CN112386768A - 锥体破裂力增加的玻璃注射器筒 - Google Patents

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I·安德烈奥利
M·史特拉瑟曼
A·兰格斯多弗
P·托马斯
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Abstract

玻璃注射器筒具有至少部分圆锥形上部并且具有纵向轴线Lbarrel。玻璃注射器筒包括可通过其喷射液体的顶端，及可将柱塞挡止器推入的底端。还包括：(1)具有第一端和第二端的锥形区域，第一端对应于玻璃注射器筒顶端，锥形区域具有长度和在第二端处的外径；(2)具有第一端和第二端的肩部区域，第一端与锥形区域第二端相邻，肩部区域外轮廓包括始于锥形区域第二端下方的凹形且基本圆弧形的区域，其外半径为r1，及始于肩部区域第二端上方的凸形且基本圆弧形的区域，其外半径为r2；(3)具有第一端和第二端的主体区域，第一端与肩部区域第二端相邻，第二端对应于玻璃注射器筒底端，主体区域具有外径和玻璃厚度；在肩部区域中玻璃注射器筒外轮廓由r1的某个值限定。

Description

锥体破裂力增加的玻璃注射器筒
技术领域
本发明涉及一种玻璃注射器筒，其具有至少部分圆锥形的上部并且具有纵向轴线Lbarrel。该玻璃注射器筒能够包括通过其喷射液体的顶端以及能够将柱塞挡止器推入的底端。玻璃注射器筒从顶端到底端依次包括：1)锥形区域、2)肩部区域以及3)主体区域。本发明还涉及多个玻璃注射器筒以及包括玻璃注射器筒的注射器。
背景技术
为了保证医药制品的可靠使用，可以从市场上购买预填充的一次性注射器。通过比较简单的操作或处理，可以通过这些注射器快速注射其中所含的产品。这种预填充的注射器具有由玻璃或聚合物制成的注射器筒，其上形成有注射器头。在该注射器筒中集成有注射器针头，或者该注射器筒具有锥形接头的鲁尔连接锥，必要时具有可锁定锥形接头(鲁尔锁)。握持板安装在注射器筒的另一开口端。该握持板与注射器筒形成为一体，或者作为单独的部件放置在注射器筒上。弹性活塞挡止器可滑动通过注射器筒的开口端。活塞挡止器具有带螺纹的盲孔，在各种实施例中，带有螺纹前端的活塞杆可拧入该盲孔。标准DINISO 11040中描述了上述一次性注射器，也称为预制注射器，其具有由玻璃制成的注射器筒。例如，在第4部分中描述了该注射器筒。在第5部分中描述了由聚合物制成的具有十字形横截面的弹性体标准活塞挡止器和标准活塞杆。
有两种鲁尔锥形接头:锁定式和滑动式。“鲁尔锁定”式接头通常称为“鲁尔锁定接头”，而“鲁尔滑动”式接头通常称为“滑动端头”。鲁尔锁定接头配件通过内螺纹配件上的有凸毂牢固地连接，该凸毂旋入外螺纹配件上的套筒中的螺纹内。滑动端头(鲁尔滑动接头)配件简单地符合鲁尔锥形接头尺寸且被压在一起，其通过摩擦保持(它们没有螺纹)。设计用于鲁尔锁定式接头的玻璃注射器的特征通常在于，其包括至少部分圆锥形的上部，在该上部的上方推入鲁尔组件，收缩区域通常紧随其后。该收缩区域的直径比锥形区域的直径小。收缩区域中直径的减小会在圆锥形上部的周围形成一个凹口，从而使鲁尔锁定接头适配器(其是由塑料制成的包含螺纹的套筒)可以“卡入”并因此将这些组件牢固地保持于注射器上。
在包括鲁尔锁定式接头或鲁尔滑动式接头的玻璃注射器筒中，圆锥形上部的外径仅约4mm，并且锥形区域中玻璃的壁厚仅约1mm到2mm。因此，这种玻璃注射器筒非常容易受到锥形区域中机械应力的影响。机械应力包括：例如，当鲁尔适配器附接于圆锥形上部时以及当附接于鲁尔锥体的鲁尔适配器中的针头作为这种注射器预期用途的一部分插入人或动物组织时产生的那些机械应力，或者当这种玻璃注射器筒在包装单元中运输时产生的机械应力，该包装单元包含大量包装于密闭空间中的注射器。
发明内容
总体上，本发明的目的是至少部分地克服现有技术所产生的缺点。本发明的另一目的是提供一种玻璃注射器筒，其包括至少部分圆锥形的上部，特别是设计用于鲁尔锁定式接头或鲁尔滑动式接头的鲁尔锥，与现有技术中已知的类似玻璃注射器筒相比，其对施加到玻璃注射器筒的锥形区域上的压力具有改进的抵抗力。本发明的另一目的是提供一种玻璃注射器筒，其包括至少部分圆锥形的上部，特别是设计用于鲁尔锁定式接头或鲁尔滑动式接头的鲁尔接头，与现有技术中已知的类似玻璃注射器筒相比，其对施加到玻璃注射器筒的锥形区域上的压力具有改进的抵抗力。并且，该玻璃注射器筒已通过尽可能简单的方法而制备，优选地由预制玻璃管通过成形和分离制备。本发明的另一目的是提供一种制备玻璃注射器筒的方法，该玻璃注射器筒包括至少部分圆锥形的上部，特别是设计用于鲁尔锁定式接头或鲁尔滑动式接头的鲁尔锥，与现有技术中已知的类似玻璃注射器筒相比，其对施加到玻璃注射器的锥形区域上的压力具有改进的抵抗力。该玻璃注射器由预制玻璃管通过成形和分离制备，其中不需要额外的加工步骤，例如，在锥形和/或肩部区域中对玻璃表面进行修饰或对玻璃进行增厚。
独立权利要求对至少部分地解决至少一个、优选多个上述目的做出了贡献。从属权利要求提供了优选实施例，其有助于至少部分地解决至少一个目的。
具有至少部分圆锥形的上部的玻璃注射器筒的实施例1为解决根据本发明的至少一个目的做出了贡献。所述玻璃注射器筒具有纵向轴线Lbarrel，并且包括能够通过其喷射液体的顶端以及能够将柱塞挡止器推入的底端。所述玻璃注射器筒在从所述顶端到所述底端的方向上包括：
i)具有第一端和第二端的锥形区域，所述锥形区域的所述第一端对应于所述玻璃注射器筒的所述顶端，其中所述锥形区域具有长度l1和在其第二端处的外径d1；
ii)具有第一端和第二端的肩部区域，所述肩部区域的所述第一端与所述锥形区域的所述第二端相邻，其中，所述肩部区域的外轮廓包括始于所述锥形区域的所述第二端下方的凹形的且基本上为圆弧形的区域c1、以及始于所述肩部区域的所述第二端上方的凸形的且基本上为圆弧形的区域c2，区域c1的外半径为r1，区域c2的外半径为r2；
iii)具有第一端和第二端的主体区域，所述主体区域的所述第一端与所述肩部区域的所述第二端相邻，所述主体区域的所述第二端对应于所述玻璃注射器筒的所述底端，其中，所述主体区域具有外径d2和玻璃厚度n2，
其中，r1在0.4mm至3mm的范围内，优选在0.5mm至2.5mm的范围内，更优选在0.6mm至2mm的范围内，甚至更优选在0.7mm至1.8mm的范围内，最优选在0.8mm到1.5mm的范围内。根据本发明的玻璃注射器筒的特别优选的实施例，r1在0.5mm至3mm的范围内。
多个玻璃注射器筒1的实施例1也为解决根据本发明的至少一个目的做出了贡献。每个玻璃注射器筒具有至少部分圆锥形的上部，并且每个玻璃注射器筒具有纵向轴线Lbarrel且包括能够通过其喷射液体的顶端以及能够将柱塞挡止器推入的底端。每个玻璃注射器筒在从所述顶端到所述底端的方向上包括：
i)具有第一端和第二端的锥形区域，所述锥形区域的所述第一端对应于所述玻璃注射器筒的所述顶端，其中所述锥形区域具有长度l1和在其第二端处的外径d1；
ii)具有第一端和第二端的肩部区域，所述肩部区域的所述第一端与所述锥形区域的所述第二端相邻，其中，所述肩部区域的外轮廓包括始于所述锥形区域的所述第二端下方的凹形且基本上为圆弧形的区域c1、以及始于所述肩部区域的所述第二端上方的凸形且基本上为圆弧形的区域c2，区域c1的外半径为r1，区域c2的外半径为r2；
iii)具有第一端和第二端的主体区域，所述主体区域的所述第一端与所述肩部区域的所述第二端相邻，所述主体区域的所述第二端对应于所述玻璃注射器筒的所述底端，其中，所述主体区域具有外径d2和玻璃厚度n2；
其中，对于包括在所述多个玻璃注射器筒1中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒，r1在0.4mm至3mm的范围内，优选在0.5mm至2.5mm的范围内，更优选在0.6mm至2mm的范围内，甚至更优选在0.7mm至1.8mm的范围内，最优选在0.8mm到1.5mm的范围内。根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1的特别优选的实施例，对于包括在所述多个玻璃注射器筒1中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒，r1在0.5mm至3mm的范围内。
多个玻璃注射器筒2的实施例1也为解决根据本发明的至少一个目的做出了贡献。每个玻璃注射器筒具有至少部分圆锥形的上部，并且每个玻璃注射器筒具有纵向轴线Lbarrel且包括可以通过其喷射液体的顶端以及可供柱塞挡止器推入的底端。每个玻璃注射器筒在从所述顶端到所述底端的方向包括：
i)具有第一端和第二端的锥形区域，所述锥形区域的所述第一端与所述玻璃注射器筒的所述顶端相对应，并且所述锥形区域具有长度l1和在其第二端处的外径d1；
ii)具有第一端和第二端的肩部区域，所述肩部区域的所述第一端与所述锥形区域的所述第二端相邻，其中，所述肩部区域的外轮廓包括始于所述锥形区域的所述第二端下方的凹形的且基本上为圆弧形的区域c1、以及始于所述肩部区域的所述第二端上方的凸形的且基本上为圆弧形的区域c2，区域c1的外半径为r1，区域c2的外半径为r2；
iii)具有第一端和第二端的主体区域，所述主体区域的所述第一端与所述肩部区域的所述第二端相邻，所述主体区域的所述第二端对应于所述玻璃注射器筒的所述底端，其中，所述主体区域具有外径d2和玻璃厚度n2。
其中，
-包括在所述多个玻璃注射器筒中的所述玻璃注射器筒的1％分位数的鲁尔锥体破裂抗力为至少50N，优选为至少65N，更优选为至少80N，甚至更优选为至少95N，最优选为至少110N；和/或，
-包括在所述多个玻璃注射器筒中的所述玻璃注射器筒的50％分位数的鲁尔锥体破裂抗力为至少145N，优选为至少175N，更优选为至少205N，甚至更优选为至少230N，最优选为至少270N。
如果至少1％的所述玻璃注射器筒的鲁尔锥体破裂抗力小于或等于50N，并且如果至少99％的所述玻璃注射器筒的鲁尔锥体破裂抗力大于或等于50N，则多个玻璃注射器筒的1％分位数的鲁尔锥体破裂抗力为50N。如果至少50％的所述玻璃注射器筒的鲁尔锥体破裂抗力小于或等于145N，并且如果至少50％的所述玻璃注射器筒的鲁尔锥体破裂抗力大于或等于145N，则多个玻璃注射器筒的50％分位数的鲁尔锥体破裂抗力为145N。
在本发明的意义上，“多个玻璃注射器”优选包括至少10个玻璃注射器，优选为至少25个，更优选为至少50个，甚至更优选为至少100个，甚至更优选为至少200个，最优选为至少400个。此外，优选地，任意收集了所述多个玻璃注射器，并且不针对任何性质特别选择所述多个玻璃注射器。例如，所述多个玻璃注射器可以为典型的运输托盘中包装在一起的注射器组。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例2中，根据实施例1设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2。其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或者对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，满足如下条件：
如果将所述玻璃注射器筒以所述主体区域的外表面放置在平面水平基板上，则在所述玻璃注射器筒的位于平面内的任意给定横截面中，f(x)定义为在给定位置x处，所述基板与所述玻璃注射器筒的外表面之间的垂直距离；所述平面位于所述玻璃注射器筒的中心并包括所述玻璃注射器筒的所述纵向轴线Lbarrel，
k(x)＝|f”(x)/[1+f’(x)2]3/2|定义为给定位置x处的f(x)曲率的绝对值，以及
在x＝P1和x＝P2之间的间隔中，对于此间隔中的任意凹曲率，(1/k(x))/n2 2的最小值为至少0.5mm-1，优选为至少0.6mm-1，更优选为至少0.75mm-1，甚至更优选为至少0.85mm-1，最优选为至少1.0mm-1。其中，P1定义为其中所述玻璃注射器筒的外径为0.95×d2的x位置，以及P2为P1+3×n2
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例3中，根据实施例2设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2。其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，在x＝P1和x＝P2之间的间隔中，f(x)的一阶导数f’(x)max的最大值小于18，甚至更优选小于15，甚至更优选小于10，最优选小于5。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例4中，根据实施例1至3的任一个设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2。其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，r2在1.2mm至3.1mm的范围内，优选在1.4mm至2.9mm的范围内，更优选在1.6mm至2.7mm的范围内，甚至更优选在1.8mm至2.5mm的范围内，最优选在2.0mm至2.3mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例5中，根据实施例1至4的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒还包括位于所述锥形区域和所述肩部区域之间的收缩区域。所述收缩区域具有与所述锥形区域的所述第二端相邻的第一端，与所述肩部区域的所述第一端相邻的第二端以及外轮廓c3，其中，所述收缩区域的长度为l1’，所述收缩区域的所述第一端下方的最小外径d1’小于d1，所述收缩区域的所述第二端处的外径为d1”。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例6中，根据实施例5设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒在所述收缩区域的外轮廓c3呈圆锥形，d1’＜d1”，并且其中在所述收缩区域的所述第二端处，c3毫无错位地汇合到c1。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例7中，根据实施例6设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，在所述收缩区域中，平行于所述纵向轴线Lbarrel延伸的第一线和平行于c3延伸的并与所述第一线在同一平面内延伸的第二线之间包括角γ。其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，γ在0.3°至2.5°的范围内，优选在0.5°至2.0°的范围内，最优选在0.7°至1.5°的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例8中，根据实施例1至7中任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，l1或者在存在收缩区域的情况下总长度l1+l1’在8mm至12mm的范围内，优选在8.25mm至10.5mm的范围内，更优选在8.5mm至10mm的范围内，甚至更优选在8.6mm至9.8mm的范围内，甚至更优选在8.7mm至9.6mm的范围内，最优选在9.4mm至9.6mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例9中，根据实施例5至8的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，l1’在1mm至3mm的范围内，优选在1.1mm至2.5mm的范围内，更优选在1.2mm至2mm的范围内，甚至更优选在1.3mm至1.8mm的范围内，最优选在1.4mm至1.6mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的多个玻璃注射器筒1或2的实施例10中，根据实施例1至9的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，d1在4mm至4.8mm的范围内，优选在4.2mm至4.6mm的范围内，更优选在4.3mm至4.5mm的范围内，甚至更优选在4.35mm至4.45mm的范围内，最优选在4.40mm到4.42mm的范围内。优选地，d1是所述锥形区域的最大外径。此外，优选地，所述锥形区域的所述第二端(或者，如果所述锥形区域包括收缩区域，则为所述收缩区域的所述第二端)优选对应于外径d1超过4.4mm的点。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例11中，根据实施例1至10的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，d2在6mm至15mm的范围内，优选在6.5mm至14mm的范围内，更优选在7mm至13mm的范围内，甚至更优选在7.5mm至12mm的范围内，最优选在8mm到11mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例12中，根据实施例1至11的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒在所述锥形区域的外表面被粗糙化或设置有涂层。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的多个玻璃注射器筒1或2的实施例13中，根据实施例5至12的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，对于所述玻璃注射器筒1而言或对于包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒而言，d1’在3.4mm至5.2mm的范围内，优选在3.6mm至5mm的范围内，更优选在3.8mm至4.8mm的范围内，甚至更优选在4mm至4.6mm的范围内，最优选在4.2mm至4.4mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例14中，根据实施例5至13的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，在所述玻璃注射器筒1中或在包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，玻璃在所述收缩区域的最大厚度在1.3mm到2.1mm的范围内，优在为1.4mm到2mm的范围内，更优选在1.5mm到1.9mm的范围内，甚至更优选在1.6mm至1.8mm的范围内，最优选在1.65mm至1.75mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例15中，根据实施例5至14的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，在所述玻璃注射器筒1中或在包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，玻璃在所述收缩区域的最小厚度在1.1mm至1.9mm的范围内，优选在1.2mm至1.8mm的范围内，更优选在1.3mm至1.7mm的范围内，甚至更优选在1.4mm至1.6mm的范围内，最优选在1.45mm至1.55mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例16中，根据实施例1至15的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，在所述玻璃注射器筒1中或在包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，所述肩部区域的特征在于外肩角α在6°至28°的范围内，优选在8°至22°的范围内，更优选在9°至16°的范围内，甚至更优选在10°至15°的范围内，最优选在11°至14°的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例17中，根据实施例1至16的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，在所述玻璃注射器筒1中或在包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，所述肩部区域的特征在于内肩部角β在22°至50°的范围内，优选在25°至40°的范围内，更优选在26°至35°的范围内，甚至更优选在27°至32°，最优选在28°至31°的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例18中，根据实施例1至17的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，ns是肩部区域的玻璃厚度，其在内肩部表面的点处测得，在该点处所述内肩部表面首次与纵向轴线Lbarrel形成30°角。并且其中在所述玻璃注射器筒1中或在包括在所述多个玻璃注射器筒1中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，ns在1.2mm至2mm的范围内，优选在1.3mm至1.8mm的范围内，更优选在1.3mm至1.6mm的范围内，甚至更优选在1.35mm至1.5mm的范围内，最优选在1.35mm至1.45mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例19中，根据实施例1至18的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，l2是所述主体区域的长度，并且其中在所述玻璃注射器筒1中或在包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，l2在30mm至60mm的范围内，优选在35mm至55mm的范围内，更优选在38mm至50mm的范围内，甚至更优选在39.5mm到45mm的范围内，最优选在39.5mm到41mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例20中，根据实施例1至19的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，在所述玻璃注射器筒1中或在包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，n2在0.6mm至1.6mm的范围内，优选在0.7mm至1.5mm的范围内，更优选在0.8mm至1.4mm的范围内，甚至更优选在0.9mm至1.3mm的范围内，最优选在1mm到1.2mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例21中，根据实施例1至20的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒具有标称容积V，并且其中在所述玻璃注射器筒1中或在包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，V在0.5ml到11ml的范围内，优选在0.5ml到9ml的范围内，更优选在0.5ml到7ml的范围内，甚至更优选在0.5ml到5ml的范围内，最优选在0.5ml至3ml的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例22中，根据实施例1至21的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒具有长度l3，其测量为所述顶端和所述底端之间的距离，并且其中在所述玻璃注射器筒1中或者在包括在所述多个玻璃注射器筒1或2中的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒中，l3在30mm至100mm的范围内，优选在35mm至95mm，更优选在40mm至90mm的范围内，甚至更优选在45mm至86mm的范围内，最优选在46mm至70mm的范围内。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例24中，根据实施例1至23的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒1或包括在所述多个玻璃注射器筒1或2的至少75％的所述玻璃注射器筒，优选至少85％，更优选至少95％，最优选每个所述玻璃注射器筒围绕所述纵向轴线Lbarrel旋转对称，所述纵向轴线Lbarrel平行于所述主体区域延伸，并且优选地，穿过所述顶端和所述底端的中心。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例24中，根据实施例1至23的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒设计用于鲁尔滑动式接头，并由附接至所述至少部分圆锥形上部的端帽密封。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例25中，根据实施例1至24的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒设计用于鲁尔锁定式接头，并且包括附接至所述至少部分圆锥形的上部的鲁尔锁定适配器。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例26中，根据实施例1至25的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，针头通过鲁尔接头附接至所述至少部分圆锥形的上部，并且其中针头由针帽密封。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例28中，根据实施例1至27的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述注射器还包括：
iv)具有第一端和第二端的凸缘区域，所述凸缘区域的所述第一端与所述主体区域的所述第二端相邻，所述凸缘区域的所述第二端包括手指凸缘并且与所述玻璃注射器筒的所述底端相对应，其中所述凸缘区域具有外径d3>d2。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例29中，根据实施例1至28的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，玻璃选自由硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、钙钠玻璃以及熔融石英组成的组。
在根据本发明的所述玻璃注射器筒1或根据本发明的所述多个玻璃注射器筒1或2的实施例30中，根据实施例1至29的任一实施例设计所述玻璃注射器筒1或所述多个玻璃注射器筒1或2，其中，所述玻璃注射器筒包括至少部分叠置于所述主体区域的内表面上的涂层。
通过以下方法或制造物品的实施例1对解决根据本发明的至少一个目的做出贡献，该物品优选为玻璃注射器筒，更优选为根据本发明的玻璃注射器筒，实施例1包括如下处理步骤：
I)将具有纵向轴线Ltube(其对应于成品玻璃注射器筒中的LBarrel)、第一端和另一端的玻璃管装入机器中，优选装入旋转机中，该玻璃管具有壁厚n2和外径d2；
II)在玻璃管绕其纵向轴线旋转的同时，用加热元件(优选用火焰)将玻璃管的第一端加热到高于玻璃化转变温度的温度，优选加热到高于其软化温度的温度；
III)在玻璃管绕其纵向轴线旋转的同时，使用在第一端处作用于玻璃管外表面的预定位置的一个或多个成型工具将已加热的第一端成形以形成：
i)具有第一端和第二端的锥形区域，该锥形区域的第一端对应于玻璃注射器筒的顶端，该锥形区域具有长度l1和在其第二端处的外径d1；
ii)具有第一端和第二端的肩部区域，该肩部区域的第一端与锥形区域的第二端相邻，其中该肩部区域的外轮廓包括始于锥形区域的第二端下方的凹形的且基本上为圆弧形的区域c1和始于肩部区域的第二端上方的凸形的且基本上为圆弧形的区域c2，区域c1的外半径为r1，区域c2的外半径为r2；
iii)具有第一端和第二端的主体区域，该主体区域的第一端与肩部区域的第二端相邻，该主体区域的第二端优选地对应于玻璃注射器筒的底端，其中主体区域具有外径d2和玻璃厚度n2；
其中，进行方法步骤III)中的成形以使得r1在0.4mm至3mm的范围内，优选在0.5mm至2.5mm的范围内，更优选在0.6mm至2mm的范围内，甚至更优选在0.7mm至1.8mm的范围内，最优选在0.8mm至1.5mm的范围内。根据本发明的方法1的特别优选的实施例，进行方法步骤III)中的成形以使得r1在0.5mm至3mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例3中，根据其实施例1设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以获得在肩部区域中的外轮廓，其特征在于以下特征：
如果将成形的玻璃管以主体区域的外表面放置在平面水平基板上，则在玻璃注射器筒的位于平面(该平面位于玻璃注射器筒的中心并包括该成形的玻璃管的纵向轴线Ltube)内的任意给定横截面中，f(x)定义为在给定位置x处，基板和玻璃注射器筒的外表面之间的垂直距离，
k(x)＝|f”(x)/[1+f’(x)2]3/2|定义为给定位置x处的f(x)的曲率的绝对值，并且
在x＝P1和x＝P2之间的间隔中，对于此间隔中的任意凹曲率，(1/k(x))/n2 2的最小值为至少0.5mm-1，优选为至少0.6mm-1，更优选为至少0.75mm-1，甚至更优选为至少0.85mm-1，最优选为至少1.0mm-1，其中,P1定义为x位置，在该x位置处玻璃注射器筒的外径为0.95×d2且P2为P1+3×n2。
在根据本发明的方法1的实施例3中，根据其实施例2设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得在x＝P1和x＝P2之间的间隔中，f(x)的一阶导数f’(x)max的最大值小于18，甚至更优选小于15，甚至更优选小于10，最优选小于5。
在根据本发明的方法1的实施例4中，根据其实施例1至3中的任一实施例来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得r2在1.2mm至3.1mm的范围内，优选在1.4mm至2.9mm的范围内，更优选在1.6mm至2.7mm的范围内，甚至更优选在1.8mm至2.5mm的范围内，最优选在2.0mm至2.3mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例5中，根据其实施例1至4中的任一实施例来设计方法1，其中，d2在6mm至15mm的范围内，优选在6.5mm至14mm的范围内，更优选在7mm至13mm的范围内，甚至更优选在7.5mm至12mm的范围内，并且最优选在8mm至11mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例6中，根据其实施例1至5中的任一实施例来设计方法1，其中，n2在0.6mm至1.6mm的范围内，优选在0.7mm至1.5mm的范围内，更优选在0.8mm至1.4mm的范围内，甚至更优选在0.9mm至1.3mm的范围内，最优选在1mm至1.2mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例7中，根据其实施例1至6中的任一实施例来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形从而形成位于锥形区域和肩部区域之间的收缩区域，该收缩区域具有与锥形区域的第二端相邻的第一端、与肩部区域的第一端相邻的第二端和外轮廓c3，其中，收缩区域的长度为l1’，收缩区域的第一端下方的最小外径d1’＜d1，收缩部分的第二端处的外径为d1”。
在根据本发明的方法1的实施例8中，根据其实施例7设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得玻璃注射器筒在收缩区域中的外轮廓c3呈圆锥形，且d1’＜d1”，并且其中在收缩区域的第二端处，c3毫无错位地汇合到c1。
在根据本发明的方法1的实施例9中，根据其实施例8设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得在收缩区域中，平行于纵向轴线Lbarrel延伸的第一线和平行于c3延伸的并与第一线在同一平面内延伸的第二线之间包括角γ，其中γ在0.3°到2.5°的范围内，优选在0.5°到2.0°的范围内，最优选在0.7°至1.5°的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例10中，根据其实施例1至9中的任一实施例来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得l1或总长度l1+l1’(在存在收缩区域的情况下)在8mm至12mm的范围内，优选在8.75mm至10.5mm的范围内，更优选在8.5mm至10mm的范围内，甚至更优选在8.6mm至9.8mm的范围内，甚至更优选在8.7mm至9.6mm的范围内，最优选在9.4mm至9.6mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例11中，根据其实施例7至10中的任一个来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得l1’在1mm至3mm的范围内，优选在1.1mm至2.5mm的范围内，更优选在1.2mm至2mm的范围内，甚至更优选在1.3mm至1.8mm的范围内，最优选在1.4mm至1.6mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例12中，根据其实施例1至11中的任一个来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得d1在4mm至5mm的范围内，优选在4.1mm至4.8mm的范围内，更优选在4.2mm至4.6mm的范围内，甚至更优选在4.3mm至4.45mm的范围内，并且最优选在4.40mm至4.42mm的范围内。优选地，d1是锥形区域的最大外径。此外优选的是，锥形区域的第二端优选对应于外径d1超过4.4mm的值的点。
在根据本发明的方法1的实施例13中，根据其实施例7至12中的任一个来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得d1’在3.4mm至5.2mm的范围内，优选在3.6mm至5mm的范围内，更优选在3.8mm至4.8mm的范围内，甚至更优选在4mm至4.6mm的范围内，最优选在4.2mm至4.4mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例14中，根据其实施例7至13中的任一实施例来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得玻璃在收缩区域中的最大厚度在1.3mm至2.1mm的范围内，优选在1.4mm至2mm的范围内，更优选在1.5mm至1.9mm的范围内，甚至更优选在1.6mm至1.8mm的范围内，并且最优选在1.65mm至1.75mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例15中，根据其实施例7至13中的任一个来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得玻璃在收缩区域中的最小厚度在1.1mm至1.9mm的范围内，优选在1.2mm至1.8mm的范围内，更优选在1.3mm至1.7mm的范围内，甚至更优选在1.4mm至1.6mm的范围内并且最优选在1.45mm至1.55mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例16中，根据其实施例1至15中的任一实施例来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得肩部区域的特征在于外肩角α在6°至28°的范围内，优选在8°至22°的范围内，更优选在9°至16°的范围内，甚至更优选在10°至15°的范围内并且最优选在11°到14°的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例17中，根据其实施例1至16中的任一个来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得肩部区域的特征在于内肩角β在22°至50°的范围内，优选在25°至40°的范围内，更优选在26°至35°的范围内，甚至更优选在27°至32°的范围内，最优选在28°至31°的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例18中，根据其实施例1至17中的任一实施例来设计方法1，其中，进行方法步骤III)中的成形以使得，如果ns是肩部区域中的玻璃厚度，其在内肩部表面的点处测得，在该点处所述内肩部表面首次与纵向轴线Lbarrel形成30°角，则ns在1.2mm至2mm的范围内，优选在1.3mm至1.8mm的范围内，更优选在1.3mm至1.6mm的范围内，甚至更优选在1.35mm至1.5mm的范围内，最优选在1.35mm至1.45mm的范围内。
在根据本发明的方法1的实施例19中，根据其实施例1至18中的任一项来设计方法1，其中该方法进一步包括以下步骤：
IV)对玻璃注射器筒在锥形区域中的外表面进行粗糙化，或对玻璃注射器筒在锥形区域中的外表面施加涂层。
在根据本发明的方法1的实施例20中，根据其实施例1至19中的任一个设计方法1，其中该方法进一步包括以下步骤：
V)在玻璃管绕其主轴旋转的同时，在第一端上方的预定位置处切割玻璃管，以得到具有长度ltube的玻璃管，该玻璃管包括已通过方法步骤I)至III)成形的第一端以及第二端，其中切割可以通过切割装置机械地完成，或者可以通过火焰加热地完成，其中利用火焰将玻璃在该预定位置处熔化然后拉断。
VI)在玻璃管绕其主轴旋转的同时，用加热元件(优选用火焰)将玻璃管的第二端加热至高于玻璃化转变温度的温度，优选加热到高于其软化温度的温度；
VII)在玻璃管绕其主轴旋转的同时，使用在第一端处作用于玻璃管外表面的预定位置的一个或多个成型工具将已加热的第二端成形以形成手指凸缘。
在根据本发明的方法1的实施例21中，根据其实施例1至20中的任一项来设计方法1，其中所述玻璃选自由硼硅酸盐玻璃，铝硅酸盐玻璃和熔融石英组成的组中的类型。
在根据本发明的方法1的实施例22中，根据其实施例1至21中的任一实施例来设计方法1，其中该方法进一步包括以下步骤：
VIII)使主体区域的内表面的至少一部分覆盖有涂层。
通过根据其实施例1至22中任一实施例的本发明的方法可以得到的玻璃注射器筒2的实施例1对解决根据本发明的至少一个目的做出贡献。在玻璃注射器筒2的优选实施例中，该玻璃注射器筒2示出了本发明的玻璃注射器筒1的技术特征以及分别包含在根据其任一实施例的本发明的多个玻璃注射器筒1或2中的每个玻璃注射器筒的技术特征。
通过包括以下部件的注射器的实施例1对解决根据本发明的至少一个目的做出了贡献：
A)根据其任一优选实施例的玻璃注射器筒1，根据其任一优选实施例的多个玻璃注射器筒1或2，或根据其任一优选实施例的玻璃注射器筒2；
B)已推入玻璃注射器筒的底端或已推入包括在多个玻璃注射器筒1或2中的每个玻璃注射器筒的底端的柱塞挡止器。
在根据本发明的注射器的实施例2中，该注射器还包括：
C)填充到主体区域的内部体积的至少一部分中的药物组合物。
玻璃注射器筒
在本发明的上下文中，根据本发明的玻璃注射器筒可以具有本领域技术人员认为合适的任何尺寸或形状。玻璃注射器筒的第一端是位于锥形区域内的通道形式的开口，通过该开口可以将玻璃注射器中所含的药物组合物从玻璃注射器筒中挤出，并可将柱塞挡止器推入玻璃注射器筒的第二端(优选带有手指凸缘)中。优选地，玻璃注射器筒是一体式设计，其通过以下步骤制备：提供玻璃管，优选为中空圆柱体的形式；形成圆锥形成形的上部，从而获得锥形区域和肩部区域(以及可选的收缩区域)；以及在玻璃管的另一端形成手指凸缘。优选的玻璃注射器筒是装有药物制剂的预装玻璃注射器筒。优选地，玻璃注射器筒围绕纵向轴线Lbarrel旋转对称，纵向轴线Lbarrel优选垂直穿过主体区域中心。
玻璃
在本发明的上下文中，玻璃注射器筒的玻璃可以是任意类型的玻璃，并且可以由技术人员认为适合的任意材料或材料的组合组成。优选地，玻璃适合于药物包装。根据欧洲药典(2011年第7版)第3.2.1节中对玻璃类型的定义，特别优选该玻璃为I型，更优选为Ib型。另外地或任选地，对于前述而言优选的是，玻璃选自由硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃和熔融石英组成的组，或其中至少两个的组合。为了在本文中使用，在每种情况下基于玻璃的总重量，硅铝酸盐玻璃是所具有的Al2O3含量大于8重量％的玻璃，其Al2O3含量优选大于9重量％，特别优选在9重量％至20重量％的范围内。在每种情况下基于玻璃的总重量，优选的铝硅酸盐玻璃所具有的B2O3含量小于8重量％，优选最大为7重量％，特别优选为0重量％至7重量％。为了在本文中使用，在每种情况下基于玻璃的总重量，硼硅酸盐玻璃是所具有的B2O3含量为至少1重量％的玻璃，优选为至少2重量％，更优选为至少3重量％，更优选为至少4重量％，甚至更优选为至少5重量％，特别是优选在5重量％至15重量％的范围内。在每种情况下基于玻璃的总重量，优选的硼硅酸盐玻璃所具有的Al2O3含量小于7.5重量％，优选小于6.5重量％，特别优选在0重量％至5.5重量％的范围内。另一方面，在每种情况下基于玻璃的总重量，硼硅酸盐玻璃所具有的Al2O3含量在3重量％至7.5重量％的范围内，优选在4重量％至6重量％的范围内。
根据本发明进一步优选的玻璃基本上不含B。其中，该措辞“基本上不含B”是指不含已经有意添加到玻璃组合物中的B的玻璃。这意味着B仍可以作为杂质存在，但在每种情况下基于玻璃的重量，B的比例优选不超过0.1重量％，更优选不超过0.05重量％。
鲁尔锥的限定区域中的外轮廓形状
根据本发明的玻璃注射器筒1的重要元素、包含在根据本发明的多个玻璃注射器筒1中的玻璃注射器筒的重要元素和根据本发明的玻璃注射器筒2的重要元素是在根据本发明的方法1的方法步骤III)中形成的肩部区域中的外轮廓的形状，尤其是在肩部区域的凹形的且基本上为圆弧形的区域中的外轮廓。肩部区域的外轮廓的特征在于，r1即始于圆锥区域的第二端下方的凹形的且基本上为圆弧形的区域c1的半径在0.4mm至3mm的范围内。此外，如果玻璃注射器筒还包括位于锥形区域和肩部区域之间并以外轮廓c3为特征的收缩区域，则还优选地，玻璃注射器筒在收缩区域中呈圆锥形以使得收缩区域的直径朝向肩部区域增大。在这种情况下，特别优选的是，玻璃注射器筒的在收缩区域的第二端处的外轮廓毫无错位地汇合到玻璃注射器筒的在肩部区域的第一端处的外轮廓内。
药物组合物
在本发明的上下文中，考虑了本领域技术人员认为适合在注射器中使用的每种液体药物组合物。药物组合物是包含至少一种活性成分的组合物。优选的活性成分是疫苗。另一优选的药物组合物是肠胃外药剂，即旨在通过肠胃外途径给药的组合物，肠胃外途径可以是非肠胃内的任意途径。肠胃外给药可以通过注射进行，例如使用针头(通常是皮下注射针头)和注射器。
测量方法
在本发明的上下文中将使用以下测量方法。除非另有说明，否则测量必须在23℃的环境温度、100kPa(0.986atm)的环境大气压和50％的相对大气湿度下进行。
确定局部曲率k(x)
-可以使用轮廓投影仪以非破坏性的方式确定在肩部区域中的玻璃注射器筒的外轮廓的由函数f(x)限定的局部曲率k(x)。这种方法特别适用于经过化学和/或热回火的玻璃注射器筒，因此在不存在破裂或断裂的情况下不易将其切成两半。为了以非破坏性的方式确定局部曲率k(x)，使用Mitutoyo PJ-3000轮廓投影仪对玻璃注射器筒的外轮廓进行可视化。该轮廓投影仪的放大倍数为10倍，并在透射光照明下操作。将筒放置在注入玻璃碗中的
Figure BDA0002627909320000191
(这是可从美国芝加哥的HallStar公司获得的丁基辛醇水杨酸酯)中。
Figure BDA0002627909320000192
用于可视化筒的外轮廓。它确保了在轮廓投影仪中检查的玻璃注射器筒的横截面对应于位于玻璃注射器筒的中心并包括玻璃注射器筒的纵向轴线Lbarrel的平面，纵向轴线Lbarrel即垂直穿过筒的轴(请参见图6A和图6B)。
-为了提高测量精度，还可以根据平行于筒的纵向轴线Lbarrel的物理横截切面来确定玻璃注射器筒的在肩部区域中的外轮廓(如图4所示，再次确保玻璃注射器筒的该横截面对应于位于玻璃注射器筒的中心并包括玻璃注射器筒的纵向轴线的平面)。为了在制备时不破裂，可将筒嵌入透明的2组分环氧树脂中，例如STRUERS有限公司的EpoFix树脂或其他合适的材料。在环氧树脂固化后，可通过机器支撑的锯切、研磨和抛光来获得平行于筒轴线的横截切面。然后可以通过不失真的图像拍摄和几何分析软件工具确定(测量)筒的几何特征。
可以从通过上述两种方法获得的图像中将玻璃注射器筒的在肩部区域中的外表面的相关外轮廓提取并进行在数值上近似。为了提取外表面的相关轮廓，图像经过基于图像处理库OpenCV[https：//open-cv.org/]在Python[https://www.python.org/]中实现的图像处理步骤。
首先，使用中值滤波器对图像进行去噪。然后使用基于Sobel滤波器的边缘检测算法处理去噪后的图像，其中通过对梯度图像进行阈值化来识别轮廓。为了计算斜率和曲率，对提取的轮廓通过5阶一元样条进行在数值上近似。然后，曲率半径R(x)由以下公式给出：
Figure BDA0002627909320000201
其中R(x)＝1/k(x)。
r1和r2的确定
在通过上述两种方法获得的图像中，r1可以通过对函数f(x)的第一拐点IP(即满足条件f”(x)＝0的第一个点)(即，当从玻璃注射器筒的顶部进入肩部区域的外轮廓时出现的第一个拐点)并对沿锥形区域外轮廓延伸的直线施加斜角圆来以几何方式确定，如图7所示。r2也可以通过施加与沿主体区域的外轮廓延伸的直线相邻的圆，并逐步增大圆的直径，直到肩部区域的外轮廓与该圆的一段之间达到最大重叠，来以几何方式确定(再次参考图7)。如此获得的圆的半径为r2。
ns的确定
在通过上述两种方法获得的图像中，在肩部区域中的玻璃厚度ns在肩部区域的点P3处测量，在该点P3处，外表面的切线首次相对于注射器轴Lbarrel形成30°的角度，如图8所示。ns是在垂直于该线的方向上确定的。为此，绘制一条垂直于P3处的切线的线。该垂直线与内表面相交的点称为P4。画出第三线，该线平行于切线延伸并经过P4。ns对应于这两条平行线之间的距离。
α和β的确定
在通过上述两种方法获得的图像中，内肩角β是在内肩部的到注射器轴Lbarrel的距离为[dc,inner+d2,inner)/4的点处测得的，如在图9中显示。dc,inner对应于注射器筒顶端处的通道的内径，而d2,inner对应于主体区域的内径。使用离线相机确定α。在两个半径之间最长的笔直部分上画了一条线，然后通过施加水平线来测量角度。
锥体破裂力的确定
锥体破裂力是根据ISO11040-4：2015C.2确定的，其中选择了以下参数：
Figure BDA0002627909320000211
示例
示例1和比较例1：
将由硼硅酸盐玻璃制成的外径d2为10.85mm，壁厚n2为1.1mm的玻璃管装入旋转机的机头中。在玻璃管绕其纵向轴线Ltube旋转的同时，用火焰将玻璃管的一端(即要定位鲁尔锥的一端)加热至其软化点(见图11A)。在玻璃管绕其纵向轴线旋转的同时，使用在第一端处作用在玻璃管的外表面的预定位置上的成型工具对已经加热的端部成形以形成锥形区域，该锥形区域也包括收缩区域和肩部区域。在第一步中，将第一成型工具在第一端压在玻璃管的外表面上，以开始形成收缩区域(见图11B)。然后将第一端进一步加热(参见图11D)，然后在第一端将一组第二成型工具压在玻璃管的预成型外表面上，以获得锥形区域，收缩区域和肩部区域的最终形状(参见图11E)。其他成型工具的形状以及将这些工具压在熔融锥形区域上的角度可确保将点P1和P2之间的最小曲率半径保持在所需范围内。
在进一步的工艺步骤中，在玻璃管绕其纵向旋转的同时，在第一端上方的预定位置处切割玻璃管，以获得具有长度ltube的玻璃管，该管包括锥形的第一端和第二端。然后在玻璃管围绕其纵向旋转的同时，用火焰将玻璃管在第二端加热到高于其玻璃化转变温度的温度。当玻璃管仍围绕其纵向旋转时，通过在第二端将适当的成型工具压在玻璃管的外表面上，使第二端成形以形成手指凸缘。
在旋转机中已经准备了500个玻璃注射器筒。玻璃注射器筒之一的肩部区域中的外轮廓对应于现有技术中的玻璃注射器筒中的肩部区域的外轮廓(比较例)。
比较例1 示例1
r<sub>1</sub>[mm] 0.4 1.5
r<sub>2</sub>[mm] 1.8 2.3
(1/k(x))/n<sub>2</sub><sup>2</sup>[mm<sup>-1</sup>] 0.17 0.74
f’(x)<sub>max</sub> 19 4.45
尖端抗力平均值[％] 100 183
尖端抗力中值[N] 142 275
尖端抗力中值[％] 100 194
1％分位数[N] 48.3 116.5
示例2和比较例2：
比较了两个玻璃注射器筒(玻璃注射器筒A和B，对应于比较例1的玻璃注射器筒)，两者均由外径为10.85mm的玻璃管构成。玻璃注射器筒B的形状限定为对于肩部区域的外轮廓，r1的值为0.5mm，而玻璃注射器筒A还是本申请的比较例1中所述的玻璃注射器筒(r1＝0.4mm)。
对于玻璃注射器筒A和B，计算出在肩部区域和锥形区域之间的过渡区域中的最大拉应力，这是在将100N的力施加到注射器的锥形部上时产生的，如图12所示。已获得如下结果(见图13A和13B)：
Figure BDA0002627909320000221
这些结果还表明，通过确保r1的值在0.5mm至3mm的特别优选的范围内导致对施加到玻璃注射器筒的锥形区域上的压力的抗力增加。
附图说明
除非说明书或特定附图中另有说明：
图1示出了包括根据本发明的玻璃注射器筒100的注射器的截面图，其中已经引入了柱塞挡止器104；
图2示出了根据本发明的玻璃注射器筒100的顶端的横截面放大图，该玻璃注射器筒100包括呈鲁尔锥形式的圆锥形上部101；
图3示出了根据本发明的另一玻璃注射器筒100的顶端102的横截面放大图，该玻璃注射器筒100包括呈鲁尔锥形式的圆锥形上部101，其中该玻璃注射器筒还包括位于锥形区域105和肩部区域111之间的收缩区域108；
图4示出了在收缩区域108中的角γ的确定；
图5A示出了图3中所示的玻璃注射器筒100的顶端102的横截面放大图，其中与图3相反，具有主体区域114的外表面的玻璃注射器筒100被放置在基板119上；
图5B示出函数f(x)，通过该函数可以确定在肩部区域111中的玻璃注射器筒的外轮廓的曲率k(x)；
图6A以侧视图示出了平面120的定位，该平面120用于确定在P1至P2范围内函数f(x)的局部曲率；
图6B以俯视图示出了平面120的定位，该平面120用于确定在P1至P2范围内函数f(x)的局部曲率；
图7示出了r1的确定；
图8示出了ns的确定；
图9示出了β的确定；
图10示出了根据本发明的玻璃注射器筒100，其具有附接至圆锥形上部101的端帽117；
图11A-11F示出了用于制备玻璃注射器筒100的根据本发明的方法1的步骤I)、II)和III)；
图12示出了在比较例2和示例2中计算最大拉应力时施加在玻璃注射器筒的锥形部上的机械载荷；
图13A-13B示出了比较例2和示例2中的计算结果。
具体实施方式
图1示出了包括根据本发明的玻璃注射器筒100的注射器的截面图，其中已经引入了柱塞挡止器104，该玻璃注射器筒100在主体区域114中具有长度l3和外径d2。如图1所示，注射器筒100包括具有圆锥形上部102的顶端102和柱塞挡止器104已被引入其中的底端103。
图2示出了图1所示的玻璃注射器筒100的顶端102的横截面放大图，其包括圆锥形上部101(图2所示的玻璃注射器筒100的截面对应于图1所示的虚线圆所包围的区域)。从图2中可以看出，玻璃注射器筒100的圆锥形上部101是鲁尔滑动式接头的形式，并且在图2所示的实施例中包括具有第一端106和第二端107的锥形区域105，第一端106对应于玻璃注射器筒100的顶端102，其中锥形区域105的长度为l1且在第二端107处的外径为d1。肩部区域111与锥形区域105相邻，肩部区域111具有与锥形区域105的第二端107相邻的第一端112和第二端113，其中，肩部区域111的外轮廓包括凹形的且基本上圆弧形的区域c1(参见肩部区域的右侧上部中的粗虚线)，其外半径r1始于收缩区域108的第二端110下方，并且包括凸形的且基本上圆弧形的区域c2(参见肩部区域右侧上部中的粗实线)，其外半径r2始于第二端113上方。也如图2所示，肩部区域111的特征在于外肩角α和内肩角β。主体区域114(也参见图1)与肩部区域111相邻，注射器柱塞104可被推动到主体区域114中，主体区域114具有与肩部区域111的第二端113相邻的第一端115和对应于玻璃注射器筒100的底端103的第二端116，其中主体区域114中的玻璃厚度为n2。主体区域114的直径d2对应于用于制造根据本发明的玻璃注射器筒100的玻璃管126的直径(参见图11A-11F)。
图3示出了根据本发明的另一玻璃注射器筒100的顶端102的横截面放大图，该玻璃注射器筒100包括呈鲁尔锥形式的圆锥形上部101，其中该玻璃注射器筒还包括位于锥形区域105和肩部区域111之间的收缩区域108。收缩区域108包括与锥形区域105的第二端107相邻的第一端109、与肩部区域111的第一端112相邻的第二端110以及外轮廓c3，其中，收缩区域108具有长度l1’，在收缩区域108的第一端109下方的最小外径d1’<d1以及在收缩区域108的第二端110处的外径d1”。在上下文中，优选地，在收缩区域108中的玻璃注射器筒的外轮廓c3呈圆锥形且d1’<d1”，其中在收缩区域的第二端处c3无任何错位地汇合到c1中。还优选的是，在收缩区域108中，平行于纵向轴线Lbarrel延伸的第一线117和平行于c3延伸并与第一线117在同一平面内延伸的第二线118之间包括角γ，其中γ在1°至3°的范围内。图4示出了如何确定收缩区域108中的角γ，该角γ限定了收缩区域的圆锥形的延伸。
根据本发明的玻璃注射器筒100的特征在于，在肩部区域111与收缩区域108(如果存在)之间的过渡区域中明确限定的外轮廓。如图5A所示，如果将玻璃注射器筒100以主体区域114的外表面放置在平面水平基板119上，则函数f(x)定义为在该区域中在给定位置x处基板119与玻璃注射器筒100的外表面之间的垂直距离，并由此限定了玻璃注射器筒100的外轮廓(参见图5B)。从该函数可以计算出外轮廓在给定位置x处的曲率函数k(x)为：
k(x)＝|f”(x)/[1+f’(x)2]3/2|。
现在根据本发明的玻璃注射器筒的特征在于，在x＝P1和x＝P2之间的间隔中，对于此间隔中的任意凹曲率，(1/k(x))/n2 2的最小值为至少0.5mm-1，其中P1定义为其中玻璃注射器筒100的外径为0.95×d2的x位置，且P2为P1+3×n2。(参见图5A)。
图6A和图6B以侧视图和俯视图示出了在玻璃注射器筒100中的平面120的定位，其借助于图5A和图5B所示的方法用来确定函数f(x)在P1至P2范围内的局部曲率。平面120对应于位于玻璃注射器筒120的中心并包括该玻璃注射器筒100的纵向轴线Lbarrel的平面。
图7示出了如何确定肩部区域111的凹形的且基本上为圆弧形的区域c1的外半径r1。r1可以通过对函数f(x)的第一拐点IP(即满足条件f”(x)＝0的第一个点)(即，当从玻璃注射器筒100的顶端102进入肩部区域111的外轮廓时出现的第一个拐点)并对沿锥形区域105外轮廓延伸的直线121施加斜角圆来在玻璃注射器筒100的横截面图像中以几何方式确定。r2可以通过施加与沿主体区域114的外轮廓延伸的直线122相邻的圆，并逐步增大圆的直径，直到肩部区域111的外轮廓与该圆弧的一段之间达到最大重叠，来以几何方式确定。如此获得的圆的半径为r2。
图8示出了如何确定肩部区域111中的玻璃厚度ns。ns在肩部区域的点P3处测量，在该点P3处，外表面的切线首次相对于注射器轴Lbarrel形成30°的角度，如图8所示。ns是在垂直于该线的方向上确定的。为此，绘制一条垂直于P3处的切线的线。该垂直线与内表面相交的点称为P4。画出第三线，该线平行于切线延伸并经过P4。ns对应于这两条平行线之间的距离。
图9显示了如何确定内肩角β。内肩角β是在内肩部的到注射器轴线Lbarrel的距离为[dc,inner+d2,inner)/4的点处测得的。dc,inner对应于玻璃注射器筒100的顶端102处的通道125的内径，而d2,inner对应于主体区域114的内径。
图10示出了根据本发明的玻璃注射器筒100，其具有附接到圆锥形上部101的端帽126。
图11A-11F示出了用于制备根据本发明的玻璃注射器筒100的根据本发明的方法1的步骤I)、II)和III)。在方法步骤I)中，将具有纵向轴线Ltube、第一端129和另一端128的玻璃管127装入机器中，优选装入旋转机中，该玻璃管127的壁厚为n2，外径为d2。在方法步骤II)中，在玻璃管127绕其纵向轴线旋转的同时，通过加热元件130(优选用火焰130)(由图11A中的左侧示出的烛火火焰表示)将玻璃管127加热到高于其玻璃化转变温度，优选加热到高于其软化温度的温度。在方法步骤III)，在玻璃管127仍绕其纵向轴线旋转的同时，通过使用在第一端129处作用在玻璃管127的外表面的预定位置上的成型工具131将已加热的第一端129成形以形成圆锥形上部101，如图11B和图11E所示。在图11A-11F所示的过程中，圆锥形上部101分两个步骤形成：在第一步骤中，使用第一组成型工具131形成不具有根据本发明的圆锥形上部101的最终形状的鲁尔端前体132(见图11B和图11C)。然后如图11D所示再次加热鲁尔锥前体132，再然后如图11E所示使用第二组成型工具133进行最终成形，以获得成品的圆锥形上部101的玻璃管127(见图11E)。在该成形过程中使用的成型工具131、133的形状，以及采用的将该成型工具压在玻璃管127的熔融区域上的压力的程度必须确保能获得所需的几何形状，特别是在肩部区域111和锥形区域105之间的过渡状态(或者，如果存在，则为收缩区域108)中所需的几何形状。
在进一步的方法步骤V)中，在具有成品的圆锥形上部101的玻璃管绕其纵向轴线旋转的同时，在第一端129上方的预定位置处切割该玻璃管，以获得具有长度ltube的玻璃管，该玻璃管包括通过方法步骤I)至III)成形的第一端128以及第二端。在另一方法步骤VI)中，在玻璃管绕其纵向轴线旋转的同时，通过加热元件(优选通过火焰)将该玻璃管的第二端加热至高于其玻璃化转变温度的温度，优选加热到高于其软化温度的温度。在另一方法步骤VII)中，在玻璃管绕其纵向轴线旋转的同时，使用在第一端作用在玻璃管外表面的预定位置上的一个或多个成型工具将已加热的第二端成形以形成例如手指凸缘(方法步骤V)至VII)未在图11A-11F中示出)。
附图标记列表
100 根据本发明的玻璃注射器筒
101 圆锥形上部
102 顶端
103 底端
104 柱塞挡止器
105 锥形区域
106 锥形区域105的第一端(＝顶端102)
107 锥形区域105的第二端(＝肩部区域111的第一端112或收缩区域108的第一端109)
111 肩部区域
112 肩部区域111的第一端(＝锥形区域105的第二端107或收缩区域108的第二端110)
113 肩部区域111的第二端(＝主体区域114的第一端115)
114 主体区域
115 主体区域114的第一端(＝肩部区域111的第二端113)
116 主体区域114的第二端(＝底端103)
108 收缩区域
109 收缩区域108的第一端(＝锥形区域105的第二端107)
110 收缩区域108的第二端(＝肩部区域111的第一端112)
117 第一线
118 第二线
119 平面水平基板
120 玻璃注射器筒100的中间的横截平面
121 锥形区域105的外轮廓的延长
122 主体区域114的外轮廓的延长
123 肩部区域111外表面的与lbarrel成30°角的切线
124 肩部区域111内表面的与lbarrel成30°角的切线
125 顶端102的通道
126 端帽
127 玻璃管
128 玻璃管的另一端
129 玻璃管的第一端
130 加热元件
131 第一组成型工具
132 鲁尔端前体
133 第二组成型工具
134 带成品鲁尔端的玻璃管。

Claims (12)

1.一种玻璃注射器筒(100)，其具有至少部分圆锥形的上部(101)并且具有纵向轴线Lbarrel，所述玻璃注射器筒(100)包括能够通过其喷射液体的顶端(102)、以及能够将柱塞挡止器(104)推入的底端(103)，所述玻璃注射器筒(100)在从所述顶端(102)到所述底端(103)的方向上包括：
i)具有第一端(106)和第二端(107)的锥形区域(105)，所述锥形区域(105)的所述第一端(106)对应于所述玻璃注射器筒(100)的所述顶端(102)，其中所述锥形区域(105)具有长度l1和在其第二端(107)处的外径d1；
ii)具有第一端(112)和第二端(113)的肩部区域(111)，所述肩部区域(111)的所述第一端(112)与所述锥形区域(105)的所述第二端(107)相邻，其中，所述肩部区域(111)的外轮廓包括始于所述锥形区域(105)的所述第二端(107)下方的凹形的且基本上为圆弧形的区域c1，以及始于所述肩部区域(111)的所述第二端(113)上方的凸形的且基本上为圆弧形的区域c2，区域c1的外半径为r1，区域c2的外半径为r2；
iii)具有第一端(115)和第二端(116)的主体区域(114)，所述主体区域(114)的所述第一端(115)与所述肩部区域(111)的所述第二端(113)相邻，所述主体区域(114)的所述第二端(116)对应于所述玻璃注射器筒(100)的所述底端(103)，其中，所述主体区域(114)具有外径d2和玻璃厚度n2；
其中，r1在0.5至3mm的范围内。
2.根据权利要求1所述的玻璃注射器筒(100)，其中满足如下条件：
如果将所述玻璃注射器筒(100)以所述主体区域(111)的外表面放置在平面水平基板(119)上，则在所述玻璃注射器筒(100)的位于平面(120)内的任意给定横截面中，f(x)定义为在给定位置x处，所述基板(119)与所述玻璃注射器筒(100)的外表面之间的垂直距离，所述平面(120)位于所述玻璃注射器筒(100)的中心，并包括所述玻璃注射器筒(100)的所述纵向轴线Lbarrel，
k(x)＝|f”(x)/[1+f’(x)2]3/2|定义为给定位置x处的f(x)曲率的绝对值，以及
在x＝P1和x＝P2之间的间隔中，对于此间隔中的任意凹曲率，(1/k(x))/n2 2的最小值至少为0.5mm-1，其中，P1定义为其中所述玻璃注射器筒的外径为0.95×d2的x位置，以及P2为P1+3×n2。
3.根据权利要求1所述的玻璃注射器筒(100)，其中，在x＝P1和x＝P2之间的间隔中，f(x)的一阶导数f’(x)max的最大值小于18。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃注射器筒(100)，其中，r2在1.2mm至3.1mm的范围内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃注射器筒(100)，其中，所述玻璃注射器筒(100)还包括位于所述锥形区域(105)和所述肩部区域(111)之间的收缩区域(108)；所述收缩区域(108)具有与所述锥形区域(105)的所述第二端(107)相邻的第一端(109)、与所述肩部区域(111)的所述第一端(112)相邻的第二端(110)以及外轮廓c3，其中，所述收缩区域(108)的长度为l1’，所述收缩区域(108)的所述第一端(109)下方的最小外径d1’＜d1，所述收缩区域(108)的所述第二端(110)处的外径为d1”；
优选地，其中，所述玻璃注射器筒(100)在所述收缩区域(108)的外轮廓c3呈圆锥形，且d1’＜d1”，并且其中在所述收缩区域(108)的所述第二端(110)处，c3毫无错位地汇合到c1；
优选地，其中，在所述收缩区域(108)中，平行于所述纵向轴线Lbarrel延伸的第一线(117)和平行于c3延伸的并与所述第一线(117)在同一平面内延伸的第二线(118)之间包括角γ，其中γ在0.3°至2.5°的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃注射器筒(100)，其中，l1在8mm至12mm的范围内。
7.根据权利要求5或6所述的玻璃注射器筒(100)，其中，l1’在1mm至3mm的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃注射器筒(100)，其中，所述肩部区域(111)的特征在于外肩角α在6°至28°的范围内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃注射器筒(100)，其中，所述玻璃注射器筒(100)在所述锥形区域(105)的外表面的至少一部分被粗糙化或设置有涂层。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的玻璃注射器筒(100)，其中，所述玻璃注射器筒(100)由附接至圆锥形的上部(101)的端帽(126)密封。
11.多个玻璃注射器筒(100)，每个玻璃注射器筒(100)具有至少部分圆锥形的上部(101)，每个玻璃注射器筒(100)具有纵向轴线Lbarrel并包括能够通过其喷射液体的顶端(102)、以及能够将柱塞挡止器(104)推入的底端(103)，每个玻璃注射器筒(100)在从所述顶端(102)到所述底端(103)的方向上包括：
i)具有第一端(106)和第二端(107)的锥形区域(105)，所述锥形区域(105)的所述第一端(106)对应于所述玻璃注射器筒(100)的所述顶端(102)，其中所述锥形区域(105)具有长度l1和在其第二端(107)处的外径d1；
ii)具有第一端(112)和第二端(113)的肩部区域(111)，所述肩部区域(111)的所述第一端(112)与所述锥形区域(105)的所述第二端(107)相邻，其中，所述肩部区域(111)的外轮廓包括始于所述锥形区域(105)的所述第二端(107)下方的凹形的且基本上为圆弧形的区域c1、以及始于所述肩部区域(111)的所述第二端(113)上方的凸形的且基本上为圆弧形的区域c2，区域c1的外半径为r1，区域c2的外半径为r2；
iii)具有第一端(115)和第二端(116)的主体区域(114)，所述主体区域(114)的所述第一端(115)与所述肩部区域(111)的所述第二端(113)相邻，所述主体区域(114)的所述第二端(116)对应于所述玻璃注射器筒(100)的所述底端(103)，其中，所述主体区域(114)具有外径d2和玻璃厚度n2；
包括在所述多个玻璃注射器筒(100)中的所述玻璃注射器筒的1％分位数的鲁尔锥体破裂抗力为至少50N。
12.一种注射器，其包括
A)根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃注射器筒(100)或根据权利要求11所述的多个玻璃注射器筒(100)；
B)柱塞挡止器(104)，其已推入所述玻璃注射器筒(100)的底端103或已推入包括在所述多个玻璃注射器筒中的每个玻璃注射器筒(100)的底端(103)。
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