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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verabreichung
oder Abgabe einer Substanz, insbesondere eine Injektionsvorrichtung
oder einen Pen oder eine Infusionsvorrichtung, welche für
die dosierte Verabreichung eines injizierbaren Produktes ein Dosierelement
aufweist, das mit einer elektronischen Steuerung zusammen wirken kann.
Ein Injektionsgerät dient vorzugsweise der Selbstverabreichung
des Produkts, zum Beispiel als Meterweg- oder Einweginjektor, welcher
zum Beispiel mit einer einfachen oder Zweikammerampulle verwendet
werden kann.
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Injektionsgens
sind aufgrund ihrer leicht handhabbaren Form zur Selbstverabreichung
von Medikamenten weit verbreitet. Insbesondere bei der Selbstverabreichung
eines Medikaments, wie beispielsweise Insulin, oder eines Hormons,
kommt der einfachen Sicherheit bei der Handhabung, zum Beispiel
der Einstellung der Dosierung und insbesondere der richtigen Erfassung
und Anzeige der eingestellten Dosis große Bedeutung zu.
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Infusionsvorrichtungen
werden z. B. zur möglichst gleichmäßigen
Abgabe einer Substanz, wie z. B Insulin, verwendet, wobei auch im
Bedarfsfall größere Dosen abgegeben werden können.
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Da
in einer Injektionsvorrichtung meistens auch elektronische Bauelemente
zum Beispiel zum Erkennen, Überwachen und/oder Anzeigen
einer Einstellbewegung vorgesehen sind, wird in einer solchen Injektionsvorrichtung
auch eine Batterie zum Beispiel in Form einer Knopfzelle eingesetzt.
Ebenso ist in einer Infusionsvorrichtung eine Batterie vohanden.
Dabei sollte die Elektronik innerhalb des Injektionsgens oder der
Infusionsvorrichtung für eine möglichst lan ge
Betriebsdauer ausgelegt sein, so dass die Elektronik sehr energiesparend
ausgelegt werden sollte. Zum Beispiel kann die Injektionsvorrichtung
so ausgelegt sein, dass das elektronische System möglichst
häufig in einem oder mehreren Betriebszuständen
verharrt, in welchen die Elektronik sehr wenig Energie benötigt
und zum Beispiel soweit wie möglich inaktiv ist.
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Jedoch
muss aus Sicherheitsgründen sichergestellt sein, dass die
Elektronik bei Bedarf jederzeit aktiviert werden kann, wobei eine
Aktivierung der Elektronik beispielsweise mittels eines elektromechanischen
Schaltkontaktes erfolgen kann, welcher einen Stromkreis schließt,
wie zum Beispiel in 4 gezeigt.
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Wie
aus 4 ersichtlich, ist eine Steuerung 1,
welche zum Beispiel durch eine Zeitschaltuhr oder einen Timer selbstständig
in einen Ruhezustand gebracht oder ausgeschaltet werden kann, mit
einer Batterie 2 verbunden und ist beispielsweise mit energiesparender
CMOS-Technologie realisiert. Dabei fließt durch die Steuerung 1 im
aktivierten oder Betriebszustand der Betriebsstrom iB,
welcher in der Regel erheblich größer ist als
der Ruhestrom i0 im Ruhezustand, welcher
möglichst Nahe bei 0 liegen sollte, um eine möglichst
lange Betriebsdauer der Gesamtschaltung zu realisieren. Zur Aktivierung
der sich zum Beispiel im Ruhezustand befindlichen Steuerung 1 kann
ein zum Beispiel durch eine Federkraft beaufschlagter mechanischer
Schalter 3 vorgesehen sein, welcher von einem bewegbaren
Teil 4 der Injektionsvorrichtung, wie zum Beispiel einem
Einstellelement oder einer Gewindestange, die zum Beispiel Nocken trägt,
geschlossen werden kann, um die Steuerung 1 zu aktivieren,
welche beispielsweise eine LCD-Anzeige anschalten und darauf die
einzustellende oder eingestellte Dosis angeben kann. Dabei wird
von der Schaltung 1 das Schließen des Schalters 3 zum
Beispiel über eine Messung des Stromflusses i2 oder durch
Messung der Spannung US detektiert. Jedoch fließt
auch im geöffneten Zustand des Schalters 3 noch
ein Strom i1 in etwa der Stärke
des Stromes i2, welcher die Lebensdauer
der Batterie 2 verkürzt. Bei der in 4 gezeigten
Schaltungsvariante muss auch darauf geachtet werden, dass der Schalter 3 im angestrebten
Ruhezustand der Elektronik sicher geöffnet ist, wobei bezüglich
des bewegbaren Elements 4 der Injektionsvorrichtung vorzugsweise
geeignete konstruktive Maßnahmen zu treffen sind und/oder der
Benutzer bzw. das medizinische Personal dahingehend zu instruieren
sind, dass sie die Verabreichungseinrichtung nach Gebrauch im vorgesehenen Zustand
aufbewahren, um zu verhindern, dass die Batterie unnötig
stark entladen wird.
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Wird
der Schalter 3 geschlossen, so fließt durch den
geschlossenen Schalter ein Strom, welcher die Batterie 2 belastet
und somit deren Lebensdauer weiter verkürzt. Um die Batterie 2 soweit
wie möglich zu schonen, sollte mittels eines möglichst großen
Vorwiderstandes R ein möglichst kleiner Schalterstrom eingestellt
werden. Dabei darf der Schalterstrom jedoch nicht zu klein sein,
da ansonsten die Störanfälligkeit zum Beispiel
durch elektromagnetische oder elektrostatische (EMV, ESD) Einflüsse
zu groß wird.
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Eine
weitere denkbare Variante einer Verabreichungsvorrichtungssteuerung
ist in 5a gezeigt, wobei mit der Steuerung 1 ein
beispielsweise berührungslos arbeitender Sensor oder Detektor 5 verbunden
ist, welcher beispielsweise ein elektrisches oder magnetisches Feld
oder Licht oder eine andere physikalische Eigenschaftsveränderung
detektieren kann. Jedoch ist im Falle eines solchen Sensors ein
kontinuierlicher Stromfluss i1 und häufig auch
ein Verstärker erforderlich, was ebenfalls die Lebensdauer
der Batterie 2 verkürzt.
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Wie
in 5b gezeigt, kann der Sensor 5 über
ein Schaltmittel 3a, welches vorteilhaft von der Steuerung 1 kontrolliert
wird, ein- bzw. ausgeschaltet werden, was vorzugsweise zeitlich
periodisch derart erfolgt, dass auf eine kurze Einschalt- eine lange Ausschaltzeit
folgt. Der resultierende Mittelwert des Stromes i1 ist
verglichen mit dem Wert im kontinuierlichen Betrieb entsprechend
dem Schaltverhältnis klein, was die Batterie schont.
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Aus
der
US 7,070,577 B1 ist
eine implantierbare Infusionsvorrichtung mit einer Energierückgewinnungsschaltung
bekannt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verabreichungsvorrichtung
und insbesondere einen Sensor oder eine Schaltungsanordnung für
eine Verabreichungsvorrichtung vorzuschlagen, welche eine erhöhte
Lebensdauer ermöglichen und dabei vorzugsweise asynchron
auf Ereignisse und Bedingungen reagieren kann und vorzugsweise kontinuierlich
in Bereitschaft ist. Vorzugsweise soll Sicherheit gegen unnötiges
Entladen der Batterie geboten oder die Batterie unter Umständen
weggelassen werden und dabei die zu detektierenden Bewegungen zeitgerecht
und genügend genau erfasst werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Eine
Verabreichungsvorrichtung, also z. B. eine Injektionsvorrichtung
oder Infusionsvorrichtung, weist erfindungsgemäß mindestens
einen generatorischen Sensor auf, um die Veränderung mindestens eines
Zustandes der Injektionsvorrichtung zu detektieren, wobei im Sinne
der Erfindung unter einem generatorischen Sensor ein Sensor verstanden
werden soll, welcher keine Spannungsversorgung oder keinen Ruhestrom
benötigt und selbstständig zum Beispiel elektrische
Energie, also zum Beispiel eine Spannung oder einen Stromfluss,
erzeugen kann. Die zum Beispiel als aktive Spannungsquelle, oder Stromquelle
wirkenden generatorischen Sensoren können somit in einer
Injektionsvorrichtung eingesetzt werden ohne einen Strom von der
Energieversorgung oder Batterie der Injektionsvorrichtung zu benötigen,
was die Lebensdauer der Batterie und somit der gesamten Injektionsvorrichtung
vergrößert. Insbesondere können solche
generatorischen Sensoren, ohne die Batterie zu belasten, kontinuierlich
in Betrieb sein. Dadurch kann eine Steuerung asynchron und verzögerungsfrei
aktiviert werden.
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Vorzugsweise
kann der generatorische Sensor als Aktivierungsschalter eingesetzt
werden, um zum Beispiel durch Überwachen der Bewegung eines
Einstellelementes oder durch ein Detektieren einer Erschütterung
oder Bewegung der Injektionsvorrichtung selbst zu erkennen, dass
die Steuerung aktiviert und zum Beispiel eine Anzeige aktiviert
oder eingeschaltet werden soll. Weiterhin kann ein generatorischer
Sensor auch als Anschlagsensor verwendet werden, um zu detektieren,
ob ein bewegbares Element, wie zum Beispiel eine Kolben- oder Gewindestange,
oder ein Dosiseinstellmittel bis zu einer gewünschten Position
bewegt oder verschoben wurde. Ebenso kann der generatorische Sensor
auch als Rotationssensor verwendet werden, um die Drehung und/oder
Position zum Beispiel eines Einstellelements, einer Gewindestange
oder einer drehbaren Hülse der Injektionsvorrichtung zu
detektieren. Ebenso kann der generatorische Sensor auch als Wegsensor
verwendet werden, um die Translation und/oder Position eines Einstellelements,
einer Gewindestange oder einer drehbaren Hülse der Injektionsvorrichtung
zu detektieren.
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Ebenso
kann der generatorische Sensor auch als Reset-Schalter eingesetzt
werden, um ein Zurücksetzen der Injektionsvorrichtung zum
Beispiel durch ein Zurückdrehen des Einstellelements oder ein
Drücken eines Reset-Knopfes zu detektieren.
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Allgemein
können auch zwei oder mehr generatorische Sensoren mit
gleicher oder unterschiedlicher Funktion in einer Verarbreichungsvorrichtung verwendet
werden.
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Vorzugsweise
werden ein oder mehrere generatorische Sensoren in der Injektionsvorrichtung verwendet,
welche beispielsweise mit einem oder mehreren beweglichen, also
zum Beispiel drehbaren und/oder verschiebbaren, Komponenten der
Injektionsvorrichtung in Verbindung stehen, gekoppelt sind oder
diese überwachen können. Beispielsweise können
ein oder mehrere generatorische Sensoren mit einem Einstellelement,
wie zum Beispiel einen Drehknopf oder Drehring, einem Auslöseelement,
wie zum Beispiel einem Druckknopf, oder einem mechanischem Teil
zum Beispiel im Inneren der Injektionsvorrichtung zusammenwirken,
wie zum Beispiel einer Kolben- oder Gewindestange, um die durch
die jeweilige Komponente durchgeführte Aktion, also zum Beispiel
das Einstellen einer Dosis, das Auslösen einer Dosis oder
das Bewirken eines Ausschüttvorganges zum Beispiel durch
einen Vorschub der Kolben- oder Gewindestange, zu überwachen
und zum Beispiel an die Steuerung zu melden. Dabei kann die Steuerung
die Informationen speichern und/oder auf einer Anzeige darstellen,
wobei gespeicherte Informationen beispielsweise bei einer Überprüfung
oder Kontrolle durch den Benutzer oder durch medizinisches Personal
aus der Steuerung oder einem Speicher ausgelesen werden können.
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Als
generatorischer Sensor kann zum Beispiel ein Impulsdraht-Sensor
und insbesondere ein Wiegand-Sensor verwendet werden, mit welchen Magnetfelder
detektiert werden können. Dabei können zum Beispiel
ein oder mehrere Permanentmagneten mit mindestens einem der oben
beispielhaft erwähnten bewegbaren Teile der Verabreichungsvorrichtung
verbunden sein. Bei einem Wiegand-Sensor ist ein Wiegand-Draht aus
einer Legierung mit einem hartmagnetischem Metall als Mantel und
einem weichmagnetischen Metall als Kern vorgesehen, wobei zur Erläuterung
des Aufbaus und der Funktionsweise eines Wiegand-Sensors auf die
Lehre der
WO 00/17997 verwiesen
wird, welche in diese Anmeldung aufgenommen wird.
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Bezüglich
des Aufbaus und der Verwendung eines Impulsdrahtes wird auf die
Lehre der
WO 2004/046735
A1 verwiesen, welche ebenfalls in diese Anmeldung aufgenommen
wird.
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Insbesondere
ist die Ausbildung des generatorischen Sensors als Wiegand-Sensors
vorteilhaft, da hierdurch ein berührungsfreier ohne Stromversorgung
aktiv arbeitender Sensor realisiert werden kann. Unabhängig
von einer Bewegungs- oder Umdrehungsgeschwindigkeit einer oder mehrerer
von dem Wiegand-Sensor überwachten Komponenten kann mit
einem Wiegand-Sensor ein sauberer und damit einfach und eindeutig
zu detektierender Schaltvorgang erzielt werden, welcher von einer
Steuerung einfach auszuwerten ist, da durch den klaren vom Wiegand-Sensor
erzeugten Impuls, welcher im Gegensatz zu einem mechanischem Schalter
auch kein Prellen aufweist, ein eindeutiges Aktivierungssignal erhalten
wird. Insbesondere ist ein Wiegand-Sensor zum Aufbau eines Encoders
geeignet, um zum Beispiel Drehbewegungen im Falle einer Dosierung
oder Ausschüttung zu detektieren. Das von dem Wiegand-Sensor
abgegebene Signal erfordert keine spezielle Signalaufbereitung außer
einer Impulsformung oder Impulsumwandlung.
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Insbesondere
ist die Verwendung eines Wiegand-Sensors vorteilhaft, da ein Impuls
auch bei einer langsamen Bewegung erzeugt werden kann.
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Alternativ
oder ergänzend kann auch eine Fotozelle oder Solarzelle
als generatorischer Sensor verwendet werden, welcher ein einfallendes
Licht in elektrische Energie umsetzten kann und bevorzugt die durch
elektromagnetische Strahlung zugeführte Energie durch Erzeugung
freier Ladungsträger in elektrische Energie umsetzt.
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Ebenso
ist es möglich einen piezoelektrischen Element als generatorischer
Sensor vorzusehen, wobei mindestens ein Piezoelement durch eine Bewegung
eines Elements der Injektionsvorrichtung so verformt werden kann,
dass elektrische Energie erzeugt wird, um zum Beispiel die Steuerung und/oder
Anzeige einer Injektionsvorrichtung in einen aktiven Zustand zu
versetzten.
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Ebenso
kann ein Induktionssensor als generatorischer Sensor verwendet werden,
welcher aus der Bewegung eines zum Beispiel mit einem Permanentmagneten
verbundenen relativ zum Induktionssensor beweglichen Teils eine
Spannung erzeugt, die zur Aktivierung oder zum Betrieb der Steuerung
verwendet wird.
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Vorzugsweise
wird der generatorische Sensor als berührungsloser Sensor
verwendet und zum Beispiel in der Funktion eines berührungsfrei
arbeitenden Schalters realisiert.
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Dabei
wird der generatorische Sensor vorzugsweise nicht von einem beweglichen
Teil der Injektionsvorrichtung bei einer Zustandsänderung
des beweglichen Teils berührt und zum Beispiel durch ein oder
mehrere an dem bewegbaren Teil angebrachte Permanentmagneten oder
andere berührungslos wirkende Mechanismen, wie zum Beispiel
elektromagnetische Strahlung oder Licht, aktiviert und zur Erzeugung
elektrischer Energie angeregt. Die Verwendung eines berührungslosen
Schalters ist vorteilhaft, da im Gegensatz zu mechanischen Schaltern
keine Beeinträchtigung der Kontakte zum Beispiel durch Abnutzung,
Korrosion, Verkleben oder Brechen auftreten kann. Des Weiteren können
berührungslose Sensoren oder Schalter flexibel in eine
Injektionsvorrichtung eingebaut werden, wobei häufig auch
keine engen mechanischen Toleranzen einzuhalten sind.
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In
einer weiteren Ausführung wird die von dem generatorischen
Sensor erzeugten Energie nicht nur zur Detektion einer Zustandsveränderung, sondern
auch zum Betrieb und/oder zur Aktivierung einer Schaltung oder der
Steuerung oder Anzeige der Injektionsvorrichtung verwendet. Dabei
kann die durch den generatorischen Sensor erzeugte elektrische Energie
zum Beispiel für eine kurzzeitige Energieversorgung einer
Auswerteschaltung verwendet werden, um zum Beispiel eine quantitative
Erfassung und Speicherung von Ausschüttvorgängen
ohne Batterien zu realisieren. Diese erfassten Ausschüttungsvorgänge
können zum Beispiel in einem Zähler nichtflüchtig
abgespeichert und von einem Arzt zur Therapieüberwachung
oder allgemein auch zur Lebensdauerüberprüfung
herangezogen werden.
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Vorteilhaft
ist eine Energiespeichervorrichtung bestehend aus mindestens einem
Kondensator, mit dem generatorischen Sensor gekoppelt, um eine von
dem generatorischen Sensor erzeugte elektrische Energie zur unmittelbaren
oder späteren Verwendung zum Beispiel durch eine Schaltung
oder Steuerung zu speichern.
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Gemäß einem
Weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum
Detektieren einer Veränderung mindestens eines Zustandes
einer Injektionsvorrichtung, wobei ein generatorischer Sensor als
Detektor verwendet wird, welcher mit mindestens einem Element oder
einer Komponente der Injektionsvorrichtung zusammenwirkt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
näher beschrieben. Es zeigen:
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1a Ein
Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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1b Ein
Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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2 Die
Verwendung eines Wiegand-Sensors in einer Injektionsvorrichtung;
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3 Den
schematischen Aufbau eines Positionsdetektors unter Verwendung eines
Impulsdrahtes;
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4 Eine
Schaltungsanordnung zur Überwachung des Zustandes einer
Injektionsvorrichtung;
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5a Eine
alternative Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Injektionsvorrichtung;
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5b Eine
weitere alternative Schaltungsanordnung zur Überwachung
einer Injektionsvorrichtung mit Mitteln für einen nicht-kontinuierlichen
Betrieb;
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6 Eine
Ausführungsform der Erfindung mit einem generatorischen
Sensor in einer Injektionsvorrichtung in Ruheposition und;
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7 Die
in 6 gezeigte Injektionsvorrichtung in Arbeitsposition
mit gelöstem Auslöseknopf.
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1 zeigt eine in einer Injektionsvorrichtung
vorgesehene Steuerung 1, welche von einer Batterie 2 mit
einem im Ruhezustand fließenden Strom i0 und
im Betriebszustand fließenden Strom iB versorgt
wird. Erfindungsgemäß ist mit der Steuerung ein
generatorischer Sensor 6 verbunden, welcher von der Batterie 2 keinen
Strom erhält und somit die Batterie 2 nicht belastet.
Der generatorische Sensor 6 kann mit einem bewegbaren zum
Beispiel in Umfangsrichtung abwechselnd magnetisierten Teil 4 der
Injektionsvorrichtung gekoppelt sein oder zusammenwirken und erzeugt
vorzugsweise bei einer Veränderung der Position oder Lage
des von dem generatorischen Sensor 6 überwachten
vorzugsweise beweglichen Teiles 4 der Injektionsvorrichtung
ein elektrisches Signal, welches der Steuerung 1 zugeführt wird,
wobei die elektrische Energie des von dem generatorischen Sensor 6 erzeugten
Signals auch in dem optional vorsehbaren Kondensator C, welcher auch
weggelassen werden kann, als Energiespeichervorrichtung 8 gespeichert
werden kann, um die Steuerung 1 auch nach dem Auftreten
des Signals von dem aktiven Sensors 6 mit Energie versorgen
zu können und somit die Batterie 2 weiter zu entlasten oder überflüssig
zu machen, wie in 1b gezeigt.
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Da
der generatorische Sensor 6 anders als in den 4 und 5 gezeigt keinen Strom i1 von
der Batterie 2 benötigt, kann die Batterie 2 entlastet
und somit die Lebensdauer verlängert werden, wobei im Ruhezustand
vorzugsweise nur der Strom i0 durch die Steuerung 1 fließt,
welcher im Idealfall auch 0 sein kann.
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2 zeigt
eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der generatorische
Sensor 6 als Wiegand-Sensor 6 ausgebildet ist.
Als Aktuatoren dienende Permanentmagnete 7A und 7B und
optional weitere Permanentmagnete, welche zum Beispiel an, auf oder
in einem relativ zum Sensor 6 bewegbaren Teil angeordnet
sind, sind mit dem an dem Wiegand-Sensor 6 vorbeibewegbaren
Teil der Injektionsvorrichtung, beispielsweise auf einer Innenseite
oder Außenseite eines Drehknopfes oder einer Gewindestange
angeordnet, wobei vorzugsweise in Dreh- oder Umfangsrichtung benachbarte
Permanentmagnete eine umgekehrte Polarität haben, so dass
bei einer Bewegung des jeweiligen Permanentmagneten 7 an
dem Wiegand-Sensor 6 vorbei die Lage von Nordpol N und
Südpol S im Bezug auf den benachbarten und sich beispielsweise
vorher oder nachher vorbeibewegenden Permanentmagneten 7 vertauscht
ist. Alternativ zu der in 2 gezeigten
Variante kann auch nur ein einziger Permanentmagnet mit zwei oder
einer Vielzahl von Polen an einem bewegbaren Teil angeordnet sein.
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Wenn
sich der Permanentmagnet 7A, wie in 2 gezeigt,
nahe bei dem Wiegand-Sensor 6 befindet oder an diesem vorbeibewegt,
wird ein Magnetfeld B ausgebildet, welches auf den Wiegand-Draht
innerhalb des Wiegand-Sensors 6 einwirkt, so dass der weichmagnetische
Kern und der hartmagnetische Mantel des Wiegand-Drahtes in die gleiche
Richtung magnetisiert sind oder werden. Bei einer Bewegung des beweglichen
Teils der Injektionsvorrichtung wird der Permanentmagnet 7A von dem
Wiegand-Sensor 6 und der Permanentmagnet 7B zu
dem Wiegand-Sensor 6 hinbewegt, wobei der Permanentmagnet 7B umgekehrt
wie der Permanentmagnet 7A polarisiert ist. Der Permanentmagnet 7B führt
zur Ausbildung eines Mag netfeldes B in umgekehrter Richtung im Vergleich
zu dem durch den Permanentmagneten 7A ausgebildeten Magnetfeld B,
so dass der Kern des Wiegand-Drahtes innerhalb des Wiegand-Sensors 6 seine
Magnetisierungsrichtung ändert beziehungsweise vertauscht,
wodurch bedingt durch diesen Schaltvorgang ein Ausgangsimpuls an
den beiden Anschlüssen beziehungsweise zwischen den Polen 6-1 und 6-2 des
Wiegand-Sensors 6 erzeugt wird. Wenn sich der Permanentmagnet 7B weiter
an den Wiegand-Sensor 6 annähert, wird bei entsprechender
Magnetfeldstärke B auch die Magnetisierung des Mantels
des Wiegand-Drahtes umgekehrt, so dass Kern und Mantel des Wiegand-Sensors
wieder in gleicher aber umgekehrter Richtung polarisiert sind. Dieser
Vorgang der Umpolarisierung und Impulserzeugung des Wiegand-Sensors
wird mit umgekehrter Polarität wiederholt, wenn ein dem
Permanentmagneten 7B nachfolgender Permanentmagnet mit
umgekehrter Polarisierung auf den Wiegand-Sensor 6 zu bewegt
wird. Alternativ kann die Polarisierung des Mantels des Wiegand-Sensors 6 auch
ständig gleichgepolt bleiben und durch geeignete Abfolge
und Feldstärke des Magnetfeldes B nur der Kern des Wiegand-Sensors 6 umgepolt
werden.
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Die
von dem Wiegand-Sensor 6 erzeugte elektrische Energie kann
zur Aktivierung der in 1 gezeigten
Steuerung und zum Laden der Energiespeichervorrichtung, z. B. des
Kondensators 8, verwendet werden.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform eines Positionsdetektors
ist der sich bewegende Körper zum Bespiel eine Gewindestange 10,
die sich in Richtung der Pfeile R1 und R2, also im Uhrzeiger- oder
im Gegenuhrzeigersinn, drehen kann. Um die Drehungen der Gewindestange 10 zählen
zu können, ist auf oder in dieser ein einen Nordpol N und
einen Südpol S aufweisender Erregermagnet EM angeordnet. Über
die ferromagnetischen Flussleitstücke FL1 und FL2, deren
Enden 14 und 15 auf dem vom Erregermagneten EM
beschriebenen Kreisbogen liegen und deren Enden 16 und 17 den
Stirnseiten eines ferromagnetischen Elements FE zugewandt sind,
kann das ferromagnetische Element FE durch das vom Erregermagneten
EM erzeugte magnetische Feld beeinflusst werden. Als ferromagnetisches
Element FE dient vorzugsweise ein Impusldraht.
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Das
parallel zur Bewegungsrichtung des Erregermagneten EM ausgerichtete
ferromagnetische Element FE ist von mindestens einer Sensorspule
SP umgeben, an deren Ausgangsklemmen 6-1, 6-2 die beim
Passieren des Erregermagneten EM infolge Ummagnetisierung des ferromagnetischen
Elementes FE erzeugten Spannungsimpulse entsprechender Polarität
abnehmbar sind.
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Zusätzlich
können herkömmliche Sensoren 18, z. B.
ein Hallsensor, Lichttaster, Dehnungsmessstreifen (DMS), Schalter,
Kontakte, kapazitive Sensoren, Potentiometer, Encoder oder andere
Sensoren die vom generatorischen Sensor 6 gelieferte Information
qualitativ und quantitativ verbessern oder ergänzen, also
z. B. die Drehrichtung, den Drehwinkel und/oder die Geschwindigkeit
messen.
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6 zeigt
den proximalen Teil einer Injektionsvorrichtung und insbesondere
die Dosiermechanik in Ruheposition mit einem eingedrückten
Ausschütt- oder Dosierknopf 13. Dabei sind an
der mit dem Ausschütt- oder Dosierknopf 13 verbundenen Hülse
Magnetringe 16a, 16b vorgesehen, wobei in der
in 6 gezeigten Position der proximale Magnetring 16b axial
beabstandet den Wiegand-Sensoren 11, 12 gegenüberliegt.
Die Wiegand-Sensoren 11, 12 sind mit der Steuerung
und Anzeige 10 verbunden, in welche eine Batterie 2 eingesetzt
ist.
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7 zeigt
die in 6 gezeigte Vorrichtung in Arbeitsposition mit
gelöstem in proximale Richtung ausgefahrenem Ausschütt-
oder Dosierknopf 13. Dabei wurden die Magnetringe 16a, 16b in
axialer Richtung verschoben, so dass nicht mehr der Magnetring 16b,
sondern der axial dazu beabstandete Magnetring 16a, den
Wiegand-Sensoren 11, 12 gegenüberliegt.
Sind die Magnetringe 16a und 16b bezüglich
ihrer Polung unterschiedlich, so tritt ein Wechsel des Magnetfeldes,
welches auf die Wiegand-Sensoren 11, 12 einwirkt,
auf und es kann von den Wiegand-Sensoren 11, 12 ein
Strom erzeugt werden, um die Schaltung zu aktivieren und z. B. eine
Energiespeichereinrichtung 8 aufzuladen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 7070577
B1 [0010]
- - WO 00/17997 [0018]
- - WO 2004/046735 A1 [0019]