DE19928902C1 - Selbstzentrierende Düsenvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer Düsenvorrichtung zum Befüllen von Phiolen, mit einem Schlauchanschluß, an dessen einem Ende eine Füllnadel vorgesehen ist, deren Ende in eine Phiolenöffnung einführbar ist, und einem an dem Schlauchanschluß befestigten Körper zum Angrenzen an einer Phiolenöffnungsbegrenzung, der die Düsenvorrichtung mindestens teilweise umschließt, wird ein zentriertes Einführen einer Einfüllnadel in eine Phiolenöffnung mit einfachen Mitteln dadurch erreicht, daß der Körper eine Gleithülse sowie eine diese im wesentlichen umschließende Überwurfmutter enthält, und eine innerhalb der Gleithülse und dem Körper entlang der Düsenvorrichtung hin und her bewegbar gelagerte, mittels mindestens einer Feder in Richtung auf das Ende der Füllnadel vorgespannte Zentrierhülse zum Angrenzen an eine Phiolenöffnungsbegrenzung vorgesehen ist, deren phiolenseitiges Ende einen Bereich mit einer im wesentlichen konisch ausgebildeten Höhlung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung zum Befüllen von Phiolen, mit einer Füllnadel, die in eine Phiolenöffnung einführbar ist, mit einer an einem Schlauchanschluß befestigten Körpereinheit und mit einer entlang der Füllnadel hin und her bewegbaren, die Füllnadel mindestens teilweise umschließenden Zentrierhülse, deren phiolenseitiges Ende zum Angrenzen an eine Phiolenöffnungsbegrenzung einen hohlkonischen Bereich aufweist.

Aus der US 2,150,760 ist eine Düsenvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt.

Derartige Vorrichtungen werden verwendet, um Phiolen für in der Regel medizinische Zwecke mit Flüssigkeiten unterschiedlichster Zusammensetzung zu befüllen. Zu diesem Zweck wird die Füllnadel durch die Phiolenöffnung so weit in die Phiole eingeführt, daß ihr Ende im Bereich des Phiolenbodens zu liegen kommt. Mit dem Einleiten eines Befüllungsvorgangs wird die Füllnadel kontinuierlich in Richtung Phiolenöffnung bewegt, um zu jedem Zeitpunkt des Befüllungsvorgangs einen vorgegebenen Abstand zur Oberfläche des Befüllungsmediums einzuhalten. Es hat sich dabei gezeigt, daß insbesondere bei der Verwendung von Phiolen, deren Öffnung einen geringen Innendurchmesser im Bereich von wenigen Millimetern aufweist, ein Einführvorgang einer Füllnadel in eine entsprechende Phiolenöffnung dadurch erschwert oder gegebenenfalls verhindert ist, daß die Füllnadel sich zum Zeitpunkt der geführten Bewegung in Richtung auf die Phiolenöffnung zu sich aus Gründen einer aufgrund eines fehlerhaften mechanischen Transports einer entsprechenden Phiole nicht zentriert zur Phiolenöffnung befindet, sondern in einer Position soweit dezentriert zu der Phiolenöffnung befindet, daß die Nadel bei Bewegung in Richtung auf die Phiolenöffnung zu oberhalb der Phiolenöffnungsbegrenzung zu liegen kommt.

Dabei wird die Phiolenöffnung in Bezug auf die Füllnadel zentriert. Hierzu dient ein hülsenartiger, hin und her bewegbarer Zentrierkörper, der einen hohlkonischen Bereich zur Aufnahme der Phiolenöffungsbegrenzung aufweist. Die unstetige Relativbewegung zwischen dem Zentrierkörper und der Füllnadel kann jedoch im Verlauf frd Abfüllvorgangs zu Störungen in der Zentrierung führen. Außerdem weist diese bekannte Vorrichtung eine konstruktiv sehr aufwendige und insgesamt unhandliche, da schwere Bauform auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düsenvorrichtung zum Befüllen von Phiolen zu schaffen, die eine kompakte Bauform ermöglicht und bei der eine Zentrierung einer Füllnadel bezüglich einer Phiolenöffnung während eines gesamten Abfüllvorgangs zuverlässig gewährleistet ist.

Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Füllnadel am stromabseitigen Ende des Schlauchanschlusses vorgesehen ist, die Körpereinheit eine Gleithülse sowie eine diese im wesentlichen umschließende Überwurfmutter enthält, wobei die Gleithülse und die Überwurfmutter mit einem an dem Schlauchanschluss befestigten Körper verbunden sind, und die innerhalb der Gleithülse gelagerte Zentrierhülse mittels mindestens einer Feder in Richtung auf das stromabseitige Ende der Füllnadel vorgespannt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand er Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung wird durch das Merkmal, dass die Füllnadel am stromabseitigen Ende des Schlauchanschlusses vorgesehen ist, die Körpereinheit eine Gleithülse sowie eine diese im wesentlichen umschließende Überwurfmutter enthält, wobei die Gleithülse und die Überwurfmutter mit einem an dem Schlauchanschluss befestigten Körper verbunden sind, und die innerhalb der Gleithülse gelagerte Zentrierhülse mittels mindestens einer Feder in Richtung auf das stromabseitige Ende der Füllnadel vorgespannt ist, erreicht, dass bei einem Annäherungsvorgang der Füllnadel an eine Phiolenöffnung zum Zweck des Einführens einer Füllnadel in eine Phiolenöffnung eine automatische Zentrierung der Füllnadel bezüglich der Phiolenöffnung dadurch erreicht wird, dass die die Füllnadel umschließende Zentrierhülse mit ihrem hohlkonisch ausgebildeten phiolenseitigen Ende oberhalb der Phiolenöffnungsbegrenzung so zu liegen kommt, dass die Phiolenöffnungsbegrenzung von dem hohlkonisch ausgebildeten Ende allseitig umschlossen wird und im weiteren Verlauf des Bewegungsvorgangs der Zentrierhülse in Richtung auf die Phiolenöffnung zu entlang der Innenwandung des hohlkonischen Endes so geführt wird, dass die Phiolenöffnung bei Aufsetzen des Zentrierhülsenendes auf die Phiolenöffnungsbegrenzung zentriert unterhalb der Füllnadel zu liegen kommt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung grenzt der hohlkonische Bereich der Zentrierdüse an einen im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Bereich, der wiederum an einen weiteren hohlkonisch ausgebildeten Bereich angrenzt. Durch den die Füllnadel umgebenden hohlzylindrisch ausgebildeten Bereich ist dabei sichergestellt, daß Tropfen, die nach einem Befüllungsvorgang an dem Ende der Füllnadel verbleiben, nicht in Kontakt mit dem unteren Bereich der Zentrierhülse gelangen können und diese somit nicht verunreinigen können.

Der Körper der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung ist vorzugsweise im Bereich des einen Endes des Schlauchanschlusses an demselben befestigt. Der Körper ist dabei vorzugsweise mit einer mit einem Innengewinde versehenen radialen Bohrung versehen, in der eine Inbus- Schraube gelagert ist, die mittels eines entsprechenden Inbus-Schraubenziehers in Richtung auf den Schlauchanschluß zu bewegbar ist, um den Körper an dem Schlauchanschluß zu befestigen.

Der Schlauchanschluß der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung weist vorzugsweise strömungsaufwärts des Bereiches, an dem die Körpereinheit befestigt ist, einen gebogenen Bereich auf. Dadurch wird eine exakte Positionierung des Körpers entlang dem Schlauchanschluß erleichtert, so daß unterschiedliche Körper mit unterschiedlichen Durchmessern mit entsprechenden, mit unterschiedlichen Durchmessern versehenen Zentrierhülsen an vorgegebener Position lösbar an einem Schlauchanschluß befestigbar sind, so daß sie auf einfache Weise schnell austauschbar sind.

Die Füllnadel der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung ist vorzugsweise einstückig mit dem Schlauchanschluß ausgeführt. Auf diese Weise ist eine mechanisch besonders robuste Ausführung gewährleistet.

Die Gleithülse der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung ist vorzugsweise in eine entsprechend hohlzylindrisch ausgebildete Höhlung des Körpers eingeführt derart, daß in gewissem Umfang ein Spiel der Gleithülse innerhalb des Körpers ermöglicht ist. Ein derartiges Spiel ist zum Kompensieren eines dezentrierten Versatzes der Gleithülse bezüglich einer Phiolenöffnung wünschenswert. Ein entsprechendes Spiel wird dabei durch die Überwurfmutter nicht verhindert. Entsprechend einer einfacheren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung kann es jedoch vorgesehen sein, daß die Gleithülse einstückig mit der Überwurfmutter ausgeführt ist, wodurch ein entsprechendes Spiel der Gleithülse eingeschränkt ist und im wesentlichen durch das Spiel des Gewindes der Überwurfmutter bezüglich des Körpers begrenzt ist.

Gemäß einer noch einfacheren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung sind die Gleithülse, die Überwurfmutter sowie der Körper der Körpereinheit einstückig ausgebildet. Um ein ausreichendes Spiel einer Zentrierhülse bezüglich einer Phiolenöffnungsbegrenzung zu erhalten ist es in einem derartigen Fall erforderlich, die Düsenvorrichtung besonders lang auszuführen.

Die Zentrierhülse der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung ist vorzugsweise aus einem harten Kunststoffmaterial, insbesondere einem PEEK-Kunststoffmaterial hergestellt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Reibungskräfte einer innerhalb einer Gleithülse reziprozierenden Zentrierhülse minimiert sind.

Gemäß einer wichtigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung ist der stromabwärtige Innendurchmesser des hohlkonischen Bereiches um etwa 50% größer bemessen als der Außendurchmesser der Phiolenöffnungsbegrenzung bemssen. Ein derartiger Wert hat sich in der Praxis bewährt. Zum Kompensieren von noch größeren Dezentrierungen von Phiolenöffnungen bezüglich in sie einzuführender Füllnadeln kann es jedoch auch notwendig sein, den Innendurchmesser der konisch ausgebildeten Höhlung einer Zentrierhülse etwa doppelt so groß wie den Außendurchmesser einer Phiolenöffnungsbegrenzung zu bemessen.

Die erfindungsgemäße Düsenvorrichtung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Düsenvorrichtung in einer Explosionsansicht;

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung in einer Querschnittsansicht;

Fig. 3 die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung beim Ansetzen auf eine Phiole, in einer Seitenansicht;

Fig. 4 die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungs­ gemäße Düsenvorrichtung während des Vorgangs des Einführens der Füllnadel in eine Phiole, in einer Seitenansicht;

Fig. 5 das untere Ende einer besonderen Ausführungsform einer Füllnadel der erfindungsgemäßen Düsenvor­ richtung, in einer Querschnittsansicht;

Fig. 6 das untere Ende einer Standardausführungsform einer Füllnadel der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung, in einer Querschnittsansicht.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung 10 zum Befüllen von Phiolen weist ein Schlauchanschluß 11 einen gebogenen Bereich 11' auf, stromaufwärts dessen eine Riffelung 13 zum Befestigen eines Schlauches vorgesehen ist, wobei der Schlauchanschluß 11 einstückig mit einer Füllnadel 12 mit einem Öffnungsbereich 12' ausgeführt ist und an einer Begrenzung 11" in die Füllnadel 12 übergeht. Die Füllnadel 12 ist dabei so dimensioniert, daß sie in eine von einer Öffnungsbegrenzung 31 begrenzte Öffnung 32 einer Phiole 30 einführbar ist, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Düsenvorrichtung 10 weist einen mit einer zylindrischen Höhlung 14" versehenen Körper 14 auf, der einen mit einem Außengewinde versehenen Endbereich 24 aufweist, der innen mit einer Aussparung 34 versehen ist, in die eine innen hohlzylindrisch ausgeführte Gleithülse 15 so einführbar ist, daß die hohlzylindrische Öffnung 14" bündig in die hohlzylindrische Höhlung der Gleithülse 15 übergeht. Die Gleithülse 15 wird mittels einer Überwurfmutter 16, die im Bereich ihres Endes 16" mit einem Innengewinde versehen ist, das mit dem Außengewinde 24 des Körpers 14 zusammenwirkt, an dem Körper 14 befestigt.

Ein dem Ende 16" der Überwurfmutter 16 gegenüber liegendes stromabwärtiges Ende 16' der Überwurfmutter 16 weist einen nach innen gebogenen Flansch auf, durch den einerseits die Gleithülse 15 innerhalb der Überwurfmutter 16 gesichert ist und durch den ein stromaufwärtiger Bereich 18' einer Zentrierhülse 18 innerhalb der Überwurfmutter so gesichert ist, daß er in der durch den Körper 14 sowie die Gleithülse 15 gebildeten zylindrischen Höhlung reziprozierbar gelagert ist, wobei die Zentrierhülse 18 durch eine Feder 17, die am stromaufwärtigen Ende der hohlzylindrischen Öffnung 14" des Körpers 14 abgestützt ist, in Richtung aus der Gleithülse heraus vorgespannt ist. Die Feder 17 ist dabei in einer zylindrischen Höhlung 28 der Zentrierhülse 18 gelagert und am Ende 28' der zylindrischen Höhlung 28 abgestützt. Die Zentrierhülse 18 weist in ihrem stromabwärtigen Bereich eine weitere zylindrische Höhlung 38 auf, die einen geringeren Durchmesser als die zylindrische Höhlung 28 aufweist, wobei der Durchmesser der zylindrischen Höhlung 38 so bemessen ist, daß die Füllnadel 12 reziprozierbar in ihr bewegbar ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Zentrierhülse 18 in ihrem stromabwärtigen Bereich einen ersten Bereich 19 mit einer im wesentlichen konisch ausgebildeten Höhlung auf, der an einen im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Bereich 20 angrenzt, der wiederum an einen weiteren hohlkonisch ausgebildeten Bereich 21 angrenzt. Der hohlkonische Bereich 19 wirkt dabei zentrierend beim aufsetzen der Zentrierhülse 18 auf eine Phiolenöffnungsbegrenzung 31, so daß bei einer Bewegung der insgesamten Düsenvorrichtung 10 in Richtung auf eine Phiole 30 zu die Füllnadel 11 immer zentriert oberhalb einer Öffnung 32 einer Phiole 30 zu liegen kommt und durch die Öffnung 32 durch ins Innere der Phiole 30 einführbar ist. Bei einem derartigen Vorgang wird die Gleithülse 18 innerhalb der zylindrischen Höhlung 14", 15" nach oben bewegt, so daß während eines Befüllungsvorgangs des Inneren der Phiole 30 durch ein aus dem Endbereich 12' der Füllnadel 12 austretendes Flüssigkeitsmedium die Phiolenöffnungsbegrenzung 31 in Kontakt mit der konisch ausgebildeten Höhlung 19 verbleibt, wie dies insbesondere aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht. Der hohlzylindrische Bereich 20 der Zentrierhülse 18 bewirkt, daß nach einem Befüllen der Phiole 30 Tropfen des betreffenden Flüssigkeitsmediums, die im Endbereich 12' der Füllnadel 12 verbleiben, nicht in Kontakt mit der Zentrierhülse 18 treten.

In den Fig. 5 und 6 sind unterschiedlich ausgebildete Bereiche der Füllnadel der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung 10 dargestellt, wobei in Fig. 6 ein Endbereich 12' dargestellt ist, wie er in der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung 10 vorgesehen ist.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der Endbereich 12' gradkantig ausgebildet. Es hat sich gezeigt, daß ein derartiger Endbereich in der Lage ist, nur relativ klein ausgebildete Tropfen 40 eines Flüssigkeitsmediums zu halten. Dem gegenüber ist der in Fig. 5 dargestellte Endbereich 12" einer Füllnadel innen gebogen ausgebildet. Es hat sich gezeigt, daß der so ausgebildete Endbereich 12" in der Lage ist, größere Tropfen 41 eines Flüssigkeitsmediums zu halten, als dies bei dem in Fig. 6 dargestellten Endbereich 12' der Fall ist. Je nach Viskosität des zu verwendenden Flüssigkeitsmediums kann es deshalb vorteilhaft sein, einen in Fig. 5 dargestellten Endbereich 12" oder einen in Fig. 6 dargestellten Endbereich 12' für die Füllnadel 12 der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung 10 78 verwenden.

Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.

Claims (9)

1. Düsenvorrichtung (10) zum Befüllen von Phiolen (30), mit einer Füllnadel (12), die in eine Phiolenöffnung (32) einführbar ist, mit einer an einem Schlauchanschluß (11) befestigten Körpereinheit (14, 15, 16) und mit einer entlang der Füllnadel (12) hin und her bewegbaren, die Füllnadel (12) mindestens teilweise umschließenden Zentrierhülse (18), deren phiolenseitiges Ende zum Angrenzen an eine Phiolenöffnungsbegrenzung (31) einen hohlkonischen Bereich (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllnadel (12) am stromabseitigen Ende des Schlauchanschlusses (11) vorgesehen ist, die Körpereinheit (14, 15, 16) eine Gleithülse (15) sowie eine diese im wesentlichen umschließende Überwurfmutter (16) enthält, wobei die Gleithülse (15) und die Überwurfmutter (16) mit einem an dem Schlauchanschluss (11) befestigten Körper (14) verbunden sind, und die innerhalb der Gleithülse (15) gelagerte Zentrierhülse (18) mittels mindestens einer Feder (17) in Richtung auf das stromabseitige Ende der Füllnadel (12) vorgespannt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohlkonische Bereich (19) der Zentrierhülse (18) an einen im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Bereich (20) angrenzt, der wiederum an einen weiteren hohlkonisch ausgebildeten Bereich (21) angrenzt.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauchanschluß (11) strömungsaufwärts des Bereiches, an dem die Körpereinheit (14, 15, 16) befestigt ist, einen gebogenen Bereich (11') aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllnadel (12) einstückig mit dem Schlauchanschluß (11) ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleithülse (15) einstückig mit der Überwurfmutter (16) ausgeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleithülse (15), die Überwurfmutter (16) sowie der Körper (14) der Körpereinheit einstückig ausgeführt sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (18) aus einem harten Kunststoffmaterial hergestellt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (18) aus einem PEEK-Kunststoffmaterial hergestellt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der stromabseitige Innendurchmesser des hohlkonischen Bereichens (19) um etwa 50% größer als der Außendurchmesser der Phiolenöffnungsbegrenzung (31) bemessen ist.