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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung mit einer manuell betätigbaren Pumpeinrichtung, die eine Pumpkammer sowie ein Einlassventil umfasst, das als Schieberventil ausgebildet ist und in seiner Schließstellung dichtend in einem Dosierkanal über einen Dosierhub beweglich ist, der ein Dosiervolumen für die Pumpkammer definiert, wobei der Dosierkanal sich einlassseitig in einen Einlassbereich öffnet.
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Eine derartige Dosiervorrichtung ist aus der
EP 12 95 646 A1 bekannt. Die bekannte Dosiervorrichtung weist einen Mediumspeicher auf, auf den eine manuell betätigbare Pumpvorrichtung aufgesetzt ist. Die Pumpvorrichtung ist mit einer Pumpkammer versehen, deren Volumen durch einen Schubkolben veränderbar ist. Der Pumpkammer ist ein Einlassventil und ein Auslassventil zugeordnet, wobei das Auslassventil federbelastet in Schließstellung gehalten wird. Das Einlassventil ist als Schieberventil gestaltet, das über einen Dosierhub in einem Dosierkanal in einer dichtenden Position und damit in einer Schließstellung gehalten wird. Zum Mediumspeicher gewandt schließt an den Dosierkanal und damit an das Einlassventil ein Einlassbereich an, der sich relativ zu dem Dosierkanal stufenförmig erweitert. Das Schieberventil fährt in seiner Schließstellung von oben her durch den Dosierkanal hindurch, bis es beim Einfahren in den Einlassbereich über den stufenförmigen Absatz gelangt und so die Pumpkammer zum Mediumspeicher hin öffnet.
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Aus der
DE 3909031 A1 ist eine Austragvorrichtung bekannt, bei der eine Schieberventil vorgesehen ist, welches einen Ventilkanal und einen Ventilkörper aufweist. Bei einer Betätigung fährt des Ventilkörper in den Ventilkanal ein und kommt an diesem mittels einer Kolbenlippe zum Anliegen, Bei einer fortgesetzten Verlagerung überfährt die Kolbenlippe im Ventilkanal vorgesehene Nuten, so dass die Flüssigkeit durch diese hindurch das Schieberventil passieren kann.
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Aus der
DE 60104119 T2 ist eine weitere Austragvorrichtung bekannt, die mehrere, gemeinsam eine Gehäuse bildende Bauteilen aufweist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Dosierung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Einlassbereich mit Strömungsprofilierungen versehen ist. Dadurch wird beim Öffnen des Schieberventils aus dem Dosierkanal zum Einlassbereich hin eine verbesserte Strömungscharakteristik für das nachströmende Medium aus dem Mediumspeicher erzielt, wodurch sich eine verbesserte Befüllung und demzufolge eine exaktere Dosierung für die Dosiervorrichtung ergibt. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei der der Übergang zwischen dem Dosierkanal und dem Einlassbereich durch eine umlaufende Ringstufe gestaltet war, ist der Übergang zwischen Einlassbereich und Dosierkanal durch die Strömungsprofilierungen des Einlassbereiches nun so gestaltet, dass sich ein verbesserter Strömungsübergang ergibt. Die Strömungsprofilierungen sind vorzugsweise in Form einer profilierten Ringwandung vorgesehen.
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In Ausgestaltung der Erfindung sind die Strömungsprofilierungen in Längsrichtung des Dosierhubes ausgerichtet. Vorzugsweise ist eine entsprechende Längsprofilierung durch mehrere Längsnuten gebildet, die sich gleichmäßig verteilt parallel zu einer Pumpachse über den Umfang des Einlassbereiches erstrecken. Je nach eingesetztem Medium und gewünschter Einlasscharakteristik können die Längsnuten breiter oder schmäler gestaltet sein. Die Tiefe der Längsnuten entspricht vorzugsweise der Radiusdifferenz zwischen dem Radius des zum Mediumspeicher hin an den Einlassbereich anschließenden Abschnittes der Dosiervorrichtung und dem Radius des Dosierkanals.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Einlassbereich und der Dosierkanal an getrennten Bauteilen vorgesehen. Dies ist in fertigungstechnischer Hinsicht von großem Vorteil. Dadurch lassen sich Dosiervorrichtungen mit relativ kleinen Abmessungen sehr genau herstellen. Durch die Zweiteiligkeit kann eine besonders exakte Öffnungscharakteristik für das Schieberventil erreicht werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Bauteile koaxial ineinandergreifend zusammengefügt, und die Bauteile sind an ihren einander zugewandten Mantelflächen derart profiliert, dass sich zwischen den Mantelflächen wenigstens eine Gasströmungskapillare zwischen axial gegenüberliegenden Stirnkanten der Mantelflächen ergibt. Dadurch ist sichergestellt, dass eine gewünschte Be- oder Entlüftung erfolgen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Gasströmungskapillare an einem Ende zu einer Umgebung und an ihrem anderen Ende in einen Mediumspeicher hinein offen, und an dem dem Mediumspeicher zugewandten Ende ist eine Filtereinheit angeordnet. Dadurch ist es möglich, den Mediumspeicher zu belüften, ohne eine Kontamination des Mediums durch die Umgebungsluft zu bewirken.
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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,
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2 in einer weiteren Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung ähnlich 1,
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3 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch die Dosiervorrichtung nach 2 entlang der Schnittlinie III-III in 2,
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4 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch die Dosiervorrichtung nach 1 entlang der Schnittlinie IV-IV in 1,
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5 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt V der Dosiervorrichtung nach 2,
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6 den Ausschnitt nach 5, wobei ein Auslassventil der Dosiervorrichtung in seiner geöffneten Position dargestellt ist und
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7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung in vergrößerter Schnittdarstellung.
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Eine Dosiervorrichtung nach den 1 bis 6 ist für den Aufsatz auf einen Mediumspeicher vorgesehen, der flüssige Medien wie pharmazeutische oder kosmetische Medien aufnehmen kann. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Dosiervorrichtung vorteilhaft für die Dosierung pharmazeutisch wirksamer Flüssigkeiten eingesetzt, wobei eine Applikation der pharmazeutisch wirksamen Flüssigkeit vorzugsweise in eine Nasenöffnung eines Patienten erfolgt.
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Die Dosiervorrichtung weist eine Aufsatzhülse in Form einer Schraubhülse 1 auf, die auf einen Behälterhals des Mediumspeichers aufschraubbar ist. Die Aufsatzhülse 1 trägt ein Pumpgehäuse 2, 3, 4, das aus zwei stationär zur Aufsatzhülse 1 und damit zum Mediumspeicher gehaltenen Bauteilen 2 und 3 sowie aus einem linearbeweglich zu den stationären Bauteilen 2, 3 gelagerten Pumpenbauteil 4 zusammengesetzt ist. Das Pumpenbauteil 4 bildet einen Applikator der Dosiervorrichtung, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Nasenapplikator ausgeführt ist.
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In den Mediumspeicher ragt ein Steigrohr 19 hinein, das in einen nicht näher bezeichneten Einlasskanal des Bauteils 2 eingesteckt ist. Der Einlasskanal ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch ausgeführt. Auch das Steigrohr 19 ist zylindrisch ausgeführt. Das Bauteil 2 stellt ein Trägerbauteil dar. Das Trägerbauteil 2 weist eine nach oben offene, becherartige Aufnahme auf, in die das stationäre Pumpenbauteil 3 eingepresst ist und so starr mit dem Trägerbauteil 2 verbunden ist. Das stationäre Pumpenbauteil 3 und das bewegliche Pumpenbauteil 4 begrenzen eine Pumpkammer 10, die sich bis in einen Kopfbereich des Pumpenbauteiles 4 hinein erstreckt und dort in eine zur Umgebung hin offene Dosieröffnung 12 mündet. Die Dosieröffnung 12 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Sprühdüse ausgeführt.
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Das Pumpenbauteil 4 ist seinerseits mehrteilig ausgeführt, indem es aus einem äußeren, haubenartigen Applikatorgehäuse 4' und einem Kolbenbauteil 5, 6 zusammengesetzt ist. Zwischen dem Applikatorgehäuse 4' und dem Kolbenbauteil 5, 6 ist ein Auslassventil 11 angeordnet, das koaxial zu einer Pumpachse P der Dosiervorrichtung in dem Applikatorgehäuse und dem Kolbenbauteil 5, 6 begrenzt linearbeweglich verschiebbar gehalten ist. Das Auslassventil 11 wird durch eine Federanordnung 16 in Form einer Schraubendruckfeder in seiner in 1 dargestellten Schließposition gehalten. Das Kolbenbauteil 5, 6 umschließt mit einer hülsenartigen Führungswandung das Auslassventil 11 dichtend zur Pumpkammer 10 hin. Auch auf das Applikatorgehäuse 4' ist ein nicht näher bezeichneter, haubenartiger Verschlussdeckel aufgesetzt. Zudem ist mit dem Applikatorgehäuse 4' außenseitig eine ebenfalls nicht näher bezeichnete Fingerauflage verbunden, die gemäß der Darstellung nach 1 auf das Applikatorgehäuse 4' aufgerastet ist. Das Kolbenbauteil 5, 6 weist einen Dosierkolben 6 auf, der koaxial zur Pumpachse P ausgerichtet und im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Der Dosierkolben 6 erweitert sich nach unten zu einer Ringlippe 7, die ein Einlassventil in Form eines Schieberventils bildet. Die umlaufende Dichtlippe 7 wirkt während ihrer Funktion als Schieberventil mit einem Dosierkanal 8 zusammen, der koaxial zur Pumpachse P in dem Pumpenbauteil 3 vorgesehen ist. Der Dosierkanal 8 definiert eine Dosierstrecke für die Dichtlippe 7. Ausgangsseitig geht der Dosierkanal 8 in die Pumpkammer 10 über. Eingangsseitig schließt an den Dosierkanal 8 ein Einlassbereich 9 an, der gegenüber dem Dosierkanal 8 einen erweiterten freien Querschnitt aufweist. Bei einer entsprechenden Längsverschiebung öffnet das Schieberventil am Übergang der Dichtlippe 7 vom Dosierkanal 8 in den Einlassbereich 9, da der erweiterte Querschnitt des Einlassbereichs 9 so ausgeführt ist, dass Flüssigkeit an der Dichtlippe 7 außen vorbei in den Dosierkanal 8 und damit in die Pumpkammer 10 strömen kann. Auf die Ausgestaltung des Einlassbereiches 9 wird nachfolgend näher eingegangen.
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Die Dosiervorrichtungen nach den 1 und 2 sind im Wesentlichen identisch zueinander. Sie unterscheiden sich aber in der Ausbildung des Einlassbereiches 9 bzw. 9a. Nachfolgend werden die insoweit unterschiedlichen Ausführungsbeispiele beschrieben. Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass der jeweilige Einlassbereich 9, 9a drei Längsnuten 20 (3) bzw. 21 (4) aufweist, die in eine Ringwandung des Einlassbereiches 9, 9a eingebracht sind. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den 1 und 4 sind die Längsnuten 21 relativ schmal gestaltet. Beim Ausführungsbeispiel nach den 2 und 3 sind sie entsprechend breiter ausgeführt. Die Längsnuten sind in gleichmäßigen Abständen zueinander über den Umfang des im übrigen zylindrischen Einlassbereiches 9, 9a verteilt angeordnet und erstrecken sich parallel zur Pumpachse P. Der Durchmesser des Einlassbereiches 9, 9a an seinen zwischen den Längsnuten 20, 21 liegenden Wandungsabschnitten entspricht vorzugsweise zumindest weitgehend dem Durchmesser des Dosierkanales 8, 8a.
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An den Einlassbereich 9, 9a schließt auf seiner dem Mediumspeicher zugewandten Stirnseite eine Blende B an, deren Durchtrittsquerschnitt kleiner ist als der Durchschnittsquerschnitt des Dosierkanales 8 und des Einlassbereiches 9. Der Durchschnittsquerschnitt der Blende B ist jedoch größer als der freie Kanalquerschnitt des Steigrohres 19, das auf der dem Mediumspeicher zugewandten Seite der Blende B an diese anschließt. Die Blende B dient zusätzlich als Einschubanschlag für das Steigrohr 19.
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Bei der Ausführungsform nach 1 ist der Einlassbereich einstückig in dem Pumpenbauteil 3 ausgeformt. Die Blende B hingegen ist einstückig an dem Trägerbauteil 2 angeformt, wie der 1 entnehmbar ist. Hierzu bildet das Trägerbauteil 2 koaxial zur Pumpachse P eine domartige Ausbuchtung, die in eine korrespondierende hülsenartige Aufnahme des Pumpenbauteiles 3 kraftschlüssig eingesetzt, insbesondere eingepresst ist und an ihrer dem Einlassbereich 9 zugewandten Stirnseite mit der einstückig angeformten Blende B abschließt. Die Blende B ist radial zur Pumpachse P ausgerichtet. Der Einlassbereich 9 des Pumpenbauteiles 3 geht somit mittels eines stufenförmigen Ringabsatzes in die hülsenartige, zylindrische Aufnahme über, in die das Trägerbauteil mit seiner korrespondierend zylindrisch gestalteten Ausbuchtung eingepresst ist. Die Längsnuten 21 sind endseitig zum Dosierkanal 8 hin geschlossen, zu ihrem gegenüberliegenden Stirnende hin sind sie offen.
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Bei der Ausführungsform nach den 2 und 3 ist der Einlassbereich 9a einschließlich der Blende B einstückiger Teil des Trägerbauteiles 2a. Hierzu ist das Trägerbauteil 2a mit einem nach oben ragenden, kranzartigen Fortsatz versehen, in den der Einlassbereich 9a integriert ist. Unterhalb des Einlassbereiches 9a ist die Blende B einstückig ausgeformt. Das Trägerbauteil 2a ist mit einem kranzförmigen Fortsatz koaxial zur Pumpachse P in eine entsprechende zylinderartige Aufnahme des Pumpenbauteils 2a eingesteckt und dicht und kraftschlüssig mit dem Pumpenbauteil 3a verbunden. Auch die breiten Längsnuten 20 des Einlassbereiches 9a sind zum Dosierkanal 8a hin stirnseitig geschlossen. Auch zu ihrem gegenüberliegenden Stirnende hin sind sie durch die Ausbildung der Blende B geschlossen.
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Bei beiden Ausführungsformen gemäß den 1 und 4 bzw. 2 und 3 sind die einander zugewandten Umfangsflächen des Pumpenbauteiles 3, 3a und des Trägerbauteiles 2, 2a im Bereich ihrer im ineinandergesteckten Zustand aneinanderliegenden Wandungsflächen mit umlaufenden Profilierungen 18 versehen. Die Profilierungen 18 sind derart ausgeführt, dass sich gasdurchlässige Strömungsleitwege in Form von Kapillaren zwischen einem unteren Stirnrand der äußeren Mantelfläche des Pumpenbauteiles 3a und einem oberen Stirnrand dieser Mantelfläche ergeben. Im Bereich der Profilierungen 18 wird somit eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen den Bauteilen geschaffen. Gleichzeitig soll jedoch ein Gasaustausch, insbesondere ein Luftaustausch zwischen Mediumspeicher und Umgebung durch die wenigstens eine gebildete Kapillare zwischen den Bauteilen 2a, 3a bzw. 2, 3 ermöglicht sein.
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Der Zugang von Umgebungsluft zum Mediumspeicher wird über einen in dem Trägerbauteil 2a vorgesehenen Durchtritt ermöglicht, in den ein als Filtereinheit dienendes Filterbauteil 17 eingesetzt ist. Beide Ausführungsformen nach den 1 und 2 sind in ihrer Gestaltung des Auslassventiles 11 und des Auslassbereiches des Applikatorgehäuses 4' identisch ausgeführt, so dass die nachfolgenden Ausführungen, die anhand der 5 und 6 vorgenommen werden, für beide Ausführungsbeispiele gleichermaßen gelten.
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Wie anhand der 5 und 6 gut erkennbar ist, ist das Auslassventil 11 an seiner der Dosieröffnung 12 zugewandten Stirnseite mit einem zylindrischen Fortsatz versehen, der koaxial zur Pumpachse P ausgerichtet ist und einen Dichtzapfen 13 bildet. Ein Auslassbereich des Applikatorgehäuses 4' ist nach innen anschließend an die sich nach innen konisch erweiternde Dosieröffnung 12 mit einem korrespondierend zylindrisch gestalteten Ventilsitz 24 versehen. Der Dichtzapfen 13 und der Ventilsitz 24 bilden sowohl einen axialen als auch einen radialen Dichtsitz in geschlossenem Zustand des Auslassventils 11 gemäß 5. Um den Dichtzapfen 13 herum ist ein zylinderringartiger Labyrinthkranz 15 vorgesehen, der – wie der Dichtzapfen 13 – einstückig an dem Auslassventil 11 angeformt ist. Der Labyrinthkranz 15 dient auch als Schutz für den Dichtzapfen 13 vor Beschädigungen. Der ringförmige Labyrinthkranz 15 weist umlaufend den gleichen Querschnitt auf. Der Querschnitt ist im Wesentlichen rechteckig ausgeführt, wie anhand der 5 erkennbar ist. Die Höhe des Labyrinthkranzes 15 ist geringer als die Höhe des Dichtzapfens 13. Zwischen dem Labyrinthkranz 15 und dem Dichtzapfen 13 ergibt sich ein Ringspalt, dessen Breite am dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa der Breite des Labyrinthkranzes 15 entspricht und der einen rechteckigen lichten Querschnitt aufweist.
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Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Labyrinthkranz wenigstens genauso hoch wie der Dichtzapfen. Dadurch wird ein besonders guter Schutz des Dichtzapfens gegen Beschädigungen geschaffen.
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Der Ventilsitz 24 ist in einem hülsenartig koaxial zur Pumpachse P nach innen ragenden, als Hüllabschnitt dienenden Ringfortsatz des Applikatorgehäuses 4' vorgesehen. Der ins Innere des Applikatorgehäuses 4' ragende Ringfortsatz ist an seiner axial innenliegenden Stirnseite mit einem Zentrierkonus 22 versehen, der eine sich zur Dosieröffnung 12 hin konisch verjüngende Wandungsfläche definiert. In der konisch verjüngten Wandungsfläche sind über den Umfang des Ringfortsatzes des Applikatorgehäuses 4' verteilt mehrere Längsnuten 23 integriert, die sich achsparallel zur Pumpachse P in den Ventilsitz 24 hinein fortsetzen, wie anhand der 6 erkennbar ist. Der Dichtzapfen 13 bildet somit mit dem Ventilsitz 24 lediglich einen axialen Dichtsitz, da der Strömungsweg zur Dosieröffnung 12 bereits freigegeben ist, sobald der Dichtzapfen 13 sich geringfügig axial von der entsprechenden Stirnfläche des Ventilsitzes 24 entfernt hat. Denn dann kann die auszubringende Flüssigkeit durch die Längsnuten 23 hindurch an der Mantelfläche des Dichtzapfens 13 vorbei nach oben zur Dosieröffnung 12 transportiert werden, ohne dass der Dichtzapfen 13 seine radiale Führung innerhalb des Ventilsitzes 24 vollständig verlassen muss. Je nach Druckaufbau und maximaler Hubbeweglichkeit des Auslassventiles 11 kann das Auslassventil 11 aber auch so weit aus dem Ventilsitz 24 herausbewegt werden, dass die Flüssigkeit über die konischen Flächen des Zentrierkonus 22 zur Dosieröffnung 12 strömen kann, ohne ausschließlich durch die Längsnuten 23 strömen zu müssen.
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Um den den Ventilsitz 24 umfassenden Ringfortsatz herum ist im Inneren des Applikatorgehäuses 4' ein Ringraum 14 vorgesehen, in den der Labyrinthkranz 15 eintaucht. Die Innenkontur des Ringraumes 14 weist Wandungsflächen auf, die parallel zu den Wandungsflächen des Labyrinthkranzes 15 verlaufen, wie anhand des Querschnittes nach 5 erkennbar ist. Wie anhand der 5 zudem erkennbar ist, sind die Wandungsflächen des Ringraumes 14 in geschlossenem Zustand des Auslassventils 11 zu den benachbarten Wandungsflächen des Labyrinthkranzes 15 derart beabstandet, dass sich bis zum Dichtzapfen 13 ein Spaltraum ergibt. Der als Fluidleitweg dienende Spaltraum ist bereits zwischen den untenliegenden Mantelflächen des Auslassventiles 11 von der Innenwandung des Applikatorgehäuses 4' mit etwa gleicher Dicke vorgesehen wie im oberen Labyrinth- oder Auslassbereich des Ringraumes 14 des Applikatorgehäuses 4'. Bei einem Öffnen des Auslassventils 11 wird die Flüssigkeitsströmung somit zwischen Ringraum 14 und Labyrinthkranz 15 sowie dem radial nach innen anschließenden Ringfortsatz labyrinthartig umgelenkt, bevor sie zum Zentrierkonus 22 und demzufolge zu den Längsnuten 23 gelangt. Dadurch ist eine besonders genaue und vorteilhafte Dosiercharakteristik bzw. Sprühcharakteristik erzielbar.
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Die Dosiervorrichtung nach 7 weist eine manuell betätigbare Pumpeinrichtung auf, die funktionsgleich gestaltet ist wie die Pumpeinrichtungen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen nach den 1 und 2. Funktionsgleiche Bauteile sind mit dem gleichen Bezugszeichen, jedoch unter Hinzufügung des Buchstabens b versehen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird für die Beschreibung der funktionsgleichen und mit den gleichen Bezugszeichen versehenen Bauteile auf die Beschreibung zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwiesen.
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Wesentlicher Unterschied bei der Dosiervorrichtung nach 7 ist es, dass das Applikatorgehäuse derart gestaltet ist, dass das Auslassventil 11b und die Dosier- bzw. Austragöffnung 12b rechtwinklig zur Pumpachse P ausgerichtet sind. Demzufolge ist auch die Pumpkammer 10b mit rechtwinklig umgelenkten Strömungsleitwegen versehen. Auf der dem Ventilsitz des Applikatorgehäuses, der den Dichtzapfen 13b ringförmig umschließt, zugewandten Innenseite des Labyrinthkranzes 15b ist eine flache, ballige Ringnut PG vorgesehen, die die Strömungscharakteristik im Bereich des Labyrinthkranzes weiter verbessert und demzufolge eine weiter verbesserte Sprühwirkung bedingt.
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Eine wesentliche Idee bei der erfindungsgemäßen Lösung, wie sie anhand der Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 7 beschrieben ist, ist es, im Bereich des Einlassventils der Pumpkammer 10, nämlich im Bereich des Schieberventils 6, 7 eine mit Strömungsprofilierungen versehene Ringwandung vorzusehen, um so die Ein- bzw. Ausströmcharakteristik der Flüssigkeit in die Pumpkammer bzw. aus der Pumpkammer positiv beeinflussen zu können.