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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung
eines fluiden Produkts. Die Vorrichtung kann insbesondere ein Injektionsgerät sein,
vorzugsweise in der Form eines Injektionspens. Injektionsgeräte sind
beispielsweise aus der Diabetestherapie, der Verabreichung von Wachstumshormonen
oder Osteoporosepräparaten
bekannt. Derartige Geräte
sollen einerseits die Gewähr
dafür bieten, dass
die richtige Dosis verabreicht wird, andererseits sollen die Geräte einfach
und bequem bedienbar sein, zwei Forderungen, die insbesondere von
Bedeutung sind, wenn der Benutzer sich das betreffende Produkt selbst
verabreicht.
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Der
Stand der Technik kennt heute Injektionsgeräten, wie zum Beispiel Injektionspens,
zur Selbstverabreichung von einstellbaren Dosen eines zu injizierenden
Produkts. Die
EP 0 554 996 beschreibt
einen solchen Injektionspen, bei dem der Nutzer jede beliebige Dosis
selbst wählen
und leicht und sicher einstellen kann. Dies geschieht durch das Drehen
eines Dosierglieds
12, welches zwei Zählringe, einen Einerzählring
36 und
einen Zehnerzählring
38,
bei der Aufdosierbewegung mitnimmt. Dabei ist das Dosierglied
12 mit
dem Einerzählring
36 so
verbunden, dass dieser exakt um das Kreissegment verdreht wird,
um das auch das Dosierglied
12 dreht, d.h. eine ganze Umdrehung
des Dosierglieds
12 bewirkt genau eine Drehung des Einerzählringes
36 um 360°. Die eingestellte
Dosis kann in einem Fenster
34 abgelesen werden. Bei der
versehentlichen Einstellung einer zu hohen Dosis lässt die
Mechanik des Injektionsgeräts
ein Rückdrehen
des Dosierglieds
12 zu, was die gewünschte Reduzierung der Ausschüttmenge
bewirkt. Nach erfolgter Ausschüttung
kann der Nutzer die Anzeige auf den Wert Null zurücksetzen.
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Das
Dosierglied 12 besteht aus einem zylindrischen Körper 42 auf
den der Zehnerzählring 38 und
der Einzerzählring 32 aufgeschoben
sind. Ein Übertragungselement 44 stellt
die zeitweise Verbindung zwischen Einerzählring 32 und Zehnerzählring 38 beim
Zehnerübergang,
das heißt
bei jeder ganzen Umdrehung her. Der Einzerzählring 32 ist als
zylindrischer Körper
geformt und greift an seinem vorderen Ende in den Zehnerzählring 38 ein.
Am distalen Ende reicht der zylindrische Körper weit über den Zählring hinaus. Er ragt tief
in das Dosierglied 12 ein und stellt mit diesem eine formschlüssige Verbindung
her.
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Es
ist Aufgabe dieser Erfindung eine Dosisanzeige für Injektionsgeräte bereit
zu stellen, die in der Feinheit der Anzeige einer eingestellten
Dosis an Benutzerwünsche
flexibel anpassbar, aber dennoch kompakt gebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruch 1 gelöst.
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Die
Erfindung betrifft eine koaxiale Dosisanzeige in kompakter Bauweise.
Sie besteht aus wenigstens einem, vorzugsweise wenigstens, vorteilhafterweise
genau zwei Anzeigeelementen, zum Beispiel Zählringen, die Bestandteil eines
Umlaufgetriebes sind bzw. durch dieses rotatorisch bewegt werden.
Diese Drehbewegung wird von einem Dosierglied über eine feste Verbindung mit
einem Getriebeteil des Umlaufgetriebes erzeugt. Durch die Ausbildung
des rotatorischen Antriebs der Dosisanzeige als Umlaufgetriebe kann
die Drehgeschwindigkeit der Dosisanzeige unterschiedlich zu der
der Dosiereinrichtung, zum Beispiel schneller sein.
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Obgleich
ein Antriebsglied einer Vorrichtung gleichzeitig auch ein Dosierglied
der Vorrichtung bilden kann, an dem der Benutzer die Einstellung
der Dosis vornimmt, umfasst die Vorrichtung in bevorzugten Ausführungen
ein Dosierglied zusätzlich
zu dem Antriebsglied. Das Dosierglied ist mit dem Antriebsglied
so gekoppelt, vorzugsweise rein mechanisch, dass eine Dosierbewegung
des Dosierglieds auch eine Dosierbewegung des Antriebsglieds zur Folge
hat. Die Dosierbewegung des Antriebsglieds ist der von dem oder über das
Antriebsglied bei der Ausschüttung
aufgebrachten Antriebskraft vorzugsweise entgegengerichtet. Vorzugsweise
verfügt
die Vorrichtung über
eine erfindungsgemäße Dosisanzeige
zum Anzeigen der eingestellten Produktdosis. Die Anzeige kann eine akustische
und/oder taktile und/oder insbesondere optische sein. Die Dosisanzeige
ist mit dem Dosierglied so gekoppelt, dass eine Bewegung, die das
Dosierglied bei einer Einstellung der Produktdosis ausführt, eine Änderung
der angezeigten Produktdosis bewirkt. In der Halteposition der Kupplungsglieder
ist/sind das Dosierglied und/oder die Dosisanzeige von der Fördereinrichtung
entkoppelt. Durch die Entkopplung kann die Dosis im ausgekuppelten
Zustand ohne Rückwirkung
auf die Fördereinrichtung
eingestellt und gegebenenfalls korrigiert werden.
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In
bevorzugter Ausführung
bleibt die Kopplung von Dosisanzeige und Antriebsglied im Kupplungseingriff
bestehen, so dass eine der Dosierbewegung entgegengerichtete Antriebsbewegung
des Antriebsglieds mit fortschreitender Ausschüttung in gleicher Weise fortschreitend
zurückgestellt
wird. Bei einem vorzeitigen Abbruch der Verabreichung, ob bewusst
oder fehlerhaft unbewusst, zeigt die Dosisanzeige somit den noch
nicht ausgeschütteten
Rest der eingestellten Dosis an. Dies kann beispielsweise dann von
Vorteil sein, wenn die eingestellte Dosis größer ist als die noch verfügbare.
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Falls
ein Dosierglied wie bevorzugt zusätzlich zu dem Antriebsglied
vorgesehen ist, sind im Kupplungseingriff das Antriebsglied und
das Dosierglied vorteilhafterweise voneinander entkoppelt, so dass
während
der Antriebsbewegung des Antriebsglieds an dem Dosierglied keine
auf das Antriebsglied zurückwirkende
Manipulationen vorgenommen werden können.
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In
einer Weiterentwicklung wird in der Halteposition der Kupplungsglieder
das Kupplungsausgangsglied an dem Gehäuse so festgelegt, dass es keine
Bewegung ausführen
kann, die eine Ausschüttbewegung
der Fördereinrichtung
bewirken würde. Das
Kupplungsausgangsglied muss bewusst freigegeben werden, vorzugsweise
unmittelbar im Zusammenhang mit der Ausschüttung des Produkts. Vorteilhaft
ist es, wenn die Festlegung an dem Gehäuseteil durch Ausführung der
Kupplungsbewegung gelöst wird.
Vorzugsweise wird während
eines bei der Kupplungsbewegung zurückgelegten Wegabschnitts in
einer ersten Phase der Kupplungseingriff hergestellt und in einer
sich anschließenden
zweiten Phase die Festlegung an dem Gehäuse gelöst, vorteilhafterweise gegen
die genannte elastische Rückstellkraft
der Halteeinrichtung. Vorteilhafterweise ist das Kupplungsausgangsglied
in der Halteposition der Kupplungsglieder über das Kupplungszwischenglied
an dem Gehäuse
festgelegt. Der Sperreingriff, in dem das Kupplungszwischenglied
für diesen
Zweck mit dem Gehäuse
oder einer damit verbundenen Struktur steht, wird zweckmäßigerweise
durch die Ausführung
der Kupplungsbewegung gelöst.
Vorteilhaft ist es, wenn das Kupplungszwischenglied in Richtung der
Kupplungsbewegung aus dem Sperreingriff bewegbar ist, da eine derartige
Bewegbarkeit es erlaubt, dass das Kupplungszwischenglied bei der Kupplungsbewegung
einfach mitgenommen, beispielsweise aus dem Sperreingriff gedrückt wird.
Der Sperreingriff kann formschlüssig
und/oder reibschlüssig
sein.
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In
einer ersten Variante wirkt das Rückstellglied über das
Kupplungszwischenglied auf das wenigstens eine die Kupplungsbewegung
ausführende Kupplungsglied
und hält
dieses in der Halteposition. In einer zweiten Variante wirkt das
Rückstellglied
direkt auf das wenigstens eine die Kupplungsbewegung ausführende Kupplungsglied,
vorzugsweise das Kupplungseingangsglied, und stützt sich für die Beaufschlagung beispielsweise
an dem Gehäuse oder
einer damit bezüglich
der Kupplungsbewegung fest mit dem Gehäuse verbundenen Struktur oder
an dem Kupplungsausgangsglied ab.
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In
Ausführungen,
in denen die Antriebskraft manuell aufgebracht wird, ist die mittels
der Kupplungsglieder hergestellte Kopplung des Antriebsglieds und
der Fördereinrichtung
vorzugsweise so gebildet, dass die Antriebsbewegung des Antriebsglieds
untersetzt wird. Die für
einen Ausschüttvorgang
einer bestimmten Dosis vom Antriebsglied zurückgelegte Wegstrecke, d.h.
die Gesamtwegstrecke der Antriebsbewegung, ist in solchen Ausführungen länger als
die Wegstrecke der hierdurch bewirkten Ausschüttbewegung der Fördereinrichtung.
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Das
Kupplungsausgangsglied ist mit der Fördereinrichtung in einem Eingriff,
vorzugsweise einem Gewindeeingriff, kann grundsätzlich aber in alternativer
Ausführung
auch erst über
Zwischenglieder mit der Fördereinrichtung
gekoppelt sein, um die Ausschüttung
zu bewirken. In dem bevorzugten Gewindeeingriff wird eine rotatorische
Bewegung des Antriebsglieds in vorzugsweise eine translatorische
Bewegung eines Förderglieds
der Fördereinrichtung umgewandelt.
Der Gewindeeingriff ist vorteilhafterweise nicht selbsthemmend,
so dass durch eine in Richtung der Gewindeachse auf das im Gewindeeingriff
translatorisch bewegbare Förderglied
ausgeübte Kraft
das Förderglied
axial bewegbar ist.
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Das
Kupplungseingangsglied ist mit dem Antriebsglied vorzugsweise in
einem Eingriff, kann grundsätzlich
jedoch mit dem Antriebsglied alternativ auch über Zwischenglieder gekoppelt
sein. Die Kopplung kann rein formschlüssig oder rein kraftschlüssig sein.
Vorzugsweise ist sie form- und kraftschlüssig und besonders bevorzugt
als Gewindeeingriff gebildet, insbesondere in der bevorzugten Ausführung, in
der das Kupplungseingangsglied und das Antriebsglied miteinander
in dem Eingriff sind. Der Gewindeeingriff ist vorteilhafterweise
nicht selbsthemmend, so dass durch eine in Richtung der Gewindeachse
auf das Antriebsglied wirkende Antriebskraft, das Antriebsglied
im Gewindeeingriff axial bewegbar ist.
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In
Ausführungen,
in denen das Kupplungseingangsglied in einem ersten Gewindeeingriff
angetrieben wird, vorzugsweise rotatorisch, und das Kupplungsausgangsglied über einen
weiteren, zweiten Gewindeeingriff oder vorzugsweise in einem zweiten
Gewindeeingriff unmittelbar mit einem Förderglied dieses antreibt,
vorzugsweise translatorisch, bilden die beiden Gewindeeingriffe
ein Untersetzungsgetriebe, das die Wegstrecke der Antriebsbewegung
in eine kürzere
Wegstrecke der Ausschüttbewegung
untersetzt. Die Untersetzung beträgt vorzugsweise wenigstens
2:1, noch bevorzugter wenigstens 3:1. Die Untersetzung kann vorteilhafterweise
allein durch die unterschiedlichen Steigungen der beiden Gewindeeingriffe
bzw. Spindeltriebe erreicht werden. So kann die Steigung im ersten
Gewindeeingriff beispielsweise 60° und
die Steigung im zweiten Gewindeeingriff 17° betragen.
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Obgleich
das Antriebsglied gleichzeitig auch ein Dosierglied der Vorrichtung
bilden kann, an dem der Benutzer die Einstellung der Dosis vornimmt,
umfasst die Vorrichtung in bevorzugten Ausführungen ein Dosierglied zusätzlich zu
dem Antriebsglied. Das Dosierglied ist mit dem Antriebsglied so
gekoppelt, vorzugsweise rein mechanisch, dass eine Dosierbewegung
des Dosierglieds auch eine Dosierbewegung des Antriebsglieds zur
Folge hat. Die Dosierbewegung des Antriebsglieds ist der von dem
oder über das Antriebsglied
bei der Ausschüttung
aufgebrachten Antriebskraft vorzugsweise entgegengerichtet. Vorzugsweise
verfügt
die Vorrichtung über
eine Dosisanzeige zum Anzeigen der eingestellten Produktdosis. Die
Anzeige kann eine akustische und/oder taktile und/oder insbesondere
optische sein. Die Dosisanzeige ist mit dem Dosierglied so gekoppelt,
dass eine Bewegung, die das Dosierglied bei einer Einstellung der
Produktdosis ausführt,
eine Änderung
der angezeigten Produktdosis bewirkt. In der Halteposition der Kupplungsglieder
ist/sind das Dosierglied und/oder die Dosisanzeige von der Fördereinrichtung entkoppelt.
Durch die Entkopplung kann die Dosis im ausgekuppelten Zustand ohne
Rückwirkung
auf die Fördereinrichtung
eingestellt und gegebenenfalls korrigiert werden.
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In
bevorzugter Ausführung
bleibt die Kopplung von Dosisanzeige und Antriebsglied im Kupplungseingriff
bestehen, so dass eine der Dosierbewegung entgegengerichtete Antriebsbewegung
des Antriebsglieds mit fortschreitender Ausschüttung in gleicher Weise fortschreitend
zurückgestellt
wird. Bei einem vorzeitigen Abbruch der Verabreichung, ob bewusst
oder fehlerhaft unbewusst, zeigt die Dosisanzeige somit den noch
nicht ausgeschütteten
Rest der eingestellten Dosis an. Dies kann beispielsweise dann von
Vorteil sein, wenn die eingestellte Dosis größer ist als die noch verfügbare.
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Falls
ein Dosierglied wie bevorzugt zusätzlich zu dem Antriebsglied
vorgesehen ist, sind im Kupplungseingriff das Antriebsglied und
das Dosierglied vorteilhafterweise voneinander entkoppelt, so dass
während
der Antriebsbewegung des Antriebsglieds an dem Dosierglied keine
auf das Antriebsglied zurückwirkende
Manipulationen vorgenommen werden können.
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In
Ausführungen,
in denen das Antriebsglied das Kupplungseingangsglied wie bevorzugt
rotatorisch antreibt, kann eine Spiralfeder das Antriebsglied bilden.
Die Spiralfeder ist um eine Rotationsachse der Rotationsbewegung
gewunden, wobei wenigstens eine äußere Federwindung
eine innere umgibt. Vorzugsweise weist die Feder bezüglich der
Rotationsachse überall
die Steigung Null auf. Durch die Verwendung der Spiralfeder kann
axiale Baulänge eingespart
werden, insbesondere im Vergleich zu den Federn aus dem Stand der
Technik, deren Windungen axial nebeneinander angeordnet sind. Die Spiralfeder ist
mit einem ihrer beiden Enden, vorzugsweise dem radial inneren Ende,
verdrehgesichert mit dem Kupplungseingangsglied verbunden. Das andere
Ende, vorzugsweise das radial äußere Ende,
ist verdrehgesichert mit dem Gehäuse
verbunden. Vorteilhafterweise bildet das Kupplungseingangsglied
eine Trommel, auf der die Spiralfeder aufgewickelt ist. Bei der
Einstellung der Dosis wird das Kupplungseingangsglied um die Rotationsachse
gedreht, wodurch die Spiralfeder gespannt wird. Durch eine geeignete
Verdrehsperre, beispielsweise eine Ratsche, wird sichergestellt,
dass das Kupplungseingangsglied nur in eine Richtung gedreht werden kann.
Die Verdrehsperre ist vorzugsweise lösbar, um eine falsch eingestellte
Dosis korrigieren zu können. Bei
einem Lösen
der Verdrehsperre kann sich bei fehlerhafter Bedienung schlimmstenfalls
das Kupplungseingangsglied unter der Einwirkung der gespannten Antriebsfeder
zu weit zurückdrehen.
Da der Kupplungseingriff der das Kupplungseingangsglied mit dem
Kupplungsausgangsglied koppelt, bei der Einstellung der Dosis noch
nicht hergestellt ist, da die Kupplungsglieder in der Halteposition
gehalten werden, können
derartige Fehlbedienungen sich nicht auf die Fördereinrichtung auswirken.
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Die
Kupplungsbewegung ist vorzugsweise eine axiale Hubbewegung. Falls
ein Kolben und eine Kolbenstange die Fördereinrichtung bilden, wird
die Hubbewegung bevorzugt in Vortriebsrichtung des Kolbens und der
Kolbenstange ausgeführt.
Treibt die Antriebskraft das Kupplungseingangsglied und dieses über den
Kupplungseingriff das Kupplungsausgangsglied rotatorisch an, vorteilhafterweise
um eine in die Vortriebsrichtung weisende Rotationsachse, so können diejenigen
Kupplungsglieder, die zwischen sich den Kupplungseingriff bilden,
insbesondere mit Eingriffselementen versehen sein, die im Kupplungseingriff
wie axial zueinander verschiebbare Nuten und Federn zusammenwirken
oder als axial einander zugewandte Verzahnungen oder bevorzugter
als Kegelverzahnungen gebildet sein. Obgleich beispielsweise ein
einziger Zahn und eine einzige Zahnlücke für den Kupplungseingriff grundsätzlich genügen, wird
es bevorzugt, wenn bei wenigstens einem der den Kupplungseingriff
bildenden Kupplungsglieder eine Verzahnung um die Rotationsachse
umlaufend gebildet ist. Noch bevorzugter weisen die beiden Kupplungsglieder
für den
Kupplungseingriff je eine Verzahnung umlaufend auf. Bei als Nuten
und Federn oder andersartig gebildeten Eingriffselementen gilt entsprechendes.
Der Kupplungseingriff ist ungeachtet der Frage der Form der Kupplungsflächen so gebildet,
das Schlupf im Kupplungseingriff nicht auftritt.
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Um
ein schlankes, kompaktes Injektionsgerät zu erhalten, sollten die
Kolbenstange und das Antriebsglied oder sollten die Kolbenstange
und das Kupplungseingangsglied, bevorzugt die Kolbenstange, das
Antriebsglied und das Kupplungseingangsglied, zueinander koaxial
angeordnet sein. Eines dieser Glieder sollte wenigstens ein anderes
umgeben, bevorzugt sind alle drei Glieder geschachtelt angeordnet.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Kupplungsausgangsglied
ebenfalls koaxial zu der Kolbenstange und/oder dem Kupplungseingangsglied
angeordnet ist, wobei es insbesondere die Kolbenstange umgeben oder
gegebenenfalls von der Kolbenstange umgeben sein kann.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn auch die Dosisanzeige koaxial angeordnet
und platzsparend ausgeführt
ist. Dies wir erfindungsgemäß durch
ein Umlaufgetriebe erreicht, das aus einem Planetenhalter, mehreren
Planetenrädern,
einem Sonnenrad und zwei Planetstegen besteht. Dabei ist der Planetenträger bevorzugt
mit dem Dosierglied so verbunden, dass eine Drehbewegung am Dosierglied
eine Rotationsbewegung der Dosisanzeige bewirkt. Dabei wird die
Drehgeschwindigkeit des Dosierglieds über Planetenräder auf
das, mit dem Sonnenrad fest verbundene Dosisanzeigeelement übertragen,
wobei die Drehgeschwindigkeit des Dosisanzeigeelements verschieden
von der Drehgeschwindigkeit des Dosierglieds sein kann. Die Differenz
der beiden Drehgeschwindigkeiten ist abhängig vom Durchmesser des Sonnenrades.
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Beim
Einstellen der Dosis zum Beispiel durch Drehen der Dosiereinrichtung,
die bei Vorrchtungen zur Selbstinjektion in der Regel vom Nutzer per
Hand vorgenommen wird, kann zum Beispiel ein Umlaufgetriebe eine
Rotation der Dosiereinrichtung drehungsgleich auf die Dosisanzeige übertragen.
Die Drehung an der Dosiereinrichtung wird vom Nutzer solange fortgesetzt,
bis die angestrebte Dosis auf der Dosisanzeige abzulesen ist. Wird
unbeabsichtigt eine höhere
Dosis eingestellt, so erlaubt das Umlaufgetriebe ein einfaches Rückdrehen
der Dosiereinrichtung aus den gewünschten Wert, wobei das Rückdrehen
ebenfalls die notwendige Korrektur der Abgabemenge bewirkt. Statt
einer Drehbewegung an der Dosiereinrichtung ist auch ein axiales
Verschieben oder ein quer zur Gerätelängsachse zugelassenes Kippen
der Dosiereinrichtung als Einstellmechanik möglich. Die Aufdosierung kann
ebenso durch einen elektrischen, pneumatischen oder sonstigen Antrieb
erfolgen, ebenso wie der Vortrieb der Ausschüttvorrichtung nicht auf Antriebe
von Hand und/oder durch Federkraft beschränkt ist.
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Beim
Auslösung
der Injektion wird die Dosisanzeige über entsprechende Kopplungselemente
mit der die Ausschüttung
bewirkenden Antriebsvorrichtung verbunden und während der Ausschüttung von dieser
angetrieben. Das Umlaufgetriebe überträgt dann
die Vorwärtsbewegung
der Ausschüttvorrichtung über ein
Kupplungsglied auf die Dosisanzeige und bewirkt ein Zurückdrehen
der eingestellten Dosis entsprechend der ausgeschütteten Produktmenge. Bei
vollständiger
Gabe der eingestellten Dosis zeigt die Dosisanzeige nach Beendigung
der Injektion den Wert Null an. Wird während der Produktabgabe der Injektionsvorgang
ungewollt oder planmäßig unterbrochen,
so zeigt die Dosisanzeige die Menge an Produkt an, die in diesem
Moment noch nicht ausgeschüttet
wurde. Der Nutzer kann in diesem Fall die Anzeige auf Null setzen
oder die Produktgabe fortsetzen und die noch nicht injizierte Produktmenge
sich zuführen.
Bemerkt der Nutzer während
der Injektion, dass er eine zu geringe oder zu große Dosis
am Dosierglied eingestellt hat, so kann er die Injektion jederzeit
abbrechen, die in diesem Moment noch zur Ausschüttung verbleibende Produktmenge
korrigieren und danach die Injektion beenden.
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Eine
erfindungsgemäße Echtheitsanzeige kann
mit mechanischen Elementen zum Beispiel als koaxiale Anzeige von
zwei oder mehr nebeneinander liegenden Zählringen/Zählscheiben vorgesehen sein, welche
beispielsweise in Umlaufrichtung mit Ziffern von „0" bis „9" beschriftet sind,
wie es zum Beispiel von Kilometerzählern bei Kraftfahrzeugen oder
Zählwerken
bei Kassettengeräten
bekannt ist. Eine solche aus zum Beispiel koaxialen nebeneinander
angeordneten Zählringen
und/oder Zählscheiben
bestehende Anzeige kann koaxial an dem Injektionsgerät, wie zum
Beispiel im hinteren Bereich des Injektionsgeräts in der Nähe eines Einstellknopfes oder
Dosiergliedes und mit einem solchen Einstellknopf oder Dosierglied
gekoppelt vorgesehen sein, so dass immer, wenn zum Beispiel der
Einstellknopf oder das Dosierglied bewegt wird, die mechanische
Anzeige bei der Aufdosierung und/oder Dosiskorrektur mitdreht.
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Ebenso
kann die aus zum Beispiel koaxialen nebeneinander angeordneten Zählringen
und/oder Zählscheiben
bestehende erfindungsgemäß mechanische
Dosisanzeige über
geeignete Kopplungsglieder mit der Ausschüttvorrichtung in der Art gekoppelt sein,
dass die Zählringe
und/oder Zählscheiben
bei der Ausschüttung
ebenfalls mitdrehen, allerdings in die der Einstelldrehung entgegen
gerichtete Richtung. Das heißt,
die mechanische Anzeige zählt
während
der Ausschüttung
des in dem Injektionsgerät enthaltenen
Produkts von der eingestellten Dosis zurück auf den Wert Null. Bei einem
ungewollten oder planmäßigen Unterbrechen
der Injektion wird die Bewegung der Dosisanzeige ebenfalls gestoppt,
abzulesen ist die noch nicht ausgeschüttete Teildosis.
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Bevorzugt
wird das mechanische Zählwerk aus
einem Planetengetriebe zum Drehen der als Zählräder ausgeführten Anzeigeelemente gebildet. Das
Planetengetriebe ist zweistufig aufgebaut und besteht aus einem
Planetenträger,
mehreren Planetenrädern,
einer Sonne und zwei Planetenstufen. Der Planetenträger wirkt
als Schnittstelle und stellt sowohl die Verbindung zwischen Dosierglied
und Dosisanzeige, als auch zwischen Vortriebseinrichtung und Dosisanzeige
her. Dazu ist der Planetenträger verdrehsicher
mit dem Antriebsglied verbunden. Ein Kupplungsglied koppelt im Ruhezustand,
das heißt vor
Betätigung
eines Auslöseelements
das Dosierglied mit dem Abtriebsglied. Eine Verstellung am Dosierglied
wird somit über
das Antriebsglied auf die Dosisanzeige übertragen. Zu Beginn der Bewegung des
Auslöseelements
in Ausschüttrichtung
wird die Koppelung zwischen Dosierglied und Antriebsglied gelöst und es
kommt durch das Kupplungsglied zu einer Koppelung von dem Antriebsglied
mit einer Fördereinrichtung.
Während
der Ausschüttung
ist die Dosisanzeige über
das Antriebsglied mit der Fördereinrichtung
gekoppelt und erfährt
eine Rotation, die der Drehrichtung der Einstellbewegung entgegengesetzt
ist.
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Beim
Einstellen der Dosis bewirkt eine Drehung des Dosiergliedes eine
Drehung des Planetenträgers,
der eine beliebige Anzahl von Planeten tragen kann. Diese Planetenzahnräder treiben über einen
zentral an dem Sonnenrad sitzenden Zahnkranz dieses drehrichtungsgleich
mit dem Dosierglied an. Das Übertragungsverhältnis von
dem Dosierglied auf das Sonnenrad ist abhängig von den Baumaßen der Getriebemechanik,
insbesondere von dem Verhältnis der
Durchmesser der Innenverzahnung am Hohlrad und des Zahnrades am
Sonnenrad, und kann einen beliebigen Wert haben. Bevorzug kann das
Sonnerad bei einer Umdrehung des Dosiergliedes 2,4 Umdrehungen ausführen.
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Das
Sonnenrad bildet vorzugsweise einen ersten Zählring, der bevorzugt in zehn
gleiche Teile segmentiert ist und als Einer-Zählring dient. Die der Drehachse
des Sonnenrades zugewandte Unterseite des Einer-Zählrings
weist eine Teilverzahnung auf. Dieser Teilverzahnung zugeordnet
ist ein Planetenrad der zweiten Planetenstufe, das als Zahnrad mit zwei
von einander unterschiedlichen Teilzahnrädern mit differierenden Kopfkreisdurchmessern
ausgebildet ist. Diese Planetenrad wird in einem Hohlring exzentrisch
gelagert und kann mit der Teilinnenverzahnung des Einer-Zählrings
kämmen.
Ebenfalls dem Planetenrad zugeordnet und vom Hohlring gelagert kann
ein weiterer Zählring
mit einer durchgehenden Innenverzahnung sein. Wird nun das Zahnrad,
angetrieben durch die Kämmung
mit der Innenverzahnung des Einer-Zählringes rotatorisch bewegt,
so überträgt es diese
Bewegung auf den weiteren Zählring.
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Der
weitere Zählring
kann als Zehnerzählring dienen
und wie der erste Zählring
in zehn Segmente eingeteilt werden. Bei dieser Ausbildung wäre das Innenzahnsegment
am ersten Zählring
genau so groß, dass
es bei einer ganzen Umdrehung des ersten Zählringes eine Drehung des weiteren
Zählringes
um 36° bewirkt.
Diese Drehung am weiteren Zählring würde beim Übergang
des ersten Zählringes
von zum Beispiel Ziffer "9" auf Ziffer "0" passieren. Es kann aber auch jeder
andere Unterteilung des weiteren Zählringes durch entsprechende
Ausbildung des Kreissegmentes der Innenverzahnung am ersten Zählring erreicht
werden: zum Beispiel Halbierung, Viertelung, Einteilung in fünf Teile,
Verdoppelung, Vervierfachung.
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Die
Zählringe
können
ganz oder teilweise transparent sein. In diesem Fall kann wenigstens eine
Lichtquelle, vorzugsweise eine LED oder OLED, fester Bestandteil
der Vorrichtung sein. Diese Lichtquelle ist vorzugsweise hinter
dem Kreissegment das die aktuelle Dosis zeigt angebracht. Die Lichtquelle kann
dauerleuchtend ausgebildet sein oder durch ein definiertes Ereignis,
zum Beispiel dem Beginn der Dosierbewegung am Dosierglied, eingeschalten
und nach Ende der Ausschüttung,
das heißt
bei Erreichen der Nullposition, wieder ausgeschalten werden. Denkbar
sind aber auch ein bewusstes Einschalten durch den Nutzer bei Dunkelheit
oder schlechten Lichtverhältnissen
mittels eines zum Beispiel Knopfes oder jede andere sinnvolle Art
der Initiierung.
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Es
ist auch eine mögliche
Lösung
die Ziffern auf den Zählringen
mit fluoreszierender Farbe aufzubringen, wobei bei Dunkelheit gespeicherte
Leuchtenergie das Ablesen der Dosisanzeige ermöglicht.
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Die
Innenverzahnung des weiteren Zählringes
ist immer im Eingriff mit dem exzentrischen Planetenrad, welches
ortsfest im Hohlring in einer Hausung angeordnet ist, wobei die
Hausung so ausgeformt ist, dass sie durch den Eingriff ihrer Enden
in die Innenverzahnung des weiteren Zählrings verhindert, dass dieser
sich unkontrolliert verdreht, andererseits die Enden aber eine Drehung
des weiteren Zählrings
beim Kämmen
der Innenverzahnung des ersten Zählrings
mit dem im Hohlrad exzentrisch gelagerten Zahnrad zulassen. Die
Hausung ist vorteilhafter Weise aus einem flexiblen Material gefertigt, dass
die mit der Innenverzahnung des weiteren Zählringes in Eingriff stehenden
Hausungsenden steif genug sind, um ein unbeabsichtigtes Verdrehen
des weiteren Zählringes,
durch zum Beispiel Fallenlassen der Vorrichtung oder versehentliches
Anstoßen, zu
verhindern, eine durch eine Drehung der Teilinnenverzahnung des
ersten Zählringes
erzeugte Drehkraft, die über
das Planetenrad auf den weiteren Zählring übertragen wird, aber ausreicht,
um eine Rotationsbewegung gegen den Widerstand der an der Hausung
ausgebildeten, mit der Innenverzahnung des weiteren Zählrings
in Eingriff befindlichen Hausungsenden zu bewirken. Das Hohlrad
selbst ist bevorzugt im Gehäuse
des Injektionsgeräts
verdrehsicher gelagert oder in diese integriert.
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Eine
erfindungsgemäße Dosisanzeige
kann sowohl in einem Injektionspen zur Selbstgabe eines Produkts
als auch in einem mechanischen, pneumatischen oder elektrischen
Injektionsgerät
eingebaut werden. Es ist auch grundsätzlich möglich, die mechanische Dosisanzeige
durch eine elektronisch generierte Anzeige zu ersetzen. Hierzu werden
die Drehung des Dosiergliedes und die Bewegung der Ausschüttvorrichtung über geeignete
Sensoren erfasst. Die so gewonnenen Informationen werden auf geeignete
Weise in eine digitale Anzeige umgesetzt. Wie oben beschrieben ist
auch in diesem Fall eine Echtzeitangabe der Produktmenge, die zur
Ausschüttung bereit
steht in jeder Situation darstellbar.
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Bevorzugte
Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen
beschrieben.
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Es
wird ausdrücklich
die Möglichkeit
der Teilung vorbehalten, um auf den Teil der die Echtzeitanzeige
der Dosisanzeige betrifft, ein gesondertes Patent anzumelden, dessen
Hauptanspruch zwar bevorzugt, aber nicht unumgänglich das Merkmal e) von Anspruch
1 enthält,
sondern die Kopplung der Dosisanzeige an die Ausschüttung über ein
anderes mechanisches Getriebe schafft.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand von Figuren erläutert.
An den Ausführungsbeispielen
offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die
Gegenstände
der Ansprüche
und auch die vorstehend beschriebenen Ausführungen vorteilhaft weiter. Es
zeigen:
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1 ein
Injektionsgerät
eines ersten Ausführungsbeispiels
in einer perspektivischen Ansicht,
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2 das
Injektionsgerät
mit einer geöffneten
Kupplung in einem Längsschnitt,
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3 das
Injektionsgerät
mit geschlossener Kupplung,
-
4 ein
Detail der 2,
-
5 ein
Detail der 3,
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6 das
Injektionsgerät
nach Einstellung einer Dosis,
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7 das
Injektionsgerät
nach Entleerung eines Reservoirs,
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8 ein
Entkopplungsglied und ein Gehäuseteil
des Injektionsgeräts,
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9 einen
distalen Abschnitt des Injektionsgeräts mit verbundenen Gehäuseteilen,
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10 den
distalen Abschnitt während
des Lösens
der Gehäuseteile
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11 ein
Injektionsgerät
eines zweiten Ausführungsbeispiels
mit geöffneter
Kupplung in einem Längsschnitt,
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12 das
Injektionsgerät
des zweiten Ausführungsbeispiels
mit geschlossener Kupplung in einem anderen Längsschnitt,
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13 ein
Detail der 11,
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14 ein
Detail der 12,
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15 das
Injektionsgerät
des zweiten Ausführungsbeispiels
nach Einstellung einer Dosis,
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16 das
Injektionsgerät
des zweiten Ausführungsbeispiels
nach Entleerung des Reservoirs,
-
17 das
Injektionsgerät
des zweiten Ausführungsbeispiels
mit voneinander gelösten
Gehäuseteilen,
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18 ein
Detail der 17,
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19 ein
Injektionsgerät
eines dritten Ausführungsbeispiels,
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20 einen
proximalen Teil des Injektionsgeräts des dritten Ausführungsbeispiels
mit geöffneter
Kupplung,
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21 das
Injektionsgerät
des dritten Ausführungsbeispiels
mit geschlossener Kupplung,
-
22 den
proximalen Teil des Injektionsgeräts des dritten Ausführungsbeispiels
bei einer Dosiskorrektur,
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23 den
proximalen Teil des Injektionsgeräts des dritten Ausführungsbeispiels
nach Entleerung des Reservoirs,
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24 ein
Sperrglied und ein Stoppglied des dritten Ausführungsbeispiels,
-
25 exemplarische
Einbausituation des Umlaufgetriebes
-
26 Explosionszeichnung
einer durch ein Umlaufgetriebe angetriebenen koaxialen Dosisanzeige.
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1 zeigt
ein Injektionsgerät
eines ersten Ausführungsbeispiels.
Das Injektionsgerät
weist ein erstes Gehäuseteil 1 und
ein zweites Gehäuseteil 4 auf,
die lösbar
miteinander verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel sind die Gehäuseteile 1 und 4 miteinander
verschraubt. Das Injektionsgerät
ist als schlanker Injektionspen gebildet. Das Gehäuseteil 1 dient
der Aufnahme eines mit fluidem Produkt gefüllten Behältnisses 2 und bildet
in diesem Sinne ein Reservoir, und das Gehäuseteil 4 dient als
Träger
für eine
Dosier- und Antriebseinrichtung, von der ein Dosierglied 18 zu
erkennen ist. Das Gehäuseteil 4 ist
im Bereich des Dosierglieds 18 durchbrochen, so dass ein
Verwender direkten Zugriff auf das Dosierglied 18 hat.
Das Dosierglied 18 ist um eine zentrale Längsachse
des Geräts
drehbar gelagert und als Hülse
gebildet, die bedienerfreundlich an ihrem äußeren Umfang geriffelt ist.
Zu erkennen ist ferner eine Dosisanzeige 20, die durch
eine Durchbrechung im Mantel des Gehäuseteils 4 seitlich
aufgesetzt ist.
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2 zeigt
das Injektionsgerät
des ersten Ausführungsbeispiels
in einem Längsschnitt.
In dem Gehäuseteil 1 ist
das Behältnis 2 aufgenommen.
In dem Behältnis 2 ist
ein Kolben 3 in eine Vortriebsrichtung V bewegbar aufgenommen.
Der Kolben 3 verschließt
das Behältnis 2 an
dessen proximalen Ende flüssigkeitsdicht.
Durch Vortrieb des Kolbens 3 in die Vortriebsrichtung V
wird Produkt durch einen Auslass des Behältnisses 2 verdrängt und
ausgeschüttet,
vorzugsweise durch eine in den Auslass ragende, mittels eines Nadelhalters
an dem distalen Ende des Gehäuseteils 1 befestigten
Injektionsnadel. Das Behältnis 2 ist
in der Art üblicher
Ampullen gebildet. Das Gehäuseteil 1 bildet
unmittelbar einen Behältnishalter,
im Ausführungsbeispiel
einen Ampullenhalter. Das Gehäuseteil 1 ragt
mit seinem proximalen Ende in das Gehäuseteil 4 hinein,
und ist mit dem Gehäuseteil 4 verschraubt.
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Das
Gehäuseteil 4 nimmt
eine Kolbenstange 15 und die Dosier- und Antriebseinrichtung
auf, die als Dosier- und Antriebsmechanik gebildet ist. Die Dosier-
und Antriebseinrichtung umfasst in einem Dosier- und Antriebsstrang
ein Antriebsglied 5 und eine Kupplung 6–11,
die in einem eingekuppelten Zustand, d.h. in einem Kupplungseingriff,
das Antriebsglied 5 mit der Kolbenstange 15 koppelt.
Die Kolbenstange 15 bildet mit dem Kolben 3 eine
Fördereinrichtung.
Im eingekuppelten Zustand übertragen
Kupplungsglieder 6–10 eine
auf das Antriebsglied 5 ausgeübte Antriebskraft auf die Kolbenstange 15.
In 2 besteht kein Kupplungseingriff, so dass die Kolbenstange 15 von
dem Antriebsglied 5 entkoppelt ist. In diesem ausgekuppelten
Zustand kann der Benutzer durch eine Dosierbewegung des Dosierglieds 18,
im Ausführungsbeispiel
eine Drehbewegung, die zu verabreichende Produktdosis einstellen.
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Das
Antriebsglied 5 ist hülsenförmig. Es weist
an seiner Mantelaußenfläche ein
Gewinde um eine in die Vortriebsrichtung V weisende Gewindeachse
R auf. Mit diesem Gewinde steht das Antriebsglied 5 in
einem Gewindeeingriff mit einem Kupplungseingangsglied 6.
Das Kupplungseingangsglied 6 ist ebenfalls hülsenförmig und
für den
Gewindeeingriff mit einem korrespondierenden Innengewinde versehen.
Die Gewindesteigung im Gewindeeingriff ist so groß, dass
eine Selbsthemmung nicht eintreten kann. Das Dosierglied 18 umgibt
das Kupplungseingangsglied 6 und ist mit dem Kupplungseingangsglied 6 verdrehgesichert
und axial nicht beweglich verbunden. Die Kolbenstange 15 ragt
in das Antriebsglied 5 und das Kupplungseingangsglied 6.
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Die
Kolbenstange 15 ist über
ihre axiale Länge
mit einem Außengewinde
versehen. Mit dem Außengewinde
ist sie in einem Gewindeeingriff mit einem Kupplungsausgangsglied 9,
das mit einem korrespondierenden Innengewinde versehen ist. Auch diese
beiden Gewinde weisen eine Steigung auf, die eine Selbsthemmung
im Gewindeeingriff verhindert. Die Gewindesteigung ist vorzugsweise
geringer als die Gewindesteigung im Gewindeeingriff zwischen dem
Antriebsglied 5 und dem Kupplungseingangsglied 6.
Eine Kupplungshülse 8 ist
mit dem Kupplungsausgangsglied 9 verdrehgesichert und axial nicht
beweglich verbunden. Die Kupplungshülse 8 und das Kupplungsausgangsglied 9 können bezüglich der
zwischen dem Antriebsglied 5 und der Kolbenstange 15 stattfindenden
Bewegungen wie ein einstückiges
Bauteil angesehen werden; sie sind zur Aufnahme einer Ausgleichsfeder 17 jedoch
zweiteilig ausgeführt
und fest miteinander verbunden. Das Kupplungsausgangsglied 9 und
die Kupplungshülse 8 sind
um die Gewindeachse R des Kupplungsausgangsglieds 9 drehbar,
aber axial nicht bewegbar im Gehäuseteil 4 gelagert.
Die Kolbenstange 15 durchragt im Gewindeeingriff des Kupplungsausgangsglied 9 und
ragt in die Kupplungshülse 8 hinein.
Zwischen einem proximalen Ende der Kupplungshülse 8 und einem proximalen
Ende der Kolbenstange 15 ist die Ausgleichsfeder 17 eingespannt,
die als Druckfeder in Vortriebsrichtung V auf die Kolbenstange 15 wirkt.
Die Ausgleichsfeder 17 drückt über einen drehbar an der Kolbenstange 15 abgestützten Teller 15a, den
ein Flansch einer auf die Kolbenstange 15 gesetzten Hülse bildet,
auf die Kolbenstange 15.
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Die
Kolbenstange 15 ist in einer Linearführung 4a relativ zu
dem Gehäuseteil 1 nicht
verdrehbar in und gegen die Vortriebsrichtung V linear geführt. Das
Antriebsglied 5 ist relativ zu dem Gehäuseteil 4 ebenfalls
in und gegen die Vortriebsrichtung V bewegbar lineargeführt, wofür das Gehäuseteil 4 unmittelbar
eine Linearführung 4b bildet.
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Die
Gewindeachse der Kolbenstange 15 bildet die Hauptbewegungsachse
der Vorrichtung. Für die
rotatorische Antriebsbewegung des Kupplungseingangsglieds 6 und über das
Kupplungszwischenglied 7 auch des Kupplungsausgangsglieds 9 bildet sie
eine Rotationsachse R. Sie bildet beide Gewindeachsen. Desweiteren
bildet sie die Translationsachse für die Kolbenstange 15 und
das Antriebsglied 5.
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Die
Kupplung 6–11 umfasst
ferner ein Kupplungszwischenglied 7 und ein Rückstellglied 10,
das als Druckfeder gebildet ist, und das Kupplungszwischenglied 7 mit
einer gegen die Vortriebsrichtung V wirkenden Elastizitätskraft
beaufschlagt. Das Rückstellglied 10 ist
zwischen dem Kupplungsausgangsglied 9 und dem Kupplungszwischenglied 7 eingespannt.
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Falls
auf das Antriebsglied 5 keine in die Vortriebsrichtung
V wirkende Kraft ausgeübt
wird, sorgt das Rückstellglied 10 über das
Kupplungszwischenglied 7 dafür, dass der Kupplungseingriff
gelöst
ist. Diesen Zustand zeigt die 2. Das Kupplungseingangsglied 6 ist
in die Vortriebsrichtung V auf Anschlag gegen das Kupplungszwischenglied 7 und wird
von dem Rückstellglied 10 über das
Kupplungszwischenglied 7 in eine proximale Endposition
gedrückt.
Das Rückstellglied 10 hält das Kupplungseingangsglied 6 relativ
zu dem Kupplungsausgangsglied 9 und der daran befestigten
Kupplungshülse 8 mittels
des Kupplungszwischenglieds in einer Halteposition. Das Rückstellglied 10 und
das Kupplungszwischenglied 7 bilden somit eine kraftschlüssig wirkende
Halteeinrichtung für
das Kupplungseingangsglied 6.
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3 zeigt
das Inj ektionsgerät
in einem gekoppelten Zustand. Zwischen dem Kupplungseingangsglied 6 und
der Kupplungshülse 8 besteht
ein Kupplungseingriff. Für
den Kupplungseingriff bilden das Kupplungseingangsglied 6 und
die Kupplungshülse 8 Eingriffselemente,
die im Kupplungseingriff eine verdrehgesicherte Verbindung der beiden
Glieder 6 und 8 um die in die Vortriebsrichtung
V weisende Gewindeachse R herstellen. Die Eingriffselemente wirken
als Nuten und Federn oder Verzahnungen zusammen, die zur Vortriebsrichtung
V parallel und um die Gewindeachse R gleichmäßig verteilt gebildet sind.
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Die 4 und 5 zeigen
den Bereich des Kupplungseingriffs im Detail. 4 zeigt
das Gerät
in dem entkoppelten und 5 in dem gekoppelten Zustand. 4 korrespondiert
somit mit 2, und 5 korrespondiert
mit 3.
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Im
entkoppelten Zustand ist das Kupplungseingangsglied 6 entgegen
der Vortriebsrichtung V von der Kupplungshülse 8 abgerückt, so
dass das Kupplungseingangsglied 6 relativ zu der Kupplungshülse 8 und
dem damit fest verbundenen Kupplungsausgangsglied 9 frei
drehbar ist. Gleichzeitig ist das Kupplungsausgangsglied 9 über die
Kupplungshülse 8,
das Kupplungszwischenglied 7 und ein Entkopplungsglied 11 verdrehgesichert
mit dem Gehäuseteil 4 verbunden.
Für diese
verdrehsichere Kopplung sind das Kupplungszwischenglied 7 an
einer der Kupplungshülse 8 radial
zugewandten Innenfläche mit
Eingriffselementen 7b und die Kupplungshülse 8 mit
korrespondierenden Eingriffselementen 8b versehen. Für den verdrehgesicherten
Eingriff mit dem Entkopplungsglied 11 sind das Kupplungszwischenglied 7 an
einer äußeren Umfangsfläche mit
Eingriffselementen 7a und das Entkopplungsglied 11 an
einer Mantelinnenfläche
mit radial zugewandten Eingriffselementen 11a versehen,
die im entkoppelten Zustand wie die Eingriffselemente 7b und 8b in
der Art von Nuten und Federn oder Verzahnungen, die zur Vortriebsrichtung
V parallel sind, ineinander greifen. Das Kupplungszwischenglied 7 ist
in seinem verdrehgesicherten Eingriff mit der Kupplungshülse 8 und
seinem verdrehgesicherten Eingriff mit dem Entkopplungsglied 11 in
und gegen die Vortriebsrichtung V axial bewegbar, wobei sich der
Eingriff mit dem Entkopplungsglied 11 bei einer Bewegung
in die Vortriebsrichtung V löst.
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Wird
das Antriebsglied 5 betätigt,
indem auf ein Auslöseelement 16 in
die Vortriebsrichtung V eine Druckkraft ausgeübt wird, vollführen das
Antriebsglied 5 und das Kupplungseingangsglied 6 gemeinsam
einen axialen Kupplungshub der Länge
X. Bei dieser Antriebshubbewegung bzw. Kupplungsbewegung stößt das Kupplungseingangsglied 6 das
Kupplungszwischenglied 7 gegen die rückstellende Elastizitätskraft
des Rückstellglieds 10 in
die Vortriebsrichtung V. Im Verlaufe der Hubbewegung gelangen die Eingriffselemente 6a und 8a miteinander
in Eingriff, während
das Kupplungszwischenglied 7 sich gleichzeitig relativ
zu dem Entkopplungsglied 11 bewegt bis es aus dem verdrehgesicherten
Eingriff mit dem Entkopplungsglied 11 gelangt. Dabei bleibt
das Kupplungszwischenglied 7 in dem verdrehgesicherten Eingriff
mit der Kupplungshülse 8.
Die Kupplungsbewegung wird durch einen Anschlag des Auslöseelements 16 an
der Kupplungshülse 8,
im Ausführungsbeispiel
an deren proximalen Stirnfläche,
begrenzt (3).
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5 zeigt
das Injektionsgerät
im gekoppelten Zustand. Die Eingriffselemente 6a und 8a sind
in axialer Überdeckung,
so dass der Kupplungseingriff als verdrehgesicherter Eingriff zwischen
dem Kupplungseingangsglied 6 und der Kupplungshülse 8 hergestellt
ist. Der Eingriff zwischen dem Kupplungszwischenglied 7 und
dem Entkopplungsglied 11 löst sich erst, nachdem der Kupplungseingriff
sicher hergestellt ist.
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Für die Einstellung
der Dosis verdreht der Verwender das Dosierglied 18, das
dabei in leicht lösbaren
Rastpositionen verrastet. Das Dosierglied 18 ist verdrehgesichert
und auch axial unbeweglich mit dem Kupplungseingangsglied 6 verbunden,
so dass dieses mitdreht. Durch diese Dosierbewegung des Kupplungseingangsglieds 6 wird
das bei 4b in und gegen die Vortriebsrichtung V linear
geführte
Antriebsglied 5 in die proximale Richtung bewegt und ragt
dann aus dem Gehäuseteil 4.
Der axiale Dosierweg des Antriebsglieds 5 ergibt sich aus
dem Drehwinkel, um den das Dosierglied 18 verdreht wird
und der Gewindesteigung im Gewindeeingriff zwischen dem Antriebsglied 5 und
dem Kupplungseingangsglied 6, das in die Vortriebsrichtung
V gegen das Kupplungszwischenglied 7 und gegen die Vortriebsrichtung
V gegen das Gehäuseteil 4 auf
Anschlag ist.
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6 zeigt
das Injektionsgerät
mit noch vollständig
gefülltem
Behältnis 2 nach
dem Einstellen einer ersten Dosis. In diesem Zustand durchsticht
der Benutzer mit der Injektionsnadel die Haut für eine subkutane Injektion.
Nachdem die Injektionsnadel platziert ist, betätigt der Benutzer das Antriebsglied 5, indem
er dieses in die Vortriebsrichtung V in das Gehäuseteil 4 hinein drückt. In
dem ersten Abschnitt der Antriebsbewegung, der Kupplungsbewegung
bzw. dem Kupplungshub X, nimmt das Antriebsglied 5 das Kupplungseingangsglied 6 gegen
die elastische Rückstellkraft
des Rückstelldements 10 mit
bis der Kupplungseingriff mit der Kupplungshülse 8 hergestellt
und der verdrehgesicherte Eingriff zwischen dem Kupplungszwischenglied 7 und
dem Entkopplungsglied 11 gelöst sind. Sobald die Kupplungshülse 8 und
damit gemeinsam das Kupplungsausgangsglied 9 um die gemeinsame
Rotationsachse R frei drehen können,
ist der Kupplungshub X beendet, und es schließt sich als zweiter Abschnitt
der Antriebsbewegung ein Ausschütthub
an. Während
des Ausschütthubs
wird das Antriebsglied 5 weiter in die Vortriebsrichtung
V gedrückt.
Da das Kupplungseingangsglied 6 über den axialen Anschlag gegen
das Kupplungszwischenglied 7 keine weitere Bewegung in
die Vortriebsrichtung V ausführen
kann, dreht es sich in dem Gewindeeingriff mit dem verdrehgesichert
geführten
Antriebsglied 5 um die gemeinsame Gewindeachse R. Das Kupplungseingangsglied 6 nimmt
bei seiner Drehbewegung im Kupplungseingriff die Kupplungshülse 8 und
diese das Kupplungsausgangsglied 9 mit. Die Kupplungshülse 8 ist
gemeinsam mit dem Kupplungsausgangsglied 9 axial nicht
bewegbar in dem Gehäuseteil 4 gehalten.
Die Drehbewegung des Kupplungsausgangsglieds 9 bewirkt über den
Gewindeeingriff mit der Kolbenstange 15 und deren verdrehgesicherten
Linearführung
bei 4a den Vortrieb und somit die Ausschüttbewegung der
Kolbenstange 15 und damit gemeinsam des Kolbens 3.
Sobald der Injektionsknopf 16 im Zuge der Antriebs- und Ausschüttbewegung
in Anschlagkontakt gegen die Kupplungshülse 8 gelangt (3),
ist der Ausschüttvorgang
beendet.
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Nimmt
der Benutzer den Druck von dem Auslöseelement 16, so bewegt
das Rückstellglied 10 über das
Kupplungszwischenglied 7 das Kupplungseingangsglied 6 wieder
in die aus dem Kupplungseingriff abgerückte Halteposition, wie sie
in den 2 und 4 dargestellt ist. Das Kupplungseingangsglied 6 und
damit gemeinsam das Antriebsglied 5, das Dosierglied 18 und
die Dosisanzeige 20 werden durch die Ausrückbewegung
des Kupplungseingangsglieds 6 von dem Kupplungsausgangsglied 9 und
somit von der Kolbenstange 15 entkoppelt. Andererseits
wird die Kolbenstange 15 über das zurückfahrende Kupplungszwischenglied 7 und
das Entkopplungsglied 11 wieder verdrehgesichert mit dem Gehäuseteil 4 verbunden.
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7 zeigt
das Injektionsgerät
am Ende einer letzten Ausschüttung,
mit der das Behältnis 2 entleert
wurde.
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Für einen
Austausch des entleerten Behältnisses 2 wird
das Gehäuseteil 1 von
dem Gehäuseteil 4 gelöst, im Ausführungsbeispiel
durch eine Schraubbewegung. Bei dem Lösen der Gehäuseteile 1 und 2 wird
das Entkopplungsglied 11 automatisch relativ zu dem Gehäuseteil 4 gegen
die Richtung der Kupplungsbewegung des Kupplungseingangsglieds 6,
im Ausführungsbeispiel
gegen die Vortriebsrichtung V, bewegt. Das Gehäuseteil 4 lagert das
Entkopplungsglied 11 entsprechend. Der von dem Entkopplungsglied 11 relativ
zu dem Gehäuseteil 4 dabei zurückgelegte
axiale Weg ist so lang wie der Kupplungshub X, so dass das Entkopplungsglied 11 nach dem
Lösen der
Gehäuseteile 1 und 4 dem
Kupplungseingangsglied 6 axial gegenüberliegend dieses blockiert
und das Kupplungseingangsglied 6 nicht mehr in die Vortriebsrichtung
V bewegt werden kann, zumindest nicht in den Kupplungseingriff mit
der Kupplungshülse 8.
Die Blockierung des Kupplungseingangsglieds 6 in der ausgerückten Position
verhindert, dass das Kupplungsausgangsglied 9 in eine verdrehgesicherte
Verbindung mit dem Gehäuseteil 4 gelangen
und dadurch ein Zurückschieben
der Kolbenstange 15 verhindern kann. Es wird mit anderen Worten
sichergestellt, dass die Kolbenstange 15 blockierfrei in
das Gehäuseteil 4 zurückgeschoben
werden kann.
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8 zeigt
das Entkopplungsglied 11 und das erste Gehäuseteil 1 in
einer perspektivischen Ansicht. Das Entkopplungsglied 11 ist
ein Hülsenteil
und weist in einem distalen Abschnitt drei nach radial einwärts ragende
Eingriffselemente 12 und in einem proximalen Abschnitt
ein nach radial auswärts
ragendes Fixierelement 13 auf.
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9 zeigt
das Gehäuseteil 1 und
einen Verbindungsabschnitt des Gehäuseteils 4, wobei
das verdeckte Entkopplungsglied 11 strichliert dargestellt ist.
Für seine
Entkopplungsfunktion ist das Entkopplungsglied 11 in dem
Verbindungsabschnitt des Gehäuseteils 4 drehbar
und axial bewegbar aufgenommen. Die relative Bewegbarkeit wird durch
eine Axialführung 4e und
eine Umfangsführung 4c bestimmt, entlang
denen das Eingriffselement 13 nacheinander entlangfährt, wenn
das Gehäuseteil 1 von
dem Gehäuseteil 4 gelöst wird.
Die Umfangsführung 4c erstreckt
sich rechtwinklig zur Axialführung 4e in
Umfangsrichtung um die Schraubachse. Sie ist als Durchbruch oder
Ausnehmung im Gehäuseteil 4 gebildet.
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Mit
dem Gehäuseteil 1 ist
das Entkopplungsglied 11 in einem Führungseingriff. Für den Führungseingriff
ist an einer Mantelaußenfläche des
Gehäuseteils 1 pro
Eingriffselement 12 eine Führungskurve 1a gebildet,
die das Eingriffselement 12 und somit das Entkopplungsglied 11 bei
dem Lösen
der Gehäuseteile 1 und 4 führt. Eine
parallel beabstandete weitere Führungskurve 1a führt das
Entkopplungsglied 11 bei einem Verbinden der Gehäuseteile 1 und 4 entsprechend
(10). Die Führungskurve 1a verläuft in einem
distalen Abschnitt schräg,
d.h. mit einer Steigung, zu der Schraubachse der Schraubverbindung
der Gehäuseteile 1 und 4,
so dass bei der für das
Lösen erforderlichen
Relativdrehung zwischen den Gehäuseteilen 1 und 4 das
Eingriffselement 12 an der Führungskurve 1a entlang
gleitend eine Axialbewegung des Entkopplungsglieds 11 relativ
zu dem Gehäuseteil 4 gegen
die Vortriebsrichtung V ausführt,
bis das Fixierelement 13 auf die axiale Höhe der Umfangsführung 4c gelangt.
Die Steigung beträgt
etwa 45° und
ist konstant. Grundsätzlich
kann sie aus dem gesamten Bereich größer 0° und kleiner 180° gewählt werden
und gegebenenfalls auch veränderlich
sein, solange die zum Lösen
der Gehäuseteile 1 und 4 erforderliche
Relativbewegung, im Ausführungsbeispiel
eine Schraubbewegung, eine Bewegung des Entkopplungsglieds entgegen
der vom Kupplungseingangsglied zum Einkuppeln auszuführenden
Kupplungsbewegung X bewirkt. Ein distaler Abschnitt der Führungskurve 1a verläuft axial,
so dass bei dem weiteren Auseinanderschrauben der Gehäuseteile 1 und 4 das
Fixierelement 13 längs
der Umfangsführung 4c bewegt
wird. Im Verlaufe dieser relativen Umfangsbewegung zwischen dem
Entkopplungsglied 11 und dem Gehäuseteil 4 gleitet
das Fixierelement 13 über
ein Fixierelement 4d im Bereich der Umfangsführung 4c.
Das Fixierelement 4d ist als Nocken an einem Streifenabschnitt
des Gehäuseteils 4 gebildet.
Der Streifenabschnitt wirkt als beidseits fest eingespannte Biegefeder,
die bei der Bewegung des Fixierelements 13 über das
Fixierelement 4d federnd nachgibt, um anschließend wieder in
ihre Ausgangslage zurückzufedern
und einen lösbaren
Rasteingriff für
das Entkopplungsglied 11 zu bilden. In der Rastposition
ist das Fixierelement 13 in die eine Umfangsrichtung an
dem Fixierelement 4d und in die andere Umfangsrichtung
an einer in der Umfangsführung 4c gebildeten
Schulter auf Anschlag und dadurch in beide Umfangsrichtungen fixiert.
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10 zeigt
die beiden Gehäuseteile 1 und 4 und
das Entkopplungsglied 11 nachdem dessen Fixierelement 13 hinter
das Fixierelement 4d des Gehäuseteils 4 bewegt
worden ist. Das Entkopplungsglied 11 ist über die
Fixierelemente 4d und 13 mit dem Gehäuseteil 4 in
dem lösbaren
Rasteingriff und auf diese Weise an dem Gehäuseteil 4 verdrehgesichert
und axial fixiert. In der in 10 gezeigten Rastposition
blockiert das Entkopplungsglied 11 das Kupplungseingangsglied 6 und
stellt dadurch die Entkopplung von Antriebsglied 5 und
Kolbenstange 15 sicher. Sobald das Entkopplungsglied 11 die
Rastposition erreicht hat, bewegt sich dessen Eingriffselement 12 bei
dem weiteren Auseinanderschrauben der Gehäuseteile 1 und 4 aus
dem Führungseingriff mit
der Führungskurve 1a.
Die Führungskurve 1a ist entsprechend
geformt.
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Bei
einem erneuten Zusammenschrauben der Gehäuseteile 1 und 4 zentrieren
sich diese bezüglich
der Umfangsrichtung mittels zusammenwirkender Zentrierelemente,
so dass das Eingriffselement 12 des Entkopplungsglieds 11 wieder
in Eingriff mit der Führungskurve 1a gelangt.
Sobald der Führungseingriff
hergestellt ist wird bei dem weiteren Zusammenschrauben das Entkopplungsglied 11 automatisch
aus dem Rasteingriff der Fixierelemente 4d und 13 bewegt,
bis es relativ zu dem Gehäuseteil 4 wieder
die gleiche Position wie in 9 und den 2 bis 7 einnimmt;
dies entspricht der Betriebsposition des Entkopplungsglieds 11.
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Bei
oder vor dem Zusammenschrauben wird die Kolbenstange 15 einfach
in das Gehäuseteil 4 zurückgeschoben,
was wegen des gelösten
Kupplungseingriffs eine Drehbewegung des Kupplungsausgangsglieds 9 bewirkt.
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Die
Dosisanzeige 20 des ersten Ausführungsbeispiels ist über ein
Anzeigekopplungsglied 21 und das Kupplungseingangsglied 6 mit
dem Antriebsglied 5 gekoppelt. Das Anzeigekopplungsglied 21 ist
mit dem Kupplungseingangsglied 6 verdrehgesichert verbunden,
indem es im Ausführungsbeispiel einen
Ring bildend auf dem Kupplungsglied 6 und relativ zu diesem
in und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X bewegbar ist.
Das Anzeigekopplungsglied 21 ist umgekehrt zu dem Gehäuseteil 4 um
die Rotationsachse R drehbar, wird relativ zu dem Gehäuseteil 4 jedoch
axial nicht bewegbar gehalten. Das Anzeigekopplungsglied 21 weist
umlaufend eine Verzahnung auf, die im Ausführungsbeispiel als Kegelverzahnung
gebildet ist, mit der es mit einem Getriebe der Dosisanzeige 20 in
Zahneingriff ist, um die Dosierbewegung und auch die Antriebsbewegung
in das Getriebe einzuleiten.
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Die 11 bis 18 zeigen
ein Injektionsgerät
eines zweiten Ausführungsbeispiels.
Das Injektionsgerät
des zweiten Ausführungsbeispiels
weist gegenüber
dem Gerät
des ersten Ausführungsbeispiels
einige Modifikationen hinsichtlich der Kopplung und Entkopplung
von Antriebsglied 5 und Kolbenstange 15 auf. Das
Antriebsglied 5 und die Kolbenstange 15 selbst
und auch das grundsätzliche
Zusammenwirken beim Koppeln und Entkoppeln sind jedoch gleich geblieben.
Die der Funktion nach gleichen Komponenten sind mit den gleichen
Bezugsziffern wie im ersten Ausführungsbeispiel
versehen. Um auf Modifikationen hinzuweisen, sind die betreffenden
Komponenten mit den gleichen, aber apostrophierten Bezugsziffern
versehen.
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11 zeigt
das Injektionsgerät
im Ruhezustand, in dem das Antriebsglied 5 von der Kolbenstange 15 entkoppelt
ist. Das erste Gehäuseteil 1 ist mit
einer mit dem Gehäuseteil 4 verbundenen Schutzkappe 37 abgedeckt,
die für
die Produktverabreichung abgenommen wird. Im Unterschied zu dem ersten
Ausführungsbeispiel
wird der Kupplungseingriff zwischen dem modifizierten Kupplungseingangsglied 6' und dem modifizierten
Kupplungszwischenglied 7' hergestellt
und gelöst.
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12 zeigt
das Injektionsgerät
des zweiten Ausführungsbeispiels
im gekoppelten Zustand, der durch die Beaufschlagung des Auslöseelements 16 und
damit des Antriebsglieds 5 und des Kupplungseingangsglieds 6' durch eine
in die Vortriebsrichtung V wirkende Antriebskraft hergestellt wird.
Allerdings wurde wie bereits bei der korrespondierenden 3 des
ersten Ausführungsbeispiels
noch keine Dosis oder zum Primen nur eine geringe Dosis von wenigen Einheiten
ausgewählt.
Die Schutzkappe 37 wurde durch ein Gehäuseteil 38 ersetzt,
das auf das Gehäuseteil 4 aufgesetzt
und mit diesem verschnappt ist. Das Gehäuseteil 38 lagert
einen Nadelschutz 39, vorzugsweise in Form einer Nadelschutzhülse, gegen die
Vortriebsrichtung V federnd beweglich. Bei einem Einstechen der
nicht dargestellten Injektionsnadel federt der Nadelschutz 39 gegen
die Vortriebsrichtung V in das Gehäuseteil 38 ein; in
Umkehrung dieser Bewegung sticht die Nadel durch eine distale Öffnung des
Nadelschutzes 39 vor.
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Die 13 und 14 zeigen
den Bereich des Kupplungseingriffs im Detail, wobei 13 für den entkoppelten
Zustand und 14 den gekoppelten Zustand steht.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
weisen die Eingriffselemente 6a und 7c, zwischen
denen der Kupplungseingriff hergestellt wird, zu der Vortriebsrichtung
V eine Neigung auf. Im Ausführungsbeispiel
sind die Eingriffselemente 6a und 7c je in der
An eines um die Gewindeachse der Kolbenstange 15 umlaufenden
Kegelzahnkranzes gebildet. Das Kupplungseingangsglied 6' bildet dabei seine
Eingriffselemente 6a an seinem distalen Ende als Innenkonus,
und das Kupplungszwischenglied 7' bildet die Eingriffselemente 7c an
seinem proximalen Ende als Außenkonus.
Die konischen Eingriffsflächen
sind zueinander kongruent und liegen einander axial zugewandt mit
dem lichten Abstand X unmittelbar gegenüber. Die Kupplungsflächen könnten statt konisch
auch kongruent konvex/konkav geformt sein.
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Das
Kupplungszwischenglied 7' ist
im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
axial bewegbar und in jeder Axialposition verdrehgesichert mit dem
Kupplungsausgangsglied 9 in einem Eingriff. Es ist wieder
als Hülsenteil
gebildet und axial gleitverschiebbar auf dem Kupplungsausgangsglied 9 gelagert.
Hierfür
durchgreift es die axial entsprechend geschlitzte Kupplungshülse 8', was in den
Figuren allerdings nicht sichtbar ist. Die verdrehgesicherte Verbindung
wird formschlüssig über Eingriffselemente
geschaffen, die als axial gerade Verzahnungen gebildet sind. Das
nach Ausbildung und Einbau gleiche, hinsichtlich seiner Funktion
jedoch reduzierte Rückstellglied 10' ist wie im
ersten Ausführungsbeispiel
zwischen dem Kupplungsausgangsglied 9 und dem Kupplungszwischenglied 7' gespannt und
beaufschlagt letzteres gegen die Vortriebsrichtung V mit einer Elastizitätskraft.
Im entkoppelten Zustand, in dem das Kupplungseingangsglied 6', wie in 13 gezeigt,
gegen die Vortriebsrichtung V von dem Kupplungszwischenglied 7' abgerückt ist,
drückt
das Rückstellglied 10' das Kupplungszwischenglied 7' in den verdrehgesicherten
Eingriff mit dem Entkopplungsglied 11'. Die entsprechenden Eingriffselemente
sind wieder mit 7a und 11a bezeichnet. Auch die Eingriffselemente 7a und 11a sind
als kegelige Zahnkränze
gebildet. Der Eingriff von Kupplungszwischenglied 7' und Entkopplungsglied 11' kann alternativ
rein reibschlüssig
sein. Die Eingriffselemente 7a und 11a weisen
in diesem Fall einander zugewandte, kongruente Reibflächen auf,
im Ausführungsbeispiel wären dies
die einander zugewandten Konusflächen.
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Eine
weitere Modifikation besteht bei dem Dosierglied 18'. Im Unterschied
zu dem Dosierglied 18 des ersten Ausführungsbeispiels ist das Dosierglied 18' relativ zu
dem Gehäuseteil 4 in
Richtung der Kupplungsbewegung X, im Ausführungsbeispiel die axiale Richtung,
nicht bewegbar. Stattdessen ist das Kupplungseingangsglied 6' zwar wieder
verdrehgesichert, aber axial beweglich mit dem Dosierglied 18' verbunden.
Der verdrehgesicherte Eingriff zwischen dem Kupplungseingangsglied 6' und dem Dosierglied 18' besteht im
entkoppelten Zustand von Antriebsglied 5 und Kolbenstange 15 und
wird im Verlaufe des Kupplungshubs X gelöst, nämlich unmittelbar bevor die
verdrehgesicherte Verbindung zwischen dem Kupplungsausgangsglied 9 und
dem Gehäuseteil 4 gelöst wird.
Für diesen
Eingriff sind das Kupplungseingangsglied 6' und das Dosierglied 18' mit Eingriffselementen 6b und 18a versehen,
die an radial einander zugewandten Mantelflächen der beiden Glieder 6' und 18' in der An von
Nuten und Federn gebildet sind. Bezüglich der verdrehgesicherten Verbindung
zwischen dem Kupplungseingangsglied 6' und dem Dosierglied 18' sei auch auf
die 11 und 12 verwiesen.
In dem in 11 dargestellten entkoppelten
Zustand besteht die verdrehgesicherte Verbindung, und in dem in 12 dargestellten
gekoppelten Zustand ist sie gelöst.
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Noch
ein Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
besteht hinsichtlich der Halteeinrichtung. Das Rückstellglied 10' hat im zweiten
Ausführungsbeispiel
keine, die Kupplungsglieder 6' und 9 voneinander trennende
Wirkung. Die Halteeinrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst ein Rückstellglied 14,
ein Stützstruktur 6c und
das Dosierglied 18'.
Das Rückstellglied 14 beaufschlagt
das Kupplungseingangsglied 6' über das
Stützstruktur 6c mit
einer elastischen Rückstellkraft,
die der Kupplungsbewegung X des Kupplungseingangsglieds 6' entgegenwirkt.
In Richtung der Kupplungsbewegung X, die in den Ausführungsbeispielen
mit der Vortriebsrichtung V zusammenfällt, ist das Rückstellglied 14 an
dem Dosierglied 18' abgestützt, das
hierfür eine
Abstützschulter
bildet. Das Stützstruktur 6c ist
in und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X unbeweglich mit
dem Kupplungseingangsglied 6' verbunden.
Es ist als kurze Hülse
mit einem Außenflansch
gebildet, an dem sich das Rückstellglied 14 abstützt. Gegen
die Richtung der Kupplungsbewegung X liegt das Stützstruktur 6c in
Bezug auf das Gehäuseteil 4 auf
Anschlag. Durch die Kupplungsbewegung X wird das Kupplungseingangsglied 6' gegen die elastische
Rückstellkraft
des Rückstellglieds 14 in
den Kupplungseingriff mit dem Kupplungszwischenglied 7' bewegt. Das
Rückstellglied 14 ist
wie im ersten Ausführungsbeispiel
als eine in Richtung der Kupplungsbewegung X mit einer Druckkraft
beaufschlagte Druckfeder gebildet.
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Die
Arbeitsweise der modifizierten Kupplung 6'–11', 14' ist die gleiche wie die Kupplung
des ersten Ausführungsbeispiels.
So ist das Kupplungsausgangsglied 9 in dem entkoppelten
Zustand über
die Kupplungshülse 8', das Kupplungszwischenglied 7' und das Entkopplungsglied 11' verdrehgesichert
mit dem Gehäuseteil 4 verbunden.
Durch Betätigung
des Injektionsknopfs 16 und damit einhergehend der Ausführung des
Kupplungshubs X (11) wird der Kupplungseingriff
hergestellt, im zweiten Ausführungsbeispiel
zwischen dem Kupplungseingangsglied 6' und dem Kupplungszwischenglied 7'. In der ersten
Phase des Kupplungshubs X greifen die Eingriffselemente 6a und 7c ineinander,
so dass das Kupplungseingangsglied 6' über das Kupplungszwischenglied 7' und die Kupplungshülse 8' verdrehgesichert
mit dem Kupplungsausgangsglied 9 verbunden ist. Erst nach
Herstellung des verdrehgesicherten Eingriffs wird durch das in die
Vortriebsrichtung V drückende
Kupplungseingangsglied 6' das
Kupplungsglied 7' aus
dem Eingriff mit dem Entkopplungsglied 11' bewegt, so dass das Kupplungsausgangsglied 9 frei
um die mit der Kolbenstange 15 gebildete Gewindeachse R
drehen kann und der Kupplungseingriff vollständig hergestellt ist.
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14 zeigt
das Injektionsgerät
im gekoppelten Zustand, d.h. im Kupplungseingriff.
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Die 15 und 16 entsprechen
den 6 und 7 des ersten Ausführungsbeispiels, so
dass darauf verwiesen werden kann.
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17 zeigt
das Injektionsgerät
des zweiten Ausführungsbeispiels
während
des Austauschs des Reservoirs 2. Nachdem das Reservoir 2,
wie in 16 gezeigt, entleert ist, wird
das Gehäuseteil 1 von
dem Gehäuseteil 4 gelöst, wodurch
das Entkopplungsglied 11' in
die Entkopplungsposition bewegt wird. Diese Funktion entspricht
vollkommen derjenigen des Entkopplungsglieds 11 des ersten
Ausführungsbeispiels,
so dass auf die dortigen Erläuterungen
und die 8-10 verwiesen
werden kann.
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In
dem in 17 gezeigten Zustand nimmt das
Gehäuseteil 1 bereits
das neue Reservoir 2 auf. Um das Gehäuseteil 1 mit dem
Gehäuseteil 4 zu
verbinden, kann das Gehäuseteil 1 mit
dem das Reservoir 2 proximal verschließenden Kolben 3 auf
das Gehäuseteil 4 zu
bewegt werden. Die frei aus dem Gehäuseteil 4 vorragende
Kolbenstange 15 wird durch den andrückenden Kolben 3 im
Gewindeeingriff mit dem frei drehbaren, aber axial festgelegten Kupplungsausgangsglied 9 zurückbewegt.
Wegen der verdrehgesicherten Linearführung 4a, die im zweiten
Ausführungsbeispiel
von einer verdrehgesichert in das Gehäuseteil 4 eingesetzten
Kupplungsaufnahme gebildet wird, vollführt die Kolbenstange 15 bei
dem Zurückschieben
eine axiale Linearbewegung, während
das Kupplungsausgangsglied 9 gemeinsam mit der Kupplungshülse 8' um die gemeinsame
Gewindeachse frei dreht. Anstatt die Kolbenstange 15 gegen
den Kolben 3 drückend
zurück
zu bewegen, kann die Kolbenstange 15 auch vorher durch
Druck unmittelbar auf ihren Stempel zurückbewegt werden.
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18 zeigt
den Kupplungsbereich mit dem in der Entkopplungsposition befindlichen
Entkopplungsglied 11' im
Detail. Die Funktion des Entkopplungsglieds 11' entspricht
derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels,
nämlich
Blockierung des Kupplungseingangsglieds 6' in der abgerückten Axialposition.
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Im
zweiten Ausführungsbeispiel
werden die Dosierbewegung und die Antriebsbewegung ebenfalls über das
Kupplungseingangsglied 6' und
ein Anzeigekopplungsglied 22 in ein Getriebe der Dosisanzeige 20' eingeleitet.
Auch das Anzeigekopplungsglied 22 ist verdrehgesichert
mit dem Kupplungseingangsglied 6' verbunden und relativ zu dem Gehäuseteil 4 in
und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X nicht beweglich.
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Die 19 bis 24 zeigen
als drittes Ausführungsbeispiel
ein Injektionsgerät,
bei dem bei der Verabreichung die Antriebskraft für die Produktausschüttung nicht
manuell, sondern von einem Antriebsglied 25 aufgebracht
wird, das als Antriebsfeder gebildet ist. Das Antriebsglied 25 wird
durch Einstellung der zu verabreichenden Dosis gespannt. Die bei der
Dosiseinstellung aufgenommene Federenergie wird bei Auslösung des
Geräts
freigesetzt und in den Vortrieb der Kolbenstange 15 umgewandelt.
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19 zeigt
das Injektionsgerät
des dritten Ausführungsbeispiels
komplett mit dem montierten Gehäuseteil 38 und
dem darin entgegen der Vortriebsrichtung V gegen die Kraft einer
Rückstellfeder gleitverschiebbar
aufgenommenen Nadelschutz 39.
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Die 20 und 21 zeigen
das Gehäuseteil 4 mit
den darin aufgenommenen Komponenten des Injektionsgeräts, 20 in
einem den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
vergleichbaren Ruhezustand, in dem die Dosis eingestellt werden
kann, und 21 im Kupplungseingriff. Soweit
nachfolgend nichts anderes gesagt wird, werden insbesondere die 20 und 21 in
Bezug genommen.
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Das
Antriebsglied 25 ist eine als Drehfeder wirkende Spiralfeder
mit Federwindungen, die um die Gewindeachse R des Gewindeeingriffs
zwischen dem Kupplungsausgangsglied 9 und der Kolbenstange 15 umlaufen.
Die Federwindungen sind radial zu der Gewindeachse R übereinander
angeordnet; sie weisen zu der Gewindeachse die Steigung Null auf. Ein
inneres Ende der Federwindungen ist an dem Kupplungseingangsglied 6' befestigt,
und ein äußeres Ende
ist an einer Stützstruktur 26 befestigt,
die mit dem Gehäuseteil 4 in
Richtung der Kupplungsbewegung X bewegbar, aber verdrehgesichert
verbunden ist. Die Stützstruktur 26 ist
andererseits in und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X nicht bewegbar
mit dem Kupplungseingangsglied 6' verbunden. Das Kupplungseingangsglied 6' ist relativ
zu der Stützstruktur 26 um
die Gewindeachse R drehbar. Eine weitere Stützstruktur 6d ist
mit dem Kopplungseingangsglied 6' in und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung
X nicht bewegbar verbunden; im Ausführungsbeispiel sind das Kupplungseingangsglied 6' und die Stützstruktur 6d in
einem Stück gebildet.
Das Antriebsglied 25 wird von den Stützstrukturen 6d und 26 axial
eingefasst.
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Die
Kupplung entspricht in ihrer Funktionsweise derjenigen des zweiten
Ausführungsbeispiels, so
dass für
die Kupplungsglieder 6'–10' und das Entkopplungsglied 11' die gleichen
Bezugszeichen verwendet werden. Im Unterschied zu der Kupplung des zweiten
Ausführungsbeispiels
ist allerdings die dortige Kupplungshülse 8' entfallen. Das Kupplungszwischenglied 7' ist unmittelbar
mit dem Kupplungsausgangsglied 9 in einem die rotatorische
Antriebsbewegung des Kupplungseingangsglieds 6' auf das Kupplungsausgangsglied 9 übertragenden
Eingriff.
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Mit 20'' ist eine Dosisanzeige bezeichnet,
die über
ein Anzeigekopplungsglied 23 mit dem Kupplungseingangsglied 6' gekoppelt ist,
und wie bereits die Anzeigekopplungsglieder 21 und 22 der
anderen Ausführungsbeispiele
verdrehgesichert mit dem Kupplungseingangsglied 6' verbunden ist.
In und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X ist das Anzeigekopplungsglied 23 relativ
zu dem Gehäuseteil 4 nicht
bewegbar. Wie bereits im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel besteht die
verdrehgesicherte Verbindung des Anzeigekopplungsglieds 23 sowohl
im ausgekuppelten als auch im eingekuppelten Zustand der Vorrichtung.
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Um
das Kupplungseingangsglied 6' für die Einstellung
der Dosis und während
der Aufbewahrung an der rotatorischen Antriebsbewegung zu hindern
und das Antriebsglied 25 im gespannten Zustand zu halten,
ist zwischen dem Kupplungsgehäuse 6' und dem Gehäuseteil 4 eine
Verdrehsperre gebildet. Die Verdrehsperre besteht in der dargestellten Halteposition
der Kupplungsglieder 6', 7' und 9 zwischen
einem ersten Sperrglied 24 und einem zweiten Sperrglied 34.
Das Sperrglied 24 ist verdrehgesichert mit dem Kupplungseingangsglied 6' verbunden.
Das Sperrglied 34 ist verdrehgesichert mit dem Gehäuseteil 4 verbunden,
aber relativ zu dem Gehäuseteil 4 und
dem Kupplungseingangsglied 6' in
und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X bewegbar. Die Sperrglieder 24 und 34 bilden
mit ihren im Sperreingriff einander kontaktierenden Stirnflächen eine Ratsche,
die eine das Antriebsglied 25 spannende Rotationsbewegung
des Kupplungseingangsglieds 6' zuläßt und eine Rotationsbewegung
in die Gegenrichtung verhindert.
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24 zeigt
das Kupplungseingangsglied 6' mit
dem darauf verdrehgesichert gelagerten Sperrglied 24, dem
verdrehgesichert mit dem Kupplungseingangsglied 6' verbundenen
Anzeigekopplungsglied 23 und einem mit dem Eingangsglied 6' nicht beweglich
verbundenen Verbindungsteil 33. Das Anzeigekopplungsglied 23 bildet
einen Einer-Zählring der
Dosisanzeige 20'' und ist mit
einem Zehner-Zählring
zur Anzeige der eingestellten Dosis in geeigneter Weise gekoppelt.
Das Sperrglied 24 ist an einer dem Sperrglied 34 zugewandten,
proximalen Stirnseite mit um die Achse R gleichmäßig angeordneten Sperrzähnen 24a versehen,
die mit Gegenzähnen des
Sperrglieds 34 im Sperreingriff zusammenwirken, um die
Verdrehsperre bezüglich
der Antriebsbewegung zu bilden. Das Sperrglied 24 ist für eine Zweitfunktion
im Zusammenhang mit der Dosierung und Ausschüttung an einer Mantelaußenfläche mit einem
Gewinde 24b versehen, dessen Gewindeachse mit der Gewindeachse
R der Kolbenstange 15 zusammenfällt. In das Gewinde 24b greift
ein Stoppglied 27 ein. Das Stoppglied 27 ist parallel
zu der Gewindeachse R linear bewegbar geführt, im Ausführungsbeispiel
in einer axialen Nut an der Innenmantelfläche des Gehäuseteils 4. Das Sperrglied 24 bildet
für das
Stoppglied 27 einen Verdrehanschlag 24c, der die
den Vortrieb der Kolbenstange 15 bewirkende Antriebsbewegung
des Kupplungseingangsglieds 6' begrenzt. Es bildet für das Stoppglied 27 einen
weiteren Verdrehanschlag 24d, der die ausschüttbare und
einstellbare Maximaldosis bestimmt. Auf der anderen Seite der Gewindeachse
R ist dem in der Ansicht der 23 erkennbaren
Stoppglied 27 gegenüberliegend
ein weiteres Stoppglied 27 angeordnet, das in gleicher
Weise mit zwei weiteren Verdrehanschlägen 24c und 24d zusammenwirkt.
Das Gewinde 24d ist doppelgängig. Die Stoppglieder 27 gelangen
gleichzeitig auf Anschlag gegen die jeweils zugeordneten Verdrehanschläge 24c und 24d,
wie in der Querschnittsdarstellung der 23 für die Verdrehanschläge 24c erkennbar
ist. Die Verdrehanschläge 24c bestimmen
eine Nulldosisposition und die Verdrehanschläge 24d eine Maximaldosisposition.
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Die
Halteeinrichtung ist im dritten Ausführungsbeispiel in einer dritten
Variante gebildet. Sie umfasst ein Rückstellglied 19, ferner
das Anzeigekopplungsglied 23 und das Sperrglied 24.
Das Rückstellglied 19 ist
in Richtung der Kupplungsbewegung X über das Anzeigekopplungsglied 23 an
dem Gehäuseteil 4 und
gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X an dem Sperrglied 24 abgestützt. Das Rückstellglied 19 drückt das Sperrglied 24 auf
Anschlag gegen das Verbindungsteil 33. Da das Verbindungsteil 33 in
und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X nicht beweglich mit
dem Kupplungseingangsglied 6' verbunden
ist, übt
das Rückstellglied 19 somit über das
Sperrglied 24 und das Verbindungsteil 33 auf das
Kupplungseingangsglied 6' eine
gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X wirkende elastische Rückstellkraft
aus, die das Kupplungseingangsglied 6' in der aus dem Kupplungseingriff
ausgerückten
Halteposition hält.
Es wirkt wieder als Druckfeder. Das Sperrglied 24 ist ein Hülsenteil
mit einem das Gewinde 24b bildenden äußeren Mantel, einem der verdrehgesicherten
Lagerung auf dem Kupplungseingangsglied 6' dienenden inneren Mantel und einem
die beiden Mäntel
verbindenden Boden, an dem die Sperrzähne 24a gebildet sind.
In das derart topfförmige
Sperrglied 24 ragt das Rückstellglied 19 und
stützt
sich an dem Boden des Sperrglieds 24 ab.
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Das
Rückstellglied 19 drückt das
Sperrglied 24 nicht nur auf Anschlag gegen das Verbindungsteil 33,
sondern auch auf einen Anschlag gegen das Gehäuseteil 4. Dieser
weitere Anschlag verhindert, dass das Sperrglied 24 über die
in 20 eingenommene Halteposition hinaus gegen die
Richtung der Kupplungsbewegung X bewegt werden kann. Das Sperrglied 24 ist
somit relativ zu dem Kupplungseingangsglied 6' gegen die rückstellende
Elastizitätskraft
des Rückstellglieds 19 in
Richtung der Kupplungsbewegung X bewegbar. Umgekehrt ist das Kupplungseingangsglied 6' relativ zu
dem auf Anschlag gegen das Gehäuseteil 4 liegenden
Sperrglied 24 gegen die Richtung der Kupplungsbewegung
X bewegbar.
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Die
zwischen der Kolbenstange 15 und dem Verbindungsteil 33 gespannte
Ausgleichsfeder 17 unterstützt das Rückstellglied 19 bei
dessen Funktion, das Kupplungseingangsglied 6' in der Halteposition
zu halten. Die Ausgleichsfeder 17 könnte für das Ausrücken der Kupplungsglieder 6', 7' und 9 im Grunde
das Rückstellglied 19 ersetzen.
Bevorzugt ist sie jedoch so schwach, dass sie zumindest nach einer
teilweisen Entspannung die Kupplungsglieder 6'–9 nicht
mehr mit ausreichender Sicherheit in der Halteposition und die Kupplung
somit im ausgekuppelten Zustand halten kann.
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Für die Auslösung des
Antriebsglieds 25 ist ein Auslöseelement 28 vorgesehen.
Das Auslöseelement 28 ist
relativ zu dem Gehäuseteil 4 in
Richtung der Kupplungsbewegung X, im Ausführungsbeispiel die Vortriebsrichtung
V bzw. die distale Richtung, translatorisch und um die Rotationsachse
R des Kupplungseingangsglieds 6', die im Ausführungsbeispiel mit der Gewindeachse
R der Kolbenstange 15 zusammenfällt, rotatorisch bewegbar und
wird bei diesen beiden Bewegungen von dem Gehäuseteil 4 geführt. Durch
die translatorische Bewegung in die distale Richtung werden der
Kupplungseingriff zwischen dem Kupplungseingangsglied 6' und dem Kupplungszwischenglied 7' hergestellt
und die Verdrehsperre zwischen den Sperrgliedern 24 und 34 gelöst und das
Antriebsglied 25, d.h. die Ausschüttung, hierdurch ausgelöst. Die
translatorische Bewegung in die Vortriebsrichtung V wird im Folgenden
daher auch als Auslösebewegung
bezeichnet.
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Das
Auslöseelement 28 bildet
in einer weiteren Funktion das Dosierglied des dritten Ausführungsbeispiels.
Durch die rotatorische Bewegung des Auslöseelements 28 relativ
zu dem Gehäuseteil 4 wird über mehrere
Zwischenglieder die mit dem nächsten
Ausschüttvorgang
ausschüttbare
Produktdosis eingestellt. Diese Bewegung wird im Folgenden auch
als Dosierbewegung bezeichnet. Aus der Nulldosisposition, die in 20 dargestellt
ist und durch Anschlag der Stoppglieder 27 an den die Antriebsbewegung
des Kupplungseingangsglieds 6' begrenzenden Verdrehanschlägen 29c des
Sperrglieds 24 bestimmt wird, kann die Dosis durch Verdrehen des
Auslöseelements 28 in
Richtung des eingezeichneten Drehrichtungspfeils, die Dosierrichtung,
eingestellt werden. Die rotatorische Dosierbewegung des Auslöseelements 28 wird über ein
Innenteil 29, das verdreh- und verschiebegesichert mit
dem Auslöseelement 28 verbunden
oder einstückig
damit gebildet ist, und das Verbindungsteil 33 auf das
Kupplungseingangsglied 6' übertragen.
Für die Übertragung sind
das Innenteil 29 und das Verbindungsteil 33 miteinander
in einem verdrehgesicherten Eingriff, und das Verbindungsteil 33 ist
mit dem Kupplungseingangsglied 6' verdrehgesichert verbunden. Für die Verdrehsicherung
sind das Innenteil 29 und das Verbindungsteil 33 mit
einer Innenverzahnung 29a und einer Außenverzahnung 33a versehen,
die im Ruhezustand des Geräts
ineinander greifen und axial gegeneinander verschiebbar sind.
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Das
Auslöseelement 28 ist
bedienerfreundlich im proximalen Endbereich des Gehäuseteils 4 angeordnet.
Sein äußeres Hülsenteil
umgibt das Gehäuseteil 4.
Ein Boden des Auslöseelements 28 bildet
ein proximales Ende des Injektionsgeräts. Für die Einstellung der Dosis
ist das Auslöseelement 28 wie ein
Drehknopf bedienbar und weist hierfür an seiner äußeren Mantelfläche eine
Riffelung auf. Für
die Auslösung
ist es wie ein Druckknopf bedienbar. Bei der Dosierbewegung verrastet
das Auslöseelement 28 den
Dosiseinheiten entsprechend in diskreten Drehwinkelpositionen mit
dem Gehäuseteil 4.
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Von
dem Innenteil 29 ragt ein Anschlagelement 29b einer
proximalen Stirnfläche
des Verbindungsteils 33 zugewandt nach radial einwärts ab.
Im Ruhezustand des Geräts
verbleibt zwischen dem Verbindungsteil 33 und dem Anschlagelement 29b ein
lichter Abstand, der gerade so groß ist, dass bei der Auslösebewegung
des Auslöseelements 28 die Verdrehsicherung
zwischen dem Innenteil 29 und dem Verbindungsteil 33 sich
löst, bevor
das Anschlagelement 29b die Relativbewegung des Auslöselements 28 relativ
zu dem Verbindungsteil 33 durch Anschlagkontakt beendet.
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Das
zweite Sperrglied 34 wird mittels einer Sperrfeder 31 in
den Sperreingriff mit dem Sperrglied 24 gespannt. Die Sperrfeder 31 stützt sich
hierfür
in Richtung der Kupplungsbewegung X an dem Sperrglied 34 und
der Kupplungsbewegung X entgegen an einem Gehäuseteil 30 ab, das
mit dem Gehäuseteil 4 fest
verbunden ist. Eine zwischen dem Innenteil 29 und dem Sperrglied 34 angeordnete
weitere Feder 32 spannt das Auslöseelement 28 relativ
zu dem Sperrglied 34 in eine proximale Endposition. Das Sperrglied 34 wird
von dem Gehäuseteil 4 verdrehgesichert
axial geführt.
Das Gehäuseteil 4 bildet
für die Bewegbarkeit
des Sperrglieds 34 einen distalen und einen proximalen
Anschlag.
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In
dem in 20 dargestellten Ruhezustand stellt
der Benutzer die Dosis ein, indem er das Auslöselement 28 in die
Dosierrichtung verdreht. Das Auslöseelement 28 nimmt
bei dieser rotatorischen Dosierbewegung über die Verdrehsicherung 29a, 33a das
Verbindungsteil 33 mit, das seinerseits das Kupplungseingangsglied 6' mitnimmt, das
somit die gleiche rotatorische Dosierbewegung wie das Auslöseelement 28 vollführt. Durch
die Rotation des Kupplungseingangsglieds 6' wird das Antriebsglied 25 gespannt.
Das Stoppglied 27 wandert im Eingriff mit dem Gewinde 24b des
Sperrglieds 24 von dem die Nulldosis bestimmenden Anschlag 24c des
Gewindes 24b in Richtung des die Maximaldosis bestimmenden
Anschlags 24d (24).
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Das
Injektionsgerät
bietet auch eine bequeme Möglichkeit
der Dosiskorrektur, wie anhand des Vergleichs der 20 und 22 deutlich
wird. Sollte der Benutzer versehentlich eine zu hohe Dosis eingestellt
haben, kann er die Dosis durch Zurückdrehen des Kupplungseingangsglieds 6' korrigieren.
Für die Dosiskorrektur
zieht er das Auslöseelement 28 in
die proximale Richtung. Diese Ausrückbewegung des Auslöseelements 28 ist
in 22 durch einen Pfeil angedeutet, ebenso wie die
Drehrichtung für
die Korrektur. Das Innenteil 29 und das Sperrglied 34 sind
in dem Ruhezustand des Geräts
in Bezug auf eine Bewegung in die proximale Richtung in einem Mitnahmeeingriff.
Die entsprechenden Mitnehmer sind mit 29c und 34a bezeichnet.
Die von dem Innenteil 29 gebildeten Mitnehmer 29c und
die von dem Sperrglied 34 gebildeten Mitnehmer 34a hintergreifen
einander und bilden für
die Ausrückbewegung
des Auslöseelements 28 eine
Verhakung. Durch Zug an dem Auslöseelement 28 wird
somit das Sperrglied 34 gegen die Kraft der Sperrfeder 31 ebenfalls
in die proximale Richtung bewegt und löst sich dabei aus dem Sperreingriff
mit dem Sperrglied 24, das gegen das Gehäuseteil 4 auf
Anschlag ist. Sobald die Verdrehsperre gelöst ist, kann der Benutzer mittels
einer Rückdrehbewegung
des Auslöseelements 28 und den
nach wie vor bestehenden verdrehgesicherten Eingriff des Innenteils 29 mit
dem Verbindungsteil 33 die Dosis korrigieren. Sobald der
Benutzer das Auslöseelement 28 freigibt,
schnappt es zusammen mit dem Sperrglied 34 unter der Wirkung
der Sperrfeder 31 in die distale Richtung zurück und das
Sperrglied 34 dadurch wieder in den Sperreingriff mit dem Sperrglied 24.
Bei der Rückdrehbewegung
hält der Benutzer
zweckmäßigerweise
weiterhin das Auslöseelement 28 fest,
was durch die Drehwinkelrastpositionen des Auslöseelements 28 erleichtert
wird. Grundsätzlich
kann er es jedoch auch zurückschnappen
lassen und gegebenenfalls wieder aufdosieren.
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Nach
Einstellung der gewünschten
Dosis wird das Gerät
an der gewünschten
Stelle der Verabreichung auf die Haut aufgesetzt, und die Injektionsnadel
wird eingestochen. Das Auslöseelement 28 übernimmt
für das
Einstechen der Nadel eine weitere Funktion, wofür es mit dem Nadelschutz 39 (19) gekoppelt
ist.
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In
einer ersten Phase des Einstechens drückt der Benutzer das Injektionsgerät gegen
die Haut, so dass sich der Nadelschutz 39 relativ zu dem Gehäuseteil 38 in
die distale Richtung bewegt. Durch diesen ersten Teil der Bewegung
des Nadelschutzes 39 wird die Injektionsnadel allerdings
noch nicht freigelegt, ihre Spitze steht vielmehr weiterhin hinter dem
Nadelschutz 39 zurück.
Der Nadelschutz 39 gelangt in dieser ersten Phase des Einstechvorgangs auf
Anschlag gegen ein Widerstandselement, so dass er sich relativ zu
dem Gehäuseteil 38 nicht
weiter in die distale Richtung bewegen kann. Bei weiterhin auf das
Injektionsgerät
in Richtung Haut ausgeübtem
Druck drückt
der Benutzer das Auslöseelement 28 in
die proximale Richtung. Im Verlaufe dieser ersten Phase seiner Auslösebewegung
löst das
Auslöseelement 28 einen
Anschlagkontakt zwischen dem Nadelschutz 39 und dem Widerstandselement, so
dass das Injektionsgerät
und damit zusammen die Injektionsnadel relativ zu dem Nadelschutz 39 in Richtung
auf die Haut bewegt werden und die Injektionsnadel einsticht. Bezüglich der
Funktion des Auslöseelements 28 für das Einstechen
der Nadel wird die von der Anmelderin unter dem gleichen Anmeldedatum
eingereichte Patentanmeldung "Aufsatzmodul für eine Injektionsvorrichtung
mit einer Eingriffssteuerung für
ein Nadelabdeckelement" in
Bezug genommen.
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Sobald
die Injektionsnadel subkutan platziert ist, kann durch weiteren
Druck auf das Auslöseelement 28 das
Antriebsglied 25 ausgelöst
und die Ausschüttung
bewirkt werden. In der zweiten Phase der Auslösebewegung des Auslöseelements 28,
die sich an die Einstechphase anschließt, wird das Auslöseelement 28 und
damit das Innenteil 29 gegen den Druck der Feder 32 relativ
zu dem Verbindungsteil 33 weiter in die distale Richtung
gedrückt,
so dass sich die Verdrehsicherung 29a, 33a löst. Das
Auslöseelement 28 kann
leer drehen. Sobald die Verdrehsicherung 29a, 33a gelöst ist,
gelangt das Anschlagelement 29b in Anschlagkontakt mit
dem Verbindungsteil 33. In der sich nun anschließenden dritten
Phase der Auslösebewegung
drückt
das Auslöseelement 28 über das
Anschlagelement 29b das Verbindungsteil 33 und
damit das Kupplungseingangsglied 6' in die Richtung der Kupplungsbewegung
X, im Ausführungsbeispiel
in die Vortriebsrichtung V. Unter der Einwirkung der Federkraft
der Sperrfeder 31 folgt das Sperrglied 34 dieser
Bewegung, bis es auf Anschlag gegen das Gehäuseteil 4 gelangt.
Bevor das Sperrglied 34 die Anschlagposition erreicht,
gelangt das Kupplungseingangsglied 6' in den Kupplungseingriff mit dem
Kupplungszwischenglied 7'.
Das Kupplungseingangsglied 6' drückt das
Kupplungszwischenglied 7' gegen
die Kraft des Rückstellglieds 10' aus dem reibschlüssigen Sperreingriff
mit dem Entkopplungsglied 11'.
Nachdem der Sperreingriff zwischen den Konusflächen der beiden Glieder 7' und 11' gelöst und damit
der Kupplungseingriff vollständig
hergestellt ist, gelangt das Sperrglied 34 auf Anschlag
mit dem Gehäuseteil 4.
In der sich nun anschließenden letzten
Phase der Auslösebewegung
drückt
das Auslöseelement 28 über das
Verbindungsteil 33 das Sperrglied 24 aus dem Sperreingriff
mit dem Sperrglied 34.
-
Sobald
die von den Sperrgliedern 24 und 34 gebildete
Verdrehsperre gelöst
ist, setzt aufgrund der Antriebskraft des Antriebsglieds 25 die
rotatorische Antriebsbewegung des Kupplungseingangsglieds 6' ein und wird über den
Kupplungseingriff auf das Kupplungsausgangsglied 9 übertragen.
Wegen ihrer verdrehgesicherten Führung
in der Linearführung 4a bewegt
sich die Kolbenstange 15 im Gewindeeingriff mit dem Kupplungsausgangsglied 9 in
die Vortriebsrichtung V, und es wird Produkt ausgeschüttet. Diese Ausschüttbewegung
wird durch Anschlag des Stoppglieds 27 an dem die Nulldosis
bestimmenden Anschlag 24c des Sperrglieds 24 beendet.
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21 zeigt
das Injektionsgerät
für den
Fall der Einstellung einer Nulldosis oder einer geringen Primingdosis
im eingekuppelten Zustand nach dem Lösen der Verdrehsperre 24, 34,
d.h. nachdem das Auslöseelement 28 die
Auslösebewegung
vollständig
ausgeführt
hat. Die vorstehend beschriebene Auslösesequenz läuft bei vorteilhafterweise
kontinuierlich auf das Auslöseelement 28 ausgeübtem Druck automatisch
ab, vom Einstechen bis zur vollständigen Ausschüttung der
eingestellten Dosis.
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23 zeigt
das Injektionsgerät
nach Entleerung des Behältnisses 2.
Das Gehäuseteil 1 ist
bereits von dem Gehäuseteil 4 abgenommen
worden. Die Kolbenstange 15 nimmt ihre distalste Position ein.
Das Entkopplungsglied 11' blockiert
das Kupplungseingangsglied 6' in
der von dem Kupplungszwischenglied 7' abgerückten Position. Die Funktionsweise
des Entkopplungsglieds 11' entspricht
derjenigen in den anderen Ausführungsbeispielen.
Im Unterschied zu den beiden ersten Ausführungsbeispielen sind das Gehäuseteil 1 und
das Entkopplungsglied 11' jedoch
nicht unmittelbar miteinander in einem Führungseingriff, sondern über eine
Adapterstruktur 36. Die Adapterstruktur 36 ist
eine Hülse
die in dem Gehäuseteil 4 in
denen Verbindungsabschnitt in und gegen die Richtung der Kupplungsbewegung X
fixiert ist, sich aber um die zentrale Längsachse R des Gehäuseteils 4 drehen
kann. Die Adapterstruktur 35 bildet eine Führungskurve 36a entweder
als Ausnehmung an oder Durchbrechung in ihrer dem Entkopplungsglied 11' zugewandten
Mantelfläche.
Die Führungskurve 35a weist
den Verlauf eines Gewindeabschnitts auf. Die über den Umfang gemessene Länge und
die in Bezug auf die zentrale Längsachse des
Gehäuseteils 4 gemessene
Steigung der Führungskurve 35a sind
so bemessen, dass bei einer viertel bis halben Umdrehung der Adapterstruktur 35 relativ
zu dem Entkopplungsglied 11' dieses
in die in 21 dargestellte Entkopplungsposition
bewegt wird. Für
die Erzeugung der Axialbewegung greift das Entkopplungsglied 11' mit seinem
Eingriffselement 12 in die Führungskurve 35a. Insoweit
wird auf die Ausführungen
zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.
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Die
Adapterstruktur 35 bildet bei dem Verbinden der Gehäuseteile 1 und 4 eine
Linearführung
für das
Gehäuseteil 1.
Das Gehäuseteil 1 wird
in die Adapterstruktur 35 eingeschoben, wobei vorzugsweise ein
leichter Reibschluss und dementsprechend eine Gleitführung für das Gehäuseteil 1 besteht.
Das Gehäuseteil 1 ist
relativ zu der Adapterstruktur 35 um die zentrale Längsachse
des Gehäuseteils 4 nicht verdrehbar.
Der entsprechend verdrehgesicherte Eingriff wird gleich zu Beginn
des Einschiebens des Gehäuseteils 1 in
die Adapterstruktur 35 hergestellt. Nachdem das Gehäuseteil 1 bis
auf Anschlag gegen das Gehäuseteil 4,
nämlich
dessen Kupplungsaufnahme bei 4a, eingeschoben worden ist,
wird das Gehäuseteil 1 relativ
zu dem Gehäuseteil 4 verdreht und
nimmt bei dieser Drehbewegung die Adapterstruktur 36 mit,
bis das Eingriffselement 12 des Entkopplungsglieds 11' an dem Ende
der Führungskurve 36a auf
Anschlag gelangt. Die Drehbewegung des Gehäuseteils 1 ist vorzugsweise
erst in dessen axialen Anschlagposition möglich, wofür eine bis in die Anschlagposition
wirksame Verdrehsicherung auch zwischen den Gehäuseteilen 1 und 4 gebildet
sein kann.
-
Die
im Führungseingriff
bewirkte Bewegung des Entkopplungsglieds 11' weist eine axiale Länge auf,
die größer ist
als die Länge
X der vollständigen Kupplungsbewegung.
Das Entkopplungsglied 11' drückt bei
seiner Entkopplungsbewegung das Kupplungseingangsglied 6' über dessen
im Ruhezustand eingenommene Halteposition hinaus und blockiert es in
dieser Entkopplungsposition. Das Kupplungseingangsglied 6' nimmt bei dieser
erzwungenen Entkopplungsbewegung über das Anschlagelement 29b das
Auslöseelement 28 mit. Über die
Verhakung der Mitnehmer 29c und 34a wird das Sperrglied 34 gegen
die Kraft der Sperrfeder 31 ebenfalls mitgenommen und aus
dem Sperreingriff bewegt. Das Sperrglied 24 kann dem Sperrglied 34 nicht
folgen, da es gegen das Gehäuseteil 4 auf
Anschlag ist. Durch das Lösen
der Gehäuseteile 1 und 4 wird
somit mittels des Entkopplungsmechanismus, den die Gehäuseteile 1 und 4 über die
Adapterstruktur 35 mit dem Entkopplungsglied 11' bilden, die
Verdrehsperre gelöst. Sollte
das Kupplungseingangsglied 6' noch
nicht die Nulldosisposition einnehmen, wird es von dem Antriebsglied 25 spätestens
jetzt in die Nulldosisposition verdreht und die Dosisanzeige 20'' genullt. In diesem Zusammenhang
sei wiederholt auf den besonderen Vorteil der Kopplung zwischen
der Dosisanzeige 20'' und dem Kupplungseingangsglied 6' hingewiesen, dass
nämlich
bei jeder Ausschüttung
die Dosisanzeige 20'' der ausgeschütteten Dosis
entsprechend zurückgesetzt
wird. Sollte die eingestellte Dosis einmal nicht ausgeschüttet worden
sein, weil beispielsweise der Injektionsvorgang abgebrochen wurde
oder das Behältnis 2 nicht
die eingestellte Dosis vollständig mehr
enthielt, kann der Benutzer dies an der in diesem Fall nur teilweise
zurückgesetzten
Dosisanzeige 20'' ablesen
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Darstellung des Aufbaus
einer koaxialen Dosisanzeige mit Umlaufgetriebe
-
In 25 wird
die Einbausituation der Dosisanzeige vergrößert dargestellt. Hinter der
Dosisanzeige 20' ist
das Umlaufgetriebe zu sehen, dessen Aufbau 25 zeigt.
-
26 zeigt
eine Explosionszeichnung der Dosisanzeigevorrichtung. Es handelt
sich um ein zweistufiges Planetengetriebe, bestehend aus einem Planetenträger 120,
Planetenrädern 121,
einem dreistufigen Hohlrad 122, einem Sonnenrad 123 mit
einem ersten Anzeigering 123a, einem zweistufigen Zahnrad 125 und
einem zweiten Anzeigering 124.
-
Der
Planetenträger 120,
der verdrehsicher mit dem Antriebsglied 5 eines Injektionsgerätes verbunden
ist, weißt
auf seiner zum Sonnerad 123 hingewandten Seite drei Achsen 126 zur
Aufnahme von drei Planetenrädern 121 auf.
Diese Planetenräder sind
im Dauereingriff mit der Innenverzahnung 127 des den Planetenträger 120 aufnehmenden
Hohlrades 122, das fest in einer Injektionseinrichtung
integriert ist, und ebenso mit einem an dem Sonnenrad 123 sitzenden
Zahnkranz 128. Dadurch wird eine Drehbewegung des Planetenträgers 120 über die Planetenräder 121 drehrichtungsgleich
auf das Sonnenrad 123 übertragen.
Dabei wird die Drehgeschwindigkeit des Planetenträgers über die
Geometrie der ersten Planetenstufe im dargestellten Beispiel so
verändert,
dass sich das Sonnenrad mit 2,4-facher Geschwindigkeit
der am Dosierglied implizierten Geschwindigkeit dreht.
-
Das
Sonnenrad 123 ist an seinem distalen Ende als Scheibe geformt,
die einen Zählring 123a trägt. Dieser
Zählring 123a ist
mit einer Skala 200a mit Ziffern "0 bis "9" versehen
und in zehn gleiche Teile unterteilt. Auf der Innenseite des Zählringes 123a ist
an einem Kreissegment eine Teilinnenverzahnung 123b ausgebildet.
Sie erstreckt sich über
den Bereich der Skala 200a von der Ziffer "9" hin zur Ziffer "0".
Ihr zugeordnet ist ein Zahnrad 125, das zwei verschiedene
Kopfkreisdurchmesser 125a und 125b aufweist. Dieses
Zahnrad 125 wird von dem Hohlring 122 in einer
Hausung 128 gelagert und geführt. Das Zahnrad 125 liegt
zur Rotationsachse R der Dosisanzeige exzentrisch auf einer parallel
verlaufenden Rotationsachse R1 und treibt einen zweiten Zählring 124 mit einer
Skala 200b an, der an seinem distalen Ende eine durchgehende
Innenverzahnung aufweist. Der Antrieb auf diesen weiteren Zählringe 124 mittels
des Zahnrades 125a wird durch die Teilinnenverzahnung 123b am
ersten Zählring 123a,
die mit dem Zahnrad 125b kämmt, derart umgesetzt, dass
eine ganze Umdrehung des ersten Zählrings 123a eine
dem Kreisabschnitt der Innenverzahnung 123b entsprechende Drehung
des weiteren Zählrings 124 bewirkt.
In dem gezeigten Fall einer Unterteilung in 10 gleiche
Teile des Kreises bedeutet dies, eine Drehung des weiteren Zählringes 124 um
genau 36°.
Der weitere Zählring 124 ist
im dargestellten Beispiel folglich der dem Einerring zugeordnete
Zehnerring.
-
Das
Hohlrad 122 dient sowohl als Teil als auch als Gehäuse für das Planetengetriebe
und ist dreistufig ausgebaut. Es ist fest in das Injektionsgerät eingebaut
und kann weder verdreht noch axial verschoben werden. Es nimmt in
seiner ersten, dem Antriebsglied zugewandten Stufe den Planetenträger 120 mit
den Planetenrädern 121 auf.
Letztere befinden sich im Dauereingriff mit der Innenverzahnung 127 des
Hohlrades 122. Die zweite Stufe des Hohlrades 122b weist
einen kleineren Durchmesser als die erste Stufe 122a auf
und lagert den weiteren Zählring 124.
Die dritte Stufe 122c hat einen noch kleineren Durchmesser
als Stufe zwei 122b und weist eine Hausung 130 auf.
Diese Hausung 130 ist vorzugsweise aus einem flexiblen
Material gefertigt und an ihren offenen Enden so geformt, dass sie über die
Innenverzahnung 129 dem weiteren Zählringes 124 sicheren
Halt gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gibt, andererseits aber eine
durch die Teilinnenverzahnung 123b des ersten Zählrings 123a implizierte
Verdrehung zulässt.
Gleichzeitig dient die Hausung 130 als Lager für das Zahnrad 125.
-
Das
Zahnrad 125 besteht aus zwei aneinander liegenden Teilzahnrädern 125a, 125b mit
unterschiedlichen Kopfkreisdurchmessern. Der distale Teil 125b besteht
aus dem kleineren Zahnrad und ist zeitweise mit der Teilinnenverzahnung 123b des
ersten Zählrings 123 in
Eingriff. Der Teil mit dem größeren Kopfkreisdurchmesser 125a lagert
in der Hausung 130 und steht ständig im Eingriff mit der Innenverzahnung 129 des
zweiten Zählringes 124.
-
Den
distalen Abschluss der Dosisanzeige bildet das Sonnenrad 123 mit
dem ersten Zählring 123a.
Das Sonnenrad 123 wird in das Hohlrad 122 soweit
eingeschoben, dass sein Zahnkranz 128 in vollen Eingriff
mit den Planetenrädern 121 kommt. Dadurch
wird der weitere Zählring 124 auf
dem Hohlrad 122b gelagert und über die lösbare Verbindung von Hausung 130 und
Innenverzahnung des zweiten Zählrings
gegen ungewolltes Verrutschen gesichert. Des Weiteren wird über das
Zahnrad 125 die zeitweise Verbindung der beiden Zählringe 123 und 124 hergestellt.
-
- 1
- erstes
Gehäuseteil
- 1a
- Führungskurve
- 2
- Behältnis
- 3
- Kolben
- 4
- zweites
Gehäuseteil
- 4a
- Linearführung
- 4b
- Linearführung
- 4c
- Umfangsführung
- 4d
- Fixierelement
- 4e
- Axialführung
- 5
- Antriebsglied
- 6,
6'
- Kupplungseingangsglied
- 6a
- Eingriffselement
- 6b
- Eingriffselement
- 6c
- Stützstruktur
- 6d
- Stützstruktur
- 7,
7'
- Kupplungszwischenglied
- 7a
- Eingriffselement
- 7b
- Eingriffselement
- 7c
- Eingriffselement
- 8,
8'
- Kupplungshülse
- 8a
- Eingriffselement
- 9
- Kupplungsausgangsglied
- 10
- Kupplungs-Rückstellglied
- 11,
11'
- Entkopplungsglied
- 11a
- Eingriffselement
- 12
- Eingriffselement
- 13
- Fixierelement
- 14
- Kupplungs-Rückstellglied
- 15
- Kolbenstange
- 15a
- Teller
- 16
- Auslöseelement
- 17
- Ausgleichsfeder
- 18,
18'
- Dosierglied
- 18a
- Eingriffselement
- 19
- Kupplungs-Rückstellglied
- 20,
20' 20''
- Dosisanzeige
- 21
- Anzeigekopplungsglied
- 22
- Anzeigekopplungsglied
- 23
- Anzeigekopplungsglied
- 24
- erstes
Sperrglied
- 24a
- Sperrzähne
- 24b
- Gewinde
- 24c
- Verdrehanschlag
- 24d
- Verdrehanschlag
- 25
- Antriebsglied
- 26
- Stützstruktur
- 27
- Stoppglied
- 28
- Auslöseelement
- 29
- Innenteil
- 29a
- Verzahnung
- 29b
- Anschlagelement
- 29c
- Mitnehmer
- 30
- Gehäuseteil
- 31
- Sperrfeder
- 32
- Feder
- 33
- Verbindungsteil
- 33a
- Verzahnung
- 34
- zweites
Sperrglied
- 34a
- Mitnehmer
- 35
- Adapterstruktur
- 35a
- Führungskurve
- 36
- -
- 37
- Schutzkappe
- 38
- Gehäuseteil
- 39
- Nadelschutz
- 120
- Planetenträger
- 121
- Planetenräder
- 122
- Hohlrad
- 122a
- 1.
Stufe Hohlrad
- 122b
- 2.
Stufe Hohlrad
- 122c
- 3.
Stufe Hohlrad
- 123
- Sonnenrad
- 123a
- 1.
Anzeigering
- 123b
- Teilinnenverzahnung
- 124
- 2.
Anzeigering
- 125
- Zahnrad
- 125a
- Zahnrad
- 125b
- Zahnrad
- 126
- Achsen
- 127
- Innenverzahnung
- 128
- Zahnkranz
- 129
- Innenverzahnung
- 130
- Hausung
- 200a
- Skala
- 200b
- Skala
- R
- Rotationsachse
Vorrichtung
- R1
- Rotationsachse
Zahnrad
- V
- Ausschüttrichtung