DE69820433T2

DE69820433T2 - Verbindungsanordnung, fluidsysteme und methode zum erstellen einer verbindung

Info

Publication number: DE69820433T2
Application number: DE69820433T
Authority: DE
Inventors: Ivan Vlado MATKOVICH; J. Thomas BORMANN; R. Gerard DELGIACCO; Mladen Franovic
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2018-05-09
Also published as: CA2683227C; EP1260245A2; DE69835967D1; EP1716885A2; CA2683227A1; ATE255934T1; CA2289230A1; US20050054238A1; DE69820433D1; US7523918B2; US20060192165A1; CA2655564A1; US20040171302A1; US6880801B2; AU751476B2; JP2002510996A; AU7381898A; US6655655B1; US7090191B2; CA2289230C

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Anmeldung für ein vorläufiges Patent 60/046 051, eingereicht am 9. Mai 1997, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingebracht wird.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbinderanordnungen, Fluidsysteme oder -vorrichtungen, die eine Verbinderanordnung umfassen, und auf Verfahren zur Herstellung einer Verbindung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verbinderanordnungen und Fluidsysteme oder -vorrichtungen, die die Sterilität einer Flüssigkeit, welche durch sie hindurchtritt, erhalten, und auf Verfahren zur Herstellung einer sterilen Verbindung.
Hintergrund der Erfindung
Verbinderanordnungen wurden entwickelt, um Flüssigkeiten, z. B. biologische Flüssigkeiten, unter Erhaltung ihres Zustandes handhaben zu können. Insbesondere wurden Verbinder entwickelt, um den Zustand einer Flüssigkeit zu erhalten oder eine Flüssigkeit frei von Verunreinigungen zu halten. Das Freisein von Verunreinigungen betrifft eine relative Menge an Verunreinigungen und ist verschiedentlich, entsprechend einer besonderen Industrie, einer Flüssigkeit und/oder einer beabsichtigten Verwendung definiert. Z. B. wird eine biologische Flüssigkeit als frei von Verunreinigungen betrachtet, wenn sie im wesentlichen frei von lebensfähigen Mikroorganismen ist und typischerweise als steril bezeichnet wird. Verbinderanordnungen für die Verwendung mit biologischen Flüssigkeiten wurden z. B. gestaltet, um die Sterilität der Flüssigkeit zu bewahren.
Es wurden Versuche unternommen, Verbinderanordnungen zu entwickeln, die eine Flüssigkeit von der umgebenden Umwelt des Verbinders und von Verunreinigungen, die in der umgebenden Umwelt vorhanden sind, zu isolieren. Solche Verbinder bilden typischerweise eine Flüssigkeitsleitung, deren Inneres von der umgebenden Umwelt isoliert ist. Einige konventionelle Verbinderanordnungen enthalten zusammenpassende Steck- und Aufnahmeverbinder, die gegenüberliegende Oberflächen und eine entfernbare Schutzabdeckung an jeder gegenüberliegenden Oberfläche, die kontaktiert wird, aufweisen. Diese Abdeckungen müssen entfernt werden, bevor die Verbinder tatsächlich gekoppelt werden.
Ein Problem, das diese konventionellen Verbinderanordnungen, in welchen Schutzabdeckungen vor dem Koppeln entfernt werden müssen, mit sich bringen, ist, dass das Entfernen der Abdeckungen die Flüssigkeit, die durch diese Anordnungen fließt, nicht hinreichend schützen kann. Um eine Abdeckung zu lösen und zu entfernen, muss ein Techniker manuell die entfernbare Abdeckung in unmittelbarer Nähe des geschützten Bereiches unter der Abdeckung manipulieren, wobei ein unabsichtlicher Kontakt und die Übertragung von Verunreinigungen auf den geschützten Bereich riskiert werden.
Zusätzlich sind die geschützten Bereiche, wenn die Schutzabdeckungen von den geschützten Oberflächen entfernt sind, der mit Verunreinigungen beladenen, umgebenden Umwelt ausgesetzt. Z. B. können, wenn die Verbinder zusammengebracht werden, Staub, Mikroorganismen und andere Verunreinigungen in der Luft die geschützten Bereiche kontaktieren, selbst wenn die Verbinder rasch zusammengefügt werden. Obwohl diese konventionellen Verbinderanordnungen entwickelt wurden, um eine sterile Verbindung zu bilden, schützt keine die Flüssigkeit, die durch die Verbinderanordnung fließt, ausreichend.
Eine andere Art von konventionellen Verbinderanordnungen weist zusammenpassende Steck- und Aufnahmeelemente, von denen jedes eine Schutzabdeckung hat, die an einem Verbindungsende des Elementes befestigt ist, und ein Schneidelement innerhalb des Steckelementes auf, um die Schutzabdeckungen zu durchschneiden und die Innenräume der zusammenpassenden Elemente zu verbinden. Ein Problem mit diesen Elementen ist, dass das Schneidelement vorzeitig die Abdeckung durchschneiden kann, bevor die Elemente aneinander gekoppelt sind. Daher können die Verunreinigungen in den Verbinder eintreten und er muss entweder erneut sterilisiert oder aussortiert werden.
Ein anderes Problem, das bei herkömmlichen Verbinderanordnungen, die Schneidelemente enthalten, auftreten kann, ist, dass das Schneidelement einen Teil einer oder beider Abdeckungen zwischen den Verbindungsenden der Steck- und Aufnahmeelemente abreißen kann, wenn die Elemente miteinander gekoppelt werden. Diese abgerissenen Teile der Membran können in einen Flüssigkeitströmungsweg, der durch den inneren Bereich der Elemente geschaffen ist, eintreten und das System kontaminieren, oder die Strömung der Flüssigkeit durch den Verbinder beeinträchtigen.
Ein anderes Problem, das bei herkömmlichen Verbinderanordnungen existiert, ist das Erzielen einer guten Abdichtung zwischen dem Steck- und Aufnahmeelement. Wenn die Schutzabdeckungen, die die Verbindungsenden bedecken, entfernt werden und die Verbindungsenden des Steck- und Aufnahmeelementes verbunden werden, können Spalten zwischen den verbundenen Verbindungsenden aufgrund von unpassenden Oberflächen vorhanden sein. Die Spalte ermöglichen Verunreinigungen in den inneren Bereich der Elemente einzudringen und die Sterilität des inneren Bereiches aufs Spiel zu setzen. Es besteht daher eine Notwendigkeit für eine sterile Verbinderanordnung, die eine gute Abdichtung zwischen den gegenüberliegenden Verbindungsenden der Steck- und Aufnahmeelemente schafft.
Ein anderes Problem, das bei herkömmlichen Verbindern mit Schutzabdeckungen vorhanden ist, ist, dass vor dem Zusammenbringen der Verbinder die Schutzabdeckungen ungeschützt sind. Folglich können, wenn die Verbinder gehandhabt werden, die Schutzabdeckungen leicht beschädigt oder punktiert oder zufällig oder unabsichtlich entfernt werden. So können die Verunreinigungen in die Verbinder eintreten und die Verbinder müssen aussortiert werden. In manchen Fällen können die Schäden an den Schutzabdeckungen nicht einfach erkannt werden und kontaminierte Verbinder können unwissentlich verwendet und die Flüssigkeit, die durch die Verbinderanordnung fließt, kontaminiert werden.
Die US A 5 492 147 offenbart eine Kupplung mit sehr geringem Verschütten, die Gummiklappen beinhaltet, die von der trockenlösbaren Kupplung nicht entfernbar sind. Die Gummiklappen haben einen umlaufenden Randabschnitt, der um das führende Ende einer Gehäuseverlängerung und ein Trägerelement geklappt sind und in Kontakt und Verbindung, vorzugsweise durch einen Kleber, mit einem äußeren Wandoberflächenabschnitt sind. Die US A 5 393 101 offenbart einen elastischen Aufsatz, der eine Nabe und einen elastischen Hals enthält. Der elastische Hals verbindet die Nabe mit einem Flansch eines Steckelementes. Der elastische Aufsatz kann als integraler Teil des Steckelementes ausgebildet sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung lösen viele der Probleme, die mit den herkömmlichen Verbinderanordnungen einhergehen, einschließlich vieler der vorhin aufgezeigten Probleme.
Gemäß der Erfindung umfasst eine Verbinderanordnung eine Verbinderanordnung umfassend:

– ein erstes Element mit einer Öffnung;
– ein zweites Element, welches mit dem ersten Element gekoppelt werden kann und welches eine Öffnung aufweist;
– einen Schaft, welcher in dem ersten Element angeordnet ist;
– ein Buchsenteil, welches mit dem ersten und/oder dem zweiten Element zusammenwirkend angeordnet ist und welches ein offenes Ende umfasst;
– ein elastisches Dichtungselement, welches innerhalb des Buchsenteiles angeordnet ist;
– und eine Dichtungsschicht, welche entfernbar mit dem offenen Ende des Buchsenteiles verbunden ist, wobei die Dichtungsschicht vom Buchsenteil entfernbar ist.

Die neuen Merkmale und Kennzeichen dieser Erfindung werden im Detail in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung wird am besten mit Bezug auf die Zeichnungen, die unten beschrieben sind, und die angeschlossene, detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen verstanden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht einer Verbinderanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht im teilweisen Schnitt der Verbinderanordnung aus 1;
3 ist eine Seitenansicht im teilweisen Schnitt der Verbinderanordnung, wobei die herausziehbaren Schichten entfernt sind und der Schaft in das Aufnahmeelement eingebracht ist;
4 ist eine Endansicht eines Steckverbinders im unverbundenen Zustand;
5 ist eine Endansicht eines Aufnahmeverbinders in einem unverbundenen Zustand;
6 ist eine Schnittansicht eines Steckdichtungselementes;
7 ist eine Schnittansicht eines Aufnahmedichtungselementes;
8a ist eine Seitenansicht im teilweisen Schnitt der Steckverbinderkappe;
8b ist eine Seitenansicht im teilweisen Schnitt der Aufnahmeverbinderkappe;
8c ist eine Draufsicht auf die Steck- oder Aufnahmeverbinderkappe;
9 ist eine Seitenansicht im teilweisen Schnitt einer Verbinderanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine Bodenansicht im teilweisen Schnitt des Steckverbinders aus 9;
11 ist ein Aufriss im teilweisen Schnitt von auseinandergenommenen Komponenten eines Fluidsystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein Aufriss im teilweisen Schnitt von auseinandergenommenen Komponenten eines Fluidsystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ist ein Aufriss eines Fluidsystems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 ist ein Aufriss im teilweisen Schnitt von auseinandergenommenen Komponenten des Fluidsystems aus 11;
15 ist ein Diagramm der Verbinderanordnung aus 1, die verwendet wird, um eine trockene Verbindung herzustellen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Eine Verbinderanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält zusammenpassende Verbinder, die gekoppelt werden können, um verschiedene Fluidleitungsabschnitte, die einen Fluidströmungsweg bilden, z. B. einen Flüssigkeitsströmungsweg, zu verbinden. Die Verbinderanordnung isoliert den Fluidströmungsweg von der umgebenden Umwelt und von Verunreinigungen, die in der umgebenden Umwelt vorhanden sind, und ist vorzugsweise steril. Daher ist eine Verbinderanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, für die Verwendung in einem offenen System, einem geschlossenen System oder einem geschlossenen, sterilen System.
In einer Ausführungsform, die in den 1 bis 7 dargestellt ist, enthält die Verbinderanordnung zwei Verbinder, vorzugsweise einen Aufnahmeverbinder 100 und einen Steckverbinder 200. Jeder Verbinder kann an einen oder als Teil eines passenden Fluidcontainers oder einer Fluidleitung, z. B. eines Röhrenabschnittes, eines Einlas ses oder Auslasses eines Gehäuses, wie eines Filtergehäuses oder eines Tropfkammergehäuses, oder eines flexiblen Beutels, wie eines Blutbeutels, ausgebildet sein. Jeder Verbinder kann eine für Fluidkommunikation, vorzugsweise Flüssigkeitskommunikation, passende Struktur aufweisen, z. B. ein Gehäuse beliebiger Form, das Fluid enthält kann. Der exemplarische Aufnahmeverbinder 100 enthält allgemein ein Element 120, vorzugsweise in einstückiger Konstruktion. Ein exemplarischer Steckverbinder 200 enthält allgemeinen einen Schaft 210 und ein Element 220. Die Elemente 120, 220 des Aufnahme- und Steckverbinders 100, 200 sind vorzugsweise aus polymerem Material geformt. Z. B. können die Elemente 120, 220 aus polymerem Material, wie Polykarbonat oder Polypropylen, geformt sein.
Für die Richtungsorientierung in der folgenden Abhandlung hat jeder Verbinder ein nahes Ende am nächsten dem gegenüberliegenden Verbinder und ein fernes Ende am entferntesten von dem gegenüberliegenden Verbinder. Da die exemplarischen Verbinder 100, 200 in 1 allgemein längliche Körper enthalten, beschreibt der Ausdruck axial die Anordnung entlang ihrer Achsen.
Der Aufnahmeverbinder 100 und der Steckverbinder 200 können auch einen ineinandergreifenden Mechanismus enthalten, der geeignet ist, den Aufnahmeverbinder 100 in vorbestimmter Weise mit dem Steckverbinder 200 ineinandergreifend zu verbinden. Der ineinandergreifende Mechanismus kann jede passende Konfiguration haben, wie ineinandergreifende Buchsen oder Gewindeverbindungen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Abschnitt des ineinandergreifenden Mechanismus an dem Aufnahmeelement 120 eine Klammer 140 enthalten. Die Klammer 140 kann verschieden ausgeführt sein. Die Klammer 140 kann ein Buchsenteil 145 oder eine Schale mit einer passenden, ebenen Form, z. B. rechteckig oder kreisförmig, enthalten. In der dargestellten Ausführungsform enthält die Klammer 140 ein im wesentlichen C-förmiges Element. Die repräsentative Klammer 140 kann einen Flansch 142 und eine im allgemeinen zylindrische Seitenwandung 144, die einen Buchsenteil 145 bildet, enthalten. Der Flansch 142 kann eine, sich radial erstreckende, ringförmige, ebene Form annehmen, z. B. wie man es am besten in 5 sieht. In der Ausführungsform aus 3 erstreckt sich die Seitenwandung 144 von und ist konzentrisch zum Flansch 142 und enthält eine ringförmige, nahe Endfläche 143, die dem Steckverbinder 200 gegenüberliegt.
Eine oder mehrere Gabeln 146 können sich vom Flansch 142 erstrecken. Die Gabeln 146 können einstückig mit dem Flansch 142 geformt sein. Wenn der Aufnahmeverbinder 100 mit dem Steckverbinder 200 gekoppelt wird, rasten die Gabeln 146 vorzugsweise in Schlitze 240, die in einem oberen Flansch 242 des Steckverbinders 200 ausgebildet sind, ein. Während in der dargestellten Ausführungsform die Gabeln 146 sich vom Aufnahmeverbinder 100 erstrecken und die Schlitze 240 im Steckverbinder 200 sind, können die Gabeln und Schlitze stattdessen jeweils mit dem Steckverbinder und dem Aufnahmeverbinder verbunden sein. Die Gabeln 146 sind am besten in 5 dargestellt. Die Schlitze 240 sind am besten in 4 dargestellt. Jede Gabel 146 enthält vorzugsweise erste und zweite Zinken 147, die vorzugsweise flexibel sind, um den Zinken 147 zu erlauben, in die Schlitze 240 einzutreten und darin zu verriegeln. An den Zinken 147 der Gabel 146 können Fänger 148 ausgebildet sein, die durch die Schlitze 240 hindurchgehen und an einer fernen Oberfläche des oberen Flansches 242 anliegen. In dieser Weise erstrecken sich die Gabeln 146 durch die Schlitze 240 und erfassen den oberen Flansch 242 des Steckverbinders 200, um die Verbinder 100, 200 zu verriegeln.
Der Aufnahmeverbinder 100 ist vorzugsweise eingerichtet, um Fluid zu enthalten und Fluidkommunikation vorzunehmen, und bildet vorzugsweise einen isolierten Abschnitt des Fluidströmungsweges, der z. B. isolierte Fluidkommunikation enthält oder vornimmt. Das Aufnahmeelement 120 kann eine innere Kammer oder Öffnung 132 bilden, die beliebige Konfiguration haben kann, und hat vorzugsweise ein offenes, nahes Ende. Das entfernte Ende 126 des Aufnahmeelementes 120 kann mit irgendeinem passenden Fluidcontainer oder einer Fluidleitung verbunden sein, wie es am besten in den 11 bis 14 gezeigt ist. Z. B. kann das ferne Ende 126 des Aufnahmeelementes 120 an einen Schlauchabschnitt 10 oder an die obere Wand, den Boden oder die seitliche Wand eines Containers, unter Verwendung einer passenden Anbindungstechnik, verbunden sein. Alternativ kann das Aufnahmeelement 120 einstückig mit dem Schlauch 10 oder dem Container geformt sein. Die Fluidleitung oder der Fluidcontainer kann in Fluidkommunikation mit der inneren Kammer 132 des Aufnahmeelementes 120 verbunden sein. Die innere Kammer 132 kann eine Bohrung 134 enthalten, die an ihrem nahen Ende in eine Gegenbohrung 136 mit einem größeren inneren Durchmesser als der der Bohrung 134 eingelassen ist. Die zylindrische Seitenwandung 144 umgibt das nahe Ende der Kammer 132 und bildet die Gegenbohrung 136.
Der Aufnahmeverbinder 100 enthält vorzugsweise weiters eine Dichtungsschicht, die das offene nahe Ende der Öffnung 132 in dem Aufnahmeelement 120 abdichtet. Die Dichtungsschicht enthält z. B. vorzugsweise eine entfernbare Dichtungsschicht, wie eine herausziehbare Aufnahmeschicht 300, die entfernbar am nahen Ende des Aufnahmeelementes 120 angebracht ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die herausziehbare Aufnahmeschicht 300 an dem offenen nahen Ende der Seitenwandung 144 befestigt. Z. B. kann die herausziehbare Aufnahmeschicht 300 an die Oberfläche 143 des nahen Endes des Aufnahmeelementes 120 durch eine beliebige passende Technik, z. B. Ultraschallschweißen, gebunden sein. Die herausziehbare Aufnahmeschicht 300 dichtet die Kammer 132 des Aufnahmeverbinders 100 vorzugsweise von der umgebenden Atmosphäre ab. Die herausziehbare Aufnahmedichtungsschicht 300 enthält vorzugsweise eine Reißlasche, die über den Umfang der Verbinder 100, 200 herausragt, um ein Entfernen zu erlauben, wenn die Verbinder 100, 200 verbunden sind.
Der Steckverbinder 100 enthält ebenfalls vorzugsweise eine Dichtungsschicht, die das offene nahe Ende einer Öffnung 232 in dem Steckelement 220 abdichtet. Die Dichtungsschicht enthält z. B. vorzugsweise eine entfernbare Dichtungsschicht, wie eine herausziehbare Steckerschicht 310, die entfernbar am nahen Ende des Steckelementes 220 angebracht ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die herausziehbare Steckerschicht 310 an der Oberfläche 243 des nahen Endes am offenen Ende einer im allgemeinen zylindrischen Seitenwandung 244 am nahen Ende des Steckelementes 220 angebracht. Der innere und äußere Durchmesser der Steckerseitenwandung 244 können ungefähr gleich jenen der Aufnahmeseitenwandung 144 sein. Die herausziehbare Steckerdichtungsschicht 310 kann an die Oberfläche 243 des nahen Endes des Steckerverbinders durch irgendeine beliebige Technik, z. B. Ultraschallschweißen, gebunden sein. Die herausziehbare Steckerdichtungsschicht 310 dichtet vorzugsweise das Innere des Steckverbinders 200 von der umgebenden Umwelt ab. Die herausziehbare Steckerdichtungsschicht 310 enthält vorzugsweise eine Reißlasche, die sich über den Umfang der Verbinder 100, 200 hinauserstreckt, um die Entfernung zu erlauben, wenn die Verbinder 100, 200 verbunden sind.
Wenn der Aufnahmeverbinder 100 und der Steckverbinder 200 anfänglich verbunden werden, liegen die herausziehbare Dichtungsschicht 300 der Aufnahme und die herausziehbare Dichtungsschicht 310 des Steckers vorzugsweise flächig aneinander. Z. B. können die Durchmesser und Positionierungen der Aufnahmeseitenwandung 144 und der Steckerseitenwandung 244 und die Längen der Gabeln 146 und der Seitenwandungen 144, 244 angeordnet sein, um einen flächigen Kontakt der herausziehbaren Schichten 300, 310 zwischen den Endflächen 143, 243 der Seitenwandungen 144, 244 zu schaffen, wenn die Verbinder 100, 200 gekoppelt sind. Die Abmessungen können so sein, dass sie nicht nur Kontakt sondern auch eine leichte Kompression der herausziehbaren Schichten 300, 310 zwischen den Endflächen 143, 243 schaffen. Aber die Kompression ist vorzugsweise nicht so groß, dass sie das Entfernen der herausziehbaren Schichten 300, 310 zwischen den Seitenwandungen 144, 244 beeinträchtigt. Natürlich kann, wenn der Aufnahmeverbinder 100 und der Steckverbinder 200 anstelle der herausziehbaren Dichtungsschichten 300 und 310 nicht entfernbare Dichtungsschichten beinhalten, die Kompression etwas größer sein. Alternativ können die Abmessungen und die Anordnungen der Gabeln 146 und der Seitenwandungen 144, 244 angeordnet sein, um einen schmalen Raum zwischen der herausziehbaren Schicht 300 der Aufnahme und der herausziehbaren Schicht 310 des Steckers zu schaffen. Die zusammengesetzte Länge der Seitenwandungen 144, 244 kann z. B. geringer sein als der Abstand zwischen den Flanschen 142, 242. Vorzugsweise ist der Raum genügend schmal, um eine wesentliche axiale Bewegung der Verbinder 100, 200 zu verhindern, wenn sie miteinander verbunden sind.
Die herausziehbaren Schichten 300, 310 können undurchlässiges Material enthalten, wie Pergaminpapier, Metallfolien oder undurchlässige Polymerfilme, oder durchlässige Materialien einschließlich Papiere, wie Tyvek^TM-Papier oder poröse Polymerfilme, die den Durchgang von bakteriellen Verunreinigungen verhindern. Ein bevorzugtes undurchlässiges Material ist eine Aluminiumfolie, die entfernbar die Elemente 120, 220 versiegelt. Durchlässige oder poröse Materialien bieten den Vorteil, dass, wenn es gewünscht ist, sterilisierende Gase, einschließlich Ethylenoxidgas, durch diese treten können und sich im Inneren des Aufnahmeverbinders 100 und des Steckverbinders 200 verteilen können, wobei sie diese ohne Entfernung der herausziehbaren Schichten 300, 310 sterilisieren. Für Gamma- oder Hitzesterilisation können durchlässige oder undurchlässige Materialien geeignet sein. Zusätzlich kann auf einer oder beiden herausziehbaren Schichten 300, 310 eine bakteriostatische oder bakteriozide Verbindung oder Schicht (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Die herausziehbare Schicht 300 der Aufnahme kann gleich wie oder verschieden von der herausziehbaren Dichtung 310 des Steckers sein.
Obwohl die dargestellte Ausführungsform Aufnahmeverbinder 100 und Steckverbinder 200 zeigt, die beide Verbindungsenden haben, die mit entfernbaren Dichtungsschichten 300, 310 abgedichtet sind, kann einer oder beide der Verbinder 100, 200 zusätzlich eine separate Dichtungsschicht enthalten, wie z. B. eine durchschneidbare Membranschicht, die nicht entfernbar ist und den Verbinder unter der herausziehbaren Schicht abdichtet, um eine zusätzliche Ebene für Sterilitätssicherheit zu schaffen. In anderen Alternativen können die Verbinder 100, 200 beide nahe Enden aufweisen, die durch Dichtungsschichten abgedichtet sind, die nicht entfernbar sind und die herausziehbaren Schichten können weggelassen sein; oder ein Verbinder kann nur eine herausziehbare Dichtungsschicht enthalten, während der andere Verbinder nur eine nicht entfernbare Dichtungsschicht enthält.
Ein, vorzugsweise beide Verbinder 100, 200 können auch eine Vorrichtung enthalten, die das nahe Ende des Verbinders 100, 200 schützt und die herausziehbare Schicht 300, 310 davor bewahrt, vor dem Zusammenfügen der Verbinder 100, 200 unachtsam durchstochen oder entfernt zu werden. Vorzugsweise ist die Vorrichtung wirksam mit dem nahen Ende des Verbinders 100, 200 verbunden und kann vor dem Zusammenfügen der Verbinder 100, 200 einfach entfernt werden. Wie in den 8a, 8b und 8c gezeigt, kann eine beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung eine Kappe 183, 283 sein, die einen Deckel 189, 289, einen am Deckel angebrachten Zapfen 186, 286, eine zylindrische Hülse 184, 284 und eine Vielzahl von Rippen 185, 285 enthält. Vorzugsweise hat der Deckel 189, 289 eine kuppelförmige Konfiguration, wenn auch der Deckel 189, 289 jede andere passende Konfiguration, wie eine zylindrische Konfiguration, haben kann. Eines der Enden der Hülse 184, 284 ist an der inneren Oberfläche des Deckels 189, 289 angebracht. Wenn die Kappe 183, 283 am nahen Ende des Verbinders 100, 200 montiert wird, liegt das andere Ende der Hülse 184, 284 am Ende 143, 243 der Seitenwandung 144, 244 an und die Rippen 185, 285 treten in Eingriff mit dem Flansch 142, 242 des Verbinders 100, 200. Die Hülse 184, 284 und die Rippen 185, 285 erlauben daher der Kappe 183, 283 sicher am nahen Ende des Verbinders 100, 200 montiert zu werden. Weiters presst die Hülse 184, 284 die herausziehbare Schicht 300, 310 gegen das Ende 143, 243 der Seitenwandung 144, 244, wobei sie die herausziehbare Schicht 300, 310 in Position hält und sie davor bewahrt, abgerissen zu werden. Vorzugsweise sind die Höhe des Deckels 189, 289 und die Länge der Hülse 184, 284 so gewählt, dass die Teile des Verbinders 100, 200 am nahen Ende des Verbinders 100, 200 sowie die herausziehbaren Schichten 300, 310 und die Gabeln 146 in der Kappe 183, 283 enthalten und geschützt werden können. Weiters ist der Zapfen 186, 286, der am äußeren Umfang des Deckels 189, 289 befestigt sein kann, vorzugsweise lang genug, dass die Zuglasche 300, 310 in dem Zapfen enthalten und geschützt ist. Um die Kappe 183, 283 leicht entfernbar zu machen, kann die Kappe 183, 283 einen Streifen 187, 287 enthalten, der durch Perforationen 188, 288 gebildet wird und mit dem Zapfen 186, 286 verbunden ist. Daher kann die Kappe 183, 283 einfach vom Verbinder 100, 200 entfernt werden, indem am Zapfen 186, 286 angezogen wird und der Streifen 187, 287 entlang den Perforationen 188, 288 aufgerissen wird. Wenn der Streifen 187, 287 aufgerissen ist, aber noch an der Kappe 183, 283 hängt, kann die Kappe 183, 283 einfach vom Verbinder 100, 200 entfernt werden.
Die Kappe 183, 283 kann aus jedem passenden Material gebildet sein, das der Kappe 183, 283 ausreichende strukturelle Integrität gibt, und das ausreichend biegsam ist, so dass der Streifen 187, 287 einfach entlang der Perforationen 188, 288 aufgerissen werden kann. Vorzugsweise ist die Kappe 183, 283 aus Kunststoffmaterial oder Metallmaterial, wie Aluminium oder Aluminiumlegierung gebildet. Insbesondere wird die Kappe 183, 283 aus einem polymeren Material, wie Polykarbonat oder Polypropylen, gebildet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Verbinderanordnung mindestens ein elastisches Dichtungselement, wie ein Steckdichtungselement 270, das am nahen Ende des Steckverbinders 200 angeordnet ist. Z. B. kann das Steckdichtungselement in einem Buchsenteil 245, das am nahen Ende des Steckverbinders 200 ausgebildet ist und ein offenes Ende hat, enthalten sein. In der dargestellten Ausführungsform, z. B. in 2 und 3, ist das Buchsenteil 245 durch die ringförmige Seitenwandung 244 am Verbindungsende des Steckverbinders 200 gebildet und das offene Ende enthält die nahe Endoberfläche 243 der Seitenwandung 244. Das Buchsenteil 245 umgibt vorzugsweise vollständig das Steckdichtungselement 270; z. B. enthält die Seitenwandung 244 vorzugsweise eine kontinuierlich, undurchbrochene, zylindrische Wand, die vollständig das Steckdichtungselement 270 umgibt.
Das Buchsenteil 245 und die Steckdichtungsschicht 310 enthalten das elastische Dichtungselement vorzugsweise dichtend.
Das Steckdichtungselement 270 kann verschieden ausgebildet sein. Z. B. kann das Steckdichtungselement 270 ein elastisch kompressibles und expansibles Element aufweisen, das einen hohlen Körper mit gegenüberliegenden offenen Enden und einem inneren Durchgang, der sich zwischen den offenen Enden erstreckt, wie in den 2, 3 und 6 gezeigt, enthält. Das Steckdichtungselement 270 enthält vorzugsweise einen ringförmigen Basisabschnitt 271, einen Halsabschnitt 272 und einen Kopfabschnitt 273. Der Basisabschnitt 271 enthält vorzugsweise einen ringförmigen Rand, der einen Außendurchmesser hat, der etwas größer ist als der Innendurchmesser der Seitenwandung 244 und der angepasst ist, um einen festen Reibsitz mit der Seitenwandung 244 zu bilden, wenn er in das Buchsenteil 245 des Steckverbinders 200 eingebracht wird. Der Basisabschnitt 271 kann eine abgeschrägte Oberfläche 275 entlang seines äußeren Durchmessers aufweisen, damit der Basisabschnitt 271 in das Buchsenteil 245 eingebracht und zu dessen Boden gleiten kann.
Der Halsabschnitt 272 des Steckdichtungselementes 270 bildet vorzugsweise eine ringförmige Wand, die an den Basisabschnitt 271 und den Kopfabschnitt 273 angrenzt. Die Wand des Halsabschnittes 272, die vorzugsweise dünner als die Wand des Basisabschnittes 271 und dünner als die Wand des Kopfabschnittes 273 ist, ist vorzugsweise elastisch kompressibel, um zu erlauben, dass das Steckdichtungselement 270 im Buchsenteil 245 des Steckverbinders 200 durch die herausziehbare Schicht 310 komprimiert werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist die Länge des Steckdichtungselementes 270 größer als die Länge der Steckseitenwandung 244 und der dünnwandige Halsabschnitt 272 hat einen Innendurchmesser der gleich und einen Außendurchmesser der geringer als jener des Basisabschnittes 271 und des Kopfabschnittes 273 ist. Der Halsabschnitt 272 klappt elastisch zusammen, biegt sich z. B. radial nach außen, um dem Dichtungselement 270 zu erlauben, in dem Buchsenteil 245 des Steckverbinders 200 komprimiert zu werden. Alternative Strukturen für den Halsabschnitt 272 sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Z. B. kann der Halsabschnitt 272 einen inneren Durchmesser haben, der größer ist als jener des Basisabschnittes 271 und des Kopfabschnittes 273 und sich radial nach innen biegen kann, oder der Halsabschnitt 272 kann ein blasebalgartiges Element mit mehreren Biegungen enthalten, wenn das Steckdichtungselement 270 komprimiert wird.
Der Kopfabschnitt 273 enthält vorzugsweise eine abgeschrägte innere Oberfläche 277 und einen ringförmigen Rand, der an einem Ende des Steckdichtungselementes 270 dem Basiselement 271 gegenüberliegend ausgebildet ist. Weiters haben der Kopfabschnitt 273 sowie der Halsabschnitt 272 vorzugsweise einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Basisabschnittes 271 und der kleiner ist als der Innendurchmesser der Seitenwandung 244, die das Buchsenteil 245 bildet. Da der Außendurchmesser des Kopfabschnittes 273 und des Halsabschnittes 272 kleiner sind als der Innendurchmesser des Buchsenteiles 245 und von der Seitenwandung 244 des Buchsenteiles 245 beabstandet sind, dehnen sie sich leicht axial in dem Buchsenteil 245, ohne die Seitenwandung 244 zu beschlagnahmen oder zu erfassen. Der Kopfabschnitt 273 und der Halsabschnitt 272 können sich daher von innerhalb des Buchsenteiles 245 elastisch expandieren, um eine dichte Dichtung mit dem Aufnahmeverbinder 100 zu bilden, wenn die herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt sind.
Es gibt viele alternative Arten, wie das Steckdichtungselement konfiguriert sein kann. In 9 ist z. B. eine alternative Konfiguration gezeigt. Das Steckdichtungselement 470, das in 9 gezeigt ist, ist ähnlich dem Steckdichtungselement 270, das in 6 gezeigt ist, aber es hat einen Kopfabschnitt 473 und einen Basisabschnitt 471, die im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser haben. Das Buchsenteil 445 anderseits hat eine kontinuierliche, zylindrische Wand mit einer Innenstufe, wobei der Innendurchmesser des fernen Abschnittes der Buchsenteilwandung 444 kleiner ist als der nahe Abschnitt der Buchsenteilwandung 444. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des fernen Abschnittes der Buchsenteilwandung geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Basisabschnittes 471 und ist angepasst, um einen festen Reibschluss mit dem Basisabschnitt 471 zu bilden, wenn das Steckdichtungselement 470 in das Buchsenteil 445 eingebracht ist. Der Innendurchmesser des fernen Abschnittes der Buchsenteilwandung 444 ist vorzugsweise größer als der Außendurchmesser des Kopfabschnittes 471 und des Halsabschnittes 472, so dass der Kopfabschnitt 471 und der Halsabschnitt 472 sich im Buchsenteil 445 einfach axial ausdehnen können, ohne den nahen Abschnitt der Buchsenteilwandung 444 zu beschlagnahmen oder zu erfassen.
Obwohl die dargestellten Ausführungsformen das Steckdichtungselement 270, 470 mit einem konstanten Innendurchmesser und einem variierenden Außendurchmesser darstellen, ist ein Steckdichtungselement mit einem konstanten Außendurchmesser und variablem Innendurchmesser im Rahmen der Erfindung. Solange das Steckdichtungselement elastisch kompressibel und expansibel ist, kann das Steckdichtungselement einen variierenden Innendurchmesser anstelle eines variierenden Außendurchmessers haben. Alternativ kann das Steckdichtungselement einen variierenden Innendurchmesser und einen variierenden Außendurchmesser oder einen konstanten Innendurchmesser und einen konstanten Außendurchmesser haben.
Ein zweites Dichtungselement, z. B. ein Aufnahmedichtungselement 170, kann in dem Buchsenteil 145 des Aufnahmeverbinders 100 angeordnet sein. Das Buchsenteil 145, das ebenfalls ein offenes Ende hat, beinhaltet die Seitenwandung 144, die vorzugsweise kontinuierlich und vollständig das Aufnahmedichtungselement 170 und die nahe Endoberfläche 143 des Aufnahmeelementes 120 umgibt. Das Aufnahmedichtungselement ist vorzugsweise dichtend zwischen dem Buchsenteil 145 und der herausziehbaren Aufnahmeschicht 300 enthalten.
Das Aufnahmedichtungselement 170 kann verschieden konfiguriert sein. Z. B. kann das Aufnahmedichtungselement 170 auch ein elastisch kompressibles und expansibles Element enthalten, das einen hohlen Körper mit gegenüberliegenden, offenen Enden und einen zwischen den offenen Enden, sich erstreckenden Durchgang beinhaltet, wie in den 2, 3 und 7 gezeigt. Das Aufnahmedichtungselement 170 enthält vorzugsweise einen Basisabschnitt 171 und einen Kopfabschnitt 173. Der Basisabschnitt 171 enthält vorzugsweise einen ringförmigen Rand mit einem Außendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser der Seitenwandung 144 ist und der angeordnet ist, um einen festen Reibungsschluss mit dem Buchsenteil 145 des Aufnahmeverbinders 100 zu bilden. Der Basisabschnitt 171 enthält vorzugsweise eine abgeschrägte äußere Oberfläche 175, um das Einbringen des Aufnahmedichtungselementes 170 in den Boden des Buchsenteiles 145 zu erleichtern.
Der Kopfabschnitt 173 ebenso wie der Basisabschnitt 171 enthalten vorzugsweise ein elastisch kompressibles Material, um dem Aufnahmedichtungselement 170 zu erlauben, in dem Buchsenteil 145 des Aufnahmeverbinders 100 komprimiert zu wer den. Der Kopfabschnitt 173 hat vorzugsweise einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Basisabschnittes 171 und kleiner ist als der Innendurchmesser der Seitenwandung 144, die das Buchsenteil 145 bildet. Da der Außendurchmesser des Kopfabschnittes 173 kleiner ist als der Innendurchmesser des Buchsenteiles 145 und von der Seitenwandung 144 des Buchsenteiles 145 beabstandet ist, bewegt sich der Kopfabschnitt 173 einfach axial im Buchsenteil 145, ohne die Seitenwandung 144 zu beschlagnahmen oder zu ergreifen. Der Kopfabschnitt 173 kann sich daher elastisch innerhalb des Buchsenteiles 145 ausdehnen, um eine dichte Dichtung mit dem Steckverbinder 200 zu bilden, wenn die herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt sind. Der Kopfabschnitt 173 enthält vorzugsweise einen Innendurchmesser und eine abgeschrägte Innenoberfläche 177, die den Innendurchmesser und die abgeschrägte innere Oberfläche 277 des Steckdichtungselementes 270 spiegeln, um eine ringförmige Einrückung 163 an der Innenoberfläche der verbundenen Dichtungselemente 170, 270 zu bilden, wenn die herausziehbaren Schichten entfernt sind. Ferner kann der Kopfabschnitt 173 eine dünnere Wand als der Basisabschnitt 171 haben.
Es gibt auch viele alternative Arten, wie das Aufnahmedichtungselement konfiguriert sein kann. In 9 ist z. B. eine alternative Konfiguration dargestellt. Das Aufnahmedichtungselement 370, das in 9 gezeigt ist, ist ähnlich dem Aufnahmedichtungselement 170, das in 7 gezeigt ist, aber es hat einen einheitlichen äußeren Durchmesser. Das Buchsenteil 345 andererseits hat eine kontinuierliche zylindrische Wand mit einer inneren Stufe, wobei der Innendurchmesser des fernen Abschnittes der Buchsenteilwandung 344 kleiner ist als jener des nahen Abschnittes der Buchsenteilwandung 344. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des fernen Abschnittes der Buchsenteilwandung 344 ein wenig kleiner als der Außendurchmesser des Aufnahmedichtungselementes 370 und ist angeordnet, um einen dichten Reibungsschluss mit dem Aufnahmedichtungselement 370 zu bilden, wenn das Aufnahmedichtungselement 370 in das Buchsenteil 345 eingebracht ist. Der Innendurchmesser des nahen Abschnittes der Buchsenteilwandung 344 ist vorzugsweise größer als der Außendurchmesser des Aufnahmedichtungselementes 370, so dass das Aufnahmedichtungselement 370 sich einfach axial im Buchsenteil 345 ausdehnen kann, ohne den nahe Abschnitt der Buchsenteilwandung 344 zu beschlagnahmen oder zu ergreifen.
Das Dichtungselement bzw. die Dichtungselemente liefern zahlreiche Vorteile. Z. B. kann jedes Dichtungselement 170, 270 aus einem Material gebildet werden, das unterschiedlich zum Material ist, aus dem die Elemente 120, 200, gebildet sind. Insbesondere kann jedes Dichtungselement aus einem Material gebildet werden, das elastischer, z. B. mehr elastisch kompressibel und expansibel, ist als das steifere Material, das die Elemente 120, 200 bildet. Beispielhafte Materialien für die Dichtungselemente enthalten elastisch kompressible und expansible Polymermaterialien oder Elastomermaterialien. Ein bevorzugtes Material ist ein TPE (thermoplastisches Elastomer), wie Santoprene TPE. Die erhöhte Elastizität der bzw. des Dichtungselementes) schafft eine stark verbesserte Dichtung. Ein anderer Vorteil des Dichtungselementes bzw. der Dichtungselemente ist, dass die Endfläche des Kopfabschnittes 173, 273 sehr glatt ausgebildet sein kann und eine exzellente Dichtung bildet. In bevorzugten Ausführungsbeispielen liegen die Endflächen der Kopfabschnitte 173, 273 der enthaltenen Dichtungselemente 170, 270 an den herausziehbaren Schichten 300, 310 an, sind aber nicht mit diesen verbunden, d. h., die herausziehbaren Schichten sind nur mit den Endoberflächen 143, 243 der zylindrischen Wandungen 144, 244 verbunden. Das erlaubt den Endoberflächen der Kopfabschnitte 173, 273 eben und sauber zu bleiben und dadurch eine dichte Dichtung frei von irgendwelchen Lecks zu bilden. Natürlich können bei weniger anspruchsvollen Anwendungen die herausziehbaren Schichten sowohl mit den Seitenwandungen als auch mit den Dichtungselementen oder nur mit den Dichtungselementen verbunden sein.
Obwohl die dargestellten Ausführungsformen zeigen, dass das Aufnahmedichtungselement 170 in dem Buchsenteil 145 des Aufnahmeverbinders 100 durch die herausziehbare Aufnahmeschicht 300 versiegelt ist und das Steckdichtungselement in dem Buchsenteil 245 des Steckverbinders 200 durch die herausziehbare Steckschicht 310 komprimiert und versiegelt ist, liegen alternative Anordnungen im Bereich der vorliegenden Erfindung. Z. B. kann das Steckdichtungselement 270 in dem Buchsenteil 145 des Aufnahmeverbinders 100 angeordnet sein und das Aufnahmedichtungselement 170 kann im Buchsenteil 245 des Steckverbinders 200 angeordnet sein. Alternativ kann das Aufnahmedichtungselement 170 weggelassen werden. In einer Ausführungsform, in welcher das Aufnahmedichtungselement 170 weggelassen ist, kann das Steckdichtungselement 270 im Buchsenteil einer der Verbinder durch eine herausziehbare Schicht oder eine nichtentfernbare Dichtschicht angeordnet sein.
In einer Ausführungsform, die ein einzelnes Dichtungselement enthält, kann, wenn die herausziehbare Schicht entfernt wurde, das Dichtungselement an einer Oberfläche am verbindenden Ende des gegenüberliegenden Verbinders anliegen, um die Verbinderanordnung abzudichten. Z. B., wenn das Steckdichtungselement 270 im Buchsenteil 245 des Steckverbinders 200 angeordnet ist, kann der Kopfabschnitt 273 eine Oberfläche 135 in der Gegenbohrung 136 des Aufnahmeverbinders 100 kontaktieren. Alternativ kann die Seitenwandung 144 des Aufnahmeverbinders in einer radial einwärts verlaufenden Richtung verdickt sein, um sich nach innen über die Seitenwandung 244 des Steckverbinders zu erstrecken und eine Kontaktfläche für das Steckdichtungselement 270 zu schaffen. Der Steckverbinder 200 enthält vorzugsweise einen Schaft 210, der teleskopartig in einem im allgemeinen zylindrischen Gehäuse 221 untergebracht ist, das die Öffnung 232 im Steckelement 220 bildet. Der Steckverbinder 200 ist auch vorzugsweise angeordnet, um eine Fluidverbindung zu enthalten und zu führen, und bildet vorzugsweise einen isolierten Abschnitt des Fluidströmungsweges, indem er z. B. eine isolierte Fluidverbindung enthält oder führt. Der Schaft 210 ist entsprechend vorzugsweise in der Öffnung 232, die durch das Element 220 gebildet ist, versiegelt. In der dargestellten Ausführungsform enthält der Schaft 210 eine Dichtung 252, die zwischen einem entfernten Ende 226 des Schaftes 210 und dem Gehäuse 221 des Steckverbinders 200 gekoppelt ist. Die Dichtung 252 kann einen O-Ring enthalten, der um den Schaft 210 angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die Dichtung 252 in einer Nut in der Innenwand des Körpers des Steckverbinders 200 angeordnet sein. Die Dichtung 252 greift dichtend und gleitend in eine Innenwand ein, um die Öffnung 232 von der umgebenden Umwelt abzudichten und dem Schaft 210 eine axiale Bewegung zu erlauben.
Während der Schaft 210 angeordnet sein kann, um sich nur gegenüber dem Aufnahmeverbinder 100 bewegen zu können und stationär gegenüber dem Steckelement 220 zu sein, ist der Schaft 210 vorzugsweise angeordnet, um sich axial gegenüber dem Aufnahmeverbinder 100 und dem Steckelement 220 zu bewegen. Z. B. bewegt sich der Schaft 210 vorzugsweise axial durch das Steckelement 220; z. B. durch die Öffnung 232 und das offene nahe Ende der Offnung 232, durch das Buchsenteil 245 und das offene Ende des Buchsenteiles 245, durch das Steckdichtungselement 270, das die offenen Enden und den inneren Durchgang aufweist, und/oder durch irgendeine nichtentfernbare Dichtungsschicht. Weiters bewegt sich der Schaft 210 vor zugsweise axial in den Aufnahmeverbinder; z. B. durch eine nichtentfernbare Dichtungsschicht, durch das Aufnahmedichtungselement 170, das die offenen Enden und den inneren Durchgang enthält, durch das offene Ende des Buchsenteiles 145 und das Buchsenteil 145 durch das offene Ende der Öffnung 132 und/oder in die Öffnung 132. Da sich der Schaft 210 durch die Aufnahme- und/oder Steckdichtungselemente bewegt, ist der größte Außendurchmesser des Schaftes 210 vorzugsweise kleiner als der kleinste Innendurchmesser des inneren Durchganges der Dichtungselemente 170, 270. Weiters ist der nahe Abschnitt des Schaftes 210 vorzugsweise abgeschrägt und hat eine patronenförmige Konfiguration, wie in 9 gezeigt. Das erleichtert die axiale Bewegung des Schaftes 210, ohne die durch die Dichtungselemente 170, 270 gebildete Dichtung zu stören. Alternativ können die Durchmesser annähernd gleich sein, um zwischen dem Schaft 210 und dem Dichtungselement oder den Dichtungselementen 170, 270 eine Dichtung zu erzeugen.
Der Schaft 210 ist vorzugsweise hohl, so dass darin ein Hohlraum (nicht dargestellt) gebildet wird. Das nahe Ende des Schaftes 210 kann einen Kopf 250 angeformt haben. Der Kopf 250 kann eine Öffnung haben, die einen Fluidzugang zwischen dem Hohlraum und dem Äußeren des Schaftes 210 schafft. Der Kopf 250 kann ein stumpfes Element oder ein schneidendes Element aufweisen, abhängig davon ob die Dichtungsschichten nichtentfernbare Schichten enthalten oder nicht. Z. B. enthält der Kopf 250 vorzugsweise ein Schneidelement, um die nichtentfernbaren Schichten aufzuschneiden und eine Fluidverbindung zwischen den inneren Bereichen des Steckverbinders 200 und des Aufnahmeverbinders 100 zu schaffen, wenn die Dichtungsschichten nichtentfernbare Schichten zusätzlich zu den herausziehbaren Schichten enthalten. Wenn separate, nichtentfernbare Schichten nicht enthalten sind, kann der Kopf 250 ein stumpfes Element enthalten. Der Kopf 250 kann stumpf sein, da, nachdem die herausziehbaren Elemente entfernt sind, keine Hindernisse mehr vorhanden sind, die ein Durchschneiden zwischen dem Steckverbinder 200 und dem Aufnahmeverbinder 100 erfordern.
Der Schaft 210 kann auch mit einem Fluidbehälter oder einer Fluidleitung 20 verbunden sein, wie es am besten in den 11, 12 und 14 dargestellt ist. Z. B. kann eine Leitung 20, wie ein Abschnitt eines Schlauches, am fernen Ende 226 des Schaftes 210 in jeglicher passender Art angeschlossen sein, z. B. durch Verwendung von Lösungsmitteln, Bindemitteln, Schlauchklemmen, Ultraschallschweißen, Gewindeverb indern oder Reibverbindungen. Alternativ können der Schlauch 20 oder der Container mit dem Schaft 210 einstückig geformt sein.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Schaft 210 eine Sperrvorrichtung beinhalten. Sperrvorrichtungen 260 können jegliche Konfiguration haben, die das unabsichtliche oder unachtsame axiale Verschieben des Schaftes 210 begrenzt. In der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, enthält die Sperrvorrichtung zwei Sperrzungen 260, die sich starr axial von einem unteren Flansch 224 des Gehäuses 221 zu einem Flansch 228 auf dem Schaft 210 erstrecken. Die Anzahl der Sperrzungen 260 ist für die Erfindung nicht entscheidend. Z. B. kann eine einzige Sperrzunge 260 enthalten sein oder es können mehr als zwei Sperrzungen 260 enthalten sein. Wenn mehrere Sperrzungen 260 enthalten sind, sind diese vorzugsweise an Positionen am Umfang um den Schaft 210 angeordnet, die gleichen Abstand voneinander haben, um die auf den Schaft 210 aufgebrachte Kraft gleichförmig zu verteilen.
In der Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, enthalten die Sperrzungen 260 radial vorspringende Flossen, die sich axial zwischen den Flanschen 224, 228 erstrecken. Die Sperrzungen 260 können verformbar sein, z. B. können sie bestimmt sein, sich aus dem Weg zu biegen oder von einem oder beiden Flanschen 224, 228 abzubrechen. Z. B. können die Sperrzungen 260 an verbiegbaren oder brechenden Verbindungen 262 am Flansch 228 und/oder am Lauf des Schaftes 210 angebracht sein. Die Sperrzungen 260 sind vorzugsweise nicht am fernen Flansch 224 des Steckelementes 220 angebracht. So kann jede Sperrzunge 260 leicht ergriffen und in eine Richtung normal zur Ebene der Zungen 260 gebogen werden, wobei die brechende Verbindung bricht und den Schaft 210 für eine axiale Bewegung freigibt. In einer alternativen Ausführungsform kann die Sperrvorrichtung eine dauernd angebrachte, nichtbrechende Anordnung enthalten, wie einen radial sich erstreckenden Bolzen am Schaft 210 und einer Nut am Gehäuse 221, die die axiale Bewegung des Bolzens und des Schaftes 210, nachdem der Bolzen mit der Nut ausgerichtet wurde, erlaubt. Alternativ kann der Schaft 210 eine oder mehrere Nuten und das Gehäuse 221 einen oder mehrerer Bolzen beinhalten.
In den 9 und 10 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Sperrvorrichtung 460 gezeigt. Die Sperrvorrichtung 460 kann einen oder mehrere Flügel 461, die sich radi al von der Oberfläche des Schaftes 210 erstrecken, aufweisen, wobei die Sperrvorrichtung 460, die in den 9 und 10 dargestellt ist, zwei Flügel 461 enthält. Die Flügel 461 erstrecken sich radial unterhalb des inneren Durchmessers des Steckelementes 220 und können an der fernen Oberfläche des Flansches 224 anliegen, um den Schaft 210 davor zu bewahren, unachtsam im Steckelement 220 verschoben zu werden. Um den Schaft 210 zu verschieben, kann der Schaft 210 gedreht werden. Die Drehung des Schaftes 210 drückt die. Flügel 461 tangential gegen eine Struktur, die eine tangentiale Kraft auf die Flügel 461 aufbringen kann. Als Resultat verbiegen sich die Flügel 461 tangential und klappen von der fernen Oberfläche des Flansches 224 weg und erlauben so dem Schaft 210 im Steckelement 220 verschoben zu werden. In den 9 und 10 z. B. ist jeder Flügel 461 in einem Schlitz 464 in der entfernten Oberfläche des Flansches 224 angeordnet. Wenn der Schaft 210 gedreht wird, drückt die Rotation des Schaftes 210 die Flügel 461 gegen die Seitenwände der Schlitze 446 und biegt die Flügel 461 tangential und erlaubt so dem Schaft 210 im Steckelement 220 verschoben zu werden. Alternativ kann die entfernte Oberfläche des Flansches Vorsprünge anstelle von Schlitzen enthalten und die Drehung des Schaftes drückt die Flügel gegen die Vorsprünge und biegt die Flügel tangential und erlaubt so dem Schaft in dem Steckelement verschoben zu werden. Die Sperrvorrichtung, die in den 9 und 10 gezeigt ist, ist bevorzugt, da nichts weggebrochen werden muss und daher keine losen Teile mit der Sperrvorrichtung verbunden sind.
Ein Zweck der Sperrvorrichtung ist es, die unabsichtliche oder unachtsame axiale Verschiebung des Schaftes 210 einzuschränken. Vorzugsweise entsperrt eine Bedienungsperson die Sperrvorrichtung nicht, bis der Steckverbinder 200 und der Aufnahmeverbinder 100 miteinander verbunden sind und die herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt sind. Wenn die Sperrvorrichtung entsperrt wird, bevor die Verbinder 100, 200 verbunden sind und die herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt sind, kann der Schaft 210 die herausziehbare Schicht 300 beschädigen und die Sterilität des Steckverbinders 200 beeinträchtigen.
Zusätzlich zur Sperrvorrichtung kann der Steckverbinder auch eine Klinkenstruktur enthalten. Z. B. kann, wie in den 2 und 3 gezeigt, der Schaft 210 einen ersten und zweiten Satz abgeschrägter, ringförmiger Rippen 212, 214 enthalten, die die äußere Oberfläche des Schaftes 210 umgeben. Die Rippen 212, 214 können so abgeschrägt sein, dass sie von der Oberfläche des Schaftes 210 wegstehen und sich ent fernend gegen den Flansch 228 des Schaftes 210 erstrecken und einen spitzen Winkel mit der äußeren Oberfläche des Schaftes 210 einschließen. Der erste Satz Rippen 212 ist vorzugsweise vom zweiten Satz Rippen 214 durch eine glatte Oberfläche 216, die am Schaft 210 ausgebildet ist, beabstandet. Ein Fangelement 280 ist vorzugsweise an die innere Wand des Gehäuses 221 des Steckverbinders 200 gekoppelt. Ein fernes Ende des Fangelementes 280 enthält einen Fänger 282, der an der äußeren Oberfläche des Schaftes 210 aufliegt. Eine ähnliche Klinkenstruktur ist in 9 gezeigt und in Matkovich United States Patent Nr. 5 393 101 geoffenbart, welche Druckschrift durch Bezugnahme hier eingebracht wird, um dieses und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung zu stützen. Die Klinkenstruktur, die in 9 gezeigt ist, enthält einen einzelnen Satz von ringförmigen Rippen und enthält vorzugsweise keinen glatten Oberflächenabschnitt. Die Klinkenstruktur in US-Patent 5 393 101 wird bevorzugt, da der Schaft nicht zurückziehbar ist, sobald der Kopf in Richtung Aufnahmeelement vorwärts geschoben wurde und sich nur zum Aufnahmeelement hin verschieben läßt.
Der Schaft 210 kann weiters eine Vorrichtung enthalten, die zwischen dem Steckelement 220 und dem Schaft 210 angeordnet ist, welche den Schaft 210 stabilisiert, wenn der Schaft 210 im Steckelement 220 verschoben wird. Eine beispielhafte Ausführungsform der Vorrichtung, wie in 9 gezeigt, kann eine Vielzahl von axial sich erstreckenden Rippen 480 enthalten. Die Rippen 480 können z. B. am Schaft 210 zwischen dem O-Ring 252 und dem Flansch 228 befestigt sein und sind vorzugsweise in gleichem Abstand um dem Schaft 210 herum angebracht. Die äußeren Oberflächen 481 der Rippen 480 können einen Zylinder bilden, der einen Durchmesser hat, welcher ähnlich dem inneren Durchmesser des Steckelementes 220 ist. So dass, wenn der Schaft 210 im Steckelement 220 verschoben wird, die äußeren Oberflächen 491 der Rippen 490 die innere Oberfläche des Steckelementes 220 berühren, was den Schaft 210 stabilisiert, wenn er sich in dem Steckelement 220 weiterbewegt.
Bei der Bedienung, um die Verbinder miteinander zu verbinden, entfernt die Bedienungsperson zuerst die Kappen 183, 283, die die nahen Enden der Verbinder 100, 200 schützen, indem er an den Zapfen 186, 286 zieht und die Streifen 187, 287 entlang der Perforierungen 188, 288 aufreißt. Die Bedienungsperson bringt dann die Verbinder in Eingriff. In den dargestellten Ausführungsformen enthält das in Eingriff bringen der Verbinder das Gleiten der Gabeln 146 am Aufnahmeverbinder 100 in die Schlitze 240 am Steckverbinder 200, bis die Fänger 148 gegen die entfernte Oberfläche des Flansches 242 anliegen. Wie in 1 gezeigt, können sich die Gabeln 146 leicht verbiegen, wenn sich die Fänger 148 am Ende der Gabeln 146 durch die Schlitze 240 bewegen.
Der Mechanismus des in Eingriffbringens kann ausgestaltet werden, um sicherzustellen, dass die Laschen der herausziehbaren Schichten 300, 310 sich beide in die gleiche Richtung erstrecken, wenn die Verbinder 100, 200 miteinander verbunden sind. Z. B. können die Gabeln 146 und die Schlitze 240 in Sätzen angeordnet sein, so dass die Gabeln 146 nur in die Schlitze 240 eingreifen, wenn die Laschen sich in dieselbe Richtung erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform ist ein Satz Gabeln und Schlitze nahe beabstandet, während der andere Satz Gabeln und Schlitze weiter beabstandet ist. Die Laschen, Gabeln und Schlitze sind alle so angeordnet, dass die Verbinder 200 sich nur verbinden, wenn die nahe beabstandeten Gabeln in die nahe beabstandeten Schlitze eingreifen und die weiter beabstandeten Gabeln in die weiter beabstandeten Schlitze eingreifen und die Laschen sich in dieselbe Richtung vom Schaft erstrecken.
Wenn die Verbinder 100, 200 gekoppelt sind, werden die herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt, was in der dargestellten Ausführungsform die Öffnungen 132, 232 der Verbinder 100, 200 in Fluidverbindung miteinander setzt. Jegliche Verunreinigungen, die mit der äußeren Oberfläche der herausziehbaren Schichten 300, 310 eingebracht wurden, können mit den herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt werden.
Wenn jede herausziehbare Schicht 300, 310 entfernt ist, dehnen sich das Steckdichtungselement 270 und/oder das Aufnahmedichtungselement 170, die in dem Steck- und Aufnahmebuchsenteil 245, 145 zusammengedrückt waren, um einander zu berühren und die Verbinder 100, 200 abzudichten. Die Dichtungselemente erhalten die Dichtung während des Prozesses des Entfernen der herausziehbaren Schichten 300, 310. Insbesondere dehnen sich die abgedeckten Abschnitte der Dichtungselemente 170, 270 aus, wenn die herausziehbaren Schichten zurückgezogen werden und treten miteinander in Kontakt und schaffen eine Dichtung zwischen den sich berührenden abgedeckten Abschnitten. Da der Kontakt zwischen den Dichtungselementen dem Zurückziehen der herausziehbaren Schichten folgt, wird die Dichtung unmittel bar hinter den herausziehbaren Schichten 300, 210 geschaffen, wenn die herausziehbaren Schichten zurückgezogen werden.
Um das Aufnahmedichtungselement 170 zu berühren, dehnt sich der elastisch kompresible Kopfabschnitt 272 und/oder Halsabschnitt 272 des Steckdichtungselementes 270 axial vom komprimierten Zustand in einen expandierten Zustand, bei dem der Abstand zwischen dem Basisabschnitt 271 und dem Kopfabschnitt 273 sich vergrößert. Der Kopfabschnitt 173 des Aufnahmedichtungselementes 170 kann sich ebenfalls ausdehnen. Der Kopfabschnitt 273 des Steckdichtungselementes 270 liegt gegen den Kopfabschnitt 173 des Aufnahmedichtungselementes 170 an, um eine Dichtung zu bilden. Da das Steckdichtungselement 270 und das Aufnahmedichtungselement 170 jeweils ein elastisch kompressibles und expansibles Element enthalten, verringert die Bewegung des Steckverbinders 200 oder des Aufnahmeverbinders 100, wenn diese gekoppelt sind, die Dichtung nicht. Das Steckdichtungselement 270 und das Aufnahmedichtungselement 170 expandieren oder komprimieren, um jeder Bewegung der Verbinder 100, 200 entgegenzuwirken und die Dichtung dicht zu halten. Die ringförmige Nut 163 kann die Kontaktoberfläche zwischen den Dichtungselementen reduzieren und daher den axialen Druck, der auf ein Dichtungselement durch das andere ausgeübt wird, erhöhen und somit die Dichtung stärken. So wird eine dichte, sterile Verbindung erzeugt und erhalten.
Wenn die herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt sind, wird der Kopf 250 des Schaftes 210 vorzugsweise in den Aufnahmeverbinder 100 ausgedehnt. Um den Kopf axial zu bewegen, entsperrt eine Bedienungsperson die Sperrvorrichtung, z. B. durch Ergreifen und Herausbrechen der Sperrzungen 260 vom Flansch 228 des Schaftes 210, für den Fall der in 1 dargestellt ist, oder durch Drehen des Schaftes 210, um die Flügel 480 tangential zu verformen, im Fall der Ausführungsform, die in den 9 und 10 dargestellt ist. Die Bedienungsperson schiebt den Flansch 228 des Schaftes 210 axial gegen den unteren Flansch 224 des Steckverbinders 200. Wenn der Schaft sich axial bewegt, bewegt sich der Schaft 210 mit dem Kopf 250 durch das Steckelement 220 und das Aufnahmeelement 100, wie zuvor beschrieben. Weiters gleitet die Dichtung 252 entlang der Innenwand des Steckverbinder 200; das Fangelement 280 gleitet entlang der ersten gerippten Oberfläche 212 und der glatten Oberfläche 216 und klinkt dann entlang der zweiten gerippten Oberfläche 214 ein; und der Kopf 250 ist dann in der Bohrung 134 des Aufnahmeverbinders 100 aufge nommen. Die Bohrung 134 ist vorzugsweise zusammenlaufend, so dass der Kopf 250 in einem Reibdichtungseingriff mit der Wand der Bohrung 134 aufgenommen ist. Fluid kann dann frei ohne Verunreinigungen durch die Öffnung 132 im Aufnahmeverbinder 100 und den Hohlraum im Schaft 250 über die sterile Verbindung des Aufnahmeverbinders 100 und des Steckverbinders 200 strömen.
Die Verbinderanordnung kann in Zusammenhang mit verschiedenen Fluidsystemen oder -vorrichtungen verwendet werden, solche wie jene, die flexible und/oder starre Fluidcontainer, eine Spritze, eine Tropfkammer, eine Filtervorrichtung, eine intravenöse (IV) Vorrichtung oder jede Kombination davon enthalten. Z. B. kann die Verbinderanordnung mit intravenösen (IV) Vorrichtungen verbunden werden und verwendet werden, um Fluida, z. B. parenterale oder biologische Fluida, zu liefern. Wie hier verwendet, ist ein parenterales Fluid ein physiologisch akzeptables Fluid, das vorzugsweise steril ist. Beispiele für parenterale Fluida enthalten Kochsalzlösung, d. h. isotonische (ca. 0,9%) sterile Kochsalzlösung, und eine Elektrolytlösung enthaltend z. B. 5% Dextrose in Wasser (D5W). Biologische Flüssigkeiten, wie sie hier verwendet werden, sind Fluida, die von lebenden Organismen stammen, z. B. Blut und Blutkomponenten. Beispiele für biologische Fluida, für die die vorliegende Erfindung geeignet sein kann, enthalten Vollblut, konzentrierte rote Blutkörperchen, blutplättchenreiches Plasma, Blutplättchen und Plasma.
Eine beispielhafte Ausführungsform für ein Fluidsystem mit einer Verbinderanordnung ist in 11 dargestellt, wobei analoge Komponenten dieselben Bezugszeichen wie die Verbinderanordnung der 1 bis 7 haben. In 11 ist der Aufnahmeverbinder 100 einer Verbinderanordnung mit einem Container 600 über eine Leitung 10 verbunden. Die Leitung 10 kann, wie zuvor beschrieben, mit dem Aufnahmeverbinder 100 z. B. am fernen Ende 126 in jeder geeigneten Art verbunden sein, z. B. durch Verwendung von Lösungsmitteln, Bindemitteln, Schlauchklemmen, Ultraschallschweißen, geschraubten Verbindern oder Reibschlüssen. Alternativ kann die Leitung 10 mit dem Aufnahmeverbinder 100 einstückig geformt sein.
Die Leitung 10 kann mit dem Container 600 durch eine Einrichtung (in 11 nicht dargestellt) verbunden sein, die eine Fluidverbindung zwischen der Leitung 10 und dem Container 600 erlaubt. Die Einrichtung (in 11 nicht dargestellt) kann ein Ventil, wie einen Transferzweigverschluss, enthalten, welches den Fluidstrom zum oder vom Container 600 kontrolliert. Der Aufnahmeverbinder 100, die Leitung 10 und der Container 600 können als eine einzelne integrale Einheit ausgebildet sein.
Die Leitung 20, die mit dem Steckverbinder 200 der Verbinderanordnung verbunden ist, kann mit anderen Komponenten, die das Fluidsystem enthalten (nicht dargestellt), verbunden sein. Z. B. kann die Leitung 20 mit einer Spritze, einer Tropfkammer, einem Patienten oder einer Filtervorrichtung verbunden sein. Zusätzlich, auch wenn es nicht dargestellt ist, kann der Steckverbinder 200 der Verbinderanordnung mit dem Container 600 verbunden sein, d. h. die Positionen des Steckverbinders 200 und des Aufnahmeverbinders 100 sind umgekehrt. In einer solchen Ausführungsform können der Steckverbinder 200, die Leitung 20 und der Container 600 als eine einzelne integrale Einheit ausgebildet sein.
Der Container 600 ebenso wie die Leitungen 10, 20, die zusammen mit der Verbinderanordnung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können aus jedem Material hergestellt sein, das mit parenteralen und biologischen Fluida kompatibel ist. Die Zusammensetzung des Containers 600 und der Leitungen 10, 20 kann mit der Art des bestimmten verwendeten Fluids variieren. Eine große Vielfalt von passenden Containern 600 und Leitungen 10, 20 sind bereits im Stand der Technik bekannt. Beispielhafte Container 600 enthalten, sind jedoch nicht beschränkt auf Spritzen, flexible Beutel und starre Container. Der Container 600 kann aus verschiedenen Materialien, wie metallischen Materialien, Glas und Kunststoff, einschließlich Polyvinylchlorid (PVC), gebildet sein. Der Container 600 enthält vorzugsweise weichgemachtes PVC für Flexibilität und Festigkeit. Typische Leitungen 10, 20 enthalten Schläuche, die flexible Kunststoffe, wie weichgemachtes PVC zur einfachen Anwendung enthalten. Es ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht durch den Typ oder die Zusammensetzung des Containers 600 und/oder der Leitungen 10, 20, die verwendet werden, eingeschränkt ist.
Das Fluidsystem, das in 12 dargestellt ist, ist ähnlich dem Fluidsystem, das in 11 dargestellt ist, und analoge Komponenten haben dieselben Bezugszeichen. In dieser Ausführungsform kann jedoch der Aufnahmeverbinder 100 direkt mit dem Container 600 verbunden sein. Z. B. kann der Aufnahmeverbinder 100 mit einer Einrichtung, wie einem Transferzweigverschluss, ausgerüstet sein. Im Gegensatz zum Aufnahmeverbinder 100, der in 11 dargestellt ist, bei dem die Leitung 10 mit dem Aufnahmeverbinder 100 verbunden ist, kann der Verbinder 100 direkt an der Einrichtung 602 des Containers 600 befestigt sein. Der Aufnahmeverbinder 100 und der Container 600 können als einzelne integrale Einheit aufgebaut sein.
Wie oben beschrieben, kann die Fluidleitung 20, die mit dem Steckverbinder 200 der Verbinderanordnung verbunden ist, mit anderen Komponenten im Fluidsystem verbunden sein. Z. B. kann die Leitung 20 mit einer Spritze, einer Tropfkammer, einem Patienten oder einer Filtervorrichtung verbunden sein. Zusätzlich, wenn auch nicht dargestellt, kann der Steckverbinder 200 der Verbinderanordnung direkt mit dem Container 600 verbunden sein.
In Betrieb können der Steckverbinder 200 und der Aufnahmeverbinder 100 des Fluidsystems aus den 11 und 12, wie zuvor beschrieben, in Eingriff gebracht werden. Wenn Sie in Eingriff sind, werden die herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt, der Schaft 210 wird durch das Steckelement 200 und das Dichtungselement 270 durch das Aufnahmedichtungselement 170 und in die Öffnung 132 des Aufnahmeelementes 120 bewegt, wobei ein steriler Fluidweg durch das Fluidsystem gebildet wird.
Die 13 und 14 stellen eine beispielhafte Ausführungsform eines Fluidsystems dar, wobei ein modifizierter Aufnahmeverbinder 100 der Verbinderanordnung direkt an die Wand eines Containers 600 montiert ist. Analoge Komponenten haben wiederum die gleichen Bezugszeichen wie sie in den 1 bis 7 und 11 und 12 verwendet wurden. In dieser Ausführungsform ist der Aufnahmeverbinder 100 verschieden von den vorher beschriebenen Aufnahmeverbindern 100. Wesentlich bei dieser Ausführungsform ist, dass das Aufnahmeelement 120 nur die Klammer 140 enthält. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen kann die Klammer 140 verschieden konfiguriert sein. Die Klammer 140 kann ein Buchsenteil 145 oder eine Schale mit irgendeiner passenden, ebenen Form enthalten, z. B. hat die repräsentative Klammer 140 in der gezeigten Ausführungsform ein im allgemeinen C-förmiges Element. Ein Aufnahmedichtungselement 170 kann im Buchsenteil 145 der Klammer 140 angeordnet sein, um zur sterilen Verbindung der Verbindungsanordnung, wie zuvor beschrieben, beizutragen. Zusätzlich kann das nahe Ende des Aufnahmeverbinders 100 eine Dichtungsschicht haben, wie die zuvor beschriebene, herausziehbare Aufnahmeschicht 300, um weiter zur sterilen Verbindung der Verbinderanordnung beizutragen. Die Klammer 140 kann auch einen Flansch 142 mit Gabeln 146 beinhalten, wie zuvor beschrieben, um zum Eingriff des Aufnahmeverbinders 100 mit dem Steckverbinder 200 beizutragen. Alternative Anordnungen für die Verbindung des Aufnahmeverbinders 100 und des Steckverbinders 200 sind möglich und können z. B. Gewindeverbinder enthalten. In einer alternativen Ausführungsform kann sich das Element 120 des Aufnahmeverbinders 100 unter die Containerwand in das Innere des Containers 600 erstrecken.
Der Aufnahmeverbinder 100 kann durch eine Vielzahl von Mitteln mit der Wand des Containers 600 verbunden sein. In der in 13 beispielhaft dargestellten Ausführungsform ist der Aufnahmeverbinder 100 mit einer bedeutenden Oberfläche des Containers 600 verbunden. Der Aufnahmeverbinder 100 kann an den Container 600 gebunden oder geschweißt sein oder kann mit diesem einstückig ausgebildet sein. Die Fläche der Wand, mit der der Aufnahmeverbinder 100 verbunden ist, kann verstärkt sein, so dass der Aufnahmeverbinder 100 nicht Teile der Wand abreißen kann. Die Verstärkung kann in Form einer Durchführungshülse oder durch irgendwelche anderen passenden Verstärkungsmittel gebildet sein.
In Betrieb können der Steckverbinder 200 und der Aufnahmeverbinder 100 des Fluidsystems der 13 und 14, wie zuvor beschrieben, in Eingriff gebracht werden. Sobald sie in Eingriff sind, werden die herausziehbaren Schichten 300, 310 entfernt und der Schaft 210 wird durch das Steckelement 220 und das Dichtungselement 270 durch das Aufnahmedichtungselement 170 und eine Öffnung 132a in dem Aufnahmeelement 120 und durch die Wand des Containers 600 bewegt, wobei ein steriler Fluidweg dort hindurch gebildet wird. Um das Durchschneiden der Containerwand zu erleichtern, kann der Kopf 250 des Schaftes 210 ein Schneidelement enthalten. Die Öffnung 132a kann dimensioniert sein, um gegen den Kopf 250 des Schaftes 210 abzudichten, der vorzugsweise abgeschrägt ist, um einen zunehmenden Passsitz und eine zunehmende Dichtung an den Wänden der Klammer 140, die die Öffnung 132a bilden, zu schaffen. Alternativ kann der Aufnahmeverbinder 100 einen O-Ring enthalten, um eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Kopf 250 und der Öffnung 132a zu schaffen.
Die Verbinderanordnung von irgendeiner der vorhergehenden Ausführungsformen kann verwendet werden, um eine nasse oder eine trockene Verbindung herzustellen, obwohl sie vorzugsweise verwendet wird, um eine trockene Verbindung herzustellen. Eine nasse Verbindung ist eine solche, bei der der Steckverbinder 200 und der Aufnahmeverbinder 100 verbunden werden, während Flüssigkeit in einem oder beiden Verbindern 100, 200 ist. Eine trockene Verbindung ist eine solche, bei welcher die Verbinder 100, 200 ohne Flüssigkeit in den Verbindern 100, 200 verbunden werden, und bei der der Fluidstrom durch die Verbinder 100, 200 eingestellt wird, nachdem die Verbinder 100, 200 verbunden wurden.
Es gibt zahlreiche Wege, um eine trockene Verbindung herzustellen. Z. B. kann ein Flussblockmechanismus verwendet werden, um den Fluidstrom von einer Fluidquelle zu einem Verbinder 100, 200 zu blockieren, bevor die Verbinder 100, 200 verbunden sind und den Fluidstrom zu öffnen, nachdem die Verbinder 100, 200 verbunden wurden. Der Flussblockmechanismus kann irgendeine Vorrichtung sein, die den Fluidstrom zu einem Verbinder 100, 200 blockieren und öffnen kann. Der Flussblockmechanismus kann arbeitsmäßig mit den Verbindern 100, 200 verbunden sein, zwischen dem Verbinder 100, 200 und der Fluidquelle angeordnet sein, oder arbeitsmäßig mit der Fluidquelle verbunden sein. Wenn nur ein Verbinder 100, 200 mit einer Fluidquelle verbunden ist, kann nur ein Flussblockmechanismus verwendet werden. Andererseits, wenn beide Verbinder 100, 200 mit einer Fluidquelle verbunden sind, können zwei Flussblockmechanismen verwendet werden.
In 15 ist eine bevorzugte Anordnung für eine Trockenverbindung gezeigt. In der Anordnung ist ein Flussblockmechanismus 710, 720 mit dem Schlauch 10, 20 verbunden, der jeweils an den Steckverbinder 200 und den Aufnahmeverbinder 100 angehängt ist. Der Flussblockmechanismus 710, 720 ist vorzugsweise im kurzen Abstand zum Steckverbinder 200 und zum Aufnahmeverbinder 100 angeordnet, z. B. innerhalb von 5 Inches oder mehr. Der Flussblockmechanismus 710, 720 kann irgendeine Vorrichtung sein, die selektiv den Fluidstrom zu den Verbindern 100, 200 öffnet und blockiert, wie ein Ventil oder eine Klemme, die an der Außenseite der Schläuche 10, 20 angeordnet ist und die Schläuche 10, 20 durch Kneifen schließt. Vorzugsweise ist der Flussblockmechanismus 710, 720 ein wegbrechender Mechanismus, der im Inneren der Schläuche 10, 20 angeordnet ist. Der wegbrechende Mechanismus blockiert den Fluidstrom normalerweise. Wenn er gekniffen, gebogen oder in anderer Weise durch eine Bedienungsperson manipuliert wird, bewegt sich ein Teil des Mechanismus, bricht z. B. weg, und erlaubt die Fluidströmung durch den Mechanismus.
Ein wegbrechender Mechanismus ist in dem US-Patent Nr. 4 586 928 geoffenbart, die hierbei durch Bezugnahme eingebracht wird, um dieses und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung zu stützen.
In einem bevorzugten Verfahren zum Verbinden des Steckverbinders 200 und des Aufnahmeverbinders 100 ist der Flussblockmechanismus 710, 720 so angeordnet, dass keine Flüssigkeit über den Mechanismus 710, 720 zum Verbinder 100, 200 fließt. Folglich haben weder der Steckverbinder 200 noch der Aufnahmeverbinder 100 irgendeine Flüssigkeit in sich, wenn sie verbunden werden. Die Verbinder 100, 200 werden, wie zuvor beschrieben, verbunden, so dass sie gegeneinander sperren, wobei der Kopf 250 des Schaftes 210 sicher in die Öffnung 132 des Aufnahmeelementes 100 eingebracht ist. Der Flussblockmechanismus 710, 720 wird dann geöffnet, um die Flüssigkeitsströmung durch die Verbinderanordnung zu erlauben.
Obwohl gezeigt und beschrieben wurde, was für die praktischste und bevorzugte Ausführungsform gehalten wird, ist es offensichtlich, dass Abweichungen von den speziellen Verfahren und Entwürfen, die beschrieben und gezeigt wurden, sich dem Fachmann präsentieren werden und verwendet werden können, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Eines von vielen Beispielen dieser alternativen Ausführungsformen, ist eine Verbinderanordnung, bei der eine nichtentfernbare, zerschneidbare Membranschicht sich durch das Innere von einem oder beiden Dichtungselementen erstreckt. Der Schaft kann dann ein Schneidelement enthalten, das die Membranschicht(en) durchschneidet, wenn der Schaft sich axial in das Aufnahmeelement bewegt. Folglich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die besonderen Merkmale eingeschränkt, die beschrieben und gezeigt wurden, sondern sollte mit allen Modifikationen und Alternativen ausgelegt werden, die in den Umfang der beiliegenden Ansprüche fallen.

Claims

Verbinderanordnung, umfassend: – ein erstes Element (220) mit einer Öffnung (232); – ein zweites Element (120), welches mit dem ersten Element (220) gekoppelt werden kann und welches eine Öffnung (132) aufweist; – einen Schaft (210), welcher in dem ersten Element (220) angeordnet ist, wobei der Schaft in die Öffnung (132) des zweiten Elements (120) hinein einfahrbar ist; – ein Buchsenteil (145, 245, 345, 445), welches mit dem ersten oder dem zweiten Element (220, 120) zusammenwirkend angeordnet ist und welches ein offenes Ende umfasst; – ein elastisches Abdichtungselement (170, 270, 370, 470), welches innerhalb des Buchsenteils (145, 245, 345, 445) angeordnet ist; und – eine Dichtungsschicht (300, 310), welche entfernbar mit dem oberen Ende des Buchsenteils (145, 245, 345, 445) verbunden ist, – wobei die Dichtungsschicht (300, 310) von dem offenen Ende des Buchsenteils (145, 245, 345, 445) entfernbar ist, nachdem das erste und das zweite Element (220, 120) miteinander verbunden sind und vor dem Einfahren des Schaftes (210) in die Öffnung (132) des zweiten Elements (120).
Verbinderanordnung nach Anspruch 1, worin das Buchsenteil (145, 245) und die Dichtungsschicht (300, 310) das elastische Dichtungselement (270) umfassen.
Verbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, worin das elastische Dichtungselement (170, 270) an der Dichtungsschicht (300, 310) anliegt.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Höhe des elastischen Dichtungselements (170, 270) größer ist als die Höhe des Buchsenteils (145, 245).
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Buchsenteil (145, 245) ein nahe gelegenes Ende aufweist und worin die Dichtungsschicht (300, 310) das nahe gelegene Ende des Buchsenteils (145, 245) abdichtet.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Dichtungsschicht (300, 310) mit dem Buchsenteil (145, 245) mittels Kleben verbunden ist.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Dichtungsschicht (300, 310) ein permeables Material umfasst.
Verbinderanordnung nach Anspruch 7, worin das permeable Material (300, 310) den Durchgang von bakteriellen Verunreinigungen ausschließt.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Dichtungsschicht eine herausziehbare Lage (300, 310) umfasst.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Dichtungsschicht (300, 310) eine Reißlasche umfasst.
Verbinderanordnung nach Anspruch 10, worin die Reißlasche sich über den Umfang des Elements (120, 220) hinaus erstreckt.
Verbinderanordnung nach einem der Anspruch 1 bis 11, worin das elastische Dichtungselement (170, 270) ein elastisches, kompressibles und expandierbares Element umfasst, welches entgegengesetzte offene Enden aufweist und einen inneren Durchgang, welcher sich zwischen den beiden offenen Enden erstreckt.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin das elastische Dichtungselement (170, 270) einen ersten Abschnitt (171; 271), einen zweiten Abschnitt (172; 272) und einen dritten Abschnitt (173; 273) umfasst und worin der zweite Abschnitt (172, 272) zwischen dem ersten Abschnitt (171, 271) und dem dritten Abschnitt (173, 273) angeordnet ist und eine dünnere Wandung aufweist als der erste Abschnitt (171, 271) und der dritte Abschnitt (173; 273).
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin das Buchsenteil (145; 245) eine Seitenwandung (144; 244) umfasst und worin das elastische Dichtungselement (170; 270) einen Reibschluss mit der Seitenwandung (144; 244) bildet.
Verbinderanordnung nach Anspruch 14, worin das elastische Dichtungselement (170; 270) einen ersten Abschnitt (171; 271) umfasst, welcher in dem Buchsenteil (145; 245) angeordnet ist und welcher mit der Seitenwandung (144; 244) des Buchsenteils in Berührung steht und einen zweiten Abschnitt aufweist (172; 272), welcher in dem Buchsenteil angeordnet ist und von der Seitenwandung des Buchsenteils beabstandet ist.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin das Element (120, 220), welches das Buchsenteil (145; 245) umfasst, eine einstückige Konfiguration aufweist.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, worin das Buchsenteil ein erstes Buchsenteil (245) umfasst, wobei das erste Buchsenteil (245) mit dem ersten Element (220) zusammenwirkend angeordnet ist; – worin das elastische Dichtungselement ein erstes elastisches Dichtungselement (270) umfasst, wobei das erste elastische Dichtungselement (270) in dem ersten Buchsenteil (245) angeordnet ist; – worin die Dichtungsschicht eine erste Dichtungsschicht (310) umfasst, wobei die erste Dichtungsschicht (310) entfernbar mit dem offenen Ende des Buchsenteils (245) verbunden ist; und – worin die Verbinderanordnung ferner umfasst – ein zweites Buchsenteil (145), welches zusammenwirkend mit dem zweiten Element (120) angeordnet ist; – ein zweites elastisches Dichtungselement (170), welches in dem zweiten Buchsenteil (120) angeordnet ist; und – eine zweite Dichtungsschicht (300), welche entfernbar mit dem offenen Ende des zweiten Buchsenteils (120) verbunden ist.
Verbinderanordnung nach Anspruch 17, worin die erste Dichtungsschicht (310) und die zweite Dichtungsschicht (300) so angeordnet sind, dass sie aneinander flächig anliegen wenn das erste Element (220) mit dem zweiten Element (120) gekoppelt ist.
Verbinderanordnung nach Anspruch 17 oder 18, worin die erste Dichtungsschicht (310) und die zweite Dichtungsschicht (300) zwischen dem ersten elas tischen Dichtungselement (270) und dem zweiten elastischen Dichtungselement (170) zusammengepresst sind.
Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, worin das erste elastische Dichtungselement (270) und das zweite elastische Dichtungselement (170) verschiedene Konfigurationen aufweisen.
Fluidsystem oder -vorrichtung, umfassend: – eine Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20; und – eine(n) Fluidcontainer oder -leitung (600), welche(r) mit dem ersten oder dem zweiten Element (220; 120) gekoppelt ist.