ELEKTROMECHANISCHE SCHALTVORRICHTUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Schaltvorrichtung zur Erzeugung von mindestens zwei unabhängigen elektrischen Schaltsignalen durch eine Betätigung sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Schaltvorrichtung nach Patentanspruch 1 bzw. 10.

Zur Bedienung von Spraydosen, insbesondere von Spraydosen in denen ein Asthmamedikament eingefüllt ist, ist es oftmals erforderlich, mindestens zwei Schaltsignale durch unabhängig voneinander einwirkende Betätigungskräfte zur definierten Ausströmung des Medikamentes aus der Spraydose zu erzeugen. Die Spraydose wird nämlich in eine Hosentasche oder in sonstige Behältnisse gesteckt, so dass durch Bewegungen oder unbeabsichtigte äußere Krafteinwirkungen die Spraydose betätigt wird, wodurch die teure Medikation ungenutzt aus der Spraydose ausgebracht ist.

Um diese Nachteile zu beheben, sind zwei unabhängig voneinander zu betätigende Schalter vorzusehen, die nacheinander zu aktivieren sind. Darüberhinaus ist es erforderlich, dass durch eine elektrische Auswerteeinrichtung festgestellt wird, dass tatsächlich aus dem Vorratsraum der Spraydose in einen Zwischen-Lagerraum der Spraydose das Medikament dosiert eingefüllt ist und dass nachfolgend das Ausbringen des Medikamentes aus dem Lagerraum erfolgt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Schaltvorrichtung, insbesondere für die Bedienung von solchen Spraydosen, zur Verfügung zu stellen, die möglichst kostengünstig herstellbar und gleichzeitig eine zuverlässige und dauerhafte Bedienbarkeit der Spraydose gewährleistet. Zudem soll durch die Schaltvorrichtung eine elektrische Auswerteeinrichtung angesteuert sein, um die Dosierung des Medikamentes sowie die Anzahl der Sprayvorgänge der Spraydose einstellen bzw. überwachen zu können.

Diese Aufgaben sind erfindungsgemäß durch eine elektromechanische Schaltvorrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst, die aus einem Gehäuse, aus mindestens zwei räumlich voneinander beabstandeten Schaltern, die die von außerhalb des Gehäuses auftretenden jeweiligen Betätigungskräfte aufnehmen, aus einem Stanzgitter, das mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Stränge aufweist, und aus einer elektrischen Auswerteeinrichtung, die elektrisch mit den Schaltern und den vereinzelten Strängen des Stanzgitters gekoppelt und durch die die Schalter mittels einer Spannungsversorgung überwacht sind, besteht, wobei der erste Schalter als Öffner und der zweite Schalter als Schließer ausgestaltet sind und wobei die einzelnen Stränge des Stanzgitters mittels eines Kunststoff-Spritzgussverfahren zur Herstellung des Gehäuses ummantelt sind.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, dass das Stanzgitter mindestens zwei Schalter unterschiedlicher Kontaktgebungen aufweist, ist es möglich durch eine Auswerteeinrichtung die jeweiligen Abfolgen der Schalterbetätigungen zu überwachen und entsprechende Schaltsignale auszulösen. Der eine Schalter wirkt nämlich als Öffner. Das bedeutet, dass durch die auftretende äußere Betätigungskraft der Schalter von einer permanenten Schließstellung zweier Stränge in eine geöffnete Stellung überführt ist und dass der jeweilige Schließer aus einer angehobenen Position in eine geschlossene demnach verbundene Position zweier Stränge durch Einwirkung einer unabhängigen weiteren Betätigungskraft überführt ist und diese jeweiligen Schaltvorgänge dazu führen, dass eine permanente Spannungsversorgung durch den Öffner unterbrochen ist und durch den Schließer wiederhergestellt ist. Diese Schaltungsvorgänge kann die Auswerteeinrichtung feststellen und demnach ein entsprechendes Schaltsignal erzeugen, wenn diese Schaltvorgänge zeitlich nachfolgend ablaufen.

Insbesondere eine Spraydose, in der ein Medikament eingefüllt ist, kann mittels dieser erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung zuverlässig und von außen überwacht betrieben werden. Denn zum einen kann mittels der Auswerteeinrichtung die Dosierung des in der Spraydose eingefüllten Medikamentes eingestellt und zum anderen die Anzahl der Sprayvorgänge pro Zeiteinheit festgestellt bzw. begrenzt sein.

Darüberhinaus ist besonders vorteilhaft, dass die elektromechanische Schaltvorrichtung aus einem Stanzgitter hergestellt ist, das mit relativ geringen Fertigungskosten herstellbar ist. Zudem kann das Stanzgitter in einem Kunststoffspritzgussverfahren teilweise ummantelt werden, um dieses entsprechend zu kapseln und vor Verunreinigungen zu schützen.

Da das Stanzgitter aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff besteht, dient dieses gleichzeitig als elektrische Zuleitung für die Auswerteeinrichtung, die beispielsweise mit einer internen oder externen Stromquelle zur Spannungsversorgung verbunden ist.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße elektromechanische Schaltvorrichtung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:

Figuren 1a und 1b

die Verfahrensschritte zur Herstellung der elektromechanischen Schaltvorrichtung, bestehend aus einem Stanzgitter mit vier parallel zueinander verlaufenden Strängen, an denen räumlich zueinander benachbart zwei Schalter angebracht sind,

Figur 2

die Schaltvorrichtung gemäß Figur 1b, in perspektivischer Ansicht mit einem Öffner-Schalter und einem Schließer-Schalter sowie mit einem die Stränge ummantelnden Gehäuse aus Kunststoff und

Figur 3

ein Anwendungsbeispiel der Schaltvorrichtung gemäß Figur 2 in einer Spraydose, im Schnitt.

In den Figuren 1a und 1b sind die Herstellungsschritte zur Fertigung einer elektromechanischen Schaltvorrichtung 1 abgebildet, die im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2 und einem Stanzgitter 3 besteht. Das Stanzgitter 3 weist vier einzelne Stränge 4 auf, die aus einem plattenförmigen Bauteil herausgestanzt sind. Das Stanzgitter 3 ist aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gebildet, das beispielsweise an eine Stromquelle, einen Akkumulator oder an eine andersartig ausgestaltete Spannungsversorgung angeschlossen werden kann. Die vereinzelten Stränge 4 verlaufen parallel zueinander.

Insbesondere den Figuren 1b und 2 ist zu entnehmen, dass zwei der vier Stränge 4 des Stanzgitters 3 zu einem Kontaktbügel 7 umgebogen sind. Der Kontaktbügel 7 des ersten Schalters 5 wirkt dabei als Öffner und der zweite Kontaktbügel 7 des Schalters 6 als Schließer. Darunter ist zu verstehen, dass der Öffner-Schalter 5 permanent, beispielsweise aufgrund von Vorspannkräften in Form einer Feder ausgestalteten Kontaktbügels 7, an zwei Positionen 8 und 9 elektrisch mit dem jeweiligen Strang 4 des Stanzgitters 3 gekoppelt ist und der Schließer-Schalter 6 lediglich an einer Position 16 mit dem Strang 4 des Stanzgitters 3 verbunden ist und an der gegenüberliegenden Position 18 von dem Strang 4 des Stanzgitters 3 abgehoben ist.

Die Ausgestaltung des jeweiligen Kontaktbügels 7 kann wahlweise derart ausgestaltet sein, dass durch diesen entweder ein geschlossener Stromkreis über einen der Stränge 4 oder über zwei benachbarte Stränge 4 gebildet ist.

Die einzelnen Stränge 4 des Stanzgitters 3 werden in einem Kunststoffspritzgussverfahren gemäß Figur 2 ummantelt, so dass diese gekapselt sind. Innerhalb des Gehäuses 2, das aus dem Kunststoffwerkstoff gefertigt ist, können elektrische Bauteile, beispielsweise Mikroprozessoren oder sonstige elektrische Auswerteeinrichtungen 10 angeordnet und elektrisch mit dem jeweiligen Strang 4 des Stanzgitters 3 verbunden sein. Sobald eine Betätigungskraft auf den Öffner-Schalter 5 einwirkt, wird dieser an der Position 9 von dem Strang 4 des Stanzgitters 3 abgehoben. Die elektrische Verbindung am Punkt 8 zwischen der Spannungsversorgung und der Auswerteeinrichtung 10 ist somit bei der Betätigung des Öffner-Schalters 5 unterbrochen, wodurch ein elektrisches Schaltsignal erzeugt ist, das von der elektrischen Auswerteeinrichtung 10 erfasst und in ein entsprechendes Schaltsignal umgewandelt ist. Der Schließer-Schalter 6 funktioniert umgekehrt, denn wenn auf diesen eine Betätigungskraft einwirkt, wird der Kontaktbügel 7 des Schließer-Schalters 6 an der abgehobenen Position 16 in Richtung des Stranges 4 des Stanzgitters 3 gedrückt, so dass der Kontaktbügel 7 des Schließer-Schalters 6 geschlossen ist, wodurch die elektrische Spannung zwischen der Spannungsversorgung und der Auswerteeinrichtung 10 überbrückt ist. Auch dieser Schaltvorgang ist von der elektrischen Auswerteeinheit 10 erfasst und in ein elektrisches Schaltsignal umgewandelt.

Ein mögliches Anwendungsbeispiel ist der Figur 3 zu entnehmen. Dort ist die Schaltvorrichtung 1 in eine Spraydose 11 mit einem Vorratsraum 12 und einem Lagerraum 13, die räumlich voneinander getrennt sind, eingebaut. In den Vorratsraum 12 kann beispielsweise ein Medikament zur Behandlung von Atemwegserkrankungen, beispielsweise Asthma, eingefüllt sein.

Der Schließer-Schalter 6 der elektromechanischen Schaltvorrichtung 1 ist dabei einem von außen zugänglichen und manuell betätigbaren Druckstück 15 zugeordnet. Sobald auf das Druckstück 15 eine Betätigungskraft auf den Schließer-Schalter 6 aufgebracht ist, ist durch die Auswerteeinheit 10 ein elektrisches Schaltsignal erzeugt, wodurch aus dem Vorratsraum 12 in den Lagerraum 13 das eingefüllte Medikament ausgebracht ist. Dem Lagerraum 13 ist der Öffner-Schalter 5 zugeordnet und mittels einer Membran-Folie oder einem sonstigen elastisch verformbaren Dichtungselement abgedeckt. Durch den Druckaufbau in dem Lagerraum 13 wird von dem Medikament auf den Öffner-Schalter 5 ein Druck- bzw. eine dadurch hervorgerufene Betätigungskraft aufgebracht und der Kontakt geöffnet, wodurch sich ein elektrisches Schaltsignal durch die Auswerteeinrichtung 10 erzeugen lässt. Durch dieses Schaltsignal wird die in dem Lagerraum 13 eingebrachten Medikamente in Richtung des Mundstückes 14 der Spraydose 11 ausbracht, so dass der Patient das Medikament einatmen kann.

Durch die beiden räumlich voneinander getrennten Öffner 5 und Schließer 6 ist vorteilhafterweise gewährleistet, dass ausschließlich bei deren chronologischen Bedienung das Medikament aus der Spraydose 11 ausströmt. Sollte beispielsweise der Öffner 5 betätigt sein, strömt kein Medikament aus, denn dieses ist im Lagerraum 13 erst dann eingefüllt, wenn bewusst das Druckstück 15 und somit der Schließer 6 betätigt wurde.

Darüberhinaus kann die elektrische Auswerterichtung 10 derart programmiert sein, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes eine bestimmte Menge des Medikamentes für den jeweiligen Patienten zur Verfügung gestellt wird. Ist die vorgegebene Dosierung überschritten, kann das Druckstück 15 bzw. der Öffner-Schalter 5 deaktiviert werden, so dass der Patient keine weitere Medikamentierung bis zum Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalls vornehmen kann. Desweiteren ist es möglich durch die Programmierung der Auswerteeinrichtung 10 die Dosierung des Medikamentes über ein bestimmten Zeitraum zu überwachen und exakt zu bestimmen, wieviel des Medikamentes von dem Patienten eingeatmet bzw. aus der Spraydose 11 ausgebracht wurde.

Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 hat demnach nicht nur die Aufgabe eine möglichst zuverlässige und chronologisch abgestimmte Schaltreihenfolge zur Verfügung zu stellen, sondern vielmehr auch die jeweils für den Patienten erforderliche Medikamentierung zu überwachen, zu regeln und exakt einstellen zu können.

Der Kontaktbügel 7 kann dabei unterschiedlichste Konturen aufweisen, um eine entsprechende Vorspannkraft, die in Richtung der Stränge 4 des Stanzgitters 3 oder entgegengesetzt dazu wirkt, aufzuweisen. Der Kontaktbügel 7 des Öffner-Schalters 5 ist nämlich aufgrund seiner Vorspannkraft permanent an den beiden Positionen 8 und 9 mit dem jeweiligen Strang 4 des Stanzgitters 3 verbunden. Durch die auf den Öffner-Schalter 5 einwirkende Betätigungskraft wird die Vorspannung des Kontaktbügels 7 überwunden, da die Betätigungskraft größer bemessen ist, als die Vorspannkraft des Betätigungsbügels 7 des Öffner-Schalters 5.

Der Schließer-Schalter 6 weist ein Vorspannkraft auf, die entgegengesetzt zu dem Stanzgitter 3 verläuft, so dass durch die einwirkende Betätigungskraft der Kontaktbügel 7 des Schließer-Schalters 6 in Richtung des jeweiligen Stranges 4 des Stanzgitters 3 gedrückt ist.

Der jeweilige Öffner 5 und Schließer 6 ist außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet, so dass die Bewegungen des Kontaktbügels 7 durch dieses nicht behindert sondern freigegeben sind.

Darüberhinaus ist es möglich, den jeweiligen Kontaktbügel 7 als separates Bauteil vorzusehen und an der Position 18 mit dem Stanzgitter 3 zu verkleben, zu verschweißen oder zu verlöten. Die Konturen des Kontaktbügels 7 sind dabei wellenförmig, V-förmig, bogenförmig und/oder konkav bzw. konvex gekrümmt ausgestaltet.