CN1119181C - 用于弹簧启动装置的锁定机构 - Google Patents
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Abstract
一种弹簧-启动的输出驱动装置，用于小型化高压生成装置的药物气雾剂治疗中，以便雾化小剂量的液体药物。这种输出驱动装置的锁定加力机构是用相当小的力加力，并用一支手放松，而且在长期使用中非常可靠。锁定加力机构包括使弹簧加力的升力传动装置，例如一种螺旋推进传动装置；带接合锁定表面的环形布置的锁定元件；用于限定弹簧运行的两个支座；以及放松按钮。该装置结构紧凑，制造经济，易于组装，而且其中的零件损耗率小。即使该装置包含大的弹簧力，对于非专业人员也能可靠和容易地进行操作。因此，雾化的药物可以高精确度的进行计量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于弹簧启动输出驱动装置的锁定(锁住)加力(加荷)机构，特别涉及一种例如借助于缸筒中的活塞，在液体中产生高压的一种装置，但本发明并不仅仅涉及这种装置。
背景技术
虽然不仅如此，但本发明特别是对计量剂量的吸入器(MDI)、例如在美国专利5497944(取自WO91/14468)所公开的吸入器的应用而开发的，专利的全部内容均作为参考文献引入本发明。在测定数量的液体中生成压力(通常至少为50巴)，这些液体通过一个具有一个或多个很小的，例如在25到500平方微米范围内的开口的管嘴部件射出。优选的管嘴部件公开在美国专利5472143(与WO94/07607相类似)中，二者的全部内容均作为参考资料引入本发明。一种能量存储装置，例如弹簧，最好由人工加力，例如采用在美国专利4260082和英国专利申请2291135所公开的转动的锯齿形楔状装置加力，二者的内容均作为参考资料引入本发明。通常设置一种锁住机构使弹簧处于加力的位置，并能用手工放松以便为测定数量的液体升压，例如使用一个活塞和缸筒装置。可以设置一个蓄气器和阀装置再次为缸筒充填。进一步的详细说明可参见PCT/EP96/04351和类似专利USSN08/726219，其全部内容均作为参考资料引入本发明。
在已知的锁定加力机构中(W.Krause：Konstruktionselemente der Feinmechanik，Verlag Carl Hanser，Munich 1993，pages 521 to 523)，将预先存贮的能量在需要时释放并转换成运动。储存机械能的装置通常为一个弹簧，它与一个导向或支承部件耦合，称作快速-运动部分。一种锁定元件可阻止快速-运动部分的运动，并以预定的方式将其放开。
在药物气雾剂治疗中，由液体药物雾化或喷雾生成的气雾剂用来治疗人们呼吸道的不适或是哮喘病的治疗。为了这种目的，就液体而言要求高压以生成气雾剂所需要的微小尺寸飞沫。高压通常用一个在缸筒内移动的活塞生成(DE-OS 195 36902.5)。对于该类型的小型化的手动缸筒形雾化器，要求或必须生成相当高的机械力，以驱动位于雾化器本身内的活塞。
发明内容
因此本发明的一个目的是要开发一种锁定加力机构，该机构即使在较高弹簧力的情况下也能方便并可靠地进行操作。本发明的一个目的在于使这种锁定加力机构能够满足生成高压的装置小型化的要求。
根据本发明的一方面，提供了一种用于弹簧-启动输出驱动装置的锁定加力机构，具有一个在垂直方向的纵轴，包括：一个上圆筒形外壳部分和一弹簧外壳，一个弹簧作用在一输出驱动元件上，使得所述输出驱动元件起到一个快速-动作元件的作用，所述输出驱动元件被布置成移动一缸筒中的活塞，以为其中的流体加压；一个用于对弹簧加力的驱动器；一个锁定元件；用于限定输出驱动元件在上部停止位置的行程的一个上部支座和用于限定输出驱动元件在下部停止位置的行程的一个下部支座；和一个用于放松锁定元件的装置。在为弹簧加力的驱动装置和弹簧之间有一个对弹簧施力的升力传动装置，所述上圆筒形外壳部分和弹簧外壳彼此通过快速-接合凸起连接，并可彼此相对转动，使得输出驱动元件克服弹簧的力被偏置进入弹簧外壳；当输出驱动元件到达其下部停止位置时，锁定元件快速对准下部支座，将输出驱动元件保持在下部停止位置，弹簧处于受力位置；所述锁定元件在垂直于所述锁定加力机构的纵轴的平面内可移动，以放松所述弹簧的受力状态；所述放松锁定元件的装置是一个放松按钮，其与所述锁定元件相连接或相耦联，在所述输出驱动元件的下部停止位置处按压该放松锁定元件的装置，使得所述锁定元件离开输出驱动元件的路径，从而从所述输出驱动元件的下部停止位置放松所述输出驱动元件，从而弹簧向上部停止位置推动所述输出驱动元件。
优先的储存能量装置为一螺簧或一板簧或膜片簧，它起到一个拉簧或一个压簧的作用，并且最好为圆柱形。
弹簧可以利用直接驱动进行加力。为此，输出驱动法兰由一个轴向操作的外力进行移动。在高弹簧力的情况下，最好配备一个升力传动装置，例如一个螺旋推进传动装置，利用该装置可以通过手动施加的外部扭矩为弹簧加力。在采用螺旋推进传动装置的情况下，上部外壳部分和输出驱动元件包括一个单-螺纹或多-螺纹楔形驱动器。这种传动装置布置在为弹簧加力的驱动器和弹簧之间。
锁定元件可以是一个沿其径向可弹性变形的环，或带有凸出部的刚性环，或是在其上带有片簧的刚性环，或是利用一个或多个金属弹簧受到弹簧预加力效应的刚性环。环可以是闭合的或是开口的，并且可以包括多个部分，优选地为两个部分。锁定元件包括塑料或金属。它可移动地布置在与缸筒的轴垂直的平面内，或者它可以在所说的平面内变形。
弹簧在加力后，锁定元件的锁定表面移入弹簧的或输出驱动元件的路径，并阻止弹簧的放松。
锁定元件最好借助放松按钮启动。按钮可和锁定元件耦合或连接在一起。为放松锁定加力机构，此类放松按钮和相关的锁定元件通常在平行于环的平面内移动，特别是且优选地是向着缸筒的轴移动，或者锁定元件在环的平面内产生径向变形。
输出驱动元件的运行由所确立的支座精确地限定。优选的驱动元件是在另一输出元件上的法兰。
根据本发明的另一个方面，提供了一个弹簧-加力的驱动机构，驱动机构中安装一个输出元件，用于防止弹簧在放松位置和锁定位置之间直线移动的偏离，锁定元件可以沿输出元件移动方向的横向移动，并与输出元件一起进入或移出支座装置的路径，其中锁定元件大体上为开口或闭合的环的形式，从而在放松机构弹簧动作的情况下，使支座装置可穿过该环，其中大体上呈环状的锁定元件最好是两个或多个部分。
优选地，锁定元件形成一个可选择地断开的闭合环，但它可以呈开口环或又架的形式。要求锁定元件与支座装置接合，使输出元件翻倾和束缚的风险最小。这可以通过例如将接合布置在大体上沿直径彼此相对的至少两个位置上来实现。
其它优选的特征包括：
弹簧为螺旋形压缩弹簧。
当输出元件到达锁定位置时锁定元件能快速对准支座装置。
由凸轮连同将输出元件由放松位置移入锁定位置的装置一起提供快速动作。
由一个或多个弹簧提供快速动作。
锁定元件可回弹地变形，从而可提供快速动作。
锁定元件布置成用手工可移出支座装置的路径。
配有一个升力传动装置，用以在移动输出装置时阻止弹簧的偏斜。
传动装置包括一个带有一个锯齿推力凸轮的可转动部分。
布置输出元件以便移动缸筒中的活塞，用以为其中的液体加压。
该机构是用于雾化液体装置的一部分，或者更准确地说，是一个计量剂量的吸入器的一部分。
附图说明
现在将通过例子参照附图描述本发明的优选实施例，其中：
图1a是本发明的锁定加力机构带有脱开的锁定元件和位于放松位置的弹簧的垂直纵剖面视图；
图1b是相同的机构带有接合的锁定元件和位于压缩位置弹簧的相同的视图；
图2a和2b相应于图1a和1b的水平剖面视图，表示锁定元件分别位于其脱开和接合位置上；
图3a和3b是表示锁定元件的第二实施例的与图2a和2b相似的视图；
图4a和4b是表示锁定元件的第三实施例的与图2a和2b相似的视图；
图5a和5b是表示锁定元件的第四实施例的与图2a和2b相似的视图；
图6a和6b是表示锁定元件的第五实施例的与图2a和2b相似的视图。
具体实施方式
图1a为通过锁定加力机构的纵剖面视图。上圆筒形外壳部分1与弹簧外壳2接合，它与快速-接合凸起3相连接。快速-接合凸起3位于弹簧外壳2的外侧，并延伸过两个彼此相对设置的每个约30度的圆弧段，这些凸起嵌入上外壳部分内侧周边延伸的槽中。因此两个外壳部分可彼此相对转动。设置在弹簧外壳2中的是压缩弹簧4，当两个外壳安装在一起时弹簧4通常是预先加力的。压缩弹簧4支承在弹簧外壳底端沿其周边延伸的凸起上和输出驱动元件5上，输出驱动元件5在上外壳部分和弹簧外壳之间以平行轴方式可移动地进行布置，同时反过来又压向上外壳部分1。圆筒状的杯形输出驱动元件滑动地安装在外壳2的圆筒形腔内，但又伸进上外壳部分。环状锁定元件6围绕输出驱动元件延伸。安装在锁定元件上的放松按钮7侧向伸出上外壳部分。在优选的配置中，元件5为空心活塞(未示出)上的一个法兰，活塞在上外壳部分的一个缸筒(未示出)内可往复移动，并连接在一个气雾化的装置上。活塞的下端与一个储存器(未示出)相连接，整个机构是MDI的一部分。
在使用螺旋型推进传动装置的情况下，杯形输出驱动元件的颈圈通常包括两个锯齿形凹槽，上外壳部分内的两个锯齿在其中滑动。在图1a中非常简单地示出了锯齿和凹槽。当上外壳部分相对于弹簧外壳转动时，输出驱动元件被进一步推进到弹簧外壳中，以抵抗压缩弹簧的作用力。一旦输出驱动元件的上缘被向下推动足够的距离通过锁定元件时，环形锁定元件沿垂直于外壳轴的方向，在输出驱动元件上缘和上外壳部分中的环形凸起之间移动，从而固定输出驱动元件，并使因输出驱动元件的位移而(附加地)受力的压缩弹簧迅速进入其所达到的位置。
弹簧力的平均值为10到150N。在输出驱动元件的上部和下部的停止位置间，弹簧力的变化约为弹簧力平均值的±10％。
按下放松按钮7使环形锁定元件沿垂直于外壳轴的方向推回，从而离开输出驱动元件移动的路径。压缩弹簧将输出驱动元件向上推动一个预定的距离，并由此而启动一个部件(未示出)，该部件连接在输出驱动元件上，例如在缸筒内的一个活塞。
图1a表示锁定加力机构在输出驱动元件位于其上部停止位置，且锁定元件在脱开时的情况。图1b表示锁定加力机构在输出驱动元件位于其下部停止位置，且锁定元件在接合时的情况。支座8为在输出驱动元件位于其下部停止位置时限定其运行的装置，而支座9为在上部停止位置时限定其运行的装置。两个外壳部分彼此的相对转动，使机构由图1a所示的状态进入图1b所示的状态。按下放松按钮使机构由图1b所示的状态进入图1a所示的状态。
图2a和2b表示锁定加力机构在环形锁定元件中间的横剖面视图，更准确地说，图2a相应于锁定加力机构在图1 a中所示的，锁定元件在脱开位置时的状态，而图2b相应于锁定加力机构在图1b中所示的锁定元件在接合位置时的状态。
图3a至图6b表示根据本发明的环形锁定元件的一些实施例。更具体地说，一部分是大约处在环形锁定元件中间平面的横剖面，一部分是在上外壳部分底部截面的平面视图。图3a，4a，5a和6a表示锁定元件处在脱开位置上，而图3b，4b，5b和6b则表示锁定元件处在接合位置上。
在图3a和3b中，一个成斜角的偏心凸起11设置在锁定元件10的外周边表面上。另一个成斜角的偏心凸起12设置在弹簧外壳2的上缘。当上外壳部分相对于弹簧外壳的转动终了时，两个偏心凸起以其斜面彼此靠在一起，同时弹簧外壳上的偏心凸起推动锁定元件10进入接合位置。当放松按钮启动时，锁定元件被推回到脱开位置，同时离开输出驱动元件移动的路径。
在图4a中锁定元件13由两个整体的弹簧14构成，弹簧将锁定加力机构上部停止位置中的锁定元件，推向输出驱动元件5的外周边表面。一旦输出驱动元件5的上缘通过锁定元件而受压时，锁定元件将因整体弹簧的作用力而移动到图4b所示的接合位置。当放松按钮启动时，锁定元件被推回到脱开的位置，并克服整体弹簧的作用力，同时离开输出驱动元件移动的路径。
图5a表示一个锁定元件15，其预先加力的弧形部分16在初始时压向输出驱动元件5的外周边表面。当输出驱动元件的上缘通过锁定元件而受压时，预先加力的弧形部分16跳过输出驱动元件的上缘进入接合装置。当启动放松按钮时，弧形部分16因其弯曲负载被向外推动，并离开输出驱动元件移动的路径。
图6a表示一个带有整体弹簧的两部分的锁定元件17。每个弹簧部分18可旋转地连接在一个轴19上。在每个弹簧部分的内侧设置了一个凸起20。一旦输出驱动部分的上缘通过锁定元件而受压时，凸起20跳过输出驱动元件的上缘进入接合位置。当放松按钮启动时，弹簧部分18由凸起20向外推动，同时离开输出启动元件移动的路径。
如参照附图所描述的锁定加力机构具有如下的优点：
即使是不熟悉的人员操作该机构也是很简单和可靠的。
可以通过按压放松按钮用一只手启动。
当采用一个升力传动装置时，例如一个螺旋推进传动装置时，可以使用较小的扭矩而产生大的弹簧力。
锁定元件移动可以可靠地与转动动作相结合，以简单的方式为弹簧加力。
可以经济地进行生产且便于组装。
机构包括具有低损耗率的功能性部件，且操作可靠。
机构紧凑并可方便地用于小型化的高压气雾器。由于为输出驱动元件设置了限定支座，计量的效果是非常精确的。
Claims (11)
1.一个用于弹簧-启动输出驱动装置的锁定加力机构，具有一个在垂直方向的纵轴，包括：一个上圆筒形外壳部分(1)和一弹簧外壳(2)，一个弹簧(4)作用在一输出驱动元件(5)上，使得所述输出驱动元件(5)起到一个快速-动作元件的作用，所述输出驱动元件(5)被布置成移动一缸筒中的活塞，以为其中的流体加压；一个用于对弹簧(4)加力的驱动器；一个锁定元件(6)；用于限定输出驱动元件(5)在上部停止位置的行程的一个上部支座(9)和用于限定输出驱动元件(5)在下部停止位置的行程的一个下部支座(8)；和一个用于放松锁定元件(6)的装置，其特征在于：
在为弹簧加力的驱动装置和弹簧之间有一个对弹簧(4)施力的升力传动装置，
所述上圆筒形外壳部分(1)和弹簧外壳(2)彼此通过快速-接合凸起(3)连接，并可彼此相对转动，使得输出驱动元件(5)克服弹簧(4)的力被偏置进入弹簧外壳(2)；
当输出驱动元件(5)到达其下部停止位置时，锁定元件(6)快速对准下部支座(8)，将输出驱动元件(5)保持在下部停止位置，弹簧(4)处于受力位置；
所述锁定元件(6)在垂直于所述锁定加力机构的纵轴的平面内可移动，以放松所述弹簧的受力状态；
所述放松锁定元件(6)的装置是一个放松按钮(7)，其与所述锁定元件(6)相连接或相耦联，在所述输出驱动元件(5)的下部停止位置处按压该放松锁定元件的装置，使得所述锁定元件离开输出驱动元件的路径，从而从所述输出驱动元件的下部停止位置放松所述输出驱动元件，从而弹簧(4)向上部停止位置推动所述输出驱动元件。
2.根据权利要求1的锁定加力机构，其特征在于，所述弹簧包括：
一个螺簧，或
一个板簧，
弹簧起到一个拉簧或一个压簧的作用。
3.根据权利要求1或2的锁定加力机构，其特征在于，所述升力传动装置包括在为弹簧加力的驱动装置和弹簧之间配置的一个螺旋推进传动装置。
4.根据权利要求3的锁定加力机构，其特征在于，所述输出驱动元件(5)为杯形，所述螺旋推进传动装置包括在所述的杯形输出驱动元件的颈圈中的两个锯齿形凹槽，上外壳部分内的两个锯齿在其中滑动。
5.根据权利要求1或2的锁定加力机构，其特征在于，所述锁定元件(6)包括一个开口(17)或闭合的环(6；10；13；15)，环可在垂直于锁定加力机构的纵轴的平面内移动。
6.根据权利要求1或2的锁定加力机构，其特征在于，所述锁定元件(6)包括：
一个可径向弹性变形环(15)，或
其上带有片簧(14)的刚性环(13)，或
其上带有偏心凸起(11)的刚性环(10)，或
刚性环和金属弹簧。
7.根据权利要求1或2的锁定加力机构，其特征在于，所述锁定元件是塑料的或金属的。
8.根据权利要求1或2的锁定加力机构，其特征在于，所述锁定元件(6)的移动与所述上圆筒形外壳部分(1)和弹簧外壳(2)的相对转动动作相耦合。
9.一种压缩和雾化流体的装置，包括权利要求1或2所述的锁定加力机构，其中，所述输出驱动元件(5)被布置成移动一缸筒中的活塞，以为其中的流体加压并喷射该流体。
10.根据权利要求9所述的压缩和雾化流体的装置，其中，包括一个计量剂量的雾化器。
11.根据权利要求9所述的压缩和雾化流体的装置，其中，包括一个小型高压计量剂量的雾化器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20030827 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |