AT501748A4

AT501748A4 - Behälterverschluss

Info

Publication number: AT501748A4
Application number: AT852006A
Authority: AT
Inventors: Clemens Dipl Ing Schinagl; August Peter Ing Zurk
Original assignee: Dbs Daily Business Support Sof; Joanneum Res Forschungsgmbh
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2006-11-15
Also published as: AT501748B1; DE112006003671A5; WO2007082322A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälterverschluss mit einer Verschlusskappe, die eine Aussenhülle und einen Einsatz aufweist, um einen Aufnahmeraum für ein Zusatzmedium zu bilden, wobei ein Schneidmittel vorgesehen ist, das zwischen einer ersten Stellung und einer Eingriffsstellung bewegbar ist und das bei Bewegung in die Eingriffsstellung den Einsatz durchtrennt und den Aufnahmeraum öffnet.
Sowohl in der Getränke- und Lebensmittelindustrie, als auch in der Medizin besteht vielfach die Notwendigkeit, dem Inhalt eines Behälters unmittelbar vor Gebrauch ein Zusatzmedium hinzuzufügen.

In diesem Zusammenhang ist es bekannt, das Zusatzmedium in einem Behälterverschluss getrennt vom Inhalt des eigentlichen Behälters aufzubewahren, so dass der Konsument die Möglichkeit hat, durch eine entsprechende Manipulation eine Freigabe des Zusatzmediums zu erreichen, so dass sich dieses mit dem Inhalt des Behälters mischen kann. Bei dem Zusatzmedium kann es sich beispielsweise um einen Geschmacksstoff handeln, der in der Verschlusskappe einer Flasche angeordnet ist und erst unmittelbar vor Gebrauch zugegeben wird. Auf diese Weise ist es möglich, Getränke bereitzustellen, die im fertig gemischten Zustand nicht ausreichend lange haltbar wären.
Auch in der pharmazeutischen Industrie ist es vielfach erforderlich, eine Zubereitung aus zwei oder mehreren Komponenten erste unmittelbar vor ihrer Verwendung zu mischen.

Es kann sich dabei sowohl um Antibiotika, Zytostatika oder andere Medikamente handeln, als auch um Kalibrierflüssigkeiten für medizinische Geräte oder dergleichen.
Um die obigen Anforderungen zu erfüllen, sind eine Vielzahl von Behälterverschlüssen, Verschlusskappen und dergleichen entwickelt worden.

Bekannte Lösungen sind in der US 4,024,952 A, der EP 1 550 619 A, der WO 2004/113190 A, der WO 2004/089777 A, der WO 2004/024587 A oder der WO 02/36065 A beschrieben.
Es hat sich herausgestellt, dass keine der obigen Lösungen alle erforderlichen Kriterien für einen solchen Behälterverschluss erfüllt, nämlich einfache und kostengünstige Herstellbarkeit, hohe Prozesssicherheit, Bedienungsfreundlichkeit, Fälschungssicherheit, sowie weitgehend Unabhängigkeit von den aufzubewahrenden, bzw. herzustellenden Medien.
Insbesondere für die medizinische Verwendung ist es erforderlich, jegliche Kontamination des Behälterinhalts zu vermeiden.

Dies setzt nicht nur Keimfreiheit der betreffenden Bauteile voraus, sondern auch eine Konstruktion, die sicher stellt, dass weder makroskopische noch mikroskopische Bestandteile des Behälterverschlusses freigesetzt werden, wenn dieser geöffnet bzw. freigegeben wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung anzugeben, die sämtliche obigen Anforderungen in optimaler Weise erfüllt.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass der Einsatz aus einem axialen Halteteil und aus einer Membran besteht, die am axialen Halteteil angeformt ist, dass die Halteteil mittig im oberen Bereich mit der Aussenhülle verbunden ist und dass ein ringförmiges Schneidelement vorgesehen ist, das dazu ausgebildet ist, die Membran an ihrem äusseren Umfang abzuscheren.
Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verschluss anzugeben,

der aus wenigen Bauteilen besteht und einen einfachen Aufbau aufweist. In der Regel wird die Verschlusskappe aus lediglich drei Einzelteilen bestehen, nämlich der Aussenhülle, dem Einsatz und dem Schneidelement. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird sichergestellt, dass der Behälterinhalt nicht durch abgelöste Teile der Verschlusskappe kontaminiert werden kann.
Der erfindungsgemässe Behälterverschluss kann nicht nur zum Vermischen von fabriksmässig produzierten Inhaltsstoffen verwendet werden, sondern ist auch dazu geeignet, Proben, wie etwa Harnproben, die vom Anwender in den Behälter eingefüllt werden, mit einem Reaktionsmedium in Verbindung zu bringen, das im Behälterverschluss luftdicht aufbewahrt wird, um Analysen zu ermöglichen.
Eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung wird erreicht, wenn der Einsatz in die Aussenhülle eingepresst ist.

In der Regel wird dies an zwei Stellen erfolgen, nämlich am oberen Ende des axialen Halteteils des Einsatzes, sowie am äusseren Umfang der Membran. Wenn nun der axiale Halteteil des Einsatzes an dem von der Membran entfernten Ende einen im Wesentlichen zylindrischen Halteabschnitt aufweist, der in einem hohlzylindrischen Aufnahmeabschnitt befestigt ist, der an der Innenseite der Aussenhülle angeformt ist, und wenn sich die Haltenut in Gebrauchslage nach unten öffnet, wird erreicht, dass durch eine einzige Einschubbewegung während der Herstellung der Einsatz in die Aussenhülle eingepresst werden kann. Dadurch wird eine besonders einfache Herstellung sichergestellt.
Eine besonders einfache und konstruktiv günstige Ausführungsvariante ergibt sich, wenn das ringförmige Schneidelement in Axialrichtung gleitbar in der Aussenhülle geführt ist.

Axiale Rillen können dabei zusätzlich ein Mitdrehen in einem für das Auftrennen störenden Ausmass verhindern. Anfänglich wird die Axialbewegung des Schneidelementes in bevorzugter Weise durch eine Haltenase, bzw. mehrere Haltenasen verhindert, um ein unbeabsichtigtes Aufstechen der Membran zu verhindern. Erst nach Überwindung eines Widerstandes werden die Haltenasen verformt und das Schneidelement kann den vorgesehenen Hub ausführen, um die Membran aufzuschneiden. Auf diese Weise wird die erforderliche Druckkraft zur Überwindung des Widerstandes der Haltenasen durch die Stirnfläche der Behälteröffnung aufgebracht, die auf eine Auflagefläche des Schneidelementes drückt. Die Betätigung erfolgt also dadurch, dass die Verschlusskappe gegen einen erhöhten Widerstand auf einen zu verschliessenden Behälter aufgeschraubt wird.

In besonders bevorzugter Weise ist dabei die Auflagefläche gleichzeitig als Dichtfläche ausgebildet, die die Verschlusskappe gegenüber dem zu verschliessenden Behälter abdichtet.
Besonders günstig ist es, wenn das Schneidelement zwei einander gegenüberliegende Ausnehmungen aufweist, d.h., dass es sich nicht über den gesamten Umfang erstreckt, sondern an diametral einander gegenüberliegenden Stellen Unterbrechungen der Schneidkante aufweist. Wenn nun die Membran durchtrennt wird, bleiben auf diese Weise zwei relativ schmale Stege stehen, so dass die Membran nicht nur mit dem Halteteil verbunden bleibt, sondern auch über die Stege gehalten wird. Die Membran öffnet sich bei dieser Ausführungsvariante in Form von zwei etwa halbkreisförmigen Abschnitten, die nach unten klappen und den Aufnahmeraum freigeben.

Es hat sich herausgestellt, dass bei dieser Ausführungsvariante die Gefahr verringert ist, dass sich kleine Teile der Membran vollständig entblössen und den Inhalt des Behälters kontaminieren.
Eine besonders zuverlässige Abdichtung des Behälters kann dadurch erreicht werden, dass das Schneidelement unten eine umlaufende Dichtlippe aufweist. Die Dichtlippe ragt etwa kegelstumpfförmig nach unten und liegt bei verschlossenem Behälter an der Innenseite der Behälteröffnung an. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsvariante besteht darin, dass ein erhöhter Innendruck im Behälter die Dichtwirkung unterstützt.
Eine besondere Stabilität bei geringer Wandstärke kann dadurch erreicht werden, dass die Membran in Radialrichtung wellig ausgebildet ist.

Auf diese Weise ist es auch möglich, eine Vorspannung in Radialrichtung aufzubringen, um nach dem Durchtrennen der Membran eine möglichst freie Verbindung zwischen dem Innenraum des Behälterverschlusses und dem Behälter selbst zu schaffen. Weiters ist es von besonderem Vorteil, wenn die Membran vorgespannt ist, da dies bewirkt, dass sie sich nach dem Aufschneiden entsprechend zusammenzieht und den Innenraum vollständig freigibt. Die Vorspannung kann bei geeigneter Materialauswahl (z.B. SLR, d.h. Liquid Silicone Rubber, Silikonkautschuk) durch eine Dehnung auf 180% oder mehr erfolgen. Alternativ oder zusätzlich zur Vorspannung kann eine Vorfaltung bewirken, dass sich die Membran nach dem Durchtrennen zusammenfaltet, um den Übergang zum Behälter noch weiter zu öffnen.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der axiale Halteteil des Einsatzes eine in Axialrichtung verlaufende Öffnung aufweist und dass die Aussenhülle vorzugsweise im Axialbereich eine Ausnehmung aufweist. Die Öffnung reicht dabei von der Unterseite bis in den oberen Bereich des axialen Halteteils, ist jedoch nicht durchgängig. Mit dieser Öffnung können zwei wesentliche Vorteile erreicht werden. Zum einen besteht die Möglichkeit, den Behälterinhalt mit einer Spritze zu entnehmen, indem der Einsatz von oben mit einer Nadel durchstochen wird. Das Einführen der Nadel erfolgt entlang der Öffnung ins Innere des Behälters.

Zum anderen kann die Herstellung dadurch vereinfacht werden, dass beim Einpressen des Einsatzes in die Aussenhülle ein Dorn verwendet wird, der in der Öffnung aufgenommen ist.
Weiters ist es besonders bevorzugt, wenn der Einsatz und insbesondere die Membran aus SLR, Fluor Silicon Kautschuk bzw. Polymer oder anderen Materialien besteht, die ausreichend elastisch und inert sind. Auf diese Weise kann ein unbeabsichtigtes Öffnen, bzw. eine Verwechslung zuverlässig vermieden werden. So ist es beispielsweise möglich, in Krankenanstalten verschiedene Medikamente oder Medikamentengruppen oder andere Betriebesmittel, wie etwa Kalibrierflüssigkeiten, Spülflüssigkeiten oder dergleichen in zusätzlicher Weise dadurch unterscheidbar gemacht werden, dass verschiedenartige Öffnungswerkzeuge erforderlich sind, um die einzelnen Behälter zu öffnen.

So könnten beispielsweise alle intravenös zu verabreichenden Medikamente nur mit einem roten Werkzeug zu öffnen sein.
Ferner ist es bevorzugt, wenn der Einsatz und insbesondere die Membran als Funktionsteil ausgebildet ist und eine Beschichtung aufweist, eine chemische Reaktion der Inhaltsstoffe des Behälters und des Verschlusses beeinflusst. Die Beschichtung kann beispielsweise als Katalysator ausgebildet sein oder luminiszierend sein, um optische Messungen durchführen zu können.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Behälterverschlusses im Schnitt, Fig. 2a und Fig. 2b einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3a und Fig. 3b einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, Fig. 5 ein Werkzeug zur Öffnung eines Behälterverschlusses nach Fig. 4 und Fig. 6a und Fig. 6b einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 ein Detail einer weiteren Ausführungsvariante in einer axonometrischen Darstellung.
Der Behälterverschluss von Fig. 1 besteht aus einer Verschlusskappe 1, die aus einer Aussenhülle 2, einem Einsatz 3 und einem ringförmigen Schneidelement 4 zusammengesetzt ist. Die Aussenhülle 2 besitzt eine obere Deckfläche 5 und eine obere zylindrische Wand 6.

Mittig in der Deckfläche 5 ragt ein hohlzylindrischer Aufnahmeabschnitt 7 nach unten, um den Einsatz 3 aufzunehmen. Am unteren Ende der oberen zylindrischen Wand 6 ist eine ringförmige Haltenut 8 vorgesehen, die ebenfalls dazu ausgebildet ist, den Einsatz 3 zu halten. Unterhalb davon ist ein Gewindeabschnitt 9 vorgesehen, der ein Schraubgewinde 10, mit dem die Verschlusskappe 1 auf dem hier nicht dargestellten Behälter aufgeschraubt werden kann.
Der Einsatz 3 besteht aus einem axialen Halteteil 11 und einer Membran 12, die an diesen angeformt ist. Im oberen Bereich des axialen Halteteils 11 ist ein zylindrischer Halteabschnitt 13 vorgesehen, der in den hohlzylindrischen Aufnahmeabschnitt 7 eingepresst ist.

Die Membran 12 ist mit einem verdickten Randbereich 14 in die Haltenut 8 eingepresst.
Durch die obere Deckfläche 5 und die zylindrische Wand 6 der Aussenhülle 2, sowie den axialen Halteteil 11 und die Membran 12 des Einsatzes 3 wird ein im Wesentlichen ringförmiger Aufnahmeraum 15 begrenzt, der dafür vorgesehen ist, ein hier nicht dargestelltes Zusatzmedium aufzunehmen. Das ringförmige Schneidelement 4 ist in Axialrichtung gleitbar an einer Gleitfläche 16 an der Innenseite der Aussenhülle 2 geführt. Mehrere noppenförmige Haltenasen 17, die sich an einer Schulter 18 der Aussenhülle 2 abstützen, verhindern zunächst eine Bewegung des ringförmigen Schneidelementes 4 nach oben.

Nach Überwindung einer vorbestimmten Druckkraft, die durch die Stirnfläche des Behälters auf eine Auflagefläche 19 des Schneidelementes 4 ausgeübt wird, werden die Haltenasen 17 elastisch verformt und geben die Bewegung frei. Auf diese Weise schert eine zylindrische Schneidfläche 20 des ringförmigen Schneidelementes 4 die Membran 12 in Zusammenwirken mit einer zylindrischen Innenfläche 21 in ihrem Aussenbereich ab.
Im Inneren des axialen Halteteils 11 des Einsatzes 3 ist eine Öffnung 22 vorgesehen, die sich nach unten hin öffnet. Diese Öffnung 22 erleichtert das Durchstechen des Einsatzes 3 mit einer Nadel, um den Behälterinhalt über eine Spritze zu entnehmen und ermöglicht es, das Einpressen des zylindrischen Halteabschnittes 13 in den hohlzylindrischen Aufnahmeabschnitt 7 bei der Herstellung der Verschlusskappe 1 zu erleichtern.

Eine Ausnehmung 23, die mittig im oberen Bereich der Aussenhülle 2 gelegen ist, fällt eine weitere Erleichterung für das Durchstechen der Verschlusskappe 1 dar. Eine Dichtlippe 24 ist umlaufend an der Unterseite des Schneidelementes 4 konisch nach innen ragend vorgesehen. Auf diese Weise wird die Abdichtung gegenüber dem nicht dargestellten Behälter verbessert. In Fig. 2b sind mit 30 Sensoren erkennbar, die mit den Inhaltsstoffen des Behälters bzw. der Verschlusskappe 1 wechselwirken und so die Durchführung von Messungen ermöglichen.
Bei der Ausführungsvariante von Fig. 4 ist am unteren Rand des Gewindeabschnitts 9 ein Sicherungsring 25 vorgesehen, der es ermöglicht, festzustellen, ob der Verschluss im Originalzustand vorliegt, oder ob die Membran schon abgetrennt ist.

Im Gegensatz zu dem Sicherungsring bei Getränkeflaschen o. dgl. ist dieser Sicherungsring 25 so konzipiert, dass er durch das weitere Aufschrauben der Verschlusskappe 1 am sich konisch erweiternden Halsabschnitt des Behälters aufgesprengt wird.
Die Ausführungsvariante von Fig. 5 ist mit einem Verdrehwerkzeug 26 in der Form einer Kappe ausgestattet. Das Verdreh Werkzeug 26 besitzt spezifische Eingriffsflächen 27, die an ringförmigen Vorsprüngen 28 angeordnet sind, um eine eindeutige Zuordnung von Verschlusskappe 1 und Verdrehwerkzeug 26 sicherzustellen. Auf diese Weise können Verwechslungen weitestgehend verhindert werden, da die Verdrehwerkzeuge in Abhängigkeit vom Inhalt des Behälters in Farbe und Form unterschiedlich gestaltet werden können.

Die Verschlusskappe selbst ist so ausgebildet, dass zum bestimmungsgemässen Öffnen ein Verdrehwerkzeug 26 jedenfalls erforderlich ist.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Membran 12 über Stege 29 mit dem Umfang des Verschlusses verbunden bleibt. Damit ist auch im abgetrennten Zustand ein mittiger Halt gewährleistet und es ist möglich, die Füllhöhe im Behälter zu vergrössern.

Claims

1. Behälterverschluss mit einer Verschlusskappe (1), die eine Aussenhülle (2) und einen Einsatz (3) aufweist, um einen Aufnahmeraum (15) für ein Zusatzmedium zu bilden, wobei ein Schneidmittel vorgesehen ist, das zwischen einer ersten Stellung und einer Eingriffsstellung bewegbar ist und das bei Bewegung in die Eingriffsstellung den Einsatz (3) durchtrennt und den Aufnahmeraum (15) öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (3) aus einem axialen Halteteil (11) und aus einer Membran (12) besteht, die am axialen Halteteil (11) angeformt ist, dass der Halteteil (11) mittig im oberen Bereich mit der Aussenhülle (2) verbunden ist und dass ein ringförmiges Schneidelement (4) vorgesehen ist, das dazu ausgebildet ist, die Membran (12) an ihrem äusseren Umfang abzuscheren.

2. Behälterverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (3) in die Aussenhülle (2) eingepresst ist.

3. Behälterverschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Halteteil (11) des Einsatzes (3) an dem von der Membran (12) entfernten Ende einen im Wesentlichen zylindrischen Halteabschnitt (13) aufweist, der in einem hohlzylindrischen Aufnahmeabschnitt (7) befestigt ist, der an der Innenseite der Aussenhülle (2) angeformt ist.

4. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12) an ihrem äusseren Umfang in ein ringförmige Haltenut (8) eingepresst ist, die an der Aussenhülle (2) vorgesehen ist.

5. Behälterverschluss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Haltenut (8) in Gebrauchslage nach unten öffnet.

6. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Schneidelement (4) in Axialrichtung gleitbar in der Aussenhülle (2) geführt ist.

7. Behälterverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Schneidelement (4) mindestens eine Haltenase (17) aufweist, die eine Bewegung des Schneidelements (4) erst nach Überwindung einer vorbestimmten Druckkraft freigibt.

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P A T E N T A N S P R Ü C H E

8. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Schneidelement (4) eine zylindrische Schneidfläche (20) aufweist, die im Wesentlichen mit einer zylindrischen Innenfläche (21) der Aussenhülle (2) fluchtet.

9. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Schneidelement (4) mindestens eine Auflagefläche (19) zur Abstützung auf dem zu verschliessenden Behälter aufweist.

10. Behälterverschluss nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (19) in Radialrichtung innerhalb der Haltenasen (17) angeordnet ist und als Dichtfläche ausgebildet ist.

11. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (4) zwei einander gegenüberliegende Ausnehmungen aufweist, um beim Durchtrennen der Membran (12) Verbindungsstege stehen zu lassen.

12. Behälterschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (4) unten eine umlaufende Dichtlippe aufweist.

13. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12) in Radialrichtung wellig ausgebildet ist.

14. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12) vorgespannt ist.

15. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12) vorgefaltet ist.

16. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Halteteil (11) des Einsatzes (3) eine in Axialrichtung verlaufende Öffnung (22) aufweist und dass die Aussenhülle (2) vorzugsweise im Axialbereich eine Ausnehmung (23) aufweist.

17. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussenseite der Aussenhülle (2) Eingriffsflächen für ein Verdrehwerkzeug vorgesehen sind.

18. Behälterverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (3) und insbesondere die Membran (12) als Funktionsteil ausgebildet ist und eine Beschichtung aufweis[iota]yeTne chemische Reaktion der Inhaltsstoffe des Behälters und des Verschlusses beeinflusst.

2006 01

19 <EMI ID=8.1> ,

Ba/Sc <EMI ID=8.2>

Dipl.-Ing. Mag. Michael Babeluk

A-115C Wien, M[beta]rlahllf[beta]r Gürtel 39/17

Tel.: (+43 1) 8928933-0 Fax: (+43 1) 89289333 e-mail: p8tem(c)batoelok-.at <EMI ID=8.1> <EMI ID=8.2>