ES2967734T3

ES2967734T3 - Unidad de membrana para generar un aerosol en un dispositivo de terapia de aerosol, dispositivo de terapia de aerosol y método de fabricación de una unidad de membrana de un generador de aerosol

Info

Publication number: ES2967734T3
Application number: ES20721232T
Authority: ES
Inventors: Hans-Lukas Anzenberger; Martin Schlun; René Seifert
Original assignee: PARI Pharma GmbH
Current assignee: PARI Pharma GmbH
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2024-05-03
Anticipated expiration: 2040-04-27
Also published as: US20220226856A1; EP3962663B1; WO2020221699A1; EP3962663A1; EP3733299A1

Abstract

La presente invención se refiere a una unidad de membrana para generar un aerosol en un dispositivo de terapia con aerosol, comprendiendo la unidad de membrana una membrana (1) que tiene un área (6) que comprende una pluralidad de orificios pasantes para nebulizar un fluido y una brida (7). rodeando circunferencialmente el área (6), y un sustrato (2) que tiene una abertura (8) en la que el reborde (7) de la membrana (1) está soldado al sustrato (2) de modo que el área (6) esté ubicada en la abertura (8) en donde la soldadura (5) comprende al menos tres soldaduras discontinuas (5c) dispuestas a una distancia entre sí a lo largo de una circunferencia de la abertura (8) y una primera soldadura anular (5b) que rodea circunferencialmente la abertura (8). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de membrana para generar un aerosol en un dispositivo de terapia de aerosol, dispositivo de terapia de aerosol y método de fabricación de una unidad de membrana de un generador de aerosol

Campo técnico

La invención se refiere a una unidad de membrana para generar un aerosol en un dispositivo de terapia de aerosol, comprendiendo la unidad de membrana una membrana y un sustrato. La invención también se refiere a un dispositivo de terapia de aerosol para generar un aerosol y que comprende la unidad de membrana. Además, la invención se refiere a un método de fabricación de una unidad de membrana de un generador de aerosol.

Técnica anterior

Se conocen nebulizadores de membrana o unidades de membrana para generar gotitas de líquido usando una membrana oscilante, en particular para nebulizar fluido, en particular líquidos con propósitos terapéuticos, por ejemplo, a partir del documento DE 102009026363 A1.

Durante la producción de tales unidades de membrana, la membrana debe estar conectada a un accionador que hace que la membrana oscile. Esto puede realizarse conectando la membrana a un sustrato (también denominado portador o soporte), adhiriéndola o pegándola, por ejemplo. El accionador hace que la membrana oscile y, por lo tanto, el fluido se nebulice a través de orificios pasantes en la membrana de un lado al otro. También se sabe que la soldadura por resistencia eléctrica puede usarse para unir la membrana al sustrato o portador, y que la soldadura por láser es una alternativa, según el documento DE 102009026636 A1.

Es importante que las unidades de membrana tengan un comportamiento de oscilación apropiado y, por lo tanto, permitan una generación de aerosol apropiada, que se ve significativamente influida por el tipo y forma de conexión entre la membrana y el sustrato. La producción de calor cuando se conectan la membrana y el sustrato también puede ser un problema, que puede conducir a la distorsión o falta de sellado (fuga) entre la membrana y el sustrato. Esto influirá negativamente en el comportamiento de oscilación y en la generación de aerosol. Si la soldadura no se forma apropiadamente, puede formarse un hueco entre la membrana y el sustrato, que es probable que forme un punto débil ante la corrosión. Las unidades de membrana de la técnica anterior no logran proporcionar resultados satisfactorios a este respecto.

También se conocen unidades de membrana para generar un aerosol a partir de los documentos JP 2003071342 A y EP 3127616 A1.

Descripción de la invención

Por lo tanto, el objetivo que forma la base de la invención es proporcionar una unidad de membrana de alta calidad que proporcione un comportamiento de oscilación apropiado, en la que esto se logre de una manera simple, rápida y rentable, en particular con respecto al procedimiento de fabricación.

Este objeto se resuelve mediante la invención definida en la reivindicación 1. Por consiguiente, se proporciona una unidad de membrana para generar un aerosol en un dispositivo de terapia de aerosol, en la que la membrana tiene una zona que comprende una pluralidad de orificios pasantes para nebulizar un fluido, y un reborde que rodea circunferencialmente la zona. La unidad de membrana comprende además un sustrato que tiene una abertura, en la que el reborde de la membrana está soldado al sustrato de modo que la zona está ubicada en la abertura, en la que la soldadura comprende al menos tres soldaduras discontinuas dispuestas a una distancia unas de otras a lo largo de una circunferencia de la abertura y una primera soldadura anular que rodea circunferencialmente la abertura. Además, la primera soldadura anular está dispuesta radialmente hacia dentro de las soldaduras discontinuas con respecto a la abertura.

El objeto también se resuelve mediante las características de la reivindicación 5, en concreto una unidad de membrana para generar un aerosol en un dispositivo de terapia de aerosol, en la que la unidad de membrana comprende una membrana que tiene una zona que comprende una pluralidad de orificios pasantes para nebulizar un fluido, y un reborde que rodea circunferencialmente la zona. Además, la unidad de membrana comprende un sustrato que tiene una abertura en la que el reborde de la membrana está soldado al sustrato de modo que la zona está ubicada en la abertura, en la que la soldadura comprende una primera soldadura anular que rodea circunferencialmente la abertura y una segunda soldadura anular, en particular que también rodea circunferencialmente la abertura y sustancialmente concéntrica con la primera soldadura anular.

Al proporcionar una primera soldadura anular y al menos tres soldaduras discontinuas y/o una segunda soldadura anular, se puede proporcionar una forma adecuada para evitar un hueco entre la membrana y el sustrato. Por lo tanto, se puede evitar eficientemente la corrosión. En particular, la soldadura anular que rodea circunferencialmente la abertura garantiza que la membrana se conecta de manera sellada al sustrato, a lo largo de toda su circunferencia. La soldadura adicional que también se extiende a lo largo de la circunferencia (en forma de tres soldaduras discontinuas o una soldadura anular adicional) garantiza una conexión óptima entre la membrana y el sustrato.

En caso de que se proporcionen al menos tres soldaduras discontinuas, pueden formarse, durante la fabricación de las unidades de membrana, en una primera etapa, para unir la membrana al sustrato, y luego, en una segunda etapa, se forma la soldadura anular. Esto tiene la ventaja de que la membrana, cuando se suelda la soldadura anular, está restringida por las al menos tres soldaduras discontinuas, de modo que la membrana no se deformará durante el procedimiento de soldadura adicional y no creará un hueco.

Según la invención, la primera soldadura anular está dispuesta hacia dentro de las soldaduras discontinuas, lo que garantiza que el fluido no entra en un espacio o hueco entre el reborde de la membrana y el sustrato. Por lo tanto, puede obtenerse un sello sin interrupciones y una conexión más fiable entre la membrana y el sustrato.

Preferiblemente, se usa soldadura por láser para proporcionar las soldaduras definidas en las reivindicaciones 1 y 5. Sin embargo, también es concebible que las unidades de membrana de las reivindicaciones 1 y 6 se fabriquen usando soldadura por resistencia, soldadura por frecuencia media o soldadura por descarga de condensador, por ejemplo. En cualquiera de las unidades de membrana según la invención, las soldaduras pueden ser soldaduras por láser.

Preferiblemente, una soldadura anular que rodea circunferencialmente la abertura significa que la membrana está soldada alrededor de toda su circunferencia al sustrato. Dicho de otra manera, la soldadura anular es una soldadura continua que se extiende alrededor de toda la abertura. Esto significa que la soldadura anular no está interrumpida a lo largo de la circunferencia de la abertura.

Una soldadura discontinua puede tener la forma de un punto. Las soldaduras discontinuas se pueden considerar como soldaduras discretas. En particular, pueden concebirse realizaciones que tienen al menos tres, cinco, ocho y diez soldaduras discontinuas. Por ejemplo, una soldadura discontinua o discreta puede tener un área de menos de 0,1 mm2, preferiblemente de aproximadamente 0,001 a 0,080 mm2 o de 0,002 a 0,020 mm2, más preferiblemente de 0,002826 mm2 a 0,070650 mm2 y lo más preferiblemente de aproximadamente 0,002826 mm2 a 0,020096 mm2. Puede tener aproximadamente una forma de punto, preferiblemente con un diámetro de entre 0,02 mm y 0,15 mm y más preferiblemente entre 0,03 mm y 0,08 mm.

Puede haber una superposición del reborde y el sustrato. En particular, esto significa que el reborde y el sustrato están al menos parcialmente ubicados uno encima del otro. Por ejemplo, una soldadura discontinua o discreta puede tener una dimensión/longitud de aproximadamente un cuarto, o entre un tercio y una quinta parte, de la superposición. La superposición puede tener, por ejemplo, de aproximadamente 0,1 a 1,0 mm y es preferiblemente de aproximadamente 0,2 mm. Estas dimensiones se refieren preferiblemente a la longitud en la dimensión radial, con respecto al eje central de la unidad de membrana.

En general, una soldadura anular puede tener un radio de aproximadamente 2 mm a 10 mm. Una soldadura anular externa puede tener un radio preferiblemente de aproximadamente 3,0 mm a 8,0 mm y lo más preferiblemente de aproximadamente 4,0 a 6,0 mm. Una soldadura anular interna puede tener un radio preferiblemente de desde 2,8 mm hasta 7,8 mm y lo más preferiblemente desde 3,8 hasta 5,8 mm. Esto permite la oscilación óptima y evitar el daño por calor. El radio de una soldadura anular se mide preferiblemente desde el eje central hasta la mitad de la soldadura medida en la dirección radial.

La presente invención también resuelve el objetivo al proporcionar un método de fabricación de una unidad de membrana de un generador de aerosol, en el que el método comprende las siguientes etapas, como se define en la reivindicación 9:

poner en contacto superficial un sustrato que tiene una abertura, y una membrana que tiene una zona que comprende una pluralidad de orificios pasantes para nebulizar un fluido y un reborde que rodea circunferencialmente la zona, de modo que la zona está ubicada en la abertura, y soldar por láser el reborde al sustrato en una primera soldadura anular que rodea circunferencialmente la abertura, en el que opcionalmente una velocidad de avance del láser a lo largo de la trayectoria anular de la primera soldadura anular es de entre 200 y 800 mm/s, preferiblemente entre 500 y 700 mm/s, lo más preferiblemente de aproximadamente 600 mm/s, y una potencia de salida de láser es de entre 300 W y 900 W, preferiblemente entre 400 y 800 W, lo más preferiblemente entre 550 y 750 W. Además, la primera soldadura anular de la unidad de membrana está dispuesta radialmente hacia dentro de al menos tres soldaduras discontinuas con respecto a la abertura o la unidad de membrana comprende una segunda soldadura anular sustancialmente concéntrica con la primera soldadura anular.

Una ventaja adicional de realizar la soldadura por láser es que es sin contacto, rápida y permite una conexión fiable entre el sustrato y la membrana. Permite una conexión que no es propensa a huecos o corrosión. Como se explicó anteriormente, la soldadura anular también soporta una conexión fiable entre la membrana y el sustrato. En particular, si la potencia de salida de láser es de entre 300 W y 900 W y la velocidad de avance es de entre 200 y 800 mm/s, es posible conectar satisfactoriamente la membrana y el sustrato y evitar que la membrana se deforme debido a absorción de calor. Por lo tanto, por medio de estos parámetros para la soldadura por láser, se puede obtener una conexión óptima entre el sustrato y la membrana, sin dañar la membrana.

En particular, para la potencia de salida de láser mencionada, la longitud de onda del láser puede ser de entre 800 y 1200 nm y preferiblemente entre 900 y 1100 nm. El láser puede ser un láser de estado sólido, por ejemplo un láser “ InGaAs” con una longitud de onda de entre 904 y 1065 nm. En un ejemplo adicional, se puede usar un láser YAG (granate de itrio y aluminio) con longitudes de onda de desde 946 nm hasta 1064 nm.

Una ventaja adicional es que, para la soldadura por láser, no están implicadas partes de desgaste, tales como electrodos cuando se usa soldadura por resistencia eléctrica. Debido a la alta potencia introducida por medio de un láser, son posibles tiempos de procedimiento cortos.

Se puede usar un láser continuo o pulsado. Preferiblemente, el ancho de pulso es de 0,5 a 2,0 ms y la frecuencia de pulso es de entre 100 y 200 Hz.

Preferiblemente, el método según la invención se usa para fabricar la unidad de membrana de la invención.

La invención se basa en la idea de formar al menos una soldadura anular que rodea circunferencialmente la abertura y preferiblemente proporcionar una soldadura adicional, tal como al menos tres soldaduras discretas o una soldadura anular adicional, a lo largo de la circunferencia de la abertura, en la que las soldaduras pueden formarse mediante soldadura por láser, en la que en particular la potencia de salida de láser puede ser de entre 300 W y 900 W y la velocidad de avance puede ser de entre 200 y 800 mm/s. El resultado es que se puede lograr un sello para proporcionar una conexión apropiada entre la membrana y el sustrato por medio de la soldadura anular, en particular evitando el escape de fluido, en particular de medicamento, durante la nebulización. Otras ventajas pueden ser una conexión mecánica robusta y duradera de la membrana al sustrato, evitando en particular la corrosión de la membrana y el sustrato.

Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes y se describen a continuación.

Preferiblemente, la unidad de membrana que tiene una primera soldadura anular y al menos tres soldaduras discontinuas se forma de tal manera que las soldaduras discontinuas están dispuestas en un círculo común, que es concéntrico con la primera soldadura anular. Esto proporciona un contacto de soldadura uniforme a lo largo de la circunferencia de la abertura, en particular cuando las soldaduras discontinuas están dispuestas de manera equidistante.

En una realización preferida adicional, la primera soldadura anular está dispuesta radialmente hacia dentro de las soldaduras discontinuas con respecto a la abertura. En esta realización, la primera soldadura anular está más cerca de la abertura que las soldaduras discontinuas, lo que garantiza que el fluido no entra en un espacio o hueco entre la membrana y el sustrato cerrado en partes. Por lo tanto, se puede obtener un sello sin interrupciones y una conexión más fiable entre la membrana y el sustrato.

Además, se contempla proporcionar una segunda soldadura anular sustancialmente concéntrica con la primera soldadura anular, cuando se proporcionan varias soldaduras discontinuas. Esto aumenta la resistencia de unión entre la membrana y el sustrato y, por lo tanto, la fiabilidad de la unidad de membrana.

La segunda soldadura anular puede estar dispuesta radialmente hacia fuera de las soldaduras discontinuas. En este caso, durante la fabricación, se reduce la absorción de calor durante la soldadura de la segunda soldadura anular, lo que evita el daño a la membrana.

En cualquier realización que tiene una segunda soldadura anular, la segunda soldadura anular puede estar superpuesta con un borde exterior radial del reborde en una vista en planta y/o la primera soldadura anular puede estar superpuesta con un borde interior radial del sustrato en la abertura en una vista en planta. La superposición de una soldadura anular en un borde permite un sello sin interrupciones óptimo y evitar un hueco entre la membrana y el sustrato que puede ser propenso a la corrosión cuando está en contacto con líquidos que contienen sal. Si la primera y segunda soldaduras anulares están posicionadas en consecuencia, es posible eliminar o minimizar/reducir el hueco en ambos lados a un mínimo, es decir, la abertura del sustrato y la circunferencia del reborde exterior de la membrana. Esto aumenta la fiabilidad de la unidad de membrana.

Cuando se fabrica una unidad de membrana, es particularmente preferible soldar el reborde al sustrato en tres soldaduras discretas que están dispuestas alrededor de la abertura en una dirección circunferencial, antes de soldar con láser la primera soldadura anular. Si se usan tales soldaduras discretas individuales para posicionar y fijar la membrana con respecto al sustrato, se puede evitar la deformación de la membrana debido a la absorción de calor en la membrana cuando se forma posteriormente una soldadura anular, como se explicó anteriormente.

Es preferible poner la membrana en contacto superficial con el lado del sustrato en el que tiene lugar la nebulización o la generación de aerosol.

Preferiblemente, un láser que se usa para la soldadura por láser es un láser multimodo que tiene una óptica de escáner. En comparación con un láser de un solo modo y una óptica de estado sólido, se puede mejorar la conexión de soldadura. También es concebible un láser de estado sólido.

Opcionalmente, al menos una de las superficies del sustrato y el reborde de la membrana que van a ponerse en contacto se hace rugosa mediante una estructuración por láser. Por medio de tal etapa antes de soldar el sustrato y la membrana, se puede aumentar la resistencia de unión.

Si el sustrato es más grueso que el reborde de la membrana en una dirección perpendicular a las superficies del sustrato y el reborde de la membrana que van a ponerse en contacto superficial, la soldadura por láser puede realizarse desde un lado del reborde de la membrana. Alternativamente, si el sustrato es más delgado que el reborde de la membrana en una dirección perpendicular a las superficies del sustrato y el reborde de la membrana que van a ponerse en contacto superficial (es decir, la dirección vertical), la soldadura por láser puede realizarse desde un lado del sustrato, tal como desde la zona superficial del sustrato. Esto permite una soldadura eficiente. La presente invención también se refiere a un método para fabricar un dispositivo de terapia de aerosol para generar un aerosol, el método comprende las etapas de fabricar una unidad de membrana de un generador de aerosol y adicionalmente la etapa de posicionar la unidad de membrana en el dispositivo de terapia de aerosol.

En general, la membrana y el sustrato pueden ser relativamente delgados. Por ejemplo, el grosor de la membrana es de entre 25 |im y 200 |im, y el grosor del sustrato es de entre 50 |im y 500 |im. En un ejemplo preferido, el grosor de la membrana es de entre 50 |im y 150 |im, y el grosor del sustrato es de entre 100 |im y 400 |im. La membrana y/o el sustrato pueden estar realizados de metal y preferiblemente de acero inoxidable, para garantizar una persistencia prolongada.

En cuanto al grosor de soldadura, es preferible que la soldadura no sea continua en la dirección vertical, es decir, en la dirección a lo largo de la cual pueden estar superpuestos el sustrato y la membrana/el reborde. Es concebible que la soldadura sólo penetre parcialmente en la membrana y/o el sustrato. En particular, en uno de la membrana y el sustrato puede penetrarse tan sólo parcialmente. En una realización preferida, el láser puede soldar la membrana y/o el sustrato de manera no completa y preferiblemente en menos de la mitad del grosor total de uno o ambos materiales (es decir, de las láminas metálicas). Dicho de otra manera, la extensión de la soldadura en la dirección vertical es preferiblemente menor que la mitad de la extensión total de la membrana y/o del sustrato en la dirección vertical en la superposición.

En una realización preferida adicional, el láser debe soldar la membrana en aproximadamente una décima parte de su grosor de material y/o el sustrato en aproximadamente tres décimas partes de su grosor de material. En otra realización preferida, el láser debe soldar la membrana en aproximadamente tres décimas partes de su grosor de material y/o el sustrato en aproximadamente una décima parte de su grosor de material. En una realización aún adicionalmente preferida, el láser debe soldar la membrana en la totalidad de su grosor de material y el sustrato en aproximadamente tres décimas partes de su grosor de material. En una realización aún adicionalmente preferida, el láser debe soldar la membrana en aproximadamente tres décimas partes de su grosor de material y el sustrato en la totalidad de su grosor de material.

Adicional o alternativamente, el láser debe soldar la membrana en aproximadamente la totalidad de su grosor de material y/o el sustrato en aproximadamente de 5 |im a 15 |im de su grosor de material. En una realización preferida adicional, el láser debe soldar la membrana en aproximadamente de 5 |im a 15 |im de su grosor de material y/o el sustrato en la totalidad de su grosor de material.

Puede proporcionarse un accionador para hacer que al menos la membrana para nebulizar el fluido oscile, por lo que el accionador puede formar el sustrato o puede conectarse, por ejemplo, adherirse, al sustrato. Puede disponerse en el mismo lado que la membrana o en el segundo lado opuesto del sustrato.

Además, el accionador es preferiblemente un accionador piezocerámico, en particular un oscilador piezoeléctrico. Por tanto, el grosor de pared del accionador tiene un tamaño comparable y es preferiblemente menor de 500 |im, preferiblemente entre 25 |im y 500 |im y lo más preferiblemente entre 100 |im y 400 |im.

Asimismo, también se pueden usar accionadores distintos de los accionadores piezoeléctricos, tales como, por ejemplo, aleaciones con memoria de forma, pistones oscilantes, motores de bomba, pistones de bomba, motores piezoeléctricos, electroimanes con un núcleo oscilante, relés o similares.

El término “sustancialmente” indica que se abarcan no sólo las realizaciones en las que se cumple exactamente un requisito, sino también las realizaciones en las que se cumple un requisito de manera aproximada o básica.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una sección transversal de una unidad de membrana;

la figura 2a muestra una vista en planta de una unidad de membrana que no es según la invención;

la figura 2b muestra una vista en planta de una unidad de membrana alternativa según la invención;

la figura 2c muestra una vista en planta de una unidad de membrana alternativa adicional según la invención;

la figura 3a muestra una sección transversal ampliada de una unidad de membrana según la invención;

la figura 3b muestra una sección transversal ampliada de una unidad de membrana alternativa según la invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención

La figura 1 muestra una unidad de membrana de la presente invención. La unidad de membrana es básicamente un sistema oscilable, que es rotacionalmente simétrico con respecto al eje central M mostrado en la figura 1. La unidad de membrana comprende una membrana 1 y un sustrato o portador o soporte 2 que tiene una abertura 8 circular dispuesta centralmente. La membrana 1 es preferiblemente curva o en forma de cúpula. La membrana 1 es circular y está dispuesta concéntrica con el eje central M. La membrana 1 comprende una zona 6 eficaz circular dispuesta centralmente, que comprende una pluralidad de orificios pasantes (invisibles). Preferiblemente, los orificios pasantes están en el intervalo de menos de 10 |im, preferiblemente menos de 5 |im y más preferiblemente entre 1,5 |im y 5 |im de diámetro.

Un reborde o collar 7 anular está dispuesto concéntrico con la zona 6 eficaz. El reborde 7 rodea circunferencialmente la zona 6. El reborde 7 sobresale por encima de la abertura 8 (para formar una superposición con el sustrato 2) y sirve para fijar la membrana 1 al sustrato 2. El reborde de la membrana 1 está soldado al sustrato 2 de modo que la zona 6 está situada en la abertura 8, por medio de una o más soldaduras 5.

La figura 1 muestra la unidad de membrana según la invención, que incluye un elemento piezoeléctrico como accionador. Cuando se instala en un dispositivo de terapia de aerosol, el fluido que va a nebulizarse está presente en el lado superior del sustrato 2, y la nebulización o generación de aerosol se produce en el lado opuesto, en concreto el lado inferior del sustrato 2, cuando se hace que la membrana oscile, y el fluido, en particular un líquido, se nebuliza a través de la pluralidad de orificios pasantes en el lado inferior del sustrato 2.

Un elemento 3 piezoeléctrico está unido, en particular adherido, al sustrato 2 en el lado inferior. Se puede aplicar una tensión de C<a>a través de un primer electrodo 4 y a través del sustrato 2. El sustrato 2 puede asumir la función de un segundo electrodo para el elemento 3 piezoeléctrico. Alternativamente, se puede proporcionar un segundo electrodo en el lado superior del sustrato 2. En una realización, el primer electrodo 4 puede estar formado como una lámina de Kapton con trayectorias conductoras electrónicas.

Cuando se aplica la tensión de CA a los electrodos (véase la parte derecha de la figura 1), esto conduce a un alargamiento y acortamiento del elemento 3 piezoeléctrico en una dirección perpendicular al eje de simetría M como se muestra en la figura 1. Como resultado, durante el alargamiento y acortamiento alternos del elemento 3 piezoeléctrico, el portador se dobla y se provoca que oscile flexuralmente, transfiriéndose estas oscilaciones a la membrana 1. Las frecuencias de resonancia del sistema de oscilación están determinadas por la membrana 1, el sustrato 2 y el elemento 3 piezoeléctrico, así como por el tipo de fijación o conexión entre la membrana 1 y el sustrato 2. Las frecuencias de resonancia del sistema de oscilación también se ven influidas por el líquido que está en contacto con la membrana 1.

La soldadura o el sello 5 de soldadura en la región del reborde 7 fija la membrana 1 al sustrato 2. Con este propósito, el reborde 7 está en contacto superficial con el lado inferior del sustrato 2. La conexión se lleva a cabo de tal manera que la membrana 1 con el collar o reborde 7 se pone en contacto superficial con el sustrato 2, más específicamente el lado inferior, es decir, la zona de superficie inferior, del sustrato, y luego se realiza un procedimiento de soldadura.

El ancho del reborde se ajusta en consecuencia en la dirección radial. Por ejemplo, el área del reborde está en el intervalo de entre 5 mm2 y un máximo de 96 mm2, preferiblemente un máximo de 80 mm2, y lo más preferiblemente un máximo de 20 mm2. El área del reborde 7 se mide en la región que sobresale por encima de la abertura 8 del sustrato 2.

En la realización de la figura 1, la membrana 1 está conectada al lado inferior del sustrato 2. Además, el elemento 3 piezoeléctrico está conectado al lado inferior del sustrato 2. La membrana 1 y el elemento 3 piezoeléctrico están conectados al (mismo) lado idéntico del sustrato 2. La membrana 1 con el collar o reborde 7 se pone en contacto superficial con el sustrato 2, más específicamente con el mismo lado en el que elemento piezoeléctrico está en contacto con el sustrato 2 (figura 1, figura 3b, figura 3c).

En una realización alternativa de la figura 3a, la membrana 1 está conectada al lado inferior del sustrato 2 y el elemento 3 piezoeléctrico puede estar conectado al lado superior del sustrato 2. La membrana 1 está conectada al lado opuesto del sustrato 2 con respecto al elemento 3 piezoeléctrico. La membrana 1 con el collar o reborde 7 se pone en contacto superficial con el sustrato 2, más específicamente al lado opuesto al que el elemento piezoeléctrico está en contacto con el sustrato 2.

Se puede aplicar un haz de láser a la membrana y al sustrato como se indica en la figura 3a, la figura 3b y la figura 3c con los triángulos marcados con 5a y 5b. Por ejemplo, como se muestra en la figura 3c, el haz de láser puede aplicarse en el triángulo 5b de manera que el haz de láser está completamente en el sustrato 2. Alternativamente, la mitad del haz de láser puede colocarse en sustrato 2 y la mitad en la membrana 1, como se indica por el haz de láser en el triángulo 5a que apunta al borde del reborde 7. De manera ideal, un tercio de la anchura del haz de láser está en el sustrato 2, y dos tercios están en la membrana 1.

La figura 2a muestra un ejemplo específico, en el que la soldadura 5 comprende tres soldaduras 5c discontinuas o discretas dispuestas de manera equidistante unas de otras a lo largo de la circunferencia de la abertura 8 y una primera soldadura 5b anular que rodea circunferencialmente la abertura. Como puede tomarse de la figura 2a, las soldaduras 5c discontinuas están dispuestas en un círculo común concéntrico con la primera soldadura 5b anular. Las soldaduras 5c discontinuas fijan el sustrato 2 a la membrana 1 y pueden reducir la protuberancia.

La figura 2b muestra una realización de la presente invención, en la que la soldadura 5 comprende la primera soldadura 5b anular que rodea circunferencialmente la abertura y una segunda soldadura 5a anular sustancialmente concéntrica con la primera soldadura 5b anular. En particular, la segunda soldadura 5a anular también rodea circunferencialmente la abertura 8.

La figura 2c muestra básicamente una combinación de las figuras 2a y 2b, que, sin embargo, también pueden proporcionarse de manera alternativa. La figura 2c muestra otra realización de la presente invención. Más específicamente, en la figura 2c, se proporcionan nueve soldaduras 5c discontinuas, una primera soldadura 5b anular y una segunda soldadura 5a anular. La segunda soldadura 5a anular es sustancialmente concéntrica con la primera soldadura 5b anular y está dispuesta radialmente hacia fuera de las soldaduras 5c discontinuas. La primera soldadura 5b anular está dispuesta radialmente hacia dentro de las soldaduras 5c discontinuas con respecto a la abertura 8. La segunda soldadura 5a anular está superpuesta con un borde exterior radial del reborde 7, y la primera soldadura 5b anular está superpuesta con un borde interior radial del sustrato 2 en la abertura 8.

Las unidades de membrana como se muestran en las figuras 2a a 2c pueden fabricarse mediante soldadura por láser. En particular, en la realización mostrada en la figura 2a, la etapa de soldadura por láser del reborde 7 al sustrato 2 en las tres soldaduras 5c discretas puede realizarse antes de la soldadura por láser de la primera soldadura 5b anular.

Para las realizaciones de las figuras 2b y 2c, se realiza una etapa adicional de soldadura por láser del reborde 7 al sustrato 2 en una segunda soldadura 5a anular que rodea circunferencialmente la abertura 8.

En cada una de estas realizaciones, el sustrato y la membrana 1 que tiene la zona 6 se ponen en contacto de tal manera que la zona 6 está ubicada en la abertura 8. Después, se realiza la soldadura por láser del reborde 7 al sustrato 2, en la que la velocidad de avance del láser a lo largo de la trayectoria anular de la primera soldadura anular es de entre 200 y 800 mm/s y una potencia de salida de láser es de entre 300 W y 900 W. Preferiblemente, antes de ponerse en contacto el sustrato 2 y el reborde 7 de la membrana 1, las superficies del sustrato 2 y el reborde 7 pueden ser hacerse rugosas mediante estructuración por láser.

Como se muestra en la figura 3a, la membrana 1 se puede colocar por encima del sustrato 2, de modo que las soldaduras 5a, 5b se forman en el lado superior del sustrato 2. Por lo tanto, las soldaduras son visibles en una vista en planta tomada desde arriba. El elemento 3 piezoeléctrico puede proporcionarse en el lado superior (como se indica en la figura 3a) o puede proporcionarse en el lado inferior del sustrato 2.

Alternativamente, como se muestra en la realización de la figura 3b, es concebible que la membrana 1 esté, con su reborde 7, colocada debajo del sustrato 2. Por lo tanto, dependiendo de la colocación de la membrana 1 y el reborde 7 del sustrato 2, las soldaduras se forman en el lado superior del sustrato 2 (véase la figura 3a) o en el lado inferior del sustrato 2 (véase la figura 3b). El elemento 3 piezoeléctrico puede proporcionarse en el lado superior (como se indica en la figura 3b) o puede proporcionarse en el lado inferior del sustrato 2.

En las realizaciones mostradas en los dibujos, el sustrato 2 es más grueso que el reborde 7, en la dirección perpendicular a la superficie del sustrato 2, es decir, en la dirección del eje de simetría M. Por lo tanto, la soldadura se realiza desde el lado del reborde 7. En una realización que no se muestra en los dibujos, es concebible que la etapa de soldadura se realice desde un lado del sustrato 2, cuando el sustrato 2 es más delgado que el reborde 7 de la membrana 1 en una dirección perpendicular a las superficies del sustrato 2 y el reborde 7 de la membrana 1. En una realización, la membrana 1 se coloca en la abertura 8 en el sustrato 2. Una herramienta de centrado o una ayuda de centrado, por ejemplo una barra de tope, salientes, tolva de alimentación, embudo y así sucesivamente, y/o alternativamente un sistema óptico de monitorización y posicionamiento pueden usarse para el posicionamiento de la membrana 1 sobre el sustrato 2. Después del posicionamiento de la membrana 1 y del sustrato 2, en una etapa adicional se disponen al menos tres soldaduras 5c discontinuas a una distancia unas de otras a lo largo de la circunferencia de la abertura 8, por ejemplo, tres o más puntos de soldadura. En la siguiente etapa, se proporciona la primera soldadura 5b anular que rodea circunferencialmente la abertura 8. Opcionalmente, se puede crear la segunda soldadura 5a anular, que es sustancialmente concéntrica con la primera soldadura 5b anular y está dispuesta radialmente hacia fuera de la misma o de las soldaduras 5c discontinuas. En una realización, las soldaduras 5c discontinuas pueden coincidir con la segunda soldadura 5a anular o la primera soldadura 5b anular. La primera soldadura 5b anular puede soldar y/o fundir la membrana 1 y el sustrato 2 entre sí. La segunda soldadura 5a anular puede soldar y fundir la membrana 1 y el sustrato 2 entre sí.

En una realización preferida, el haz de láser se coloca en el borde de la abertura 8 y se enfoca en el sustrato 2 y/o la membrana 1. El haz de láser se puede enfocar en el lado de membrana o de sustrato.

En una realización preferida, el haz de láser se coloca en el lado de la membrana 1, especialmente cuando el grosor de la membrana 1 es más pequeño que el grosor del sustrato 2. En este caso, la membrana 1 se funde en su totalidad, y sólo se funde una parte del sustrato 2, por ejemplo, menos de la mitad del grosor del sustrato 2 o incluso menos de un tercio del grosor del sustrato 2. En otra realización preferida, el haz de láser se enfoca completamente en el sustrato 2 circundante y funde el sustrato 2 y la membrana 1 juntos. En este caso, el haz de láser no alcanza solamente uno del sustrato y la membrana, sino ambos.

En una realización, el haz de láser se coloca en el reborde 7 y se enfoca en el sustrato 2 y/o la membrana 1. El haz de láser se puede enfocar en el lado de la membrana 1 o del sustrato 2.

En una realización, el haz de láser puede fundir parcialmente la membrana 1 y el sustrato 2 para formar un extremo cerrado de la membrana 1 sobre el sustrato 2. El haz de láser puede colocarse parcialmente sobre la membrana 1 y parcialmente sobre el sustrato 2. En una realización preferida, el haz de láser se enfoca alrededor de dos tercios en la membrana 1 y alrededor de un tercio en el sustrato 2. Se puede lograr un buen extremo cerrado de la membrana 1 sobre el sustrato 2 con la segunda soldadura 5a anular opcional y se prolonga la vida útil de la unidad de membrana evitando cualquier espacio que pueda ser propenso a la corrosión.

Lista de signos de referencia

1 membrana

2 sustrato (soporte) (que opcionalmente incluye el segundo electrodo)

3 elemento piezoeléctrico

4 primer electrodo

5 soldadura

5a soldadura anular

5b primera soldadura anular

5c soldaduras discontinuas

6 zona eficaz

7 reborde

8 abertura

M eje de simetría

Claims

REIVINDICACIONES

i. Unidad de membrana para generar un aerosol en un dispositivo de terapia de aerosol, que comprende: una membrana (1) que tiene una zona (6) que comprende una pluralidad de orificios pasantes para nebulizar un fluido y un reborde (7) que rodea circunferencialmente la zona (6); y

un sustrato (2) que tiene una abertura (8), en la que el reborde (7) de la membrana está soldado al sustrato (2) de manera que la zona (6) está ubicada en la abertura (8), en la que una soldadura (5) comprende al menos tres soldaduras (5c) discontinuas dispuestas a una distancia unas de otras a lo largo de una circunferencia de la abertura (8) y una primera soldadura (5b) anular que rodea circunferencialmente la abertura (8),

caracterizada porque la primera soldadura (5b) anular está dispuesta radialmente hacia dentro de las soldaduras (5c) discontinuas con respecto a la abertura (8).
2. Unidad de membrana según la reivindicación 1, en la que las soldaduras (5c) discontinuas están dispuestas en un círculo común concéntrico con la primera soldadura (5b) anular.
3. Unidad de membrana según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una segunda soldadura (5a) anular sustancialmente concéntrica con la primera soldadura (5b) anular.
4. Unidad de membrana según la reivindicación 3, en la que la segunda soldadura (5a) anular está dispuesta radialmente hacia fuera de las soldaduras (5c) discontinuas.
5. Unidad de membrana para generar un aerosol en un dispositivo de terapia de aerosol, que comprende: una membrana (1) que tiene una zona (6) que comprende una pluralidad de orificios pasantes para nebulizar un fluido y un reborde (7) que rodea circunferencialmente la zona (6); y

un sustrato (2) que tiene una abertura (8), en la que el reborde (7) de la membrana está soldado al sustrato (2) de manera que la zona (6) está ubicada en la abertura (8), caracterizada porque una soldadura (5) comprende una primera soldadura (5b) anular que rodea circunferencialmente la abertura (8) y una segunda soldadura (5a) anular sustancialmente concéntrica con la primera soldadura (5b) anular.
6. Unidad de membrana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la segunda soldadura (5a) anular está superpuesta con un borde exterior radial del reborde (7) en una vista en planta y/o la primera soldadura anular (5b) está superpuesta con un borde interior radial del sustrato (2) en la abertura (8) en una vista en planta.
7. Unidad de membrana según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las soldaduras (5) son soldaduras por láser.
8. Dispositivo de terapia de aerosol para generar un aerosol, que comprende la unidad de membrana según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
9. Método de fabricación de una unidad de membrana de un generador de aerosol, comprendiendo el método las etapas de:

poner en contacto superficial un sustrato (2) que tiene una abertura (8), y una membrana (1) que tiene una zona (6) que comprende una pluralidad de orificios pasantes para nebulizar un fluido y un reborde (7) que rodea circunferencialmente la zona, de manera que la zona (6) está ubicada en la abertura (8), soldar por láser el reborde (7) al sustrato (2) en una primera soldadura (5b) anular que rodea circunferencialmente la abertura (8), en el que preferiblemente una velocidad de avance del láser a lo largo de la trayectoria anular de la primera soldadura (5b) anular es de entre 200 y 800 mm/s y una potencia de salida de láser es de entre 300 W y 900 W,

caracterizado porque la primera soldadura (5b) anular de la unidad de membrana está dispuesta radialmente hacia dentro de al menos tres soldaduras (5c) discontinuas con respecto a la abertura (8), o la unidad de membrana comprende una segunda soldadura (5a) anular sustancialmente concéntrica con la primera soldadura (5b) anular.
10. Método según la reivindicación 9, comprendiendo además la etapa de soldar por láser el reborde (7) al sustrato (2) al menos tres soldaduras (5c) discontinuas dispuestas alrededor de la abertura (8) en una dirección circunferencial antes de soldar por láser la primera soldadura (5b) anular.
11. Método según la reivindicación 9 ó 10, que comprende además la etapa de soldar por láser el reborde (7) al sustrato (2) en una segunda soldadura (5a) anular que rodea circunferencialmente la abertura (8).
12. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que un láser usado para la soldadura por láser es un láser multimodo que tiene una óptica de escáner.
13. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que al menos una de las superficies del sustrato (2) y del reborde (7) de la membrana que van a ponerse en contacto se hace rugosa mediante estructuración por láser.
14. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en el que el sustrato (2) es más grueso que el reborde (7) de la membrana (1) en una dirección perpendicular a las superficies del sustrato (2) y del reborde (7) de la membrana que van a ponerse en contacto superficial y la etapa de soldadura por láser se realiza a partir de un lado del reborde (7) de la membrana.
15. Método para fabricar un dispositivo de terapia de aerosol para generar un aerosol, comprendiendo el método las etapas de:

fabricar una unidad de membrana de un generador de aerosol según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14 y adicionalmente una etapa de posicionar la unidad de membrana en el dispositivo de terapia de aerosol.