VerschlussSystem für Behältnisse

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verschlusssystem für Behältnisse zur Aufbewahrung oder Verabreichung von flüssigen, pastösen oder pulverförmigen Stoffen, das aus einer - mit einem Durchgangsloch ausgestatteten Kappe und einem Verschlusselement besteht, wobei die Kappe das Verschlusselement auf dem Behältnis im Bereich der zu verschließenden öffnung mittels eines am Be- hältnis vorhandenen Hintergriffs kraft und/oder formschlüssig hält.

Aus der DIN ISO 11 040 Teil 3 aus dem Jahr 1993 sind Alumi- nium-Bördelkappen für Dentalkarpulen bekannt. Mit diesen Bördelkappen werden Glaszylinder z.B. mittels Kolbenstopfen oder Dichtscheiben fest verschlossen. Dazu werden nach dem Aufsetzten der Kolbenstopfen bzw. dem Auflegen der Dichtscheibe die Bördelkappen auf dem Glaszylinder durch einen Umformvorgang an der Bördelkappe fixiert. Im Teil 2 der Norm werden u.a. dünne Dichtscheiben beschrieben, die aus einem elastomeren Werkstoff bestehen .

Aus der DE 90 11 309 Ul ist eine Flasche für die Nieren-Dia- lyse bekannt. Die Flasche hat einen Schraubdeckel mit einer zentralen großen Bohrung. Zischen dem Schraubdeckel und dem oberen stirnseitigen Gewinderand der Flasche ist eine dünne, mittels einer Kanüle leicht durchstechbare KunststoffScheibe angeordnet .

Aus der DE 696 02 171 T2 ist eine Vorrichtung zum Versiegeln von Behälteröffnungen durch Anbringen einer Kunststoffstreck- folie bekannt. Beschrieben wird ein Rahmen, in dem eine Steckfolie eingespannt ist. Die im Rahmen gehaltene Streckfolie wird mittig auf eine zu verschließende Flaschenöffnung gelegt. Anschließend wird der Rahmen in Richtung Flaschenhals ge- presst, so dass sich die Streckfolie durch ihre Materialdehnung am oberen Bereich des Flaschenhalses, die Flaschenöffnung dicht verschließend, anlegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, ein Verschlusssystem für Behältnisse zu entwickeln, das ohne Eintragen von Wärmeenergie ein maschinell einfaches, viren-, bakterien- und sporendichtes und dauerhaft sicheres Verschließen des Behältnisses ermöglicht.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu weist die die Behältnisöffnung umgebende Stirnfläche, auf der das Verschlusselement aufliegt, eine Vertiefung auf. Das Verschlusselement ist eine viren-, bakterien- und sporendichte Folie, die auf der Stirnfläche und zumindest bereichsweise über der Vertiefung liegt. Beim Aufsetzten der Kappe ist zwischen dem Verschlusselement und der Vertiefung ein Elastomer- oder Klebstoffring angeordnet, der die Vertiefung ausfüllt.

Alternativ liegt das Verschlusselement auf einer mit einer Erhöhung ausgestatteten Stirnfläche auf. Dabei ist am Verschlusselement ein Elastomerring angeordnet, in den sich beim Aufsetzten der Kappe die Erhöhung eindrückt.

Des Weiteren gibt es ein Verschlusssystem, bei dem die Kappe an der dem Verschlusselement zugewandten Kappeninnenseite mindestens eine - federnd auf dem Verschlusselement aufliegende - geschlossene, elastische Dichtlippe aufweist.

Ferner ist auch ein Verschlusssystem denkbar, das ohne eine Kappe auskommt. In diesem Fall liegt der Elastomerring, der mit dem Verschlusselement festhaftend verbunden ist, radial verspannt an einer, z.B. im Bereich der zu verschließenden öffnung gelegenen, radialen Außenkontur des Behältnisses an.

Mit der Erfindung wird ein einfach und sicher zu handhabendes Verschlusssystem vorgestellt, mit dem schonend flüssige, pastöse oder pulverförmige Stoffe, insbesondere Medikamente,

wie z.B. eine Proteine enthaltende Arzneiflüssigkeiten, in einem Behältnis dicht dauerhaft eingeschlossen werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen schematisch dargestellter Ausführungsformen.

Figur 1 Medikamentenkammer mit Kappe und Dichtfolie;

Figur 2 Vergrößerter Teilschnitt zu Figur 1;

Figur 3 Wie Figur 2, jedoch ohne Führungskonus;

Figur 4 Wie Figur 2, jedoch mit rinnenförmiger Vertiefung zur Aufnahme des Elastomerrings;

Figur 5 Karpule mit Kappe und Dichtfolie;

Figur 6 Medikamentenkammer mit einer gegenüber der

Dichtfolie elastischen Kappe;

Figur 7 Ausschnitt zu Figur 5; Figur 8 wie Figur 5, jedoch mit mindestens einem anderen

Folienandrückelernent;

Figur 9 Wie Figur 4, jedoch mit Randerhöhung und flachem

Elastomerring;

Figur 10 Medikamentenkammer mit Spannring; Figur 11 Medikamentenkammer ohne Spannring und ohne Kappe.

Die Figur 1 zeigt ein Behältnis (10) mit einem Kolben (40) und einem Verschlusssystem. Das Behältnis (10) wird im Weiteren als Medikamentenkammer bezeichnet.

Die Medikamentenkammer (10) ist in Kombination mit dem Kolben (40) eine Baugruppe eines Injektionssystems. In der Medikamentenkammer (10) wird das zu verabreichende Medikament bei-

spielsweise in flüssiger Form zunächst gelagert. Dazu muss das Medikament im Zylinder (11) der Kammer (10) viren-, bakterien- und sporendicht eingeschlossen werden. Der beispielsweise konische Zylinder (11) hat zwei öffnungen (12, 13) . Eine vordere öffnung (13) ist die Austrittsdüse. Eine hintere öffnung (12) dient u.a. dem Befüllen des Zylinders (11) . Im hinteren Bereich des Zylinders (11) ist bei befüllter Kammer (10) der Kolben (40) positioniert. Unmittelbar hinter dem Kolben (40) befindet sich eine Kappe (81), die mit Hilfe eines Verschluss- elements (60) die hintere öffnung (12) viren-, bakterien- und sporendicht verschließt. Selbstverständlich kann das Behältnis (10, 50) auch nur mit einer, also der mit dem vorgestellten Verschlusssystem verschlossenen, öffnung (12) ausgestattet sein. Ggf. kann das Verschlusssystem auch gasdicht sein.

Zur Fixierung der elastischen Kappe (81) hat der hintere Bereich der Kammer (10), die beispielsweise aus dem Kunststoff COC gefertigt ist, eine bestimmte Kontur, vgl. Figur 2. Die Kammer (10) hat in erster Näherung ein zylinderrohrförmiges Endstück (20) mit einer beispielsweise planen Stirnfläche (21) und einer zylindrischen Außenkontur (28). Das Endstück (20) endet vorn in einem Gehäusebund (35) .

Im übergangsbereich zwischen der Stirnfläche (21) und der zy- lindrischen Außenkontur (28) befindet sich ein weiterer Gehäusebund (31) . Die Breite dieses Gehäusebundes (31) beträgt z.B. 50% der Wandstärke des Endstücks (20) . Die Tiefe dieses Gehäusebundes (31) ist geringfügig größer als dessen Breite. Die radiale Flanke (32) des Gehäusebunds (31) ist zylindrisch, während die axiale Flanke (34) plan ist.

Unterhalb des Gehäusebundes (31) befindet sich eine beispielsweise zweiflankige, umlaufende Rasterhöhung (37). Ihre Längsausdehnung entspricht ca. 50% der zwischen den beiden Gehäuse-

bünden (31, 35) gelegenen Endstücklänge. Die beispielsweise dort mittig sitzende, umlaufende Rasterhöhung (37) zeigt im Ausführungsbeispiel keine Unterbrechung. Die Rasterhöhung (37) hat eine vordere (38) und eine hintere Flanke (39) . Der hin- tere Flankenwinkel beträgt z.B. 17 ± 3 Winkelgrade, während der vordere Flankenwinkel z.B. 51 ± 3 Winkelgrade beträgt. Im Bereich der Kontaktzone der beiden Flanken (38, 39) ist die Rasterhöhung (37) abgerundet.

Nach Figur 2 sitzt auf der hinteren Stirnseite (21) des Endstücks (20) das Verschlusselement (60) und ein Elastomerring (71). Das Verschlusselement (60) ist beispielsweise eine 0,15 Millimeter dicke - aus einer Aluminiumlegierung gefertigte - Dichtungsfolie. Das Folienmaterial kann auch Tyvek ^® , PE, PET oder ein Verbundmaterial sein. Die Dichtungsfolie (60) ist eine runde, flache und flexible Scheibe. Der Elastomerring (71) ist beispielsweise aus Silikon-, Chlor- oder Butyl- kautschuk hergestellt. Er ist ein geschlossener Ring mit einem zumindest annähernd runden Einzelquerschnitt. In der Zone, über die er an der Dichtungsfolie (60) angeklebt oder anvulkanisiert ist, ist er abgeflacht ausgeführt.

Die Kappe (91) besteht aus zwei Abschnitten, einem Befestigungsbereich (91) und einem Bodenbereich (95) . Der Befesti- gungsbereich (91) ist ein im Wesentlichen zylinderrohrförmiger Abschnitt. Er umgreift das Endstück (20) im Bereich der dortigen Rasterhöhung (37) . Seine Innenkontur ist genau so geformt, dass sie nach der Montage der Kappe (91) zumindest im Bereich der Flanke (38) spielfrei auf dem Endstück (20) sitzt. Die In- nenkontur liegt an der anderen Flanke (37) nicht oder nur bereichsweise an.

Der Bodenbereich (95), der nach Figur 2 bereichsweise mit einer planen Bodenfläche (96) auf der Dichtungsfolie (60) auf-

liegt, hat eine kegelstumpfmantelförmige Außenkontur (97) und eine trichterförmige, zentrale Ausnehmung (98). Die zentrale Ausnehmung (98), die dem Durchgangsloch (85) entspricht, hat einen kleinsten Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der hinteren öffnung (12) des Zylinders (11). Der an der Bodenfläche (96) anschließende Bereich der Ausnehmung (98) ist zylindrisch geformt. Der restliche Bereich der Ausnehmung (98) weitet sich nach hinten trichterförmig auf. Diese Trichterform unterstützt das Einfädeln eines - hier nicht dargestellten - Stößels, über den der Kolben (40) im Zylinder (11) beim Auslösen des Injektors bewegt wird.

Nach einem Befüllen der Medikamentenkammer (10) und einem Ein- setzen des Kolbens (40) wird auf die Stirnfläche (21) der Kammer (11) die Dichtungsfolie (60) zusammen mit dem Elastomerring (71) aufgesetzt. Der an der Dichtungsfolie (60) festhaftende Elastomerring (71) umgreift dabei zentrierend die radiale Flanke (32) des Gehäusebundes (31). Beim Aufsetzten der Kappe (81) gleitet diese mit ihren Hintergriff (92) über die

Rasterhöhung (37). Sobald der Hintergriff (92) an der vorderen Flanke (38) anliegt, hat die Kappe (81) ihre Endlage erreicht. Dann liegt die Bodenfläche (96) fest auf der Dichtungsfolie (60) auf. Gleichzeitig sitzt der Elastomerring (71) im Be- reich des Gehäusebundes (31) abdichtend zwischen der

Kappe (81) und dem Endstück (20) . In axialer Richtung ist der Elastomerring (72) zwischen der axialen Flanke (34) und der fest an der Bodenfläche (96) angepressten Dichtungsfolie (60) eingezwängt. Die Klemmkraft der Kappe (81) wird hier bei- spielsweise mittels der Ringspannkraft des Befestigungsbereichs (91) erzeugt.

Der Gehäusebund (35) dient bei der Montage der Kappe (81) als Hilfsanschlag.

Besonders bei kleinen Behältnissen ist es auch denkbar, dass die Kappe das gesamte Behältnis umgreift. Hierbei verrastet dann die Kappe an dem als Rastelement (37) wirkenden Boden des Behältnisses.

Die Figur 3 zeigt ein Verschlusssystem mit einer vereinfachten Kappe (82) . Dieser Kappe (82) fehlt der Einfädelungstrich- ter (98) .

In der Figur 4 ist eine weitere Variante zu Figur 2 dargestellt. Bei dieser Variante befindet sich in der Stirnfläche (21) eine radial eingearbeitete Vertiefung (25) in Form eines Ringkanals. Der Ringkanal (25), dessen Einzelquerschnitt sich aus einer Rechteckfläche und einer Halbkreisfläche zusammensetzt, nimmt den an der Dichtungsfolie (60) befestigten Elastomerring (72) auf. Beidseits des Ringkanals (25) befinden sich jeweils geschlossen Bereiche der Stirnfläche (21) . In diesen Bereichen liegt die Dichtungsfolie (60) fest an der Stirnfläche (21) der Kammer (10) an.

Ggf. kann bei dieser Variante statt eines Elastomerrings (60) in den Ringkanal (25) ein Klebstoff eingebracht werden. Letz- terer verklebt dann die aufgelegte Dichtungsfolie (60) mit der Kammer (10) .

Statt einer Medikamentenkammer kann auch eine Glasflasche oder eine Karpule (50), vgl. Figur 5, verwendet werden. Hier um- greift eine Kappe (83) den Kragen (51) der Karpule (50) formschlüssig. Der Hintergriff (92) hat dabei im Einzelquerschnitt die Form eines Widerhakens.

Bei der Karpule (50) wie auch bei der Medikamentenkammer (10) kann die Stirnfläche (21) nach außen abfallend gestaltet sein. Demnach beschreibt die Stirnfläche (21) z.B. einen Kegelstumpfmantel, der beispielsweise einen Spitzenwinkel von 158 ± 4 Winkelgraden aufweist. Die gedachte Kegelspitze liegt dabei außerhalb der Karpule (50) bzw. außerhalb der Medikamentenkammer (10) .

In Figur 6 ist ein Verschlusssystem dargestellt, das keinen Elastomerring benötigt. Stattdessen hat die Kappe (83) beispielsweise zwei Dichtlippen (87, 88), die die Dichtungsfolie (60) elastisch gegen die Stirnseite (21) der Medikamentenkammer (10) pressen, vgl. auch Figur 7. Die erste, äußere Dichtlippe (87) ist der Umgebung zugewandt. Sie presst die Dichtungsfolie (60) im Randbereich der öffnung (12) gegen die Stirnfläche (21). Im Einzelquerschnitt ist die Dichtlippe (87) um ca. 45 Winkelgrade gegen die Dichtungsfolie (60) geneigt. Ihre Wandstärke ist hier größer als die der zweiten, inneren Dichtlippe (88) .

Die zweite, innere Dichtlippe (88) sitzt geschützt unterhalb der ersten Dichtlippe (87) . Sie drückt den äußeren Randbereich der Dichtungsfolie (60) gegen die Stirnfläche (21). Auch sie ist um ca. 45 Winkelgrade gegen die Dichtungsfolie (60) ge- neigt. Beide Dichtungslippen (87, 88) sind aus einem dauerelastischen Material gefertigt.

Damit bei der Montage des Verschlusssystems die Dichtungsfolie (60) zumindest weitgehend zentriert auf der Stirnflä- che (21) aufgelegt werden kann, hat diese Variante einen Anschlagrand (22), dessen Höhe mindestens der zweifachen Folienstärke der Dichtungsfolie (60) entspricht.

In Figur 7 ist eine Ausschnittsvergrößerung zu Figur 6 dargestellt. In dieser Vergrößerung ist zu erkennen, dass die Dichtungsfolie (60) im Bereich des Randes der öffnung (12) auf der Oberseite (61) eine Umlaufsicke (62) in Form einer Kerbe hat. Die Umlaufsicke (62) stellt eine mechanische Schwächung der Dichtungsfolie (60) dar. Sie soll es erleichtern, die Folie (60) beim Verabreichen des Medikaments aufzureißen.

Die Figur 8 zeigt eine Variante zu Figur 6. Die innere Dicht- lippe (88) und die Stirnseite (21) haben hier eine andere Gestalt. Die Stirnseite (21) hat nach Figur 8 eine entlang dem Anschlagrand (22) verlaufende Rinne (23) . In diese Rinne (23) wird beim Aufsetzen der Kappe (84) die Dichtungsfolie (60) mit Hilfe der inneren Dichtlippe (88) gepresst. Letztere ist im Einzelquerschnitt im Wesentlichen winkelförmig gestaltet, so- dass die vordere Bereich (89) der Dichtlippe (88) nahezu senkrecht auf die Dichtungsfolie (60) drückt. Der hintere Bereich der Dichtlippe (88) dient als Federzone.

Beim Aufsetzen der Kappe (84) drückt die innere Dichtlippe (88) die Dichtungsfolie (60) in die Rinne (23) . Dabei wird die Dichtungsfolie (60) gespannt, so dass sie eben anliegt.

Ggf. kann der vordere Bereich (89) der Dichtlippe (88) auch nach außen weisen. In diesem Fall ist der vordere Bereich Teil eines Kegelmantels, dessen Spitze oberhalb der Oberseite (61) der Dichtungsfolie (60) auf der verlängerten Mittellinie der Kammer (10) liegt. Hier kann beispielsweise auf die Rinne (23) verzichtet werden.

In Figur 9 ist ein Verschlusssystem dargestellt, das an der Stirnfläche (21) der Kammer (10) oder Karpule (50) statt einer umlaufenden Vertiefung eine Erhöhung (27) aufweist. Die Erhö-

hung (27) liegt zumindest annähernd mittig in der Ringfläche der Stirnfläche (21) . Nach Figur 9 wird die Erhöhung (27) beispielsweise aus zwei Kegelstumpfmantelflächen gebildet, die sich im Einzelquerschnitt als Dreieck darstellen. Die Erhöhung kann nahezu jeden beliebigen Einzelquerschnitt haben. Ggf. liegen mehrere Erhöhungen auch nebeneinander. Ferner braucht die einzelne Erhöhung nicht konzentrisch zur Mittellinie der Kammer (10) angeordnet sein. Zudem muss sie in der Draufsicht auch nicht rund sein.

Auf der Stirnfläche (21) liegt die Dichtungsfolie (60) mit dem an ihr festhaftend angeordneten Elastomerring (73) an. Der Elastomerring (73) hat die Form einer gelochten Scheibe. Seine Materialstärke ist in der komprimierten Einbaulage mindestens um 30% größer als die Höhe der Erhöhung (27) . Der Elastomerring (73) reicht hier bis an die Wandung des Zylinders (11) heran. Bei dieser Variante wird die Klemmkraft der Kappe (81) über die Elastizität des Elastomerrings (73) bestimmt.

Die Figuren 10 und 11 zeigen eine Verschlusssystemvariante, die ohne Kappe auskommt. Diese Lösung basiert auf einer radialen Spannkraft des entsprechenden Elastomerrings (74, 75). Der Elastomerring (74, 75), der an der Unterseite der elastischen Dichtungsfolie (60) fest haftet, hat im nicht eingebauten Zu- stand einen kleineren mittleren Durchmesser. Erst bei der Montage wird er unter elastischem Aufdehnen auf das Endstück (20) und dort z.B. auf die radiale Flanke (32, 33) aufgesetzt.

Die radiale Flanke kann hierbei eine zylindrische (32) oder eine nichtzylindrische Kontur (33) haben. In Figur 10 ist die Kontur (33) gestrichelt dargestellt. Ihr Durchmesser nimmt ausgehend von der Stirnfläche (21) nach unten hin linear ab. Demnach hat die Flanke (33) die Form eines Kegelstumpfmantels,

dessen theoretische Spitze beispielsweise im mittleren Bereich der Kammer (10) liegt.

Nach Figur 10 wird der Elastomerring (74) durch einen Spann- ring (79) radial gestützt und verspannt. Der Spannring (79) liegt dabei sowohl am Elastomerring (74) als auch an der Außenkontur (28) des Endstücks (20) an. Nur beispielhaft ist er hier über die Rasterhöhung (37) fixiert. Der Spannring (79) schließt zur Kammerrückseite hin mit der Dichtungsfolie (60) bündig ab. Ggf. umgreift der Spannring (79) nur den Elastomerring (74) .

In Figur 11 wird ein Verschlusssystem gezeigt, bei dem die zwischen der Kontur (33) und dem Elastomerring (75) gelegene Montagefuge einen Hintergriff ausbildet. Ggf. hat der Elastomerring (75) schon im nicht eingebauten Zustande eine an die Kontur (33) angepasste Gegenform. Hier wird z.B. auf einen Spannring verzichtet.

Es sind auch Lösungen möglich, bei denen die Varianten aus den Figuren 1, 4, 6, 8, 10 und 11 zumindest bereichs- oder teilweise miteinander überlagert werden.

Selbstverständlich können die Dichtungsfolien (60) und ggf. auch die Elastomerringe (71-73) in den Bereichen mit denen sie die Stirnfläche (21) und die Vertiefungen (24, 25) oder Erhö

hungen (27) kontaktieren, selbstklebende, virendichte Be- schichtungen aufweisen.

Bezugszeichenliste:

10 Behältnis, Medikamentenkammer

11 Zylinder

12 öffnung, hinten; Behälteröffnung

13 öffnung, vorn; Austrittsdüse

20 Endstück

21 Stirnfläche

22 Anschlagrand

23 Rinne

24 Vertiefung am Rand

25 Vertiefung, mittig; Ringkanal

27 Erhöhung

28 Außenkontur, zylindrisch

31 Gehäusebund

32 radiale Flanke, zylindrisch

33 radiale Flanke, nicht zylindrisch

34 axiale Flanke

35 Gehäusebund, Hilfsanschlag

37 Rastelement, Rasterhöhung

38 vordere Flanke 39 hintere Flanke

40 Kolben

50 Behältnis, Karpule 51 Kragen

60 Verschlusselement, Dichtungsfolie

61 Oberseite

62 Sicke, Umlaufsicke

71 Elastomerring nach Figur 2 und 3 72 Elastomerring, Klebstoffring nach Figur 4

73 Elastomerring nach Figur 9

74 Elastomerring nach Figur 10

75 Elastomerring nach Figur 11

79 Spannring

81 Kappe nach Figur 2

82 Kappe, flach nach Figur 3 83 Kappe, mit Dichtlippen nach Figur 6

84 Kappe, mit Dichtlippen nach Figur 8

85 Durchgangsloch

86 Kappeninnenseite 87 Dichtlippe, außen

88 Dichtlippe, innen

89 vorderer Bereich

91 Befestigungsbereich

92 Hintergriff

95 Bodenbereich

96 Bodenfläche 97 Außenkontur

98 Ausnehmung, trichterförmig, Einfädelungstrichter