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Die
Erfindung betrifft einen Spender für Medien mit einem Medienbehälter, einem
App likator mit wenigstens einer Austragsöffnung, einer manuell kraftbeaufschlagbaren
Fingerauflage und einer Pumpe mit wenigstens zwei relativ zueinander
axial beweglichen Pumpenteilen.
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Solche
Spender werden vor allem für
Flüssigkeiten,
Suspensionen, Pasten und Schäume
verwendet und dienen dem dosierten Austragen dieser Medien. Im medizinischen
Bereich finden solche Spender unter anderem für nasale Anwendungen Verwendung,
bei denen der Applikator so ausgeführt ist, dass er in die Nase
einführbar
ist, um Flüssigkeiten
oder Suspensionen dort einzubringen.
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Im
Stand der Technik, beispielsweise in der
DE 19940234 A1 , sind vor
allem solche gattungsgemäßen Spender
bekannt, bei denen der Applikator und die Fingerauflage einteilig
ausgeführt
sind, so dass eine Relativbewegung der Fingerauflage relativ zum
Medienbehälter
auch gleichzeitig eine Relativbewegung des Applikators relativ zum
Medienbehälter
darstellt. Diese Spender werden üblicherweise
mit einer Hand bedient, wobei der Medienbehälter des Spenders mit der Hand
umfasst wird und relativ zum betreffenden Körperteil – beispielsweise der Nase – ortsfest
gehalten wird, während
mit einem oder zwei Fingern die Fingerauflage bedient wird. Als
nachteilig wird daran angesehen, dass der Applikator mit der Austragsöffnung sich
während
des Austragsvorgangs von seiner ursprünglichen Lage relativ zum betreffenden
Körperteil
entfernt bzw. der Austragsvorgang nach Entfernen des Applikators
aus seiner ursprünglichen
Lage ausgelöst
wird. Im Falle einer nasalen Anwendung hat dies beispielsweise zur
Folge, dass der Nasenapplikator aus der Nase herausgezogen wird,
was das Einbringen des Mediums verschlechtert. Dies kann durch Nachführen des
Medienbehälters
zwar kompensiert werden, dies ist jedoch motorisch schwierig und
vermindert den Komfort der Anwendung des Spenders.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es daher, einen Spender
für Medien
der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine gegenüber dem
Stand der Technik bequemere Anwendbarkeit gestattet.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass der Applikator fest mit dem Medienbehälter verbunden ist und die
Fingerauflage zum Medienbehälter
und dem Applikator zwischen einer ersten ungedrückten Bedienungsendposition
und einer zweiten gedrückten Bedienungsendposition
axial beweglich ist.
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Bei
einem solchen erfindungsgemäßen Spender
bilden der Applikator und der Medienbehälter eine während der Benutzung einteilige
Einheit, wodurch bedingt wird, dass die Austragsöffnung relativ zum Medienbehälter an
einer festen und unveränderlichen
Position ist. Der Medienbehälter
dient zur Aufnahme wenigstens eines Mediums. Eine während der
Anwendung relativ zum betroffenen Körperteil ortsfeste Lage des
Medienbehälters
führt daher ebenfalls
zu einer ortsfesten Lage der Austragsöffnung. Im Falle eines Nasenapplikators
für nasale
Anwendungen bleibt die Austragsöffnung
des Applikators beispielsweise an ihrer vor Beginn des Austragsvorgangs
durch Einführen
des Applikators in die Nase festgelegten Position. Die Fingerauflage
ist translatorisch relativbeweglich zu dieser einteiligen Einheit
aus Medienbehälter
und Applikator. Die Hauptachse dieser translatorischen Beweglichkeit
ist vorzugsweise mit einer Längsachse
des Applikators identisch. Der Applikator und der Medienbehälter können als
einstückiges
Bauteil vorgesehen sein, sind jedoch vorzugsweise getrennte Bauteile,
die lösbar,
beispielsweise durch eine Schraubverbindung, miteinander verbunden
sind. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Verbindungselement
zum Verbinden des Applikators mit dem Medienbehälter, insbesondere ein Schraubverschluss, vorgesehen.
Die Pumpe ist vorzugsweise innerhalb des Applikators angeordnet
und weist eine Dosierkammer auf, die zumindest teilweise durch den
Applikator begrenzt wird. Das Volumen der Dosierkammer wird durch
einen Pumpenkolben bestimmt, der mit der Fingerauflage wirkverbunden
ist, wobei sowohl eine unmittelbare Verbindung zwischen Kolben und Fingerauflage
als auch eine Wirkverbindung über Zwischenelemente
zweckmäßig sein
kann. Je nach Ausführungsform
kann das Befüllen
der Dosierkammer mit aus dem Medienbehälter stammendem Medium im Zuge
des Drückens
der Fingerauflage oder beim Zurückführen der
Fingerauflage in ihre Ausgangsstellung erfolgen. Gleiches gilt für das Austragen
des in der Dosierkammer befindlichen Mediums.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Pumpe derart
ausgeführt,
dass unabhängig
von einer manuellen Bedienkraft ein gleichbleibender Austraghub
erzielbar ist.
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Bei
einer solchen benutzerunabhängigen Pumpe
wird der Austragvorgang des in der Dosierkammer befindlichen Mediums
nicht durch die Charakteristik des Bedienungsvorgangs beeinflusst.
Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Fingerauflage
und ein Pumpenkolben der Pumpe nicht einteilig miteinander verbunden
sind und kinematisch voneinander getrennt sind. Eine Betätigung der
Fingerauflage hat dadurch nicht unmittelbar eine Verringerung des
Volumens der Dosierkammer der Pumpe zur Folge. Stattdessen wird
die aufgebrachte Energie gespeichert und erst zu einem späteren Zeitpunkt
zur Komprimierung des in der Dosierkammer befindlichen Mediums genutzt,
beispielsweise nach Erreichen einer bestimmten Betätigungsposition.
Gerade bei Anwendungen, bei denen die Menge des auszutragenden Mediums
sowie die Art des Austragsvorgangs, beispielsweise durch Sprühen, genau
einzuhalten ist, ist diese Unabhängigkeit
von der Art der Bedienung durch den Benutzer zweckmäßig.
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In
einer darauf aufbauenden Weiterbildung der Erfindung ist ein Mitnehmer
vorgesehen, der mit einem Pumpenkolben unlösbar verbunden ist, wobei der
Applikator, der Mitnehmer und/oder die Fingerauflage Kopplungsmittel
aufweisen, die zur Herstellung eines axialen Kopplungszustandes
zwischen dem Mitnehmer und der Fingerauflage im Bereich einer ersten,
der ersten Bedienungsendposition zugeordneten Pumpenhubendlage und
zur Herstellung eines entkoppelten Zustandes von Mitnehmer und Fingerauflage
im Bereich einer zweiten, der zweiten Bedienungsendposition zugeordneten
Hubendlage ausgebildet sind, und wobei der Mitnehmer durch eine Federkraft
in Richtung der ersten Hubendlage kraftbeaufschlagt ist.
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Der
Mitnehmer, der mit dem Pumpenkolben unlösbar verbunden ist, bestimmt
unmittelbar das Volumen der Dosierkammer. Er ist sowohl zum Applikator
als auch zur Fingerauflage in Richtung der Hauptachse relativ beweglich.
In der ersten Hubendlage seiner Bewegung relativ zum Applikator
hat die Dosierkammer der Pumpe ein minimales Volumen. In seiner
zweiten Hubendlage hat die Dosierkammer ein maximales Volumen. Durch
die Kraftbeaufschlagung des Mitnehmers wird dieser in Richtung seiner ersten
Hubendlage, also der Endlage mit minimalem Dosierkammervolumen,
gedrückt.
Die entgegengesetzte Richtung des Mitnehmers in Richtung der zweiten
Hubendlage wird durch eine Kopplung der Mitnehmerbewegung mit der
Bedienungsbewegung der Fingerauflage erzielt. Die dafür vorgesehenen Kopplungsmittel
sind so ausgebildet, dass sie im Bereich der ersten Hubendlage bzw.
der ersten Bedienungsendposition eine Kopplung zwischen der Fingerauflage
und dem Mitnehmer verursachen, so dass während der Aufrechterhaltung
dieses Kopplungszustandes bei der Bedienung der Mitnehmer gegen
die Federkraftbeaufschlagung gespannt wird, und dass sie bei Erreichen
der Hubendlage diese Kopplung lösen,
so dass der derart vorgespannte Mitnehmer durch die Federkraft wieder
in die erste Hubendlage überführt wird.
Durch die Bewegung des Mitnehmers von der zweiten Hubendlage zurück in die
erste Hubendlage wird das Volumen der Dosierkammer reduziert und
ein Austragsvorgang bedingt. Für
diesen Austragsvorgang ist es nicht erheblich, dass die Fingerauflage
derweil zurück
in ihre erste Bedienungsendposition geführt wird. Dies kann auch nach
Abschluss des Austragsvorgangs geschehen. Sobald die Fingerauflage
die erste Bedienungsendposition wieder erreicht hat, wird die Kopplung
zwischen Mitnehmer und Fingerauflage – vorzugsweise automatisch – wieder
hergestellt.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Kopplungsmittel
ein Verzögerungsmittel
auf, durch das nach Entkoppeln des Mitnehmers von der Fingerauflage
im Bereich der zweiten Hubendlage eine verlangsamte Rückhubbewegung
erzielt wird.
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Unter
einer verlangsamten Rückhubbewegung
wird eine Rückhubbewegung
verstanden, die gegenüber
einer bezüglich
ihres zeitlichen Verlaufs lediglich von der Federkraft und dem Druck
in der Dosierkammer abhängigen
Rückhubbewegung
verlangsamt ist. Eine solche Verlangsamung kann insbesondere dann
zweckmäßig sein,
wenn eine bestimmte Charakteristik des Austragens erzielt werden
soll oder ein Befül lungsvorgang
der Dosierkammer durch den Rückhub
des Kolbens in Richtung der ersten Hubendlage nicht vorzeitig unterbrochen
werden soll. Die Verzögerungsmittel
können
so ausgebildet sein, dass sie lediglich in einem Teilbereich des
Hubs, insbesondere in einem sich an die zweite Hubendlage anschließenden Teilbereich,
eine Verzögerungswirkung
entfalten. Eine mögliche
Realisierung der Verzögerungsmittel
sieht Führungselemente
vor, die bei der Rückhubbewegung
des Mitnehmers eine Überlagerung
der Hubbewegung mit einer Drehbewegung um eine Pumpenlängsachse
bewirken.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Kopplungsmittel am
Mitnehmer mindestens ein Rastelement, vorzugsweise mindestens eine
Rastnase, die mit der Fingerauflage derartig koppelbar ist, dass
eine Bewegung der Fingerauflage von der ersten Bedienungsendposition
zur zweiten Bedienungsendposition eine Bewegung des Mitnehmers von
der ersten Pumpenhubendlage zur zweiten Pumpenhubendlage bewirkt,
und einen Entkopplungsabschnitt auf, der im Bereich der Hubendlage
das Rastmittel von der Fingerauflage entkoppelt, vorzugsweise durch
radiales Auslenken der Rastnase.
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Ausführungen
des Spenders gemäß dieser Weiterbildung
sind konstruktiv sehr einfach aufgebaut. Das am Mitnehmer vorgesehene
Rastelement erstreckt sich vorzugsweise radial nach außen bis
in den Bereich der Fingerauflage, so dass es im Zuge des Drückens der
Fingerauflage mit diesem in einer Art verrastet, die ein gemeinsames
Bewegen der Fingerauflage und des Mitnehmers in Richtung der zweiten
Bedienungsendposition ermöglicht.
Insbesondere bevorzugt ist die Verwendung einer elastisch ausgebildeten
Rastnase als Rastelement. Diese wird beim Erreichen der zweiten
Bedienungsendposition radial soweit ausgelenkt, dass sie mit der
Fingerauflage nicht mehr in Eingriff ist und infolgedessen der in diesen
Zustand durch die Federkraft vorgespannte Mitnehmer in Richtung
seiner ersten Hubendlage gedrückt
wird. Je nach Ausführungsform
gleitet die ausgelenkte Rastnase dabei auf einer nach innen weisenden
Kontaktfläche
der Fingerauflage ab. In diesem Fall sind die Fingerauflage und
die Rastnase so auszulegen, dass die der Federkraft entgegengesetzte
Reibungskraft durch den Kontakt der Rastnase mit dieser Fläche gering
ist. Nach dem Austragsvorgang oder während des Austragsvorgangs
kann die Fingerauflage, vorzugsweise federunterstützt, wieder
in die erste Bedienungsendposition zurückgeführt werden, in der die Rastnase
des Mitnehmers wieder in die unausgelenkte Eingriffsstellung mit
der Fingerauflage gerät.
Alternativ dazu kann das elastische Rastelement auch fingerauflagenseitig
vorgesehen sein und im Bereich einer Hubendlage durch eine applikatorseitige
Entkoppelungsvorrichtung radial nach außen ausgelenkt werden.
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In
einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind der Applikator und
die Fingerauflage zueinander bezüglich
einer Hauptachse drehfest ausgebildet und der Mitnehmer ist in einem
ersten, an die erste Hubendlage angrenzenden Führungsabschnitt zumindest in
einer Drehrichtung um die Hauptachse gegen Verdrehen gegenüber dem
Applikator gesichert und in einem zweiten, an die zweite Hubendlage
angrenzenden Auslösungsabschnitt
in dieser Drehrichtung verdrehbar ausgebildet, wobei Führungsmittel
vorgesehen sind, die den Mitnehmer nach Erreichen des von der Fingerauflage
entkoppelten Zustands in einer überlagerten
Rotations- und Translationsbewegung zurück in die erste Hubendlage
führen.
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Bei
dieser Weiterbildung ist also vorgesehen, dass im Zuge der Betätigungsbewegung
der Fingerauflage die Fingerauflage und der Mitnehmer in einer festen
Drehausrichtung zueinander und zum Applikator geführt werden,
bis die Hubendlage erreicht wird. Während die Fingerauflage auch
nach Erreichen der Hubendlage mit dem Applikator drehfest verbunden
bleibt, ist der Mitnehmer ab dem Augenblick des Erreichens der Hubendlage
relativ zum Applikator drehbeweglich um die Hauptachse.
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Durch
die Führungsmittel
wird erreicht, dass die durch die in diesem Zustand hohe Federkraft
verursachte Rückhubbewegung
des Mitnehmers mit einer Rotationsbewegung überlagert wird. Durch diese Rotationsbewegung
wird der Mitnehmer während des
Rückhubs
gegenüber
dem Applikator und der Fingerauflage um die Hauptachse gedreht.
Nach Rückführung der
Fingerauflage in die erste Bedienungsendposition gerät der Mitnehmer
dann wieder in der ersten Hubendlage in einen drehgesicherten und
mit der Fingerauflage gekoppelten Zustand. Eine besonders bevorzugte
Ausführungsform
sieht vor, dass die Führungsmittel
durch sägezahnförmige Vorsprünge gebildet
sind, die sich an der Applikatorinnenwandung kreisförmig um
die Längsachse
des Applikators erstrecken. Die Zähne sind dabei durch in Längsrichtung
ausgerichtete Nuten an der Innenwandung des Applikators voneinander
getrennt. Die Nuten werden im Führungsabschnitt
des Hubs zur Drehsicherung des Mitnehmers mittels mitnehmerseitiger Kopplungsabschnitte
genutzt. Gegebenenfalls können
sie darüber
hinaus auch in gleicher Art und Weise zur Drehsicherung von fingerauflagenseitigen Kopplungsabschnitten
genutzt werden. Die Kopplungsabschnitte des Mitnehmers und der Fingerauflage
weisen aufeinander zugewandte abgeschrägte Kopplungsflächen auf,
deren Steigung vorzugsweise der der Sägezähne entspricht. Bei der Betätigung des
Spenders durch Hinabdrücken
der Fingerauflage liegen die Kopplungsflächen bündig aneinander an. Durch die
schräge
Gestaltung der Kopplungsflächen wirkt
dabei ein Drehmoment auf den Mitnehmer, welches aufgrund der Führung der
Kopplungsabschnitte in den Nuten zwischen den Sägezähnen bzw. wegen den in Längsrichtung
ausgerichteten senkrechten Flanken der Sägezähne nicht zu einer Drehung
des Mitnehmers führt.
Nach Erreichen der Spitze der Sägezähne gleitet
der mitnehmerseitige Kopplungsabschnitt dann jedoch auf der fingerauflagenseitigen Kopplungsfläche und
der schrägen
Flanke der Sägezähne ab,
so dass es zu einer kombinierten Translations- und Rotationsbewegung
des Mitnehmers kommt. Wenn die Fingerauflage wieder ihre erste Bedienungsendposition
erreicht hat, kommt der mitnehmerseitige Kopp lungsabschnitt wieder
in Eingriff mit dem fingerauflagenseitigen Kopplungsabschnitt. Der Vorteil
dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung
liegt einerseits darin, dass sie ein Verzögerungsmittel der oben beschriebenen
Art darstellt, den Rückhub
des Mitnehmers sowie des Kolbens also verlangsamt, was insbesondere
bei einem zeitkritischen vorgeschalteten Befüllen der Dosierkammer zweckmäßig ist,
und dass andererseits gegenüber
einer Variante der Kopplungsmittel mit Rastelementen keine elastischen
Bauteile gebraucht und im Zuge der Bedienung verformt werden. Dadurch
wird ein Versagen des Spenders aufgrund einer Beschädigung von elastisch
ausgelenkten Bauteilen vermieden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung begrenzt der mit dem Mitnehmer
fest verbundene Pumpenkolben gemeinsam mit einer zylinderförmigen Pumpenwandung
und einer stirnseitigen Abschlusswandung des Applikators eine Dosierkammer
der Pumpe.
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Dies
stellt einen sehr einfachen Aufbau der Pumpe dar. Zur Zuführung von
Medium in die Dosierkammer ist eine Verbindungsleitung zum Medienbehälter vorgesehen,
wobei diese Zuleitung in Abhängigkeit
der Hubposition des Kolbens und/oder des Drucks in der Dosierkammer
geöffnet
und geschlossen werden kann. Die Pumpe ist darüber hinaus mit der Austragsöffnung durch
eine Verbindungsleitung und gegebenenfalls weitere, den Austragsvorgang beeinflussende
Elemente verbunden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist der Mitnehmer durch ein Einlassventil
mit dem Medienbehälter
verbunden, welches bei einem gegenüber dem Druck im Medienbehälter geringeren
Dosierkammerdruck öffnet.
Ein solches Ventil verhindert den Abfluss von Medium in den Medienbehälter im Zuge
einer Betätigung
des Spenders.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung sind der Mitnehmer und/oder der
Applikator so ausgebildet, dass die Dosierkammer in einem an die
erste Hubendlage angrenzenden ersten Trennhubabschnitt vom Medienbehälter getrennt
ist und in einem sich daran anschließenden Verbindungshubabschnitt
mit dem Medienbehälter
verbunden ist.
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Im
Bereich des Trennhubabschnitts wird dadurch bei einer Betätigungsbewegung
von der ersten zur zweiten Bedienungsendposition erreicht, dass das
Volumen der Dosierkammer vergrößert wird, ohne
dass derweil das Medium in die Dosierkammer gelangt. Stattdessen
wird in der Dosierkammer ein Unterdruck beziehungsweise ein Vakuum
aufgebaut, und die Dosierkammer erst dann mit Medium gefüllt, wenn
der Verbindungshubabschnitt erreicht ist. Diese Vorgehensweise ist
gegenüber
einer kontinuierlichen Befüllung
der Dosierkammer vorteilhaft, da variierende Flüssigkeitsmengen im Zuge unterschiedlicher
Bedienungsbewegungen vermieden werden. Stattdessen wird ein stets
identisches Unterdruckverhältnis
in der Dosierkammer erzeugt, welches eine nur sehr gering schwankende
Menge des Mediums in der Dosierkammer nach Erreichen des Verbindungshubabschnittes
zur Folge hat. Bei der Bewegung des Kolbens von der zweiten Hubendlage
in die erste Hubendlage, also während
der Verringerung des Volumens der Dosierkammer, gerät der Kolben
wieder in den Trennhubabschnitt, in dem er gegenüber dem Medienbehälter getrennt
ist. Ab dem Zeitpunkt der Trennung kann kein Medium zurück in den
Mediumbehälter
gelangen. Die zum Zeitpunkt des Übergangs
vom Verbindungshubabschnitt in den Trennhubabschnitt in der Dosierkammer
vorhandenen Medienmenge wird infolgedessen für den sich anschließenden Austragsvorgang
verwendet.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Dosierkammer in einem
der Hubendlage vorgelagerten zweiten Trennhubabschnitt vom Medienbehälter getrennt.
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Durch
diese Trennung im zweiten Trennhubabschnitt wird erreicht, dass
das maximale Volumen des in die Dosierkammer eingeströmte Mediums nicht
durch die Hubendlage, sondern durch den zweiten Trennhubabschnitt
definiert ist. Hierdurch wird eine höhere Genauigkeit erzielt, da
je nach mechanischer Ausführung
der Kopplungsmittel die Hubendlage in einem unerwünscht hohen
Maße schwanken kann,
was gleichermaßen
eine Schwankung des in der Dosierkammer gespeicherten Mediums zur
Folge hat.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung weist der Spender ein Austragsventil
auf, welches mit der Fingerauflage mechanisch wirkverbunden und
derart ausgebildet ist, dass es in einer Hubzwischenlage vor oder
bei Erreichen der zweiten Hubendlage öffnet.
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Ein
solches Austragsventil ermöglicht
ein gezieltes Austragen des Mediums nach Erreichen eines für das Austragen
optimalen Druckes. Im Gegensatz zu einem Austragsventil, welches
in Abhängigkeit
eines Austragsdruckes geöffnet
wird, wird ein mechanisch mit der Fingerauflage wirkverbundenes
Austragsventil beim Erreichen einer bestimmten Lage der Fingerauflage
geöffnet.
Dadurch kann ein Austragsventil auch dann geöffnet werden, wenn ein gewünschter
Solldruck nicht erreicht wurde. Außerdem erlaubt ein Austragsventil
dieses Typs die Anwendung bei Spendern verschiedener Bauart oder
verschiedenen Zwecks, die einen voneinander abweichenden Austragsdruck
aufweisen.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Dosierkammer
und der Austragsöffnung eine
Druckkammer vorgesehen, die von der Dosierkammer durch ein druckbetätigtes Zwischenventil getrennt
ist.
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Bei
einem Spender mit einem solchen Aufbau verläuft der Weg des Mediums vom
Medienbehälter
durch die Dosierkammer bis in die Druckkammer. Aus der Druckkammer
wird das Medium dann ausgetragen.
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Die
Dosierkammer ist bei einem solchen Aufbau vorzugsweise so ausgebildet,
dass ihr Minimalvolumen relativ zum Maximalvolumen sehr gering ist. Dadurch
lassen sich sehr hohe Drücke
in der Dosierkammer erzeugen, die einen Transport des Mediums in
die Druckkammer bewirken. Aus dieser kann das Medium nur austragsöffnungsseitig
entweichen. Ohne Medienaustrag steigt der Druck in der Druckkammer
also bei jedem Pumpenhub weiter an, bis ein Soll-Austragsdruck erreicht
ist. Ein derartige Vorrichtung beseitigt die Gefahr, dass Luft innerhalb
einer Dosierkammer bei jedem Pumpenhub komprimiert und beim Rückhub wieder
entspannt wird, ohne dass es zum Austrag des Mediums kommt. In einem
solchen Fall ist die Inbetriebnahme des Spenders quasi nicht möglich, da
die Druckverhältnisse
in der Dosierkammer bei jedem Pumpenhub identisch sind, ohne dass
sich ein steigender Druck – wie
bei dieser Weiterbildung in der Druckkammer – aufbaut.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist das Austragsventil derart
ausgebildet, dass es im geöffneten
Zustand ab einem Austragsgrenzdruck des Mediums den geöffneten
Zustand aufrecht erhält, wobei
dieser Grenzdruck bei einem durch den Druck des Mediums betätigten Austragsventil
vorzugsweise geringer als der zum Öffnen des Ventils erforderliche Öffnungsgrenzdruck
ist.
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Die
Konsequenz ist, dass das Ventil auch bei einem Austragsdruck geöffnet bleibt,
der zum Öffnen des
Ventils nicht ausreicht. Insbesondere bei einem Ventil, welches
mechanisch und nicht durch Druck geöffnet werden kann, ist es zweckmäßig, eine
derartige Gestaltung vorzusehen. Durch sie wird erreicht, dass die
mechanische Kraft, durch die das Ventil geöffnet wird, für den Zeitraum
des Austragens nicht aufrecht erhalten werden muss. Wenn diese mechanische
Kraft unmittelbar mittels der Fingerauflage des Spenders ausgeübt wird,
führt die
Verwendung eines derartigen Austragsventils dazu, dass ein vorzeitiges
Loslassen der Fingerauflage keinen Abbruch des Austragens zur Folge
hat.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung weist das Ventil eine Betätigungsfläche auf,
deren druckbeaufschlagter Anteil in geöffnetem Zustand des Ventils
größer ist
als im geschlossenen Zustand des Ventils.
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Der
druckbeaufschlagte Anteil im geschlossenen Zustand des Ventils kann
dabei je nach Ausführungsform
auch so gering sein, dass bei im Spender üblichen Betriebsdrücken ein Öffnen des
Ventils nicht aufgrund des Drucks erreicht wird, sondern stattdessen
lediglich mechanisch realisierbar ist. Wenn das Ventil jedoch geöffnet ist,
ist dieser druckbeaufschlagte Anteil größer, so dass ein Aufrechterhalten
des geöffneten
Zustandes erzielt wird, bis der Austragsdruck soweit abgefallen
ist, dass trotz des vergrößerten Betätigungsanteils
ein Schließen
des Ventils – beispielsweise
durch eine Federkraft – durchgeführt wird.
Diese geht wiederum mit einer Verringerung der Betätigungsfläche einher.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 bis 3 eine
erste Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Spenders
in drei Stadien eines Betätigungsvorgangs,
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4 eine
zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Spenders,
der mit einem gegenüber
den ersten beiden Ausführungsformen
verändertem
Dosierkammerbefüllungsprinzip
arbeitet,
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5 eine
dritte Ausführungsform
der Erfindung mit einer von der Dosierkammer getrennten Druckkammer
und
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6a bis 7b eine
vierte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Spenders
in zwei verschiedenen Stadien des Betätigungsvorgangs und jeweils
in einer perspektivischen Ansicht sowie einer Schnittansicht.
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Im
Zusammenhang mit dieser Beschreibung wird mit „oben" bzw. „nach oben" eine Richtung hin zu den in den Figuren
oben dargestellten Austragsöffnungen
und mit „unten" bzw. „nach unten" eine Richtung hin
zu den in den Zeichnungen nicht dargestellten, sich unten an die
jeweils dargestellten Austragsvorrichtungen anschließenden Medienbehälter bezeichnet.
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Die 1 bis 3 zeigen
eine erste Ausführungsform
einer Austragsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Spenders, wobei der zum
Spender gehörige
Medienbehälter
nicht dargestellt ist. Die Figuren zeigen verschiedene Stadien während eines Betätigungsvorgangs
zur Förderung
eines im Medienbehälter
befindlichen Mediums.
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Die
Austragsvorrichtung weist im wesentlichen vier Baugruppen 12, 14, 16, 18 auf,
die gegeneinander entlang einer Hauptachse 10 axial verschiebbar
ausgebildet sind. Bei den Baugruppen handelt es sich um eine Applikatorbaugruppe 12, eine
Fingerauflagenbaugruppe 14, eine Austragsventilbaugruppe 16 und
um eine Kolbenbaugruppe 18.
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Die
Fingerauflagenbaugruppe 14 ist zwischen einer ersten oberen
Betätigungsendposition und
einer zweiten unteren Betätigungsendposition relativ
zur Applikatorbaugruppe 12 axial verschiebbar ausgebildet.
Die Austragsventilbaugruppe 16 ist zwischen einer oberen
Schließlage
und einer unteren Öffnungslage
relativ zur Applikatorbaugruppe 12 axial verschiebbar ausgebildet.
Die Kolbenbaugruppe 18 ist zwischen einer ersten oberen
Hubendlage und einer zweiten unteren Hubendlage relativ zur Applikatorbaugruppe 12 axial
verschiebbar ausgebildet. Die Applika torbaugruppe 12 selbst
ist mit dem in den Figuren nicht dargestellten Medienbehälter fest
verbunden.
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Die
Applikatorbaugruppe 12 besteht aus einem im wesentlichen
zylindrischen Nasenapplikator 22 mit am oberen Ende angeordneter
Austragsöffnung 22a,
einem Schraubverschluss 24, durch den der Nasenapplikator 22 mit
einem nicht dargestellten Medienbehälter verbunden ist, einer innerhalb
des Schraubverschlusses 24 und des Nasenapplikators 22 angeordneten
Medienzuführungsvorrichtung 26 mit
axial ausgerichtetem Medienkanal 26b sowie einem im Medienkanal 26b angeordneten
Blockiereinsatz 28 und einem ebenfalls im Medienkanal 26 über dem
Blockiereinsatz 28 angeordneten Entrittsventilstück 30a.
Oberhalb des Eintrittsventilstücks 30a ist in
der Medienzuführungsvorrichtung
eine radiale Durchgangsbohrung 26e vorgesehen, durch die durch
den Medienkanal 26 zugeführtes Medium in eine Dosierkammer 54 gelangen
kann. Oberhalb und unterhalb des Blockiereinsatzes 28 sind
in der Medienzuführung
radiale Durchgangsbohrungen 26c, 26d vorgesehen,
die ein Umgehen des Blockiereinsatzes 28 im Zuge der Förderung
des Mediums gestatten. In der Durchgangsbohrung 26e ist
eine Ventilkugel 30b angeordnet, die zusammen mit dem Eintrittsventilstück 30a ein
Kugelsitzventil 30 bildet, welches bei einem in der Dosierkammer 54 herrschenden
Unterdruck öffnet.
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Die
Bauteile 22, 24, 26, 28, 30 der
Applikatorbaugruppe 12 sind miteinander fest verbunden und
so ausgebildet, dass sich ihre Lage zueinander beim bestimmungsgemäßen Gebrauch
des Spenders nicht verändert.
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Die
zweite Baugruppe, die Fingerauflagenbaugruppe 14, besteht
lediglich aus der Fingerauflage 32. Die Fingerauflage 32 weist
einen Zylinderabschnitt mit einer Zylinderwandung 32a sowie
einen sich davon radial erstreckenden Betätigungsabschnitt 32b zur
Auflage der Finger auf.
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Der
Zylinderabschnitts ist in einem oberen Bereich doppelwandig ausgeführt und
weist eine Innenwandung 32d auf. Das untere Ende der Zylinderwandung 32a stellt
einen Funktionsabschnitt 32c dar, dessen Funktion später noch
erläutert
wird. Die Fingerauflage 32 ist von außen auf die Applikatorbaugruppe 12 aufgeschoben
und relativ zu dieser zwischen einer ersten Betätigungsendposition, dargestellt
in 1, und einer zweiten Betätigungsendposition, dargestellt
in 3, axial bewegbar.
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Die
dritte Baugruppe, die Austragsventilbaugruppe 16, weist
ein einstöckiges
Ventilelement 34 mit einem zylindrischen Hauptabschnitt 34e auf.
Am unteren Ende des Hauptabschnitts 34e ist ein Betätigungsring 34a vorgesehen.
Am oberen Ende des Hauptabschnitts 34e ist über Radialstege 34b ein nach
oben geschlossener Innenzylinder 34c einstückig in
das Ventilelement 34 integriert. Am oberen Ende dieses
Innenzylinders 34c ist ein sich axial noch oben erstreckender
Schließstift 34d an
den Innenzylinder 34c angeformt. Das Ventilelement 34 ist gegenüber der
Applikatorbaugruppe 12 axial verschiebbar. Die obere Endlage
des Ventilelement 34, dargestellt in den 1 und 2,
stellt einen Schließzustand
dar, in dem der Schließstift 34d im Bereich
der Austragsöffnung 22a des
Nasenapplikators 22 bündig
an einer Ringfläche 22b des
Nasenapplikator 22 anliegt und dadurch einen Medienaustrag
durch den Austragsöffnung 22a verhindert.
Die untere Endlage des Ventilelements 34 relativ zur Applikatorbaugruppe 12,
dargestellt in 3, stellt den Öffnungszustand
dar, in dem die Ringfläche 22b des Nasenapplikators 22 und
der Schließstift 34d in
Richtung der Hauptachse 10 voneinander beabstandet sind,
so dass unter Druck stehendes Medium durch die Austragsöffnung 22a austreten
kann.
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Die
letzte Baugruppe, die Kolbenbaugruppe 18, besteht aus insgesamt
drei Komponenten. Diese Komponenten sind ein Mitnehmer 36,
ein Dichtring 38 sowie eine Kolbenmanschette 40.
Diese Komponenten 36, 38, 40 sind fest
miteinander verbunden und ändern
beim bestimmungs gemäßen Gebrauch des
Spenders ihre Lage zueinander nicht. Der Mitnehmer 36 weist
einen Zylinderabschnitt 36a auf, an den sich am unteren
Ende ein nach außen
weisender Radialabschnitt 36b anschließt. An diesem Radialabschnitt 36b sind
Rastnasen 36c angeformt, die sich von der Hauptachse 10 weg
nach außen
erstrecken. Die Rastnasen 36c sind elastisch und radial
nach innen auslenkbar ausgebildet. Im Bereich des Übergangs
zwischen dem Zylinderabschnitt 36a und dem Radialabschnitt 36b des
Mitnehmers 36 ist dieser fest mit dem innenliegenden Dichtring 38 verbunden. Am
oberen Ende des Mitnehmers 36 schließt sich die Kolbenmanschette 40 an,
die aus einem elastischen Material besteht. Die Kolbenmanschette 40 weist eine
im Wesentlichen zylindrische Grundform auf, wobei sie an ihrem oberen
Ende 40a den größten Außendurchmesser
und an ihrem unteren Ende 40b den geringsten Innendurchmesser
aufweist. Sie ist derart mit dem Mitnehmer 36 verbunden,
dass ihr unteres Ende 40b im Inneren des Zylinderabschnitt 36a angeordnet
ist und ihr oberes Ende den Mitnehmer 36 nach oben überragt.
Die Kolbenbaugruppe 18 ist innerhalb des Nasenapplikators 22 und
der Austragsventilbaugruppe 16 in der Austragsvorrichtung
angeordnet und umschließt
die Medienzuführungsvorrichtung 26.
Der Dichtring 38 sowie das untere Ende 40b der
Kolbenmanschette 40 sind so ausgebildet, dass sie nach
innen gegenüber
der Medienzuführungsvorrichtung
dicht abschließen.
Das obere Ende 40a der Kolbenmanschette 40 ist
so ausgebildet, dass es nach außen
gegen die Innenseite des Hauptabschnitts 34e des Ventilelements 34 dicht
abschließt. Die
Kolbenbaugruppe 18 ist zwischen einer ersten oberen Hubendlage
und einer zweiten unteren Hubendlage verschiebbar ausgebildet, wobei
die erste obere Hubendlage durch ein Anschlagsposition der Kolbenmanschette 40 am
Ende des Zylinderabschnitts 34e des Ventilelements 34 bestimmt
wird und die untere Hubendlage durch einen Entkoppelungssteg 24b des
Schraubverschlusses 24 der Applikatorbaugruppe 12 definiert
wird, an der die Rastnasen 36c radial nach innen aus der
Wirkverbindung mit dem Funktionsabschnitt 32c der Fingerauflage 32 gedrückt werden,
so dass eine weitere Bewegung der Kolbenbaugruppe 18 nach
unten nicht mehr möglich
ist. Dies wird im Weiteren noch näher erläutert.
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Die
in den 1 bis 3 dargestellte Austragsvorrichtung
weist insgesamt drei Federn auf, mit denen die Fingerauflage 32,
das Ventilelement 34 und die Kolbenbaugruppe 18 gegenüber der
Applikatorbaugruppe 12 in Richtung ihrer jeweils oberen Endlage
kraftbeaufschlagt sind. Die Fingerauflage 32 wird durch
die Fingerauflagenfeder 46, welche sich auf einer Ringschulter 22c des
Nasenapplikators 22 abstützt, nach oben gedrückt. Das
Ventilelement 34 wird durch eine Ventilfeder 48 in
ihre Schließlage
gedrückt,
wobei die Ventilfeder 48 in einem nach unten abgeschlossenen
zylindrischen Stützabschnitt 26a am
oberen Ende des Medienzuführungsvorrichtung 26 sowie
im Innenzylinder 34c des Ventilelements 34 gehalten
wird. Die Kolbenbaugruppe 18 wird durch eine Energiespeicherfeder 50 in
Richtung ihrer ersten oberen Hubendlage kraftbeaufschlagt.
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Die
beschriebene und in den 1 bis 3 dargestellte
Austragsvorrichtung arbeitet als benutzerunabhängige Austragsvorrichtung.
Dies bedeutet, dass die Dosiermengen und der Austragsdruck unabhängig von
der Art der Betätigung
durch den Bediener sind.
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Die
Funktionsweise des beschriebenen Spenders soll anhand der Abfolge
der 1 bis 3 verdeutlicht werden:
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1 zeigt
den Spender in einer Ausgangsposition. Die Fingerauflage 32,
das Ventilelement 34 sowie die Kolbenbaugruppe 18 befinden
sich jeweils – durch
die jeweiligen Federn 46, 48, 50 kraftbeaufschlagt – in ihrer
oberen Endlage. In dieser oberen Endlage ist der Funktionsabschnitt 32c der
Fingerauflage 32 oberhalb der Rastnasen 36c des
Mitnehmers 36 der Kolbenbaugruppe 18 angeordnet.
Die Rastnasen 36c befinden sich in einem unausgelenkten
Zustand und erstrecken sich durch axial ausgerichtete Ausnehmungen 22d des
Nasenapplikators 22 bis unter die Funktionsabschnitte 32c der
Fingerauflage 32. Die zwischen der Kolbenmanschette 40 und
dem Dosierelement 34 befindliche Dosierkammer 54 weist
in diesem Stadium ein minimales Volumen auf.
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Ausgehend
von diesem Zustand wird durch einen Bediener die Fingerauflage 32 relativ
zur Applikatorbaugruppe 12 und entgegen der Federkraft
der Fingerauflagenfeder 46 nach unten gedrückt. Da
die Rastnasen 36c unterhalb der Funktionsabschnitte 32c angeordnet
sind, wird gleichermaßen
auch die Kolbenbaugruppe 18 gemeinsam mit der Fingerauflage 32 nach
unten gedrückt.
Hierdurch kommt es zu einer Volumenvergrößerung der Dosierkammer 54. Der
dadurch entstehende Unterdruck öffnet
das Kugelsitzventil 30 und zieht Medium in die Dosierkammer 54.
Dieses Medium nimmt dabei ausgehend von den in den Figuren nicht
dargestellten Medienbehälter
einen Weg durch den Medienkanal 26b der Medienzuführungsvorrichtung 26,
durch die untere Durchgangsbohrungen 26c unterhalb des
Blockiereinsatzes 28 aus der Medienzuführungsvorrichtung 26 heraus
und durch die oberen Durchgangsbohrungen 26d oberhalb des
Blockiereinsatzes 28 wieder in die Medienzuführungsvorrichtung 26 hinein.
Mit fortschreitender Verlagerung der Fingerauflage 32 nach unten
und der parallelen Verlagerung der Kolbenbaugruppe 18 nach
unten wird die Dosierkammer 54 demzufolge zunehmend gefüllt. Derweil
wird die Energiespeicherfeder 50, die die Kolbenbaugruppe 18 mit
einer nach oben gerichteten Kraft beaufschlagt, zunehmend zusammengedrückt und
dadurch gespannt. Ein ungewolltes Austreten des Mediums nach außen im Abschnitt
zwischen den ersten Durchgangsbohrungen 26c und den zweiten
Durchgangsbohrungen 26d wird durch den Dichtring 38 sowie das
untere Ende 40b der Kolbenmanschette 40 verhindert,
die eine innen durch die Medienzuführungsvorrichtung und außen durch
das Ventilelement abgeschlossene ringförmige Durchgangskammer unten bzw.
oben dicht verschlie ßen.
Ein Austreten des Mediums durch die Austragsöffnung ist während dieser Phase
der Betätigung
nicht möglich,
da der Schließstift 34d bündig an
der Ringfläche 22b des
Nasenapplikators 22 anliegt und die Austragsöffnung 22a somit
verschließt.
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2 zeigt
einen Zustand des Spenders in der ersten Ausführungsform kurz vor Beginn
des Austragsvorgangs. Die Fingerauflage 32 ist dabei soweit
nach unten gedrückt
worden, dass das untere Ende 40b der Kolbenmanschette 40 die
oberen Durchgangsbohrungen 26d überdeckt und somit einen weiteren
Zufluss von Medium in die Dosierkammer 54 unterbindet.
Die Kolbenbaugruppe 18 ist zusammen mit der Fingerauflage 32 derart
weit nach unten verschoben, dass die Rastnasen 36c in den Bereich
des am Schraubverschluss 24 angeformten zylindrischen Entkoppelungssteges 24b gelangt
sind und von diesem mit fortschreitendem Herabdrücken der Fingerauflage 32 und
der Kolbenbaugruppe 18 radial nach innen ausgelenkt werden.
Die Kontaktfläche
zwischen dem Funktionsabschnitt 32c der Fingerauflage 32 und
den Rastnasen 36c des Mitnehmers 36 wird daher
beginnend mit dem Zeitpunkt der ersten Berührung zwischen den Rastnasen 36c und dem
Entkoppelungssteg 24b immer geringer.
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Dies
führt bei
fortschreitendem Hinabdrücken
der Fingerauflage 32 dazu, dass der Funktionsabschnitt 32c den
Kontakt zu den Rastnasen 36c verliert und diese auf die
Innenfläche
der Zylinderwandung 32a der Fingerauflage 32 springen.
Ab diesem Zeitpunkt kann die Kolbenbaugruppe 18 ungehindert
von der Energiespeicherfeder 50 nach oben gedrückt werden.
Die Rastnasen 36c gleiten dabei an der Innenseite der Zylinderwandung 32a der
Fingerauflage 32 mit nach oben. Durch der Kraftbeaufschlagung
durch die Federkraft der Energiespeicherfeder 50 wird das
Medium in der Dosierkammer 54 unter Druck gesetzt, wobei
ein Ausweichen des Mediums zurück
in den Medienbehälter
aufgrund des Kugelsitzventils 30 nicht möglich ist.
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Die
Bewegung der Fingerauflage 32 bis zu einer Betätigungsendlage,
in der der Funktionsabschnitt 32c der Fingerauflage 32 auf
dem Entkopplungssteg 24b des Schraubverschlusses 24 anliegt, hat
neben dem Entkoppeln der Rastnasen 36c von den Funktionsabschnitten 32c die
Wirkung, dass die nach unten weisende Stirnfläche der zylindrischen Innenwandung 32d der
Fingerauflage 32 den Betätigungsring 34a des
Ventilelements 34 und damit das gesamte Ventilelement 34 nach
unten drückt.
Hierdurch wird der Schließstift 34d von
der Ringfläche 22b des
Nasenapplikators 22 nach unten abgehoben und dadurch die
Austragsöffnung 22a für das in
der Dosierkammer 54 befindliche Medium zugänglich gemacht.
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3 zeigt
einen Zustand gegen Ende des Medienaustrags. Das in der Dosierkammer 54 befindliche
Medium wird durch den von der Energiespeicherfeder 50 erzeugten
Druck aus der Austragsöffnung 22a herausgedrückt und
tritt somit in genau definierter Menge aus. Der Austragsvorgang
endet dann, wenn die Kolbenmanschette 40 gegen das Ende
des Zylinderabschnitts 34e des Ventilelements 34 stößt und die
Dosierkammer 54 infolgedessen nicht weiter verkleinert
werden kann. Nachdem der Austragsvorgang abgeschlossen ist, wird
vom Bediener die Fingerauflage 32 wieder nach oben geführt bzw.
losgelassen und infolgedessen von der gespannten Fingerauflagenfeder 46 nach
oben gedrückt.
Wenn die Fingerauflage 32 die obere Betätigungsendlage erreicht hat,
befindet sich der Funktionsabschnitt 32c wiederum oberhalb
der Rastnasen 36c des Mitnehmers 36 der Kolbenbaugruppe 18. Die
Rastnasen 36c werden daher wieder in eine unausgelenkte
Lage nach außen
gedrückt
und geraten damit wieder in Eingriff mit der Fingerauflage 32.
Der Ausgangszustand für
eine weitere Betätigung
ist damit erreicht.
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Besonders
hervorzuheben an dieser ersten Ausführungsform ist, dass die Medienmenge
in der Dosierkammer 54 nicht von der unteren Hub endlage bestimmt
wird, in der die Rastnasen 36c aus dem Eingriff der Funktionsabschnitte 32c der
Fingerauflage 32 geraten, sondern stattdessen von der Stellung definiert
wird, ab der die unteren Enden 40b der Kolbenmanschette 40 die
oberen Durchgangsbohrungen 26d der Medienzuführung 26 verschließen. Hierdurch
wird eine besonders hohe Dosiergenauigkeit erreicht, da die Dosiergenauigkeit
nicht von der in gewissem Maße
schwankenden Lage abhängt,
in der die Rastnasen 36c aus dem Eingriff der Funktionsabschnitte 32c gelangen.
Die zweite Besonderheit dieser Ausführungsform liegt darin, dass
das Austragsventil, welches durch den Schließstift 34d und die Ringfläche 22b des
Nasenapplikator 22 gebildet wird, nicht druckabhängig geöffnet wird.
Stattdessen wird ein Öffnen
des Austragsventils dadurch erzwungen, dass der Betätigungsring 34a des
Ventilelements 34 unmittelbar durch die Fingerauflage 32 nach
unten gedrückt
wird. Vorteilhaft an dieser Lösung
ist, dass das Austragsventil für
Spender verschiedenen Typs und verschiedenen Maximaldrucks in der
Dosierkammer nicht speziell angepasst werden muss.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform
einer Austragsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Spenders.
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Ebenso
wie die in den 1 bis 3 dargestellte
erste Ausführungsform
weist diese zweite Ausführungsform
vier gegeneinander verschiebbare Baugruppen, einer Applikatorbaugruppe 112 mit
einem Nasenapplikator 122, einer Fingerauflagenbaugruppe 114,
eine Austragsventilbaugruppe 116 sowie eine Kolbenbaugruppe 118 mit
einem Ventilelement 134 auf. Bezüglich des Zusammenwirkens der
Fingerauflagenbaugruppe 114 und der Kolbenbaugruppe 118 beim
Koppeln und Entkoppeln der Baugruppen stimmt die Funktionsweise
dieser zweiten Ausführungsform
mit der Funktionsweise der Ausführungsform
der 1 bis 3 überein: Beim Herunterdrücken einer
Fingerauflage 132 wird ein mit der Fingerauflage 132 fest
verbundener zylindrischer Führungsabschnitt 133 mit
einem Funktionsabschnitt 133c mit nach unten gedrückt. Dieser
Funktionsabschnitt 133c drückt die Kolbenbaugruppe 118 nach unten,
welche über
eine Rastnase 136c mit der Fingerauflagengruppe 114 wirkverbunden
ist. Dabei wird – ähnlich der
ersten Ausführungsform – eine Energiespeicherfeder 150 zusammengedrückt. Wenn ein
zylindrischer Entkopplungssteg 122b im Zuge des Herunterdrückens der
Fingerauflagenbaugruppe 114 von der Rastnase 136c erreicht
ist, wird die Rastnase 136c radial nach innen gedrückt und
gerät so
in einen gegenüber
dem Funktionsabschnitt 133c entkoppelten Zustand. Die Kolbenbaugruppe 118 kann dann
durch die Energiespeicherfeder 150 nach oben gedrückt werden,
wobei das Volumen einer Dosierkammer 154 reduziert bzw.
das darin befindliche Medium unter Druck gesetzt wird.
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Diese
dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet
sich insbesondere bezüglich
zweier Aspekte von der ersten Ausführungsform der 1 bis 3:
Zum
einen ist die Verlagerung des Ventilelements 134 mit dem
Schließstift 134d druckabhängig und das
Austragsventil daher druckbetätigt,
so dass der Austrag automatisch dann erfolgt, wenn ein erforderlicher
Grenzdruck in der Dosierkammer erreicht ist. Zum anderen unterscheidet
sich der Betätigungsvorgang
hinsichtlich das Ablaufs der Befüllung
der Dosierkammer 154 mit dem Medium.
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Während die
erste Ausführungsform
der 1 bis 3 vorsieht, dass die Dosierkammer 54 infolge
des entstehenden Unterdrucks im Zuge der Betätigung unmittelbar befällt wird,
ist bei dieser zweiten Ausführungsform
vorgesehen, dass durch die Betätigung
ein starker Unterdruck bzw. ein Vakuum in der Dosierkammer 154 erzeugt
wird, welches anschließend
im Zuge der Betätigung
zum Einsaugen des Mediums verwendet wird. Zu diesem Zweck ist eine
Medienzuführungseinrichtung 126 bei
dieser zweiten Ausführungsform
so gestaltet, dass in der in 4 dar gestellten
Ausgangslage keine Verbindung zwischen der Dosierkammer 154 und
einem Medienkanal 126b besteht. Dies wird durch eine Ausgestaltung
einer zur Kolbenbaugruppe gehörenden
Kolbenmanschette 140 erreicht, welche in dieser Ausgangslage
mit einem nach innen weisenden und die Dosierkammer 154 nach
unten begrenzenden Dichtsteg 140d bündig an einem sich an die Medienzuführungseinrichtung
oben anschließenden
Dichtzylinder 126f anliegt. Im Zuge des Herunterdrückens der
Fingerauflage 132 und der in gleichem Maße erfolgenden
Verschiebung der Kolbenmanschette 140 wird die Dosierkammer 154 bezüglich ihres
Volumens vergrößert, wobei
der Dichtsteg 140d über
einen ersten Teilabschnitt der Bewegung mit dem Dichtzylinder 126f abschließt. Erst
wenn die Kolbenmanschette 140 bzw. der Dichtsteg 140d der
Kolbenmanschette 140 in den Bereich einer Durchgangsbohrung 126e der
Medienzuführungsvorrichtung 126 gelangt, kommt
es zu einer direkten und ununterbrochenen Verbindung zwischen dem
Medienbehälter
und der Dosierkammer 154. Aufgrund des in der Dosierkammer 154 aufgebauten
Unterdrucks strömt
in diesem Augenblick das Medium aus dem Medienbehälter durch
den Medienkanal 126b in die Dosierkammer 154.
Nachdem im Zuge des weiteren Hinabdrückens der Fingerauflage 132 die
Rastnase 136c am Entkopplungssteg 122b nach innen
gedrückt
wird und aus dem Eingriff des Funktionsabschnitts 132c freikommt,
schnellt die Kolbenbaugruppe 118 und damit die Kolbenmanschette 140 unter
der Kraftbeaufschlagung der Energiespeicherfeder 150 nach
oben. In dem Augenblick, in dem der Dichtabschnitt 140d dabei
wieder in den Bereich des Dichtzylinders 126f kommt, ist
die Dosierkammer 154 vom Medienbehälter getrennt. Ab diesem Zeitpunkt
wird der Druck in der Dosierkammer 154 in Folge der Volumenreduzierung
bzw. der Kraftbeaufschlagung der Zylinderbaugruppe erhöht. Sobald
der Druck in der Dosierkammer einen Austragsgrenzwert überschritten
hat, wird das Ventilelement 134 und der daran angeformte Schließstift 134d entgegen
der Federkraft einer Ventilfeder 148 nach unten gedrückt und
der Austragsvorgang durch eine Austragsöffnung 122a beginnt. Der
Austragsvorgang wird solange fortgesetzt, bis die Dosierkammer 154 komplett
verkleinert ist und der Druck in der Dosierkammer 154 unter
diesen Grenzwert gefallen ist und der Schließstift 134d des Ventilelements 134 die
Austragsöffnung
wieder verschließt.
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Die
Besonderheit dieser zweiten Ausführungsform
liegt in der Art und Weise, wie das Medium in die Dosierkammer hineingefördert wird.
Anders als bei der ersten Ausführungsform,
bei der die Förderung
gleichzeitig mit der Verlagerung der Kolbenmanschette 40 beginnt,
wird bei dieser zweiten Ausführungsform
zuerst ein Vakuum oder ein starker Unterdruck in der Dosierkammer 154 aufgebaut,
der im weiteren Verlauf der Betätigung
zum Fördern
einer definierten Menge des Mediums führt.
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5 zeigt
eine dritte Ausführungsform
einer Austragsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Spenders. Dieser weist – wie auch
schon die ersten beiden Ausführungsformen – vier voneinander
getrennte Baugruppen auf. Eine Applikatorbaugruppe 212 mit
einem Nasenapplikator 222 ist dabei in nicht dargestellter
Art und Weise fest mit einem Medienbehälter verbunden. Eine Fingerauflagenbaugruppe 214 ist
zu der Applikatorbaugruppe 212 axial in Richtung einer
Hauptachse 210 relativ verschiebbar angeordnet. Innerhalb
der Applikatorbaugruppe 212 sind eine Austragsventilbaugruppe 216 sowie
eine Kolbenbaugruppe 218 axial relativ zur Applikatorbaugruppe 212 verschiebbar
angeordnet.
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Die
Fingerauflagenbaugruppe umfasst eine Fingerauflage 232 sowie
einen zylindrischen Führungsabschnitt 233 mit
einem nach innen ragenden Funktionsabschnitt 233c. Die
Kolbenbaugruppe 218 besteht aus einem Mitnehmer 236 sowie
einer Kolbenmanschette 240. Der Mitnehmer 236 weist
am unteren Ende Rastnasen 236c auf, die in einem nicht ausgelenkten
Zustand, wie in 5 dargestellt, bis in den Bereich
des Funktionsabschnitts 233c radial nach außen erstreckt
sind. Oberhalb der Kolbenmanschette 240 ist eine Dosierkammer 254 angeordnet, die
nach oben durch einen zur Applikatorbaugruppe 212 gehörenden Wandungseinsatz 260 abgeschlossen
ist. Durch einen Durchgangskanal 240e in der Kolbenmanschette 240 ist
die Dosierkammer 254 über
einen Medienkanal 226b mit dem in 5 nicht dargestellten
Medienbehälter
verbunden. Oberhalb des Durchgangskanals 240e ist ein Kugelsitzventil 240f vorgesehen,
welches so ausgebildet ist, dass es schließt, wenn in der Dosierkammer 254 ein
gegenüber
dem Medienbehälter
höherer
Druck herrscht. Der die Dosierkammer 254 nach oben abschließende Wandungseinsatz 260 trennt
die Dosierkammer 254 von einer Druckkammer 262.
Medium kann aus der Dosierkammer 254 über ein zweites Kugelsitzventil 260a in
diese Druckkammer 262 gelangen. Das zweite Kugelsitzventil 260a ist
dabei so ausgebildet, dass es dann öffnet, wenn der Druck in der
Dosierkammer 254 größer als
der Druck in der Druckkammer 262 ist. Wenn der Druck in
der Druckkammer 262 einen Austragsgrenzdruck überschritten
hat, wird ein Ventilelement 234 der Austragsventilbaugruppe 216 axial
entgegen einer nach oben wirkenden Federkraft einer Ventilfeder 248 axial
nach unten verschoben, so dass das Medium durch die Austragsöffnung 222a versprüht werden
kann.
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Die
Funktionsweise dieser Ausführungsform ist,
was die Erzeugung des Drucks in der Dosierkammer 254 anbelangt,
weitgehend vergleichbar mit der ersten Ausführungsform, die in den 1 bis 3 dargestellt
ist. Wiederum wird die Fingerauflage 232 manuell nach unten
gedrückt,
wobei die Kolbenbaugruppe 218 aufgrund der Kopplung der
Rastnasen 236c mit den Funktionsabschnitten 233c ebenfalls nach
unten gedrückt
wird. Wie bei dem Ausführungsbeispiel
der 1 bis 3 strömt dadurch Medium in die Dosierkammer 254,
da das Kugelsitzventil 240f aufgrund des durch die Volumenvergrößerung in
der Dosierkammer 254 herrschenden Unterdrucks öffnet. Abweichend
von der zweiten beschriebenen Ausführungsform wird das Austragsventil
jedoch nicht in Abhängigkeit
des in der Dosierkammer 254 herrschenden Druckes geöffnet, sondern
stattdessen abhängig
von einem in der Druckkammer 262 herr schenden Druck. Wenn
nach der Entkoppelung der Rastnasen 236c von den Funktionsabschnitten 233c mittels
Entkoppelungsabschnitten 224b eine Volumenverringerung
der Dosierkammer und eine damit einhergehende Druckerhöhung innerhalb
der Dosierkammer 254 stattfindet, wird Medium von der Dosierkammer 254 in
die Druckkammer 262 gefördert.
Sofern der sich dadurch in der Druckkammer 262 einstellende
Druck noch nicht zur Öffnung
des Austragsventils reicht, verbleibt das in der Druckkammer 262 befindliche
Medium bis zu einer darauffolgenden nächsten Betätigung des Spenders in der
Druckkammer 262, da das Ventil 260a ein Zurückfließen des Mediums
in die Dosierkammer 254 bzw. in den Medienbehälter unterbindet.
Solange das Austragsventil nicht öffnet, kann der Druck innerhalb
der Druckkammer 262 demzufolge bei nachfolgenden Betätigungen
der Austragsvorrichtung stets nur steigen. Wenn der Druck in der
Druckkammer 262 hoch genug ist, führt jede weitere Betätigung des
Spenders und jede weitere über
die Dosierkammer 254 zugeführte Menge des Mediums stets
zu einem Austragsprozess. Bei der Inbetriebnahme des Spenders mit
einer solchen Austragsvorrichtung muss daher einige Male eine Betätigung durchgeführt werden,
bis der Druck in der Druckkammer 262 ausreichend groß ist, um
einen Austragsvorgang zu bewirken.
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Vorteilhaft
an der dargestellten Ausführungsform
ist, dass das Volumen der Dosierkammer 254 im unbetätigten Zustand
durch die Trennung von Druckkammer 262 und Dosierkammer 254 relativ
gering ist. Dies hat zur Folge, dass der Druck in der Dosierkammer
im Zuge der Betätigung
sehr stark steigt. Der Druck in der Druckkammer 262 steigt
so lange, bis der zum Öffnen
des Austragsventils erforderliche Grenzdruck erreicht ist, mit jeder
Betätigung
der Austragsvorrichtung schrittweise mit an. Auf diese Art und Weise
können
sehr hohe Austragsdrücke
und ein entsprechendes Austragsverhalten des Spenders erreicht werden.
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Die
in 5 dargestellte Austragsvorrichtung kann aufgrund
ihres Aufbaus mit zwei Ventilen 240f, 260a daher
einer Austragsvorrichtung überlegen
sein, bei der die Druckkammer und die Dosierkammer als einheitliche
und nicht durch ein Ventil unterbrochene Kammer ausgebildet sind.
Bei einem solchen Austragsvorrichtung ist bei schlechter Auslegung
zu befürchten,
dass der im Zuge der Betätigung erhöhte Druck
in einer einheitlichen Dosier- und Druckkammer lediglich ein Komprimieren
der in der einheitlichen Dosier- und Druckkammer befindlichen Restluft
zur Folge hat, wobei der Druck jedoch nicht zum Öffnen des Austragsventils ausreicht.
Bei der nächsten
Betätigung
würde diese
komprimierte Luft wieder dekomprimiert und anschließend wieder
komprimiert, ohne dass sich gegenüber der vorherigen Betätigung an
den Druckverhältnissen
in der einheitlichen Dosier- und Druckkammer etwas ändert. Da die
Luft jedoch nicht entweichen kann, wäre es nicht möglich, den
Spender tatsächlich
in Betrieb zu nehmen.
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Die 6a und 6b sowie
die 7a und 7b zeigen
eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Spenders.
Der grundsätzliche
Aufbau dieser vierten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Spenders
stimmt mit dem Aufbau der in den 1 bis 5 dargestellten
Spender insoweit überein,
als dass ebenfalls vier voneinander getrennte und axial gegeneinander
verschiebbare Baugruppen vorgesehen sind, wobei es sich um eine fest
mit einem Medienbehälter
verbundene Applikatorbaugruppe 312 mit einem Nasenapplikator 322, eine
Fingerauflagenbaugruppe 314, eine Austragsventilbaugruppe 316 sowie
eine Kolbenbaugruppe 318 handelt. Das Zusammenwirken der
Fingerauflagenbaugruppe 314, der Applikatorbaugruppe 312 und
der Kolbenbaugruppe 318 sowie die Art und Weise der Förderung
des Mediums aus dem Medienbehälter
in eine Dosierkammer 354 entspricht dabei weitgehend der
zweiten Ausführungsform,
die in 4 dargestellt ist. Der wesentliche Unterschied
zu dieser und allen anderen oben beschriebenen Ausführungsformen
liegt in der Art der Kopplung und Entkopplung der Finger auflagenbaugruppe 314 mit
der Kolbenbaugruppe 318 im Zuge der Betätigung des Spenders sowie im
Bewegungsablauf der Kolbenbaugruppe 318 nach der Entkopplung
von der Fingerauflagenbaugruppe 314 in der zweiten unteren
Hubendlage.
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Die 6a und 6b einerseits
sowie die 7a und 7b andererseits
zeigen jeweils einen Zustand der Austragsvorrichtung einmal in einer
geschnittenen Seitenansicht und einmal in einer ebenfalls geschnittenen
Ansicht von schräg
oben.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind die Fingerauflagenbaugruppe 314 mit einer Fingerauflage 332,
die Applikatorbaugruppe 312 und die Kolbenbaugruppe 318 so
ausgebildet, dass die Bewegung der Kolbenbaugruppe 318 von
einer zweiten unteren Hubendlage in eine erste obere Hubendlage in
Form einer Translationsbewegung in Richtung einer Hauptachse 310 mit
gleichzeitiger Rotationsbewegung um die Hauptachse 310 stattfindet.
Während die
Fingerauflagenbaugruppe 314 mit der Applikatorbaugruppe 312 drehfest
verbunden ist, so dass die Fingerauflagenbaugruppe 312 gegenüber der
Applikatorbaugruppe lediglich eine translatorischen Freiheitsgrad
in Axialrichtung aufweist, ist die Kolbenbaugruppe 318 eingeschränkt drehbar
auf einer zylindrischen Außenfläche einer
Medienzuführungsvorrichtung 326 geführt.
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Die
konkrete Ausgestaltung sowie die Vorteile der Kopplungs- und Entkopplungsvorrichtung
der in den 6a bis 7b dargestellten
Ausführungsform
werden im Folgenden beschrieben: Die Applikatorbaugruppe 312 weist
einen an einen Schraubverschluss 324 angeformten und zylindrisch
ausgebildeten Führungsabschnitt 324c auf,
an dessen Innenseite eine Sägezahnprofilierung 366 vorgesehen
ist. Die Sägezahnprofilierung 366 besteht
aus einzelnen Sägezähnen 368,
die voneinander jeweils durch sich in Richtung der Hauptachse 310 erstreckende
Nuten 370 getrennt sind. Die Sägezähne 368 weisen jeweils eine
sich in Richtung der Hauptachse 310 erstreckende senkrechte
Flanke 368a sowie eine als Steuerkurve ausgebildete, der
senkrechten Flanke 368a gegenüberliegende, schraubenabschnittsförmige Steuerkurvenflanke 368b auf.
Die Sägezähne sind dabei
jeweils identisch ausgerichtet, so dass die Steuerkurvenflanken 368b bei
einer Betrachtung des Steuerzylinderabschnitts in Richtung der Hauptachse 310 entweder
alle im Uhrzeigersinn oder alle entgegen dem Uhrzeigersinn ausgerichtet
sind.
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Die
Kolbenbaugruppe 318 weist eine Kolbenmanschette 340 sowie
einen Mitnehmer 336 auf. Am Mitnehmer 336 sind
insgesamt sechs sich nach außen
radial erstreckende Flügel 372 angeformt,
die um jeweils 60° voneinander
beabstandet sind und eine radiale Länge aufweisen, die sie bis
in die Nuten 370 ragen lässt. Die Flügel 372 weisen eine
viereckige Querschnittsfläche
auf, wobei zwei parallele, sich gegenüberliegende Stützflächen 372a korrespondierend
mit den Nuten 370 der Sägezahnprofilierung 366 senkrecht
und parallel zur Hauptachse 310 ausgeführt sind. Eine dritte, schräg nach oben
weisende Kontaktfläche 372b ist
gegenüber
der Hauptachse 310 um einen Winkel von ca. 60° angewinkelt,
wobei die Ausrichtung dieser Kontaktfläche 372b mit den gegenüberliegenden
Steuerkurvenflanken 368b der Sägezähne 368 korrespondiert.
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Die
Fingerauflage 332 weist insgesamt zwölf kreisförmig angeordnete und voneinander
um jeweils 30° beabstandete
Schubarme 332e auf, die sich jeweils identisch von der
Hauptachse 310, beabstandet in Richtung der Hauptachse 310,
von oben in den Führungszylinderabschnitt 324c der
Applikatorbaugruppe 312 erstrecken. An ihrem Ende weisen
die Schubarme 332e jeweils eine Kontaktfläche 332f auf, die
gegenüber
der Hauptachse 310 in gleichem Maße wie die Kontaktflächen 372b der
Flügel 372 des
Mitnehmers 336 schräg
gestellt ist. Ihre Schrägstellungs richtung
entspricht dabei der Schrägstellungsrichtung
der Steuerkurvenflanken 368b der Sägezähne 368.
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Wie
oben bereits dargelegt, sind die Fingerauflage 332 und
die Applikatorbaugruppe 312 drehfest miteinander verbunden.
Zu diesem Zweck ist an dem zur Applikatorbaugruppe 312 gehörenden Schraubverschluss 324 eine
Nut 324d vorgesehen, in die ein Sicherungsabschnitt 332g der
Fingerauflage 332 eingreift. Die Drehstellung der Fingerauflage gegenüber dem
Führungsabschnitt 324c ist
so festgelegt, dass jedem Schubarm 332e einer Nut 370 zugeordnet
ist und dieser gegenüberliegt.
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Der
Mitnehmer 336 ist in den 6a und 6b in
seiner ersten oberen Hubendlage dargestellt. Die sechs Flügel 372 des
Mitnehmers 336 erstrecken sich radial nach außen bis
in die Nuten 370 der Sägezahnprofilierung 366 hinein.
Da die Flügel 372 um
jeweils 60° voneinander
beabstandet sind und die Nuten 370 um jeweils 30° voneinander
beabstandet sind, befindet sich in jeweils nur jeder zweiten Nut 370 ein
Flügel 372 des
Mitnehmers 336. Die Fingerauflage 332 ist in ihrer
oberen Betätigungsendlage.
Die Schubarme 332e erstrecken sich bei dieser oberen Betätigungsendlage
nach unten in den Führungszylinderabschnitt 324c hinein
und liegen dort mit ihren Kontaktflächen 332f bündig an
den Kontaktflächen 372b der
Flügel 372 des
Mitnehmers 336 an.
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Ausgehend
von dieser Ausgangslage führt ein
Hinabdrücken
der Fingerauflage 332 dazu, dass auch der Mitnehmer 336 nach
unten gedrückt
wird, da sechs der Kontaktflächen 332f der
Schubarme 332e auf die Kontaktflächen 372b der Flügel 372 des Mitnehmers 336 drücken. Neben
der dadurch auf den Mitnehmer 336 wirkenden Kraft in Richtung
der Hauptachse 310 nach unten führt die Kraftbeaufschlagung über die
Fingerauflage 332 und die Schubarme 332e auch
zur Erzeugung eines Drehmoments, da der Mitnehmer 336 entsprechend
der Ausrichtung der Kontaktflächen 372b, 332f und
aufgrund der Federkraftbeaufschlagung nach oben durch eine Energiespeicherfeder 350 versucht,
von den Schubarmen 332d abzugleiten. Dieses Abgleiten wird
jedoch durch die senkrechten Zahnflanken 368a der Sägezähne 368 des
Sägezahnprofils 366 unterbunden.
Die Kolbenbaugruppe 318 wird daher durch das Herunterdrücken der
Fingerauflage 332 in gleichem Maße heruntergedrückt, ohne
dass sich die Drehstellung der Kolbenbaugruppe 318 dabei
verändern kann.
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Während des
Herunterdrückens
der Fingerauflage und der Kolbenbaugruppe 318 kommt es
in gleicher Art und Weise, wie zu der zweiten Ausführungsform,
dargestellt in 4, erläutert, zur Erzeugung eines
Unterdrucks bzw. Vakuums in der Dosierkammer 354 und anschließend, nach
Erreichen einer Durchgangsbohrung 326b durch einen die
Dosierkammer 354 nach unten abschließenden Dichtsteg 340d zum
Einströmen
von Medium in die Dosierkammer 354.
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Wenn
die Fingerauflage 332 gemeinsam mit der Kolbenbaugruppe 318 soweit
nach unten gedrückt
ist, dass die nach oben weisenden Kanten 372c der Flügel 372 des
Mitnehmers 336 auf Höhe der
nach unten weisenden Spitzen 368c der Sägezähne 368 angelangt
sind, ist das Hindernis gegen ein Verdrehen für den Mitnehmer 336 nicht
mehr vorhanden. In einer wendelförmigen
Bewegung gleiten die Flügel 372 der
Mitnehmer 336 dann aus dem Eingriff der Schubarme 332e und
auf die Steuerkurven 372b der Sägezähne 368. Auf den Steuerkurven 372b gleiten
die Flügel 372 des
Mitnehmers 336 bei gleichzeitiger Rotation des Mitnehmers 336 dann weiter
bis zu der in den 7a und 7b dargestellten
Stellung. Dabei kommt es zu einer Verringerung des Volumens der
Dosierkammer 354 und zu einer Druckerhöhung des darin befindlichen
Mediums, so dass es in gleicher Art und Weise, wie bei den anderen
Ausführungsformen,
zu einem Austragvorgang kommt. Wenn die Fingerauflage 332 anschließend wieder
in ihre obere Betätigungsendposition
zurückgekehrt
ist, rutschen die Flügel 372 in
ihre Ausgangslage in den Nuten 370 zurück.
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Gegenüber der
ersten bis dritten Ausführungsform
hat diese vierte Ausführungsform
zwei wesentliche Vorteile: Der dargestellte Bewegungsablauf des
Mitnehmers 336 und damit der Kolbenmanschette 340 führt zu einem
verlangsamten Ladehub im Zuge der Rückhubbewegung, bei dem gewährleistet ist,
dass die Befüllung
der Dosierkammer 354 abgeschlossen ist, bevor die Dosierkammer 354 durch den
Dichtsteg 340d der Kolbenmanschette 340 gegenüber dem
Medienbehälter
getrennt wird. Dieser verlangsamte Bewegungsablauf gewährleistet,
dass in der Dosierkammer 354 nicht ein Unterdruck bei gleichzeitigem
Nicht-Erreichen
der Soll-Dosierung erhalten bleibt. Der zweite wesentliche Vorteil
liegt darin, dass – anders
als bei den Ausführungsformen 1 bis 3 – keine
elastische Verformung von Bauteilen für das Koppeln/Entkoppeln der
Kolbenbaugruppe 318 mit bzw. von der Fingerauflage 332 erforderlich ist.
Die Gefahr des Versagens der Austragsvorrichtung durch Verschleiß oder Bruch
einer Rastnase oder eines anderen elastischen Bauteils ist dadurch verringert.