EP1409051A2 - Inhalationsvorrichtung und zugehörige zerstäubungsvorrichtung - Google Patents

Inhalationsvorrichtung und zugehörige zerstäubungsvorrichtung

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Publication number
EP1409051A2
EP1409051A2 EP01957681A EP01957681A EP1409051A2 EP 1409051 A2 EP1409051 A2 EP 1409051A2 EP 01957681 A EP01957681 A EP 01957681A EP 01957681 A EP01957681 A EP 01957681A EP 1409051 A2 EP1409051 A2 EP 1409051A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
unit
atomizer
mixing
atomizing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01957681A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franco Del Bon
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1409051A2 publication Critical patent/EP1409051A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/06—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes of the injector type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/001—Particle size control
    • A61M11/002—Particle size control by flow deviation causing inertial separation of transported particles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/0057—Pumps therefor
    • A61M16/0063—Compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B33/00—Pumps actuated by muscle power, e.g. for inflating
    • F04B33/02—Pumps actuated by muscle power, e.g. for inflating with intermediate gearing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105—Filters
    • A61M16/106—Filters in a path
    • A61M16/107—Filters in a path in the inspiratory path

Definitions

  • the invention relates to an inhalation device according to the preamble of independent claim 1 and to an atomization device intended for an inhalation device according to the preamble of independent claim 25.
  • Inhalation devices are usually used for bronchial therapy, which allow a liquid or powdered active substance preparation (formulation) to be atomized finely and introduced in a metered manner into an air stream which is inhaled by the patient.
  • active substance preparation formulation
  • Inhalation devices with atomizers based on ultrasound are generally lighter and less voluminous, but have a much poorer efficiency. Studies have shown that with such devices only about 35% of the particles produced have the required size below 5 ⁇ . In addition, like the devices with compressed air atomizers, they are dependent on electrical energy and are therefore relatively difficult to use, at least together with the components required for the power supply. Furthermore, the medication can also be destroyed by exposure to ultrasound.
  • the present invention is intended to improve an inhalation device of the generic type in such a way that it can be operated purely manually and thus does without electrical energy and the necessary components such as accumulators, batteries and power supplies.
  • the device should in particular be small, compact and light, so that it is also particularly suitable for mobile use. And finally, the device should grads at least equal to the conventional inhalation devices, preferably even superior.
  • a relatively high-speed short-stroke piston pump is provided to generate the required compressed air flow, which is driven by a hand crank via a transmission gear. Due to the relatively high stroke frequency of the piston pump, it can be very small and light and still achieve the required pump performance.
  • the piston pump and the crank mechanism are assembled into a physical unit.
  • the atomizer unit can be detachably connected to this. Thanks to this modular design, the device can be made very compact and handy in many different configurations, so that it is easy to handle on the one hand and can be packaged and transported easily and space-saving on the other.
  • 1 shows a schematic basic illustration of the inhalation device according to the invention
  • 2 shows a longitudinal section through the pump and transmission unit of a first concrete exemplary embodiment of the inhalation device according to the invention
  • FIG. 4 shows a section analogous to FIG. 2, but in a representation rotated by 180 °, through a variant of the pump and gear unit,
  • FIGS. 2 and 3 somewhat simplified views of four exemplary embodiments of the inhalation device according to the invention with a pump and gear unit according to FIGS. 2 and 3,
  • FIG. 9 shows a somewhat simplified view of a further exemplary embodiment of the inhalation device according to the invention with a pump and gear unit according to FIG. 4,
  • FIG. 10 is a view of a further embodiment of the inhalation device according to the invention with a modified pump and gear unit,
  • FIG. 11 is a view of the inhalation device in the direction of arrow XI in FIG. 10, but without an atomizer unit,
  • FIG. 12 is a view analogous to FIG. 10, but with the atomizer unit detached from the pump and gear unit,
  • FIG. 14 shows a section essentially analogous to FIG. 12 through the pump and gear unit of a further exemplary embodiment of the inhalation device according to the invention
  • 16-17 each show a view of the pump and gear unit of FIGS. 14 and 15 mounted on a foot
  • 18 shows a section analogous to FIG. 2 through an alternative embodiment of the pump and gear unit of the inhalation device
  • FIG. 25 shows a view of a further exemplary embodiment of the inhalation device according to the invention with a pump and gear unit according to FIG. 18 mounted on a foot,
  • FIG. 26 is a view of a further embodiment of the inhalation device according to the invention, constructed similarly to FIG. 25 but additionally provided with an electric drive,
  • FIG. 27 is a view in the direction of arrow XXVII of the embodiment of FIG. 26,
  • FIG. 29 shows a longitudinal section along the line XXIX-XXIX of FIG. 30 through the nebulizer unit of the inhalation device according to the invention
  • FIG. 33 is an exploded oblique view of the embodiment of FIG. 32, 34 is an oblique view of a further advantageous embodiment of the inhalation device according to the invention,
  • FIG. 36 shows a section analogous to FIG. 35, but with the mixer housing rotated through 180 °, i
  • FIG. 37 is an oblique view of a detailed variant of the embodiment of FIG. 34.
  • the inhalation device accordingly comprises an atomizing unit or atomizing device Z, a pump unit P and a gear unit G.
  • atomizing unit or atomizing device Z atomizing device Z
  • pump unit P atomizing device P
  • gear unit G gear unit PG
  • the atomizer unit Z comprises a receiving chamber for a liquid preparation of active substance and compressed air-operated atomizing agents for the liquid preparation of active substance.
  • the compressed air required for this is provided by the pump unit P, to the pressure side of which the atomizer unit Z is connected via a preferably flexible hose line L.
  • the line can also be omitted and the atomizer unit Z can be connected to the pump unit P directly or via internal channels.
  • the pump unit P which is designed as a crank mechanism, essentially comprises a short-stroke piston pump which operates at a relatively high stroke frequency and with which drive-side gear shaft of the gear unit G is kinematically coupled and driven by it.
  • the pump drive in the form of the gear unit G essentially comprises a transmission gear consisting of gear wheels with an input shaft, two intermediate shafts and an output shaft.
  • a crank handle K is preferably detachably coupled to the drive shaft, the output shaft, as already mentioned, is kinematically connected directly to the piston of the short-stroke piston pump in the pump unit P and drives it in an oscillating manner.
  • the transmission ratio is, for example, about 1:10 to about 1: 150, so that one turn of the crank handle K corresponds to about 10 or about 150 turns of the output shaft. Accordingly, the stroke frequency of the piston pump is greater than the speed of the hand crank K by the gear ratio of the transmission.
  • An electric motor M is optionally provided, which can preferably be coupled to the transmission shaft on the output side and via which the piston pump in the pump unit P can be driven.
  • the hand crank K is either removed or kinematically decoupled from the transmission by means of suitable mechanical decoupling means, so that it cannot rotate. Relevant details are explained below in connection with FIGS. 26-28.
  • FIGS. 2-9 All comprise the same design of the pump and transmission unit PG, hereinafter referred to as "in-line configuration", the structure of which can best be seen from FIGS. 2 and 3.
  • the pump and gear unit PG comprises a common, essentially parallel-epiphedral housing 10, in which a gear housing 20 and a pump housing 40 are located.
  • the gear housing 20 and the parts located in or on it together form the gear unit G
  • the pump housing 40 and the parts in it or on it together form the pump unit P.
  • a drive shaft 21, two intermediate shafts 22 and 23 and an output shaft 24 are rotatably mounted in the gear housing 20 via bearings that are not designated (or possibly also directly in the housing wall).
  • On these four gear shafts 21-24, one or two gearwheels 25 are wedged, which mesh with one another and together form a transmission gear, the output shaft 24 rotating faster than the drive shaft 21 by the selected transmission ratio.
  • the drive shaft 21 projects on one side or preferably on both sides (Fig.
  • crank handle K can be fixed in a rotationally fixed manner on the protruding shaft end 21a or 21b. Due to the fact that the crank handle K can be attached on both sides, the inhalation device is equally suitable for left-handed and right-handed users.
  • a differential wheel 27 On the output shaft 24, in a cover box 26 attached to the outside of the housing 10, a differential wheel 27 is rotatably fixed, which serves to avoid undesired vibrations and is dimensioned in this regard.
  • An eccentric 28 is also non-rotatably seated on the output shaft 24.
  • the differential wheel 27 can be equipped with blades for generating a secondary air flow, which can be used for additional applications.
  • the differential gear can also be designed as a gearwheel and can be used for coupling the electric motor mentioned above.
  • a pump cylinder 41 in which a pump piston 42 is arranged to be coaxially movable.
  • the pump piston 42 is fixedly connected to a piston rod 43, which protrudes through openings in the pump housing 40 and in the transmission housing 20, which are not designated, and is kinematically engaged with the eccentric 28, so that the piston rod 43 and thus also the piston 42 engage each Rotation of the output shaft 24 once back and forth in the pump cylinder (up and down in the drawing).
  • the piston stroke is given by the eccentricity of the eccentric 28.
  • the pump piston 42 is designed to be slightly elastic and is mounted in the pump cylinder with slight play, so that the tilting movements caused by the eccentric 28 play no role and an articulated design of the piston rod can be dispensed with.
  • An intake duct 44 and an exhaust duct 45 each lead into the compression space of the pump cylinder 41 lying above the pump piston 42, a membrane valve 46 or 47 is arranged in the channels.
  • the two diaphragm valves 46 and 47 are designed in a manner known per se so that they open and close alternately due to the pressure conditions in the compression space of the pump cylinder 41, so that air is only fed into the pump cylinder through the intake duct 44 and only out through the exhaust duct 45 can be discharged from the pump cylinder and thus results in a pump effect.
  • the suction duct 44 leads to a suction opening (not shown) which is provided on the pump housing 40 and is preferably equipped with an air filter and opens into the surroundings.
  • the discharge duct 45 is communicatively connected to a connection nipple or connection piece 48 arranged on the pump housing 40.
  • the flexible hose line L already mentioned is connected to this connection nipple 48 at the latest during use of the inhalation device, through which the compressed air generated by the pump unit P of the atomizer unit Z --U is guided.
  • the oscillating pump piston causes vibrations, which can be largely avoided by suitable dimensioning of the differential wheel.
  • the mass and thus the moment of inertia of the differential gear must be matched to the piston stroke and the nominal stroke frequency of the piston pump.
  • the optimal adjustment of the differential wheel can be easily determined by a few practical tests.
  • a cylindrical bore 11 into which a clamping mandrel can be inserted in order to hold the pump and gear unit PG e.g. to be able to be attached to a base by means of a suitably designed screw clamp.
  • FIG. 4 differs from that of FIGS. 2 and 3 only in that the drive shaft 21 is provided on both sides with shaft ends 21a and 21b protruding from the housing 10 for fastening the hand crank K.
  • FIGS. 5-8 show the practical handling of the inhalation device equipped with the pump and gear unit PG according to FIGS. 2-3.
  • the pump and gear unit PG is held directly in the hand, two holding forks 12 being provided on the housing 10, on which the atomizer unit Z (described in more detail below) can be detached. can be saved.
  • the atomizer unit Z is provided here with an angled, attachable mouthpiece 50.
  • a handle 13 is additionally provided on the housing 10, on which the device can be held comfortably.
  • Fig. 7 illustrates how the pump and gear unit PG by means of a screw clamp 14 on a base, e.g. can be attached to a table T.
  • the screw clamp 14 is equipped with a clamping mandrel 14a which engages in the bore 11 in the housing 10.
  • the pump and gear unit PG or its housing 10 is provided with a flat hook-like member (clip) 15, by means of which the unit PG e.g. can be attached or clamped on a belt B.
  • the pump gear unit PG can also be arranged "upside down" on the belt B analogously to FIG. 4, as a result of which the tilting moments acting on the belt can be reduced.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment in which the pump and gear unit PG is likewise arranged or held “upside down” as in FIG. 4.
  • the atomizer unit Z is detachably fastened to the housing 10 by means of holding forks or clamps (not shown here) and connected to the pump unit by means of the hose line (likewise not visible here).
  • a dovetail guide 16 is also provided here, by means of which the pump and gear unit PG can be fastened to an appropriately designed foot. This results in a particularly low overall height due to the arrangement of the head over head or the point of attack of the hand crank K which is thereby achieved.
  • FIGS. 10-13 show a further embodiment of the inhalation device according to the invention, which essentially differs from the above-described embodiments only in that the pump and gear unit PG is even more compact.
  • the transmission and the piston pump are arranged within a common housing 110, separate housings for the transmission unit and the pump unit are missing. Except for the more compact mutual arrangement, the transmission and the piston pump are constructed essentially the same as in the previous exemplary embodiments.
  • the corresponding functional elements are designated by 100 larger reference numbers, so that the meaning and function of the elements that are not explicitly mentioned are immediately clear and a further explanation is unnecessary.
  • the housing 110 is provided on the outside with a plug holder 117, which cooperates with a plug holder 151a / 151b of opposite design on the atomizer unit Z, so that the atomizer unit Z can be detachably attached to the housing 110, as can be seen in FIG. 10.
  • the connection between the atomizer unit Z and the outlet nipple 148 of the piston pump is again made by an elastic hose line L.
  • FIG. 11 also shows an intake port 149 provided with a filter, through which the piston pump draws air.
  • the connection to the environment is made through openings 118 arranged in the housing 110.
  • the hand crank K is telescopic and can be locked in the desired extension length by means of a locking screw 160. This allows the user of the inhalation device to adapt the required force to his personal needs.
  • the crank handle K can also be made adjustable in length in all other exemplary embodiments of the inhalation device.
  • FIGS. 14 and 15 show a further embodiment of the inhalation device.
  • the pump and gear unit PG is configured analogously to that of the exemplary embodiment in FIGS. 10-13, but the gears 225 of the gear are designed for a larger transmission ratio and the differential gear 227 is located on the side of the housing 210 opposite the crank handle K
  • analog functional elements are denoted by reference numbers that are 100 or 200 larger than in the previous exemplary embodiments, so that the meaning and function of the elements not explicitly mentioned are readily apparent and a further explanation is unnecessary.
  • Figures 16 and 17 show how the inflation device of Figures 14 and 15 can be used stationary.
  • the pump and gear unit PG is attached to a stand 270, which in turn is detachably mounted on a suction foot 272 known per se, for example by means of a dovetail guide 271.
  • a suction foot 272 known per se, for example by means of a dovetail guide 271.
  • the suction foot 272 By means of the suction foot 272, the whole can be detachably fixed on a flat surface with a sufficiently smooth surface.
  • the pump and gear unit PG can be attached to the stand 270, for example analogously to FIG. 7, by means of a mandrel 273 which engages in a corresponding opening (not shown) in the housing 210.
  • a variant of the pump and gear unit PG is shown in section in FIG.
  • a gear unit G and a pump unit P are provided in separate housings 320 and 340, however, these two units are not arranged linearly one behind the other, but configured in the form of an "L", i.e. the pump unit P is attached to the side of the gear unit G.
  • the connection nipple 348 protruding from the pump housing 340 is arranged parallel to the longitudinal extent of the gear housing 320.
  • All the functional elements of the pump and gear unit PG of this exemplary embodiment are otherwise essentially the same as the corresponding elements of the previous exemplary embodiments. They are designated by 300 larger reference numbers than the exemplary embodiment in FIGS. 2 and 3, so that the meaning and function of the elements not explicitly mentioned are readily apparent and a further explanation is unnecessary.
  • the L-shaped mutual arrangement allows an ergonomically favorable outer shape to be achieved, as is clear from FIG. 19.
  • the inhalation device of FIGS. 19-21 is provided with a holding strap 375, through which the user reaches and so the device can be held more comfortably.
  • the atomizer unit Z is not connected to the pump unit by means of a hose line, but is plugged onto the outlet nipple 348 of the pump unit P via a somewhat elastic adapter piece 352.
  • the special design of the atomizer unit Z will be explained further below. Due to the elastic design of the adapter piece 352, the inevitable deflection of the device during the turning of the hand crank K is somewhat dampened, so that the user can hold the mouthpiece of the atomizer unit (not shown) more comfortably in the mouth. Furthermore, in FIGS.
  • inlet nipple 349 provided with an air filter that is put over it for the air supply to the piston pump shown. If, for example, the device is used stationary, for example analogously to FIG. 7 or 16, the atomizer unit Z can of course be removed and connected to the pump unit P by means of a hose line.
  • FIGS. 22-24 show a further variant of the inhalation device, which differs from the exemplary embodiment of FIGS. 19-21 primarily by an arrangement of the gear unit G lying in the position of use and a handle 413.
  • the relative arrangement of pump unit P and gear unit G is the same as in FIG. 18.
  • a carrier 452 is also provided on the gear unit G, in which the atomizer unit Z can be inserted in a sealing manner.
  • the carrier 452 has an air channel 452a, which opens into the receiving space 452b for the atomizing unit Z on one side and is connected to the outlet nipple 448 of the pump unit P via a short hose line L on the other side.
  • This embodiment of the inhalation device according to the invention is distinguished by its particular compactness.
  • FIG. 25 shows a further exemplary embodiment of the inflation device in stationary use.
  • a pump and gear unit PG according to FIGS. 18-21 is detachably attached to a suction foot 572 via an adapter 513 attached to the unit, which can also serve as a handle at the same time.
  • the suction foot 572 has two vertical bolts 572a and 572b, onto which the adapter 513 is attached, the bolts engaging in two bores 513a and 513b provided in the adapter. If the inhalation device is to be held in the hand, only the adapter needs to be pulled off the squeegee, in which case the device can then be held on the adapter serving as a handle.
  • FIGS. 26-28 A further exemplary embodiment of the inhalation device according to the invention is shown in FIGS. 26-28. It comprises a pump and gear unit PG in the same configuration as that shown in FIGS. 18-21.
  • the pump and gear unit PG is detachably mounted on an adapter 613, basically of the same type as that shown in FIG. 25. 25, the adapter 613 is attached to two bolts 672a and 672b provided on a suction base 672.
  • the atomizer unit connected to the pump unit via a hose line is not shown in the figures.
  • the adapter 613 which also serves as a handle, there is an electric motor M which can be supplied with electrical energy via a connecting cable M.
  • the gear unit G is positioned on the adapter such that the shaft M 2 of the electric motor M is aligned exactly coaxially with the output shaft 624 of the gear unit G.
  • cooperating coupling elements 624a and 624b are rotatably fixed, which kinematically connect the electric motor M to the output shaft 624 of the gear unit G, so that the electric motor drives the output shaft.
  • the piston pump is driven by the electric motor M.
  • the hand crank is not required and therefore from the stub shaft 621a of the drive shaft Gear unit G removed.
  • the protruding shaft end 621a is preferably protected by a collar 621 provided on the housing of the gear unit G.
  • the pump and gear unit PG is removed from adapter 613 for the changeover to manual drive.
  • the coupling between the electric motor M and the transmission can be interrupted in a suitable manner.
  • the pump and gear unit PG can also be left on the adapter 613 for manual operation, which can then serve as a handle.
  • the table below shows some dimensioning examples for the piston pump and the gear unit and the delivery rates and overpressures achieved with the nominal crankshaft rotation speeds.
  • the piston pump in the pump unit P and the transmission gear G are together designed so that the piston pump has an air flow with an overpressure in the range of approximately 50-300 kPa (0.5-3 bar) at a delivery rate of approximately 1000-10000 ml / min generated, based on a reasonably realizable speed for most practical conditions of the manually driven hand crank (order of magnitude 1 revolution per second).
  • the air flow generated in this way is fed to the atomizing unit Z.
  • the formation of the atomizer unit is of the greatest importance.
  • the structure of a particularly expedient exemplary embodiment of the atomizer unit Z is described in more detail below with reference to FIGS. 29-31.
  • the atomizer unit comprises an atomizer housing 80 and a mixer housing 90 which is preferably coaxially detachably fastened thereon.
  • the atomizer housing 80 is essentially cup-shaped and forms a receiving chamber for the liquid active substance preparation (formulation) W. Am to be atomized (lower in the normal use position shown)
  • An air inlet socket 81 is provided at the end or bottom of the atomizer housing 80, onto which the hose line L is or can be plugged for connection to the pump unit.
  • the air inlet connector 81 continues inwards into an essentially conical nozzle 82, which projects beyond the nominal maximum level of the active substance preparation W in the atomizer housing 80 and opens into a slot 83 which is provided in a crosspiece 84 of an atomizer body designated as a whole as 85 and breaks through this crossbar.
  • the atomizer body 85 essentially comprises the crosspiece 84 already mentioned and a cone 86 which is the same as the nozzle 82 and which fits snugly on the nozzle 82.
  • Arranged diametrically opposite in the inner wall of the cone 86 are two grooves 87 which run along the outer surface of the cone and which, together with the outer wall of the nozzle 82, form two suction channels for the liquid preparation of active substance.
  • the two grooves can also be arranged in the outer wall of the conical nozzle 82.
  • Several grooves can also be provided.
  • the essentially fully cylindrical mixer housing 90 which is inserted coaxially into the atomizer housing 80, comprises (in the example shown four) axially parallel mixing channels extending through the entire mixer housing in the form of cylindrical bores 91-94, in each of which a mixing body 95 is located.
  • the mixer housing 90 At its upper end (in the position of use shown), the mixer housing 90 has a collar 96, into which a mouthpiece 50 (with a suitable shape (provided with a small air inlet opening at the rear)) is inserted during use.
  • the mixing bodies 95 which are preferably made of plastic, each consist of e.g. four axially lined up mixing elements 97, each consisting essentially of screw surfaces with opposite directions of rotation.
  • the adjacent mixing elements 97 are preferably rotatably offset from one another by 90 °.
  • more or fewer mixing bodies 95 can also be provided.
  • the mixing body (s) 95 can also have an antimicrobial coating, for example.
  • an air flow which is under a relatively slight excess pressure of about 50 to about 300 kPa is pumped from the pump unit P via e.g. the hose line L is inserted into the atomizer unit Z.
  • the supplied air exits through the tip of the nozzle 82 and the slot 83 into the free space on both sides of the crossbar 84.
  • the Venturi effect creates a suction effect in the area of the outlet openings of the two suction channels 87, as a result of which liquid active substance preparation W is sucked in and entrained in the form of the finest liquid particles by the emerging air stream. Any coarser liquid particles flow back into the receiving chamber of the atomizer housing.
  • the air loaded with the liquid particles is first deflected laterally directly above the nozzle tip by the transverse web 84 acting as a baffle element and then flows through the (here four) bores 91-94 with the mixing bodies 95 therein and finally leaves the atomizer unit Z through the - set mouthpiece 50.
  • the baffles or flow baffles formed by the mixing bodies 95 or their mixing elements 97 cause the liquid particles to be broken up and thus further reduced, as well as good mixing and uniform distribution in the air flow loaded with them. Tests have shown that despite this comparatively simple and "coarse" construction, a proportion of liquid particles with a size of max. 5 ⁇ can be achieved, which is practically 100%.
  • the atomizing device is "breakthrough safe" (under normal conditions of use), ie with normal use and the overpressures normally achievable by manual drive in practice, there can be no harmful overloading of the air flow with active ingredient preparation or even nebulized, liquid active ingredient preparation can be expelled into the airways.
  • the relatively small passage openings in the area of the tip of the atomizing body 85 result in a comparatively high flow resistance, which to a certain extent decouples the atomizing system from the flow conditions in the mouthpiece.
  • FIGS. 32-36 show two further exemplary embodiments of the inhalation device according to the invention, which are particularly expedient because of their simple cleaning options.
  • the previously explained exemplary embodiments corresponding or functionally identical elements are assigned 700 or 800 higher reference numerals than the first exemplary embodiment, so that a more detailed explanation of these elements is unnecessary.
  • Both embodiments have in common that they consist of three releasably plugged-together physical functional units, which are clamped by 700 or. 800 are held together.
  • the three functional units are formed on the one hand by the pump and gear unit PG and on the other hand by the atomizer part and the mixer part of the atomizer unit Z.
  • the clamping clamp 700 or 800 is articulated on the pump and gear unit PG and overlaps (in the closed state) in the exemplary embodiment in FIGS. shear housing 790 or engages in the embodiment of Figures 34-36 in an annular groove on the mixer housing 890. By folding the clamp 700 or 800 away, the engagement is released and the three functional units can be taken apart.
  • the pump P is preassembled together with the gearbox G and the differential gear 727 and inserted as a whole into the housing of the pump and gearbox unit PG.
  • the connection nipple 748 and the suction channel 744 of the pump P can be recognized on the open pump and gear unit PG.
  • the atomizer part and the mixer part of the atomizer unit Z are constructed essentially the same as in the embodiment of FIGS. 29-31, which can also be seen from the sectional representations of FIGS. 35 and 36.
  • the only difference is that the mixer housing 790 or 890 only has a single mixing channel 891 (Fig. 35) and accordingly only one mixing body 795 or 895 and that the mouthpiece 750 or (with a small opening in the back) has 850 is formed directly on the mixer housing 790 or 890.
  • the atomizer body 785 or 885 is removably inserted into the atomizer housing 780 or 880.
  • the mixer body 795 or 895 is also removably inserted into the mixer housing 790 or 890. This ensures, on the one hand, that the inhalation device can be manufactured easily and, on the other hand, that the individual elements can be easily cleaned if necessary.
  • the atomizer housing 780 or 880 and the pump and gear unit PG are mechanically matched to one another in such a way that a sealed connection results in the assembled state, the connecting nipple 748 or 848 leading directly into the atomizer body 785 or 885 and on the other hand the suction channel 744 or 844 is in communicating connection with air inlet slots 718 or 818 arranged laterally in the atomizer housing 780 or 880.
  • a slide 788 is provided on the atomizer housing 780 in the embodiment of FIGS. 32 and 33, with which the atomizer housing 780 can be closed.
  • this is alternatively
  • Mixer housing 890 is rotatably arranged on the atomizer housing 880, the mixing channel 891 communicating with the inside of the atomizer housing 880 in one rotational position (FIG. 35) and the atomizer housing 880 through the mixer housing in the other rotational position offset by 180 ° (FIG. 36) 890 is closed.
  • the active ingredient preparation can be filled in with the mixing housing removed.
  • a filling opening 789 or 889 is provided on the side of the atomizer housing 780 or 880, which is connected to the interior of the atomizer housing (FIG. 33, FIG. 37).
  • the filling opening 889 can also be designed to receive a single dose pack W of the active substance preparation designed as a blister.
  • a lid 889a hinged to the atomizer housing 880 with a mandrel 889b closes the filling opening 889 and can at the same time be used to pierce the blister pack.
  • FIGS. 38 and 39 The embodiment shown in FIGS. 38 and 39 is based on that of FIG. 24, but the mouthpiece, like in FIGS. 32-36, is formed in one piece with the mixer housing.
  • recessed grips are formed in the pump and gear unit PG and in the atomizer unit Z.
  • the hand crank K ' is also coupled to the transmission by means of a coupling and spring means (not shown) in such a way that it does not necessarily have to be rotated completely, but by repeated pressing (swiveling towards the pump and transmission unit PG) and releasing (spring-driven returning ) causes the gearwheels of the gearbox to rotate in the same direction (principle of a ratchet).
  • the inhalation device can be operated with one hand.
  • the hand crank K can also be rotated continuously.
  • a flow indicator 105 is also provided to control the air flow generated by the pump. This consists, in a manner known per se, of a vertical transparent line section (roughly in the position of use), which is connected to the pump on the pressure or suction side, and contains a small ball which, depending on the flow velocity, rises more or less high in the line section through which the air flow flows.
  • the exemplary embodiments in FIGS. 40-42 are also equipped with such a flow indicator.
  • the flow indicator allows the user to check whether he is cranking sufficiently.
  • the hand crank K "is not articulated laterally, but in the housing of the pump and gear unit PG.
  • the hand crank is replaced by a handwheel K '" which is similar to that with the thumb and index finger Hand crank K 'swung back and forth, but also like a normal crank can be turned continuously.
  • the mixer housing of the atomizer unit Z with the integrated mouthpiece is slightly pivoted so that the top of the housing of the pump and gear unit PG is free.
  • An approximately cylindrical receiving chamber 106 is arranged on the latter, in which there is a rotatable blister disk 107 with a row of single-dose blisters 108 of the active substance preparation.
  • a dome 109 which can be actuated from the outside serves to puncture an individual dose blister underneath, the liquid active substance preparation contained therein flowing through channels (not shown) into the interior of the atomizer housing of the atomization unit Z.
  • the inhalation device according to the invention not only ensures a good particle distribution and thus optimal effect with the shortest inhalation time, but is also particularly small and handy and therefore ideally suited for mobile use. Due to the modular structure, it can be used in different ways (handheld device, stationary device) and also only requires a very small packaging and transport volume. The manual drive eliminates any other energy supply and the maintenance associated with it. The inhalation device is not susceptible to malfunction and can be used at any time and anywhere and without any preparatory manipulation, making it ideal for mobile and acute use.
  • the active substance preparation is brought to the correct particle size in the inhalation device, so that the device is largely independent of the breathing force and speed. No forced breathing maneuvers are required, and holding the air at the end of inhalation has no significant effect on the deposition of the drug particles.
  • the active substance preparation can contain a carrier substance in a manner known per se.
  • the inhalation device is also suitable for nasal applications and does not require a propellant.

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Abstract

Ein Inhalationsvorrichtung umfasst eine Pumpeneinheit (P) zur Erzeugung eines Druckluftstroms, einen Antrieb (G) für die Pumpeneinheit und eine mit der Pumpeneinheit kommunizierend verbundene druckluftbetriebene Zerstäubereinheit (Z), die einen mit feinen flüssigen Wirkstoffpartikeln dosiert beladenen Luftstrom erzeugt und abgibt. Die Pumpeneinheit (P) weist eine Kurzhub-Kolbenpumpe auf. Der Antrieb ist als Kurbelgetriebe (G) ausgebildet, welches ein mittels einer Handkurbel (K) antreibbares Übersetzungsgetriebe umfasst, dessen Abtriebswelle über einen Exzenter kinematisch mit dem Pumpenkolben verbunden ist und diesen antreibt. Die Inhalationsvorrichtung bedarf keiner aufwendigen Energieversorgung und kann kompakt und handlich aufgebaut werden. Sie ist jederzeit und überall einsatzbereit und daher besonders für den mobilen Einsatz geeignet.

Description

Inhalationsvorrichtung und zugehörige Zerstäubungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Inhalationsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 sowie eine für eine Inhalationsvorrichtung bestimmte Zerstäubungsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 25.
Für die Bronchial-Therapie werden üblicherweise Inhalationsgeräte verwendet, welche es gestatten, eine flüssige oder pulverförmige Wirkstoffzubereitung (Formulierung) fein zu zerstäuben und dosiert in einen Luftstrom einzubringen, der vom Patient eingeatmet wird. Für optimale Wirksamkeit ist es dabei wichtig, dass ein möglichst grosser Teil der erzeugten Partikel (Tröpfchen) eine Grosse von maximal 5μ aufweist.
Klassische Inhalationsgeräte, die diesen Anforderungen mehr oder weniger genügen, arbeiten mit Druckluftzerstäubern mit elektrisch angetriebenen Kompressoren. Diese Geräte sind wegen der erforderlichen Kompressoren, Netzgeräte oder Akkumulatoren vergleichsweise voluminös und schwer und deshalb für den mobilen Einsatz nur be- dingt geeignet.
Inhalationsgeräte mit Zerstäubern auf Ultraschall-Basis sind zwar im allgemeinen leichter und weniger voluminös, haben aber einen wesentlich schlechteren Wirkungsgrad. Untersuchungen haben gezeigt, dass mit solchen Geräten nur etwa 35% der er- zeugten Partikel die erforderliche Grosse unter 5μ aufweisen. Ausserdem sind sie wie die Geräte mit Druckluftzerstäubern auf elektrische Energie angewiesen und daher zumindest zusammen mit den für die Stromversorgung erforderlichen Komponenten nur relativ umständlich mobil einzusetzen. Ferner kann durch Ultraschalleinwirkung auch das Medikament zerstört werden.
Durch die vorliegende Erfindung soll nun eine Inhalationsvorrichtung der gattungs- gemässen Art dahingehend verbessert werden, dass sie rein manuell betrieben werden kann und damit ohne elektrische Energie und die dafür notwendigen Komponenten wie Akkumulatoren, Batterien und Netzgeräte auskommt. Dabei soll die Vorrichtung insbesondere klein, kompakt und leicht sein, so dass sie speziell auch für den mobilen Einsatz geeignet ist. Und schliesslich soll die Vorrichtung bezüglich ihres Wirkungs- grads den herkömmlichen Inhalationsvorrichtungen mindestens ebenbürtig, vorzugsweise sogar überlegen sein.
Die Lösung dieser der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ergibt sich aus den im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs 1 beschriebenen Merkmalen der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2-24.
Gemäss dem Hauptgedanken der Erfindung ist also zur Erzeugung des erforderlichen Druckluftstroms eine relativ hochdrehende Kurzhub-Kolbenpumpe vorgesehen, die über ein Übersetzungsgetriebe von einer Handkurbel angetrieben wird. Durch die relativ hohe Hubfrequenz der Kolbenpumpe kann diese sehr klein und leicht ausfallen und dabei trotzdem die erforderliche Pumpenleistung erzielt werden.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Kolbenpumpe und das Kurbelgetriebe zu einer körperlichen Einheit zusammengebaut. An diese kann die Zerstäubereinheit lösbar angeschlossen sein. Durch diesen modularen Aufbau lässt sich die Vorrichtung in vielen unterschiedlichen Konfigurationen sehr kompakt und handlich gestalten, so dass sie einerseits bequem handhabbar ist und anderseits leicht und platzsparend verpackt und transportiert werden kann.
Für die Erreichung eines hohen Wirkungsgrads (gemessen am Anteil Partikel mit einer Grosse gleich oder kleiner 5μ) ist unter anderem auch die Ausbildung der Zerstäubereinheit von grösster Wichtigkeit. Für die durch die Merkmale des kennzeich- nenden Teils des unabhängigen Anspruchs 25 definierte erfindungsgemässe Zerstäubungsvorrichtung mit hohem Wirkungsgrad wird daher gesonderter Schutz beansprucht. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfmdungsgemässen Zerstäubungsvorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 26-31.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig.1 eine schematische Prinzipdarstellung der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Pumpen- und Getriebeeinheit eines ersten konkreten Ausführungsbeispiels der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt analog Fig. 2, jedoch in um 180° gedrehter Darstellung, durch eine Variante der Pumpen- und Getriebeeinheit,
Fig. 5-8 etwas vereinfachte Ansichten von vier Ausführungsbeispielen der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung mit einer Pumpen- und Getriebeeinheit gemäss den Figuren 2 und 3,
Fig. 9 eine etwas vereinfachte Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung mit einer Pumpen- und Getriebeeinheit gemäss der Figur 4,
Fig. 10 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäs- sen Inhalationsvorrichtung mit einer modifizierten Pumpen- und Getrie- beeinheit,
Fig. 11 eine Ansicht der Inhalationsvorrichtung in Richtung des Pfeils XI in Fig. 10, jedoch ohne Zerstäubereinheit,
Fig. 12 eine Ansicht analog Fig. 10, jedoch mit von der Pumpen- und Getriebeeinheit losgelöster Zerstäubereinheit,
Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie XIII-XIII der Fig. 11 ,
Fig. 14 einen Schnitt im wesentlichen analog Fig. 12 durch die Pumpen- und Getriebeeinheit eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung,
Fig. 15 einen Schnitt im wesentlichen nach der Linie XV-XV der Fig. 14,
Fig. 16-17 je eine Ansicht der auf einem Fuss montierten Pumpen- und Getriebeeinheit der Figuren 14 und 15, Fig. 18 einen Schnitt analog Fig. 2 durch eine alternative Ausbildungsform der Pumpen- und Getriebeeinheit der Inhalationsvorrichtung,
Fig. 19-21 drei teilweise geschnittene Ansichten eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung mit einer Pumpen- und Getriebeeinheit gemäss Fig. 18,
Fig. 22-24 drei Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäs- sen Inhalationsvorrichtung mit einer Pumpen- und Getriebeeinheit gemäss
Fig. 18,
Fig. 25 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung mit einer auf einem Fuss montierten Pumpen- und Getriebeeinheit gemäss Fig. 18,
Fig. 26 eine Ansicht eines weiteren, ähnlich wie Fig. 25 aufgebauten jedoch zusätzlich mit einem elektrischen Antrieb versehenen Ausführungsbeispiels der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung,
Fig. 27 eine Ansicht in Richtung des Pfeils XXVII des Ausführungsbeispiels der Fig. 26,
Fig. 28 eine Ansicht in Richtung des Pfeils XXVIII des unteren Teils des Ausfüh- rungsbeispiels der Fig. 26,
Fig. 29 einen Längsschnitt nach der Linie XXIX-XXIX der Fig. 30 durch die Zerstäubereinheit der erfmdungsgemässen Inhaltionsvorrichtung,
Fig. 30 einen Schnitt nach der Linie XXX-XXX der Fig. 29,
Fig. 31 einen Schnitt nach der Linie XXXI-XXXI der Fig. 29,
Fig. 32 eine Schrägansicht eines weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiels der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung,
Fig. 33 eine explodierte Schrägansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 32, Fig. 34 eine Schrägansicht eines weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiels der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung,
Fig. 35 einen Schnitt durch die Zerstäubungseinheit der Inhalationsvorrichtung nach der Linie XXXV-XXXV der Fig. 34,
Fig. 36 einen Schnitt analog Fig. 35, jedoch mit um 180° gedrehtem Mischergehäuse, i
Fig. 37 eine Schrägansicht einer Detailvariante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 34,
Fig. 38-39 zwei Schrägansichten einer weiteren Ausführungsform der erfmdungsge- mässen Inhalationsvorrichtung und
Fig. 40-42 drei weitere Ausführungsformen der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung.
Die wesentlichsten Bestandteile der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung und ihr funktionelles Zusammenspiel sind am besten aus der schematischen Übersichtsskizze der Fig. 1 ersichtlich. Die Inhalationsvorrichtung umfasst demnach eine Zerstäubereinheit bzw. Zerstäubungsvorrichtung Z, eine Pumpeneinheit P und eine Getriebeeinheit G. Die beiden letzteren sind in der Praxis entweder in einem gemeinsa- men Gehäuse untergebracht oder über andere Mittel körperlich zu einer Einheit verbunden, welche im folgenden als Pumpen- und Getriebeeinheit PG bezeichnet ist.
Die Zerstäubereinheit Z umfasst eine Aufnahmekammer für eine flüssige Wirkstoffzubereitung sowie druckluftbetriebene Zerstäubungsmittel für die flüssige Wirkstoff- Zubereitung. Die dafür erforderliche Druckluft wird von der Pumpeneinheit P bereitgestellt, mit deren Druckseite die Zerstäubereinheit Z über eine vorzugsweise flexible Schlauchleitung L verbunden ist. Alternativ kann die Leitung auch entfallen und die Zerstäubereinheit Z direkt oder über gehäuse-interne Kanäle mit der Pumpeneinheit P verbunden sein.
Die als Kurbelgetriebe ausgebildete Pumpeneinheit P umfasst im wesentlichen eine Kurzhub-Kolbenpumpe, die mit relativ hoher Hubfrequenz arbeitet und mit der ab- triebseitigen Getriebewelle der Getriebeeinheit G kinematisch gekoppelt ist und von dieser angetrieben wird.
Der Pumpen-Antrieb in Form der Getriebeeinheit G umfasst im wesentlichen ein aus Zahnrädern bestehendes Übersetzungsgetriebe mit einer Antriebswelle, zwei Zwischenwellen und einer Abtriebswelle. An die Antriebswelle ist eine Handkurbel K vorzugsweise lösbar angekoppelt, die Abtriebs welle ist, wie schon erwähnt, direkt mit dem Kolben der Kurzhub-Kolbenpumpe in der Pumpeneinheit P kinematisch verbunden und treibt diesen oszillierend an. Das Übersetzungsverhältnis beträgt beispiels- weise etwa 1 : 10 bis etwa 1 : 150, so dass einer Umdrehung der Handkurbel K etwa 10 bzw. etwa 150 Umdrehungen der Abtriebs welle entsprechen. Entsprechend ist die Hubfrequenz der Kolbenpumpe um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes grösser als die Drehzahl der Handkurbel K.
Optional ist ein Elektromotor M vorgesehen, der vorzugsweise an die abtriebseitige Getriebewelle ankoppelbar ist und über diese die Kolbenpumpe in der Pumpeneinheit P antreiben kann. Wenn der Elektromotor M angekoppelt ist, wird die Handkurbel K entweder abgenommen oder über geeignete mechanische Entkopplungsmittel kinematisch vom Getriebe entkoppelt, so dass sie nicht mitdrehen kann. Diesbezügliche Details sind weiter unten in Verbindung mit den Figuren 26-28 erläutert.
Die wichtigsten und erfindungswesentlichen Details der erwähnten Hauptbestandteile der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung werden im folgenden anhand der Figuren 2-42 erläutert.
Die in den Figuren 2-9 gezeigten Ausführungsbeispiele der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung umfassen alle dieselbe, im folgenden als "in-line-Konfiguration" bezeichnete Ausbildung der Pumpen- und Getriebeeinheit PG, deren Aufbau am besten aus den Figuren 2 und 3 erkennbar ist.
Die Pumpen- und Getriebeeinheit PG umfasst ein gemeinsames, im wesentlichen par- allel-epipedrischen Gehäuse 10, in welchem sich ein Getriebegehäuse 20 und ein Pumpengehäuse 40 befinden. Das Getriebegehäuse 20 und die in bzw. an ihm befindlichen Teile bilden zusammen die Getriebeeinheit G, das Pumpengehäuse 40 und die in ihm bzw. an ihm befindlichen Teile bilden zusammen die Pumpeneinheit P. Im Getriebegehäuse 20 sind über nicht bezeichnete Lager (oder eventuell auch direkt in der Gehäusewand) eine Antriebswelle 21, zwei Zwischenwellen 22 und 23 und eine Abtriebswelle 24 drehbar gelagert. Auf diesen vier Getriebewellen 21-24 sind jeweils ein bzw. zwei Zahnräder 25 aufgekeilt, die miteinander kämmen und zusammen ein Übersetzungsgetriebe bilden, wobei sich die Abtriebswelle 24 um das gewählte Übersetzungsverhältnis schneller dreht als die Antriebswelle 21. Die Antriebswelle 21 ragt einseitig oder vorzugsweise beidseitig (Fig. 4) aus dem Gehäuse 10 heraus, wobei auf dem herausragenden Wellenstummel 21a bzw. 21b die schon erwähnte Handkurbel K drehfest befestigt werden kann. Durch die beidseitige Anbringbarkeit der Handkurbel K ist die Inhalationsvorrichtung gleichermassen für Links- als auch für Rechtshänder geeignet.
Auf der Abtriebswelle 24 ist in einem aussen am Gehäuse 10 angebrachten Abdeckkasten 26 ein Ausgleichsrad 27 drehfest befestigt, welches zur Vermeidung von un- erwünschten Vibrationen dient und diesbezüglich dimensioniert ist. Auf der Abtriebswelle 24 sitzt ferner drehfest ein Exzenter 28. Das Ausgleichsrad 27 kann mit Schaufeln zur Erzeugung eines sekundären Luftstroms ausgestattet sein, welcher für zusätzliche Anwendungen herangezogen werden kann. Zusätzlich kann das Ausgleichsrad auch als Zahnrad ausgebildet sein und zur Ankopplung des weiter vorne erwähnten Elektromotors dienen.
Im Pumpengehäuse 40 befindet sich ein Pumpenzylinder 41, in welchem ein Pumpenkolben 42 koaxial beweglich angeordnet ist. Der Pumpenkolben 42 ist fest mit einer Kolbenstange 43 verbunden, welche durch nicht bezeichnete Öffnungen im Pumpengehäuse 40 und im Getriebegehäuse 20 in letzteres hineinragt und mit dem Exzenter 28 kinematisch in Eingriff steht, so dass sich die Kolbenstange 43 und damit auch der Kolben 42 bei jeder Umdrehung der Abtriebswelle 24 einmal im Pumpenzylinder hin und her (in der Zeichnung auf und ab) bewegt. Der Kolbenhub ist dabei durch die Exzentrizität des Exzenters 28 gegeben.
Der Pumpenkolben 42 ist leicht elastisch ausgebildet und mit geringfügigem Spiel im Pumpenzylinder gelagert, so dass die durch den Exzenter 28 verursachten Kippbewegungen keine Rolle spielen und auf eine gelenkige Ausbildung der Kolbenstange verzichtet werden kann.
In den über dem Pumpenkolben 42 liegenden Kompressionsraum des Pumpenzylinders 41 führen je ein Ansaugkanal 44 und ein Ausstosskanal 45, wobei in diesen bei- den Kanälen je ein Membranventil 46 bzw. 47 angeordnet ist. Die beiden Membranventile 46 und 47 sind in an sich bekannter Weise so ausgebildet, dass sie sich aufgrund der Druckverhältnisse im Kompressionsraum des Pumpenzylinders 41 wechselseitig öffnen und schliessen, so dass Luft nur durch den Ansaugkanal 44 in den Pumpenzylinder zugeführt und nur durch den Ausstosskanal 45 aus dem Pumpenzylinder abgeführt werden kann und sich somit ein Pumpeffekt ergibt. Der Ansaugkanal 44 führt zu einer nicht dargestellten, am Pumpengehäuse 40 vorgesehenen und vorzugsweise mit einem Luftfilter ausgestatteten, in die Umgebung ausmündenden Ansaugöffnung. Der Ausstosskanal 45 ist mit einem am Pumpengehäuse 40 angeordne- ten Anschlussnippel oder -stutzen 48 kommunizierend verbunden. An diesem Anschlussnippel 48 ist spätestens während des Gebrauchs der Inhalationsvorrichtung die schon erwähnte flexible Schlauchleitung L angeschlossen, durch welche die von der Pumpeneinheit P erzeugte Druckluft der Zerstäubereinheit Z --Ugeführt wird.
Der oszillierende Pumpenkolben verursacht Vibrationen, welche durch geeignete Dimensionierung des Ausgleichsrads weitestgehend vermieden werden können. Die Masse und damit das Trägheitsmoment des Ausgleichsrads muss dazu auf den Kobenhub und die nominelle Hubfrequenz der Kolbenpumpe abgestimmt sein. Die optimale Abstimmung des Ausgleichsrads lässt sich durch wenige praktische Versuche einfach ermitteln.
Im untersten Teil des Gehäuses 10 ist eine zylindrische Bohrung 11 vorgesehen, in welche ein Klemmdorn eingeführt werden kann, um die Pumpen-und Getriebeeinheit PG z.B. mittels einer geeignet ausgebildeten Schraubzwinge an einer Unterlage befe- stigen zu können.
Die Ausführungsvariante der Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen der Figuren 2 und 3 lediglich dadurch, dass die Antriebswelle 21 beidseitig mit aus dem Gehäuse 10 herausragenden Wellenstummeln 21a und 21b für die Befestigung der Handkurbel K versehen ist.
Die Figuren 5-8 zeigen die praktische Handhabung der mit der Pumpen- und Getriebeeinheit PG gemäss den Figuren 2-3 ausgestattete Inhalationsvorrichtung.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird die Pumpen- und Getriebeeinheit PG direkt in der Hand gehalten, wobei am Gehäuse 10 zwei Haltegabeln 12 vorgesehen sind, an denen die (weiter unten noch detailliert beschriebene) Zerstäubereinheit Z lösbar ar- retiert werden kann. Die Zerstäubereinheit Z ist hier mit einem abgewinkelten aufsteckbaren Mundstück 50 versehen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist zusätzlich ein am Gehäuse 10 befestigter Handgriff 13 vorgesehen, an welchem die Vorrichtung bequem gehalten werden kann.
Fig. 7 illustriert, wie die Pumpen- und Getriebeeinheit PG mittels einer Schraubzwinge 14 an einer Unterlage, z.B. an einem Tisch T befestigt werden kann. Die Schraub- zwinge 14 ist dabei mit einem Klemmdorn 14a ausgestattet, der in die Bohrung 11 im Gehäuse 10 eingreift.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist die Pumpen- und Getriebeeinheit PG bzw. ihr Gehäuse 10 mit einem flachen hakenartigen Organ (Clip) 15 versehen, mittels welchem die Einheit PG z.B. an einem Gürtel B angehängt bzw. angeklemmt werden kann. In einer Variante kann dabei die Pumpen-Getriebeeinheit PG analog Fig. 4 auch "kopfüber" am Gürtel B angeordnet sein, wodurch die am Gürtel wirkenden Kippmomente verringert werden können.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Pumpen- und Getriebeeinheit PG ebenfalls wie bei Fig. 4 "kopfüber" angeordnet ist bzw. gehalten wird. Die Zerstäubereinheit Z ist wie bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 5-7 mittels (hier nicht gezeigter) Haltegabeln oder -klammern am Gehäuse 10 lösbar befestigt und mittels der (hier ebenfalls nicht sichtbaren) Schlauchleitung an die Pumpeneinheit ange- schlössen. Am pumpenseitigen (in der Figur unteren) Ende des Gehäuses 10 ist hier ferner eine Schwalbenschwanzführung 16 vorgesehen, mittels welcher die Pumpen- und Getriebeeinheit PG an einem entsprechend ausgebildeten Fuss befestigt werden kann. Dabei ergibt sich aufgrund der Kopfüberanordnung bzw. des dadurch erreichten oben liegenden Angriffspunkts der Handkurbel K eine besonders geringe Gesamtbau- höhe.
Die Figuren 10-13 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfmdungsgemässen In- halationsvorrichtung, welche sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass die Pumpen- und Getriebe- einheit PG noch kompakter ausgebildet ist. Wie insbesondere aus Fig. 13 erkennbar ist, sind das Getriebe und die Kolbenpumpe innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 110 angeordnet, separate Gehäuse für die Getriebeeinheit und die Pumpeneinheit fehlen. Das Getriebe und die Kolbenpumpe sind bis auf die kompaktere gegenseitige Anordnung im wesentlichen gleich aufge- baut wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Die entsprechenden Funktionselemente sind mit um 100 grösseren Bezugsnummern bezeichnet, so dass die Bedeutung und Funktion der nicht explizit erwähnten Elemente ohne weiteres klar wird und sich eine nähere Erläuterung erübrigt.
Das Gehäuse 110 ist aussen mit einer Steckhalterung 117 versehen, welche mit einer gegengleich ausgebildeten Steckhalterung 151a/151b an der Zerstäubereinheit Z zusammenwirkt, so dass die Zerstäubereinheit Z wie in Fig. 10 ersichtlich am Gehäuse 110 lösbar befestigt werden kann. Die Verbindung zwischen der Zerstäubereinheit Z und dem Auslassnippel 148 der Kolbenpumpe erfolgt wiederum durch eine elastische Schlauchleitung L.
In Fig. 11 ist ferner noch ein mit einem Filter versehener Ansaugstutzen 149 erkennbar, durch welchen die Kolpenpumpe Luft ansaugt. Die Verbindung zur Umgebung erfolgt durch inm Gehäuse 110 angeordnete Öffnungen 118.
Die Handkurbel K ist bei diesem Ausführungsbeispiel teleskopisch ausgebildet und mittels einer Feststellschraube 160 in der gewünschten Ausziehlänge arretierbar. Dadurch kann der Benutzer der Inhalationsvorrichtung den erforderlichen Kraftaufwand an seine persönlichen Bedürfnisse anpassen. Selbstverständlich kann die Handkurbel K auch bei allen anderen Ausführungsbeispielen der Inhalationsvorrichtung längenverstellbar ausgebildet sein.
Die Figuren 14 und 15 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inhalationsvorrichtung. Hierbei ist die Pumpen- und Getriebeeinheit PG analog derjenigen des Aus- f hrungsbeispiels der Figuren 10-13 ausgebildet, jedoch sind die Zahnräder 225 des Getriebes für ein grösseres Übersetzungsverhältnis ausgelegt und befindet sich das Ausgleichsrad 227 auf der der Handkurbel K gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 210. Analoge Funktionselemente sind bei diesem Ausführungsbeispiel mit um 100 bzw. 200 grösseren Bezugsnummern als bei den vorhergehenden Ausführungsbei- spielen bezeichnet, so dass die Bedeutung und Funktion der nicht explizit erwähnten Elemente ohne weiteres klar wird und sich eine nähere Erläuterung erübrigt. Die Figuren 16 und 17 zeigen, wie die Inl alationsvorrichtung der Figuren 14 und 15 stationär eingesetzt werden kann. Dazu ist die Pumpen- und Getriebeeinheit PG auf einem Ständer 270 befestigt, der seinerseits z.B. mittels einer Schwalbenschwanzführung 271 lösbar an einem an sich bekannten Saugfuss 272 montiert ist. Mittels des Saugfusses 272 kann das Ganze an einer ebenen Unterlage mit ausreichend glatter Oberfläche lösbar fixiert werden. Die Befestigung der Pumpen- und Getriebeeinheit PG auf dem Ständer 270 kann beispielsweise analog Fig. 7 mittels eines Spanndorns 273 erfolgen, der in eine entsprechende, nicht gezeigte Öffnung im Gehäuse 210 eingreift.
In Figur 18 ist eine Variante der Pumpen- und Getriebeeinheit PG im Schnitt dargestellt. Bei dieser Variante sind ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3 eine Getriebeeinheit G und eine Pumpeneinheit P in eigenen Gehäusen 320 bzw. 340 vorgesehen, jedoch sind diese beiden Einheiten nicht linear hintereinander angeordnet, sondern in Form eines "L" konfiguriert, d.h. die Pumpeneinheit P ist seitlich an der Getriebeeinheit G angesetzt. Der aus dem Pumpengehäuse 340 herausragende Anschlussnippel 348 ist parallel zur Längserstreckung des Getriebegehäuses 320 angeordnet. Alle Funktionselemente der Pumpen- und Getriebeeinheit PG dieses Ausführungsbeiuspiels sind ansonsten im wesentlichen gleich ausgebildet wie die entsprechenden Elemente der vorhergehenden Ausführungsbeispiele. Sie sind mit gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3 um 300 grösseren Bezugsnummern bezeichnet, so dass die Bedeutung und Funktion der nicht explizit erwähnten Elemente ohne weiteres klar wird und sich eine nähere Erläuterung erübrigt. Durch die L-förmige gegenseitige Anordnung lässt sich eine ergonomisch günstige äussere Gestalt erzielen, wie dies aus der Fig. 19 deutlich wird.
Die Inhalationsvorrichtung der Figuren 19-21 ist mit einem Halteband 375 versehen, durch welches der Benutzer hindurchgreift und so die Vorrichtung bequemer halten kann. Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Zerstäubereinheit Z nicht mittels einer Schlauchleitung mit der Pumpeneinheit verbunden, sondern über ein etwas elastisches Adapterstück 352 auf den Auslassnippel 348 der Pumpeneinheit P aufgesteckt. Die spezielle Ausbildung der Zerstäubereinheit Z wird weiter unten noch er- läutert. Durch die elastische Ausbildung des Adapterstücks 352 wird die unvermeidliche Auslenkung der Vorrichtung während des Drehens der Handkurbel K etwas ge- dämpft, so dass der Benutzer das nicht gezeigte Mundstück der Zerstäubereinheit angenehmer im Mund halten kann. Weiters ist in den Figuren 19-21 noch ein mit einem übergestülpten Luftfilter versehener Einlassnippel 349 für die Luftzufuhr zur Kolben- pumpe dargestellt. Falls die Vorrichtung beispielsweise etwa analog Fig. 7 oder 16 stationär eingesetzt wird, kann die Zerstäubereinheit Z selbstverständlich abgenommen und mittels einer Schlauchleitung an die Pumpeneinheit P angeschlossen werden.
Die Figuren 22-24 zeigen eine weitere Variante der Inhalationsvorrichtung, welche sich vom Ausführungsbeispiel der Figuren 19-21 vor allem durch eine in Gebrauchshaltung liegende Anordnung der Getriebeeinheit G sowie einen Handgriff 413 unterscheidet. Die relative Anordnung von Pumpeneinheit P und Getriebeeinheit G ist gleich wie bei Figur 18. Zusätzlich ist an der Getriebeeinheit G noch ein Träger 452 vorgesehen, in welchen die Zerstäubereinheit Z dichtend eingesetzt werden kann. Der Träger 452 besitzt einen Luftkanal 452a, der an einer Seite in den Aufnahmeraum 452b für die Zerstäubereinheit Z mündet und an seiner anderen Seite über eine kurze Schlauchleitung L mit dem Auslassnippel 448 der Pumpeneinheit P verbunden ist. Dieses Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung zeichnet sich durch besondere Kompaktheit aus.
Figur 25 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Inl alationsvorrichtung im stationären Einsatz. Hierbei ist eine Pumpen-und Getriebeeinheit PG gemäss den Figuren 18-21 über einen an der Einheit befestigten Adapter 513, der gleichzeitig auch als Handgriff dienen kann, lösbar an einem Saugfuss 572 befestigt. Der Saugfuss 572 weist zwei vertikale Bolzen 572a und 572b auf, aufweiche der Adapter 513 aufgesteckt ist, wobei die Bolzen in zwei im Adapter vorgesehene Bohrungen 513a und 513b eingreifen. Wenn die Inhalationsvorrichtung in der Hand gehalten werden soll, braucht nur der Adapter vom Saugfuss abgezogen zu werden, wobei dann die Vor- richtung an dem als Handgriff dienenden Adapter gehalten werden kann.
Versuche haben gezeigt, dass die Getriebeeinheit sehr klein und fast geräuschfrei arbeitend realisiert werden kann.
In den Figuren 26-28 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung dargestellt. Es umfasst eine Pumpen- und Getriebeeinheit PG in der gleichen Konfiguration wie die in den Figuren 18-21 dargestellte. Die Pumpen- und Getriebeeinheit PG ist liegend auf einem Adapter 613 prinzipiell derselben Bauart wie der gemäss Fig. 25 lösbar montiert. Der Adapter 613 ist analog Fig. 25 auf zwei an einem Saugfuss 672 vorgesehene Bolzen 672a und 672b aufgesteckt. Die über eine Schlauchleitung mit der Pumpeneinheit verbundene Zerstäubereinheit ist in den Figuren nicht dargestellt. Im ebenfalls auch als Handgriff dienenden Adapter 613 ist ein Elektromotor M angeordnet, der über ein Anschlusskabel M, mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Die Getriebeeinheit G ist auf dem Adapter so positioniert, dass die Welle M2 des Elektromotors M genau koaxial zur Abtriebswelle 624 der Getriebeeinheit G ausgerichtet ist. Auf der Abtriebswelle 624 und der Motorwelle M2 sind zusammenwirkende Kupplungselemente 624a und 624b drehfest befestigt, welche den Elektromotor M kinematisch mit der Abtriebswelle 624 der Getriebeeinheit G verbinden, so dass der Elektromotor die Abtriebswelle antreibt.
Wenn die Pumpen- und Getriebeeinheit PG am Adapter 613 montiert ist, normalerweise also im stationären Betrieb unter Verwendung des Saugfusses 672, erfolgt der Antrieb der Kolbenpumpe durch den Elektromotor M. In diesem Fall ist die Handkurbel nicht erforderlich und daher vom Wellenstummel 621a der Antriebswelle der Getriebeeinheit G abgezogen. Der herausragende Wellenstummel 621a ist dabei vorzugsweise durch einen am Gehäuse der Getriebeeinheit G vorgesehenen Kragen 621 geschützt.
Für die Umstellung auf manuellen Antrieb wird die Pumpen- und Getriebeeinheit PG vom Adapter 613 abgenommen. Alternativ kann auf geeignete Weise auch die Kopplung zwischen dem Elektromotor M und dem Getriebe unterbrochen werden. Schliesslich ist es auch möglich, den Elektromotor M angekoppelt zu lassen, da er der Drehbewegung keinen substantiellen Widerstand entgegensetzt. Die Pumpen- und Getriebeeinheit PG kann für den manuellen Betrieb auch auf dem Adapter 613 belassen werden, wobei dieser dann als Handgriff dienen kann.
Die nachstehende Tabelle zeigt einige Bemessungsbeispiele für die Kolbenpumpe und die Getriebeeinheit und die damit bei beispielsweisen nominellen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Handkurbel erreichten Fördermengen und Überdrücke.
Die in der Pumpeneinheit P befindliche Kolbenpumpe und das Übersetzungsgetriebe G sind zusammen so ausgelegt, dass die Kolbenpumpe einen Luftstrom mit einem Überdruck im Bereich von etwa 50 - 300 kPa (0,5 - 3 bar) bei einer Förderleistung von etwa 1000 - 10000 ml/min erzeugt, wobei eine für die meisten praktischen Verhältnisse vernünftig realisierbare Drehzahl der manuell angetriebenen Handkurbel zugrundegelegt ist (Grössenordnung 1 Umdrehung pro Sekunde). Der so erzeugte Luftstrom wird der Zerstäubereinheit Z zugeführt. Für eine ausreichend feine Zerstäubung der in der Zerstäubereinheit vorrätig gehaltenen flüssigen Wirkstoffzube- reitung und gleichmässige Beladung des durch das Mundstück der Zerstäubereinheit austretenden Luftstroms ist die Ausbildung der Zerstäubereinheit von grösster Bedeutung. Im folgenden wird der Aufbau eines besonders zweckmässigen Ausführungsbeispiels der Zerstäubereinheit Z anhand der Figuren 29-31 näher beschrieben.
Die Zerstäubereinheit umfasst ein Zerstäubergehäuse 80 und ein koaxial vorzugsweise abnehmbar auf diesem befestigtes Mischergehäuse 90. Das Zerstäubergehäuse 80 ist im wesentlichen becherförmig ausgebildet und bildet eine Aufnahmekammer für die zu zerstäubende flüssige Wirkstoffzubereitung (-formulierung) W. Am (in der dargestellten normalen Gebrauchshaltung) unteren Ende bzw. Boden des Zerstäuber- gehäuses 80 ist ein Lufteinlassstutzen 81 vorgesehen, auf den zum Anschluss an die Pumpeneinheit die Schlauchleitung L aufgesteckt ist oder werden kann. Der Lufteinlassstutzen 81 setzt sich nach innen in eine im wesentlichen konische Düse 82 fort, die über den nominellen Maximalpegel der Wirkstoffzubereitung W im Zerstäubergehäuse 80 hinausragt und in einen Schlitz 83 ausmündet, welcher in einem Quersteg 84 eines als Ganzes mit 85 bezeichneten Zerstäuberkörpers vorgesehen ist und diesen Quersteg durchbricht. Der Zerstäuberkörper 85 umfasst im wesentlichen den schon genannten Quersteg 84 und einen zur Düse 82 gegengleichen Konus 86, der passgenau auf der Düse 82 sitzt. In der Innenwand des Konus 86 sind diametral gegenüberliegend zwei längs Mantellinien des Konus über dessen gesamte Mantellänge verlau- fende Rillen 87 angeordnet, welche zusammen mit der Aussenwand der Düse 82 zwei Ansaugkanäle für die flüssige Wirkstoffzubereitung bilden. Alternativ können die beiden Rillen auch in der Aussenwand der konischen Düse 82 angeordnet sein. Es können ferner auch mehrere Rillen vorgesehen sein. Die flüssige Wirkstoffzubereitung W kann bei vom Zerstäubergehäuse 80 abgenommenem Mischergehäuse 90 di- rekt oder andernfalls auch durch dieses hindurch durch die zu beiden Seiten des Querstegs 84 zwischen diesem und der Innenwand des Zerstäubergehäuses verbleibenden Durchlässe 88 in das Zerstäubergehäuse 80 eingefüllt werden. Eine weitere Möglich- keit besteht in der Einbringung durch eine seitlich am Zerstäubergehäuse angebrachte Einfüllöffnung (vgl. Fig. 33-37).
Das koaxial in das Zerstäubergehäuse 80 eingesetzte, im wesentlichen vollzylindri- sehe Mischergehäuse 90 umfasst (im gezeigten Beispiel vier) achsparallele, sich durch das gesamte Mischergehäuse erstreckende Mischkanäle in Form von zylindrischen Bohrungen 91-94, in denen sich je ein Mischkörper 95 befindet. An seinem (in der gezeigten Gebrauchslage) oberen Ende weist das Mischergehäuse 90 einen Kragen 96 auf, in welchen bei Gebrauch ein (hinten mit einer kleinen Lufteintrittsöffnung versehenes) Mundstück 50 passender Formgebung eingesteckt ist. Die vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Mischkörper 95 bestehen aus je z.B. vier axial aneinandergereihten Mischelementen 97, die ihrerseits jeweils im wesentlichen aus Schraubenflächen mit entgegengesetztem Drehsinn bestehen. Die aneinandergrenzenden Mischelemente 97 sind dabei vorzugsweise jeweils um 90° gegeneinander drehversetzt. Die Bohrungen 91 -94 bilden zusammen mit den in ihnen befindlichen Mischkörpem 95 vier durchgehende Strömungskanäle, wobei die Mischkörper 95 bzw. deren Mischelemente 97 aufgrund ihrer speziellen Ausbildung für eine häufige Änderung der Strömungsrichtung und dadurch für eine gute Verwirbelung und Durchmischung der durch die Strömungskanäle strömenden Luft sorgen. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger Mischkörper 95 vorgesehen sein. Der oder die Mischkörper 95 können beispielsweise auch antimikrobiell beschichtet sein.
Im Betrieb der Inhalationsvorrichtung bzw. der Zerstäubervorrichtung Z wird ein unter relativ leichtem Überdruck von etwa 50 bis etwa 300 kPa stehender Luftstrom von der Pumpeneinheit P über z.B. die Schlauchleitung L in die Zerstäubereinheit Z eingeführt. Die zugeführte Luft tritt durch die Spitze der Düse 82 und den Schlitz 83 in den freien Raum zu beiden Seiten des Querstegs 84 aus. Aufgrund des Venturi- Effekts ensteht eine Saugwirkung im Bereich der Austrittsöffnungen der beiden Ansaugkanäle 87, wodurch flüssige Wirkstoffzubereitung W angesaugt und in Form von feinsten Flüssigkeitspartikeln vom austretenden Luftstrom mitgerissen wird. Eventuelle gröbere Flüssigkeitspartikel fliessen in die Aufnahmekammer des Zerstäubergehäuses zurück.
Die mit den Flüssigkeitspartikeln beladene Luft wird zunächst unmittelbar über der Düsenspitze durch den als Prallelement wirkenden Quersteg 84 seitlich abgelenkt und strömt dann durch die (hier vier) Bohrungen 91-94 mit den in ihnen befindlichen Mischkörpern 95 und verlässt schliesslich die Zerstäubereinheit Z durch das aufge- setzte Mundstück 50. Die durch die Mischkörper 95 bzw. ihre Mischelemente 97 gebildeten Prallflächen bzw. Strömungsschikanen bewirken eine Zerschlagung und damit weitere Verkleinerung der Flüssigkeitspartikel sowie eine gute Durchmischung und Gleichverteilung im mit ihnen beladenen Luftstrom. Versuche haben gezeigt, dass trotz dieser vergleichsweise einfachen und "groben" Konstruktion auf diese Weise ein Anteil von Flüssigkeitspartikeln mit einer Grosse von max. 5μ erreicht werden kann, der praktisch bei 100% liegt. Dieses überaus günstige Resultat wird dabei in weiten Grenzen relativ unabhängig vom Überdruck des zugeführten Luftstroms erreicht, was besonders im Zusammenhang mit dem manuellen Antrieb der Pum- peneinheit von Wichtigkeit ist, da der tatsächliche Druck bei manuellem Betrieb in der Praxis aufgrund verschiedener Einflussfaktoren relativ grossen Schwankungen unterworfen ist. Die Zerstäubungsvorrichtung ist (unter normalen Anwendungsbedingungen) "durchbruchsicher", d.h. bei normaler Gebrauchshaltung und den durch manuellen Antrieb in der Praxis normalerweise erreichbaren Überdrücken kann keine gesundheitsschädliche Überladung des Luftstroms mit Wirkstoffzubereitung stattfinden oder gar unzerstäubte, flüssige Wirkstoffzubereitung in die Atemwege ausgesto- ssen werden.
Durch die relativ kleinen Durchtrittsöffnungen im Bereich der Spitze des Zerstäu- bungskörpers 85 ergibt sich ein vergleichsweise hoher Strömungswiderstand, der das Zerstäubungssystem von den Strömungsverhältnissen im Mundstück gewissermassen strömungstechnisch entkoppelt.
Die Figuren 32-36 zeigen zwei weitere, insbesondere auch wegen ihrer einfachen Reinigungsmöglichkeit besonders zweckmässige Ausführungsbeispiele der erfmdungsgemässen Inhalationsvorrichtung. Den bisher erläuterten Ausfürungsbeispielen entsprechenden bzw. funktionsgleichen Elementen sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel um 700 bzw. 800 höhere Bezugszeichen zugeordnet, so dass sich eine nähere Erläuterung dieser Elemente erübrigt.
Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass sie aus drei lösbar zusammengesteckten körperlichen Funktionseinheiten bestehen, welche durch eine Spannklammer 700 bzz. 800 zusammengehalten werden. Die drei Funktionseinheiten sind einerseits durch die Pumpen- und Getriebeeinheit PG und anderseits durch den Zerstäuberteil und den Mischerteil der Zerstäubereinheit Z gebildet. Die Spannklammer 700 bzw. 800 ist jeweils an der Pumpen- und Getriebeeinheit PG angelenkt und übergreift (im geschlossenen Zustand) beim Ausführungsbeispiel der Figuren 32 und 33 das Mi- schergehäuse 790 bzw. greift beim Ausführungsbeispiel der Figuren 34-36 in eine Ringnut am Mischergehäuse 890 ein. Durch Wegklappen der Spannklammer 700 bzw. 800 wird der Eingriff gelöst und die drei Funktionseinheiten können auseinandergenommen werden.
In der Explosionsdarstellung der Fig. 33 ist besonders gut zu erkennen, wie die Inhalationsvorrichtung aufgebaut und zusammengesetzt ist. Die Pumpe P ist zusammen mit dem Getriebe G und dem Ausgleichsrad 727 vormontiert und als Ganzes in das Gehäuse der Pumpen- und Getriebeeinheit PG eingesetzt. An der oben offenen Pum- pen- und Getriebeeinheit PG ist der Anschlussnippel 748 sowie der Ansaugkanal 744 der Pumpe P zu erkennen.
Der Zerstäuberteil und der Mischerteil der Zerstäubereinheit Z sind im wesentlichen gleich aufgebaut wie beim Ausführungsbeispiel der Figuren 29-31 , was auch aus den Schnittdarstellungen der Figuren 35 und 36 erkennbar ist. Ein Unterschied besteht im wesentlichen lediglich insofern, als das Mischergehäuse 790 bzw. 890 nur einen einzigen Mischkanal 891 (Fig. 35) und dementsprechend auch nur einen Mischkörper 795 bzw. 895 aufweist und dass das (hinten mit einer kleinen Öffnung versehene) Mundstück 750 bzw. 850 direkt am Mischergehäuse 790 bzw. 890 angeformt ist.
Der Zerstäuberkörper 785 bzw. 885 ist herausnehmbar in das Zerstäubergehäuse 780 bzw. 880 eingesetzt. Ebenso ist der Mischkörper 795 bzw. 895 herausnehmbar in das Mischergehäuse 790 bzw. 890 eingesetzt. Dadurch ist einerseits eine einfache Herstellbarkeit der Inhalationsvorrichtung gewährleistet und lassen sich anderseits die einzelnen Elemente im Bedarfsfall einfach reinigen.
Das Zerstäubergehäuse 780 bzw. 880 und die Pumpen- und Getriebeeinheit PG sind mechanisch so aufeinander abgestimmt, dass sich im zusammengesetzten Zustand eine dichte Verbindung ergibt, wobei der Anschlussnippel 748 bzw. 848 direkt in den Zerstäuberkörper 785 bzw. 885 führt und anderseits der Ansaugkanal 744 bzw 844 in kommunizierender Verbindung mit seitlich im Zerstäubergehäuse 780 bzw. 880 angeordneten Lufteinlassschlitzen 718 bzw. 818 steht.
Um ein Auslaufen der im Zerstäubergehäuse befindlichen Wirkstoffzubereitung zu verhindern, ist am Zerstäubergehäuse 780 der Ausführungsform der Figuren 32 und 33 ein Schieber 788 vorgesehen, mit welchem das Zerstäubergehäuse 780 verschlossen werden kann. Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 34-36 ist alternativ dazu das Mischergehäuse 890 drehbar auf dem Zerstäubergehäuse 880 angeordnet, wobei in der einen Drehstellung (Fig. 35) der Mischkanal 891 mit dem Inneren des Zerstäubergehäuses 880 kommuniziert und in der anderen, um 180° versetzten Drehstellung (Fig. 36) das Zerstäubergehäuse 880 durch das Mischergehäuse 890 verschlossen ist.
Das Einfüllen der Wirkstoffzubereitung kann bei abgenommenem Mischgehäuse vorgenommen werden. Vorzugsweise ist aber seitlich am Zerstäubergehäuse 780 bzw. 880 eine Einfüllöffnung 789 bzw. 889 vorgesehen, die mit dem Innenraum des Zerstäubergehäuses in Verbindung steht (Fig. 33, Fig. 37). Die Einfüllöffnung 889 kann gemäss der Detailvariante nach Fig. 37 auch zur Aufnahme einer als Blister ausgebildeten Einzeldosispackung W der Wirkstoffzubereitung ausgebildet sein. Ein am Zerstäubergehäuse 880 angelenkter Deckel 889a mit einem Dorn 889b verschliesst dabei die Einfüllöffnung 889 und kann gleichzeitig zum Aufstechen der Blisterpackung benutzt werden.
Die in den Figuren 38 und 39 dargestellte Ausführungsform lehnt sich an diejenige der Fig. 24 an, wobei das Mundstück aber ähnlich wie bei den Figuren 32-36 einstük- kig mit dem Mischergehäuse ausgebildet ist. Zur bequemeren und sicheren Handhabung sind in der Pumpen- und Getriebeeinheit PG und in der Zerstäubereinheit Z nicht näher bezeichnete Griffmulden ausgebildet. Die Handkurbel K' ist femer mittels nicht dargestellter Kupplungs- und Federungsmittel so mit dem Getriebe gekoppelt, dass sie nicht unbedingt vollständig gedreht werden muss, sondern durch wiederholtes Drücken (Verschwenken in Richtung auf die Pumpen- und Getriebeeinheit PG zu) und Loslassen (federgetriebenes Zurückschenken) eine gleichsinnige Drehung der Zahnräder des Getriebes bewirkt (Prinzip einer Ratsche). Dadurch kann die Inhalationsvorrichtung einhändig bedient werden. Selbstverständlich kann die Handkurbel K wie bei den anderen Ausführungsbeispielen auch kontinuierlich gedreht werden.
Zur Kontrolle des durch die Pumpe erzeugten Luftstroms ist ferner ein Strömungsin- dikator 105 vorgesehen. Dieser besteht in an sich bekannter Weise aus einem (in Gebrauchshaltung etwa) vertikalen transparenten Leitungsabschnitt, der druck- oder saugseitig an die Pumpe angeschlossen ist, und enthält eine kleine Kugel, die je nach Strömungsgeschwindigkeit mehr oder weniger hoch im vom Luftstrom durchströmten Leitungsabschnitt steigt. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 40-42 sind ebenfalls mit einem solchen Strömungsindikator ausgestattet. Der Strömungsindikator erlaubt dem Benutzer zu überprüfen, ob er ausreichend kurbelt. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 40 ist die Handkurbel K" nicht seitlich, sondern im Gehäuse der Pumpen- und Getriebeeinheit PG angelenkt. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 41 ist die Handkurbel durch ein Handrad K'" ersetzt, das mit Daumen und Zeigefinger ähnlich wie die Handkurbel K' hin- und hergeschwenkt, aber auch wie eine normale Kurbel kontinuierlich gedreht werden kann.
Das Ausfülirungsbeispiel gemäss Fig. 42 ist ähnlich dem gemäss Fig. 38. Das Mischergehäuse der Zerstäubereinheit Z mit dem integrierten Mundstück ist etwas verschwenkt, so dass die Oberseite des Gehäuses der Pumpen- und Getriebeeinheit PG frei ist. Auf letzterer ist eine etwa zylindrische Aufnahmekammer 106 angeordnet, in welcher sich eine drehbare Blisterscheibe 107 mit einer Reihe von Einzeldosen- Blistern 108 der Wirkstoffzubereitung befindet. Ein von aussen betätigbarer Dom 109 dient zum Aufstechen eines darunterliegenden Einzeldosis-Blisters, wobei die darin enthaltene flüssige Wirkstoffzubereitung durch nicht dargestellte Kanäle in das Innere des Zerstäubergehäuses der Zerstäubungseinheit Z fliesst.
Die erfindungsgemässe Inhalationsvorrichtung gewährleistet nicht nur eine gute Partikelverteilung und damit optimale Wirkung bei kürzester Inhalationszeit, sondern ist auch besonders klein und handlich und daher ideal für den mobilen Einsatz geeignet. Durch den modularen Aufbau kann sie in in verschiedener Weise (Handgerät, stationäres Gerät) eingesetzt werden und beansprucht überdies auch nur ein sehr kleines Verpackungs- und Transportvolumen. Durch den manuellen Antrieb entfällt jegliche sonstige Energieversorgung und der damit üblicherweise verbundene Wartungsaufwand. Die Inhalationsvorrichtung ist nicht störungsanfällig und ist jederzeit und über- all sofort und ohne vorbereitende Manipulationen einsetzbar und damit ideal für die mobile Anwendung und den Akut-Einsatz.
Die Wirkstoffzubereitung wird bereits in der Inhalationsvorrichtung auf die richtige Partikelgrösse gebracht, so dass die Vorrichtung weitgehend unabhängig ist von der Atemkraft und -geschwindigkeit. Es sind keine forcierten Atem-Manöver erforderlich, und Anhalten der Luft am Ende der Einatmung hat keinen nennenswerten Effekt auf die Deposition der Wirkstoffpartikel. Die Wirkstoffzubereitung kann in an sich bekannter Weise eine Trägersubstanz enthalten. Die Inhalationsvorrichtung ist auch für Nasal-Applikationen geeignet und kommt ohne Treibgas aus.

Claims

Patentansprüche
1. Inhalationsvorrichtung mit einer Pumpeneinheit (P) zur Erzeugung eines Druckluftstroms, einem Antrieb (G) für die Pumpeneinheit und einer mit der Pumpeneinheit kommunizierend verbundenen druckluftbetriebenen Zerstäubereinheit (Z), die einen mit feinen flüssigen Wirkstoffpartikeln dosiert beladenen Luftstrom erzeugt und ab- gibt, dadurch gekennzeiclmet, dass die Pumpeneinheit (P) eine Kurzhub-Kolbenpumpe (41-43) aufweist und dass der Antrieb als Kurbelgetriebe (G) ausgebildet ist, welches ein mittels einer Handkurbel (K) antreibbares Übersetzungsgetriebe (21-25) umfasst, dessen Abtriebswelle (24) über einen Exzenter (28) kinematisch mit dem Pumpenkolben (42) verbunden ist und diesen antreibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (41-43) mit Membranventilen (46,47) ausgestattet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (42) starr mit einer Kolbenstange (43) verbunden und im
Pumpenzylinder (41) geringfügig kippbar angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub der Kolbenpumpe (41-43) nur wenige Millimeter, insbesondere etwa 1.5 - 3.5 mm beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes (21-25) etwa 1:10 - 1:150 beträgt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (P) und der durch das Übersetzungsgetriebe (21-25) gebildete Antrieb (G) modular aufgebaut sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneinheit (P) und der durch das Übersetzungsgetriebe (21-25) gebildete Antrieb (G) körperlich zu einer Pumpen- und Getriebeeinheit (PG) verbunden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen- und Getriebeeinheit (PG) mit mechanischen Befestigungsmitteln (273) versehen ist, um sie lösbar direkt oder über Tragmittel (270-272) an einer Unterlage (T) zu montieren.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubereinheit (Z) lösbar mit der Pumpen- und Getriebeeinheit (PG) ver- bindbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handkurbel (K) lösbar mit dem Kurbelgetriebe (G) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handkurbel (K) längenverstellbar ist.
12. Vorrichtimg nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handkurbel (K\ K") als Schwenk-Ratsche ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Handkurbel (K) ein Elektromotor (M) zum Antrieb der Kolbenpumpe (41-43) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (M) mit einer Abtriebswelle (24) des Kurbelgetriebes (G) kinematisch gekoppelt oder koppelbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubereinheit (Z) eine selbstansaugende Zerstäubungsdüse (82) sowie dieser in Strömungsrichtung nachgeschaltete Mischmittel (90-97) umfasst, welche den aus der Zerstäubungsdüse (82) austretenden, mit Flüssigkeitspartkeln beladenen Luftstrom mehrfach umlenken und dadurch eine gleichmässige Verteilung der Flüssigkeitspartikel bewirken.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischmittel mindestens einen längsgestreckten Mischkanal (91-94) aufweisen, in welchem ein Mischkörper (95) angeordnet ist, der Schikanen für den den Mischkanal durchströmenden, mit Flüssigkeitspartikeln beladenen Luftstrom bildet.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkörper (95) mindestens zwei Mischelemente (97) in Form von gegenläufig drehenden Schraubenflächen umfasst.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkörper (95) mehrere aneinandergereihte und vorzugsweise gegenseitig drehversetzte Misch- elemente (97) aufweist.
19. Vonϊchtung nach einem der Ansprüche 16-18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkörper (95) mit einer antimikrobiell wirkenden Beschichtung versehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prallelement (84) vorgesehen ist, welches den Luftstrom unmittelbar nach dem Austritt aus der Zerstäuberdüse (82) mindestens teilweise umlenkt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zerstäuberkörper (85) vorgesehen ist, der die Zerstäubungsdüse (82) umschliesst und mit dieser zusammen wenigstens einen Ansaugkanal (87) bildet, durch welchen die flüssige Wirkstoffzubereitung (W) in den Bereich der Austrittsöffnung der Zerstäubungsdüse (82) fliessen kann.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15-21, dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel (788; 890,891) zum flüssigkeitsdichten Verschliessen der Zerstäubereinheit (Z) vorgesehen sind.
23. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsindikator (105) für den von der Pumpeneinheit (P) erzeugten Luftstrom vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungseinheit (Z) mit einer separaten Einlassöffnung (789) für das Einfüllen von Wirkstoffzubereitung (W) versehen ist.
25. Zerstäubungsvorrichtung für eine Inhalationsvorrichtung, mit einer Aufnamekammer (80) für eine flüssige Wirkstoffzubereitung (W), mit einer selbstansaugenden Zerstäubungsdüse (82) und einem Anschluss (81) zur Zufuhr von Druckluft in die Zerstäubungsdüse, dadurch gekennzeiclmet, dass der Zerstäubungsdüse (82) in Strömungsrichtung Mischmittel (90-97) nachgeschaltet sind, welche den aus der Zerstäubungsdüse (82) austretenden, mit Flüssigkeitspartkeln beladenen Luftstrom mehrfach umlenken und dadurch eine gleichmässige Verteilung der Flüssigkeitspartikel bewirken.
26. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Misclimittel mindestens einen längsgestreckten Mischkanal (91-94) aufweisen, in welchem ein Mischkörper (95) angeordnet ist, der Schikanen für den den Mischkanal durchströmenden, mit Flüssigkeitspartikeln beladenen Luftstrom bildet.
27. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkörper (95) mindestens zwei Mischelemente (97) in Form von gegenläufig drehenden Schraubenflächen umfasst.
28. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkörper (95) mehrere aneinandergereihte und vorzugsweise gegenseitig drehver- setzte Mischelemente (97) aufweist.
29. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 25-258 dadurch gekennzeichnet, dass ein Prallelement (84) vorgesehen ist, welches den Luftstrom unmittelbar nach dem Austritt aus der Zerstäuberdüse (82) mindestens teilweise umlenkt.
30. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 25-29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zerstäuberkörper (85) vorgesehen ist, der die Zerstäubungsdüse (82) um- schliesst und mit dieser zusammen wenigstens einen Ansaugkanal (87) bildet, durch welchen die flüssige Wirkstoffzubereitung (W) in den Bereich der Austrittsöffnung der Zerstäubungsdüse (82) fliessen kann.
31. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26-30, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkörper (95) mit einer antimikrobiell wirkenden Beschichtung versehen ist.
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