DE19945397C2 - Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts - Google Patents
Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren ProduktsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren
Produkts.
Aus der DE-GM 18 47 090 ist eine Injektionsspritze bekannt, die einen kreisförmigen,
geschlitzten Bremsring aufweist, der in einem Verschlussdeckel der Spritze mit radialem
Spiel nach außen und spielfrei in axialer Richtung angeordnet ist und eine Kolbenstange
der Injektionsspritze mit Reibschluss umfasst. Durch den Reibschluss wird bewirkt, dass
die Kolbenstange in jeder beliebigen axialen Stellung ihres Hubes stehen bleibt, sobald
keine äußere Kraft auf sie einwirkt.
Eine Vorrichtung, wie die Erfindung sie betrifft, ist beispielsweise aus der WO 97/36625-A1
bekannt. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse mit einem Reservoir für das Produkt auf. In
dem Reservoir ist ein Kolben aufgenommen, der bei einer Verschiebung in eine
Vorschubrichtung auf einen Auslass des Reservoirs zu Produkt aus dem Reservoir
verdrangt. Eine Zahnstange, die gegen den Kolben drückt, schiebt den Kolben in
Vorschubrichtung. Die Zahnstange ist mit Zahnreihen versehen. Im Gehäuse ist ferner
ein Antriebsglied relativ zum Gehäuse in and gegen die Vorschubrichtung verschiebbar
aufgenommen, das bei einer Verschiebung in Vorschubrichtung die Zahnstange
mitnimmt. Hierfür greift das Antriebsglied mit Mitnehmern in die Zahnreihen der
Zahnstange ein. Zum Einstellen derjenigen Produktmenge, die mit einem Hub
verabreicht wird, wird das Antriebsglied in einer vorderen Stellung um eine eingestellte
Dosisweglange manuell gegen die Vorschubrichtung zuruckgezogen. Dabei gleiten die
Mitnehmer des Antriebsgliedsglied über die Zähne der Zahnreihen and geben dabei
elastisch nach. Ein Zuruckverschieben der Zahnstange wird durch relativ zum Gehäuse
verschiebgesichert aufgenommene Sperrmittel verhindert. Die Sperrmittel wirken mit einer
der Zahnreihen der Zahnstange derart zusammen, dass die Sperrmittel eine Verschiebung der
Zahnstange
gegen die Vorschubrichtung verhindern und durch elastisches Nachgeben eine
Verschiebung der Zahnstange in Vorschubrichtung erlauben.
Eine richtige und genaue Dosierung des injizierbaren Produkts ist von großer
Bedeutung. Vor allem in der Medizintechnik hängt der Erfolg einer Behandlung stark
von der richtigen Dosierung des Medikaments ab. Eine genaue Dosierung erfordert
eine feine Zahnteilung der vorher beschriebenen Zahnstange mit kleinen Zähnen. Die
Zahnreihen einer Stange, müssen ausserdem hohen Anforderungen an die
Fertigungstoleranzen genügen. Die für die Dosierung benötigten Sperrmittel und
Mitnehmer müssen auf die Zahnstange abgestimmt sein. Bei der Fertigung sind
entsprechende Genauigkeiten einzuhalten.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung zur dosierten
Verabreichung eines injizierbaren Produkts bei zumindest gleicher Funktionalität mit
einfacheren Komponenten auszuführen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts umfasst
ein Gehäuse mit einem Reservoir für das Produkt, einen Kolben, der bei einer
Verschiebung in eine Vorschubrichtung auf einen Auslass des Reservoirs zu Produkt
aus dem Reservoir verdrängt, eine den Kolben in Vorschubrichtung verschiebende
Abtriebsstange, ein relativ zum Gehäuse in und gegen die Vorschubrichtung
verschiebbares Antriebsglied, das bei einer Verschiebung in Vorschubrichtung die
Abtriebsstange mitnimmt, und wenigstens ein Sperrmittel, das mit der Abtriebsstange
zusammenwirkt, derart, dass das Sperrmittel eine Verschiebung der Abtriebsstange
relativ zu dem Gehäuse gegen die Vorschubrichtung verhindert und eine Verschiebung
der Abtriebsstange in Vorschubrichtung erlaubt.
Gemäß der Erfindung wird die Verschiebung der Abtriebsstange gegen die
Vorschubrichtung durch Selbsthemmung verhindert. Es besteht ein Reibschluss
zwischen dem Sperrmittel und der Abtriebsstange oder ein Reibschluss zwischen dem
Sperrmittel und dem Gehäuse. Bei einer Verschiebung der Abtriebsstange in
Vorschubrichtung wird lediglich der Reibschluss überwunden. Eine Verschiebung der
Abtriebsstange gegen die Vorschubrichtung erzeugt über den Reibschluss die
Selbsthemmung der Vorrichtung, und führt zu einer Reibkraft, die mit einer Bewegung
der Abtriebsstange gegen die Vorschubrichtung wächst. Eine Verschiebekraft der
Abtriebsstange gegen die Vorschubrichtung ruft somit durch die Selbsthemmung des
Sperrmittels eine dieser Verschiebekraft entgegenstehende zumindest gleich große
Reibkraft hervor. Die Abtriebsstange kann eine einfach zu fertigende Stange aus
Vollmaterial sein. Ebenso ist das Verwenden einer innen hohlen Stange möglich.
Bevorzugterweise wird eine runde Stange verwendet. Es kann jedoch auch eine eckige
Stange zum Einsatz kommen. Die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit sind
nicht hoch. Die Fertigungskosten für solch eine Stange sind vergleichsweise niedrig.
Der Begriff "Stange" erfasst im Sinne der Erfindung aber grundsätzlich jedes in
Vorschubrichtung sich erstreckende Gebilde, das dazu geeignet ist, die Antriebskraft
zu übertragen und die Reibkraft aufzunehmen.
Wird die Abtriebsstange in Vorschubrichtung verschoben, wird der bestehende
Reibschluss zwischen Sperrmittel und Abtriebsstange überwunden. Bei vorzugsweise
gleichbleibendem Abstand zwischen der Abtriebsstange und dem Gehäuse wird das
Sperrmittel nicht weiter gespannt. Die Kraft zum Verschieben der Abtriebsstange in
Vorschubrichtung bleibt konstant niedrig. Das Sperrmittel sperrt nicht gegen eine
Relativbewegung der Abtriebsstange in Vorschubrichtung. Die Abtriebsstange kann
an ihm entlang gleiten.
Vorzugsweise wird eine Federkraft verwendet, um den Reibschluss zwischen dem
Sperrmittel und der Abtriebsstange oder dem Sperrmittel und dem Gehäuse zu
erzeugen. Die Federkraft kann über bewegliche Teile des Sperrmittels auf die Stelle
des Reibschlusses übertragen werden, beispielsweise mittels Keilwirkung über eine zur
Vorschubrichtung schräge Ebene. Es könnten zum Beispiel eine oder mehrere
ringförmige Spiralfedern verwendet werden, die ein oder mehrere gleichmäßig um die
Abtriebsstange verteilte Kippelemente gegen die Abtriebsstange oder das Gehäuse
drücken. Denkbar wären auch unter einem Winkel radial auf die Abtriebsstange oder
das Gehäuse zulaufende Federn, die über Andruckteile den Reibschluss erzeugen.
Besonders bevorzugt umfasst das Sperrmittel mindestens eine Biege- oder Blattfeder.
Im eingebauten Zustand ist diese Feder aus ihrer ungespannten Neutrallage ausgelenkt
und steht unter einer Biegespannung. Der Reibschluss wird ständig aufrechterhalten.
Die Feder kann aus Metall, Kunststoff oder einem anderen dafür geeigneten Material
oder Materialkombinationen bestehen. Bevorzugterweise wirkt die Feder direkt auf die
Abtriebsstange oder das Gehäuse. Besonders bevorzugt bildet die Biege- oder
Blattfeder bereits allein das Sperrmittel.
Eine Feder des Sperrmittels oder das Sperrmittel als solches, falls es allein durch eine
Feder gebildet wird, ist so in der Vorrichtung angeordnet, dass das Sperrmittel
aufgrund des Reibschlusses bei einem Zurückschieben der Abtriebsstange unmittelbar
so stark zwischen dem Gehäuse und der Abtriebsstange verspannt wird, dass ein in der
Praxis merkliches Zurückschieben von vornherein gar nicht stattfinden kann. Erreicht
wird dies vorzugsweise durch solch eine Form und Anordnung des Sperrmittels, dass
eine Kraft, die am Ort des Reibschlusses und gegen die Vorschubrichtung auf das
Sperrmittel wirkt, das Sperrmittel quer zur Vorschubrichtung zu stauchen trachtet.
Wird auf die Abtriebsstange eine Kraft entgegen der Vorschubrichtung aufgebracht,
überträgt sich über den Reibschluss eine Tendenz auf das Sperrmittel, sich gemeinsam
mit der Abtriebsstange gegen die Vorschubrichtung in seine ungespannte Neutrallage
zu bewegen. Ein einfaches Zurückgehen des Sperrmittels in die Neutrallage ist jedoch
nicht möglich, da das Sperrmittel im ungespannten Zustand vom Ort seiner
Einspannung aus über den Abstand zwischen dem Gehäuse und der Abtriebsstange
hinausragen würde. Ein paralleles Mitbewegen der an der Abtriebsstange oder dem
Gehäuse anliegenden Seite des Sperrmittels könnte durch ein Verkürzen des
Sperrmittels in seiner Längsrichtung erreicht werden. Dies ist jedoch nicht möglich,
da für eine ausreichende Steifigkeit des Sperrmittels gegen Knicken und Stauchen
gesorgt ist. In diesem Zustand klemmt das Sperrmittel zwischen der Abtriebsstange
und dem Gehäuse und sperrt sich so gegen ein Verschieben der Abtriebsstange gegen
die Vorschubrichtung. Die den Reibschluss zwischen Sperrmittel und Abtriebsstange
bildende Klemmkraft steigt dabei überproportional mit einer auf die Abtriebsstange
gegen die Vorschubrichtung wirkenden Kraft. Ein Verschieben der Abtriebsstange
gegen die Vorschubrichtung wird selbsthemmend verhindert.
In einer bevorzugten ersten Ausführungsform wird das Sperrmittel in dem Gehäuse
festgesetzt oder zumindest mit ihm in axialer Richtung verschiebegesichert verbunden.
Das Sperrmittel ist hierzu auf einer Seite derart eingespannt, dass eine Verschiebung
in oder gegen die Vorschubrichtung relativ zur Einspannung verhindert wird. Das
Sperrmittel kann aufgeklebt oder aufgeschrumpt werden, bevorzugt sitzt es jedoch in
einer Nut oder einer anderen Ausnehmung. Mit einer anderen Seite ragt es in einer
radialen Richtung auf die Abtriebsstange zu. Auf dieser Seite wird das Sperrmittel im
eingebauten Zustand von der Abtriebsstange in einer in Vorschubrichtung
ausgelenkten Position gehalten. Es wird dabei um die eingespannte Seite gebogen, d. h.
seine Einspannung bzw. Befestigung nimmt das Biegemoment auf. Das Sperrmittel
steht so unter einer Biegespannung, und die resultierende elastische Rückstellkraft
drückt es gegen die Abtriebsstange.
Genauso bevorzugt kann das Sperrmittel axial verschiebegesichert an der
Abtriebsstange angebracht sein. Das Sperrmittel und die Verbindung des Sperrmittels
mit der Abtriebsstange können baugleich wie in der zuvor beschriebenen Verbindung
des Sperrmittels mit dem Gehäuse ausgeführt sein. Es ragt in radialer Richtung auf das
Gehäuse zu und wird von dem Gehäuse in einer gegen die Vorschubrichtung
ausgelenkten Position gehalten. Die dadurch erzeugte elastische Rückstellkraft drückt
das Sperrmittel gegen das Gehäuse. Das Sperrprinzip entspricht dabei dem vorher
beschriebenen Sperrprinzip bei einem mit dem Gehäuse verschiebegesichert
verbundenen Sperrmittel. Aufgrund der nun geänderten geometrischen Verhältnisse
laufen die kinematischen Verhältnisse umgekehrt ab. Um eine Verschiebung der
Abtriebsstange gegen die Vorschubrichtung zu verhindern, ist das Sperrelement
deshalb in dieser Ausführungsvariante gegen die Vorschubrichtung ausgelenkt.
Vorzugsweise wird für eine zumindest im Bereich des Reibschlusses glatte Fläche der
Abtriebsstange oder des Gehäuses gesorgt. Das Sperrmittel drückt vorzugsweise gegen
eine glatte Fläche. Für die Dosierfeinheit der Vorrichtung ist dies besonders positiv.
Eine stufenlose Dosierbarkeit wird dadurch noch verbessert.
Bevorzugt bilden wenigstens zwei Federn je ein Sperrmittel. Sie werden auf
gegenüberliegende Seiten oder bei Verwendung mehrerer Federn gleichmäßig über den
Umfang der Abtriebsstange verteilt zwischen dem Gehäuse und der Abtriebsstange
eingebaut. Jedes der Sperrmittel ist entweder mit dem Gehäuse verschiebegesichert
verbunden und in Vorschubrichtung ausgelenkt oder mit der Abtriebsstange
verschiebegesichert verbunden und gegen die Vorschubrichtung ausgelenkt. Bei dieser
Ausführungsform wird die Klemmkraft des Reibschlusses gleichmäßig auf mehrere
Federn verteilt. Es ist eine größere Klemmkraft erzielbar. Zudem können die Federn
eine Führung der Abtriebsstange bilden. Soll nur eine Feder verwendet werden, so
kann die Kraft in einem gegenüberliegenden Widerlager aufgenommen werden.
Vorzugsweise passen sich die Federn mit ihrer Form an die jeweilige Druckfläche an.
Im unverbauten Zustand ragen die Federn vorzugsweise radial von dem Gehäuse oder
der Abtriebsstange ab. Der von ihnen im unverbauten Zustand gebildete
Innendurchmesser ist kleiner als der von der Abtriebsstange benötigte bzw. größer als
der Innendurchmesser des Gehäuses. Wird die Abtriebsstange in das Gehäuse
eingebaut, werden die Federn um ihre eingespannten Seiten vorzugsweise gebogen,
spannen sich gleichzeitig in axialer Richtung und drücken auf die Abtriebsstange oder
das Gehäuse.
Besonders bevorzugt umfasst die Vorrichtung zusätzlich wenigstens einen Mitnehmer,
der mit der Abtriebsstange und dem Antriebsglied derart zusammenwirkt, dass bei
einer Verschiebung des Antriebsglieds in Vorschubrichtung die Abtriebsstange vom
Mitnehmer mitgenommen wird und der Mitnehmer eine Verschiebung des
Antriebsglieds gegen die Vorschubrichtung und relativ zu der Abtriebsstange erlaubt.
Gemäß der Erfindung besteht zwischen dem Mitnehmer und der Abtriebsstange oder
dem Mitnehmer und dem Antriebsglied ein Reibschluss, der die Mitnahme der
Abtriebsstange durch das Antriebsglied durch Selbsthemmung bewirkt. Der
Mitnehmer arbeitet zwischen dem Antriebsglied und der Abtriebsstange auf die gleiche
Weise wie das vorher beschriebene Sperrglied. Die Ausgestaltung und Befestigung des
Mitnehmers entspricht bevorzugt der des beschriebenen Sperrmittels. Es ergeben sich
wieder zwei Alternativen. Entweder ist der Mitnehmer mit dem Antriebsglied
verschiebegesichert verbunden und ragt in einer radialen Richtung auf die
Abtriebsstange zu und wird von der Abtriebsstange in einer in Vorschubrichtung
ausgelenkten Position gehalten, wodurch die damit erzeugte elastische Rückstellkraft
des Mitnehmers gegen die Abtriebsstange drückt. Oder alternativ kann der Mitnehmer
mit der Abtriebsstange verschiebegesichert verbunden sein, in seiner radialen Richtung
auf das Antriebsglied zuragen und von dem Antriebsglied in einer gegen die
Vorschubrichtung ausgelenkten Position gehalten werden, wodurch die dann erzeugte
Rückstellkraft des Mitnehmers gegen das Abtriebsglied drückt. In Bezug auf den
Mitnehmer, dessen Anordnung und Funktion gelten sämtliche Ausführungen zum
Sperrmittel in analoger Weise.
Der Mitnehmer kann aber auch ohne das erfindungsgemäße Sperrmittel vorteilhaft in
einer Vorrichtung gemäß Anspruch 10 eingesetzt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von
Figurenbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Injektionsgerät zur dosierten
Verabreichung eines Produkts,
Fig. 2 den Querschnitt A-A des Injektionsgeräts der Fig. 1 und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Injektionsgerät mit einer hohlen
Abtriebsstange und innenliegenden Mitnehmern.
Die Injektionsgeräte sind in den Ausführungsbeispielen als Injektionspens ausgeführt.
Das Injektionsgerät in Fig. 1 weist ein Gehäuse mit einer vorderen Gehäusehülse 1
und einer damit fest verbundenen hinteren Gehäusehülse 5 auf. Die vordere
Gehäusehülse 1 dient als Aufnahme für eine Ampulle 2. In der Ampulle 2 ist ein
injizierbares Produkt in Form einer flüssigen Wirkstofflösung, beispielsweise Insulin,
enthalten. Ferner ist in der Ampulle 2 ein Kolben 3 aufgenommen. Durch
Verschiebung des Kolbens 3 in Vorschubrichtung auf einen Ampullenauslass 4 zu wird
das Produkt aus der Ampulle 2 durch deren Auslass 4 hindurch verdrängt und durch
eine Injektionsnadel N ausgeschüttet. Die vordere Gehäusehülse 1 ist durch eine Kappe
K geschützt. Die Nadel N ist durch eine Nadelkappe nochmals geschützt.
Die Verschiebung des Kolbens 3 in Vorschubrichtung wird durch eine
Antriebseinrichtung bewirkt, die in der hinteren Gehäusehülse 5 aufgenommen ist. Die
Antriebseinrichtung umfasst als Abtriebsglied eine Abtriebsstange 9, die unmittelbar
auf den Kolben 3 wirkt, und ein Antriebsglied 8. Das Antriebsglied 8 ist in der
hinteren Gehäusehülse 5 in und gegen die Vorschubrichtung des Kolbens 3
geradverschiebbar gelagert. Ein Deckel 7, der mit dem Antriebsglied 8
verschiebegesichert verbunden ist, ragt aus dem Gehäuse nach hinten hinaus.
Der Injektionspen hat vorzugsweise, wie in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1, eine
im wesentlichen rotationssymmetrische Form. Sie wird im wesentlichen bestimmt von
der Form der Gehäusehülsen 1, 5. Die Form der Abtriebsstange 9 ist davon
unabhängig. Im Ausführungsbeispiel ist sie als runde Stange ausgeführt. Die
Abtriebsstange 9 ist zentrisch innerhalb des Injektionspens angeordnet. Die
Längsachsen der Ampulle 2 und der Abtriebsstange 8 liegen übereinander. Das
Antriebsglied 8 ist ein im wesentlichen zylindrischer Körper der ebenfalls zentrisch
in dem Injektionspen und den Gehäusehülsen 1, 5 angeordnet ist. Das Antriebsglied
8 passt sich vorzugsweise mit seiner Innenseite an die äußere Form der Abtriebsstange
9 und mit seiner Außenseite an die innere Form der hinteren Gehäusehülse 5 an.
Ein als Hülsenkörper ausgebildetes Dosierglied 6 ist mit der hinteren Gehäusehülse
5 verschiebegesichert, jedoch um die gemeinsame Längsachse verdrehbar verbunden.
Durch Verdrehen des Dosierglieds 6 wird die in Vorschubrichtung von dem
Antriebsglied 8 und der Abtriebsstange 9 maximal zurücklegbare Dosisweglänge
eingestellt und damit auch die bei einer Injektion maximal ausschüttbare Produktdosis.
Hierfür ist ein vorderer Hülsenteil des Dosierglieds 6 an seiner vorderen Stirnfläche
spiralig umlaufend ausgebildet, d. h. der vordere Hülsenteil fällt in Bezug auf die
Längsachse des Injektionsgeräts von einem vordersten Stirnflächenabschnitt in eine
Umfangsrichtung fortschreitend ab. Das Dosierglied 6 kann beispielsweise
entsprechend einem in der WO 97/36625-A1 beschriebenen Dosierglied ausgebildet sein
und bei der Dosierung mit dem Antriebsglied 8, wie dort beschrieben,
zusammenwirken.
Die Dosierung erfolgt in einer in Bezug auf die Vorschubrichtung vordersten Stellung
des Antriebsglieds 8, in der ein von der äußeren Mantelfläche des Antriebsglieds 8
radial abstehender Kragen bzw. Nocken 14 an einem durch die hintere Gehäusehülse
5 gebildeten Anschlag anliegt. In dieser vordersten Stellung des Antriebsglieds 8 wird
das Dosierglied 6 relativ zur hinteren Gehäusehülse 5 verdreht, bis es die gewünschte
Dosierstellung erreicht hat. In dieser Dosierstellung verbleibt zwischen einem
ebenfalls von der äußeren Mantelfläche des Antriebsglieds 8 abragenden weiteren
Kragen bzw. Nocken (in der Figur nicht dargestellt) und der diesem Nocken
gegenüberliegenden Stirnfläche des Dosierglieds 6 ein lichter Dosierabstand. Um den
Dosierabstand kann das Antriebsglied 8 relativ zur hinteren Gehäusehülse 5 und damit
auch relativ zur Abtriebsstange 9 und dem Kolben 3 gegen die Vorschubrichtung
zurückgezogen werden. Das Zurückziehen erfolgt manuell durch Ziehen an dem
Deckel 7. Der Dosierabstand ist gleich der Dosisweglänge bei der nachfolgenden
Verabreichung.
Bei einem Zurückverschieben bzw. Zurückziehen des Antriebsglieds 8 verbleibt die
Abtriebsstange 9 in ihrer bei dem Dosiervorgang eingenommenen Verschiebelage
relativ zum Gehäuse. Sie wird durch ein an der hinteren Gehäusehülse 5 ausgebildetes
Sperrmittel 11 gegen eine Verschiebung gegen die Vorschubrichtung gesichert.
Zwischen dem Sperrmittel 11 und der Abtriebsstange 9 besteht ein Reibschluss, der
die Verschiebung der Abtriebsstange 9 gegen die Vorschubrichtung durch
Selbsthemmung verhindert. Das Sperrmittel 11 wirkt mittels Federkraft auf die
Abtriebsstange 9. Im Ausführungsbeispiel wird das Sperrmittel 11 von zwei
miteinander verbundenen, plättchen- oder stiftförmigen Federn 11' gebildet. Das
Sperrmittel 11 ist mit der hinteren Gehäusehülse 5 axial verschiebegesichert
verbunden. In einer Richtung quer zur Verschieberichtung ist es ebenfalls von der
hinteren Gehäusehülse 5 festgesetzt. Die Abtriebsstange 9 wird beim Zusammenbau
des Injektionsgeräts derart in die hintere Gehäusehülse 5 eingeführt, dass die Federn
11' des Sperrmittels 11 in Vorschubrichtung ausgelenkt werden. Die damit erzeugten
elastischen Rückstellkräfte des Sperrmittels 11 drücken dieses gegen die
Abtriebsstange 9. Soll die Abtriebsstange 9 gegen die Vorschubrichtung verschoben
werden, klemmt das Sperrmittel 11 zwischen der hinteren Gehäusehülse 5 und der
Abtriebsstange 9. Mit steigender Kraft auf die Abtriebsstange 9 gegen die
Vorschubrichtung steigt die Reibkraft und damit die Kraft des Reibschlusses zwischen
dem Sperrmittel 11 und der Abtriebsstange 9. Ein Verschieben gegen die
Vorschubrichtung wird selbsthemmend verhindert. Beim Verschieben der
Abtriebsstange in Vorschubrichtung stimmt die Richtung der Relativbewegung
zwischen Abtriebsstange 9 und Sperrmittel 11 mit der Auslenkrichtung des
Sperrmittels 11 überein. Die Abtriebsstange 9 gleitet in Richtung des gebogenen
Sperrelements 11. Eine Verschiebung der Abtriebsstange 9 in Vorschubrichtung wird
vom Sperrmittel 11 erlaubt.
Ein Mitnehmer 10 ist mit dem Antriebsglied 8 verschiebegesichert verbunden. Er wird
im Ausführungsbeispiel ebenfalls von zwei miteinander verbundenen plättchen- oder
stiftförmigen Biegefedern gebildet, die in Vorschubrichtung ausgelenkt sind. Der
Mitnehmer 10 arbeitet nach dem selben Funktionsprinzip wie das vorher beschriebene
Sperrmittel 11. Zum Einstellen der Dosismenge lässt der Mitnehmer 10 ein
Verschieben des Antriebsglieds 8 gegen die Vorschubrichtung und relativ zur
Abtriebsstange 9 zu. Die Abtriebsstange 9 wird dabei vom Sperrmittel 11 in ihrer
Position gehalten. Zum Injizieren des Produkts wird das Antriebsglied 8 durch
äußeren Druck auf den Deckel 7 in Vorschubrichtung verschoben. Der Mitnehmer 10
klemmt in dieser Verschieberichtung zwischen dem Antriebglied 8 und der
Abtriebsstange 9. Die Abtriebsstange 9 wird vom Mitnehmer 10 mitgenommen und
gleitet in Vorschubrichtung durch das Sperrmittel 11.
Der Mitnehmer 10 und/oder das Sperrmittel 11 können stattdessen auch jeweils mit
der Abtriebsstange 9 verschiebegesichert verbunden sein. An der prinzipiellen
Funktionsweise des Sperrmittels bzw. Mitnehmers ändert sich dabei nichts. Um dabei
die gleiche Wirkungsweise, wie in der vorher beschriebenen Ausführungsform zu
erzielen, müssen der Mitnehmer 10 bzw. das Sperrmittel 11 beim Zusammenbau des
Injektionsgeräts gegen die Vorschubrichtung ausgelenkt werden.
Die Auflagenflächen, gegen die der Mitnehmer 10 bzw. das Sperrmittel 11 drücken,
sind vorzugsweise glatte Flächen. Besonders bevorzugt wird der Mitnehmer 10 und
das Sperrmittel 11 jeweils nicht in der Abtriebsstange 9 festgelegt, und es wird eine
über die ganze Länge oder zumindest im Wirkbereich des Mitnehmers 10 und des
Sperrmittels 11 glatte Abtriebsstange 9 verwendet. Die Abtriebsstange 9 kann einen
runden oder eckigen Querschnitt aufweisen. Bevorzugt wird ein runder Querschnitt
verwendet.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt A-A durch das Sperrmittel 11. Die Ausgestaltung gilt
in analoger Weise auch für den Mitnehmer 10. In der bevorzugten Ausführungsform
sind zwei Biegefederplättchen 11' an gegenüberliegenden Seiten der Abtriebsstange
9 auf gleicher Höhe angeordnet. Ein Biegefederplättchen 11' bildet somit das
Widerlager für das andere Biegefederplättchen 11' und umgekehrt. Sie sind axial
verschiebegesichert in der hinteren Gehäusehülse 5 festgesetzt. Die Federplättchen 11'
ragen radial von der hinteren Gehäusehülse 5 auf die Abtriebsstange 9 zu, wobei sie
den Zwischenraum zwischen der hinteren Gehäusehülse 5 und der Abtriebsstange 9
überspannen. Die an die Abtriebsstange 9 anliegenden Seiten der Federplättchen 11'
sind an die runde Form der Abtriebsstange 9 angepasst. An einem Umfangsbereich der
Abtriebsstange 9 kommt es zu einem gleichmäßigen Anliegen der Federplättchen 11'.
Das Sperrelement 11 bildet einen Haltering von dem radial nach innen die
Federplättchen 11' abragen. Das Sperrelement 11 sitzt in einer Aufnahmenut, die in
der Innenmantelfläche der Gehäusehülse 5 umlaufend ausgenommen ist. Im
Ausgangszustand der Vorrichtung, d. h. vor der ersten Verabreichung, drückt das
Sperrelement 11 gegen einen vorderen Bereich der Abtriebsstange 9. Im unverbauten
Zustand ist der Federplättchen 11' Abstand zwischen den frei aufeinander zuragenden
Enden der kleiner als der Außendurchmesser der Abtriebsstange 9. Beim
Zusammenbau biegt die Abtriebsstange 9 die Federplättchen 11' an ihren freien Enden
um die in der hinteren Gehäusehülse 5 eingespannten Enden auseinander. Die
elastische Rückstellkraft der Federplättchen 11' bildet einen Reibschluss zwischen der
hinteren Gehäusehülse 5 und der Abtriebsstange 9. Es wird für einen genügend großen
Biegearm für die Federplättchen 11' gesorgt. Bevorzugt ist die Abtriebsstange 9
drehgesichert. Das Sperrmittel 11 wird durch einen in eine Aussparung des
Sperrmittels 11 eingreifenden Zapfen 15 insbesondere gegen ein Herausziehen aus der
Aufnahmenut radial gesichert. Für den Fall der Selbsthemmung ist wichtig, dass ein
Ausweichen der einzelnen Biegefederplättchen radial nach aussen verhindert wird.
Dies wird zum einen durch die ringförmige Verbindung und zum anderen durch die
an dem äußeren Rand der Biegefederplättchen 11' anliegende Gehäusewand erreicht.
Das Sperrglied 11 kann nach der Fertigung der hinteren Gehäusehülse 5 in diese
eingesetzt werden. Bevorzugt wird das Sperrmittel 11 schon während dem
Fertigungsprozess der hinteren Gehäusehülse 5 in diese integriert. Die hintere
Gehäusehülse 5 kann zum Beispiel um das Sperrmittel 11 herum im Spritzguss
hergestellt werden. Die Federplättchen 11' sind aus einem federnden Material mit
einem ausreichend hohen Reibungskoeffizienten hergestellt, beispielsweise aus
Kunststoff oder Federstahl. Bevorzugter Weise bestehen die Federplättchen 11' und
die ringförmigen Verbindungen aus einem Teil.
Es ist leicht zu erkennen, wie sich die Ausführung des Sperrelements 11 ändert,
falls das Sperrelement 11 statt am Gehäuse an der Abtriebsstange 9 festgesetzt und auf
die hintere Gehäusehülse 5 drücken würde. Die ringförmige Verbindung, an denen die
Federplättchen 11' ansetzen, liegen dann innen und die Federplättchen 11' ragen radial
nach außen ab.
Fig. 3 zeigt einen Injektionspen in einem zweiten Ausführungsbeispiel unter
Verwendung einer hohlen Abtriebsstange 9. Der prinzipielle Aufbau und die
Funktionsweise entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass in
erster Linie nur Unterschiede dazu beschrieben werden.
Das Sperrmittel 11 ist in der hinteren Gehäusehülse 5 axial verschiebegesichert
festgesetzt und drückt wieder von außen auf die Abtriebsstange 9 zu. Das Sperrmittel
11 sitzt auf einem innen radial nach ragenden Absatz der hinteren Gehäusehülse 5 und
wird von der anderen Seite her mittels einer Haltehülse 13 gegen diesen Absatz
gedrückt und damit axial verschiebegesichert mit dem Gehäuse 1, 5 verbunden. Die
Haltehülse 13 wird in die hintere Gehäusehülse 5 eingepresst, eingeschraubt oder
einfach eingeschoben und relativ zu der hinteren Gehäusehülse 5 verschiebegesichert.
Dieses Prinzip ermöglicht eine leichte Montage des Sperrelements 11 und kann
bevorzugt auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eingesetzt werden. Die Haltehülse
13 legt zum einen das Sperrmittel 11 fest und führt zum anderen die Abtriebsstange
9.
Die Abtriebsstange 9 ist an ihrem hinteren Ende offen, im Ausführungsbeispiel ist sie
in ihrer Ausbildung als einfaches Rohr an ihren beiden Enden offen. Von hinten ragt
ein stangenförmig vom Boden des Deckels 7 aufragender Deckelfortsatz 12 in die
Abtriebsstange 9 hinein. Nahe an dem freien Ende des Deckelfortsatzes 12 ist der
Mitnehmer 10 befestigt. Der Deckelfortsatz 12 ragt mindestens soweit in die
Abtriebsstange 9 hinein, wie der Kolben 3 in der Ampulle 2 vorgeschoben werden
soll. Der Mitnehmer 10 ist in der dargestellten Ausführungsform axial
verschiebegesichert mit dem Deckelfortsatz 12 verbunden und drückt von innen gegen
die hohle Abtriebsstange 9.
Die Funktionsweise des Sperrens und des Mitnehmens der Abtriebsstange 9 durch das
Sperrmittel 11 und den Mitnehmer 10 erfolgt in der zum ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Weise. Die Befestigung des Mitnehmers 10 bzw. Sperrmittels 11 an der
Abtriebsstange und/oder dem Gehäuse bzw. Antriebsglied kann in analoger Weise wie
zuvor beschrieben ausgeführt sein.
Der Deckelfortsatz 12 durchragt vom Boden des hülsenförmigen Deckels 7 aus den
Deckel 7 und steht mit einem gewissen Abstand aus dem Rand des Deckels 7 heraus.
Die Montage des Mitnehmers 10 an den Deckelfortsatz 12 wird nicht durch den
hülsenförmigen Teil des Deckels 7 behindert. Eine einfache Montage des Mitenehmers
10 wird ermöglicht.
1
vordere Gehäusehülse
2
Ampulle
3
Kolben
4
Ampullenauslass
5
hintere Gehäusehülse
6
Dosierglied
7
Deckel
8
Antriebsglied
9
Abtriebsstange
10
Mitnehmer
11
Sperrmittel
11
' Federplättchen
12
Deckelfortsatz
13
Haltehülse
14
abstehender Kragen
15
Zapfen
Claims (10)
1. Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts,
umfassend
- a) ein Gehäuse (1, 5) mit einem Reservoir (2) für das Produkt,
- b) einen Kolben (3), der bei einer Verschiebung in eine Vorschubrichtung auf einen Auslass (4) des Reservoirs (2) zu Produkt aus dem Reservoir (2) verdrängt,
- c) eine den Kolben (3) in Vorschubrichtung verschiebende Abtriebsstange (9),
- d) ein relativ zum Gehäuse (1, 5) in und gegen die Vorschubrichtung verschiebbares Antriebsglied (8), das bei einer Verschiebung in Vorschubrichtung die Abtriebsstange (9) mitnimmt, und
- e) wenigstens ein Sperrmittel (11), das mit der Abtriebsstange (9) und dem Gehäuse (1, 5) zusammenwirkt, derart, dass das Sperrmittel (11) eine Verschiebung der Abtriebsstange (9) relativ zu dem Gehäuse (1, 5) gegen die Vorschubrichtung verhindert und eine Verschiebung der Abtriebsstange (9) in Vorschubrichtung erlaubt,
- a) zwischen dem Sperrmittel (11) und der Abtriebsstange (9) oder dem Gehäuse (1, 5) ein Reibschluss besteht, der die Verschiebung der Abtriebsstange (9) gegen die Vorschubrichtung durch Selbsthemmung verhindert.
2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet,
dass das Sperrmittel (11) mittels Federkraft den Reibschluss erzeugt.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sperrmittel (11) mindestens eine Feder umfasst, die
im eingebauten Zustand unter einer Biegespannung steht, oder durch solch eine
Feder gebildet wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sperrmittel (11) mit dem Gehäuse (1, 5)
verschiebegesichert verbunden ist, in einer radialen Richtung auf die
Abtriebsstange (9) zuragt und von der Abtriebsstange (9) in einer in
Vorschubrichtung ausgelenkten Position gehalten wird, wodurch die damit
erzeugte elastische Rückstellkraft das Sperrmittel (11) gegen die Abtriebsstange
(9) drückt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrmittel (11) mit der Abtriebsstange (9) verschiebegesichert verbunden
ist, in einer radialen Richtung auf das Gehäuse (1, 5) zuragt und von dem
Gehäuse (1, 5) in einer gegen die Vorschubrichtung ausgelenkten Position
gehalten wird, wodurch die damit erzeugte elastische Rückstellkraft das
Sperrmittel (11) gegen das Gehäuse (1, 5) drückt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sperrmittel (11) im Bereich des Reibschlusses gegen
eine glatte Fläche der Abtriebsstange (9) oder des Gehäuses (1, 5) drückt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens zwei plättchenförmige Federn, die auf
gegenüberliegende Seiten der Abtriebsstange (9) drücken oder an der
Abtriebsstange (9) an gegenüberliegenden Seiten befestigt sind, je ein
Sperrmittel (11) bilden.
8. Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts,
umfassend
- a) ein Gehäuse (1, 5) mit einem Reservoir (2) für das Produkt,
- b) einen Kolben (3), der bei einer Verschiebung in eine Vorschubrichtung auf einen Auslass (4) des Reservoirs (2) zu Produkt aus dem Reservoir (2) verdrängt,
- c) eine den Kolben (3) in Vorschubrichtung verschiebende Abtriebsstange (9),
- d) ein relativ zum Gehäuse (1, 5) in und gegen die Vorschubrichtung verschiebbares Antriebsglied (8),
- e) wenigstens ein Mitnehmer (10), der mit der Abtriebsstange (9) und dem Antriebsglied (8) zusammenwirkt, derart, dass bei einer Verschiebung des Antriebsglieds (8) in Vorschubrichtung die Abtriebsstange (9) mitgenommen wird und der Mitnehmer (10) eine Verschiebung des Antriebsglieds (8) gegen die Vorschubrichtung und relativ zu der Abtriebsstange (9) erlaubt, und
- f) ein Sperrmittel (11), das mit der Abtriebsstange (9) und dem Gehäuse (1, 5) zusammenwirkt, derart, dass es eine Verschiebung der Abtriebsstange (9) relativ zum Gehäuse (1, 5) gegen die Vorschubrichtung verhindert und eine Verschiebung der Abtriebsstange (9) in Vorschubrichtung erlaubt,
- a) zwischen dem Mitnehmer (10) und der Abtriebsstange (9) oder dem Antriebsglied (8) ein Reibschluss besteht, der die Mitnahme der Abtriebsstange (9) durch das Antriebsglied (8) durch Selbsthemmung bewirkt.
9. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet,
dass der Mitnehmer (10) mit dem Antriebsglied (8) verschiebegesichert
verbunden ist, in einer radialen Richtung auf die Abtriebsstange (9) zuragt und
von der Abtriebsstange (9) in einer in Vorschubrichtung ausgelenkten Position
gehalten wird, wodurch die damit erzeugte elastische Rückstellkraft den
Mitnehmer (10) gegen die Abtriebsstange (9) drückt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer
(10) mit der Abtriebsstange (9) verschiebegesichert verbunden ist, in einer
radialen Richtung auf das Antriebsglied (8) zuragt and von dem Antriebsglied
(8) in einer gegen die Vorschubrichtung ausgelenkten Position gehalten wird,
wodurch die damit erzeugte elastische Ruckstellkraft den Mitnehmer (10)
gegen das Antriebsglied (8) drückt.
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