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Injektionsspritze
Das wesentliche Problem bei Injektionsspritzen mit einem Glaszylinder und mindestens einer metal- lischen Armatur besteht darin, dass einerseits zum Zwecke der Reinigung, eine Zerlegung der Spritze in ihre Glas- und Metallteile an sich möglich sein muss, diese Zerlegung aber anderseits keine unbedingt notwendige Voraussetzung für die Sterilisation sein darf.
Die Schwierigkeit bestand in den verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten des Glaszylinders und der metallischen Armaturen, welcher Umstand bis heute stets die Gefahr eines Bruches oder doch wenigstens einer Beschädigung des Glaszylinders mit sich brachte, sobald die Spritze im zusammengesetzten Zustand bis zur Sterilisationstemperatur von zirka 2000 C erwärmt wurde.
Wohl sind an sich Spritzen bekannt, bei welchen der Zylinder und die Armatur verkittet sind, und welche grundsätzlich in zusammengesetztem Zustand sterilisiert werden können. Abgesehen davon, dass aber solche Spritzen zum Zwecke der Reinigung nicht auseinandergenommen werden konnten, hatte die Kittverbindung den wesentlichen Nachteil, dass der Kitt, als poröses Material, sich mit Injektionsflusigkeit vollsog, mit der Zeit spröde wurde und ausbröckelte.
Des weiteren sind relativ teure Injektionsspritzen bekannt, bei welchen der Glaszylinder innerhalb eines metallischen Verbindungsstückes gehalten war, welches Verbindungsstück dann seinerseits mit den ebenfalls metallischen Armaturen verbunden war. Solche Spritzen waren an sich zum Zwecke der Reinigung auseinandernehmbar, doch konnten sie nicht in zusammengesetztem Zustand ohne Gefahr der Beschädigung des Glaszylinders sterilisiert werden. Abgesehen davon handelte es sich um teure Spritzen, was heute umsomehr unerwünscht ist, als Injektionsspritzen zum Verbrauchsmaterial geworden sind.
Schliesslich wurde auch schon vorgeschlagen, den Zylinder und die Armatur direkt miteinander zu verschrauben, wobei auch schon Rundgewinde vorgesehen waren. Doch haben auch diese Spritzen nicht befriedigt, da bei einem Sterilisieren ohne vorheriges Auseinandernehmen der Spritzen der Glaszylinder in den meisten Fällen gesprungen ist. Um diesem Übelstand abzuhelfen, hat man weiter versucht, den Glaszylinder durch einen Kunststoffzylinder zu ersetzen, welche Lösung aber weder in der Fabrikation noch vom Gesichtspunkt der glasklaren Durchsichtigkeit des Zylinders sowie der Dichtigkeit aus befriedigt hat.
Das Ziel der Erfindung war demzufolge die Schaffung einer billigen Injektionsspritze mit einem Glaszylinder und mindestens einer mit diesem Glaszylinder mittels eines Rundgewindes verschraubten, metallischen Armatur, welche zu Reinigungszwecken auseinandernehmbar ist und trotzdem in zusammengesetztem Zustand gefahrlos sterilisiert werden kann.
Die erfindungsgemässe Spritze ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile der Verbindung, Bolzen und Mutter, derart dimensioniert sind, dass die Berührungspunkte der beiden Teile bei angezogener Schraubverbindung an beiden Gewinden ausschliesslich im Bereich der Aussenrundungen des betreffenden Gewindes liegen.
In der Zeichnung isteine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. l einen Axialschnitt, Fig. 2 einen Schnitt in vergrössertem Massstab durch die Verbindungsstelle zwischen dem Zylinder und dem Nadelansatzstück und Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2 in noch weiter vergrössertem Massstab.
Die Injektionsspritze gemäss dem dargestellten Beispiel besitzt einen Glaszylinder l, der an seinen beiden Enden je mit einem inneren Rundgewinde 2 bzw. 3 versehen ist. In diese Rundgewinde 2 und 3 sind
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die metallischen Armaturen eingeschraubt, nämlich ein Nadelansatzstück 4 sowie ein Deckel 5. Der Dekkel ist in üblicher Weise durchbrochen, zum Zwecke des Durchtrittes der den Kolben 6 tragenden Kolbenstange 7, an deren Ende der Bedienungsknopf 8 angebracht ist.
Es hat sich nun gezeigt, dass eine solche direkte Verschraubung der metallischen Armaturen mit dem Glaszylinder unter ganz gewisser Voraussetzung eine solche Verbindung zwischen den genannten Teilen darstellt, welche sich auch nach erfolgter Sterilisation nicht löst und dazuhin in genügendem Masse eine durch die Verschiedenheit der Ausdehnungskoeffizienten bedingte Relativbewegung zwischen den metallischen Armaturen und dem Glaszylinder zulässt, so dass auch dann, wenn die Spritze in zusammengesetztem Zustand sterilisiert wird, nicht die geringste Gefahr eines Bruches oder auch nur einer Beschädigung des Glaszylinders besteht.
Die erste Voraussetzung ist die Ausbildung des Verbindungsgewindes als Rundgewinde. wobei die Abmessungen so gewählt sind, dass die Berührungspunkte der beiden Teile der Verbindung, nämlich der Bolzen (Armatur 4) und die Mutter (Zylinder 1), bei angezogener Schraubverbindung an beiden Gewinden ausschliesslich im Bereiche der Aussenrundungen des betreffenden Gewindes liegen (Fig. 2 und insbesondere Fig. 3). Ausgedehnte Versuche haben ergeben, dass Rundgewinde dieser Art in genügendem Masse die erwähnte Relativbewegung zulassen, was damit erklärt wird, dass bei Innehaltung der erwähnten Abmessungsvorschrift die Gewindeflanken von Bolzen- und Muttergewinde bei angezogener Schraubverbindung sich nicht längs einer Fläche, sondern nur längs einer Linie berühren, welche Linie sich im Schnitt nach Fig. 2 als Berührungspunkt 9 darstellt.
Des weiteren bewirken die erwähnten Abmessungen, dass die Schraubenlinie, längs welcher sich der Schraubenbolzen (Armatur) und die Schraubenmutter (Zylinder) bei angezogener Schraubverbindung berühren, bei einer durch eine elastische Deformation eines der Gewinde ermöglichten axialen Relativbewegung von Zylinder und Armatur nach aussen verschoben wird. Dieses wieder hat zur Folge, dass die Tangentialfläche der Gewinde durch die Berührungslinie mit zunehmender Relativbewegung einen immer kleiner werdenden Winkel gegenüber der geometrischen Spritzenachse einnimmt, wodurch der einer Relativbewegung entgegengesetzte Widerstand stets abnimmt.
Diese Verhältnisse sind natürlich dann besonders günstig, wenn schon im kalten Zustand die Berüh-
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h.Solche Voraussetzungen können nun auf relativ einfache Weise dadurch geschaffen werden, dass die Radien R und R der Aussenrundungen der beiden Gewinde verschieden gross gewählt werden, in welchem Falle die Berührungslinie gegen den Scheitel der Gewinde zu verlegt wird.
Des weitern bewirkt eine solche Verlegung der Berührungslinie nach aussen eine wesentlich leichtere elastische Deformation eines der Gewinde, welche Deformation die Voraussetzung der erstrebten Relativbewegung zwischen dem Glaszylinder und der Armatur darstellt.
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so dass auch für eine Auswirkungnügend Raum frei bleibt.
Die zweite Voraussetzung. damit die Armatur und der Glaszylinder in verschraubtem Zustand auf 200 C erwärmt werden könnenist natürlich die, dass die Elastizitätseigenschaften des Glases nicht beeinträchtigt werden. Eine solche Beeinträchtigung findet aber bekanntlich immer dann statt, wenn der Glaszylinder nachbearbeitet bzw. nachgeschliffen ist. Die gewollte Wirkung, nämlich die elastische Deformation des Glaszylinderinnengewindes, lässt sich demzufolge nur bei ungeschliffenen Glaszy1índernzie- len.
Zusammenfassend hat sich gezeigt, dass bei Verzicht auf eine Nachbehandlung des Glaszylinders, der übrigens gemäss einem modernen, an sich bekannten Verfahren mit durchaus genügender Genauigkeit auch ohne eine solche Nachbearbeitung hergestellt werden kann, das Glas eine solche Elastizität bei den in Frage kommenden Temperaturen besitzt, dass, wenn durch die erwähnte Ausbildung des Gewindes eine hinreichende Relativbewegung zwischen Glas und Armatur ermöglicht ist, bei einer Erwärmung der zusammengesetzten Spritze bis auf zirka 2000 C keine Bruchgefahr besteht.
Unter den beiden genannten Voraussetzungen gelingt es demnach, eine metallische Armatur mit dem Glaszylinder einer Injektionsspritze durch einfaches Verschrauben zu verbinden und eine solche Spritze zu schaffen, die zum Zwecke der Reinigung auf einfachste Weise auseinandergenommen werden kann, es aber auf der andern Seite durchaus erlaubt, in zusammengesetztem Zustand ohne Bruch- oder Beschädigungsgefahr sterilisiert zu werden. Dazuhin kommt weiter, dass eine solche Spritze in der Herstellung äusserst billig ist.
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Injection syringe
The main problem with injection syringes with a glass cylinder and at least one metallic fitting is that, on the one hand, it must be possible to dismantle the syringe into its glass and metal parts for cleaning purposes, but on the other hand, this dismantling is not an absolutely necessary requirement for the sterilization may be.
The difficulty lay in the different expansion coefficients of the glass cylinder and the metal fittings, which to this day always brought the risk of breakage or at least damage to the glass cylinder as soon as the syringe in the assembled state was heated to a sterilization temperature of around 2000 C.
Syringes are known per se in which the cylinder and the fitting are cemented and which can in principle be sterilized in the assembled state. Apart from the fact that such syringes could not be taken apart for the purpose of cleaning, the putty connection had the significant disadvantage that the putty, as a porous material, was soaked with injection fluid, became brittle and crumbled over time.
Furthermore, relatively expensive injection syringes are known in which the glass cylinder was held within a metallic connecting piece, which connecting piece was then in turn connected to the likewise metallic fittings. Such syringes were inherently removable for cleaning purposes, but could not be sterilized in the assembled state without risk of damaging the glass cylinder. Apart from that, the syringes involved were expensive, which is all the more undesirable now that injection syringes have become a consumable item.
Finally, it has already been proposed to screw the cylinder and the fitting directly to one another, with round threads also being provided. However, these syringes have not been satisfactory either, since in most cases the glass cylinder has cracked when the syringes are sterilized without prior dismantling. In order to remedy this inconvenience, attempts have been made to replace the glass cylinder with a plastic cylinder, but this solution has not been satisfactory either in terms of manufacture or from the point of view of the crystal-clear transparency of the cylinder and the tightness.
The aim of the invention was therefore to create an inexpensive hypodermic syringe with a glass cylinder and at least one metallic fitting screwed to this glass cylinder by means of a round thread, which can be dismantled for cleaning purposes and nevertheless safely sterilized when assembled.
The syringe according to the invention is characterized in that the two parts of the connection, bolt and nut, are dimensioned in such a way that the points of contact of the two parts when the screw connection is tightened on both threads are exclusively in the area of the outer roundings of the thread concerned.
In the drawing, an exemplary embodiment of the subject invention is shown, u. Between: FIG. 1 shows an axial section, FIG. 2 shows a section on an enlarged scale through the connection point between the cylinder and the needle attachment piece, and FIG. 3 shows a detail from FIG. 2 on an even further enlarged scale.
The injection syringe according to the example shown has a glass cylinder 1 which is provided with an inner round thread 2 and 3 at each of its two ends. In this round thread 2 and 3 are
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the metallic fittings are screwed in, namely a needle attachment piece 4 and a cover 5. The cover is perforated in the usual way for the purpose of the passage of the piston rod 7 carrying the piston 6, at the end of which the control button 8 is attached.
It has now been shown that such a direct screw connection of the metal fittings with the glass cylinder, under certain conditions, constitutes such a connection between the parts mentioned, which does not come off even after sterilization and, to a sufficient extent, is caused by the difference in expansion coefficients Permits relative movement between the metal fittings and the glass cylinder, so that even if the syringe is sterilized in the assembled state, there is not the slightest risk of breaking or even damaging the glass cylinder.
The first prerequisite is the formation of the connecting thread as a round thread. The dimensions are chosen so that the points of contact of the two parts of the connection, namely the bolt (fitting 4) and the nut (cylinder 1), when the screw connection is tightened on both threads, lie exclusively in the area of the outer roundings of the relevant thread (Fig. 2 and especially Fig. 3). Extensive tests have shown that round threads of this type allow the mentioned relative movement to a sufficient extent, which is explained by the fact that if the mentioned dimensional specification is observed, the thread flanks of the bolt and nut thread do not touch along a surface but only along a line when the screw connection is tightened , which line is shown in the section according to FIG. 2 as contact point 9.
Furthermore, the dimensions mentioned have the effect that the helical line along which the screw bolt (fitting) and the screw nut (cylinder) touch when the screw connection is tightened is displaced outwards when the cylinder and fitting are axially moved relative to one another by an elastic deformation of one of the threads . This in turn has the consequence that the tangential surface of the thread through the contact line assumes an increasingly smaller angle with respect to the geometric syringe axis with increasing relative movement, whereby the resistance opposing a relative movement always decreases.
These conditions are of course particularly favorable if the
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This means that such prerequisites can now be created in a relatively simple manner in that the radii R and R of the outer roundings of the two threads are selected to be of different sizes, in which case the line of contact is relocated against the apex of the thread.
Furthermore, such a relocation of the contact line to the outside causes a much easier elastic deformation of one of the threads, which deformation is the prerequisite for the desired relative movement between the glass cylinder and the fitting.
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so that enough space remains free for an impact.
The second requirement. so that the fitting and the glass cylinder can be heated to 200 C in the screwed state is of course that the elastic properties of the glass are not impaired. However, as is well known, such impairment always occurs when the glass cylinder is reworked or re-ground. The intended effect, namely the elastic deformation of the internal thread of the glass cylinder, can therefore only be achieved with unpolished glass cylinders.
In summary, it has been shown that if there is no post-treatment of the glass cylinder, which, by the way, can be manufactured according to a modern, per se known method with sufficient accuracy even without such post-processing, the glass has such elasticity at the temperatures in question, that, if the above-mentioned formation of the thread enables sufficient relative movement between the glass and the fitting, there is no risk of breakage when the assembled syringe is heated to about 2000 C.
Under the two conditions mentioned, it is therefore possible to connect a metal fitting to the glass cylinder of a hypodermic syringe by simply screwing it together and to create a syringe that can be easily disassembled for cleaning purposes, but on the other hand it is quite possible to be sterilized in the assembled state without the risk of breakage or damage. In addition, such a syringe is extremely cheap to manufacture.