Tropfkappe zum Ausdosieren von Flüssigkeit in Tropfenform und Behälter mit Tropf kappe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Tropfkappe zum Ausdosieren von Flüssigkeit in Tropfenform aus einem Behälter, dessen Inhalt zum Ausdosieren unter Druck setzbar ist, mit einem Kappenkörper, in dem ein Austrittskanal und eine Drosseleinrichtung angeordnet ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Behälter mit einer Tropfkappe.
Medikamente, die in flüssiger Form zur Anwendung kommen, werden in Tuben oder Fläschchen bereitgestellt, aus denen sie in Tropfenform ausdosiert werden. Da die Medikation an die Tropfenanzahl geknüpft ist, kommt es entscheidend darauf an, daß das Tropfenvolumen beim Ausdosieren immer konstant ist und nicht durch den Anwender beeinflußt werden kann.
Wenn flüssige Medikamente in Glasfläschchen bereitgestellt werden, besitzt der Tropfeinsatz außer dem Austrittskanal noch einen Luftkanal, durch den Luft beim Ausdosieren in das Fläschcheninnere einströmen kann.
Bei Flaschen oder Tuben aus flexiblem Kunststoffmaterial besitzt die Tropfenkappe nur einen Austrittskanal, durch den die Flüssigkeit durch Druck auf die Behälterwand ausdosiert wird. Hierbei kommt es darauf an, daß der Austrittskanal die Tropfengröße exakt definiert.
Eine derartige Tropfspitze für Augentropfen wird beispielsweise in der
EP 0 431 885 AI beschrieben. Der Austrittskanal besitzt eine Eintrittsöffiiung, deren Querschnitt kleiner ist als derjenige der Austrittsöffriung, wobei im wesentlichen die Größe der Austrittsöffriung die Tropfengröße bestimmt. Zur Ermittlung der optimalen Abmessungen wurden umfangreiche Versuche durchgeführt, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit als Strahl austritt anstatt als Tropfen, wenn der Anwender ggf. zu starken Druck auf die Behälterwand ausübt. Hierbei hat sich herausgestellt, daß neben der konischen Gestalt des Austrittskanals auch die Außenform der Tropfspitze insbesondere dann von Einfluß ist, wenn der Behälter schräg gehalten wird.
In der EP 0 956 904 AI wird ein Tropfeinsatz beschrieben, der in einen Behälter eingesetzt werden kann. Dieser Tropfeinsatz soll unabhängig vom Druck auf die Flüssigkeit immer konstante Tropfengrößen liefern. Ausgehend von einem Austrittskanal mit einer Eintrittsöffhung, die kleiner ist als die Austrittsöffriung, werden neben konisch ausgestalteten Austrittskanälen auch solche mit zylindrischen Abschnitten vorgeschlagen.
Obwohl in der EP 0 956 904 AI angegeben wird, daß die Tropfenform von dem auf die Flüssigkeit ausgeübten Druck unabhängig ist, hat sich herausgestellt, daß dies nicht immer gelingt. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei größeren Drücken in Verbindung mit der Herstellung größerer Tropfen ab einem bestimmten Druckwert sich ein Austrittsstrahl bildet bzw. die Tropfen eine unkontrollierte Form und somit ein nicht definiertes Volumen annehmen. Die Dosiersicherheit ist damit nicht gewährleistet.
Weitere Nachteile dieser bekannten Tropfkappen bestehen darin, daß sich nicht bei allen Flüssigkeiten konstante Tropfengrößen einstellen. In Abhängigkeit von der Viskosität und Benetzbarkeit der auszudosierenden Flüssigkeiten können sich auch bei geringen Durchmessern der Austrittsöffriung, die meist unter 2 mm liegen, unkontrollierte Tropfenformen einstellen.
Diese nachteiligen Effekte treten bei größeren Austrittsöffhungen, z.B. bei Durchmessern von 5 bis 10 mm, verstärkt auf.
Große Tropfen werden aber immer dann benötigt, wenn größere Mengen der Flüssigkeit ausdosiert werden sollen und das mühsame Abzählen einer großen Anzahl kleiner Tropfen vermieden werden soll.
Aus der US 5,356,052 ist ein Kunststoffbehälter mit einer Tropfspitze bekannt, die in dem Austrittskanal eine Drosseleinrichtung aufweist. Diese Drosseleinrichtung besteht aus zwei aneinanderliegenden Wandabschnitten, die im Ruhezustand gegeneinander drücken. Sobald im Behälterinneren durch Zusammendrücken der Behälterwände ein Druck aufgebaut wird, werden die die Drosseleinrichtung bildenden Wandabschnitte auseinandergedrückt und geben eine Öffriung für die Ausdosierung von Flüssigkeit frei. Der Nachteil dieser Drosseleinrichtung besteht darin, daß zunächst ein zusätzlicher Druck zum Öffnen der Drosseleinrichtung aufgebracht werden muß und durch weitere Druckerhöhungen erst die Ausdosierung erfolgen kann. Auf die Flüssigkeit wirkt daher ein verhältnismäßig großer Druck, was dazu führt, daß die Flüssigkeit schlagartig mit großer Geschwindigkeit ausgetragen wird. Da jedoch Tropfen und kein Flüssigkeitsstrom ausdosiert werden sollen, hängt die Tropfengröße sehr stark von dem vom Benutzer aufgebrachten Druck ab. Die Reproduzierbarkeit der Tropfengröße ist in der Regel nicht gegeben. Bei welchem Druck die Drosseleinrichtung öffriet, hängt im wesentlichen von den elastischen Eigenschaften des Behältermaterials ab, so daß bei unterschiedlichen Materialien auch unterschiedliche Drücke aufgebracht werden müssen, auf die sich die Bedienungsperson jeweils neu einstellen muß. Es ist daher wünschenswert, daß eine Ausdosierung mit konstanter Tropfengröße ermöglicht wird, die von dem gewählten Behältermaterial unabhängig ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Tropfkappe zu schaffen, die insbesondere auch bei großen Tropfen zuverlässig das vorgegebene
Tropfvolumen gewährleistet, wobei dieses Volumen unabhängig von dem auf die Flüssigkeit ausgeübten Druck beibehalten werden soll. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, einen Behälter mit einer entsprechenden Tropfkappe bereitzustellen.
Die Aufgabe wird mit einer Tropfkappe zum Ausdosieren von Flüssigkeiten in Tropfenform gelöst, bei der die Drosseleinrichtung in Strömungsrichtung vor der Eintrittsöffiiung des Austrittskanals angeordnet ist.
Der vom Anwender auf die Flüssigkeit ausgeübte Druck darf sich nicht bis in den Austrittskanal fortpflanzen, sondern muß vor dem Austrittskanal so weit reduziert werden muß, daß die Druckverhältnisse im Bereich des Austrittskanals eine Tropfenbildung zulassen. Durch die vor der Eintrittsöffiiung angeordnete Drosseleinrichtung kann der Maximaldruck, der auf die auszudosierende Flüssigkeit vor oder im Austrittskanal einwirkt, eingestellt werden. Die Drosseleinrichtung gewährleistet auch bei hohem auf die Flüssigkeit ausgeübten Druck, daß im Austrittskanal stets gleichbleibende Druckverhältnisse aufrechterhalten werden.
Vorzugsweise ist die Drosseleinrichtung beabstandet zur Eintrittsöffiiung des Austrittskanals angeordnet. Da bei hohen auf die Flüssigkeit ausgeübten Drücken die Flüssigkeit durch die Drosseleinrichtung mit großer Strömungsgeschwindigkeit hindurchtritt, könnte die Flüssigkeit als Strahl unmittelbar in die Eintrittsöffiiung eindringen, wobei sich der Strahl in dem Austrittskanal fortsetzen würde, was die Bildung konstanter Tropfengrößen verhindern könnte. Durch die beabstandete Anordnung der Drosseleinrichtung wird gewährleistet, daß sich die durch die Drosseleinrichtung strömende Flüssigkeit zunächst verteilen kann, bevor sie in die Eintrittsöffiiung gelangt.
Dieser Effekt kann noch dadurch verbessert werden, daß zwischen Eintrittsöffiiung und der Drosseleinrichtung eine Zwischenkammer angeordnet
wird. Die Zwischenkammer hat den Vorteil, daß sich zunächst die Flüssigkeit hier sammeln kann, bevor sie in die Eintrittsöffhung des Austrittskanals eindringt.
Vorzugsweise ist das Volumen der Zwischenkammer größer/gleich dem Volumen des Austrittskanals. Dadurch wird sichergestellt, daß das gesamte für einen Tropfen notwendige Volumen in der Zwischenkammer unter geeignetem Druck bereitgestellt wird.
Vorzugsweise wird die Zwischenkammer von dem Kappenkörper und einer Kammerwand begrenzt.
Die Drosseleinrichtung ist vorzugsweise in der Kammerwand angeordnet.
Die Drosseleinrichtung kann mindestens eine Durchlaßöflhung in der Kammerwand umfassen, deren Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt der Eintrittsöffhung des Austrittskanals. Andere Drosseleinrichtungen, wie Ventilklappen oder dergleichen können ebenfalls verwendet werden.
Die Durchlaß Öffnung kann der Eintrittsöffhung gegenüberliegen. Es ist jedoch von Vorteil, wenn die Durchlaßöflhung versetzt zur Eintrittsöffhung angeordnet ist, weil dadurch der durch die Durchlaßöffhung gebildete Flüssigkeitsstrahl zunächst eine Umlenkung und somit einen weiteren Druckabbau erfährt.
Die Kammerwand besteht vorzugsweise aus einer Ringwand und einer Trennwand. Die Ringwand kann an die Abmessungen des Kappenkörpers angepaßt sein. Die Drosseleinrichtung ist vorzugsweise in der Trennwand angeordnet.
Vorzugsweise ist die Kammerwand an den Kappenkörper angeformt.
Tropfkappe und Behälter können in unterschiedlicher Weise kombiniert werden.
Die erfindungsgemäße Tropfkappe kann integraler Bestandteil des Behälters sein.
Aus herstellungstechnischen Gründen wird man jedoch Behälter und Tropfkappe getrennt fertigen und anschließend die Tropfkappe in den Behälterhals bzw. in die Ausgußöffiiung des Behälters einsetzen.
Dies kann in zwei Varianten realisiert werden. Gemäß einer ersten Variante wird die erfindungsgemäße Tropfenkappe als Einsatzteil zur Verfügung gestellt, das in den Behälterhals beliebiger herkömmlicher Behälter eingesetzt wird.
Gemäß einer zweiten Variante kann der Behälter in der Ausgußöffiiung eine herkömmliche Tropfkappe im Austrittskanal aufweisen.
Die Drosseleinrichtung ist bei dieser Ausführung in einer Trennwand des Behälters angeordnet, wobei diese Trennwand im Innenraum des Behälters beabstandet zur Tropfkappe angeordnet ist.
Die Trennwand ist vorzugsweise im Behälterhals angeordnet.
Vorzugsweise ist die Trennwand senkrecht zur Behälterachse angeordnet. Die Trennwand kann in den Behälter einsetzbar sein oder integraler Bestandteil des Behälters sein.
Die Drosseleinrichtung ist vorzugsweise in dieser Trennwand angeordnet.
Die Drosseleinrichtung umfaßt mindestens eine Durchlaßöffiiung, deren Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt der Eintrittsöffiiung des Austrittskanals. Durch die Wahl des Querschnitts dieser Öffnung kann der Maximaldruck, der auf den Austrittskanal einwirkt, eingestellt werden. Es wird dadurch sichergestellt, daß die auszudosierende Flüssigkeit unter demselben Druck in den Austrittskanal eintritt, so daß keine Beeinflussung über den vom Anwender ausgeübten Druck auf die Tropfenform stattfinden kann.
Die Durchlaßöffiiung liegt der Eintrittsöffhung vorzugsweise gegenüber. In diesem Fall kommt es darauf an, daß der Abstand zwischen der Drosselöffiiung und der Eintrittsöffhung möglichst groß ist, so daß die eintretende Flüssigkeit nicht unmittelbar in den Austrittskanal gelangen kann, was wiederum zu einer Strahlbildung am Ende der Austrittsöffriung des Austrittskanals führen könnte.
Um eine weitere Verbesserung in diesem Bereich herbeizuführen, ist die Durchlaßöffiiung vorzugsweise versetzt zur Eintrittsöffhung angeordnet.
Vorzugsweise ist das Volumen des Zwischenraums zwischen der Tropfkappe und der Trennwand größer gleich dem Volumen des Austrittskanals.
Vorzugsweise besitzt der herkömmliche oder der erfindungsgemäße Behälter eine flexible Behälterwand, die beispielsweise aus Kunststoff bestehen kann. Der Behälter kann eine Tube, ein Fläschchen oder ein sonstiger geeigneter Behälter sein. Durch die flexible Behälterwand ist es möglich, beispielsweise per Hand den Inhalt des Behälters unter Druck zu setzen und so die Ausdosierang vornehmen zu können.
Es kann aber auch eine Druckeinrichtung am oder im Behälter vorgesehen sein oder der Behälter kann an eine Druckeinrichtung anschließbar sein. Eine Druckeinrichtung wäre z.B. ein Pumpmechanismus mit dem beispielsweise
Luft in das Behälterinnere gedrückt wird, so daß dadurch die Flüssigkeit durch die Drosseleinrichtung gedrückt wird.
Die Tropfkappe kann in den Behälterhals flussigkeits- oder druckdicht einsetzbar sein. Es besteht die Möglichkeit, beispielsweise durch Verschweißen der Tropfkappe eine dichte Verbindung mit dem Behälter herzustellen.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Vertikalschnitt durch einen Behälter mit einer eingesetzten
Tropfkappe gemäß einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 einen Vertikalschnitt durch einen Behälter mit einer eingesetzten
Tropfkappe gemäß einer zweiten Ausführungsform und
Figur 3 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Behälter mit einer herkömmlichen Tropfkappe.
In der Figur 1 ist der Bereich des Behälterhalses 3 eines Behälters 1 im Vertikalschnitt dargestellt. Die Behälterwand 2, die den Innenraum 6 des Behälters 1 begrenzt ist nur zum Teil dargestellt, um die im Behälterhals 3 bzw. der Ausgußöffiiung angeordnete Tropfkappe 10 vergrößert darstellen zu können.
An der Außenseite des Behälterhalses 3 ist ein Außengewinde 4 angeformt, so daß auf den Behälterhals 3 eine Verschlußkappe (nicht dargestellt) aufgebracht werden kann. Der Behälterhals 3 ist zylindrisch ausgebildet und dient zur
Aufnahme der Tropfkappe 10, die einen im wesentlichen topfförmigen Kappenkörper 11 mit Bodenwand 13 und Umfangswand 14 besitzt.
Der Kappenkörper 11 weist mittig einen Dosierstutzen 12 auf, in dem ein Austrittskanal 20 angeordnet ist. Der Dosierstutzen 12 erstreckt sich von der horizontal angeordneten Bodenwand 13 senkrecht nach oben und überragt die Umfangswand 14, die an ihrem oberen Ende einen Ringflansch 15 aufweist, mit dem die Tropfkappe 10 auf der Stirnfläche des Behälterhalses 3 aufliegt und dort befestigt werden kann.
Der Außendurchmesser der Umfangswand 14 entspricht dem Innendurchmesser des Behälterhalses 3, so daß die Tropfkappe 10 flüssigkeitsdicht in den Behälterhals 3 einsetzbar ist.
Der Austrittskanal 20 besitzt am unteren Ende, d.h. im Bereich der Bodenwand 13 eine Eintrittsöffhung 21 mit einem geringen Durchmesser, wobei der Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Austrittsöffαung 25 am oberen Ende des Dosierstutzens 12. An die Eintrittsöffhung 21 schließt sich ein zylindrischer Einlaßabschnitt 22 an, der in einen konischen Abschnitt 23 übergeht, der sich in Richtung Austrittsöffhung 25 erweitert. An den konischen Abschnitt 23 schließt sich nochmals ein zylindischer Abschnitt 24 an, der die Austrittsöffhung 25 bildet. Der Durchmesser der Austrittsöffhung 25 kann beispielsweise im Bereich zwischen 5 und 10 mm liegen. Der Querschnitt der Austrittsöffriung 25 definiert die Tropfengröße.
Der Austrittskanal 23 kann auch andere Querschnittsformen aufweisen wie dies beispielsweise in der EP 0956904 AI dargestellt und beschrieben ist. Hierbei ist es nicht zwingend, daß die Eintrittsöffiiung einen kleineren Querschnitt aufweist als die Austrittsöffhung. Je nach Art der Flüssigkeit lassen sich auch Tropfen mit zylindrischem Austrittskanal erzeugen.
An die Bodenwand 13 ist nach unten eine Kammerwand 32 angeformt, die eine Zwischenkammer 35 begrenzt. Die Kammerwand 32 besteht in der hier gezeigten Ausführungsform aus einer Ringwand 33, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Behälterhaies 3 entspricht, und einer senkrecht zur Behälterachse ausgerichteten Trennwand 34.
In der Trennwand 34 ist mittig eine Drosseleinrichtung 30 in Form einer Durchlaßöffiiung 31 angeordnet, deren Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt der Eintrittsöff ung 21.
Die Kammerwand 32 ist integraler Bestandteil der Tropfkappe 10, die sich mit der Zwischenkammer 35 über die gesamte Länge des Behälterhalses 3 erstreckt. Bei Behältern mit einem kürzeren Behälterhals 3 kann die Zwischenkammer 35 auch in den Innenraum 6 des Behälters hineinragen. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist das Volumen der Zwischenkammer 35 größer als das Volumen des Austrittskanals 20.
In der Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der der Behälterhals 3 kürzer ausgeführt ist als dies bei dem Behälter 1 gemäß der Figur 1 der Fall ist. Die Zwischenkammer 35 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet, wobei allerdings das Volumen der Zwischenkammer 35 geringer ist als bei der Ausführungsform gemäß der Figur 1. Auch bei dieser Ausführungsform ist das Volumen der Zwischenkammer 35 größer als das Volumen des Austrittskanals 20.
Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß der Figur 1 ist die Durchlaßöffiiung 31 außermittig angeordnet und somit versetzt zur Eintrittsöff ung 21 des Austrittskanals 20 angeordnet. Dies ist bei dieser Ausführungsform insofern von Vorteil, weil der Abstand der Trennwand 34 zur Eintrittsöffiiung 21 deutlich geringer ist als bei der Ausführungsform gemäß der Figur 1, so daß ein unmittelbarer Übertritt der einströmenden
10
Flüssigkeit aus der Durchlaßöffiiung 31 in die Eintrittsöff ung 21 verhindert wird.
In beiden Ausführungsformen besteht die Behälterwand 2 aus flexiblem Material, so daß durch Zusammendrücken der Behälterwand 2 die auszudosierende Flüssigkeit durch die Durchlaßöffiiung 31 in die Zwischenkammer 35 und somit in den Austrittskanal 20 gedrückt werden kann.
In der Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, wobei sich die Neuerung auf den Behälter 1 ' bezieht. Die Tropfkappe besitzt keine Kammerwand, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, sondern besteht aus einer im wesentlichen herkömmlichen Tropfkappe 10', die in den Behälterhals 3 eingesetzt ist.
Um die Drosseleinrichtung 30 beabstandet zur Eintrittsöffhung 21 des Austrittskanals 20 anordnen zu können, ist im unteren Bereich des Behälterhalses 3 eine Trennwand 34' eingezogen, die außermittig die Drosseleinrichtung 30 in Form einer Durchlaßöffiiung 31 aufweist. Zwischen der Trennwand 34' und der Bodenwand 13 der Tropfkappe 10' befindet sich die Zwischenkammer 35'. Bei dieser Ausführungsform ist somit die Drosseleinrichtung 30 Bestandteil des Behälters und nicht Bestandteil der Tropfkappe 10' .
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Behälters 1 ist es möglich, herkömmliche Tropfkappen 10' zu verwenden.
Es besteht bei allen Ausführungsformen gemäß der Fig. 1 bis 3 auch die Möglichkeit, mehrere der Durchlaßöffhungen 31 in der Trennwand 34, 34' anzuordnen, wobei die Summe der Querschnitte der Durchlaßöffhungen 31 kleiner sein sollte als der Querschnitt der Eintrittsöffiiung 21 des Austrittskanals 20.