CN101909677A - 具有操作激活的耦合器的注射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于给予产品的注射装置，它包括：a)操作装置(6、7、12、13)，在操作时这个操作装置为了给予产品执行旋转运动，b)输出装置(9、10)，该输出装置为给予产品执行旋转运动，c)啮合元件(13)，在操作操作装置(6、7、12、13)时为了给予产品所述啮合元件可以一种非啮合状态-在此状态中操作装置(6、7、12、13)可相对于输出装置(9、10)旋转-运动到一种啮合的状态中-在该状态中所述操作装置(6、7、12、13)和输出装置(9、10)不旋转地啮合。

Description

具有操作激活的耦合器的注射装置
本发明涉及一种用于给予特别是流体产品，例如药物的注射装置。使用这种注射装置可将例如胰岛素制剂、生长激素或者另外的类似应给予的药物给予到人或者动物患者身上。这种注射装置可和单独的药物一起销售，或者分开地销售。药物由注射装置的使用人装入到注射装置中。优选地将注射装置连同在该注射装置中包含的药物一起销售。这样，这个注射装置也可看作是一次性的注射装置。这种注射装置在完全输出了药物产品后就可扔掉。
现有技术公开了一些包含有药物的一次性注射装置。这种注射装置在完成了药物产品的输出之后完全扔掉。这样一些注射装置应该生产成本有利，且使用简单、安全。
因此本发明的任务是提供一种能满足这些要求的注射装置。
这个任务通过权利要求1的特征得以完成。从从属权利要求和说明书中得到一些有利的改进方案。
根据本发明的注射装置包含一个操作装置。这个操作装置在用于给予的操作时进行旋转运动。这个操作装置可由一个进行工作的机构、例如由一个马达，或者一个弹簧操作。优选地操作装置通过肌肉力，例如通过使用人的手指按压操作装置进行操作。因此，优选的是，对于这种注射装置可从外部接触到操作装置。例如操作装置可在近侧从注射装置的壳体中伸出来，并且例如形成注射装置的近端。启动产品输出的力可首先作用到操作装置上，接着作用到连接在这个操作装置后面的一个元件上，或者多个元件上，例如作用到一个输出装置上。
操作装置可以是一体的，或者优选地是多部件的。它特别是除了它可旋转运动外也可轴向运动。优选地在操作装置和注射装置的壳体之间有一种螺纹啮合，也就是说壳体啮合到操作装置中，或者是操作装置啮合到壳体中。优选地螺纹具有非自锁的导程。然后操作装置可拧入到壳体中，或者可从壳体中旋出来。
此外，注射装置还包括一个输出装置。为给予产品，这个输出装置作旋转运动。这个输出装置，或者该输出装置的至少一个部件将其运动传递到产品上，特别是传递到一个对产品施加作用的活塞上，以排出产品。因此，下述做法是优选的，即这个输出装置，或者这个输出装置的至少一个部件可作轴向运动，优选地可沿排出方向运动。这个输出装置可以是一体的，优选地可为多部件的。
在产品排出时，也就是在为了排出产品而操作操作装置时操作装置和输出装置彼此是耦合的，特别是不相对转动地耦合的。为此，注射装置包括一个啮合元件。在为了给予产品操作操作装置时这个啮合元件可从一种非耦合装置-在此状态中操作装置可相对于输出装置旋转-运动到一种耦合状态-在此状态中操作装置和输出装置不相对旋转地耦合。优选地啮合元件形成在操作装置上，或者由操作装置形成，或者由操作装置的至少一个部分形成。优选地啮合元件轴向固定地形成在操作装置上，或者形成在一体的，或者多部件的操作装置的一个部分上。例如操作装置，特别是啮合元件-只要它和输出装置不处于啮合状态-可相对于输出装置作旋转运动，或者纵向运动，或者优选地二者均可作。这点对于注射装置的拧上，或者产品剂量的调节是特别有利的，因为操作装置可与输出装置无关地运动。只要操作装置通过啮合元件和输出装置不相对旋转地耦合-如例如为了输出产品操作操作装置时-操作装置或者至少啮合元件相对于输出装置优选地还只能作轴向运动。操作装置，或者它的一个部分在操作时可和输出装置，或者和它的对活塞施加作用的部分如此地合作，即这个输出装置或者这个部分沿纵向方向移动一个比操作装置更大的行程，或者一个和它相同的行程，或者特别优选地比它更小的行程。换句话说，下述做法是优选的，即操作装置的运动被减低地传递到输出装置上，或者被传递到对活塞施加作用的输出装置的一个部分上。例如这个输出装置或者这个输出部件的一个部分具有螺纹。这个螺纹啮合到壳体中，或者啮合到一个固定在壳体上的部分上，并且所述螺纹具有比操作装置啮合到壳体上，或者啮合到一个固定在壳体上的部件上所用的螺纹更小的导程，通过这一措施产生减速。为了其完整性在此应提及的是，当导程相同时，操作装置和输出装置或者它的一个部分的轴向运动的比是1，并且，当输出装置具有比操作装置更大的导程时，这个输出装置或者它的对活塞施加作用的部分所作的轴向运动比操作装置的要大。
在优选的方案中操作装置包括一个耦合元件和一个导向元件。啮合元件可形成在耦合元件和导向元件上构成，或者可作为一个单独的部件形成在耦合元件和导向元件之间。当操作操作装置时耦合元件可相对于导向元件轴向地移动一个耦合行程。操作由耦合行程和驱动行程构成，其中，在耦合行程时啮合元件和输出装置不相对旋转地耦合，并且在驱动行程时和操作装置不相对旋转耦合的驱动装置执行一个输出行程或者一个排出行程，为了产品排出活塞移动该排出行程。特别是当耦合元件移动一个耦合行程时啮合元件处于一种耦合状态中。
操作装置可以具有一个弹簧元件，它在耦合元件和导向元件之间发挥作用，为的是在未被操作状态时将这些元件彼此压开，这样，啮合元件就处于一种和输出装置脱耦的状态之中。这个弹簧元件可以是一个单独的弹簧元件，例如是一个由金属或者塑料构成的螺旋弹簧。这个弹簧元件特别是可和耦合元件和导向元件中的至少一个元件固定连接。这个弹簧元件代替一个单独的弹簧地也可整件地形成在耦合元件或者导向元件上。通过此种措施所取得的优点是，在压注优选地由塑料制成的耦合元件或者导向元件的可一起制在弹簧，通过这一措施可有利地节省一个单独的部件。
耦合元件和导向元件彼此间只移动一个有限的行程，特别是耦合行程。为此，耦合元件和导向元件可以具有一些相互啮合的挡块。这些挡块阻止未经操作的耦合元件相对于导向元件逆着耦合行程的方向运动。特别是也可如此地设置这个弹簧元件，即该弹簧起这种作用。
优选地耦合元件和导向元件彼此相互不相对旋转；特别是永不相对旋转地耦合。为此，耦合元件和导向元件可以具有相互啮合的纵向导向装置。下述做法也是优选的，即啮合元件相对于耦合元件，或者相对于导向元件是不相对旋转的，特别是永不相对旋转的。
啮合元件可以具有一个第一传动元件和一个耦合元件，并且导向元件可以具有一个第二传动元件，其中，当耦合元件移动耦合行程时第一传动元件和第二传动元件进入啮合，通过这一措施啮合元件从脱耦状态运动到耦合状态之中。这些传动元件例如在彼此滑动的平面上例如可以是倾斜的平面。这些面将第一传动元件的轴向运动转变为第二传动元件的一种相对于注射装置的纵轴线径向定向的运动。优选地第一传动元件径向向外指向，第二传动元件径向向内指向。啮合元件可以具有一个啮合区域，当和输出装置啮合时所述啮合区域使操作装置和输出装置不相对旋转地耦合，但是优选地允许操作装置相对于输出装置的轴向运动。优选地啮合区域径向地向内指向。
啮合元件可以是一个单独的部件。这个部件对于径向运动由耦合元件，或/和由导向元件导向。然而优选地啮合元件特别是整件地形成在连接元或者导向元件之上。此外优选地啮合元件形成在有弹性的臂上。这个臂例如可在压铸(注)耦合元件或者导向元件的过程中制造。
这个臂可从一个部位-在该部位上这个臂固定在耦合元件或者导向元件上-至少部分地沿圆周方向，也就是绕注射装置的纵轴延伸。在一个也是优选的替代方案中，这个臂可沿着轴向方向，也就是大体平行于注射装置的纵轴延伸。可以设置多个这样的臂，例如两个。这些臂分别具有一个啮合元件，并且优选地均匀地分布在耦合元件或者导向元件的圆周上。通常下述做法是优选的，即该臂在一个端部和耦合元件或者导向元件连接，并且在它的另一端部具有啮合元件。
在优选的方案中输出装置具有一些沿圆周方向分布的，并且沿注射装置的纵向方向延伸的凹槽。啮合元件可运动到这些凹槽中进行啮合，其中，在这种啮合时在啮合元件和输出装置之间可进行轴向相对运动，并且闭锁旋转运动。在进行旋转和轴向的组合运动时，也就是在螺旋运动时-在操作操作装置时，特别是在驱动行程时操作装置作这种螺旋运动-在啮合元件和输出装置之间优选地只进行轴向相对运动。通常下述做法是优选的，即当啮合元件处于耦合状态时操作装置和输出装置执行一种向相同方向作用的旋转运动。
输出装置可以是一体的，或者是多部件的。优选地在操作耦合元件时输出装置可沿着排出方向朝着对产品施加作用的活塞执行一种轴向运动。
在一个实施形式中，输出装置，特别是活塞杆，除了对活塞施加作用的法兰外可以设计为一体的，其中，所述活塞杆在它的外圆周上具有用于啮合元件啮合的上述的凹槽，和具有螺纹，所述螺纹重叠在凹槽上。特别是在两个相邻的螺纹线之间设置的区域可以具有凹槽。活塞杆的螺纹可以和注射装置的壳体啮合，其中，活塞杆当它旋转时执行一种排出运动，也就是说执行一种对待排出的产品、或者对产品施加作用的活塞的运动。
在替代的优选方案中，输出装置是多部件的，并且包括至少一个输出元件和一个活塞杆。特别是输出装置可以具有这么一个输出元件，即这个输出元件例如是套筒形的。此外，输出装置可以具有一个活塞杆，优选地这个活塞杆被输出元件包围。输出元件和活塞杆可以如此地彼此连接，即输出元件的旋转运动引起活塞杆的轴向运动。优选地输出元件可相对于注射装置的壳体旋转，并且轴向固定设置。
根据第一方案，活塞杆例如可用螺纹啮合到输出元件中，这样，输出元件相对于活塞杆的旋转运动可以引起活塞杆相对于壳体和输出元件的轴向运动。在这种情况中活塞杆可相对于壳体不旋转和轴向可移动地容纳在壳体中，或者由壳体支承。对此合适的办法是设置一个沿活塞杆的纵向方向延伸的槽，或者展平部。在这种情况中用以将活塞杆啮合到输出元件的螺纹可以和用以将操作装置啮合到壳体中的螺纹是反向旋转的。
根据第二优选的方案，输出元件和活塞杆为不相对旋转地连接，其中，活塞杆相对于输出元件可轴向移动。对此合适的办法是设置一个沿活塞杆的纵向方向延伸的槽，或者展平部。优选地活塞杆用它的螺纹啮合到壳体中，这样，输出元件的传递到活塞杆的旋转运动将活塞杆朝远侧方向拧。在这种情况中下述做法是优选的，即活塞杆的螺纹具有和用以将操作装置啮合到壳体中的螺纹相同的旋转方向。
通常下述做法是优选的，即活塞杆的螺纹具有比用以将操作装置啮合到壳体中的螺纹更小的导程。
优选地操作装置，特别是操作装置的导向元件和壳体为螺纹啮合，这样，操作装置的旋转运动引起它的轴向运动。为此，操作装置，特别是导向元件具有至少一个凸起。这个凸起例如其形状可以设计为一个螺纹段凸台，并且这个凸起啮合到由壳体形成的螺纹中。这个螺纹具有足够大的导程，这样就不会出现自锁，也就是说，轴向施加到操作装置上的力转换为操作装置的旋转或者拧动运动。因为导向元件优选地和耦合元件为旋转固定连接，所以在操作时，特别是在驱动行程时无论是导向元件还是耦合元件都在转动。
在一些优选的方案中，在耦合行程之前，或者期间，也就是说，当耦合元件还没有移动耦合行程之前，操作装置，特别是耦合元件直地被导向，这样就防止了操作装置相对于壳体的无意的旋转运动。这点可以通过下述措施达到，即特别是借助一种卡锁元件使注射装置的壳体啮合到操作装置中。卡锁元件到耦合元件中的啮合强度优选地足以阻止操作装置为了耦合行程或者在耦合行程期间的无意的旋转，但是这种啮合又是如此的弱，足以允许操作装置的有意的旋转运动。也就是说，当例如当或通过该装置的使用人施加到操作装置上的转矩特别是可使耦合元件转动。当例如通过注射装置的使用人向操作装置施加轴向力不产生转矩，或者只产生小的转矩，这种小的转矩不能足以松开被直线地导向的耦合元件，特别是不能足以松开壳体到耦合元件中的卡锁啮合。
耦合元件在它的外圆周上可以具有至少一个成型段。壳体的卡锁元件啮合到这个成型段中，并且操作装置在耦合行程开始时，并且也在其期间阻止无意的旋转运动。所述至少一个成型段可具有沿耦合元件的圆周方向并列设置，并且沿纵向方向延伸的凹槽。这些凹槽形成一个成型。相应地这些凹槽合适地具有一些展平的侧面。当一个有意的转矩施加到操作装置上时这些侧面可克服一种弹性力将啮合到凹槽中的卡锁元件从啮合中压出来。代替地或者附加地卡锁元件-它啮合到凹槽中-也可具有相应的侧面，这样，当施加一个足够大的转矩时就可将卡锁元件从和凹槽的啮合中压出来。当操作装置还未被操作时，这个操作方向可至少在一个旋转方向，优选地在两个旋转方向转动。
优选地操作装置，特别是耦合元件具有至少一个螺纹段。当耦合元件移动耦合行程时，壳体，或者在该壳体上形成的，并且在耦合行程期间啮合到所述至少一个成型段中的卡锁元件啮合到所述的螺纹段中。这使得下述做法成为可能，即在进一步操作时，也就是在驱动行程期间这个操作装置可执行一个产品排出所要求的，且相对壳体的旋转运动。所述至少一个螺纹段可以具有一个少成型的底部。这个底部可由所述至少一个螺纹段的区域中的耦合元件的外圆周构成。所述至少一个螺纹段或者它的底部可以具有比所述至少一个成型段不那么突显的成型。通过这一措施可降低耦合元件旋转所要求的转矩，或/和同时在旋转时产生较弱的可听到的或者可感觉到的咔嚓。优选地这个少成型的螺纹段或者它的底部是没有成型的，通过这一措施还可以更多地降低耦合元件旋转时所要求的转矩。耦合元件的所述至少一个螺纹段可以具有和壳体的螺纹相同的导程。操作装置，特别是导向元件啮合到这壳体的螺纹中。在驱动行程时耦合元件可执行一种组合的旋转和轴向运动，并且用所述至少一个螺纹段沿着卡锁元件滑动。
所述至少一个成型段可在至少一个，优选地在两个轴向方向受到一个螺纹段的限制。这些螺纹段可以是槽形的。所述至少一个螺纹段，和/或所述至少一个成型段可部分地或者完全地，特别是多重地绕耦合元件的圆周缠绕。例如可将多个，特别是两个成型段，和/或螺纹段设置在圆周上。
优选地所述至少一个螺纹段沿圆周方向受到一个沿耦合元件的纵向方向延伸的，且少成型特别是甚至无成型的段的限制。通过这一措施简化了耦合元件的制造。优选地两个少成型的段和两个成型段均匀地分布在圆周上。这些段特别是可分别具有相同的弧长。通过这一措施每个段在圆周的大约四分之一上延伸。在这个方案中优选地可设置两个卡锁元件。这些卡锁元件可沿圆周方向错开90°，并且沿轴向方向错开所述至少一个螺纹段的导程的四分之一。通过这一措施保证卡锁元件始终啮合到螺纹段或者成型段之中。
在优选的方案中用操作装置可以调节待排出的产品剂量，所以操作装置也可以叫做定量操作装置。可借助操作装置相对于壳体和输出装置的转动来进行待排出的产品剂量的定量。特别是在调节产品剂量期间操作装置是未被操作的；也就是说啮合部件和输出装置是脱耦的。通过转动耦合元件施加一个转矩。这个转矩足够的大，以便按角度步将壳体和耦合元件的卡锁啮合松开。在每次将耦合元件转动一定的角度步时通过壳体和凹槽的卡锁和脱锁首先可听到咔嚓声，并且优选地也可感觉到这种咔嚓声。每次咔嚓声可代表一定的产品剂量，通过这一措施即使视力有障碍的人也可调节所希望的产品剂量。为了调高剂量，也就是为了提高产品剂量合适地可向近侧将操作装置从壳体中拧出。为了调低剂量。也就是为了减少产品剂量将操作装置朝远侧方向，也就是拧入到壳体中。当调节好所希望的产品剂量后借助所施的力将操作装置朝远侧方向操作，通过这一措施卡锁元件从和所述至少一个成型段的啮合到达和所述至少一个螺纹段的啮合。同时啮合元件和输出装置啮合，这样，当继续操作操作装置时就执行操作装置的驱动行程，通过这一措施使得操作装置和输出装置转动起来，这最后导致输出装置，或者它的一个部件朝排出方向运动，并且因此导致产品的排出。
此外，注射装置，特别是操作装置可以具有一个剂量显示器。用这个剂量显示器可视觉读出所调节的产品剂量。例如可以设置一个剂量显示筒。这个显示筒旋转固定和轴向固定地和操作装置，特别是和耦合元件连接。在一些优选的方案中剂量显示筒至少可部分地包围操作装置。剂量显示筒可在它的圆周上具有一个螺旋形设置的，且特别是带有和螺纹使操作装置和壳体耦合的螺纹的导程相一致的导程的剂量标度。例如剂量显示筒可以被壳体，或者被壳体的一部分包围，这个壳体部分优选地具有一个窗口，用于读取设置在剂量显示筒上的标度的一定的标度数值。在产品排出时(此时操作装置朝远侧方向旋入到壳体中)，剂量显示筒也进入螺旋运动之中，通过这一措施根据操作装置的驱动行程返转所调节的产品剂量。在完全排出时在窗口中显示剂量为零。
优选地采用注射装置可进行多次定量和产品排出。为了防止所调节的剂量比在注射装置中现有的产品的量大，可以设置一个停止元件。这个停止元件是用于在最后一次剂量调节中只允许对这样的产品剂量进行调节，即这个产品剂量相应于在注射装置中所含有的产品的余量。这个停止元件优选地和操作装置螺纹啮合。优选地停止元件为套筒形，并且设置在操作装置，特别是耦合元件-该耦合元件可以具有例如用于停止元件的螺纹-和输出装置，特别是输出元件之间。停止元件啮合的螺纹优选地具有比操作装置用以和壳体啮合的螺纹更小的导程，并且也优选地，但是不是必要地具有比输出装置用以和壳体啮合的螺纹更小的导程。停止元件和输出装置优选地处于这样一种啮合之中，即停止元件相对于输出装置是不旋转的，并且纵向是可运动的。优选地这种啮合如同啮合到操作装置的螺纹中一样是永久的。在调节产品剂量期间操作装置相对于输出装置，并且也相对于停止元件是可转动的。由于操作装置和停止元件螺纹啮合、并且停止元件相对于输出装置可纵向移动，所以在剂量调节时停止元件轴向地移动。因为在产品排出时操作装置和输出装置彼此之间是不转动的，所以在产品排出时停止元件不相对操作装置，或者相对于输出装置移动。注射装置优选地包括一个挡块，这个挡块例如由操作装置构成。在每次定量时停止元件继续朝挡块移动一段。当用注射装置最后可进行定量时停止元件移动到和挡块啮合。因此就不能再提高定量了，因为操作装置止挡的停止元件阻止产品剂量的提高。通过这一措施保证不能调节出比实际可排出更高的产品剂量，这样就可有利地避免错误使用。
借助一些优选的设计对本发明进行了说明。下面借助一些优选的实施例对本发明进行说明。在此所公开的特征，分别单个地和组合地，也和前述说明书一起有利地进一步发展了本发明。下面的附图是：
图1A至1D：注射装置的原始状态各图。
图2A至2D：图1A至1D的注射装置处于具有调定的产品剂量的状态的各图。
图3A至3D：图1A至1D的注射装置处于耦合行程完成后的状态的各图。
图4：壳体和耦合元件处于具有调定的产品剂量的状态的透视图。
图5：壳体和耦合元件处于耦合行程完成后的状态的透视图。
图6：具有沿注射装置的纵向方向延伸，且用于啮合元件的臂的操作装置。
图7：具有沿注射装置的纵向方向延伸，且用于啮合元件，并且在耦合行程前的注射装置的各图。
图8：图7的，且在完成耦合行程后的注射装置的各图。
图9：具有沿圆周方向延伸的，且用于啮合元件的臂的操作装置。
图10：具有沿圆周方向延伸，且用于啮合元件的臂，且耦合行程之间的注射装置的各图。
图11：图10的，且完成耦合行程后的注射装置的各图。
图12：耦合元件、导向元件和它们的组合，及一个沿注射装置的纵向方向延伸的，且用于啮合元件的臂。
图13：耦合元件、导向元件和它们的组合，及一个沿注射装置的圆周方向延伸的，且用于啮合元件的臂。
只要没有其它说明在图中所使用的附图标记表示相同的，或者至少相同类型的部件。首先借助图1A至3D对本发明进行说明。
注射装置包括操作装置6、7、12、13。这个操作装置设置在一个多部件的壳体1、2、3中。壳体1、2、3具有一个外壳体1、一个内壳体2和一个功能套筒3，其中，所述内壳体2和外壳体1不相对旋转和轴向固定连接，所述功能套筒3和外壳体1及内壳体2也是不相对旋转和轴向固定连接。原则上所述壳体可以整件形成。然而通过壳体的多部件在安装时产生优点。
在壳体1、2、3中设置有一个产品容器4。所述容器具有一个远侧的、且为针设置的端部和一个近侧的，用一个可移动的活塞4a封闭的端部。通过活塞4a朝远侧方向移动排出产品，因此人们也可将远侧方向也可叫做排出方向。在远侧，产品容器4被一个隔膜封闭。当针固定在壳体上时这个隔膜可被针穿孔。所示的注射装置在交货时随同提供一个装入的产品容器4。这个产品容器4是不可更换的，这样它就是一种所谓的一次性的注射装置。原则上讲，这个产品容器4也可直接由外壳体1形成。
此外，注射装置也包括一个输出装置9、10、11。这个输出装置具有一个输出元件9、一个容纳在输出元件9中，且设置有外螺纹的活塞杆10和一个设置在活塞杆10的远端的法兰11。通过法兰11朝远侧方向将排出运动传递到活塞4a，以排出产品。法兰11相对于活塞杆10可自由转动，并且轴向地和活塞杆10固定耦合。
如同从图1C和13可以看到，活塞杆10具有展平部。套筒形的输出元件9啮合到这些展平部中，并且因此永久地阻止活塞杆10相对于输出元件9的转动，然而却允许活塞杆10相对于输出元件9的轴向移动。输出元件9借助一个在壳体1、2、3，特别是在功能套筒3上形成的枢轴承3a可相对于壳体1、2、3转动，并且轴向地固定支承。螺纹杆10用它的外螺纹啮合到功能套筒3的内螺纹3C中。
补充提及的是，在一个替代的方案中，活塞杆10用它的螺纹啮合到在套筒形的输出元件9上形成的内螺纹中，并且例如用它的展平部，不相对转动地，并且轴向可移动地可被功能套筒3容纳。然而，活塞杆10具有这样一种螺纹，这种螺纹的旋转方向和在前述方案中的螺纹的旋转方向相反。
由于活塞杆10和功能套筒3C的，或者代替地输出元件9的螺纹的螺纹啮合输出装置，也就是输出元件9和活塞杆10朝一个方向的转动引起活塞杆10朝远侧方向的轴向移动。换句说话，活塞杆10朝远侧方向拧。通过可自由转动的法兰11，活塞杆10的旋转运动转换为活塞4a的轴向运动，也就是转换为排出行程，通过这一措施产品被排出。为了阻止活塞杆10向另一旋转方向转回，功能套筒3用一个卡锁元件3d啮合到锯齿形的，且分布在输出元件9的圆周上的肋条9a中。每个锯齿形的肋条9a具有一个平的和陡的侧面。平的侧面允许输出元件9沿这么一个方向转动，即在此方向中活塞杆10朝远侧方向移动。这个陡的侧面阻止输出元件9向另一转动方向转动。这样，活塞杆10会朝近侧方向转动。这样就保证活塞杆10仅朝远侧方向，也就是朝排出方向被转动。锯齿形的肋条9a设置在输出元件9的区域的远侧，其设置在枢轴承3a中。在这个区域的近侧输出装置9具有在它的圆周上均匀分布的，并且沿注射装置的纵向方向延伸的凹槽，这些凹槽例如从图1C中可看到。这些凹槽在所示的实施形式中是锯齿形的，然而它们也可具有其它形状，特别是具有对称的齿形。这些凹槽一方向防止旋转，另一方面用作套筒形的停止元件8的纵向导向装置，所述停止元件包围着输出元件9，并且用它的内侧面啮合到输出元件9的凹槽中。这样，停止元件8相对于输出元件9是永久不相对转动的，并且轴向是可移动的。
此外，在输出元件9的外圆周上设置的凹槽特别主要是用于在操作装置6、7、12、13和输出装置9、10、11之间有选择地产生转动固定，为的是将操作装置6、7、12、13的旋转运动传递到输出装置9、10、11上。操作装置6、7、12、13在所示的方案中也用于剂量调节，因此，该操作装置也可叫做定量和操作装置5、6、7、12、13。定量和操作装置5、6、7、12、13包括一个剂量显示筒5。这个剂量显示筒设置在套筒形的内壳体2和套筒形的外壳体1之间的一个环状间隙中。这个剂量显示筒5具有一个螺旋形地绕剂量显示筒5延伸的剂量标度盘。实际调节的产品剂量通过在外壳体1上形成的窗口1a(图1A)可以读到。在剂量显示筒5的近端上形成一个把手件(图1A)。特别是为了在剂量调节注射装置的使用人通过握住并且旋转可将一种转矩施加到剂量显示筒5上，并且因此也施加到定量和操作装置5、6、7、12、13上。此外，剂量显示筒5在它的近端部区域中具有一个径向向内形成的肩。在这个肩上例如可以形成一个用于停止元件8的近端的止挡5a。关于停止元件8的功能后面还要更详细地说明。
设计为钮的操作元件12可自由旋转且轴向固定地设置在操作装置5、6、7、12、13的近端上。因此，在以后操作操作装置5、6、7、12、13时操作元件12相对于壳体1、2、3作为用于例如该装置的使用人的拇指的适配器可以是固定的，而操作装置5、6、7、12、13的其余部分相对于壳体1、2、3执行一种旋转运动。
此外，操作装置5、6、7、12、13还具有一个和剂量显示筒5轴向固定和不相对旋转地锁定的套筒形的耦合元件6。耦合元件6在它的内圆周上具有内螺纹。这个内螺纹特别是永久地啮合到停止元件8的外螺纹中。螺纹具有比较小的导程。这个导程优选地只有这么大，即该螺纹可自锁。
在耦合元件6的外圆周上设置有分布于圆周之上设置的成型段6b。这些成型段具有多个并列设置的，且沿纵向方向延伸的，并且形成成型的肋条或者凹槽6a。如同例如从图1C中可看到的，这个耦合元件6在横截面上在圆周上具有两个成型段6b和两个少成型的，在此为无成型的或者光的段6c。每个成型段6b在圆周侧在每侧受到一个无成型的段6c的限制。每个成型段6b具有多个均匀且并列设置的槽6a。这些成型段6b和无成型的段6c在耦合元件6的横截面图中以基本相同的圆弧段长度延伸。在所示的实例中每个段6b、6c大体为耦合元件6的圆周的四分之一长。
凹槽6a是通过径向向外伸出的肋条形成。这些肋条也是沿纵向方向延伸，其中，在两个相邻的肋条之间设置一个凹槽。肋条或者凹槽6a具有展平的侧面，这样，当有足够的转矩施加到耦合元件6上时啮合到凹槽中的卡锁元件26-它优选地设计为卡锁凸块2b-被从和凹槽6a的啮合中压出来，并且和下一个凹槽6a啮合。这样就产生一种咔嚓声或者一种有触觉的咔嚓。
卡锁凸块2b通过一个有弹性的臂形成在内壳体2上。所述的弹性臂将卡锁凸块2b压向耦合元件6的外圆周。内壳体2共有两个这样的卡锁凸块，其中，这两个卡锁凸块沿圆周方向以90°，并且沿轴向方向以四分之一行程轴向错位设置，所述行程为耦合元件在一个完全旋转时所完成的行程。因为成型段6b和无成型的段6c分别大体以90°在圆周上延伸，所以就可保证当耦合元件6转动时总是这两个卡锁凸块2b之一啮合到一个成型段6b中，并且这两个卡锁凸块2b的另一个啮合到无成型的段6c中。通过这一措施，即这些成型段6a只部分地在耦合元件6的圆周上延伸，就使得简单地生产耦合元件6成为可能。
此外，耦合元件6在它的圆周上具有一些螺纹段6d，特别是一些螺纹导向装置，或者螺纹槽。这些段通过成型段6b，也就是成段地在耦合元件6的圆周上延伸。这些螺纹段6d沿注射装置的纵向方向至少和卡锁凸块2b一样宽。
当操作装置5、6、7、12、13处于未被操作状态时两个卡锁凸块2b的至少一个处于和一个凹槽6a啮合之中。这些螺纹段6d具有和耦合元件6作一转时所经历的一样的导程。例如特别清楚地在图4和图5中示出了内壳体2的那些沿轴向方向和圆周方向彼此错开设置的卡锁凸块2b。
此外，定量和操作装置5、6、7、12、13还具有一个导向元件7。在这个实施例中这个导向元件和耦合元件6为不相对转动连接。耦合元件6轴向地，也就是沿着注射装置的纵轴特别是可移动一个耦合行程h。导向元件7具有至少一个，在这个实例中两个径向伸出的啮合凸块7a。这些啮合凸块成段地在导向元件7的圆周上延伸。内壳体2有一个其形状为一个螺旋形环绕的槽的内螺纹2a。啮合凸块7a延伸到该螺纹中。因此，虽然啮合凸块7a只是成段地在圆周上延伸，但它仍然具有相应的螺旋形状或者导程，以便和螺纹2a相适配。导向元件7的旋转运动引起它的轴向运动，反之亦然。操作装置5、6、7、12、13一转所走的行程相应于螺纹2a的导程。优选地螺纹段6d也具有和螺纹2a相同的导程。螺纹2a是一种双线螺纹，其中，第一啮合凸块7a啮合到第一螺纹线中，第二啮合凸块7a啮合到另一螺纹线中。
耦合元件6沿着纵轴线相对于导向元件7在两个方向都受到限制，并且可移动耦合行程h。为了防止操作装置5、6、7、12、13从壳体1、2、3的近端掉出来，如例如图12中的中间图所示，通过轴向啮合的，并且在耦合元件6和导向元件7上形成的挡块对16形成耦合元件6朝近侧方向相对于导向元件7的运动。从图13可以看出，一个设计为夹(Sprange)的弹簧元件15也能承担此任务。这个弹簧元件钩形地包围着一个凸块b，并且固定在耦合元件6上。
通过这个弹簧元件15，如同上述行程限制装置所允许的程度那样，将连接元6和导向元件7彼此压开。
耦合元件6可相对于导向元件7朝远侧方向移动一个耦合行程h，其中，弹簧元件15(图12和图13)被张紧。
操作装置5、6、7、12、13具有一个啮合元件13。如图6-8和图12或9-11以及图13所示，这个啮合元件13可以不同方式设置。然而所示设置有一个共同点就是当耦合元件6相对于导向元件7朝远侧方向运动时这个啮合元件13被径向地朝内压，也就是朝注射装置的纵轴方向压。这个被向内压的啮合元件13用它的啮合区域13a(图12和13)啮合到在输出元件9的外圆周上形成的槽中。通过这一措施在输出元件9和啮合元件13之间形成转动固定。这个啮合元件13又和定量操作装置5、6、7、12、13，也就是和耦合元件6(图12)，或者和导向元件7(图13)不相对转动地连接。
此外，这些在图6-8和12，或者在图9-11和13中示出的啮合元件13有一个共同点，那就是这些啮合元件特别是设置在一个弹性臂的端部上。这个弹性臂特别是整件地形成在耦合元件6(图12)，或者在导向元件7(图13)上。这个臂使得下述情况成为可能，即当耦合元件6朝远侧方向移动一个耦合行程h时啮合元件13被压至啮合，并且当耦合元件6朝和耦合行程h相反的方向移动时这个啮合元件13从和输出元件9的啮合中移动出来。
啮合元件13具有一个第一传动元件13b。它径向向外指向。这个第一传动元件13b具有一个传动面。这个传动表面按照一种斜面作用原理形成。这个传动元件13b在执行耦合行程时和一个第二传动元件14啮合。所述第二传动元件14可由导向元件7(图12)或者由耦合元件6(图13)形成。这个第二传动元件14具有一个径向向内指向的传动面，这个传动面也可按照斜面原理发挥作用。当耦合元件移动一个耦合行程h时第一传动元件13b和第二传动元件14的传动表面进入啮合，并且彼此滑动，这样啮合元件13径向地被向内挤压。
如图12所示，啮合元件13可沿注射装置的纵轴指向。曲率和这个臂与纵轴的相间隔的距离半径一致。在图12所示的实例中臂-在此臂上设置有啮合元件13-固定在耦合元件6上。代替地沿着纵轴指向的臂可以设置在导向元件7上，其中，第二传动元件14可设置在耦合元件6上，而不是设置在导向元件7上。
如图13所示，啮合元件13可以形成在一个沿圆周方向延伸，且弯曲的臂上。如图13所示，臂13形成在导向元件7上，其中，第二传动元件14形成在耦合元件6上。代替地沿圆周方向延伸的臂可以设置在耦合元件6上，其中，然后可将第二传动元件14设置在导向元件7上。
特别有利的是如图12所示迂回形的弹簧元件15，或者如图13所示设计为夹的弹簧元件15。
现在下面对注射装置的功能进行说明：
优选地按照在图1A到1D中所示的状态提供注射装置。耦合元件6被在图12或者13中所示的弹簧元件15相对于导向元件7地朝近侧方向挤压，并且被保持在那里。在这种情况中还没有操作定量和操作装置5、6、7、12、13。还没有调节剂量。至少一个卡锁凸块2b啮合到耦合元件6的一个成型段6b中。在这种状态中，定量-和操作装置5、6、7、12、13和输出装置9、10未旋转固定耦合。
为了调节产品剂量，通过注射装置的使用人给在剂量显示筒5的近端上形成的把手件施加转矩。通过这个转矩使定量和操作装置5、6、7、12、13转动，这样，由于是螺纹啮合7a、2a，定量和操作装置朝近侧方向从壳体1、2、3中被拧出来。两个卡锁凸块2b之一啮合到一个成型段6b中，也就是啮合到一个凹槽6a中，其中，另一个卡锁凸块2b啮合到一个无成型的段6c中。这就是说，这个施加到定量和操作装置5、6、7、12、13的转矩必须足够的大，从而将卡锁凸块2b从和凹槽6a的啮合中挤压出来。这么一来就产生了一种可听到/或者可感觉到的信号。这种信号表示定量和操作装置5、6、7、12、13的转动。在定量期间输出装置9、10不执行旋转运动，因为啮合元件13没有啮合到输出元件9中。例如通过咔嚓声所引起的振动产生的无意的转动通过卡锁元件3b卡锁啮合到输出元件9中予以防止。
耦合元件6-所述耦合元件6用内螺纹啮合到和输出元件9不相对旋转连接的停止元件8中-在定量时执行一种相对于停止元件8的旋转运动。这样，由于是螺纹啮合，所以停止元件8朝挡块5a方向移动。停止元件8在图2和3中与图1的不同仅在图C中标出。然而，这不应意味着没有停止元件8。
在图4中示出在剂量调节结束和操作定量和操作装置5、6、7、12、13之前内壳体2和耦合元件6是如何合作的。特别是可以看到，凸块2b啮合到成型段6b的凹槽中。
图2A至2D示出处于调高剂量状态中的注射装置。在这种状态中在窗口1a中可以读出所希望的产品剂量。在这种状态中定量和操作装置5、6、7、12、13还未被操作以进行产品排出，操作定量操作装置5、6、7、12、13，并且如图3A至3D所示，首先是耦合元件6和操作元件12、剂量显示筒5一起朝远侧方向相对于导向元件7移动一个耦合行程h。
通过凸块2b啮合到凹槽6a中为耦合行程h直线地导引耦合元件6。在耦合行程h结束时凸块2b的至少一个啮合到螺纹段6d中，并且两上凸块2b中的另一个啮合到无成型的段6c中(图5)。此外，当耦合行程h结束时啮合元件13和输出元件9进入无相对旋转的啮合。图3A至3D示出处于已移动耦合行程h状态中的注射装置。当继续操作，也就是移动定量和操作装置5、6、7、12、13时，其执行驱动行程，这个驱动行程引起活塞杆10的排出行程。
在驱动行程期间，由于是螺纹啮合7a、2a，剂量显示筒5、耦合元件6和导向元件7远侧地拧入到壳体1、2、3中，并且由于啮合元件13啮合到输出元件9中，从而使得活塞杆10进入相同旋转方向的旋转中。代替地当活塞杆和输出元件螺纹啮合时就不进入旋转之中。
这样，由于活塞杆10是啮合到功能套筒3a中的，所以活塞杆10朝远侧方向，也就是排出方向运动。这样活塞4a一起朝远侧方向运动。产品被排出了。
因为在耦合元件6的驱动行程期间，也就是在产品排出时在耦合元件6和输出元件9之间没有发生相对运动，所以在停止元件8的近端和挡块5a之间的距离保持不变。当定量和操作装置完全返回到它的原始位置后，可以重新进行定量，这样，停止元件8又朝挡块5a方向移动。这可一直重复到停止元件8撞到挡块5a，其中，在这一时刻，即使剂量显示筒5的标度值还允许继续定量，也不再能提高产品剂量。停止元件到挡块5的距离是如此协调的，即当活塞4a在然后进行的排出时处于其最远的位置时停止元件8才撞到挡块5a。
在图6、7和8中示出了一个具有一个沿轴向方向延伸，且用于啮合元件13的臂的注射装置，其中，这个臂固定在耦合元件6上。在图7中示出了具有未被操作的定量和操作装置5、6、7、12、13的注射装置，也就是说，啮合元件13没有啮合到输出元件9中。耦合元件6移动一个耦合行程h(图7)导致啮合元件13啮合到输出元件9中，这样，耦合元件6相对于输出元件9为不旋转地耦合(图8)。
在图9、10和11中示出具有一个沿圆周方向延伸，且用于啮合元件13的臂的注射装置。在这个实例中这个臂设置在导向元件7上。在图10中示出了一个处于未被操作状态的注射装置，也就是说，啮合元件13没有啮合到输出元件9中。当旋转固定和轴向固定地和剂量显示筒5连接的耦合元件6移动耦合行程h(图10)时，由于传动元件13b和14的共同作用，啮合元件13径向地被向内挤压到和输出元件9形成一种不相对旋转的啮合。

Claims (22)

1.用于给予产品的注射装置，包括：
a)操作装置(6、7、12、13)，在操作时操作装置为了给予执行旋转运动，
b)输出装置(9、10)，该输出装置为了给予产品执行旋转运动，
c)啮合元件(13)，在操作操作装置(6、7、12、13)时为了给予产品所述啮合元件可从非啮合状态，在此状态中操作装置(6、7、12、13)可相对于输出装置(9、10)旋转，运动到啮合的状态中，在该状态中所述操作装置(6、7、12、13)和输出装置(9、10)不相对旋转地啮合。
2.按照权利要求1所述的注射装置，其特征在于，啮合元件(13)设置在操作装置(6、7、12、13)上。
3.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，操作装置(6、7、12、13)包括耦合元件(6)和导向元件(7)，在操作操作装置(6、7、12、13)时所述耦合元件(6)可相对于导向元件(7)轴向地移动耦合行程(h)，其中，当耦合元件(6)移动耦合行程(h)时所述啮合元件(13)处于啮合状态。
4.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，啮合元件(13)具有第一传动元件(13a)和耦合元件(6)，并且导向元件(7)具有第二传动元件(14)，其中，当耦合元件(6)移动耦合行程(h)时第一传动元件(13a)和第二传动元件(14)进入啮合，由此啮合元件(13)从脱耦状态运动到耦合状态中。
5.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，啮合元件(13)具有啮合区域(13a)，当和输出装置(9、10)啮合时所述啮合区域使操作装置(6、7、12、13)和输出装置(9、10)不相对旋转地耦合。
6.按照两个前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，啮合区域(13a)径向向内指向，和/或第一传动元件(13b)径向向外指向。
7.按照两个前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，啮合元件(13)形成在在耦合元件(6)或者在导向元件(7)上形成的臂上。
8.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，所述臂沿圆周方向延伸。
9.按照权利要求7所述的注射装置，其特征在于，所述臂沿轴向方向延伸。
10.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，耦合元件(6)和导向元件(7)彼此相对不旋转地啮合。
11.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，输出装置(9、10)具有沿圆周方向分布的，且沿注射装置的纵向方向延伸的凹槽，啮合元件(13)可置入这些凹槽中进行啮合，其中，在啮合时啮合元件(13)和输出装置(9、10)之间可轴向相对运动，并且闭锁旋转运动。
12.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，输出装置(9、10)具有螺纹，该螺纹和注射装置的壳体(1、2、3)啮合，其中，输出装置(9、10)在它旋转时执行排出运动。
13.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，输出装置(9、10)包括输出元件(9)和活塞杆(10)，其中，活塞杆(10)相对于输出元件(9)不旋转及轴向可移动地设置在输出元件(9)中，其中，活塞杆(10)和壳体(1、2、3)螺纹啮合，由此活塞杆(10)在它旋转时它向排出方向运动，并且其中，啮合元件(13)可和输出元件(9)啮合，这种啮合闭锁操作装置(6、7、12、13)和输出单元(9、10)之间的相对转动。
14.按照前述权利要求所述的注射装置，其特征在于，输出元件(9)相对于壳体(1、2、3)是可旋转的和轴向是固定的。
15.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，操作装置(6、7、12、13)，特别是导向元件(7)和壳体为螺纹啮合，从而操作装置(6、7、12、13)的旋转运动引起它的轴向运动。
16.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，注射装置的壳体(1、2、3)啮合到操作装置(6、7、12、13)中，从而在耦合元件(6)还没有移动耦合行程(h)时操作装置(6、7、12、13)被直地导向，从而就阻止了操作装置(6、7、12、13)相对于壳体(1、2、3)的无意的旋转运动。
17.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，耦合元件(6)在它的圆周具有至少一个成型段(6b)，壳体(1、2、3)啮合到该成型段中，并且在耦合行程(h)开始及在其期间操作装置(6、7、12、13)闭锁无意地作旋转运动。
18.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，操作装置(6、7、12、13)，特别是耦合元件(6)具有至少一个螺纹段(6d)，当耦合元件(6)移动耦合行程(h)时壳体啮合到所述螺纹段中，其中，所述至少一个螺纹段(6d)具有和壳体(1、2、3)的、操作装置(6、7、12、13)，特别是导向元件(7)啮合到的螺纹(2a)相同的导程。
19.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，当耦合元件(6)移动了耦合行程(h)时，操作装置可以执行组合的旋转和轴向运动。
20.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，使用操作装置(6、7、12、13)借助操作装置(6、7、12、13)相对于壳体(1、2、3)和输出装置(9、10)的旋转运动待排出的产品剂量进行定量。
21.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，其特征在于，壳体(1、2、3)和操作装置(6、7、12、13)啮合，这种啮合足够的结实，以对于耦合行程(h)能防止操作装置(6、7、12、13)无意的旋转，但是这种啮合也足够的弱，以允许操作装置(6、7、12、13)的有意的旋转运动。
22.按照前述权利要求的任一项所述的注射装置，此外它还包含有停止元件(8)，停止元件和操作装置(6、7、12、13)处于螺纹啮合，并且和输出装置(9、10)处于这样的啮合，即停止元件(8)相对于输出装置(9、10)不旋转，但可纵向运动。
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