DE102008006300A1

DE102008006300A1 - Kunststofffeder

Info

Publication number: DE102008006300A1
Application number: DE102008006300A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Moser; Stefan Burren; Juerg Hirschel
Original assignee: Tecpharma Licensing AG
Current assignee: Tecpharma Licensing AG
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-08-06
Also published as: WO2009094793A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kunstofffeder, umfassend a) einen Federsitz (10), der sich um eine Federachse (S) der Kunststofffeder erstreckt, b) einen ersten Bügel (1a, 1b) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, zwischen denen sich der erste Bügel (1a, 1b) um die Federachse (S) erstreckt, c) und einen zweiten Bügel (2a, 2b) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, zwischen denen sich der zweite Bügel (2a, 2b) ebenfalls um die Federachse (S) erstreckt, d) wobei die Bügel (1a, 1b, 2a, 2b) an ihren Enden in axialer Richtung von dem Federsitz (10) abragen e) und in axialer Richtung elastisch biegbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststofffeder, die vorzugsweise für eine Vorrichtung für eine medizinische, pharmazeutische oder kosmetische Applikation vorgesehen oder in solch einer Vorrichtung angeordnet ist. Die Vorrichtung kann insbesondere ein Verabreichungsgerät für fluide Produkte, beispielsweise ein Injektionsgerät oder Infusionsgerät sein. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung der genannten Art mit wenigstens einer Kunststofffeder und ferner auch ein Verfahren für die Montage der Kunststofffeder bei einem Zusammenbau der Vorrichtung aus mehreren Vorrichtungskomponenten. Die Verabreichungsvorrichtung kann insbesondere eine Verabreichungsvorrichtung für Personen sein, die sich das jeweilige Produkt, beispielsweise ein Medikament, selbst verabreichen, wie beispielsweise Insulin in der Diabetestherapie. Insbesondere kann es sich um einen Injektionspen handeln.
Federn werden in Injektions- und Infusionsgeräten, die bevorzugte Verabreichungsvorrichtungen darstellen, in unterschiedlichsten Funktionen eingesetzt, beispielsweise als Antriebsfeder für einen Kolben oder ein sonstiges Förderglied oder als Rückstellfeder für eine Kolbenstange oder eine andere gegen die Rückstellkraft der betreffenden Feder bewegbare Komponente des Geräts. In anderen Funktionen dienen Federn auch nur der Abstützung und Fixierung oder Positionierung einer Komponente des Geräts an oder in einer anderen, indem die Feder in einem gespannten Zustand die eine der Komponenten in einer bestimmten Position relativ zu der anderen hält, beispielsweise die eine der Komponenten in einen Anschlagkontakt mit der anderen spannt. Auf diese Weise können beispielsweise Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen werden. Die Komponenten derartiger Vorrichtungen sind üblicherweise Formteile aus Kunststoff. Meist handelt es sich um Spritzgussteile. Nicht aus Kunststoff bestehen insbesondere bei einfachen Injektionsgeräten oftmals nur die Medikamentenbehälter und die im Gerät eingesetzten Federn. Bei den Medikamentenbehältern handelt es sich meist um Glasampullen, während die Federn in den meisten Fällen Schraubenfedern aus Stahl sind. Die Federn werden von den meisten Geräteherstellern zugekauft. Falls sie aus der Massenproduktion stammen, sind sie im Allgemeinen nicht eigens für die Verabreichungsvorrichtung hergestellt, so dass die Konstruktion der Vorrichtung auf die nur als Massenprodukt erhältlichen Federn abgestimmt werden muss. Sollte der Federhersteller die Feder andererseits für eine bestimmte Vorrichtung fertigen, treibt dies den Preis der Feder.
Kunststofffedern und Beispiele für deren Einbau in Vorrichtungen für medizinische und pharmazeutische Applikationen sind aus der DE 10 2005 032 705 A1 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Feder für die Verwendung in einer Vorrichtung für eine medizinische, pharmazeutische oder kosmetische Applikation zu schaffen, die hinsichtlich ihrer Federeigenschaften, beispielsweise Federsteifigkeit oder Länge des Federwegs einfach und genau an die Bedürfnisse des Verwendungsfalls anpassbar ist.
Die Erfindung hat eine Kunststofffeder zum Gegenstand, die einen Federsitz, der sich um eine Federachse der Kunststofffeder erstreckt, einen ersten Bügel und einen zweiten Bügel umfasst. Die Bügel erstrecken sich um die Federachse in Umfangsrichtung bis jeweils zu einem ersten Bügelende und einem zweiten Bügelende, bei denen sie jeweils von dem Federsitz in axialer Richtung abragen. Die Bügel sind in axialer Richtung elastisch biegbar, sie bilden in einer Seitenansicht auf die Kunststofffeder gesehen quer zur Federachse erstreckte elastische Biegearme.
Der Federsitz kann insbesondere um die Federachse umlaufend als in sich zurücklaufender Ring geformt sein. Obgleich weniger bevorzugt, kann der Federsitz auch nur als Teilring und im Extremfall nur von zwei in Umfangsrichtung kurzen Abschnitten gebildet werden, von denen die Bügel direkt oder über axial erstreckte Verbindungsstege abragen. Der Federsitz kann als axial schlanker Ring oder von axial schlanken Abschnitten gebildet werden, er muss lediglich die Funktion der axialen Abstützung der Kunststofffeder erfüllen. In alternativen Ausführungen kann die Kunststofffeder aber auch an eine Komponente der Vorrichtung angeformt sein, die innerhalb der Vorrichtung eine oder mehrere Funktionen erfüllt, beispielsweise an einen Mechanikhalter, der eine Fördereinrichtung, vorzugsweise einen Antriebsteil einer Fördereinrichtung für die Verabreichung eines fluiden Produkts lagert. Die Kunststofffeder kann auch an einer einzelnen Funktionskomponente solch einer Fördereinrichtung oder einer Dosiereinrichtung, wie sie grundsätzlich von derartigen Vorrichtungen bekannt sind, angeformt sein. Funktional gesehen dient der Federsitz der Abstützung der Kunststofffeder, entweder einer Kunststofffeder, die an eine andere Funktionskomponente angeformt ist, oder einer Kunststofffeder, die separat nur als solche vorliegt und nur die Federfunktion erfüllt.
Die Bügel können in einer zur Federachse parallelen Draufsicht beispielsweise einen Winkel bilden oder eine polygonale Form aufweisen, bevorzugter sind die Bügel kontinuierlich in Umfangsrichtung um die Federachse rund geformt, vorzugsweise teilkreisförmig, elliptisch oder in anderer Weise oval. Die Krümmung von runden Bügeln kann sich im Verlauf des jeweiligen Bügels zwar grundsätzlich dem Vorzeichen nach ändern, bevorzugter wechselt die Krümmung jedoch ihr Vorzeichen nicht, besonders bevorzugt ist die Krümmung konstant und der jeweilige Bügel entsprechend um die Federachse kreisförmig.
Die Kunststofffeder oder zumindest die Bügel können mit Vorteil in Bezug auf eine Längsebene der Kunststofffeder, die sich parallel zur Federachse erstreckt oder, bevorzugter, die Federachse enthält, symmetrisch geformt sein. Noch bevorzugter besteht solch eine Symmetrie in Bezug auf zwei derartige Ebenen, die orthogonal zueinander weisen.
In einer Weiterbildung umfasst die Kunststofffeder einen dritten Bügel und einen vierten Bügel, die wie zum ersten und dem zweiten Bügel ausgeführt geformt sein können. Die wenigstens vier Bügel der weitergebildeten Kunststofffeder sind relativ zueinander und dem Federsitz vorzugsweise so angeordnet, dass der erste und der zweite Bügel eine erste Federstufe und der dritte und der vierte Bügel eine zweite Federstufe bilden, die parallel geschaltet sind, so dass sich ein Federweg der ersten Federstufe und ein Federweg der zweiten Federstufe in einem bestimmungsgemäßen Lastfall der Kunststofffeder positiv überlagern, so dass sich der ergebende gesamte Federweg aus den beiden Federwegen der Federstufen, gegebenenfalls den Federwegen weiterer mit Bügeln der erläuterten Art gebildeten Federstufen, zusammensetzt. Für die Parallelschaltung der Federstufen ist es vorteilhaft, wenn sich der dritte Bügel axial am ersten Bügel und der vierte Bügel axial am zweiten Bügel abstützt. Um solch eine Abstützung zu erreichen, kann der dritte Bügel unmittelbar oder über einen axialen Verbindungssteg an dem ersten Bügel und der vierte Bügel unmittelbar oder über einen axialen Verbindungssteg an dem zweiten Bügel in axialer Richtung abgestützt sein. Auf diese Weise können mit beispielsweise nur vier Bügeln bereits zwei parallel geschaltete Federstufen und zwei Ausgleichsstufen erhalten werden.
Die Kunststofffeder weist an einem von dem Federsitz axial abgewandten anderen Ende vorzugsweise einen weiteren Federsitz auf. Vorteilhafterweise ragt ein Paar von Bügeln von dem weiteren Federsitz in axialer Richtung ab, wobei für diese Bügel und den weiteren Federsitz bevorzugterweise das zu dem ersten und dem zweiten Bügel und dem anderen Federsitz bereits Gesagte gilt. Das weitere Bügelpaar kann insbesondere von dem dritten und dem vierten Bügel gebildet werden, grundsätzlich kann oder können zusätzlich zu diesen beiden Bügeln nochmals weitere Bügelpaare der genannten Art vorgesehen sein. So können die vier Bügel beispielsweise axial hintereinander nochmals in einer sich wiederholenden Anordnung vorhanden sein.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kunststofffeder ist auch ihre hinsichtlich der gewünschten Federeigenschaften einfache und präzise Berechenbarkeit, insbesondere mit Finite-Element-Methoden, was in der sich wiederholenden Anordnung biegeelastischer Bügel begründet ist. Vorteilhaft ist in dieser Hinsicht auch, wenn die Bügel aneinander oder an dem oder den Federsitz(en) über axiale Verbindungsstege axial abgestützt sind.
Die Kunststofffeder kann insbesondere ring- oder hülsenförmig sein. Sie kann sich in axialer Richtung verjüngen, beispielsweise konisch, bevorzugt ist sie jedoch zylindrisch. Sie ist im Ganzen vorzugsweise kreisrund, kann grundsätzlich jedoch auch elliptisch oder in anderer Weise oval sein, gegebenenfalls auch nur in einem oder mehreren Axialabschnitten, beispielsweise in Anpassung an entsprechende Platzverhältnisse in der Vorrichtung, in der sie eingebaut oder für die sie vorgesehen ist. Sie kann alternativ auch polygonal oder teilweise rund und teilweise polygonal sein.
Die Kunststofffeder ist vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff im Spritzguss geformt. Sie kann ausschließlich aus einem Kunststoffmaterial bestehen, alternativ können beispielsweise aber auch Verstärkungsfasern oder anders geformte Elemente in einer Kunststoffmatrix der Kunststofffeder eingebettet sein.
Für die Montage der Kunststofffeder, insbesondere in Ausführungen, in denen die Kunststofffeder keine weitere Funktion erfüllt, also nicht integrierter Bestandteil einer anderen Funktionskomponente ist, ist es vorteilhaft, wenn der Schwerpunkt der Kunststofffeder außerhalb der axialen Mitte näher bei einem der beiden axialen Enden als bei dem anderen angeordnet ist. Solch eine Schwerpunktsanordnung ist vorteilhaft für eine automatische Zuführung der Kunststofffeder zu einer Montageeinrichtung. Eine Zuführeinrichtung kann insbesondere wie in der Schüttgutförderung grundsätzlich bekannt als Vibrationsförderer gebildet sein, bei dem die Kunststofffedern unterstützt von der Schwerkraft hintereinander der Montageeinrichtung zugeführt und während der Zuführung eine Zuführrinne oder anders geformte Zuführeinrichtung in vibratorische Bewegung versetzt wird, so dass sich die Kunststofffedern mit axial exzentrisch angeordnetem Schwerpunkt mit dem schwereren Ende nach unten ausrichten und somit bezüglich der Federachse in definierter, reproduzierbarer axialer Ausrichtung zur Montageeinrichtung gelangen.
Weitere vorteilhafte Merkmale werden in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.
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 Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
1 eine Kunststofffeder eines ersten Ausführungsbeispiels;
2 eine Kunststofffeder eines zweiten Ausführungsbeispiels;
3 eine Kunststofffeder eines dritten Ausführungsbeispiels;
4 eine Kunststofffeder eines vierten Ausführungsbeispiels und
5 eine Anordnung der Kunststofffeder des ersten Ausführungsbeispiels in einer Verabreichungsvorrichtung.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kunststofffeder in einer perspektivischen Sicht. Die Kunststofffeder kann längs ihrer Federachse S auf Druck beansprucht werden. Sie weist an einem ihrer beiden axialen Enden einen Federsitz 10, an dem anderen axialen Ende einen Federsitz 11 und zwischen den Federsitzen 10 und 11 mehrere Bügel 1 bis 4 auf, die relativ zueinander und den Federsitzen 10 und 11 in axialer Richtung elastisch biegbar sind und dementsprechend Federbügel bilden. Die Federsitze 10 und 11 sind jeweils als um die Federachse S erstreckte, axial im Vergleich zur Länge der Kunststofffeder schmale Ringe geformt.
In axialer Richtung sind die Bügel 1 und 2 dem Federsitz 10 und die Bügel 3 und 4 dem Federsitz 11 nächstbenachbart angeordnet. Die Bügel 1 und 2 erstrecken sich jeweils bis zu ihren beiden axialen Enden um die Federachse S, im Ausführungsbeispiel bilden sie je einen einzigen runden Bogen um die Federachse S. Sie laufen an ihren beiden Enden in je einem Verbindungsbereich zusammen, und die Verbindungsbereiche setzen sich je über einen axialen Verbindungssteg 5, 6, 7 oder 8 in den Federsitz 10 oder 11 fort. Die Bügel 1 und 2 ragen somit über die Verbindungsstege 5 in axialer Richtung von dem Federsitz 10 ab. Die Bügel 1 und 2 sind jeweils als Halbringe geformt, sie erstrecken sich jeweils um nahezu 180° um die Federachse S. Zwischen dem Federsitz 10 und jedem der Bügel 1 und 2 verbleibt zwischen den beiden Verbindungsstegen 5 jeweils ein in Umfangsrichtung schlitzförmig erstreckter freier Bereich, in den die Bügel 1 und 2 bei Druckbelastung einfedern können, indem sie sich unter Last in axialer Richtung elastisch biegen, im Ausführungsbeispiel auf einen axial gegenüberliegenden Umfangsabschnitt des Federsitzes 10 zu. Die Verbindungsstege 5 wirken beim Biegen als starre Einspannungen.
Die Bügel 3 und 4 und der weitere Federsitz 11 entsprechen den Bügeln 1 und 2 und dem Federsitz 10 nach Form und Anordnung. Ein Unterschied besteht lediglich darin, dass der Federsitz 11 eine größere Masse als der Federsitz 10 aufweist. Hinsichtlich der Biegeeigenschaften ist dies jedoch ohne Belang. Insofern besteht Symmetrie in Bezug auf eine Ebene, die sich quer zur Federachse S axial zwischen den Bügeln 1 und 2 einerseits und den Bügeln 3 und 4 andererseits erstreckt. Die axialen Verbindungsstege für die Bügel 3 und 4 sind jeweils mit 8 bezeichnet, sie entsprechen nach Form und Anordnung den Verbindungsstegen 5.
Der dritte Bügel 3 ist zwischen seinen Enden, d. h. zwischen den Verbindungsstegen 8, axial an dem Bügel 1 und der Bügel 4 ist zwischen den Verbindungsstegen 8 axial an dem Bügel 2 abgestützt. Die axiale Abstützung ist mittels axialen Verbindungsstegen 6 und 7 verwirklicht, die den Verbindungsstegen 5 und 8 entsprechen. Zwischen den Bügeln 1 und 2 einerseits und den Bügeln 3 und 4 andererseits verbleibt in Umfangsrichtung bis zu den Verbindungsstegen 6 und 7 jeweils ein schlitzförmiger axiale Freibereich, in den die Kunststofffeder axial einfedern kann, wenn sie auf Druck beansprucht wird. Die Verbindungsstege 6 und 7 sind in Umfangsrichtung um die Federachse S zu den Verbindungsstegen 5 versetzt angeordnet, so dass der Verbindungssteg 6 und auch der Verbindungssteg 7 zwischen den Verbindungsstegen 5 und diese entsprechend zwischen den Verbindungsstegen 6 und 7 angeordnet sind. Das Gleiche gilt hinsichtlich der Anordnung der Stege 6 und 7 relativ zu den Stegen B. Insgesamt ergibt sich in axialer Richtung eine in Umfangsrichtung alternierende Anordnung der Verbindungsstege 5 bis 8. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die axial äußeren Verbindungsstege 5 und 8 in einer axialen Flucht oder zumindest im Wesentlichen in einer axialen Flucht und die Verbindungsstege 6 und 7 hierzu um 90° versetzt sind. Aufgrund der in Umfangsrichtung versetzten Anordnung der Verbindungsstege 6 und 7 sowohl zu den Verbindungsstegen 5 als auch zu den Verbindungsstegen 8 werden mit zwei Bügelpaaren – dem Bügelpaar 1, 2 und dem Bügelpaar 3, 4 – zwei Federstufen verwirklicht, die längs der Federachse S parallel geschaltet sind und deren Federwege sich zum Gesamtfederweg der Kunststofffeder addieren. Im Ergebnis kann die Kunststofffeder zwischen dem Federsitz und den Bügeln 1 und 2 um den Federweg bzw. Hub H₁ und um einen ebensolchen Hub zwischen dem Federsitz 11 und den Bügeln 3 und 4 einfedern, wobei ein Federweg H₂, der in Umfangsrichtung zwischen den Verbindungsstegen 6 und 7 gemessen wird und der Summe der beiden Federwege H₁ entspricht, das Einfedern ermöglicht.
Die Bügel 1 bis 4 bilden quer zur Federachse S erstreckte elastische Biegearme, insgesamt acht Biegearme. Einen ersten Biegearm bildet der Bügel 1, einen zweiten der Bügel 2, einen dritten der Bügel 3 und einen vierten der Bügel 4. Die vier weiteren Biegearme werden aufgrund der in Umfangsrichtung zu den Verbindungsstegen 5 und 8 versetzten Anordnung der Verbindungsstege 6 und 7 erhalten. So bilden die zwischen den Verbindungsstegen 5 und den Verbindungsstegen 6 und 7 erstreckten Halbbügel 1a und 2a einen Biegearm, die Halbbügel 1b und 2b über die Federachse S gegenüberliegend einen weiteren solchen Biegearm. Entsprechendes gilt für die Halbbügel 3a und 4a sowie die Halbbügel 3b und 4b der Bügel 3 und 4. Durch die versetzte Anordnung der Verbindungsstege 5 bis 8 werden aus den Bügeln 1 bis 4 somit die weiteren, in Umfangsrichtung um die Federachse S um 90° versetzten Bügel jeweils aus zwei Halbbügeln erhalten.
Im Ausführungsbeispiel wird jede der Federstufen aus zwei Bügeln gebildet, wodurch sich besonders günstige Federeigenschaften ergeben. Alternativ könnten die Federstufen jeweils durch mehr als zwei in Umfangsrichtung auf der gleichen Stufe wirkende Bügel gebildet werden, beispielsweise durch drei Bügel pro Federstufe. Entsprechend wären in Umfangsrichtung die Stufen voneinander separierende Verbindungsstege in größerer Zahl, beispielsweise drei Verbindungsstege, vorzusehen. Der in Umfangsrichtung alternierende Versatz der Verbindungsstege würde beibehalten werden.
Der Federsitz 11 weist wie bereits erwähnt eine größere Masse als der Federsitz 10 auf. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Schwerpunkt der Kunststofffeder näher bei dem vom Federsitz 11 gebildeten axialen Ende als bei dem anderen axialen Ende liegt. Eine derartige Schwerpunktsposition ist vorteilhaft für die Montage der Kunststofffeder, da diese sich bei der Zuführung mittels eines vibrierenden Schüttgutförderers unter Schwerkraft so ausrichtet, dass das schwerere Ende nach unten weist.
2 zeigt eine Kunststofffeder eines vereinfachten zweiten Ausführungsbeispiels. Es fehlen die Bügel 3 und 4. Die Bügel 1 und 2 ragen über die Verbindungsstege 8 axial vom Federsitz 11 ab. Bei axial steifer Ausbildung der Verbindungsstege 5 und 8 entspricht der maximale Gesamtfederweg daher nur noch dem Federweg H₁ der 1. Alternativ könnten die Verbindungsstege 8 oder die Verbindungsstege 5 axial elastisch nachgiebig gestaltet sein, was jedoch die Formung erschwert. Auch im ersten Ausführungsbeispiel könnten die Verbindungsstege 5 oder 8 oder 6 und 7 axial elastisch nachgiebig sein, bevorzugt sind sie jedoch axial steif.
Der Federsitz 10 ist in allen Ausführungsbeispielen als ein im Vergleich zum Durchmesser dünner Ring geformt. Der Federsitz 11 weist einen ebensolchen dünnen Ring 12 und zusätzlich am äußeren Stirnende einen in radialer Richtung verbreiterten Ringflansch 13 auf, der für eine federelastisch abzustützende Komponente eine in radialer Richtung vergrößerte Kontaktfläche bildet. Gleichzeitig wird durch diese Ausgestaltung, d. h. durch den Ringflansch 13 die axial asymmetrische Massenverteilung der Kunststofffeder im Ganzen bewirkt.
3 zeigt in einem dritten Ausführungsbeispiel eine gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel vereinfachte Ausführungsform einer Kunststofffeder, bei der die Bügel 1 und 2 selbst einen Federsitz bilden, der den Federsitz 11 des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels ersetzt. Die Kunststofffeder des dritten Ausführungsbeispiels stützt sich somit im eingebauten Zustand in die eine axiale Richtung über den Federsitz 10 und in die andere axiale Richtung über die Bügel 1 und 2 ab.
4 zeigt in einem vierten Ausführungsbeispiel eine Kunststofffeder, die von der Kunststofffeder des dritten Ausführungsbeispiels abgeleitet und in Bezug auf die Verbindungsstege 5 modifiziert ist. Während in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Bügel an ihren Enden in jeweils einem gemeinsamen Verbindungssteg, beispielsweise den beiden gemeinsamen Verbindungsstegen 5, zusammenlaufen, ragen die Bügel 1 und 2 des vierten Ausführungsbeispiels an einem ihrer Enden über separate Verbindungsstege 5 und an ihrem jeweils anderen Ende über einen gemeinsamen Verbindungssteg 5 vom Federsitz 10 in axialer Richtung ab. Im Übrigen entspricht die Kunststofffeder der des dritten Ausführungsbeispiels.
Die Kunststofffedern der Ausführungsbeispiele weisen noch ein vorteilhaftes gemeinsames Merkmal auf. Die Bügel 1 und 2 oder 1 bis 4 erstrecken sich nicht exakt orthogonal, sondern mit einer Neigung zur Federachse S, in den Ausführungsbeispielen je mit einer konstanten Neigung. Die Neigung ist so gestaltet, dass der zwischen dem Federsitz 10 und den Bügeln 1 und 2 verbleibende axiale lichte Abstand sich in Umfangsrichtung von den Verbindungsstegen 5 aus jeweils vergrößert. Das Gleiche gilt im ersten Ausführungsbeispiel für die Bügel 3 und 4 in Bezug auf den Federsitz 11. Die Bügel 1 bis 4 haben in der Seitenansicht auf den Verbindungssteg 6 und in der Seitenansicht auf den Verbindungssteg 7 hierdurch jeweils die Form eines "V", wenngleich eines sehr flachen "V". Die zwischen den Verbindungsstegen 6 und 7 gebildeten Bügel, die jeweils wie beschrieben aus Halbbügeln der Bügel 1 bis 4 zusammengesetzt sind, weisen ebenfalls die Form eines flachen "V" auf. Die von den Bügeln 1 bis 4 und den weiteren, aus den Halbbügeln 1a, 2a usw. zusammengesetzten Bügel bilden somit quer zu der Federachse S jeweils einen Biegearm, der sich unter Last bis in eine gedachte, orthogonal zur Federachse S erstreckte Mittellage und über diese nur geometrische Mittellage hinaus biegt.
5 zeigt ein Verwendungsbeispiel, in dem die Kunststofffeder des ersten Ausführungsbeispiels im montierten Zustand einer Vorrichtung für die Verabreichung eines fluiden Produkts, im Ausführungsbeispiel eines Injektionspens, der axialen Positionierung eines mit dem Produkt gefüllten Behältnisses 16 dient. Das Behältnis 16, beispielsweise eine Ampulle, ist in einem distalen Gehäuseteil 15 oder Behältnishalter der Vorrichtung aufgenommen und dort in die distale Richtung axial abgestützt. Das Behältnis 16 stützt sich im montierten Zustand an seinem proximalen Ende an der Kunststofffeder ab, im montierten Zustand drückt es mit seinem proximalen Rand gegen den Federsitz 11. Die Kunststofffeder stützt sich im montierten Zustand über ihren Federsitz 10 an einem proximalen Mechanikhalter 17 ab, der ein Gehäuseteil bilden oder in einem solchen eingesetzt sein kann. Die Kunststofffeder ist mittels ihres Federsitzes 10 relativ zu dem Mechanikhalter 17 zentriert, indem ein distaler Axialabschnitt des Mechanikhalters 17 in den Federsitz 10 hineinragt. Im montierten Zustand stützt sich der Federsitz 10 an einer in die distale Richtung weisenden Schulter 18 des Mechanikhalters 17 ab. Eine weitere Schulter 19 bildet einen axialen Anschlag für das Gehäuseteil 15.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005032705 A1 [0003]

Claims

Kunststofffeder umfassend a) einen Federsitz (10), der sich um eine Federachse (S) der Kunststofffeder erstreckt, b) einen ersten Bügel (1a, 1b) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, zwischen denen sich der erste Bügel (1a, 1b) um die Federachse (S) erstreckt, c) und einen zweiten Bügel (2a, 2b) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, zwischen denen sich der zweite Bügel (2a, 2b) ebenfalls um die Federachse (S) erstreckt, d) wobei die Bügel (1a, 1b, 2a, 2b) an ihren Enden in axialer Richtung von dem Federsitz (10) abragen e) und in axialer Richtung elastisch biegbar sind.
Kunststofffeder nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bügel (1a, 1b) und der zweite Bügel (2a, 2b) jeweils an seinem ersten Ende unmittelbar oder über einen axial erstreckten Verbindungssteg (5) von dem Federsitz (10) und an seinem zweiten Ende unmittelbar oder über einen axial erstreckten weiteren Verbindungssteg (5) von dem Federsitz (10) abragt.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bügel (1a, 1b) und der zweite Bügel (2a, 2b) Bestandteil eines in sich zurücklaufenden Rings um die Federachse (S) sind, vorzugsweise gemeinsam solch einen Ring bilden.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen dritten Bügel (3a, 3b) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, zwischen denen sich der dritte Bügel (3a, 3b) um die Federachse (S) erstreckt, wobei der dritte Bügel vorzugsweise axial nächstbenachbart neben dem ersten Bügel (1a, 1b) angeordnet ist.
Kunststofffeder nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend einen vierten Bügel (4a, 4b) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, zwischen denen sich der vierte Bügel (4a, 4b) um die Federachse (S) erstreckt, wobei der vierte Bügel vorzugsweise axial nächstbenachbart neben dem zweiten Bügel (2a, 2b) angeordnet ist.
Kunststofffeder nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bügel (3a, 3b) zwischen seinen Enden unmittelbar oder über einen axial erstreckten Verbindungssteg (6) an dem ersten Bügel (1a, 1b) und der vierte Bügel (4a, 4b) zwischen seinen Enden unmittelbar oder über einen axial erstreckten weiteren Verbindungssteg (7) an dem zweiten Bügel (2a, 2b) axial abgestützt ist.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bügel (3a, 3b) in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt des ersten Bügels (1a, 1b) an diesem axial abgestützt und der vierte Bügel (4a, 4b) in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt des zweiten Bügels (2a, 2b) an diesem axial abgestützt ist.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bügel (3a, 3b) zwischen seinen Enden in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt an dem ersten Bügel (1a, 1b) und der vierte Bügel (4a, 4b) zwischen seinen Enden in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt an dem zweiten Bügel (2a, 2b) axial abgestützt ist.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bügel (3a, 3b) und der vierte Bügel (4a, 4b) an wenigstens einem ihrer Enden über einen gemeinsamen, axial erstreckten Verbindungssteg (6, 7) an dem ersten Bügel (1a, 1b) oder dem zweiten Bügel (2a, 2b) abgestützt sind.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bügel (3a, 3b) und der vierte Bügel (4a, 4b) Bestandteil eines in sich zurücklaufenden Rings um die Federachse (S) sind, vorzugsweise gemeinsam einen solchen Ring bilden.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bügel (3a, 3b) und der vierte Bügel (4a, 4b) im unbelasteten Zustand von einer zur Federachse (S) orthogonalen Ebene, in Richtung auf die der dritte Bügel (3a, 3b) und der vierte Bügel (4a, 4b) im Lastfall gebogen werden, einen lichten axialen Abstand aufweisen, der sich von den Enden dieser Bügel (3a, 3b, 4a, 4b) jeweils in Umfangsrichtung vergrößert.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen weiteren Federsitz (11), der sich um die Federachse (S) erstreckt, wobei die Bügel (1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) axial zwischen den Federsitzen (10, 11) angeordnet sind.
Kunststofffeder nach dem vorhergehenden Anspruch in Kombination mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bügel (3a, 3b) und der vierte Bügel (4a, 4b) an ihren Enden in axialer Richtung von dem weiteren Federsitz (11) abragen und in axialer Richtung elastisch biegbar sind.
Kunststofffeder nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bügel (3a, 3b) und der vierte Bügel (4a, 4b) jeweils an seinem ersten Ende unmittelbar oder über einen axial erstreckten Verbindungssteg (8) und an seinem zweiten Ende unmittelbar oder über einen axial erstreckten weiteren Verbindungssteg (8) von dem weiteren Federsitz (11) abragt.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt der Kunststofffeder axial näher bei einem ihrer axialen Enden als bei dem anderen angeordnet ist.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Federsitz (10) ein axiales Ende und der weitere Federsitz (11) das andere axiale Ende der Kunststofffeder bilden.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bügel (1a, 1b) und der zweite Bügel (2a, 2b) im unbelasteten Zustand von einer zur Federachse (S) orthogonalen Ebene, in Richtung auf die der erste Bügel (1a, 1b) und der zweite Bügel (2a, 2b) im Lastfall gebogen werden, einen lichten axialen Abstand aufweisen, der sich von den Enden dieser Bügel (1a, 1b, 2a, 2b) jeweils in Umfangsrichtung vergrößert.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bügel (1a, 1b) und der zweite Bügel (1a, 2b) an wenigstens einem ihrer Enden über einen gemeinsamen, axial erstreckten Verbindungssteg (5) von dem Federsitz (10) abragen.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bügel (1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b) sich in Umfangsrichtung um die Federachse (S) jeweils über einen Winkel von wenigstens 90°, bevorzugt wenigstens 120°, erstrecken.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Kunststoff im Spritzguss geformt ist, vorzugsweise nur aus Kunststoff besteht.
Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung als Ausgleichs-, Stütz- oder Antriebsfeder einer Vorrichtung für eine medizinische, pharmazeutische oder kosmetische Applikation.
Vorrichtung für eine medizinische, pharmazeutische oder kosmetische Applikation, vorzugsweise für die Verabreichung eines fluiden Produkts, die Vorrichtung umfassend: a) eine erste Komponente (15), b) eine Kunststofffeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche c) und eine zweite Komponente (16), die mittels der Kunststofffeder an der ersten Komponente elastisch abgestützt ist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (16) ein Behältnis für ein zu verabreichendes, fluides Produkt ist und die Kunststofffeder das Behältnis gegen einen von der ersten Komponente (15) gebildeten Anschlag spannt, vorzugsweise drückt, wobei die erste Komponente (15) ein Gehäuse der Vorrichtung oder ein in einem Aufnahmefach eines Gehäuses der Vorrichtung angeordneter Behältnishalter ist.
Verfahren für die Montage einer Kunststofffeder bei einem Zusammenbau der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kunststofffeder nach Anspruch 15 mittels einer vibrierenden Zuführeinrichtung einer Montageeinrichtung für die Montage der Kunststofffeder zugeführt wird, so dass die Kunststofffeder durch die Vibrationsbewegung der Zuführeinrichtung in einer durch die Lage ihres Schwerpunkts vorgegebenen Ausrichtung in die Montageeinrichtung gelangt.