[0001] Die Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für
pharmazeutische Flüssigkeiten, mit einer Fördereinrichtung, mit einem mit der Eingangsseite
der Fördereinrichtung verbundenen Flüssigkeitsspeicher zur Speicherung der Flüssigkeit
sowie mit einer mit einer Ausgangsseite der Fördereinrichtung verbundenen Austragöffnung.
Dabei ist der Flüssigkeitsspeicher zumindest abschnittsweise als formflexibler Flüssigkeitsbeutel
ausgebildet und in einem volumenkonstanten Aufnahmeraum angeordnet.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind Austragvorrichtungen für Flüssigkeiten, insbesondere
pharmazeutische Flüssigkeiten weithin bekannt. Sie dienen beispielsweise als Spender
für nasale, orale oder anderweitige pharmazeutische Anwendungen sowie als Spender
für Kosmetikprodukte. Ein Benutzer kann mittels der Fördereinrichtung Flüssigkeit
aus dem Flüssigkeitsspeicher zur Austragöffnung fördern, von wo die Flüssigkeit beispielsweise
in Form eines Sprühstrahls abgegeben wird.
[0003] Eine besonders übliche Gestaltung solcher Spender sieht vor, dass der Flüssigkeitsspeicher
ein unveränderliches Innenvolumen aufweist. Um zu verhindern, dass sich in diesem
Flüssigkeitsspeicher aufgrund des unveränderlichen Volumens im Zuge der Entnahme ein
Unterdruck bildet, ist bei solchen Austragvorrichtungen zumeist vorgesehen, dass durch
einen Ausgleichskanal Luft in den Flüssigkeitsspeicher nachströmen kann, so dass sich
im Flüssigkeitsspeicher wieder in etwa der Umgebungsdruck einstellt.
[0004] Bei gattungsgemäßen Austragvorrichtungen ist dagegen vorgesehen, dass der Flüssigkeitsspeicher
formflexibel ist und somit im Zuge des Austrags von Flüssigkeit seine Innenvolumen
verändern kann. Es bedarf daher keines Nachströmens von Luft in den Flüssigkeitsspeicher.
Dabei ist es ebenfalls bekannt, diesen formflexiblen Flüssigkeitsspeicher innerhalb
eines volumenkonstanten Aufnahmeraums anzuordnen, so dass der formflexible Flüssigkeitsspeicher
von außen für den Benutzer nicht zu erkennen ist und auch eine mechanische Verletzung
des Flüssigkeitsspeichers nicht zu befürchten ist. Auch bei solchen gattungsgemäßen
Austragvorrichtungen wird üblicherweise jedoch ein Druckausgleichskanal vorgesehen,
durch den der Aufnahmeraum mit einer Umgebung verbunden ist, so dass die Vergrößerung
des nicht vom Flüssigkeitsspeicher eingenommenen Volumens des Aufnahmeraums im Zuge
der Entleerung des Flüssigkeitsspeichers durch nachströmende Luft ausgeglichen werden
kann, um hierdurch im Aufnahmeraum und im Flüssigkeitsspeicher Umgebungsdruck aufrechtzuerhalten.
[0005] Es wurde jedoch festgestellt, dass die aus dem Stand der Technik bekannte gattungsgemäße
Bauweise nachteilig ist, da die dünne Wandung des formflexiblen Flüssigkeitsspeichers
üblicherweise nicht verhindern kann, dass Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicher
in den Aufnahmeraum entweicht und somit eine Veränderung der Flüssigkeit im Flüssigkeitsspeicher
stattfindet, insbesondere eine Konzentrationsänderung des in der Flüssigkeit enthaltenen
Wirkstoffes bei pharmazeutischen Flüssigkeiten. Da bei den beschriebenen gattungsgemäßen
Austragvorrichtungen ein weitgehend freier Luftaustausch zwischen dem nicht vom Flüssigkeitsspeicher
eingenommenen Volumen des Aufnahmeraums und einer Umgebungsatmosphäre besteht, kommt
es allerdings nicht zu einer Sättigung der Luft im Aufnahmeraum, so dass der Diffusionsprozess
zwischen dem Flüssigkeitsspeicher und dem Aufnahmeraum durch die dünne Wandung des
Flüssigkeitsspeichers fortschreitet und mit fortwährender Dauer die Veränderung bzw.
Verminderung der Flüssigkeit im Flüssigkeitsspeicher zunimmt.
Aufgabe und Lösung
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gestaltung für eine gattungsgemäße Austragvorrichtung
zur Verfügung zu stellen, durch die dieser nachteilige Diffusionsprozess verhindert
oder vermindert wird.
[0007] Bei einer Variante der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Aufnahmeraum
durch ein Aufnahmegehäuse gegenüber einer Umgebungsatmosphäre gasdicht verschlossen
ist.
[0008] Bei einer solchen Gestaltung wird somit jeglicher Luftaustausch zwischen einer Umgebung
der Austragvorrichtung und dem nicht vom Flüssigkeitsspeicher eingenommenen Volumen
des Aufnahmeraums unterbunden. Dies führt dazu, dass zwar durch die Wandung des Flüssigkeitsspeichers
in begrenztem Maße Flüssigkeit in den nicht vom Flüssigkeitsspeicher eingenommenen
Bereich des Aufnahmeraums diffundieren kann, dort stellt sich jedoch bald eine Sättigung
der Luft ein, die diesen Vorgang beendet. Ein Luftaustausch des Aufnahmeraums mit
einer Umgebungsatmosphäre findet nicht statt, so dass diese Sättigung erhalten bleibt.
Die Maximalmenge der durch den Diffusionsprozess durch die Wandung des Flüssigkeitsspeichers
hindurch verlorenen Flüssigkeit ist somit sehr begrenzt.
[0009] Da das Aufnahmegehäuse, welches dem volumenkonstanten, also bei bestimmungsgemäßem
Gebrauch keine nennenswerte Volumenverringerung erfahrenden, Aufnahmeraum umgibt,
aufgrund seiner Formstabilität eine erheblich dickere Wandung als der Flüssigkeitsspeicher
aufweist, findet eine Diffusion durch die Wandung des Aufnahmegehäuses hindurch nicht
statt.
[0010] Allerdings führt die Gestaltung gemäß dieser Variante auch dazu, dass sich im Aufnahmeraum
ein Unterdruck entwickelt, der mit jeder Betätigung der Fördereinrichtung und jedem
Austrag von Flüssigkeit größer wird. Um zu verhindern, dass dieser Unterdruck so groß
wird, dass die Fördereinrichtung nicht mehr gegen den Unterdruck arbeiten kann, wird
es als vorteilhaft angesehen, wenn der Flüssigkeitsspeicher im mit Flüssigkeit befüllten
Lieferzustand, in welchem Umgebungsdruck im Aufnahmeraum herrscht, ein Volumen einnimmt,
welches maximal 70%, vorzugsweise maximal 50%, des Gesamtinnenvolumens des Aufnahmeraums
beträgt. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Druck im Aufnahmeraum nicht unter etwa
0,3 bar bzw. etwa 0,5 bar sinkt, wobei ein solcher Unterdruck von in diesem Bereich
üblichen Fördereinrichtungen überwindbar ist. Dieser Volumenanteil von maximal 50%
bzw. 70% kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass das Maximalvolumen des Flüssigkeitsspeichers
bei vollständiger Befüllung nur die Hälfte oder etwa zwei Drittel des Innenvolumens
des Aufnahmeraums ausmacht. Alternativ kann auch ein Flüssigkeitsspeicher mit größerem
Maximalvolumen genutzt werden, der jedoch nur teilbefüllt ausgeliefert wird.
[0011] Bei einer anderen Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aufnahmeraum mit
einer Umgebungsatmosphäre zum Zwecke des Druckausgleichs durch mindestens einen Kapillarkanal
verbunden ist.
[0012] Ein solcher Kapillarkanal weist eine dünne und langgestreckte Gestaltung auf und
mündet mit seinem einem Ende im Aufnahmeraum und mit seinem anderen Ende im Bereich
der Umgebungsatmosphäre. Somit besteht zwar eine Druckausgleichsmöglichkeit zwischen
dem Aufnahmeraum einerseits und der Umgebungsatmosphäre andererseits, aufgrund der
Gestaltung der Verbindung als Kapillarkanal kommt es jedoch dennoch zu einer Sättigung
der Luft im Aufnahmeraum mit Flüssigkeit, die ein weiteres Herausdiffundieren von
Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsspeicher verhindert, wenn die Austragvorrichtung für
längere Zeit nicht benutzt wird. Im Kapillarkanal bildet sich ein stabiler Gradient
hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit.
[0013] Als Kapillarkanal im Sinne dieser Erfindung werden nur Kanalabschnitte angesehen,
die eine Querschnittsfläche kleiner 1 mm
2 aufweisen. Um das Entweichen der Luftfeuchtigkeit im Aufnahmeraum zu verhindern und
die Ausbildung eines stabilen Gradienten zu gewährleisten, wird es als besonders vorteilhaft
angesehen, wenn ein Quotient aus der Länge des Kapillarkanals geteilt durch dessen
mittlere Querschnittsfläche größer als 300 mm
-1 ist, insbesondere größer als 1000 mm
-1 ist. Ein Quotient von mindestens 2500 mm
-1 wird als besonders vorteilhaft angesehen. Ein Kapillarkanal mit einer mittleren Querschnittsfläche
von 0,03 mm
2 hat erfindungsgemäß somit eine Länge von mindestens etwa 10 mm aufzuweisen.
[0014] Jenseits des reinen Verhältnisses der Querschnittsfläche zur Länge hat es sich als
besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Querschnittsfläche besonders klein
ist, insbesondere kleiner als 0,05 mm
2, vorzugsweise kleiner als 0,02 mm
2 und im Idealfall kleiner als 0,01 mm
2. Weiterhin hat es sich herausgestellt, dass die Länge des Kapillarkanals vorzugsweise
mindestens 10 mm betragen sollte, insbesondere mindestens 30 mm oder gar mindestens
50 mm.
[0015] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kapillarkanal zumindest abschnittsweise durch
eine nutartige Vertiefung in einer Außenseite des Flüssigkeitsspeichers oder aber
in einer Innenseite des Aufnahmegehäuses gebildet wird. Diese nutartige Vertiefung
ist einfach herzustellen. Der Kapillarkanal kann dann durch Anlegen der Außenseite
bzw. der Innenseite an einem Gegenbauteil umfänglich geschlossen werden. Besonders
von Vorteil ist es, wenn der Kapillarkanal in dem durch eine nutartige Vertiefung
gebildeten Bereich gemeinsam von dem Aufnahmegehäuse einerseits und dem Flüssigkeitsspeicher
andererseits umfänglich verschlossen wird. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige
und einfache Bauweise. Hinzu kommt, dass das flexible Material, welches für den Flüssigkeitsspeicher
zu verwenden ist, für eine umfängliche Abdichtung des Kapillarkanals besonders gut
geeignet ist. Als Außenseite des Flüssigkeitsspeichers wird eine Fläche angesehen,
die bestimmungsgemäß mit der im Flüssigkeitsspeicher gespeicherten Flüssigkeit nicht
in Kontakt kommt. Der Bereich, in dem der Kapillarkanal in die Außenseite des Flüssigkeitsspeichers
eingebracht ist, weist vorzugsweise eine gegenüber dem bestimmungsgemäß sich verformenden
Teil des Flüssigkeitsspeichers vergrößerte Wandstärke auf.
[0016] Um einen besonders langen Kapillar zu schaffen, wird es als vorteilhaft angesehen,
wenn die nutartige Vertiefung sich zumindest abschnittsweise tangential oder spiralförmig
an der Außenseite des Flüssigkeitsspeichers oder an der Innenseite des Aufnahmegehäuses
erstreckt. Eine solche Gestaltung erstattet es, auf einfache Weise Kapillarkanäle
von mehr als 50 mm Länge auch bei kleinen Austragvorrichtungen von beispielsweise
weniger als 20 mm Durchmesser zu erzielen.
[0017] Eine weitere Variante der Erfindung, die auch mit den Merkmalen der oben beschriebenen
Variante mit Kapillarkanal kombinierbar ist, sieht vor, dass bei einer gattungsgemäßen
Austragvorrichtung der Aufnahmeraum mit der Umgebungsatmosphäre zum Zwecke des Druckausgleichs
über einen Druckausgleichskanal verbunden ist, wobei ein druckdifferenzabhängig öffnendes
Ventil in diesem Druckausgleichskanal angeordnet ist.
[0018] Bei einer solchen Gestaltung braucht der Druckausgleichskanal keine besondere Länge
zu haben. Er dient lediglich der Aufnahme des Ventils, welches dafür ausgebildet ist,
bei einem gegenüber dem Umgebungsdruck der Umgebungsatmosphäre bestehenden Unterdruck
im Aufnahmeraum zu öffnen. Dabei kann das Ventil beispielsweise so ausgebildet sein,
dass es ab einer Druckdifferenz von mindestens 0,1 bar öffnet, insbesondere ab einer
Druckdifferenz von mindestens 0,2 bar. Das Ventil kann jedoch auch so ausgebildet
sein, dass es schon bei einem geringeren Unterdruck im Aufnahmeraum öffnet.
[0019] Bei einer solchen Gestaltung ist ebenfalls gewährleistet, dass die gesättigte Luft
innerhalb des Aufnahmeraums nicht an die Umgebung abgegeben werden kann. Da das Ventil
nur bei Unterdruck öffnet, kann lediglich Luft nachströmen, die jedoch nur in geringem
Maße zu einem weiteren Diffusionsprozess aus dem Flüssigkeitsspeicher in den umgebenden
Aufnahmeraum führt. Ein Entweichen der gesättigten Luft in die Umgebungsatmosphäre
findet nicht statt.
[0020] Als druckdifferenzabhängig öffnende Ventile kommen alle hierfür geeigneten Ventile
in Frage, beispielsweise Ventile mit einem Ventilsitz und einem demgegenüber beweglichen
und federbelasteten Ventilkörper oder auch einfache Membranventile mit einer geschlitzten
Membran, insbesondere mit einer Membran mit einer geschlitzten Kuppel.
[0021] Als besonders vorteilhaft wird jedoch eine Gestaltung angesehen, bei der das Ventil
einen einstückig am Flüssigkeitsspeicher angeformten Schließabschnitt aufweist. Dieser
Schließabschnitt ist aufgrund des formflexiblen Materials des Flüssigkeitsspeichers
zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verlagerbar. Vorzugsweise
liegt der Schließabschnitt im geschlossenen Zustand des Ventils an einer Innenseite
des Aufnahmegehäuses an. Diese Gestaltung, bei der der Schließabschnitt des Ventils
durch einen einstückigen Teil der Wandung des Flüssigkeitsspeichers gebildet wird,
ist besonders preisgünstig, da keine weiteren Bauteile neben dem Aufnahmegehäuse und
dem Flüssigkeitsspeicher zur Realisierung des Ventils erforderlich sind. Besonders
von Vorteil ist es dabei, wenn der Schließabschnitt umlaufend an der Außenseite des
Flüssigkeitsspeichers angeordnet ist und ebenfalls umlaufend an der Innenseite des
Aufnahmegehäuses anliegt.
[0022] Wie oben bereits erwähnt ist die Wandung des Aufnahmegehäuses dicker als die Wandung
des Flüssigkeitsspeichers, so dass eine Diffusion durch diese Wandung nicht oder nicht
in relevantem Maße stattfindet. Um die Diffusionsneigung weiter zu reduzieren, kann
es von Vorteil sein, wenn das Aufnahmegehäuse zumindest abschnittsweise eine Wandung
aufweist, die aus einem Material mit geringer Diffusionsrate besteht, insbesondere
aus Metall, Keramik oder Glas.
[0023] Weiterhin wird es als vorteilhaft angesehen, wenn an dem als Flüssigkeitsbeutel ausgebildeten
Flüssigkeitsspeicher ein radial nach außen weisender Steg vorgesehen ist, der zwischen
dem Aufnahmegehäuse und einem davon getrennten und die Fördereinrichtung beinhaltenden
Gehäuseteil als Dichtung angeordnet ist. Dieser Steg übernimmt dann eine Doppelfunktion
als Dichtung. Zum einen dichtet er den nicht vom Flüssigkeitsspeicher eingenommenen
Bereich des Aufnahmeraums gegenüber der Umgebungsatmosphäre ab. Zum anderen bildet
er eine Dichtung im Übergangsbereich zwischen dem Flüssigkeitsspeicher und der Fördereinrichtung
gegenüber einer Umgebungsatmosphäre. Bei der zweiten und der dritten Variante der
Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Steg durch den Kapillarkanal oder den Druckausgleichskanal
unterbrochen ist und nur in den Bereichen jenseits dieser Unterbrechung die Dichtungsfunktion
übernimmt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0024] Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich außer aus den Ansprüchen
auch aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung,
die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen:
- Fig. 1a und 1b
- eine erste Ausführungsform einer erfindungsge- mäßen Austragvorrichtung,
- Fig. 2a, 2b und 3
- eine zweite Ausführungsform einer erfindungsge- mäßen Austragvorrichtung,
- Fig. 4a, 4b, und 5
- eine dritte Ausführungsform einer erfindungsge- mäßen Austragvorrichtung,
- Fig. 6a und 6b
- eine vierte Ausführungsform einer erfindungsge- mäßen Austragvorrichtung und
- Fig. 7a, 7b und 8
- eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsge- mäßen Austragvorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0025] Die in den Figuren dargestellten, erfindungsgemäßen Austragvorrichtungen sind jeweils
als tragbare, mobile Austragvorrichtungen ausgebildet und weisen als übereinstimmende
Merkmale jeweils eine manuell betätigbaren Fördereinrichtung 10 auf, deren Eingangsseite
10a mit einem Flüssigkeitsspeicher 20 verbunden ist und deren Ausgangsseite 10b mit
einer Austragsöffnung 12 verbunden ist. Im Falle der Ausführungsform der Fig. 1 bis
3 ist die Fördereinrichtung 10 als Kolbenpumpe ausgebildet. Im Falle der Ausführungsformen
der Fig. 4 bis 7 ist die Fördereinrichtung 10 als Balgpumpe ausgebildet. Weiterhin
stimmen alle Ausführungsformen dahingehend überein, dass der Flüssigkeitsspeicher
20 als Flüssigkeitsbeutel ausgebildet ist, der formflexibel ist, so dass er sich hinsichtlich
seines Innenvolumens jeweils der noch im Flüssigkeitsspeicher 20 befindlichen Menge
der auszutragenden Flüssigkeit 30 anpassen kann. Allen Austragvorrichtungen der Ausführungsform
ist darüber hinaus gemein, dass der beutelartige Flüssigkeitsspeicher 20 in einem
durch ein Aufnahmegehäuse 40 gebildeten Aufnahmeraum 42 angeordnet ist und somit gegen
mechanische Einflüsse von außen geschützt ist.
[0026] Zu den Ausführungsformen im Einzelnen:
Fig. 1a stellt die erste Ausführungsform in einem Lieferzustand dar. In diesem Lieferzustand
weist der Flüssigkeitsspeicher 20 sein maximales Volumen auf, wobei dieses Volumen
so bemessen ist, dass der Flüssigkeitsspeicher 20 den Aufnahmeraum 42 nur etwa zu
50% ausfüllt. Der nicht vom Flüssigkeitsspeicher eingenommene Teil 42a des Aufnahmeraums
42 ist in diesem Lieferzustand mit Luft gefüllt, die in etwa unter Umgebungsdruck
(1 bar) steht.
[0027] Der Flüssigkeitsspeicher 20 ist bei dieser wie auch bei allen anderen Ausführungsformen
lediglich mit der Fördereinrichtung 10 verbunden, so dass die Flüssigkeit 30 im Flüssigkeitsspeicher
20 zumindest in flüssiger Form nur in Richtung der Fördereinrichtung 10 aus dem Flüssigkeitsspeicher
20 entweichen kann. Auch ist wie ebenfalls bei allen dargestellten Ausführungsformen
bei der Ausführungsform der Fig. 1a und 1b vorgesehen, dass keine Möglichkeit für
Umgebungsluft einer Umgebungsatmosphäre 1 besteht, in den Flüssigkeitsspeicher 20
selbst einzudringen. Die Abdichtung des Flüssigkeitsspeichers 20 nach außen erfolgt
über einen am oberen Ende des Flüssigkeitsspeichers 20 vorgesehenen umlaufenden Kragen
22, der zwischen einem oberen Rand 44 des Aufnahmegehäuses 40 und einem Fördereinrichtungsgehäuse
14 eingeklemmt ist und so als Dichtung agiert.
[0028] Diese Dichtung bewirkt darüber hinaus bei der Ausführungsform der Fig. 1a und 1b
auch, dass der mit Luft gefüllte Teil 42a des Aufnahmeraums 42 gasdicht gegenüber
einer Umgebung 1 abgeschlossen ist, so dass weder in den Flüssigkeitsspeicher 20 noch
in den nicht vom Flüssigkeitsspeicher 20 eingenommenen Teil 42a des Aufnahmeraums
42 Luft von außen eindringen kann.
[0029] Wenn die Austragvorrichtung der Fig. 1a und 1b in Betrieb genommen wird, indem durch
manuelle Betätigung der Fördereinrichtung 10 über die Betätigungshandhabe 16 Flüssigkeit
30 ausgetragen wird, verringert sich das Innenvolumen des Flüssigkeitsspeichers 20,
während der umgebende Teil 42a des Aufnahmeraums 42 zwangsläufig vergrößert wird.
Da keinerlei Luft nachströmen kann, führt dies schrittweise zu einer Absenkung des
Drucks im Aufnahmeraum 42, wobei diese Druckverringerung aufgrund der Tatsache, das
bereits im Lieferzustand der Fig. 1a eine erhebliche Luftmenge im Aufnahmeraum 42
vorhanden war, nur gering ausfällt. Bei vollständiger Entleerung des Flüssigkeitsspeichers
20 beträgt der Druck im Aufnahmeraum etwa 0,5 bar. Da die Fördereinrichtung 10 so
ausgebildet ist, dass sie gegen einen solchen Unterdruck arbeiten kann, bleibt die
Funktionstüchtigkeit der Austragvorrichtung stets gegeben.
[0030] Fig. 1b zeigt einen Zwischenzustand, in dem etwa die Hälfte der Flüssigkeit 30 entnommen
wurde und im Aufnahmeraum 42 ein Druck von etwa 0,8bar, also ein Unterdruck gegenüber
der Umgebung von etwa 0,2 bar, besteht.
[0031] Die vollständige Isolierung des Aufnahmeraums 42 gegenüber der Umgebung1 führt bei
dieser Gestaltung der Fig. 1a und 1b dazu, dass nur geringe Mengen der Flüssigkeit
30 durch Diffusion in den Teil 42a des Aufnahmeraums 42 durch die Wandung des Flüssigkeitsspeichers
20 hindurch gelangen können. Im Teil 42a kommt es recht schnell zu einer Sättigung
der Luft, die diesen Diffusionsprozess beendet. Da die gesättigte Luft aufgrund der
gasdichten Isolierung des Aufnahmeraums 42 gegenüber der Außenumgebung 1 nicht entweichen
kann, kann somit nur ein geringer Teil der Flüssigkeit 30 in den Teil 42a des Aufnahmeraums
42 gelangen.
[0032] Die Ausführungsform der Fig. 2a und 2b weist weitgehende Übereinstimmung mit der
Ausführungsform der Fig. 1a und 1b auf. Abweichend von der ersten Gestaltung ist jedoch
ein Kapillarkanal 60 vorgesehen, der sich in einem Abschnitt 60a von der Umgebungsatmosphäre
1 bis zum Kragen 22 des Flüssigkeitsspeichers 20 erstreckt. In diesem Kragen 22 ist,
wie in Fig. 3 dargestellt ist, eine Nut eingebracht, die einen nach außen weisenden
Abschnitt 60b, einen tangential verlaufenden Abschnitt 60c sowie einen nach innen
radial weisenden Abschnitt 60d des Kapillarkanals 60 bildet. Diese Nut wird an ihrer
offenen Seite durch den Kragen 44 des Aufnahmegehäuses 40 geschlossen. Durch den Kapillarkanal
hindurch kann Luft in den Teil 42a des Aufnahmeraums 42 gelangen, so dass bei fortschreitender
Entleerung des Flüssigkeitsspeichers 20 ein Druckausgleich stattfinden kann. Im Aufnahmeraum
42 stellt sich nach einer jeden Betätigung der Austragvorrichtung somit nach kurzer
Zeit wieder der Umgebungsdruck von etwa 1bar ein. Der Weg der Luft durch den Kapillarkanal
60 ist in Fig. 1b durch den gepunktet dargestellten Pfeil 2 verdeutlicht.
[0033] Somit ist bei dieser Gestaltung der Fig. 2a, 2b und 3 eine Verbindung zwischen der
Umgebungsatmosphäre 1 und dem Aufnahmeraum 42 gegeben. Diese Verbindung führt jedoch
aufgrund der Gestaltung der Verbindung als Kapillarkanal 60 nicht dazu, dass die aus
dem Flüssigkeitsspeicher 20 in den vom Flüssigkeitsspeicher 20 nicht eingenommenen
Teil 42a des Aufnahmeraums 42 diffundierte Flüssigkeit in die Umgebung 1 entweichen
kann. Stattdessen stellt sich ein stabiler Gradient im Kapillarkanal 60 zwischen der
gesättigten Luft im Teil 42a und der Luft in der Umgebungsatmosphäre 1 ein, der die
aus dem Flüssigkeitsspeicher 20 herausdiffundierte Flüssigkeit 30 aus dem Teil 42a
nur in unerheblicher Menge aus dem Aufnahmeraum 42 entweichen lässt.
[0034] Die Ausführungsform der Fig. 4 und 5 zeigt einen vom Grundaufbau gegenüber den vorangegangenen
Ausführungsformen deutlich abweichenden Spender, der jedoch ein ähnliches Grundprinzip
hinsichtlich der Belüftung des nicht vom Flüssigkeitsspeicher 20 eingenommenen Teils
42a des Aufnahmeraums 42 aufweist. Auch hier ist ein Kapillarkanal 62 vorgesehen,
dessen erster Abschnitt 62a zwischen zwei Gehäuseabschnitten 14, 40 verläuft. Daran
schließt sich ein Abschnitt 62b des Kapillarkanals an, der als spiralförmige Nut an
der Außenseite des Flüssigkeitsspeichers 20 ausgebildet ist und dessen offene Seite
durch die Innenseite des Außengehäuses 40 verschlossen ist.
[0035] Die Funktionsweise dieses Kapillarkanals 62 stimmt mit der Funktionsweise des Kapillarkanals
60 der Ausführungsform der Fig. 2a, 2b und 3 überein. Die Luft aus der Umgebung 1
kann entlang des gepunkteten Pfeils 4 in den Aufnahmeraum 42 eindringen. Die Besonderheit
liegt hier insbesondere in der großen Länge des Kapillarkanals 62 durch die spiralförmige
Gestaltung.
[0036] Bei der Ausführungsform der Fig. 6a und 6b ist ebenfalls vorgesehen, dass die Verringerung
des Volumens des Flüssigkeitsspeichers 20 im Zuge des Austragens der Flüssigkeit 30
durch Nachströmen von Luft in den vom Flüssigkeitsspeicher 20 nicht eingenommenen
Teil 42a des Aufnahmeraums 42 kompensiert wird. Hierfür ist jedoch kein Kapillarkanal
vorgesehen, sondern ein druckabhängig öffnendes Ventil 70. Dieses weist eine gewölbte
Ventilmembran 70a auf, die im Bereich der Wölbung geschlitzt ist. Wenn im Zuge der
Entnahme von Flüssigkeit das Volumen des Flüssigkeitsspeichers 20 reduziert wird,
kommt es zu einem Unterdruck im Teil 42a gegenüber der Umgebung 1. Sobald die Druckdifferenz
zwischen der Luft im Teil 42a und in der Umgebung 1 0,2 bar übersteigt, öffnet das
Ventil 70 in der in Fig. 6b dargestellten Weise und lässt Luft entlang des Pfeils
6 einströmen. Die durch die Wandung des Flüssigkeitsspeichers 20 in den Teil 42a diffundierte
Flüssigkeit, die dort zu einer Sättigung der Luft führt, kann dabei jedoch nicht aus
dem Aufnahmeraum 42 entweichen, so dass auch bei dieser Gestaltung nur ein geringer
Teil der Flüssigkeit 30 in die Umgebung 1 verloren gehen kann.
[0037] Die Gestaltung der Fig. 7a, 7b und 8 ist hinsichtlich ihrer Funktionsweise mit der
Gestaltung der Fig. 6a und 6b eng verwandt. Allerdings wird bei dieser letzten Gestaltung
das Ventil 72 nicht durch eine separate Membran gebildet, sondern durch eine am Flüssigkeitsspeicher
20 außenseitig umlaufend angebrachte Schließlippe 72a. Diese Schließlippe 72a liegt
dann, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Aufnahmeraums 42 und einer Umgebung 1 kleiner
als 0,2 bar beträgt, an einer Innenseite des Aufnahmegehäuses 40 an, so dass keinerlei
Luft aus dem Teil 42 austreten kann. Dies ist in Fig. 7a dargestellt. Erst wenn durch
Entnahme von Flüssigkeit 30 aus dem Flüssigkeitsspeicher 20 ein Unterdruck im Teil
42a entsteht, der größer als 0,2 bar ist, trennt sich die Schließlippe 72a zumindest
abschnittsweise kurzzeitig von der Innenseite des Aufnahmegehäuses 40 und gibt so
den Weg für einströmende Luft frei, die entlang des Pfeils 8 von der Umgebung 1 bis
in den Teil 42a des Aufnahmeraums 40 gelangt.
1. Austragvorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für pharmazeutische Flüssigkeiten,
mit
- einer Fördereinrichtung (10),
- einem mit einer Eingangsseite (10a) der Fördereinrichtung verbundenen Flüssigkeitsspeicher
(20) zur Speicherung der Flüssigkeit (30) und
- einer mit einer Ausgangsseite (10b) der Fördereinrichtung verbundenen Austragsöffnung
(12),
wobei
- der Flüssigkeitsspeicher (20) zumindest als abschnittsweise formflexibler Flüssigkeitsbeutel
(20) ausgebildet ist und
- der Flüssigkeitsspeicher (20) in einem volumenkonstanten Aufnahmeraum (42) angeordnet
ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufnahmeraum (42) mit einer Umgebungsatmosphäre (1) zum Zwecke des Druckausgleichs
durch mindestens einen Kapillarkanal (60; 62) verbunden ist.
2. Austragvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kapillarkanal (60; 62) einen langgestreckte, schmale Gestaltung aufweist, wobei
insbesondere
- der Quotient aus der Länge des Kapillarkanals (60; 62) geteilt durch die mittlere
Querschnittsfläche größer als 300 mm-1 ist, insbesondere größer als 1000 mm-1 ist,
- die mittlere Querschnittsfläche des Kapillarkanals (60; 62) kleiner als 0,05 mm2 ist, vorzugsweise kleiner als 0,02 mm2 ist, insbesondere vorzugsweise kleiner als 0,01 mm2 ist, und/oder
- die Länge des Kapillarkanals (60; 62) größer als 10 mm ist, vorzugsweise größer
als 30 mm ist, insbesondere vorzugsweise größer als 50 mm ist.
3. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kapillarkanal (60; 62) zumindest abschnittsweise durch eine nutartige Vertiefung
(60b, 62c, 60; 62b) an einer Außenseite des Flüssigkeitsspeichers (20) und/oder durch
eine nutartige Vertiefung an der Innenseite des Aufnahmegehäuses gebildet wird, wobei
der Kapillarkanal (60; 62) in diesem Abschnitt vorzugsweise gemeinsam von dem Aufnahmegehäuse
(40) und dem Flüssigkeitsspeicher (20) umfänglich verschlossen wird.
4. Austragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die nutartige Vertiefung (60; 62) sich zumindest abschnittsweise tangential oder spiralförmig
an der Außenseite des Flüssigkeitsspeichers (20) oder an der Innenseite des Aufnahmegehäuses
erstreckt.
5. Austragvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufnahmeraum (42) mit einer Umgebungsatmosphäre (1) zum Zwecke des Druckausgleichs
über einen Druckausgleichskanal verbunden ist, wobei ein druckdifferenzabhängig öffnendes
Ventil (70, 72) in diesem Druckausgleichskanal angeordnet ist.
6. Austragvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ventil (72) einen einstückig am Flüssigkeitsspeicher angeformten Schließabschnitt
(72a) aufweist, wobei der Schließabschnitt (72a) im geschlossenen Zustand des Ventils
vorzugsweise an einer Innenseite des Aufnahmegehäuses (40) anliegt.
7. Austragvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufnahmeraum (42) durch ein Aufnahmegehäuse (40) gegenüber einer Umgebungsatmosphäre
(1) gasdicht verschlossen ist.
8. Austragvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufnahmeraum (42) gegenüber der Umgebung durch eine Wandung begrenzt wird, die
aus einem Material mit geringer Diffusionsrate besteht, insbesondere aus Metall, Keramik
oder Glas.
9. Austragvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
am Flüssigkeitsspeicher (20) ein radial nach außen weisender Steg (22) vorgesehen
ist, der zwischen dem Aufnahmegehäuse (40) und einem die Fördereinrichtung beinhalteten
Gehäuseteil (14) als Dichtung angeordnet ist.