface of the sealing element to move between the first and the second position.
  • the radial projection is formed by a coupling-side section of the outer wall, as described above, which extends radially inward.
  • the stop can be implemented in a simple manner in terms of production technology by the radial projection formed by the coupling-side section.
  • the stop area thus formed lies outside the area of the sealing surface provided for sealing the fluid channel opening or the elastomer element opening.
  • the coupling element has a closed coupling surface and a coupling-side opening on a coupling-side end face, which is limited to an area that can be closed by a side of the sealing element facing the coupling-side end face.
  • the closed coupling surface is formed on the coupling-side end face by the coupling element housing and the surface of the elastomer element facing the coupling-side end face.
  • the closed coupling surface can also only be formed by the coupling element housing if this covers the surface of the elastomer element facing the coupling-side end face.
  • the closed coupling surface together with the sealing element in the first position forms an essentially flat coupling-side end face of the coupling element.
  • the coupling side can be easily disinfected.
  • the term “essentially” refers to the fact that individual contour sections can deviate from a planar design of the end face, but these do not form an interfering contour that would hinder disinfection.
  • the face of the sealing element facing the coupling-side face ends in particular flush with the closed coupling face.
  • a rigid surface of the coupling side opening perpendicular to the longitudinal axis is larger than a rigid surface of the closed coupling surface perpendicular to the longitudinal axis, in particular insignificantly larger.
  • a resulting gap when the rigid surface of the coupling side opening and the rigid surface of the closed coupling surface of two identical coupling elements are inserted into one another can be between 0.1 and 0.2 mm, for example.
  • structurally identical coupling elements for a coupling system made up of these coupling elements.
  • structurally identical encompasses both identical coupling elements and coupling elements which are only identical at least in their coupling features for a fluid connection of the coupling elements.
  • the respective coupling-side end faces are mirror-inverted, that is, rotated by 180 ° to one another about the longitudinal axis, arranged opposite one another.
  • the sealing surfaces of the respective Coupling elements are opposite the closed coupling surfaces of the other coupling element. If the coupling elements are now moved towards each other, the closed coupling surface of the respective coupling element can engage in the coupling side opening of the respective other coupling element and thus move the respective sealing elements into the second position when the coupling elements move further towards each other.
  • area is also not based on an absolute area measure, but can be defined by the outer contour of the area or by another area of the area such that the described engagement is made possible.
  • rigid surface is aimed at ensuring that the respective surfaces can also have elastic sections, as will be described later with regard to a housing projection directed radially outward. These elastic sections are only taken into account for the rigid surface insofar as they are to be taken into account for maximum compression.
  • the rigid surface of the coupling side opening perpendicular to the longitudinal axis is only insignificantly larger than the rigid surface of the closed coupling surface perpendicular to the longitudinal axis.
  • the term "insignificantly larger” refers to the fact that the protruding engagement of the closed coupling surface in the coupling side opening is made possible, but preferably the overlapping elastomer elements of the coupling elements seal against each other on their mutually facing surfaces parallel to the longitudinal axis.
  • the rigid surface of the coupling side opening, at least in the area of the elastomer elements is only larger by an amount that can be compensated for by the expansion properties of the elastomer elements.
  • an outer wall of the coupling element housing that extends in the direction of the longitudinal axis, in particular an area of the outer wall that lies on a side of the first fluid channel facing away from the sealing element, has a housing projection pointing radially outward with respect to the longitudinal axis.
  • the coupling element can be held in a connected state with another coupling element via the housing projection. In such a connected state, the sealing element is in the second position, so that the fluid channel opening or the elastomer element opening is released from the sealing element for a fluid connection.
  • the housing projection can also interact with a stop of the other coupling element to be connected and thus act as a movement limiter. This can prevent the coupling element from being moved beyond a position in which a connected state is reached, so that a fluid connection is prevented or a fluid escapes into areas that are not intended for this purpose.
  • the housing projection can be designed as an elastic snap hook.
  • the elastic snap hook enables a simple implementation of a detachable connection in a connected state.
  • the snap hook can be moved against its projection direction by actuating an unlocking mechanism.
  • the snap hook can be formed in its engagement area from an elastic material which is temporarily compressed by the engagement environment by a tensile force applied to release it. Such a compression can also be present when the snap hook is inserted, the snap hook again expanding elastically when it reaches the engagement area.
  • the snap hook forms part of the coupling-side end face, this is to be added to the closed coupling face. If the engagement area of the snap hook itself is not elastic, but rather is designed to be elastic via flexible mountings, then the snap hook is spaced from the rest of the closed coupling surface by the freedom of movement to be provided perpendicular to the longitudinal axis. Despite the gap formed as a result, this configuration is also included in the closed coupling surface.
  • the coupling element housing has an undercut, in particular an undercut, on an inside of the coupling element housing, in particular the inside of the protruding outer wall, which is formed by the radial projection which forms a coupling-side stop for the sealing element in the first position .
  • the undercut serves to accommodate a radially outwardly pointing projection of another coupling element to be connected.
  • the undercut thus serves to accommodate the radially outwardly pointing housing projection, in particular the snap hook. If the undercut is formed by the radial projection, which forms a coupling-side stop for the sealing element in the first position, a separate undercut can be dispensed with, since the sealing element is in the second position in the connected state and thus the undercut for the Releases engagement of the housing projection.
  • the invention is also directed to a coupling system with two coupling elements according to the preceding statements, the respective sealing element of the coupling elements being movable by the respective other coupling element for a fluid connection of the first fluid channels with one another from the first position to the second position.
  • the coupling elements of the coupling system are therefore complementary in that they have at least one structure, such as the closed coupling surface, through which the respective sealing element of the coupling elements through the respective other coupling element for a fluid connection of the first fluid channels with each other from the first position to the second Position is movable.
  • the fluid connection of the first fluid channels to one another takes place by directly connecting the respective fluid channel openings, by connecting a fluid channel opening of one coupling element to the elastomer element opening of the other coupling element or by connecting the respective elastomer element openings of the coupling elements.
  • the respective openings surrounded or formed by the respective elastomer element are brought into overlap at least in sections in a connected state. In the event of disconnection, any fluid that may still be present in such an opening area is stripped off the elastomer element surfaces.
  • the sealing element is held in the second position by engagement of the protruding housing protrusion of at least one of the coupling elements in the protruding undercut.
  • the housing projection and the undercut are designed in such a way that the housing section of the respective other coupling element to be inserted into the coupling side opening of a coupling element forms a stop for the sealing element of one coupling element in the second position when the housing projection engages in the undercut.
  • the sealing element can also secure the engagement of the housing projection in the undercut.
  • 1 shows a schematic cross-sectional view of a coupling element in a plane parallel to the longitudinal axis of the coupling element housing according to an exemplary first embodiment of the coupling element in the disconnected state
  • 2 shows a schematic cross-sectional view of a coupling element in a plane parallel to the longitudinal axis of the coupling element according to an exemplary second embodiment of the coupling element in the disconnected state
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a coupling system with two coupling elements according to the second embodiment in a plane parallel to the longitudinal axis of the coupling elements in the disconnected state;
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the coupling system with the two coupling elements according to the second embodiment in a plane parallel to the longitudinal axis of the coupling elements in the connected state;
  • FIG 5 shows an overview of all external views of the coupling system according to FIGS. 3 and 4 and the sectional view along the section line A-A in the disconnected state.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a coupling element 100 in a plane parallel to the longitudinal axis L of the coupling element housing 10 of the coupling element 100 in a first embodiment.
  • the cutting line corresponds to the cutting line AA shown in FIG. 5 of the coupling system 1000 with coupling elements 100 ′ of the second embodiment.
  • the longitudinal axis L of the coupling element housing 10 runs from a fluid connection 11 in the direction of a coupling side 12 with a coupling-side end face 12a. Starting from the fluid connection 11, a first fluid channel 13 initially extends parallel to the longitudinal axis L of the coupling element housing in the direction of the coupling side 12.
  • the first fluid channel 13 has a fluid channel opening 13a facing the coupling side, which is formed parallel to the longitudinal axis L of the coupling element housing 100.
  • a section of the first fluid channel 13 on the coupling side runs perpendicular to the course of the first fluid channel parallel to the longitudinal axis L.
  • the perpendicular section with the fluid channel opening 13a is surrounded by an elastomer element 20.
  • the elastomer element 20 is in the direction of the longitudinal axis between an inner wall 15 and the end face on the coupling side arranged, wherein a surface of the elastomer element 20 adjoins the fluid channel opening 13a essentially flush in the direction of the longitudinal axis L on the side of the fluid channel opening 13a.
  • the term "essentially” is aimed at the fact that the elastomer element 20 is preferably designed such that it protrudes in its elastic expansion area in a compressed state over the fluid channel opening 13a in order to interact with a counter surface, such as the sealing surface 31 of the sealing element 30 , as described below, or an elastomer element 20 of a corresponding coupling element 100 or 100 'to be connected , to generate a surface pressure.
  • the fluid channel opening 13a is sealed by the sealing element surface 31 of the sealing element 30, so that no fluid can escape from the coupling element housing via the fluid channel opening 13a.
  • the sealing surface 31 is in a first position.
  • the sealing surface 31 can be moved from the first position in the direction of the longitudinal axis L into a second position at a smaller distance from the fluid connection 11.
  • the movement of the sealing surface 31 takes place via the guided movement of the sealing element 30 between an outer wall 16, which here corresponds to the outer wall 10a of the coupling element housing 10, and an inner wall 15 which surrounds the first fluid channel 13.
  • the coupling element 100 can also be subdivided into a fluid channel-side section and a sealing element section, the sections extending next to one another in the direction of the longitudinal axis L.
  • the movement of the sealing element 30 and thus of the sealing surface 30 takes place here from the first to the second position against a spring force of a spring element arranged between the sealing element 30 and a section 14 on the fluid connection side.
  • the fluid channel opening 31a is consequently only released by the targeted application of force, which reduces the risk of an unintentional escape of fluid.
  • a restoring force is applied by the spring element, so that the fluid channel opening 13a is automatically sealed again in the event of a disconnection.
  • the outer wall 16 of the coupling element housing 10 also forms on the coupling side 12 a projection 17 pointing radially inward with respect to the longitudinal axis L. In the first position, this interacts with a sealing element projection 32 which points radially outward with respect to the longitudinal axis L and which is arranged on a side of the sealing element 30 facing the fluid connection 11. As a result, the sealing element 30 is held in connection with the spring element 40 in the first position.
  • the radial projection 17 also serves to receive a housing projection 10b, which will be described later, of a corresponding coupling element 100 or 100 'to be connected .
  • the coupling element housing 10, together with the elastomer element 20, also forms a closed coupling surface 18 on the coupling-side end face 12a, which encloses a coupling-side opening 19. to an opening on the coupling-side end face 12a.
  • the coupling-side opening 19 is filled by the sealing element 30, so that the coupling-side end face 12a is essentially flat.
  • the term “essentially” is aimed at ensuring that the coupling-side end face 12a can still have slight protrusions, such as, for example, centering aids for connection formed over the coupling element housing 10. However, such protrusions do not noticeably hinder the accessibility of the coupling-side end face, so that disinfectability is made easier.
  • the housing projection 10b already mentioned above points radially outward with respect to the longitudinal axis of an outer wall 10a of the coupling element housing 10, which extends in the direction of the longitudinal axis L.
  • the housing projection 10b is provided in a region of the outer wall 10a that lies outside the coupling side opening 19, more precisely, here radially opposite the radial projection 17 with respect to the longitudinal axis L.
  • the housing projection 10b is formed by a coupling-side end section of the outer wall 10a of the coupling element housing 10 formed.
  • the housing projection 10b forms a snap hook that is radially movable in relation to the longitudinal axis L in order to interact with a projection of a corresponding coupling element 100 or 100 'to be connected , such as projection 17, which projection points radially inward in relation to the longitudinal axis.
  • the housing projection 10b is included in the closed coupling surface 18, even if a movement gap is to be provided between the housing projection 10b and the rest of the closed coupling surface 18 for the implementation of the snap hook movement.
  • the engagement of the housing projection 10b in a corresponding radially inwardly pointing projection or a recess of a coupling element 100 or 100 'to be connected can be released by the unlocking mechanism 10c.
  • the housing projection 10b is moved radially inward and thus out of engagement, for example by applying force to the unlocking mechanism 10c with at least one force component that is radial in relation to the longitudinal axis.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a coupling element 100 ′ in a plane parallel to the longitudinal axis L of the coupling element housing 10 according to an exemplary second embodiment of the coupling element 100 ′ in the disconnected state.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the first fluid channel 13 ' with the fluid channel opening 13a ' is not sealed directly by the sealing surface 31 of the sealing element 30, but the sealing surface 31 of the sealing element 30 is an elastomer element opening 21 of the elastomer element facing the coupling side 12 20, which forms a second fluid channel 22 adjoining the first fluid channel 13a '.
  • the fluid channel for fluid connection with a fluid channel of a corresponding coupling element 100 or 100 ′ to be connected is no longer formed directly from a first fluid channel 13, but from a first fluid channel 13 ′ and a second fluid channel 22.
  • the same reference symbols are used in FIG. 2 for the same components, while only different reference symbols are given for modified components.
  • the contents of the description of the first embodiment are in can be applied analogously to the second embodiment, provided that the above design of the fluid channel does not result in any changes.
  • a second fluid channel 22 to continue the first fluid channel 13a ' enables, for example, a simple adaptation of the configuration of the elastomer element opening 21 or also a bridging of different distances to be provided in the radial direction with respect to the longitudinal axis L by replacing the elastomer element 20.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a coupling system 1000 with two coupling elements 100 ' according to the second embodiment in a plane parallel to the longitudinal axis L of the coupling elements 100' in the disconnected state.
  • the detailed structure of the respective coupling elements can be found in FIG. 2 and the associated description.
  • the coupling elements 100 ' are shown opposite one another.
  • the illustration corresponds to an arrangement of the coupling elements 100 ′ in which they can be connected towards one another by moving along the longitudinal axis L.
  • the coupling elements which are embodied identically here, are rotated by 180 ° about the longitudinal axis L, that is to say in a mirror-inverted manner with respect to the longitudinal axis L. Accordingly, the closed coupling surface 18 of the respective coupling elements 100 ' lies opposite the sealing element 30 or the coupling side opening 19 of the respective other coupling element 100 ' . In this still disconnected state, the respective elastomer element opening 21 of the elastomer element 20 is sealed by the respective sealing surface 31 of the respective sealing element 30.
  • Fig. 3 again illustrates the relationships between the rigid surface D of the coupling side opening 19 and the rigid surface d of the closed coupling surface 18.
  • the rigid surface D of the coupling side opening 19 is therefore larger than the rigid surface d of the closed coupling surface 18 in order to be able to accommodate the closed coupling surface of a coupling element 100 'to be connected in each case.
  • the rigid surface D should only be made larger by an amount than can be compensated for by the expansion of the elastomer elements 20.
  • the concept of a rigid surface takes into account elastically deformable components, if applicable.
  • the rigid surface d of the closed coupling surface 18 is somewhat smaller than the surface of the closed coupling surface up to the radial end of the housing projection 10b, since this can be moved elastically inward.
  • the rigid surface d in this case corresponds to the closed coupling surface 18 minus the radial gap that can be bridged by the housing projection 10b.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the coupling system 1000 with the two coupling elements 100 ' according to the second embodiment in a plane parallel to the longitudinal axis L of the coupling elements 100 ' in the connected state.
  • the reference numerals for components of the coupling elements 100 ' already described have been omitted.
  • one of the coupling elements 100 ′ is moved towards the other coupling element 100 ′ to be connected in the direction of the longitudinal axis L, for example.
  • the closed coupling surfaces 19 of the coupling elements 100 ' penetrate the coupling side opening 19 formed by the other coupling element 100' and press the sealing element 30 and thus the sealing surface 31 from the first position in which the sealing surface 31 seals the elastomer element opening 21 into the second position in which the sealing surface 31 exposes the elastomer element opening 21.
  • the respective elastomer elements 20 or the mutually facing surfaces of the elastomer elements 20 are pushed over one another parallel to the longitudinal axis L until the elastomer element openings 21 of the elastomer elements 20 overlap.
  • the respective housing projection 10b For disconnection from the connected state, the respective housing projection 10b is moved inward in the radial direction to the longitudinal axis L and thus out of the respective radial projection 17 by pressing the respective unlocking mechanism 10c.
  • the spring force of the respective spring element 40 pushes the coupling elements 100 ' apart, the respective sealing surfaces 31 of the sealing elements 30 simultaneously sliding over the respective elastomer element openings 21 and sealing them completely again when the first position is reached. Due to the relative movement of the mutually facing surfaces of the elastomer elements 20 parallel to the longitudinal axis L, any fluid residues located on these surfaces are stripped off.
  • FIG. 5 additionally shows an overview of all external views of the coupling system according to FIGS. 3 and 4 as well as the sectional view along the section line A-A in the disconnected state. This results in further design features of the embodiment described.
  • the invention is not restricted to the embodiments described. In particular, certain features of an embodiment can in principle also be applied to other embodiments, unless this is reasonably excluded. Even if the coupling system 1000 was explained with reference to two coupling elements 100 ' , the coupling system can also comprise, for example, two coupling elements 100 or one coupling element 100 and one coupling element 100 ' , which are each designed to be complementary to one another.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kupplungselement (100, 100') für ein geschlossenes Fluidtransfersystem, umfassend: ein Kupplungselementgehäuse (10) mit einem Fluidanschluss (11) und einer Kupplungsseite (12), wobei sich eine Längsachse (L) des Kupplungselementgehäuses (10) vom Fluidanschluss (11) zur Kupplungsseite (12) erstreckt, einen sich vom Fluidanschluss (11) in Richtung der Kupplungsseite (12) erstreckenden ersten Fluidkanal (13, 13') zur fluiden Verbindung des Fluidanschlusses (11) und der Kupplungsseite (12), zumindest ein Elastomerelement (20), das eine der Kupplungsseite (12) zugewandte Fluidkanalöffnung (13a) des ersten Fluidkanals (13), die parallel zur Längsachse (L) des Kupplungselementgehäuses (10) ausgebildet ist, umgibt, oder das einen sich an den ersten Fluidkanal (13') anschließenden zweiten Fluidkanal (22) ausbildet, wobei eine der Kupplungsseite (12) zugewandte Elastomerelementöffnung (21) des zweiten Fluidkanals (22) parallel zur Längsachse (L) des Kupplungselementgehäuses (10) ausgebildet ist, und ein Dichtelement (30) mit einer Dichtfläche (31 ), die der der Kupplungsseite (12) zugewandten Fluidkanalöffnung (13a) des ersten Fluidkanals (13 (100)) oder der der Kupplungsseite (12) zugewandten Elastomerelementöffnung (21) des zweiten Fluidkanals (22 (100')) zugewandt ist, wobei die Dichtfläche (31) zwischen einer ersten Position, in der die Dichtfläche (31) die Fluidkanalöffnung (13a) des ersten Fluidkanals (13 (100)) oder die Elastomerelementöffnung (21) des zweiten Fluidkanals (22 (100')) abdichtet, und einer zweiten Position, in der die Dichtfläche (31) die Fluidkanalöffnung (13a) des ersten Fluidkanals (13 (100)) oder die Elastomerelementöffnung (21) des zweiten Fluidkanals (22 (100')) zur fluiden Verbindung mit der Kupplungsseite (12) freigibt, entlang der Längsachse (L) des Kupplungselementgehäuses (10) bewegbar ist.

Description

Kupplungselement und Kupplungssystem für ein geschlossenes
Fluidtransfersystem
Die Erfindung betrifft ein Kupplungselement sowie ein Kupplungssystem für ein geschlossenes Fluidtransfersystem.
Viele Substanzen, die als Injektionen oder in vergleichbarer Zuführungsform verabreicht werden, wie CMR-Arzneimittel, die beispielsweise in der Krebstherapie eingesetzt werden und bei ihrer therapeutischen Anwendung vor allem auf die Schädigung wachstumsintensiver Tumorzellen gerichtet sind, weisen außerhalb der eigentlichen Therapieanwendung ein erhebliches Gefährdungspotential auf. So sind solche Substanzen bedingt durch ihren Wirkmechanismus zum Teil selbst krebserzeugend, weshalb der Kontakt mit nicht in Therapie befindlichen Personen zu vermeiden ist. Für CMR-Arzneimittel werden daher bei der Fierstellung applikationsfertiger Zubereitungen vermehrt geschlossene
Medikamententransfersystem, sogenannte "Closed System Transfer Devices" oder auch CSTDs eingesetzt. Wichtiger Bestandteil solcher CSTDs sind Kupplungssysteme, die den sicheren Transfer von CMR-Arzneimitteln oder anderen Substanzen ermöglichen und nach dem Trennen der Verbindung trocken abschließen, um so die Umgebung vor einer Kontamination, z.B. durch Leckagen oder Tropfenbildung auf den Oberflächen der Kupplungselemente, zu schützen.
Kupplungssystem dieser Art werden im Allgemeinen mit den Begriffen "dry connection", "automatic self-sealing technology" oder "closed connection" in Verbindung gebracht und essentiell für die Realisierung geschlossener Fluidtransfersysteme.
Bekannte Kupplungssysteme weisen eine weibliche und eine männliche Kupplungsseite auf, die miteinander verbindbar sind. Somit sind für einen Verwendungszweck unterschiedliche Kupplungselemente vorzuhalten. Zudem ist bei dieser Bauweise für bestimmte Prozeduren die Verwendung von Adaptern erforderlich, die beispielsweise das Aneinanderkoppeln von zwei Spritzen ermöglichen.
Neben dem Erfordernis der Vorhaltung unterschiedlicher Kupplungselemente ist mit den bekannten Kupplungssystemen mit unterschiedlichen Kupplungsseiten aber auch der Nachteil verbunden, dass zumindest eine der Kupplungsseiten eine schlechte Zugänglichkeit der Kupplungsoberfläche, die bei der Konnektion mit der anderen Kupplungsoberfläche verbunden wird, aufweist. Da die Kupplungsoberflächen vor eine Benutzung desinfiziert werden müssen, erschwert eine schlechte Zugänglichkeit eine gute Desinfizierbarkeit.
Darüber hinaus besitzen einige Kupplungssystem einen schlechten Durchfluss und/oder ihre Kupplungsoberflächen liegen im konnektierten Zustand im Fluidkanal, was zu Fluidrückständen auf den Kupplungsoberflächen nach der Dekonnektion führt. Ebenso weisen einige Kupplungssysteme ein hohes Priming- und Residualvolumen auf, was zur Ineffizienz durch nicht geringe Restbestände im Kupplungssystem führt. Dies betrifft im Hinblick auf das Residualvolumen insbesondere Kupplungssysteme mit einer Feder im Fluidkanal, die zusätzlich das Spülen nach dem Medikamententransfer erschwert.
In Anbetracht der mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kupplungselement und ein Kupplungssystem für ein geschlossenes Fluidtransfersystem bereitzustellen, die bei dekonnektierten Kupplungselementen trocken abschließen und die Variantenanzahl der Kupplungselemente reduzieren können.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Kupplungselement für ein geschlossenes Fluidtransfersystem nach Anspruch 1 sowie ein Kupplungssystem nach Anspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Erfindungsgemäß umfasst das Kupplungselement ein Kupplungselementgehäuse mit einem Fluidanschluss und einer Kupplungsseite, wobei sich eine Längsachse des Kupplungselementgehäuses vom Fluidanschluss zur Kupplungsseite erstreckt, einen sich vom Fluidanschluss in Richtung der Kupplungsseite erstreckenden ersten Fluidkanal zur fluiden Verbindung des Fluidanschlusses und der Kupplungsseite, zumindest ein Elastomerelement, das eine der Kupplungsseite zugewandte Fluidkanalöffnung des ersten Fluidkanals, die parallel zur Längsachse des Kupplungselementgehäuses ausgebildet ist, umgibt, oder das einen sich an den ersten Fluidkanal anschließenden zweiten Fluidkanal ausbildet, wobei eine der Kupplungsseite zugewandte Elastomerelementöffnung des zweiten Fluidkanals parallel zur Längsachse des Kupplungselementgehäuses ausgebildet ist, und ein Dichtelement mit einer Dichtfläche, die der der Kupplungsseite zugewandten Fluidkanalöffnung des ersten Fluidkanals oder der der Kupplungsseite zugewandten Elastomerelementöffnung des zweiten Fluidkanals zugewandt ist, wobei die Dichtfläche zwischen einer ersten Position, in der die Dichtfläche die Fluidkanalöffnung des ersten Fluidkanals oder die Elastomerelementöffnung des zweiten Fluidkanals abdichtet, und einer zweiten Position, in der die Dichtfläche die Fluidkanalöffnung des ersten Fluidkanals oder die Elastomerelementöffnung des zweiten Fluidkanals zur fluiden Verbindung mit der Kupplungsseite freigibt, entlang der Längsachse des Kupplungselementgehäuses bewegbar ist.
Demnach kann eine fluide Verbindung des Fluidanschlusses und der Kupplungsseite direkt über den ersten Fluidkanal gebildet werden oder indirekt über den ersten Fluidkanal, an den sich der zweite Fluidkanal, der durch das Elastomerelement gebildet werden kann, auf der Kupplungsseite anschließt. Bei einer direkten fluiden Verbindung ist der erste Fluidkanal derart ausgebildet, dass die der Kupplungsseite zugewandte Fluidkanalöffnung parallel zur Längsachse des Kupplungselementgehäuses gebildet wird. Der erste Fluidkanal kann dazu beispielsweise das Kupplungselementgehäuse schräg durchlaufen oder vom Fluidanschluss aus zunächst parallel zur Längsachse des
Kupplungselementgehäuses verlaufen und auf der Kupplungsseite in einem Winkel zum parallelen Verlauf abknicken. Das Elastomerelement umgibt dabei zumindest die sich parallel zur Längsachse des Kupplungselementgehäuses erstreckende Fluidkanalöffnung des ersten Fluidkanals.
Bei einer indirekten fluiden Verbindung kann der durch das Elastormerelement gebildete zweite Fluidkanal zumindest einen Abschnitt des abgeknickten ersten Fluidkanals zur Kupplungsseite hin fortsetzen. Alternativ kann der erste Fluidkanal bei einer indirekte Verbindung beispielsweise auch nur parallel zur Längsachse des Kupplungselementgehäuses ausgebildet sein, wobei der zweite Fluidkanal derart ausgebildet wird, dass dieser für eine parallel zur Längsachse ausgebildete Elastormerelementöffnung auf der Kupplungsseite zumindest abschnittsweise im Winkel zur Längsachse verläuft.
Die indirekte fluide Verbindung über das Elastomerelement kann den Vorteil haben, dass beispielsweise über einen Austausch des Elastomerelements verschiedene Öffnungsquerschnitte und/oder Öffnungspositionen bereitgestellt werden können.
Durch die Verwendung des Elastomerelements zur direkten oder indirekten fluiden Verbindung kann eine effektive Abdichtung in den Bereichen bzw. Relativpositionen in Bezug die Dichtfläche oder auch ein anderes Elastomerelement eines korrespondierenden zu konnektierenden Kupplungselements erreicht werden, in denen die dem Elastomerelement zugewandte Dichtfläche des Dichtelements oder auch die dem Elastomerelement zugewandte Fläche des anderen Elastmorelements mit dem Elastormerelement in Überdeckung gebracht werden.
Gemäß den vorstehenden Ausführungen ist die der Kupplungsseite zugewandte Fluidkanalöffnung zur direkten fluiden Verbindung oder die der Kupplungsseite zugewandte Elastomerelementöffnung zur indirekten fluiden Verbindung des ersten Fluidkanals nicht zur Stirnseite der Kupplungsseite geöffnet, sondern zu einem seitlichen Abschnitt der Kupplungsseite, der sich von der kupplungsseitigen Stirnseite in Richtung des Fluidanschlusses erstreckt.
In einem dekonnektierten Zustand des Kupplungselements befindet sich die Dichtfläche des Dichtelements in der ersten Position, in der sie die der Kupplungsseite zugewandte Fluidkanalöffnung zur direkten fluiden Verbindung oder die der Kupplungsseite zugewandte Elastomerelementöffnung zur indirekten fluiden Verbindung des ersten Fluidkanals abdichtet. Die Dichtfläche ist zur Abdichtung insbesondere aus einem elastischen Material gebildet, um die ihr zugewandte Fluidkanalöffnnug oder Elastomerkanalöffnung effektiv abzudichten. Zudem kann die Dichtfläche durch das Dichtelement nur in einem Bereich ausgebildet werden, der die Fluidkanalöffnung oder Elastomerelementöffnung im Wesentlichen nur in einer Position überdeckt. Der Begriff "im Wesentlichen" bezieht sich hierbei auf eine gegenüber der jeweiligen Öffnung orts- bzw. dimensionsangepasste Anordnung, wobei beispielsweise aufgrund von Toleranzen, Sicherheitsvorgaben und/oder fertigungstechnischen Aspekten die Dichtfläche entsprechend größer ausgestaltet werden kann. Alternativ kann aber auch ein größerer Abschnitt des Dichtelements oder das gesamte Dichtelement die Eigenschaften einer Dichtfläche aufweisen. Beispielsweise kann das Dichtelement somit auch weitere Abdichtungen zum Kupplungselementgehäuse bereitstellen und/oder um eine zur Längsachse des Kupplungselementgehäuses parallele Achse gedreht werden, um verschleißbedingt eine neue Dichtfläche bereitstellen zu können.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kupplungselements ermöglicht vorteilhaft die Verwendung baugleicher Kupplungselemente für ein geschlossenes Fluidtransfersystem.
In einer Ausgestaltung wird das Elastomerelement aus zumindest zwei separaten Elastomeren gebildet.
Die Konfiguration aus zumindest zwei separaten Elastomeren erhöht die Flexibilität der Ausgestaltung eines zweiten Fluidkanals oder auch die Anpassung unterschiedlicher erster Fluidkanäle. Die Flexibilität bezieht sich dabei nicht nur auf eine Anordnung in einer Ebene parallel zur Längsachse des Kupplungselementgehäuses, sondern kann auch eine Anordnung in einer hierzu senkrechten Ebene umfassen. Zudem können hierüber auch unterschiedliche Materialpaarungen Anwendung finden. Insbesondere ist das Dichtelement über ein Federelement, das sich auf seiner der Kupplungsseite abgewandten Seite an einem fluidanschlussseitigen Abschnitt oder einem zwischen dem fluidanschlussseitigen Abschnitt und dem Dichtelement befindlichen Abschnitt des Kupplungselementgehäuses abstützt, in Richtung der Kupplungsseite in der ersten Position haltbar.
Demnach kann das Dichtelement ohne äußere Krafteinwirkung entgegen der Federkraft nicht in die zweite Position, in der die Dichtfläche die Fluidkanalöffnung oder die Elastomerelementöffnung freigibt, bewegt werden. Um die zur Bewegung des Dichtelements von der ersten in die zweite Position entgegen der Federkraft benötigte Kraft zu erhöhen, um beispielsweise die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten Bewegung zu verringern, kann die Feder vorgespannt sein.
Das Federelement kann zur Abstützung eine fluidanschlussseitige Rückwand als einen fluidanschlussseitigen Abschnitt des Kupplungselementgehäuses nutzen. Eine Abstützung an einem zwischen dem fluidanschlussseitigen Abschnitt und dem Dichtelement befindlichen Abschnitt des Kupplungselementgehäuses kann beispielsweise dazu genutzt werden, die Länge des Federelements oder allgemein den für ein Federelement benötigten Bauraum zu reduzieren.
In einer Ausgestaltung ist das Federelement eine Metallfeder oder Elastomerfeder.
Entsprechende Federelemente sind grundsätzlich und in verschiedensten Ausprägungen verfügbar, so dass ein kostengünstiger Einsatz bei unterschiedlichen Gestaltungsmöglichkeiten gegeben ist.
Alternativ oder ergänzend ist das Dichtelement zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet ist und stützt sich auf seiner der Kupplungsseite abgewandten Seite an einem fluidanschlussseitigen Abschnitt oder einem zwischen dem fluidanschlussseitigen Abschnitt und der Dichtfläche befindlichen Abschnitt des Kupplungselementgehäuses ab. Das Dichtelement kann hierzu zumindest abschnittsweise aus einem elastischen Material ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann das Dichtelement aber auch zumindest abschnittsweise eine elastische Struktur, wie beispielsweise eine Struktur mit Federgelenken, aufweisen.
Entsprechend ist ein zusätzliches Federelement nicht zwingend erforderlich. Ein zusätzliches Federelement kann jedoch dazu genutzt werden, über die Bewegungsstrecke des Dichtelementes unterschiedliche Gegenkräfte und damit auch Rückstellkräfte vorzusehen.
In einer Ausgestaltung wird das Dichtelement zwischen einer den ersten Fluidkanal in der Längsrichtung umgebenden oder sich an einer in Bezug auf die Längsachse longitudinal an einer Seite des ersten Fluidkanals erstreckenden inneren Wand des Kupplungselementgehäuses und einer in Außenrichtung beabstandeten zur inneren Wand parallelen äußeren Wand geführt.
Die zur inneren Wand parallele äußere Wand kann eine Außenwand des Kupplungselementgehäuses sein. Alternativ kann die zur inneren Wand parallele äußere Wand zwischen der inneren Wand und einer Außenwand des Kupplungselementgehäuses angeordnet sein. Die Führung des Dichtelements kann eine lagestabile Bewegung des Dichtelements ermöglichen, so dass insbesondere die Lage der Dichtfläche des Dichtelements zur Fluidkanalöffnung oder Elastomerelementöffnung in der ersten Position durch vorherige Bewegung des Dichtelements zwischen der ersten und zweiten Position nicht verändert wird. Zudem kann die Führung derart ausgebildet sein, dass der Raum zwischen dem Dichtelement und einem fluidanschlussseitigen Gehäuseabschnitt durch das Dichtelement abgedichtet wird. Hierdurch kann das Eindringen eines Fluids verhindert werden.
Insbesondere weist das Kupplungselementgehäuse auf der Kupplungsseite einen in Bezug auf die Längsachse radialen Vorsprung auf, der einen kupplungsseitigen Anschlag für das Dichtelement in der ersten Position ausbildet. Über das Zusammenwirken des kupplungsseitigen Anschlags mit dem Dichtelement kann das Dichtelement im Kupplungselementgehäuse gegen ein Herausfallen gesichert werden. Zudem kann durch den Anschlag in Verbindung mit dem zuvor beschriebenen Federelement und/oder mit der zumindest abschnittsweisen elastischen Ausbildung des Dichtelements eine Vorspannung des Federelements und/oder des Dichtelements vorgesehen werden.
Alternativ oder ergänzend kann das Dichtelement auch mit dem Federelement und/oder einem Gehäuseabschnitt verbunden sein und somit gegen ein Herausfallen gesichert werden. Bei einer Verbindung des Dichtelements mit einem Gehäuseabschnitt ist jedoch darauf zu achten, dass eine solche Verbindung immer noch die Bewegung der Dichtfläche des Dichtelements zwischen der ersten und der zweiten Position erlaubt.
In einer Weiterbildung wird der radiale Vorsprung von einem kupplungsseitigen Abschnitt der äußeren Wand, wie sie vorstehend beschrieben wurde, gebildet, der sich radial nach innen erstreckt.
Wenn das Dichtelement zwischen einer den ersten Fluidkanal in der Längsrichtung umgebenden oder sich an einer in Bezug auf die Längsachse longitudinal an einer Seite des ersten Fluidkanals erstreckenden inneren Wand des Kupplungselementgehäuses und einer in Außenrichtung beabstandeten zur inneren Wand parallelen äußeren Wand geführt wird, kann der Anschlag durch den durch den kupplungsseitigen Abschnitt gebildeten radialen Vorsprung in einfacher Weise fertigungstechnisch umgesetzt werden. Darüber hinaus liegt der somit gebildete Anschlagsbereich außerhalb des Bereichs der zur Abdichtung der Fluidkanalöffnung oder der Elastomerelementöffnung vorgesehenen Dichtfläche.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Kupplungselement auf einer kupplungsseitigen Stirnfläche eine geschlossene Kupplungsfläche und eine Kupplungsseitenöffnung, die auf einen Bereich begrenzt ist, der durch eine der kupplungsseitigen Stirnfläche zugewandte Seite des Dichtelements schließbar ist, auf. Die geschlossene Kupplungsfläche wird dabei auf der kupplungsseitigen Stirnfläche durch das Kupplungselementgehäuse und den zur kupplungsseitigen Stirnseite weisenden Fläche des Elastomerelements gebildet. Alternativ kann die geschlossene Kupplungsfläche auch nur durch das Kupplungselementgehäuse gebildet werden, wenn dieses die zur kupplungsseitigen Stirnseite weisende Fläche des Elastomerelements überdeckt. Insbesondere bildet die geschlossene Kupplungsfläche zusammen mit dem Dichtelement in der ersten Position eine im Wesentlichen ebene kupplungsseitige Stirnfläche des Kupplungselements aus. Flierdurch lässt sich die Kupplungsseite leicht desinfizieren. Der Begriff "im Wesentlichen" bezieht sich in diesem Zusammenhang darauf, dass einzelne Konturabschnitte von einer planen Ausbildung der Stirnfläche abweichen können, diese aber keine Störkontur bilden, die eine Desinfektion behindern. Hierzu schließt die der kupplungsseitigen Stirnseite zugewandte Fläche des Dichtelements insbesondere eben mit der geschlossenen Kupplungsfläche ab.
In einer Weiterbildung ist eine starre Fläche der Kupplungsseitenöffnung senkrecht zur Längsachse größer als eine starre Fläche der geschlossenen Kupplungsfläche senkrecht zur Längsachse, insbesondere unwesentlich größer. Ein hieraus resultierendes Spaltmaß bei Ineinanderfügen der starren Fläche der Kupplungsseitenöffnung und der starren Fläche der geschlossenen Kupplungsfläche zweier baugleicher Kupplungselemente kann beispielsweise zwischen 0, 1 und 0,2 mm liegen.
Dies ermöglicht die Verwendung baugleicher Kupplungselemente für ein Kupplungssystem aus diesen Kupplungselementen. Der Begriff "baugleich" umfasst sowohl identische Kupplungselemente als auch Kupplungselemente, die lediglich zumindest in ihren Kupplungsmerkmalen für eine fluide Verbindung der Kupplungselemente identisch sind.
Bei einer Verwendung von vorteilhaft baugleichen Kupplungselementen werden die jeweiligen kupplungsseitigen Stirnflächen spiegelverkehrt, also um 180° zueinander um die Längsachse gedreht, gegenüberliegend angeordnet. Die jeweils der kupplungsseitigen Stirnseite zugewandten Dichtflächen der jeweiligen Kupplungselemente liegen den geschlossenen Kupplungsflächen des jeweils anderen Kupplungselements gegenüber. Werden die Kupplungselemente nun aufeinander zubewegt, kann das die geschlossene Kupplungsfläche des jeweiligen Kupplungselements in die Kupplungsseitenöffnung des jeweils anderen Kupplungselements eingreifen und somit bei weiterer Bewegung der Kupplungselemente aufeinanderzu die jeweiligen Dichtelemente in die zweite Position bewegen. Demnach richtet sich der Begriff der "Fläche" auch nicht auf ein absolutes Flächenmaß, sondern kann durch die Außenkontur der Fläche oder durch einen anderen Bereich der Fläche definiert sein, derart dass der beschriebene Eingriff ermöglicht wird. Der Begriff der "starren Fläche" ist darauf gerichtet, dass die jeweiligen Flächen auch elastische Abschnitte aufweisen können, wie dies später noch im Hinblick auf einen radial nach außen gerichteten Gehäusevorsprung beschrieben wird. Diese elastischen Abschnitte werden für die starre Fläche nur insoweit in Betracht gezogen, wie sie bei maximaler Komprimierung zu berücksichtigen sind.
Insbesondere ist die starre Fläche der Kupplungsseitenöffnung senkrecht zur Längsachse nur unwesentlich größer als die starre Fläche der geschlossenen Kupplungsfläche senkrecht zur Längsachse. Der Begriff "unwesentlich größer" bezieht sich darauf, dass der vorstehende Eingriff der geschlossenenen Kupplungsfläche in die Kupplungseitenöffnung ermöglicht wird, bevorzugt jedoch die dabei übereinandergeführten Elastomerelemente der Kupplungselemente auf ihren einander zugewandten Flächen parallel zur Längsachse gegeneinander abdichten. Mit anderen Worten ist die starre Fläche der Kupplungsseitenöffnung zumindest im Bereich der Elastomerelemente nur um einen Betrag größer, der durch die Ausdehnungseigenschaften der Elastomerelemente kompensiert werden kann.
In einer Ausgestaltung weist eine sich in Richtung der Längsachse erstreckende Außenwand des Kupplungselementgehäuses, insbesondere ein Bereich der Außenwand, der auf einer dem Dichtelement abgewandten Seite des ersten Fluidkanals liegt, einen in Bezug auf die Längsachse radial nach außen weisenden Gehäusevorsprung auf. Über den Gehäusevorsprung kann das Kupplungselement in einem konnektierten Zustand mit einem anderen Kupplungselement gehalten werden. In einem solchen konnektierten Zustand befindet sich das Dichtelement in der zweiten Position, so dass die Fluidkanalöffnung oder die Elastomerelementöffnung für eine fluide Verbindung von dem Dichtelement freigegeben wird. Alternativ oder ergänzend kann der Gehäusevorsprung aber auch mit einem Anschlag des zu konnektierenden anderen Kupplungselements Zusammenwirken und somit als Bewegungsbegrenzung fungieren. Hierdurch kann verhindert werden, dass das Kupplungselement über eine Position, in der ein konnektierter Zustand erreicht wird, hinaus bewegt wird, so dass eine fluide Verbindung verhindert wird oder ein Fluid in Bereiche austritt, die hierfür nicht vorgesehen sind.
Insbesondere kann der Gehäusevorsprung als elastischer Schnapphaken ausgebildet sein.
Der elastische Schnapphaken ermöglicht eine einfache Umsetzung einer lösbaren Verbindung in einem konnektierten Zustand. Zum Lösen der Verbindung kann der Schnapphaken über eine Betätigung eines Entriegelungsmechanismus entgegen seiner Vorsprungsrichtung bewegt werden. Alternativ oder ergänzend kann der Schnapphaken in seinem Eingriffsbereich aus einem elastischen Material ausgebildet sein, das durch eine zum Lösen aufgewendete Zugkraft durch die Eingriffsumgebung vorübergehend komprimiert wird. Eine solche Komprimierung kann auch bei Einführung des Schnapphakens vorliegen, wobei sich der Schnapphaken bei Erreichen der Eingriffsumgebung wieder elastisch ausdehnt.
Sofern der Schnapphaken einen Teil der kupplungsseitigen Stirnfläche ausbildet, ist dieser der geschlossenen Kupplungsfläche zuzurechnen. Ist der Eingriffsbereich des Schnapphakens selbst nicht elastisch, sondern über flexible Halterungen elastisch ausgebildet, so ist der Schnapphaken von der übrigen geschlossenen Kupplungsfläche über den senkrecht zur Längsachse vorzusehenden Bewegungsspielraum beabstandet. Trotz des dadurch gebildeten Spalts ist diese Ausgestaltung von der geschlossenen Kupplungsfläche mit umfasst. In einer Weiterbildung weist das Kupplungselementgehäuse auf einer Innenseite des Kupplungselementgehäuses, insbesondere der Innenseite der vorstehenden äußeren Wand, eine Hinterschneidung, insbesondere eine Hinterschneidung, die durch den radialen Vorsprung, der einen kupplungsseitigen Anschlag für das Dichtelement in der ersten Position ausbildet, gebildet wird, auf.
Die Hinterschneidung dient der Aufnahme eines radial nach außen weisenden Vorsprungs eines zu konnektierenden anderen Kupplungselements. Bei Verwendung baugleicher Kupplungselemente dient die Hinterschneidung somit der Aufnahme des radial nach außen weisenden Gehäusevorsprungs, insbesondere des Schnapphakens. Sofern die Hinterschneidung durch den radialen Vorsprung, der einen kupplungsseitigen Anschlag für das Dichtelement in der ersten Position ausbildet, gebildet wird, kann auf eine gesonderte Hinterschneidung verzichtet werden, da sich das Dichtelement im konnektierten Zustand in der zweiten Position befindet und somit die Hinterschneidung für den Eingriff des Gehäusevorsprungs freigibt.
Die Erfindung ist auch auf ein Kupplungssystem mit zwei Kupplungselementen gemäß den vorstehenden Ausführungen gerichtet, wobei das jeweilige Dichtelement der Kupplungselemente durch das jeweilige andere Kupplungselement für eine fluide Verbindung der ersten Fluidkanäle miteinander von der ersten Position in die zweite Position bewegbar ist.
Die Kupplungselemente des Kupplungssystems sind demnach insofern komplementär, dass sie zumindest eine Struktur, wie beispielsweise die geschlossene Kupplungsfläche, aufweisen, durch die das jeweilige Dichtelement der Kupplungselemente durch das jeweilige andere Kupplungselement für eine fluide Verbindung der ersten Fluidkanäle miteinander von der ersten Position in die zweite Position bewegbar ist. Die fluide Verbindung der ersten Fluidkanäle miteinander erfolgt durch direkte Anbindung der jeweiligen Fluidkanalöffnungen, über eine Anbindung einer Fluidkanalöffnung des einen Kupplungselements mit der Elastomerelementöffnung des anderen Kupplungselements oder durch eine Anbindung der jeweiligen Elastomerelementöffnungen der Kupplungselemente. Mit anderen Worten werden die jeweiligen von dem jeweiligen Elastomerelement umgebenen oder gebildeten Öffnungen, in einem konnektierten Zustand zumindest abschnittsweise in Überdeckung gebracht. Bei einer Dekonnektierung wird ein in einem solchen Öffnungsbereich möglicherweise noch vorhandenes Fluid an den Elastomerelementflächen abgestreift.
In einer Ausgestaltung wird das Dichtelement durch Eingriff des vorstehenden Gehäusevorsprungs zumindest eines der Kupplungselemente in die vorstehende Hinterschneidung in der zweiten Position gehalten.
Demnach sind der Gehäusevorsprung und die Hinterschneidung derart ausgebildet, dass der in die Kupplungsseitenöffnung eines Kupplungselements einzuführende Gehäuseabschnitt des jeweils anderen Kupplungselements bei Eingriff des Gehäusevorsprungs in die Hinterschneidung einen Anschlag für das Dichtelement des einen Kupplungselements in der zweiten Position bildet.
In Verbindung mit einem Federelement und/oder bei zumindest abschnittsweiser elastischer Ausbildung des Dichtelements kann das Dichtelement zudem den Eingriff des Gehäusevorsprungs in der Hinterschneidung sichern.
Weitere Vorteile des Kupplungssystems ergeben sich zudem analog zu den zum Kupplungselement angeführten Vorteilen.
Merkmale, Zweckmässigkeiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend auch anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Kupplungselements in einer Ebene parallel zur Längsachse des Kupplungselementgehäuses gemäß einer exemplarischen ersten Ausführungsform des Kupplungselements im dekonnektierten Zustand; Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Kupplungselements in einer Ebene parallel zur Längsachse des Kupplungselements gemäß einer exemplarischen zweiten Ausführungsform des Kupplungselements im dekonnektierten Zustand;
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht eines Kupplungssystems mit zwei Kupplungselementen gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Ebene parallel zur Längsachse der Kupplungselemente im dekonnektierten Zustand;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht des Kupplungssystems mit den zwei Kupplungselementen gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Ebene parallel zur Längsachse der Kupplungselemente im konnektierten Zustand;
Fig. 5 eine Übersicht aller Außenansichten des Kupplungssystems gemäß den Figuren 3 und 4 sowie die Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A im dekonnektierten Zustand.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kupplungselements 100 in einer Ebene parallel zur Längsachse L des Kupplungselementgehäuses 10 des Kupplungselements 100 in einer ersten Ausführungsform. Die Schnittlinie korrespondiert zu der in Figur 5 gezeigten Schnittlinie A-A des Kupplungssystems 1000 mit Kupplungselementen 100' der zweiten Ausführungsform. Die Längsachse L des Kupplungselementgehäuses 10 verläuft von einem Fluidanschluss 11 in Richtung einer Kupplungsseite 12 mit einer kupplungsseitigen Stirnfläche 12a. Ausgehend vom Fluidanschluss 11 erstreckt sich ein erster Fluidkanal 13 zunächst parallel zur Längsachse L des Kupplungselementgehäuses in Richtung der Kupplungsseite 12. Der erste Fluidkanal 13 weist eine der Kupplungsseite zugewandte Fluidkanalöffnung 13a auf, die parallel zur Längsachse L des Kupplungselementgehäuses 100 ausgebildet ist. Hierzu verläuft ein Abschnitt des ersten Fluidkanals 13 auf der Kupplungsseite senkrecht zum Verlauf des ersten Fluidkanals parallel zur Längsachse L. Der senkrecht verlaufende Abschnitt mit der Fluidkanalöffnung 13a ist von einem Elastomerelement 20 umgeben. Das Elastomerelement 20 ist hierzu in Richtung der Längsachse zwischen einer inneren Wand 15 und der kupplungsseitigen Stirnfläche angeordnet, wobei sich eine Fläche des Elastormerelements 20 in Richtung der Längsachse L auf der Seite der Fluidkanalöffnung 13a im Wesentliche bündig an die Fluidkanalöffnung 13a anschließt. Der Begriff "im Wesentlichen" ist darauf gerichtet, dass das Elastomerelement 20 bevorzugt derart ausgebildet ist, dass dieses in seinem elastischen Ausdehnungsbereich in einem um komprimierten Zustand über die Fluidkanalöffnung 13a vorsteht, um in Zusammenwirken mit einer Gegenfläche, wie der Dichtfläche 31 des Dichtelements 30, wie folgend noch beschrieben, oder einem Elastomerelement 20 eines korrespondierenden zu konnektierenden Kupplungselements 100 oder 100', eine Flächenpressung zu generieren.
In einem dekonnektierten Zustand, wie in Fig. 1 dargestellt, wird die Fluidkanalöffnung 13a durch die Dichtelementfläche 31 des Dichtelements 30 abgedichtet, so dass kein Fluid über die Fluidkanalöffnung 13a aus dem Kupplungselementgehäuse austreten kann. Die Dichtfläche 31 befindet sich in diesem dekonnektierten Zustand in einer ersten Position. Zur Freigabe der Fluidkanalöffnung 13a kann die Dichtfläche 31 von der ersten Position in Richtung der Längsachse L in eine zweite Position mit geringerem Abstand zum Fluidanschluss 11 bewegt werden. In der gezeigten Ausführungsform erfolgt die Bewegung der Dichtfläche 31 über die geführte Bewegung des Dichtelements 30 zwischen einer äußeren Wand 16, die hier der Außenwand 10a des Kupplungselementgehäuses 10 entspricht, und einer inneren Wand 15, die den ersten Fluidkanal 13 umgibt. Demnach kann das Kupplungselement 100 auch in einen fluidkanalseitigen Abschnitt und einen Dichtelementabschnitt unterteilt werden, wobei sich die Abschnitte nebeneinander in Richtung der Längsachse L erstrecken. Die Bewegung des Dichtelements 30 und somit der Dichtfläche 30 erfolgt hier von der ersten in die zweite Position entgegen einer Federkraft eines zwischen dem Dichtelement 30 und einem fluidanschlussseitige Abschnitt 14 angeordneten Federelement. Die Fluidkanalöffnung 31a wird folglich nur durch gezielte Kraftaufbringung freigegebenen, was das Risiko eines unbeabsichtigten Fluidaustritts vermindert. Zudem wird durch das Federelement eine Rückstellkraft aufgebracht, so dass die Fluidkanalöffnung 13a bei einer Dekonnektierung automatisch wieder abgedichtet wird. Die äußere Wand 16 des Kupplungselementgehäuses 10 bildet zudem auf der Kupplungsseite 12 einen in Bezug auf die Längsachse L radial nach innen weisenden Vorsprung 17 auf. Dieser wirkt in der ersten Position mit einem in Bezug auf die Längsachse L radial nach außen weisenden Dichtelementvorsprung 32, der auf einer dem Fluidanschluss 11 zugewandten Seite des Dichtelements 30 angeordnet ist, zusammen. Hierdurch wird das Dichtelement 30 in Verbindung mit dem Federelement 40 in der ersten Position gehalten. In der gezeigten Ausführungsform dient der radiale Vorsprung 17 aber auch der Aufnahme eines später noch beschriebenen Gehäusevorsprungs 10b eines korrespondierenden zu konnektierenden Kupplungselements 100 oder 100'.
Das Kupplungselementgehäuse 10 bildet zudem zusammen mit dem Elastomerelement 20 auf der kupplungsseitigen Stirnfläche 12a eine geschlossene Kupplungsfläche 18 aus, die eine Kupplungsseitenöffnung 19 umschließt der Begriff der Kupplungsseitenöffnung bezieht sich dabei nicht auf eine seitliche Öffnung, sondern auf eine Öffnung auf der Kupplungsseite, genauer gesagt, auf eine Öffnung auf der kupplungsseitigen Stirnfläche 12a. In einem dekonnektierten Zustand wird die Kupplungsseitenöffnung 19 durch das Dichtelement 30 ausgefüllt, so dass die kupplungsseitige Stirnfläche 12a im Wesentlichen eben ausgebildet wird. Der Begriff "im Wesentlichen" ist darauf gerichtet, dass die kupplungsseitige Stirnfläche 12a noch geringfügige Überstände aufweisen kann, wie beispielsweise über das Kupplungselementgehäuse 10 gebildete Zentrierhilfen zur Konnektierung. Solche Überstände behindern die Zugänglichkeit der kupplungsseitigen Stirnfläche jedoch nicht merklich, so dass eine Desinfizierbarkeit erleichtert wird.
Der vorstehend bereits angeführte Gehäusevorsprung 10b weist in Bezug auf die Längsachse von einer Außenwand 10a des Kupplungselementgehäuses 10, die sich in Richtung der Längsachse L erstreckt, radial nach außen. In der gezeigten Ausführungsform ist der Gehäusevorsprung 10b in einem Bereich der Außenwand 10a vorgesehen, der außerhalb der Kupplungsseitenöffnung 19 liegt, genauer gesagt, hier in Bezug auf die Längsachse L dem radialen Vorsprung 17 radial gegenüberliegend. Insbesondere wird der Gehäusevorsprung 10b durch einen kupplungsseitigen Endabschnitt der Außenwand 10a des Kupplungselementgehäuses 10 gebildet. Der Gehäusevorsprung 10b bildet dabei einen in Bezug auf die Längsachse L radial beweglichen Schnapphaken aus, um mit einem in Bezug auf die Längsachse radial nach innen weisenden Vorsprung eines korrespondierenden zu konnektierenden Kupplungselement 100 oder 100', wie dem Vorsprung 17, zusammenzuwirken. Der Gehäusevorsprung 10b wird in dieser Ausgestaltung der geschlossenen Kupplungsfläche 18 zugerechnet, auch wenn zwischen dem Gehäusevorsprung 10b und der übrigen geschlossenen Kupplungsfläche 18 ein Bewegungsspalt für die Umsetzung der Schnapphakenbewegung vorzusehen ist. Der Eingriff des Gehäusevorsprungs 10b in einen korrespondierende radial nach innen weisenden Vorsprung oder eine Aussparung eines zu konnektierenden Kupplungselements 100 oder 100' kann durch den Entriegelungsmechanismus 10c gelöst werden. In der dargestellten Ausführungsform wird der Gehäusevorsprung 10b beispielsweise durch eine Kraftaufbringung auf den Entriegelungsmechanismus 10c mit zumindest einer in Bezug auf die Längsachse radialen Kraftkomponente radial nach innen und somit aus einem Eingriff bewegt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kupplungselements 100' in einer Ebene parallel zur Längsachse L des Kupplungselementgehäuses 10 gemäß einer exemplarischen zweiten Ausführungsform des Kupplungselements 100' im dekonnektierten Zustand. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der erste Fluidkanal 13' mit der Fluidkanalöffnung 13a' nicht direkt von der Dichtfläche 31 des Dichtelements 30 abgedichtet wird, sondern die Dichtfläche 31 des Dichtelements 30 eine der Kupplungsseite 12 zugewandte Elastomerelementöffnung 21 des Elastomerelements 20, das einen sich an den ersten Fluidkanal 13a' anschließenden zweiten Fluidkanal 22 bildet, abdichtet. Mit anderen Worten wird der Fluidkanal zur fluiden Verbindung mit einem Fluidkanal eines korrespondierenden zu konnektierenden Kupplungselements 100 oder 100' nicht mehr direkt aus einem ersten Fluidkanal 13, sondern aus einem ersten Fluidkanal 13' und einem zweiten Fluidkanal 22 gebildet. Entsprechend werden in Fig. 2 gleiche Bezugsziechen für gleiche Komponenten verwendet, während lediglich andere Bezugszeichen für geänderte Komponenten angegeben werden. Die Beschreibungsinhalte zur ersten Ausführungsform sind in analoger Weise auf die zweite Ausführungsform anwendbar, sofern sich durch die vorstehende Ausführung des Fluidkanals keine Änderungen ergeben.
Die Ausbildung eines zweiten Fluidkanals 22 zur Fortführung des ersten Fluidkanals 13a' ermöglicht beispielsweise eine einfache Anpassung der Ausgestaltung der Elastomerelementöffnung 21 oder auch eine Überbrückung unterschiedlich vorzusehender Abstände in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse L durch Austausch des Elastomerelements 20.
Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kupplungssystems 1000 mit zwei Kupplungselementen 100' gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Ebene parallel zur Längsachse L der Kupplungselemente 100' im dekonnektierten Zustand. Der detaillierte Aufbau der jeweiligen Kupplungselemente ist Fig. 2 sowie der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Fig. 3 lediglich die Bezugszeichen für die Hauptkomponenten eingetragen. Die Kupplungselemente 100' sind einander gegenüberliegend dargestellt. Die Darstellung entspricht einer Anordnung der Kupplungselemente 100', in der sie durch eine Bewegung entlang der Längsachse L aufeinander zu konnektiert werden können. Gemäß der Darstellung sind die hier identisch ausgeführten Kupplungselemente um die Längsachse L um 180° gedreht, also bezüglich der Längsachse L spiegelverkehrt, angeordnet. Demnach liegt die geschlossene Kupplungsfläche 18 der jeweiligen Kupplungselemente 100'gegenüber dem Dichtelement 30 bzw. der Kupplungsseitenöffnung 19 des jeweils anderen Kupplungselements 100'. In diesem noch dekonnektierten Zustand wird die jeweilige Elastomerelementöffnung 21 des Elastomerelements 20 durch die jeweilige Dichtfläche 31 des jeweiligen Dichtelements 30 abgedichtet.
Zudem verdeutlicht Fig. 3 auch nochmals die Verhältnisse der starren Fläche D der Kupplungsseitenöffnung 19 zur starren Fläche d der geschlossenen Kupplungsfläche 18. Zur Verwendung baugleicher Kupplungselemente 100' ist demnach die starre Fläche D der Kupplungsseitenöffnung 19 größer als die starre Fläche d der geschlossenen Kupplungsfläche 18, um die geschlossenen Kupplungsfläche eines jeweils zu konnektierenden Kupplungselements 100'aufnehmen zu können. Um im konnektierten Zustand eine ausreichende Flächenpressung zwischen den einander zugewandten Elastomerelementen 20 gewährlesiten zu können, sollte die starre Fläche D nur um einen Betrag größer ausgebildet sein, als dies über die Ausdehnung der Elastomerlemente 20 ausgleichbar ist. Der Begriff der starren Fläche berücksichtigt ggf. elastisch verformbare Anteile. Demnach ist die starre Fläche d der geschlossenen Kupplungsfläche 18 etwas kleiner als die Fläche der geschlossenen Kupplungsfläche bis zum radialen Ende des Gehäusevorsprungs 10b, da dieser elastisch nach innen bewegbar ist. Mit anderen Worten entspricht die starre Fläche d in diesem Fall der geschlossenen Kupplungsfläche 18 abzüglich des durch den Gehäusevorsprung 10b überbrückbaren radialen Spalts.
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Kupplungssystems 1000 mit den zwei Kupplungselementen 100' gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Ebene parallel zur Längsachse L der Kupplungselemente 100' im konnektierten Zustand. Auch hier wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Angabe der Bezugszeichen zu bereits beschriebenen Komponenten der Kupplungselmente 100' verzichtet. Zur Erzielung des dargestellten konnektierten Zustands wird beispielsweise eines der Kupplungselemente 100'auf das andere zu konnektierende Kupplungselement 100'in Richtung der Längsachse L zubewegt. Die geschlossenen Kupplungsflächen 19 der Kupplungselemente 100' dringen dabei in die jeweils durch das andere Kupplungselement 100' gebildete Kupplungsseitenöffnung 19 ein und drücken das Dichtelement 30 und somit die Dichtfläche 31 von der ersten Position, in der die Dichtfläche 31 die Elastomerelementöffnung 21 abdichtet, in die zweite Position, in der die Dichtfläche 31 die Elastomerelementöffnung 21 freigibt. Während dieser Bewegung werden gleichzeitig die jeweiligen Elastomerelemente 20 bzw. die einander zugewandten Flächen der Elastomerelemente 20 parallel zu Längsachse L übereinander geschoben, bis sich die Elastomerelementöffnungen 21 der Elastomerelemente 20 überdecken. In dieser Position, die einer zweiten Position der Dichtelementfläche 31 entspricht, stehen die Kupplungselemente 100' über die jeweiligen Elastomerelementöffnungen 21, die jeweiligen zweiten Fluidkanäle 22 und die jeweiligen ersten Fluidkanal 13a' in fluider Verbindung, wie dies durch den gestrichelt eingezeichneten Fluidstrom in Fig. 4 veranschaulicht wird. Dieser konnektierte Zustand wird durch den jeweiligen Eingriff des Gehäusevorsprungs 10b der jeweiligen Kupplungselemente 100' in den radialen Vorsprung 17 des jeweils anderen Kupplungselements 100' gehalten. Der Eingriff wird zudem durch die Federkraft des jeweiligen Federelements 40 gesichert.
Zur Dekonnektierung aus dem konnektierten Zustand wird der jeweilige Gehäusevorsprung 10b durch Drücken des jeweiligen Entriegelungsmechanismus 10c in radialer Richtung zur Längsachse L nach innen und somit aus jeweiligen radialen Vorsprung 17 bewegt. Durch die Federkraft des jeweiligen Federelements 40 werden die Kupplungselemente 100' auseinandergedrückt, wobei sich gleichzeitig die jeweiligen Dichtflächen 31 der Dichtelemente 30 über die jeweiligen Elastomerelementöffnungen 21 schieben und diese mit Erreichen der ersten Position wieder vollständig abdichten. Durch die Relativbewegung der einander zugewandten Flächen der Elastomerelemente 20 parallel zur Längsachse L werden möglicherweise an diesen Flächen befindliche Fluidrückstände abgestreift.
Fig. 5 zeigt ergänzend eine Übersicht aller Außenansichten des Kupplungssystems gemäß den Figuren 3 und 4 sowie die Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A im dekonnektierten Zustand. Hieraus ergeben sich weitere Ausgestaltungsmerkmale der beschriebenen Ausführungsform.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere sind bestimmte Merkmale einer Ausführungsform grundsätzlich auch auf andere Ausführungsformen anwendbar, sofern sich dies nicht vernünftigerweise ausschließt. Auch wenn das Kupplungssystem 1000 anhand zweier Kupplungselemente 100' erläutert wurde, kann das Kupplungssystem beispielsweise auch zwei Kupplungselemente 100 oder ein Kupplungselement 100 und ein Kupplungselement 100' umfassen, die jeweils komplementär zueinander ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste
10 Kupplungselementgehäuse 10a Außenwand (des Kupplungselementgehäuses)
10b Gehäusevorsprung
10c Entriegelungsmechanismus
11 Fluidanschluss
12 Kupplungsseite
12a kupplungsseitige Stirnfläche
13, 13' erster Fluidkanal
13a, 13a' Fluidkanalöffnung
14 fluidanschlussseitiger Abschnitt
15 innere Wand
16 äußere Wand 16a Innenseite (der äußeren Wand)
17 radialer Vorsprung
18 geschlossene Kupplungsfläche
19 Kupplungsseitenöffnung
20 Elastomerelement 21 Elastomerelementöffnung 22 zweiter Fluidkanal
30 Dichtelement
31 Dichtfläche
32 Dichtelementvorsprung 40 Federelement
100, 100' Kupplungselement
1000 Kupplungssystem d starre Fläche (geschlossene Kupplungsfläche)
D starre Fläche (Kupplungselementöffnung)
L Längsachse

Claims

Ansprüche
1. Kupplungselement (100, 100') für ein geschlossenes Fluidtransfersystem, umfassend: ein Kupplungselementgehäuse (10) mit einem Fluidanschluss (11 ) und einer Kupplungsseite (12), wobei sich eine Längsachse (L) des Kupplungselementgehäuses (10) vom Fluidanschluss (11) zur Kupplungsseite (12) erstreckt, einen sich vom Fluidanschluss (11) in Richtung der Kupplungsseite (12) erstreckenden ersten Fluidkanal (13, 13') zur fluiden Verbindung des Fluidanschlusses (11) und der Kupplungsseite (12), zumindest ein Elastomerelement (20), das eine der Kupplungsseite (12) zugewandte Fluidkanalöffnung (13a) des ersten Fluidkanals (13), die parallel zur Längsachse (L) des Kupplungselementgehäuses (10) ausgebildet ist, umgibt, oder das einen sich an den ersten Fluidkanal (13') anschließenden zweiten Fluidkanal (22) ausbildet, wobei eine der Kupplungsseite (12) zugewandte Elastomerelementöffnung (21) des zweiten Fluidkanals (22) parallel zur Längsachse (L) des Kupplungselementgehäuses (10) ausgebildet ist, und ein Dichtelement (30) mit einer Dichtfläche (31), die der der Kupplungsseite (12) zugewandten Fluidkanalöffnung (13a) des ersten Fluidkanals (13 (100)) oder der der Kupplungsseite (12) zugewandten Elastomerelementöffnung (21) des zweiten Fluidkanals (22 (100')) zugewandt ist, wobei die Dichtfläche (31) zwischen einer ersten Position, in der die Dichtfläche (31) die Fluidkanalöffnung (13a) des ersten Fluidkanals (13 (100)) oder die Elastomerelementöffnung (21) des zweiten Fluidkanals (22 (100')) abdichtet, und einer zweiten Position, in der die Dichtfläche (31) die Fluidkanalöffnung (13a) des ersten Fluidkanals (13 (100)) oder die Elastomerelementöffnung (21) des zweiten Fluidkanals (22 (100')) zur fluiden Verbindung mit der Kupplungsseite (12) freigibt, entlang der Längsachse (L) des Kupplungselementgehäuses (10) bewegbar ist.
2. Kupplungselement (100, 100') nach Anspruch 1, wobei das Elastomerelement (20) aus zumindest zwei separaten Elastomeren gebildet wird.
3. Kupplungselement (100, 100') nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Dichtelement (30) über ein Federelement (40), das sich auf seiner der Kupplungsseite (12) abgewandten Seite an einem fluidanschlussseitigen Abschnitt (14) oder einem zwischen dem fluidanschlussseitigen Abschnitt (14) und dem Dichtelement (30) befindlichen Abschnitt des Kupplungselementgehäuses (10) abstützt, in Richtung der Kupplungsseite (12) in der ersten Position haltbar ist.
4. Kupplungselement (100, 100') nach Anspruch 3, wobei das Federelement (40) eine Metallfeder oder Elastomerfeder ist.
5. Kupplungselement (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Dichtelement (30) zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet ist und sich auf seiner der Kupplungsseite (12) abgewandten Seite an einem fluidanschlussseitigen Abschnitt (14) oder einem zwischen dem fluidanschlussseitigen Abschnitt (14) und der Dichtfläche (31) befindlichen Abschnitt des Kupplungselementgehäuses (10) abstützt.
6. Kupplungselement (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das das Dichtelement (30) zwischen einer den ersten Fluidkanal (13) in der Längsrichtung (L) umgebenden oder sich an einer in Bezug auf die Längsachse (L) longitudinal an einer Seite des ersten Fluidkanals (13, 13') erstreckenden inneren Wand (15) des Kupplungselementgehäuses (10) und einer in Außenrichtung beabstandeten zur inneren Wand (15) parallelen äußeren Wand (16) geführt wird.
7. Kupplungselement (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kupplungselementgehäuse (10) auf der Kupplungsseite (12) einen in Bezug auf die Längsachse (L) radialen Vorsprung (17) aufweist, der einen kupplungsseitigen Anschlag für das Dichtelement (30) in der ersten Position ausbildet.
8. Kupplungselement (100, 100') nach Anspruch 7, wobei der radiale Vorsprung (17) von einem kupplungsseitigen Abschnitt der äußeren Wand (16) nach Anspruch 6 gebildet wird, der sich radial nach innen erstreckt.
9. Kupplungselement (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kupplungselement (100, 100') auf einer kupplungsseitigen Stirnfläche (12a) eine geschlossene Kupplungsfläche (18) und eine Kupplungsseitenöffnung (19), die auf einen Bereich begrenzt ist, der durch eine der kupplungsseitigen Stirnfläche (12a) zugewandte Seite des Dichtelements (30) schließbar ist, aufweist.
10. Kupplungselement (100, 100') nach Anspruch 9, wobei eine starre Fläche (D) der Kupplungsseitenöffnung (19) senkrecht zur Längsachse (L) größer als eine starre Fläche (d) der geschlossenen Kupplungsfläche (18) senkrecht zur Längsachse (L), insbesondere unwesentlich größer, ist.
11. Kupplungselement (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine sich in Richtung der Längsachse (L) erstreckende Außenwand (10a) des Kupplungselementgehäuses (10), insbesondere ein Bereich der Außenwand (10a), der auf einer dem Dichtelement (30) abgewandten Seite des ersten Fluidkanals (13, 13') liegt, einen in Bezug auf die Längsachse (L) radial nach außen weisenden Gehäusevorsprung (10b) aufweist.
12. Kupplungselement (100, 100') nach Anspruch 11 , wobei der Gehäusevorsprung (10b) als elastischer Schnapphaken ausgebildet ist.
13. Kupplungselement (100, 100') nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kupplungselementgehäuse (10) auf einer Innenseite des Kupplungselementgehäuses (10), insbesondere der Innenseite (16a) der äußeren Wand (16) nach Anspruch 6, eine Hinterschneidung, insbesondere eine Hinterschneidung, die durch den radialen Vorsprung (17) nach Anspruch 7 gebildet wird, aufweist.
14. Kupplungssystem (1000) mit zwei Kupplungselementen (100, 100') nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das jeweilige Dichtelement (30) der Kupplungselemente (100, 100') durch das jeweilige andere Kupplungselement (100, 100') für eine fluide Verbindung der ersten Fluidkanäle (13, 13') miteinander von der ersten Position in die zweite Position bewegbar ist.
15. Kupplungssystem (1000) nach Anspruch 14, wobei das Dichtelement (30) durch Eingriff des Gehäusevorsprungs (10b) nach Anspruch 11 zumindest eines der Kupplungselemente (100, 100') in die Hinterschneidung nach Anspruch 13 in der zweiten Position gehalten wird.
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