Injektionsspritze
Die Erfindung bezieht sich auf eine Injektionsspritze.
Insbesonders handelt es sich dabei um eine Hochdruckspritze mit einer eigenartigen Zylinder-Kolben-Anordnung und einstellbaren Mitteln zum lösbaren Befestigen sowohl des Kolbens als auch der Nadel flüssigkeitsdicht an den entsprechenden Enden des Zylinders.
Die Erfindung bringt damit verschiedene Verbesserungen gegenüber bekannten Injektionsspritzen dieser Art. Die Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung ist einfacher, benötigt weniger Teile, ist wirtschaftlicher herzustellen und zu unterhalten und weist gegenüber bekannten Konstruktionen Vorteile auf. Darüberhinaus wurde die Anzahl der mit engen Toleranzen herzustellenden Dimensionen verringert, ohne dass die Wirksamkeit oder die Genauigkeit der damit erzielbaren Resultate beeinträchtigt wurde.
Die erfindungsgemässe Injektionsspritze ist gekennzeichnet durch einen Zylinder mit einer einzelnen, den Spritzeninhalt aufzunehmen bestimmten Bohrung mit über ihre Länge gleichbleibendem Durchmesser, ein Mittel zum lösbaren Befestigen einer Hohlnadel mit einer flüssigkeitsdichten Passung am einen Ende der genannten Bohrung, einen in der Bohrung verschiebbaren Kolben mit einem aus der Bohrung herausragenden Betätigungsglied, eine Halterung für den Kolben mit einem festen, sich am benachbarten Ende des Zylinders abstützenden Teil und einem von diesem festen Teil geführten rohrförmigen Element mit einem federnden Ende, das den Kolben neben dem Bohrungsende umschliesst, wobei das rohrförmige Element eine mittels Drehen einstellbare Flüssigkeitsdichtung zwischen dem Kolben und dem anschliessenden Bohrungsende bildet.
In der Zeichnung sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer zur Benutzung vorgesehenen Spritze,
Fig. 2 einen vergrösserten Teilschnitt nach Fig. 1, wobei zur Erläuterung konstruktiver Details Teile weggelassen wurden,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 und
Fig. 4 eine vergrösserte Teilansicht des Nadelendes bei einer bevorzugten Ausführungsform.
Es wird zunächst besonders Bezug genommen auf die Figuren 1, 2 und 3, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer hochpräzisen Hochdruck-Spritze mit der Bezugsziffer 10 versehen ist. Die Spritze enthält einen dickwandigen Zylinder 11, der aus geeignetem transparentem Material hergestellt ist, wie z.B. Glas oder Kunststoff. Dieser Zylinder ist mit einer genauen Zentralbohrung 12 versehen, die an ihren gegenüberliegenden Enden in Konterbohrungen oder Mündungen 13, 14 übergeht. Wie aus den Figuren ersichtlich, sind die Mündungen am Grunde flach, können aber im Bedarfsfall auch mit einer konischen Gegenbohrung versehen werden, die in die Bohrung 12 übergeht.
Das linksseitige Ende des Zylinders ist, wie in Fig. 2 gezeigt, mit einer Kolbentragvorrichtung 16 versehen und enthält ein becherförmiges Teil 17, das aus einem geeigneten nicht metallischen Elastomer besteht. Ein wegen seinen vielen günstigen Eigenschaften besonders geeignetes Material ist Kel-F. Das Teil 17 besitzt annähernd zylindrische Seitenwände, die so dimensioniert sind, dass ein fester Reibungssitz mit der Aussenfläche des Zylinders 11 erzielbar ist. Es hat sich herausgestellt, dass sich dieses Material sehr leicht über den transparenten Zylinder aufschieben lässt und eine permanent haftende und flüssigkeitsdichte Verbindung ergibt, die praktisch allen Versuchen zur Trennung der Teile widersteht.
Der Mantel des Teiles 17 ist zweckmässig etwas kürzer als die Länge der Mündung 13, was den Vorteil hat, dass das innere Ende der Mündung und sein Anschluss an die Bohrung 12 von ausserhalb der Spritze ganz sichtbar sind.
Das zweite Teil der Kolbenanordnung umfasst eine Buchse 19 mit einem langen, praktisch zylindrischen Schaft 20, der in einem Gewinde im Boden des becherförmigen Teiles 17 sitzt. Das innere Ende des Schaftes 20 ist abgeschrägt, wie bei 22 ersichtlich, und läuft in einem sehr engen radialen Ende aus, das eine Hochdruck Dichtung gegenüber dem Rand der Bohrung 12 bildet.
Die Buchse 19 ist mit einer abgestuften Zentralbohrung 24 versehen, deren inneres Ende einen engen Schiebesitz mit der Präzisionsoberfläche des I Kolbens 25 bildet.
Letzterer besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl oder dgl. und besitzt an seinem äusseren Ende ein Druckstück 26. Die mehrere Funktionen erfüllende und sehr wichtige Buchse 19 wird vorzugsweise aus federndem, elastomerem Material gefertigt, wofür sich Teflon besonders eignet. Der Kolben 25 berührt diese Buchse lediglich im inneren Drittel ihrer Länge, wo diese einen engen Schiebesitz mit dem Kolben darstellt. Jedoch hat es sich beim Abdichten der Buchse 19 durch Einpressen ihres inneren konischen Endes gegen den Grund der Mündung 13 gezeigt, dass der Druck auf die freie und nicht abgestützte Länge der von der Mündung 13 umschlossenen Buchse nicht nur eine Hochdruck-Flüssigkeitsdichtung am Rand der Bohrung ergibt, sondern auch zu einer einfach einzustellenden Flüssigkeitsdichtung am Kolben selbst führt.
Die kombinierte Lager- und Stopfbuchse 19 wird gewöhnlich so eingestellt, dass das innere Ende des Kolbens mit dem benachbarten Ende der Bohrung 12 abschliesst oder leicht in diese hineinragt. Wenn der Benutzer die Buchse 19 abdichtet, kann eine Hand dazu verwendet werden, den Kolben etwas vor- und zurückzubewegen, um sicherzustellen, dass der Kolben mit der Bohrung 12 genau ausgerichtet ist. Infolge der Natur des gewählten Buchsenmateriales ist es leicht möglich, das innere Ende der Buchse um ein gewisses Mass geringfügig zu verformen, um eine genaue Ausrichtung des Kolbens mit der Bohrung zu erzielen. Danach kann die Buchse, falls erforderlich, weiter hineingedrückt werden, um die erforderliche Abdichtung und Widerstandsfähigkeit gegen über Bewegungen des Kolbens in Längsrichtung der Traganordnung 16 zu schaffen.
Die mit 30 bezeichnete Nadeltraganordnung ist am anderen Ende des Zylinders angeordnet und umfasst ein becherförmiges Teil 31 von gleicher Konstruktion und aus dem gleichen Material wie das Teil 17 für die Kolbenanordnung. Die Trag- und Einstellbuchse 32 für die Nadel hat im allgemeinen die gleiche Konstruktion wie die Buchse 19 und besteht aus einem langen Schaft 33, der an seinem äusseren Ende mit einem Gewinde 34 versehen ist, das mit dem Gewinde im Boden des Teiles 31 übereinstimmt. Das innere konische Ende 35 sitzt auf dem Rand der Bohrung 12 am Grunde der Mündung 14 auf. Das innere, mit kleinerem Durchmesser ausgeführte Ende der Bohrung 36 durch die Buchse sitzt mit Presssitz auf der hohlen Nadel 37. Diese Nadel ist so eingesetzt, dass sie mit dem kleineren Ende der Buchse 32 abschliesst.
Darauf wird die Buchse gedreht, um sie gegen über dem Ende der Bohrung abzudichten, wodurch der Schaft der Buchse unter axialen Druck kommt und eine Hochdruck-Flüssigkeitsdichtung sowohl mit dem Ende der Bohrung als auch mit der äusseren Oberfläche der Nadel 37 bildet. Es ist erwünscht, dass der Durchmesser des inneren Endes der Buchse grösser ist als die Bohrung 12, um eine positive Dichtung mit dem angrenzenden Ende der Bohrung während des Zusammenbaues zu erzielen.
Entlang einer Seite des Zylinders 11 erstreckt sich eine geeignete Skala 40, deren Nullmarkierung 41 sowohl dem Grunde der Mündung 14 wie auch dem inneren Ende der Nadel 37 radial gegenüber liegt. Auf ähnliche Weise ist das obere Skalenende 42 am gegenüber liegenden Ende der Bohrung 12 radial gegenüber dem Grund der Mündung 13 vorgesehen. Wie man aus Fig. 1 erkennt, sind die gegenüber liegenden Enden der Skala 40 nach innen von den angrenzenden Enden der Befestigungsanordnungen 16 und 30 getrennt, wodurch der Benutzer das gegenseitige Ende der Bohrung immer sehen kann, um dadurch sicherzustellen, dass das innere Ende der Nadel mit der Nullmarkierung der Skala abschliesst und dass das gegenseitige Ende der Bohrung 12 direkt gegenüber der Skaleneinteilung 42 liegt.
Diese Anordnung erleichtert auch die Kontrolle der Stellung des Kolbenendes zu jeder Zeit und besonders dann, wenn es genau gegenüber den Enden der Bohrung 12 liegt.
In Fig. 3 ist ein anderes Merkmal der Erfindung dargestellt, und zwar durch einen schmalen Streifen 44, der sich über die gesamte Länge der Skala 12 erstreckt und entlang des Zylinders auf der Gegenseite der Skala 12 angebracht ist. Der Streifen 44 besteht aus einem geeigneten, undurchsichtigen Material, z.B. einem keramischen Abziehbild, dessen Zweck es ist, einen kontrastierenden Hintergrund für die Skaleneinteilung zu bilden und letztere auch unter stark schwankenden Beleuchtungsverhältnissen besser lesbar zu machen.
Selbstverständlich können für diesen Hintergrund auch andere als keramische Abziehbilder verwendet werden, vorausgesetzt, dass dieses Material abriebfest ist, dem Angriff von Säuren, Abblättern und Farbwechseln widersteht, und auch die hohen Temperaturen verträgt, die normalerweise zur Sterilisation von Spritzen verwendet werden.
Bei Betrachtung der Fig. 4, die eine andere Befestigungsvorrichtung für die Nadel zeigt, wird ersichtlich, dass die gleichen, mit einem Apostroph versehenen Überweisungsziffern zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile in den zwei Ausführungsformen verwendet sind. Der Hauptunterschied zwischen den zwei Ausführungsformen besteht darin, dass die Befestigungsanordnung 30' ganz aus einem Stück elastomeren Materials hergestellt ist, wie z.B. Kel-F, während die entsprechende Anordnung in den Fig. 1 bis 3 aus zwei Teilen des gleichen Materiales besteht.
Aus dem becherförmigen Teil 31' ragt axial ein zylindrisches Teil 45 von kleinerem Durchmesser als die Mündung 14' hervor, das ein konisches inneres Ende mit 35 -Sitz gegenüber dem Rand der Bohrung 12' besitzt. Das Teil 45 ist etwas länger als die Mündung 14' tief ist, was dazu führt, dass das becherförmige Teil 31' teleskopartig über das Ende des Zylinders 11 gestülpt werden kann, bis das innere konische Ende 34' sicher und fest auf dem Rand der Bohrung 12' sitzt. Die Teile werden dadurch praktisch starr zusammengehalten, jedoch kann, wenn die Spritze eine Neigung zum Lecken am Ende der konischen Fläche 35' zeigen sollte,
auf das äussere Ende des Teiles 31' gedrückt werden um es noch stärker mit dem Zylinder zusammen zu drücken, wodurch die Dichtung 35' selbst sehr grossen Operationsdrücken widersteht, die sich z.B. auf 7 bis 14 atü und mehr belaufen können.
Vom Teil 31' ragt axial nach aussen ein kegelstumpfförmiger Befestigungsschaft 49 für den komplementär geformten Hohlkegel 46 am inneren Ende einer Hohlnadel 37'. Nadeln mit derartigen Hohlkegeln sind Fachleuten auf dem Gebiet wohl bekannt und besitzen eine innere Passfläche 48, die einen Reibungssitz hoher Festigkeit auf der konischen Oberfläche des Schaftes 49 bewirkt. Der Ersatz von mit derartigen Hohlkegeln versehenen Injektionsnadeln ist sehr einfach.
Es ist noch darauf hinzuweisen, dass der am äusseren Ende des becherförmigen Teiles 17 vorgesehene radiale Flansch vorzugsweise mit einer Abflachung 41 auf einer Seite (Fig. 3) versehen ist, die dazu dient, ein Rollen der Injektionsspritze über den Arbeitstisch zu vermeiden.
Ausserdem können das innere Endstück der Kolbenbuchse 19 und der Nadelhalterbuchse 32 jeweils für sich von der Buchse selbst gebildet werden, im allgemeinen in der Form zylindrischer Hülsen. In diesem Fall werden die hülsenförmigen Bauteile gegen die entsprechenden Bohrungsenden beim Einsetzen der Buchsen 19, 32 gedrückt, wobei die kurzen Hülsen unter axialen Druck kommen.
Injection syringe
The invention relates to an injection syringe.
In particular, it is a high-pressure syringe with a peculiar cylinder-piston arrangement and adjustable means for releasably attaching both the piston and the needle in a liquid-tight manner to the corresponding ends of the cylinder.
The invention thus brings various improvements over known hypodermic syringes of this type. The construction of the present invention is simpler, requires fewer parts, is more economical to manufacture and maintain, and has advantages over known constructions. In addition, the number of dimensions to be produced with tight tolerances has been reduced without impairing the effectiveness or the accuracy of the results that can be achieved therewith.
The injection syringe according to the invention is characterized by a cylinder with a single bore intended to receive the contents of the syringe with a constant diameter over its length, a means for releasably attaching a hollow needle with a liquid-tight fit at one end of said bore, a piston displaceable in the bore with a from the bore protruding actuator, a holder for the piston with a fixed, supported at the adjacent end of the cylinder part and a guided by this fixed part tubular element with a resilient end that surrounds the piston next to the end of the bore, the tubular element a forms adjustable liquid seal between the piston and the adjoining end of the bore by turning.
Various exemplary embodiments are shown in the drawing. It shows:
1 shows a side view of a syringe intended for use,
FIG. 2 shows an enlarged partial section according to FIG. 1, parts having been omitted to explain structural details.
Fig. 3 is a cross section taken along line 3-3 in Figs
4 shows an enlarged partial view of the needle end in a preferred embodiment.
Particular reference is first made to FIGS. 1, 2 and 3, in which a preferred exemplary embodiment of a high-precision high-pressure syringe is provided with the reference number 10. The syringe contains a thick-walled barrel 11 made of suitable transparent material, such as e.g. Glass or plastic. This cylinder is provided with a precise central bore 12, which merges into counter bores or mouths 13, 14 at its opposite ends. As can be seen from the figures, the mouths are flat at the bottom, but if necessary they can also be provided with a conical counterbore that merges into the bore 12.
The left-hand end of the cylinder is, as shown in Fig. 2, provided with a piston support device 16 and contains a cup-shaped part 17 made of a suitable non-metallic elastomer. A particularly suitable material because of its many favorable properties is Kel-F. The part 17 has approximately cylindrical side walls which are dimensioned in such a way that a firm friction fit with the outer surface of the cylinder 11 can be achieved. It has been found that this material can be pushed very easily over the transparent cylinder and results in a permanently adhesive and liquid-tight connection that withstands practically all attempts to separate the parts.
The jacket of the part 17 is expediently somewhat shorter than the length of the mouth 13, which has the advantage that the inner end of the mouth and its connection to the bore 12 are completely visible from outside the syringe.
The second part of the piston arrangement comprises a bush 19 with a long, practically cylindrical shaft 20 which is seated in a thread in the bottom of the cup-shaped part 17. The inner end of the shaft 20 is chamfered, as seen at 22, and tapers into a very narrow radial end which forms a high pressure seal against the edge of the bore 12.
The bush 19 is provided with a stepped central bore 24, the inner end of which forms a tight sliding fit with the precision surface of the I piston 25.
The latter is preferably made of stainless steel or the like and has a pressure piece 26 at its outer end. The very important socket 19, which fulfills several functions, is preferably made of resilient, elastomeric material, for which Teflon is particularly suitable. The piston 25 only touches this bushing in the inner third of its length, where it represents a tight sliding fit with the piston. However, when sealing the bush 19 by pressing its inner conical end against the base of the mouth 13, it has been shown that the pressure on the free and unsupported length of the bushing enclosed by the mouth 13 is not just a high-pressure liquid seal at the edge of the bore results, but also leads to an easy-to-adjust liquid seal on the piston itself.
The combined bearing and stuffing box 19 is usually set so that the inner end of the piston is flush with the adjacent end of the bore 12 or protrudes slightly into it. When the user seals the sleeve 19, a hand can be used to rock the piston back and forth slightly to ensure that the piston is properly aligned with the bore 12. Due to the nature of the liner material chosen, it is easily possible to deform the inner end of the liner slightly to a certain extent in order to achieve precise alignment of the piston with the bore. Thereafter, if necessary, the bushing can be pushed in further in order to create the required seal and resistance to movements of the piston in the longitudinal direction of the support arrangement 16.
The needle support arrangement designated by 30 is arranged at the other end of the cylinder and comprises a cup-shaped part 31 of the same construction and of the same material as the part 17 for the piston arrangement. The support and adjustment bushing 32 for the needle is generally of the same construction as the bushing 19 and consists of a long shaft 33 which is provided at its outer end with a thread 34 which corresponds to the thread in the bottom of the part 31. The inner conical end 35 rests on the edge of the bore 12 at the bottom of the mouth 14. The inner end of the bore 36 through the bushing, which has a smaller diameter, is seated with a press fit on the hollow needle 37. This needle is inserted in such a way that it ends with the smaller end of the bushing 32.
The sleeve is then rotated to seal it against the end of the bore, whereby the shaft of the sleeve comes under axial pressure and forms a high pressure liquid seal with both the end of the bore and with the outer surface of the needle 37. It is desirable that the inner end of the sleeve be larger in diameter than the bore 12 in order to achieve a positive seal with the adjacent end of the bore during assembly.
A suitable scale 40 extends along one side of the cylinder 11, the zero mark 41 of which lies radially opposite both the base of the mouth 14 and the inner end of the needle 37. Similarly, the upper end of the scale 42 is provided at the opposite end of the bore 12 radially opposite the base of the mouth 13. As can be seen from Fig. 1, the opposite ends of the scale 40 are separated inwardly from the adjacent ends of the mounting assemblies 16 and 30, whereby the user can always see the mutual end of the bore, thereby ensuring that the inner end of the The needle ends with the zero marking of the scale and that the mutual end of the bore 12 is directly opposite the scale division 42.
This arrangement also makes it easier to control the position of the piston end at all times and especially when it is exactly opposite the ends of the bore 12.
In Fig. 3 another feature of the invention is shown, namely by a narrow strip 44 which extends over the entire length of the scale 12 and is attached along the cylinder on the opposite side of the scale 12. The strip 44 is made of a suitable, opaque material, e.g. a ceramic decal, the purpose of which is to create a contrasting background for the scale graduation and to make the latter easier to read even under strongly fluctuating lighting conditions.
Of course, decals other than ceramic decals can be used for this background, provided that the material is resistant to abrasion, can withstand acid, peeling and color changes, and can withstand the high temperatures normally used to sterilize syringes.
Upon consideration of Figure 4, which shows another attachment device for the needle, it will be seen that the same primed reference numbers are used to designate the same or similar parts in the two embodiments. The main difference between the two embodiments is that the fastener assembly 30 'is made entirely from a piece of elastomeric material, such as Kel-F, while the corresponding arrangement in Figs. 1 to 3 consists of two parts of the same material.
A cylindrical part 45 of smaller diameter than the mouth 14 'protrudes axially from the cup-shaped part 31' and has a conical inner end with a 35 seat opposite the edge of the bore 12 '. The part 45 is slightly longer than the mouth 14 'is deep, which means that the cup-shaped part 31' can be telescoped over the end of the cylinder 11 until the inner conical end 34 'is securely and firmly on the edge of the bore 12 'sits. The parts are thereby held together practically rigidly, but if the syringe should show a tendency to leak at the end of the conical surface 35 ',
be pressed on the outer end of the part 31 'in order to press it even more tightly together with the cylinder, whereby the seal 35' can withstand even very large operating pressures, e.g. can amount to 7 to 14 atmospheres and more.
A frustoconical fastening shaft 49 for the complementarily shaped hollow cone 46 at the inner end of a hollow needle 37 'projects axially outward from part 31'. Needles with such hollow taper are well known to those skilled in the art and have an inner mating surface 48 which provides a high strength friction fit on the tapered surface of shaft 49. The replacement of injection needles provided with such hollow cones is very simple.
It should also be pointed out that the radial flange provided at the outer end of the cup-shaped part 17 is preferably provided with a flat 41 on one side (FIG. 3), which serves to prevent the injection syringe from rolling over the work table.
In addition, the inner end piece of the piston sleeve 19 and the needle holder sleeve 32 can each be formed by the sleeve itself, generally in the form of cylindrical sleeves. In this case, the sleeve-shaped components are pressed against the corresponding bore ends when inserting the bushings 19, 32, the short sleeves coming under axial pressure.