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Die
Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für Medien mit einem Applikator,
der wenigstens eine Dosieröffnung
aufweist, mit einer Pumpeinrichtung, die relativ zueinander axial
bewegliche Pumpenteile aufweist, um eine Mediumförderung aus einem Mediumspeicher
zu der Dosieröffnung
zu erzielen, mit einer Dosierkammer, mit einem Einlassventil, mit
einer manuell bedienbaren Betätigungseinrichtung,
die mit der Pumpeinrichtung zur Erzielung eines Pumphubs in Wirkverbindung
steht, sowie mit einem Federspeicher, der durch eine Bewegung der
Betätigungseinrichtung
vorspannbar und durch eine Auslöseeinheit abhängig von
einem Betätigungshub
der Betätigungseinrichtung
freigebbar ist, um einen Dosierhub der Pumpeinrichtung durchführen zu
können.
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Eine
derartige Dosiervorrichtung ist aus der
DE 102 20 557 A1 bekannt.
Duch die bekannte Dosiervorrichtung ergibt sich eine benutzerunabhängige Funktion,
indem der Mediumaustrag nicht abhängig ist von der Betätigungskraft
der Bedienperson, sondern ausschließlich von der Federkraft des
Federspeichers. Der durch die Bedienperson hervorgerufene Betätigungshub
dient lediglich zum Vorspannen des Federspeichers. Die Auslöseeinheit
gibt insbesondere nach Beendigung des wirksamen Betätigungshubes
den Federspeicher frei, so dass dieser den Dosierhub der Pumpeinrichtung
zum Ausbringen des Mediums aus der Dosieröftnung bewirken kann. Die Pumpeinrichtung
einschließlich
der entsprechenden Pumpenteile und des Federspeichers sowie einer
Rückstellfederanordnung
sind in einem Gehäuseabschnitt
der Dosiervorrichtung untergebracht, der in den Mediumspeicher hineinragt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, die einen kompakten und bezüglich einer auf ihre Pumpachse
bezogenen Länge
eine relativ kurze Gestaltung ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Pumpeinrichtung eine Pufferkammer umfasst, die bei einem
Betätigungshub
ein Dosiervolumen aus der Dosierkammer aufnimmt, und aus der bei
einem Dosierhub das Dosiervolumen zu der Dosieröffnung ausgebracht wird. Vorzugsweise
weist die Pufferkammer lediglich eine Kammeröffnung auf, die sowohl eine
Einlassöffnung
als auch eine Auslassöffnung
für das
Dosiervolumen bildet. Bei einem Betätigungshub wird somit das Dosiervolumen
aus der Dosierkammer zunächst
in die Pufferkammer hineingefördert.
Bei einem anschließenden
Dosierhub wird das Medium durch entsprechende Umkehr der Strömungsrichtung
aus der Kammeröffnung
der Pufferkammer wieder herausgefördert und über die Dosieröffnung ausgebracht.
Die erfindungsgemäße Lösung eignet
sich insbesondere für
Dosiervorrichtungen, die für
pharmazeutische oder kosmetische Zwecke eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung
dient insbesondere zum Ausbringen von flüssigen oder fließfähigen Medien
wie Gels, Schäumen,
Suspensionen und ähnlichem.
Vorzugsweise ist die Dosiervorrichtung für nasale Applikationen geeignet.
Andere Ausführungsformen
sehen andere Arten von Applikationen vor.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist die Pufferkammer durch einen Dosierkolben
volumenveränderbar,
mit dem der Federspeicher in Wirkver bindung steht. Der Dosierkolben
dient zum Ausbringen des dosierten Mediumvolumens in Richtung der
Dosieröffnung.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Dosierkammer als volmenveränderbarer
Ringraum gestaltet, der die Pufferkammer koaxial umgibt. Dies ist
eine besonders platzsparende Variante.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch dadurch gelöst, dass
der Federspeicher axial zwischen der Dosieröftnung und einem Mediumspeicher
angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die
Dosiervorrichtung auf den Mediumspeicher aufzusetzen und dennoch
eine benutzerunabhängige Dosierung
zu erzielen.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird für die Dosiervorrichtung der
eingangs genannten Art, wobei der Betätigungseinrichtung und/oder
der Pumpeinrichtung eine Rückstellfederanordnung
zum Rückstellen
der Pumpenteile in eine Ausgangslage zugeordnet ist, auch dadurch
gelöst, dass
der Federspeicher und die Rückstellfederanordnung
zumindest abschnittsweise koaxial überlagert angeordnet sind.
Die koaxial überlagerte
Anordnung von Federspeicher und Rückstellfederanordnung ermöglicht eine
relativ kurze Gestaltung der Dosiervorrichtung, ohne dass die entsprechenden
Federfunktionen beeinträchtigt
sind.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist einem mit dem Mediumspeicher
verbindbaren Gehäuseteil
der Dosiervorrichtung eine Belüftungseinrichtung
für den
Mediumspeicher zugeordnet. Dadurch wird ein gleichbleibender Atmosphärendruck im
Mediumspeicher ermöglicht.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Federspeicher und
die Rückstellfederanordnung durch
eine gemeinsame Schraubenfeder gebildet. Die Schraubenfeder ist
in ihrer Federkennlinie derart auf die un terschiedlichen Federfunktionen
abgestimmt, dass sie sowohl die Funktion des Federspeichers als
auch die der Rückstellfederanordnung übernehmen
kann. Zudem ist die Schraubenfeder auch an den entsprechenden Pumpenbauteilen
der Pumpeinrichtung in geeigneter Weise abgestützt, um die gewünschten
Funktionen erzielen zu können.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die gemeinsame Schraubenfeder
auch eine Federfunktion zum Schließen eines Auslassventils im Bereich
der Dosieröffnung.
Hierdurch übernimmt
die Schraubenfeder eine weitere Federfunktion und ist in ihrer Federkennlinie
und ihrer Gestaltung entsprechend auf diese Dreifachfunktion abgestimmt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind alle Federelemente einschließlich Federspeicher, Rückstellfederanordnung
und Schließfeder
für das Auslassventil
außerhalb
des Strömungsweges
des Mediums angeordnet. Dies ist insbesondere von Vorteil, falls
die Federelemente aus Metall bestehen. Eine Beeinträchtigung
der Eigenschaften des Mediums durch die Federelemente kann hierdurch
ausgeschlossen werden.
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Erfindungsgemäß ist bei
einer Dosiervorrichtung für
Medien mit einem Applikator für
einen Mediumaustrag, mit einer Pumpeinrichtung, die relativ zueinander
axial bewegliche Pumpenteile aufweist, um eine Mediumförderung
aus einem Mediumspeicher zu einer Dosieröffnung des Applikators zu erzielen, sowie
mit einer dem Mediumspeicher zugeordneten Belüftungseinrichtung vorgesehen,
dass die Belüftungseinrichtung
als Belüftungsventil
in Form einer Ringlippendichtung gestaltet ist, die einen in den
Mediumspeicher hineinragenden Ansaugstutzen außenseitig ringförmig umschließt. Hierdurch
wird ein gewünschter
Druckausgleich des Mediumspeichers bei entsprechenden Betätigungs-
oder Dosierhüben
der Dosiervorrichtung erzielt. Zusätzlich ergibt sich eine verbesserte
Wasserdampfbarriere bei Vorhandensein eines Filters, um die Durchtrittrate
am Filter zu reduzieren.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Ansaugstutzen eine
Ringschulter auf, die einen Ventilsitz bildet, und die Ringlippendichtung weist
eine radial zur Pumpenachse abragende Dichtmanschette auf, die innenseitig
eine konisch verjüngte
Dichtfläche
umfasst. Hierdurch wird ein besonders einfach gestaltetes und dennoch
funktionssicheres Belüftungsventil
erzielt. Vorzugsweise ist das Belüftungsventil in Form der Ringlippendichtung
ein einstückiger
Teil eines Dichtringes zwischen Dosiervorrichtung und Mediumspeicher.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung bildet die Ringschulter einen
rechtwinkligen Stufenabsatz, an dessen umlaufender Randkante die
konische verjüngte
Dichtfläche
mit spitzem Winkel anliegt. Hierdurch wird eine nahezu linienförmige Berührung zwischen
dem als Ventilsitz dienenden Stufenabsatz und der als Ventilteller
dienenden Dichtfläche
geschaffen.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.
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1 zeigt
in einer Schnittdarstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
in unbelasteter Ausgangslage,
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2 die
Dosiervorrichtung nach 1 kurz vor Beendigung eines
Betätigungshubes,
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3 die
Dosiervorrichtung nach den 1 und 2 nach
Beendigung eines Austragvorganges,
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4 in
einer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
in unbelasteter Ausgangslage,
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5 die
Dosiervorrichtung nach 4 kurz vor Beginn des Austragvorganges,
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6 die
Dosiervorrichtung nach den 4 und 5 nach
Beendigung des Austragvorganges,
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7 die
Dosiervorrichtung nach den 4 bis 6 mit
Verschlussdeckel und Betätigungssperre,
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8 eine
Dosiervorrichtung ähnlich 7, jedoch
mit einem modifizierten Belüftungsventil
für einen
Mediumspeicher,
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9 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
in unbelasteter Ausgangslage,
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10 die
Dosiervorrichtung nach 9 kurz vor einem Austragvorgang
und
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11 die
Dosiervorrichtung nach den 9 und 10 nach
Beendigung des Austragvorgangs.
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Die
Ausführungsform
nach den 1 bis 3 zeigt
eine Dosiervorrichtung 1, die mittels eines Verschlussteiles 2 auf
einen nicht dargestellten Mediumspeicher aufschraubbar ist. Der
Verschlussteil 2 ist kappenartig ausgeführt und umschließt einen Sockelbereich 3 der
Dosiervorrichtung 1 koaxial, wobei der Sockelbereich 3 der
Dosiervorrichtung 1 sich längs einer Pumpenachse P nach
oben erstreckt. Der Sockelbereich 3 ist hülsenartig
ausgeführt
und weist eine untere Ringschulter auf, die einen Belüftungsfilter 22 trägt und formschlüssig zwischen
einer Stützschulter
des Verschlussteiles 2 und einem Dichtring 19 in
der auf dem Mediumspeicher aufgeschraubten Position des Verschlussteils 2 gehalten
ist. Der Belüftungsfilter 22 ist
als Keimfilter gestaltet, um eine keimfreie Belüftung des Mediumspeichers zu
ermöglichen.
Das für
einen Druckausgleich nach einem Mediumaustrag in den Mediumspeicher
durch den Belüftungsfilter 22 einströmende, gasförmige Medium wird
so keimfrei gefiltert.
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Ein
Nasenapplikator 4 dient als Gehäuse für eine nachfolgend näher beschriebene
Pumpeinrichtung und weist eine domartige Gestaltung auf. An einem
oberen Stirnende des Nasenapplikators 4 ist eine Dosieröffnung 8 vorgesehen,
die beim dargestellten Ausführungsbeispiel
als Sprühdüse ausgebildet
ist. Der Nasenapplikator 4 ist durch kombinierten Form-
und Kraftschluss – vorliegend
durch Verpressen in Verbindung mit einer Ringrastprofilierung – fest mit
einer Zwischenhülse 5 verbunden,
die mit Hilfe von Führungsstegen 11 koaxial
zu der Pumpenachse P an dem Sockelbereich 3 begrenzt linear
beweglich geführt
ist. Die Führungsstege 11 weisen
Rastnasen auf, die mit korrespondierenden Anschlagbereichen des
Sockelbereiches 3 zusammenwirken. Ein oberer Anschlagbereich
wird durch einen Ringabsatz 12 gebildet, ein unterer Anschlagbereich
durch eine nicht näher
bezeichnete, radial abragende und umlaufende Auskragung.
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Auf
der Zwischenhülse 5 ist
eine Fingerauflage 10 befestigt, die gemeinsam mit der
Zwischenhülse 5 und
dem Nasenapplikator 4 axial beweglich ist.
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Koaxial
innerhalb des Sockelbereiches 3 ist eine Zylinderhülse 9 fest
angeordnet, die vorzugsweise ebenfalls durch Einpressen kraftschlüssig in dem
hülsenförmigen Abschnitt
des Sockelbereiches 3 gehalten ist. Die Zylinderhülse 9 ragt über den
Sockelbereich 3 nach oben hinaus und in den Nasenapplikator 4 hinein.
In der Zylinderhülse 9 ist
ein Dosierkolben 23 längsverschiebbar
geführt,
der nach Art einer Dichtmanschette sich umlaufend dicht an einer
Innenwandung der Zylinderhülse 9 abstützt. Der Dosierkolben 23 ist
durch einen Federspeicher 17 in Richtung des Verschlussteiles 2 und
somit gemäß der dargestellten
Ausführungsform
nach unten druckkraftbeaufschlagt. Der Federspeicher 17 ist
bei der dargestellten Ausführungsform
als Schraubenfeder ausgeführt,
die sich einerseits an dem Dosierkolben 23 und andererseits
an einem Führungsteil 6 abstützt, das
in dem Nasenapplikator 4 fest angeordnet ist. Der Federspeicher 17 dient
zusätzlich
auch als Rückstellfeder
zum Rückstellen
des Nasenapplikators und der Fingerauflage in eine obere Ausgangslage,
nachdem ein Pumphub erfolgt war. Die feste Anordnung wird durch
eine Verrastung des Führungsteiles 6 in
dem Nasenapplikator 4 gemäß den anhand der 1 bis 3 erkennbaren
Rastprofilierungen bewirkt.
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In
einem unteren Bereich weist der Sockelbereich 3 einen nicht
näher bezeichneten
Ansaugstutzen auf, der – gegebenenfalls
unter Zuhilfenahme eines von unten her eingesteckten, flexiblen Ansaugschlauches – einen
Ansaugkanal für
die Pumpeinrichtung bildet, um Medium aus dem Mediumspeicher in
die Pumpeinrichtung zu fördern.
Der Ansaugkanal ist in einem oberen Stirnendbereich des Ansaugstutzens
durch ein Rückschlagventil
verschließbar,
das bei der dargestellten Ausführungsform
als Kugelventil 25 ausgeführt ist. Bei nicht dargestellten
Ausführungsbeispielen
sind andere Arten von Rückschlagventilen
vorgesehen. Dem Kugelventil 25 ist ein Sicherungskäfig 24 zugeordnet,
der an einem unteren Stirnendbereich der Zylinderhülse 9 angeformt
ist. Der Sicherungskäfig 24 ist
so ausgeführt, dass
er ein Öffnen
des Kugelventils 25 erlaubt, gleichzeitig jedoch eine Verliersicherung
für das
Kugelventil 25 bildet.
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Der
Führungsteil 6 bildet
in seinem unteren Endbereich einen Dichtmantel, der einen Außenmantel
der Zylinderhülse 9 dicht
umschließt.
Nach oben bildet der Führungsteil 6 einen
weiteren Ringmantel, der einen Zylinderabschnitt eines Auslassventils 7 dicht
umschließt.
Das Auslassventil 7 ist mittels des Ringmantels in dem
Führungsteil 6 axial
beweglich geführt
und dient zum Verschließen
und Öffnen
der Dosieröffnung 8,
vorliegend der Sprühdüse. Das Auslassventil 7 ist
in Schließrichtung
federbelastet durch eine nicht näher
bezeichnete Rückstellfeder, die
als Schraubenfeder ausgeführt
ist. Die Rückstellfeder
ist innerhalb des Auslassventils 7 angeordnet und tritt
somit nicht mit dem Medium in Kontakt. Nähere Einzelheiten sind den
Zeichnungen entnehmbar.
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Zwischen
einer außenliegenden
Zylinderwandung der Zylinderhülse 9 und
einer zylindrischen Innenwandung der Zwischenhülse 5 wird nach Art
eines Ringraumes eine Dosierkammer gebildet, die axial nach oben
durch eine Dichtmanschette 13 begrenzt ist. Die Dichtmanschette 13 ist
zwischen einem Stufenabsatz des Nasenapplikators 4 und
einem oberen Stirnrand der Zwischenhülse 5 formschlüssig fixiert
und ist dichtend an die außenseitige Zylinderwandung
der Zylinderhülse 9 angeschmiegt. An
ihrem unteren Randbereich weist die Dichtmanschette 13 eine
umlaufende Dichtlippe 14 auf, die die Dichtwirkung mit
der Zylinderhülse 9 erzielt.
Die Dichtlippe 14 ist elastisch nachgiebig ausgeführt. Im übrigen ist
ein Innenmantel der Dichtmanschette 13 mit einem geringfügig größeren Durchmesser
als der Außendurchmesser
der Zylinderwandung der Zylinderhülse 9 ausgeführt, so
dass bei radialem elastischem Ausweichen der Dichtlippe 14 ein
schmaler, mediumführender
Ringspalt zwischen Dichtmanschette 13 und Zylinderhülse 9 gebildet
werden kann.
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Nach
unten wird die Dosierkammer durch eine weitere Dichtmanschette 15 begrenzt,
die zwischen einer oberen Ringschulter des Sockelbereiches 3 unmittelbar
oberhalb der Anschlagschulter 12 und der Zylinder hülse 9 – vorliegend
durch kraftschlüssige
Verklemmung – fest
angeordnet ist.
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Von
einem unteren Stirnrand der Zylinderhülse 9 ausgehend sind
in der außenseitigen
Zylinderwandung der Zylinderhülse 9 mehrere
axial verlaufende Längsnuten 16 vorgesehen,
die an einem unteren Stirnrand beginnen und sich bis in den nach
außen
kragenden Teil der unteren Dichtmanschette 15 nach oben
erstrecken. Durch diese Längsnuten 16 werden
Strömungswege
von dem Einlassstutzen und dem Kugelventil 25 zu der Dosierkammer
gebildet.
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In
nicht näher
dargestellter Weise ist bei einer nicht dargestellten Ausführungsform
außerhalb des
Sockelbereiches 3 in einem Hohlraum 18 des Verschlussteiles 2 eine
Rückstellfeder
abgestützt,
die den Nasenapplikator 4 und die Fingerauflage 10 in eine
obere Ausgangslage analog 1 zurückstellt oder
in dieser Ausgangslage hält.
Nach oben stützt sich
diese Rückstellfeder
an der Fingerauflage 10 ab.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform übernimmt
diese Funktion einer Rückstellfeder
der Federspeicher 17, der somit eine Doppelfunktion besitzt.
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Oberhalb
der oberen Dichtmanschette 13 werden Strömungswege 26 zu
der Dosieröffnung 8 hin
gebildet. Die Strömungswege
verlaufen zwischen einer Außenkontur
des Führungsteiles 6 und
einer Innenwandung des Nasenapplikators 4 bis nach oben zum
Auslassventil 7.
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Um
nach einem Mediumaustrag einen Druckausgleich in dem nicht dargestellten
Mediumspeicher zu ermöglichen,
ist zum einen eine mit dem Filter 22 versehene Belüftungsöffnung in
dem Sockelbereich 3 vorgesehen. Zum anderen wird zwischen
einer außenseitigen
Ringschulter des Einlassstutzens und einem ringförmigen Dichtlippenfortsatz des
Dicht ringes 19 ein Belüftungsventil
gebildet, das nach Art eines Schlauchventils funktioniert. Der Dichtlippenfortsatz 20 weist
eine konisch – axial
von oben nach unten – verjüngte Innenkontur
auf, die in unbelasteter Ausgangslage an der Ringschulter 21 des
Einlassstutzens anliegt. Weitere Details sind den Zeichnungen gemäß den 1 bis 3 zu
entnehmen.
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Die
Pumpeinrichtung der Dosiervorrichtung 1 umfasst zum einen
somit insbesondere die Dosierkammer zwischen der unteren Dichtmanschette 15 und
der oberen Dichtmanschette 13, die Längsnuten 16, die Strömungswege 26,
das Auslassventil 7, das Einlassventil 25, die
Zylinderhülse 9,
den Dosierkolben 23 sowie eine unterhalb des Dosierkolbens 23 gebildete
Pufferkammer.
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Die
Funktionsweise der Dosiervorrichtung 1 ist wie folgt:
Nach
einem Aufschrauben des Verschlussteiles 2 auf den Mediumspeicher
erfolgt bei Inbetriebnahme der Dosiervorrichtung 1 zunächst ein
sogenanntes Priming. Dabei wird durch mehrere Pumpvorgänge so lange
Medium in die Strömungswege
der Dosiervorrichtung 1 gefördert, bis die in der Dosiervorrichtung 1 befindliche
Luft innerhalb der Strömungswege
vollständig
entwichen ist. Ein Pumphub wird durch ein Nachuntendrücken der
Fingerauflage 10 erzeugt, wodurch der gesamte Nasenapplikator 4 einschließlich des
Führungsteiles 6 und
der Zwischenhülse 5 axial
mit nach unten bewegt werden. Die Rückstellung der Fingerauflage 10 und
der übrigen
beweglichen Teile der Dosiervorrichtung wird durch den Federspeicher 17 erzielt.
Durch mehrere Pumphübe entweicht
zwangsläufig
die in der Dosiervorrichtung befindliche Luft durch die Dosieröffnung 8 nach
oben, und die Dosierkammer zwischen der unteren Dichtmanschette 15 und
der oberen Dichtmanschette 14 wird befällt.
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Sobald
das Priming abgeschlossen ist, kann eine gewünschte Mediumdosierung erfolgen.
Vorliegend ist als Medium eine pharmazeutische oder kosmetische
Flüssigkeit
vorgesehen. Nach Abschluss des Primings befindet sich diese Flüssigkeit
gemäß der Darstellung
nach 1 sowohl in der beschriebenen Dosierkammer, als
auch in den Strömungswegen 26 bis
hin zur Dosieröffnung 8 als
auch in den durch die Längsnuten 16 gebildeten
Strömungskanälen und
in einem unteren Stirnrandbereich der Zylinderhülse 9 in Umgebung
des Kugelventils 25.
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Sobald
nun auf die Fingerauflage 10 eine Druckbelastung nach unten
ausgeübt
wird, wird die Dosierkammer komprimiert, indem der Nasenapplikator 4 einschließlich oberer
Dichtmanschette 13 nach unten bewegt wird. Die Dichtmanschette 13 wirkt
als Schubkolben. Da die Flüssigkeit
inkompressibel ist, weicht sie über
die Längsnuten 16 nach
unten aus und wird in eine Pufferkammer von unten her innerhalb
der Zylinderhülse 9 hineingedrückt, die nach
oben durch den als Pufferkolben wirkenden Dosierkolben 23 begrenzt
ist. Die Federkraft des Federspeichers 17 ist so bemessen,
dass der Federspeicher 17 bei einem entsprechenden Betätigungshub der
Fingerauflage 10 unter Vergrößerung der Pufferkammer nach
oben ausweichen kann. Der Hub der oberen Dichtmanschette 13 von
der Ausgangslage nach 1 bis zu dem Bereich gemäß 2,
zu dem die Dichtlippe 14 der oberen Dichtmanschette 13 an
einem oberen Rand der Längsnuten 16 ankommt,
dient als Dosierstrecke. Sobald die Dichtlippe 14 den oberen
Rand oder die obere Endkante der Längsnuten 16 nach unten überfahren
hat, können auf
die Dichtlippe 14 von den Längsnuten 16 ausgehend
radiale Strömungskräfte der
Flüssigkeit
wirken, die die Dichtlippe 14 radial nach außen drücken. Hierdurch
wird der Ringspalt zwischen der oberen Dichtmanschette 13 und
dem außenseitigen
Zylindermantel der Zylinderhülse 9 freigegeben
(3), so dass die Flüssigkeit nach oben in die Strömungskanäle 26 entweichen
kann. Das Überfahren
der oberen Endkanten der Längsnuten 16 durch
die Dichtlippe 14 bildet somit den Auslösevorgang für den vorgespannten Federspeicher 17.
Dieser kann sich durch den nachlassenden Druck in der Pufferkammer
wieder entspannen, wodurch der Dosierkolben 23 in seine
untere Ausgangslage zurückgedrückt wird.
Die in der Pufferkammer befindliche Flüssigkeit wird über die
Längsnuten 16 und
den Ringspalt zwischen Zylinderhülse 9 und
Dichtmanschette 13 in die Strömungskanäle 26 gefördert, wodurch
der Mediendruck innerhalb der Strömungskanäle 26 zwangsläufig vergrößert wird.
Der erhöhte
Mediumdruck führt zu
einem Öffnen
des Auslassventils 7, so dass ein entsprechender Sprühvorgang
durch die als Sprühdüse ausgebildete
Dosieröffnung 8 nach
außen
erfolgen kann. Der entsprechende Dosier- bzw. Sprühvorgang
erfolgt unabhängig
von Druckkraft und Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Betätigungshubes
der Bedienperson ausschließlich
durch die Druckfederkraft des Federspeichers 17. Das Dosiervolumen
wird durch das befüllte
Volumen der Pufferkammer gebildet, das zwangsläufig dem Dosiervolumen der
Dosierkammer entspricht. Nachdem der Dosierkolben 23 unter
Entleerung der Pufferkammer wieder in seine untere Ausgangslage
verfahren ist, ist der Austragvorgang beendet. Das Auslassventil 7 schließt durch
die Rückstellkraft
seiner Rückstellfeder.
Sobald die Bedienperson die Druckbelastung auf die Fingerauflage 10 wegnimmt,
drückt
der Federspeicher 17 die Fingerauflage 10 und
den Nasenapplikator 4 wieder in die Ausgangslage gemäß 1 zurück, wobei
auch die obere Dichtmanschette 13 mit ihrer Dichtlippe 14 wieder
in den abdichtenden Zustand axial zurückbewegt wird.
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Bei
der Ausführungsform
nach den 4 bis 6 wird – wie bei
der Ausführungsform
nach den 1 bis 3 – durch
eine Dosiervorrichtung 1a ebenfalls eine benutzerunabhängige Dosierfunktion erzielt.
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Die
Dosiervorrichtung 1a weist ein Verschlussteil 2a auf,
das in nicht näher
dargestellter Weise auf einem Mediumspeicher befestigt werden kann.
Ein Sockelbereich 3a ist durch das Verschlussteil 2a formschlüssig auf
dem Mediumspeicher befestigt. Der Sockelbereich 3a weist
eine Belüftungsöffnung für den Mediumspeicher
auf, die durch einen nicht näher
bezeichneten Filter beaufschlagt ist. Unterhalb des Sockelbereiches
ist ein Dichtring 19a angeordnet, der im Bereich des Belüftungsfilters
derart ausgespart ist, dass er eine permanente Belüftung des
Mediumspeichers ermöglicht.
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Ein
zu dem Mediumspeicher gewandter unterer Abschnitt des Sockelbereiches 3a ist
mit einem Ansaugstutzen versehen, in den von unten her ein flexibler
Ansaugschlauch eingesteckt ist. Der Ansaugstutzen weist ein Rückschlagventil
in Form eines Kugelventils 25a auf, das nach oben durch
einen Käfigabschnitt
eines Dosierzapfens 27 gesichert ist, der die Funktion
eines Steuerzapfens für
die Dosiersteuerung hat.
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Der
Sockelbereich 3a weist einen koaxial zur Pumpenachse nach
oben ragenden Zylinderabschnitt auf. Der Dosierzapfen 27 ist
feststehend innerhalb des Sockelbereiches 3a angeordnet
und ragt koaxial zur Pumpenachse nach oben ab. Der Dosierzapfen 27 ist
lediglich in seinem oberen Stirnendbereich rotationssymmetrisch
ausgeführt.
Nach unten an den Stirnendbereich anschließend ist er unter Bildung einer
Dosierkante 28 exzentrisch ausgespart.
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Relativ
zu dem Zylinderabschnitt des Sockelbereiches 3a axial beweglich
geführt
ist ein Nasenapplikator 4a zusammen mit einer Führungshülse 5a und
der Fingerauflage 10a. Ein Axialhub der Fingerauflage 10a und
des Nasenapplikators 4a relativ zu dem Zylinderabschnitt
des Sockelbereiches 3a ist durch Rastprofilierungen an
Führungsstegen 11a und
entsprechenden Führungsnuten
an dem Zylinderabschnitt des Sockelbereiches 3a begrenzt.
Der Nasenapplikator 4a weist ein fest in dem Nasenapplikator 4a angeordnetes
Innenteil 29 auf, das in einem unteren Bereich hohlzylindrisch
ausgeführt
ist und in einem oberen Bereich als Axialführung für ein Auslassventil 7a dient.
Das Auslassventil 7a ist analog der Ausführungsform
nach den 1 bis 3 mit einer
integrierten Rückstellfeder
versehen. Die Dosieröffnung 8a ist
ebenfalls entspre chend der Ausführungsform
nach den 1 bis 3 als Sprühdüse ausgeführt. Die
Dosiervorrichtung 1a dient – wie die Dosiervorrichtung 1 nach
den 1 bis 3 – zum Austrag eines flüssigen Mediums
in Form einer pharmazeutischen oder einer kosmetischen Flüssigkeit. In
dem Innenteil 29 sind Strömungskanäle 26a gebildet, um
die auszutragende Flüssigkeit
durch das Innere des Innenteiles 29 hindurch zu dem Auslassventil 7a fördern zu
können.
Der Verlauf der Strömungswege 26a und
die Gestaltung der Hohlkammer ist anhand der 4 bis 6 erkennbar.
Anhand der 4 bis 6 ist auch
erkennbar, dass der Innenteil 29 nicht einteilig ausgeführt ist,
sondern vielmehr aus einem hohlzylindrischen unteren Bereich und
einem oberen Führungs-
und Stützbereich besteht,
die insbesondere durch Verpressen fest miteinander verbunden sind.
Details hierzu sind den Zeichnungen gemäß den 4 bis 6 entnehmbar.
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Auf
dem Außenmantel
des Hohlzylinderabschnittes des Innenteiles 29 ist eine
Dichtmanschette 32 längsverschiebbar
geführt,
die innenseitig mit dem hohlzylindrischen Abschnitt des Innenteiles 29 abgedichtet
ist. Außenseitig
ist die Dichtmanschette 32 an der Innenwandung des Zylinderabschnittes des
Sockelbereiches 3a umlaufend dicht angelegt. Die Dichtmanschette 32 dient – wie nachfolgend
näher beschrieben
wird – als
Dosierkolben zum Austragen des flüssigen Mediums aus der Dosieröffnung 8a.
Die Dichtmanschette 32 wird durch einen Federspeicher 17a nach
unten druckbeaufschlagt, wobei der Federspeicher 17a als
koaxial den hohlzylindrischen Abschnitt des Innenteiles 29 umgebende Schraubenfeder
ausgebildet ist. Der Federspeicher 17a stützt sich
oben an dem Innenteil 29 ab.
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Koaxial
außerhalb
des Federspeichers 17a ist eine weitere Schraubendruckfeder 30 angeordnet, die
den Federspeicher 17a gemäß der Darstellung nach den 4 bis 6 koaxial überlagert.
Die Schraubendruckfeder 30 dient als Rückstellfeder für den Nasenapplikator 4a und
die Fin gerauflage 10a und stützt sich oben an dem Innenteil 29 und
unten an einer Ringschulter des Sockelbereiches 3a ab (siehe 4 bis 6).
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Der
Dosierzapfen 28 ragt in der montierten Ausgangslage der
Dosiervorrichtung 1a in die Hohlkammer des hohlzylindrischen
Abschnittes des Innenteiles 29 von unten her hinein. Die
Hohlkammer ist – axial
gesehen – mit
zwei Zylinderabschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern versehen.
Ein unterer, kleinerer Zylinderabschnitt geht im Bereich eines Stufenabsatzes 31 in
einen oberen, größeren Zylinderabschnitt über. Der
obere Stirnendbereich des Dosierzapfens 27 bildet einen
dicht mit dem unteren Zylinderabschnitt der Hohlkammer des Innenteiles 29 abschließenden Kolbenabschnitt.
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Die
Funktionsweise der Dosiervorrichtung 1a nach den 4 bis 6 ist
wie folgt:
Auch bei der Ausführungsform nach den 4 bis 6 muss
zunächst
ein Priming analog der Ausführungsform
nach den 1 bis 3 nach einer
Erstinbetriebnahme erfolgen, um in einem oder mehreren Pumphüben Luft
aus den Strömungswegen
der Dosiervorrichtung entweichen und flüssiges Medium nachfördern lassen
zu können.
Sobald das Priming abgeschlossen ist, sind alle Strömungswege
innerhalb der Dosiervorrichtung 1a mit flüssigem Medium befällt. Falls
nun in der Ausgangslage gemäß 4 eine
Bedienperson durch Aufbringen einer Druckkraft die Fingerauflage 10a und
den Nasenapplikator 4a relativ zu dem Verschlussteil 2a nach
unten bewegt, bewegt sich der hohlzylindrische Abschnitt des Innenteiles 29 zwangsläufig relativ
zu dem feststehenden Dosierzapfen 27 ebenfalls nach unten.
Aufgrund des in der Dosierkammer unterhalb der Dichtmanschette 32 bereits
vorhandenen Mediumdruckes verbleibt die Dichtmanschette 32 in
ihrer Ausgangslage gemäß den 4 und 5,
bis die Dosierkante 28 den Stufenabsatz 31 innerhalb
der Hohlkammer des Innenteiles 29 überfährt (entspricht in etwa der
Positi on nach 5). Sobald die Dosierkante 28 den
Stufenabsatz 31 überfahren
hat, kann flüssiges
Medium aus der Dosierkammer in die Hohlkammer hinein und zu den
Strömungswegen 26a nach
oben entweichen, wodurch zwangsläufig
das bereits in diesen Strömungswegen 26a und
im Bereich des Auslassventils 7a befindliche flüssige Medium
verdrängt
werden muss. Dies kann ausschließlich dadurch erfolgen, dass
das Auslassventil 7a nach unten gegen die Federkraft seiner
Rückstellfeder
unter Druck gesetzt wird, wodurch es öffnet und das flüssige Medium über die
als Sprühdüse ausgebildete
Dosieröffnung 8a in
die Umgebung entweichen kann. Ein Mediumaustrag erfolgt ausschließlich durch
die Druckfederkraft des Federspeichers 17a, da mit Freigabe
des Strömungsweges
im Bereich der Dosierkante 28 und des Stufenabsatzes 31 der
Mediumdruck in der Dosierkammer geringer wird und demzufolge die
Federkraft des Federspeichers 17a die Dichtmanschette 32 bis
zu der Endposition nach 6 nach unten drücken kann.
Der zuvor gespannte Federspeicher entspannt sich somit. Mit dem
Anschlagen der Dichtmanschette 32 am Bodenbereich der Dosierkammer ist
der Austragvorgang beendet. Ein Entweichen der Flüssigkeit
in den Mediumspeicher ist nicht möglich, da das Kugelventil 25a einen
Rückfluss
in den Mediumspeicher verhindert. Dies gilt auch für die Ausführungsform
nach den 1 bis 3.
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Sobald
nun die Bedienperson den Druck von der Fingerauflage 10a wegnimmt,
kann die Rückstellfeder 30 den
Nasenapplikator 4a einschließlich Fingerauflage 10a wieder
in seine Ausgangslage nach oben zurückstellen. Dabei wird zwangsläufig auch das
Innenteil 29 mit nach oben bewegt. Ein unterer Stirnrandbereich
des Innenteiles 29 ist mit einem nicht näher bezeichneten,
einstückig
angeformten Mitnahmeteller versehen, der axial und/oder radial formschlüssig mit
der Dichtmanschette 32 in Eingriff kommt und diese gegen
die Druckkraft des Federspeichers 17a mit nach oben nimmt.
Durch das Zurückziehen
der Dichtmanschette 32 entsteht in der Dosierkammer, die
zwangsläufig
ihr Volumen wieder vergrößert, ein
Unterdruck, der zu einem Öffnen
des Kugelventils 25a und zu einem Nachfördern von Flüssigkeit
aus dem Mediumspeicher führt.
Sobald der Nasenapplikator 4a und die Fingerauflage 10a in ihrer
oberen, durch Rastprofilierungen der Führungsstege 11a begrenzten
Endlage angekommen sind, ist die Ausgangslage der Dosiervorrichtung 1a gemäß 4 wieder
erreicht.
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Anhand 7 ist
die Dosiervorrichtung 1a nach den 4 bis 6 in
einer noch nicht in Betrieb genommenen, aber bereits funktionsfertig
montierten Ruhestellung gezeigt. Hier ist auf den Nasenapplikator
eine Schutzkappe 33 aufgesetzt, die mittels eines Rastrandes 34 auf
eine umlaufende Rastschulter 35 der Fingerauflage 10a lösbar aufgerastet ist.
Dem Verschlussteil ist eine Betätigungssperre 36 zugeordnet,
die einen Axialhub der Fingerauflage 10a zumindest in einem
wirksamen Bereich blockiert. Die Betätigungssperre 36 ermöglicht zudem
die Montage des Schnappgehäuses 2a mit
bereits montierter Fingerauflage 10a.
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Die
Dosiervorrichtung 1b gemäß 8 entspricht
im wesentlichen der anhand der 4 bis 7 ausführlich beschriebenen
Dosiervorrichtung 1a. Einziger Unterschied ist es, dass
hier im Bereich des Verschlussteiles ein scheibenartiger Dichtring 19b vorgesehen
ist, der entsprechend der Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 mit
einem einstückig
angeformten Dichtlippenfortsatz 20b versehen ist. Der Dichtlippenfortsatz 20b bildet
gemeinsam mit einer Ringschulter 21b des Ansaugstutzens ein
Belüftungsventil,
das nach Art eines Schlauchventils funktioniert. Die detaillierte
Ausführung
des Dichtlippenfortsatzes 20b und der Ringschulter 21b entspricht
der analogen Ausführung
der Dosiervorrichtung 1 gemäß den 1 bis 3,
so dass für eine
nähere
Erläuterung
hierauf verwiesen wird. Auch bei der Ausführungsform nach 8 bildet
die Ringschulter 21b eine etwa rechtwinklig ausgebildete Stützkante,
an der in spitzem Winkel eine innere Dichtfläche der konischen Innenkontur
des Dichtlippenfortsatzes 20b anliegt. Der Dichtlippenfortsatz 20b ist
radial nach außen
und axial nach unten elastisch nachgiebig und stellt sich in unbelasteter
Ausgangslage in die dichtende Schließposition gemäß 8 zurück. Die
axiale Stirnfläche
der Ringschulter 21b reagiert sehr sensibel auf Druckdifferenzen
und öffnet
dadurch sehr leicht.
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Die
Dosiervorrichtung 1c nach den 9 bis 11 entspricht
von ihrem funktionalen Aufbau im wesentlichen der Ausführungsform
nach den 4 bis 6. Wesentlicher
Unterschied ist es, dass hier die gesamte Pumpeinrichtung von dem
Verschlussteil 2c aus nach unten abragt und somit in einen
entsprechenden Mediumspeicher hineinragt. Zum besseren Verständnis sind
funktionsgleiche Teile der Dosiervorrichtung 1c mit den
gleichen Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform nach den 4 bis 7,
jedoch unter Hinzufügen
des Buchstabens c versehen. Die Dosiervorrichtung 1c ist
nicht ausschließlich
für eine
Nasenapplikation vorgesehen, sondern kann auch für eine anders gestaltete Applikation
eingesetzt werden. Zudem ist die Dosiervorrichtung 1c insbesondere
für die
Ausbringung nicht flüssiger,
aber fließfähiger Medien
wie Gels, Schäume,
Suspensionen und ähnliches
vorgesehen. Das mit dem Bezugszeichen 4c versehene Bauteil
stellt demzufolge nicht notwendigerweise bereits einen Applikator
mit einer entsprechenden Dosieröftnung dar,
sondern kann ein Zwischenteil bilden, auf das ein geeigneter Applikator
für die
jeweils gewünschte
Applikation aufgesetzt wird. Der Sockelbereich 3c bildet hier
das Gehäuse
der Pumpeinrichtung und taucht in montiertem Zustand in den Mediumspeicher
ein. Die Funktionsweise entspricht der Ausführungsform nach den 4 bis 6,
so dass auf die Offenbarung der Funktionsweise der Dosiervorrichtung 1a verwiesen
werden kann. Auch bei der Dosiervorrichtung 1c gemäß den 9 bis 11 sind
der Federspeicher 17c und die Rückstellfeder 30c für die Pumpeinrichtung
einander koaxial überlagert.
Beweglicher Pumpenteil ist das Bauteil 4c, das in geeigneter Weise
von oben her, vorzugsweise durch einen nicht dargestellten Applikatorkopf,
unter Druck gesetzt wird und die zuvor bereits beschriebene Funktionsweise
ermöglicht.