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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Dosiersysteme für eine Injektionsvorrichtung
bzw. einen Pen, sowie eine Injektionsvorrichtung mit einem solchen
Dosiersystem.
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Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Dosiervorrichtung, mit welcher
eine Dosis oder Menge einer aus der Injektionsvorrichtung abzugebenden
Substanz eingestellt werden kann.
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Aus
der
WO 2006/125328
A1 ist eine Dosiervorrichtung für eine aus einer Injektionsvorrichtung abzugebende
Dosis mit einem Einstellelement bekannt, wobei ein Aufziehelement
vorgesehen ist, das aus der Dosiervorrichtung zur Vorbereitung einer
Dosisabgabe herausgedreht werden kann. Auf dem Einstellelement ist
ein Anschlag und auf dem Aufziehelement ein Gegenanschlag angebracht,
so dass eine Drehbewegung des Aufziehelementes relativ zum Einstellelement
durch die Anschläge
begrenzt werden kann.
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Prinzipiell
funktioniert die in dieser Anmeldung beschriebene Dosiervorrichtung
und die Injektionsvorrichtung ebenso wie die in der
WO 2006/125328 A1 beschriebene
Dosiervorrichtung und Injektionsvorrichtung, sofern in dieser Anmeldung
nichts anderes beschrieben ist. Folglich wird bezüglich der
Ausgestaltung einer Dosiervorrichtung und einer Injektionsvorrichtung,
sowie bezüglich
des Ablaufes eines Dosiervorganges, auf die
WO 2006/125328 A1 verwiesen,
deren diesbezügliche Lehren
in diese Anmeldung aufgenommen werden.
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Ein
Dosiersystem für
eine Injektionsvorrichtung weist eine Gewindestange auf, welche
vorzugsweise ein Außengewinde
trägt.
Das Außengewinde kann
z. B. ein umlaufendes Gewinde auf der Außenseite der Gewindestange
sein. Alternativ kann das Gewinde der Gewindestange auch aus einem
oder mehreren in axialer und/oder Umfangsrichtung versetzt zueinander
angeordneten Gewindeabschnitten oder Teilgewindestücken bestehen,
welche eine Gewindeführung
der Gewindestange ermöglichen.
Dabei tragen die Gewindestücke
oder das Gewinde bevorzugt keine Zahnung. Eine Zahnhülse ist
relativ zur Gewindestange in axialer Richtung verschiebbar und bezüglich der
Gewindestange verdrehgesichert und vorzugsweise um die Gewindestange
herum angeordnet, so dass die Gewindestange z. B. in Art eines Teleskops
ausgeschoben werden kann. Die Zahnhülse weist auf ihrer Außenseite
umlaufend Zahnelemente auf, welche vorzugsweise gerichtet oder asymmetrisch
sind oder eine Freilaufverzahnung bilden, welche im Zusammenwirken
mit einem Drehbegrenzungs-, Sperr-, Halte-, oder Schnappelement bevorzugt
eine Drehung der Zahnhülse
in eine Richtung ermöglichen
und in die Gegenrichtung sperren. Bezüglich der Ausgestaltung solcher
Drehbegrenzungselemente wird auf die
WO 2006/125328 A1 , insbesondere
1 und
3 verwiesen,
deren Offenbarung in diese Anmeldung aufgenommen wird. Die vorzugsweise
auf der Außenseite
der Zahnhülse vorgesehenen
Zahnelemente können
beispielsweise über
die axiale Länge
der Zahnhülse
ausgebildet sein oder Unterbrechungen aufweisen und sind vorzugsweise
in Umfangsrichtung mit einem gleichmäßigen Abstand angeordnet.
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Zum
Einstellen einer Dosis ist ein Dosierelement, insbesondere eine
Dosierhülse,
vorgesehen, welche mindestens ein und bevorzugt zwei oder mehr vorteilhaft
paarweise gegenüberliegende
Rastelemente aufweist, welche radial nach innen vorgespannt sein
können,
um in die Zahnung der Zahnhülse
einzugreifen, so dass eine Drehung des Dosierelementes beim Aufziehen,
also beispielsweise beim Herausdrehen des z. B. mittels eines Außengewindes
in der Injektionsvorrichtung geführten
Dosierelementes aus der Injektionsvorrichtung, nicht auf die z. B.
durch ein Halteelement gehaltene Zahnhülse übertragen wird, wobei die Rast-
oder Schnappelemente bei der Drehbewegung des Dosierelementes entgegen
die radial nach innen gerichtete Spannkraft der Schnappelemente
außer
Eingriff mit den Zahnungen der Zahnhülse gedrückt werden, um sich in Umfangsrichtung
um die Zahnhülse
zu bewegen. Bei der entgegengesetzten Bewegung zum Bewirken einer Ausschüttung greifen
die durch die Schnapparme radial nach innen gedrückten Gegenverzahnungen oder
Schnapp- bzw. Halteelemente in die Zahnungen der Zahnhülse ein
und nehmen diese somit mit. Da die Zahnhülse bezüglich der Gewindestange verdrehgesichert
ist, wobei jedoch die Gewindestange relativ zur Zahnhülse verschiebbar
ist, kann die Zahnhülse
z. B. in axialer Richtung verschiebesicher in der Injektionsvorrichtung
z. B. durch einen oder mehr Vorsprünge, ein Lager, eine Führung oder
einen Ring gehalten werden, wobei die Gewindestange aus der Zahnhülse herausgedreht
werden kann, um den eigentlichen Ausschüttvorgang zu bewirken.
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Somit
kann die Gewindestange ohne Außenverzahnung
hergestellt werden, was die Produktion der Gewindestange erheblich
vereinfacht. Die aus der
WO 2006/125328 A1 bekannte Zahn-Gewindestange
wird somit als Teleskop, gebildet aus außenverzahnter Zahnhülse und
unverzahnter Gewindestange, ausgebildet.
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Vorzugsweise
weist die Gewindestange mindestens eine und vorteilhaft zwei oder
mehrere z. B. einander gegenüberliegende
Nuten auf, in welche Stege oder beispielsweise radial nach innen
vorstehende Eingriffselemente der Zahnhülse eingreifen können, um
eine Verdrehsicherung der Gewindestange mit der Zahnhülse zu realisieren.
Ebenso kann die Verdrehsicherung auch z. B. umgekehrt durch ein
oder mehrere vorstehende und vorzugsweise in axialer Richtung der
Gewindestange verlaufende radial vorstehende Elemente oder Stege
erfolgen, welche beispielsweise in Nuten auf der Innenseite der
Zahnhülse
eingreifen, um eine Verdrehsicherung zu realisieren.
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Beim
Laden des Pens wird die Dosierhülse
in proximaler Richtung aufgezogen bzw. aus- oder aufgedreht. Da
die außenverzahnte
Hülse zur
Zahngewindestange verdrehsicher und durch die Zähne an den Schnappern der Führungshülse radial
gehalten wird, bleibt die außenverzahnte
Hülse stehen,
was zur Folge hat, dass die Zähne
an den Schnappern der Drehhülse über die
Außenverzahnung
der Zahnhülse
gleiten und einrasten können.
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Beim
Ausschütten
des Pens wird die Drehhülse
in distaler Richtung eingeschoben oder eingedreht. Die Zähne an den
Schnappern der Drehhülse treiben
nun die außenverzahnte
Hülse radial
an, welche durch die Verdrehsicherung zur Zahngewindestange diese
verdreht. Dies hat zur Folge, dass die Zähne an den Schnappern der Führungshülse über die
Außenverzahnung
der Hülse
gleiten. Zusätzlich wird
durch das Innengewinde der Führungshülse, wie
dem Außengewinde
der Zahngewindestange, der Vorschub erzeugt, was die Zahngewindestange in
distale Richtung verschiebt. Hierdurch wird der Stopfen der Ampulle,
welcher am distalen Ende der Zahngewindestange anliegt, in distaler
Richtung verschoben, was eine Ausschüttung des in der Ampulle enthaltenen
Medikaments zur Folge hat.
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung oder ein Dosiersystem,
wobei eine Zahn-Gewindestange vorgesehen ist, welche auf ihrer Außenseite
umlaufend ein Gewinde trägt,
welches auch aus Gewindeabschnitten bestehen kann, die in axialer
Richtung und/oder in Umfangsrichtung unterbrochen sind und mit welchen
eine Gewindeführung
in einer Injektionsvorrichtung oder Führungshülse realisiert werden kann.
Dabei ist das Gewinde oder sind die Gewindeabschnitte mit Zahnungen
versehen, so dass diese im Zusammenwirken mit einem oder mehreren
beispielsweise radial in Richtung auf die Zahn-Gewindestange vorgespannten
Rastelementen eine Drehung in eine Richtung z. B. relativ zur Injektionsvorrichtung
und/oder relativ zu einem Einstellelement ermöglichen und in die Gegenrichtung
sperren können.
Die Zahn-Gewindestange ist verdrehgesichert mit einer verzahnten
Stange gekoppelt, welche relativ zur Zahn-Gewindestange axial verschiebbar
ist. Die verzahnte Stange weist an einem Teilbereich vorzugsweise
an einem axialen Abschnitt, z. B. an einem Ende der verzahnten Stange, ein
Verzahnungsteilstück
oder eine Verzahnungshülse
auf, welches z. B. eine umlaufende Verzahnung tragen kann. Das nicht
verzahnte Teil der verzahnten Stange kann z. B. ein ein Verdrehsicherungselement tragendes
z. B. zylinderförmiges
Teil sein. Weiterhin ist ein Dosierelement vorgesehen, welches vorzugsweise
relativ zur verzahnten Stange verschiebegesichert ist und welches
mindestens ein Schnappelement aufweist, welches bevorzugt radial
nach innen vorgespannt ist, um den verzahnten Abschnitt der verzahnten
Stange bezüglich
einer Verdrehung in einer Richtung zu sperren, wobei die Verdrehung
in Gegenrichtung freigegeben wird.
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Die
verzahnte Stange wird beim Aufdosieren, also z. B. beim Herausdrehen
der z. B. in einem Innengewinde der Injektionsvorrichtung geführten Dosierhülse, beispielsweise
von einem Mitnehmer, mit der Dosierhülse in axialer Richtung mitbewegt und
somit aus der Zahn-Gewindestange
herausgeschoben, wobei die Zahn-Gewindestange vorzugsweise aufgrund
eines Eingriffs von Schnappelementen der Injektionsvorrichtung in
das Zahngewinde relativ zur Injektionsvorrichtung oder dem Gehäuse bezüglich der
Aufdosier- oder Aufziehbewegung verdrehgesichert ist. Eine Drehbewegung
der Zahn-Gewindestange in Gegenrichtung ist aber möglich. Aufgrund
der Verdrehsicherung zwischen Zahn-Gewindestange und verzahnter
Stange wird auch die verzahnte Stange verdrehgesichert relativ zur
Injektionsvorrichtung gehalten, so dass die Schnapper oder Eingriffselemente
des Dosierelements oder der Dosierhülse sich um den verzahnten
Abschnitt der verzahnten Stange beim Herausdrehen oder Aufdosieren
bewegen.
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Bei
einem Ausschüttvorgang
wird beim Eindrehen oder Zurückdrehen
der Dosierhülse
durch ein oder mehrere Eingriffselemente oder radial nach innen
vorgespannte Schnapparme der Dosierhülse die Drehbewegung der Dosierhülse auf
die verzahnte Stange übertragen,
welche durch die Verdrehsicherung mit der Zahn-Gewindestange diese
Drehung auf die Zahn-Gewindestange überträgt, welche
durch die Gewindeführung
des Zahn-Gewindes in die Injektionsvorrichtung eingeschoben wird
und somit zum für einen
zum Ausschütten
einer Substanz benötigten Vorschub
führt.
Dabei wird die verzahnte Stange wieder in die Zahn-Gewindestange eingeschoben.
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Die
Verdrehsicherung der verzahnten Stange mit der Zahn-Gewindestange
kann wiederum durch ein oder mehrere z. B. in axialer Richtung verlaufende
Nuten erfolgen, welche zum Führen
von Stegen des verdrehzusichernden Elementes dienen. Dabei kann
sowohl die verzahnte Stange, als auch die Zahn-Gewindestange Stege,
Nuten oder beides aufweisen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Injektionsvorrichtung
mit einer wie oben beschriebenen Dosiervorrichtung.
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Nach
einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren
zum Einstellen einer Dosis einer aus einer Injektionsvorrichtung
abzugebenden Substanz, wobei mit einem Dosierelement die Größe oder
Menge der abzugebenden Substanz durch eine Drehung des Dosierelementes
eingestellt wird, wobei eine verzahnte Stange relativ zum Dosierelement
bezüglich
einer Drehung entgegen der Aufdosier- oder Einstellbewegung verdrehgesichert ist,
so dass die verzahnte Stange vom Dosierelement beim Drehen gegen
die Einstellbewegung oder -richtung mitgenommen oder mitgedreht
werden kann und wobei eine Zahn-Gewindestange
mit der verzahnten Stange verdrehgesichert ist, um die Drehung des
Dosierelementes über
die verzahnte Stange auf die Zahn-Gewindestange zu übertragen,
welche relativ zu der Injektionsvorrichtung axial verschoben wird,
um eine dosierte Ausschüttung
der Substanz zu verursachen. Dabei ist die vorzugsweise durch Rastelemente
oder Schnapper des Dosierelements gebildete Drehsicherung mit der
verzahnten Stange beim Aufdosieren durch Drehen des z. B. gewindegeführten Dosierelements
nicht wirksam.
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Somit
kann eine teleskopierbare Dosiervorrichtung realisiert werden, welche
z. B. im Vergleich zu der aus der
WO 2006/125328 A1 bekannten Dosiervorrichtung
die axiale Baulänge
der Dosiervorrichtung verkleinert und somit zur Realisierung einer Injektionsvorrichtung
beiträgt.
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Sofern
in dieser Anmeldung-Halte-, Schnapp- oder Rast-Mechanismen beschrieben sind,
welche eine relative Verschiebung oder Verdrehung in einer Richtung
ermöglichen
und in einer Gegenrichtung sperren, so sollen darunter auch Anordnungen
verstanden werden, bei welchen die Position der Verzahnung und Rastarme
oder Schnappelemente vertauscht ist. Beispielsweise kann die beschriebene
Zahnhülse
und/oder die verzahnte Stange und/oder jede verzahnte Hülse anstelle
der Verzahnung, welche als Innenverzahnung oder Außenverzahnung
ausgebildet sein kann, auch ein oder mehr vorzugsweise radial nach
außen
oder nach innen vorgespannte Rast- oder Schnappelemente aufweisen.
Diese Rast- oder Schnappelemente können dann in eine korrespondierende
Gegenverzahnung eingreifen, welche beispielsweise als Innenverzahnung
der Dosierhülse,
der Injektionsvorrichtung oder der Führungshülse oder auch als Außenverzahnung dieser
Elemente ausgebildet sein kann. Die Zahnhülse, verzahnte Stange und verzahnte
Hülse würden somit
keine Zahnung mehr aufweisen müssen.
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Unter
verschiebegesichert oder verdrehgesichert soll im Sinne dieser Anmeldung
auch eine Sicherung verstanden werden, welche ein Spiel ermöglicht.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert:
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht einer Dosiervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 eine
perspektivische Explosionsansicht einer Dosiervorrichtung der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
und
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3 eine
perspektivische Explosionsansicht einer Dosiervorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform;
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Variante I
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In
einer Injektionsvorrichtung ist eine in
1 gezeigte
Gewindestange
1a durch eine in Längsrichtung verlaufende Nut
1c verdrehgesichert in
einer Zahnhülse
4 gelagert,
wobei die Gewindestange
1a in Längsrichtung relativ zur Zahnhülse
4 verschoben
werden kann. Ebenso wie bei der in der
WO 2006/125328 A1 beschriebenen
Injektionsvorrichtung ist am Pen eine Gewindeführung in Form eines Innengewindes
3b zur
Führung
der Gewindestange
1a vorgesehen, durch welche die Gewindestange
1a hindurch
geschraubt oder gedreht werden kann, um für einen Vorschub des Stopfens
zu sorgen. Dabei ist das Innengewinde
3b in einer mit der
Injektionsvorrichtung fest verbundenen Führungshülse
3 vorgesehen.
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Mindestens
ein und bevorzugt zwei gegenüberliegende
radial nach innen vorgespannte Schnappelemente 3a, welche
mit dem Gehäuse
oder der Injektionsvorrichtung oder der Führungshülse 3 verbunden sind,
ermöglichen
eine Drehung der axial verschiebesicher gelagerten Zahnhülse 4 nur
in eine Richtung. Korrespondierende Schnappelemente 2a sind
an der Dosierhülse 2 vorgesehen.
Die Zahnhülse 4 trägt auf ihrer
Außenseite
eine gerichtete oder asymmetrische oder Freilaufverzahnung 4b,
welche im Zusammenwirken mit einem Schnappelement 2a, 3a eine
Drehung in eine Richtung ermöglicht,
und in Gegenrichtung sperrt.
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Beim
Aufziehen oder Aufdosieren des Pens wird die Dosierhülse 2,
welche über
ein Außengewinde 2b in
einem Gewindeeingriff mit der Injektionsvorrichtung 2 steht,
aus der Injektionsvorrichtung herausgedreht, wobei die Schnapper 2a der
Dosierhülse 2 über die
Außenzahnung 4b der
Zahnhülse 4 geführt werden,
welche von den Schnapparmen 3a des Gehäuses oder der Führungshülse 3 gegen
eine Verdrehung während
des Aufdosierens gehalten wird. Ist der Aufdosiervorgang beendet,
das heißt,
die Dosierhülse 2 herausgezogen
oder herausgedreht worden, so kann diese wieder in die Injektionsvorrichtung
hineingedrückt
werden, wobei sich die Dosierhülse 2 aufgrund
des Gewindeeingriffes 2b dreht und die Schnapper 2a der
Dosierhülse 2 die
Drehbewegung der Dosierhülse 2 auf
die Zahnhülse 4 übertragen, welche
durch die nach innen ragenden Stege 4a, welche in Nuten 1c der
Gewindestange 1a eingreifen, die Drehbewegung auf die Gewindestange 1a überträgt, welche
in dem vorher erwähnten
Innengewinde 3b der Injektionsvorrichtung geführt wird
und so in distale Richtung der Injektionsvorrichtung hineingeschraubt
wird, wodurch ein an der Vorderseite der Gewindestange 1a anliegender
Stopfen in eine Ampulle hinein bewegt wird. Während des Vorschraubens der
Gewindestange 1a und dem Drehen der Zahnhülse 4 dreht
sich die Zahnhülse 4 an
den Schnapparmen 3a des Gehäuses vorbei, das heißt, die
Schnapper 3a des Gehäuses
ermöglichen
eine Drehung der Zahnhülse 4.
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Variante II
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Gemäß einer
in 2 gezeigten alternativen Ausführungsform kann auf die Zahnhülse 4 verzichtet
werden, wobei die Zahnhülse
ersetzt wird durch ein Element 5 mit in Längsrichtung
kürzerer
Außenverzahnung 5a,
an welchem fest verbunden eine in Längsrichtung verlaufende Stange 5c oder
Hülse angebracht
ist, welche in eine Zahn-Gewindestange 1b hinein geschoben
und durch Nuten oder Stege 5b ebenfalls verdrehsicher zur
Gewindestange 1b gelagert ist, jedoch aus der Gewindestange 1b heraus geschoben
werden kann.
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Diese
verzahnte Stange 5 wird von einem Mitnehmer der Dosierhülse 2 beim
Herausziehen der Dosierhülse 2 mit
dieser herausgezogen, so dass sich die Schnapper 2a der
Dosierhülse 2 immer
im Bereich der umlaufenden Verzahnung 5a der verzahnten
Stange 5 befinden.
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Da
aufgrund der Ausbildung der Zahnung 5a nur an einem Ende
der verzahnten Stange 5 eine Sperrung einer Drehrichtung
nur im Bereich der Dosierhülse 2 möglich ist,
sollte die zur Drehsicherung der Gewindestange 1b erforderliche
Sperrung beim Herausziehen der Dosierhülse 2 auf bekannte
Art durch eine Verzahnung des Gewindes 1d der Gewindestange 1b selbst
sichergestellt werden. Dabei greifen die Schnapper 3a des
Gehäuses
bzw. der Injektionsvorrichtung oder Führungshülse 3 in die sich
auf dem Gewinde 1d befindende Verzahnung ein und halten
so die Gewindestange 1b, wenn die Dosierhülse 2 herausgedreht
wird.
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Variante III
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Im
Unterschied zur Variante II wird keine verzahnte Stange 5 verwendet,
sondern mindestens eine und bevorzugt zwei verzahnte Hülsen 6a, 6b, welche
sich im distalen hinteren und/oder proximalen Teil der Injektionsvorrichtung
befinden. Werden zwei verzahnte Hülsen 6a, 6b verwendet,
so ist vorzugsweise eine Hülse 6a mit
einem Schnappelement 2a des Dosierelements 2 oder
der Dosierhülse
gekoppelt, wobei die andere verzahnte Hülse 6a mit einem oder
mehreren Schnappelementen 3a des Gehäuses oder einer Führungshülse zusammenwirken.
Die proximale verzahnte Hülse 6a wird
in die Dosierhülse 2 eingesetzt
oder von dieser mitgenommen, wobei die verzahnte Hülse 6a relativ
zur Dosierhülse 2 drehbar gelagert
und vorzugsweise axial nicht verschiebbar ist und wobei die Schnapper 2a der
Dosierhülse 2 in die Innenseite
einander gegenüberliegend
zwei vorstehende Stege 6d, welche in Längsnuten 1c der Gewindestange 1a eingreifen
und somit die verzahnte Hülse 6a, 6b drehsicher,
aber verschiebbar mit der Gewindestange 1a koppeln.
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Eine
weitere ebenso ausgebildete verzahnte Hülse 6b ist im distalen
oder vorderen Teil der Injektionsvorrichtung mit dem Gehäuse oder
der fest mit dem Gehäuse
verbundenen Führungshülse 3 drehbar,
aber relativ zur Führungshülse 3 oder
dem Gehäuse
axial nicht verschiebbar gelagert, wobei die Schnapper 3a der
Führungshülse 3 in
die Außenzahnung 6c der
verzahnten Hülse 6b eingreifen.
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Die
verzahnte Hülse 6b,
welche in die Führungshülse 3 eingesetzt
ist, kann identisch zur verzahnten Hülse 6a, welche in
die Dosierhülse 2 eingesetzt
wird, sein, so dass keine unterschiedlichen Teile hergestellt werden
müssen.