DE2715969A1

DE2715969A1 - Injektionsspritzen-satz, insbesondere mit kolbenstange und kolben fuer eine injektionsspritze

Info

Publication number: DE2715969A1
Application number: DE19772715969
Authority: DE
Inventors: Ralph Walters
Original assignee: WIMMER PHARMA GUMMI GmbH
Current assignee: WIMMER PHARMA GUMMI GmbH
Priority date: 1976-06-01
Filing date: 1977-04-09
Publication date: 1978-02-02
Also published as: FR2353303A1; US4180069A; FR2353303B3

Description

Injektionsspritzcn-Satz, insbesondere mit Kolbenstange und Kolben für eine Injektionsspritze

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tnjektionsspritzcn-Satz, der zumindest einen eine Nadel tragenden Spritzenzylinder, einen darin befindlichen Kolben sowie eine mit diesem verbindbare Kolbenstange enthält. Unter Spritzen-Satz wird im Rahmen dieser AiHm¹I dung im wesentlichen der Spritzenzylinder, der Kolben und die Kolbenstange verstanden, wobei die Kolbenstange als zunächst separates Teil zu dem Spritzen-Satz gehört. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf neuartige Verbindungsmittel der Kolbenstange und des Kolbens.

Bekannte Spritzen-Sätze der oben erwähnten Art weisen einen Kolben auf, der genau in den Zylinder der Spritze passt, der mit einer Kolbenstange verbunden ist, um eine axiale Bewegung zum Ansaugen und Ausstoßen des Spritzeninhaltes zu ermöglichen. Der Kolben und die Stange sind einzelne Elemente und haben geeignete Verbindungselemente, um die Einzelteile miteinander zu verbinden, so daß diese als vollständige Einheit arbeiten können.

Bekannte Lösungen zur Verbindung der Kolbenstange und des Kolbens sind in dem US-Patent 3 291 128, veröffentlicht am 13. Dezember 1966. in dem US-Patent 2 895 773, veröffent-

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licht am 21. Juli 1959 und in dem US-Patent 3 164 3o3, veröffentlicht am 5. Januar 1965 bereits bekanntgewor-

Gemäß der US-Pa tent sehrift 3 291 128 hat die Kolbenstange eine zylindrische Spitze mit einer Vielzahl von radial vorstellenden, am Umfang umlaufenden Ansätzen und der Kolben hat eine Aufnahmehöhlung,dessen innere Form der Kolbenstangenspitze entspricht. Die öffnung der Aufnahmehöhlung hat dabei im wesentlichen im Durchmesser die gleiche Größe wie die zylindrische Spitze. Dadurch ist eine große Kraft notwendig um die Spitze einzudrücken, da die Ansätze durch einen relativ dickwandigen engen Ilalsbereich des Kolbens gepresst werden müssen. Weiterhin müssen die Teile vor dem Zusammenbau konzentrisch ausgerichtet werden, wodurch der Zusammenbau durch automatische Maschinen praktisch unmöglich ist. Die Grundform der Kolbenstange und des Kolbens des US-Patentes 2 895 773 entspricht prinzipiell dem Vorbeschriebenen. Zusätzlich ist hier eine durch Ausdehnung sich verbindende Anordnung gezeigt, die jedoch Nacharbeiten beim Zusammenfügen der Teile notwendig macht. Das US-Patent 3 164 3o3 zeigt eine Anordnung mit Schraubengewinde.

Bei der Montage von Injektionsspritzen, nachstehend auch kurz "Spritze" genannt, wobei der Kolben und die Kolbenstange montiert werden, wurde herausgefunden, daß die vorerwähnten Teile sich nur zur Handmontage und nicht für eine schnellere automatische Montage in einer Maschine eignen. In Einwegspritzen ist der Kolben normalerweise in den Zylinder eingesetzt und die Kolbenstange verbleibt als separates Element, bis sie zur Aktivierung der Spritze benötigt wird. Bei Einwegspritzen-Sätzen hat das vordere Ende des Zylinders für gewöhnlich irgendeine Abschlußmembrane oder eine Kappe zum Verschließen des Entleerungsendes des

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Spritzenzylinders. Gegenwärtig werden bei den meisten dieser jetzt verfügbaren Spritzen die Kolbenstange und der Kolben von Hand montiert, was natürlich zeitraubend ist und die Kosten der gesamten Vorrichtung vergrößert. Diese Einwegspritzen-Anordnungen werden gewöhnlich in einer etwas flexiblen und geschmeidigen Plastikverpackung untergebracht. Wenn die Kolbenstange in der Packung als separates Teil eingeschlossen ist und dann von dem Benutzer vor Gebrauch der Spritze montiert werden muß, ist die Packung nicht so lang, wodurch die Herstellungskosten und auch die Versandkosten vermindert werden. Darüber- hinaus besteht auch die Gefahr der axialen Bewegung der Kolbenstange während der Verpackung oder beim Versand, wodurch vorzeitig die Membrane zerstört oder die Verschlußkappe am Entleerungsende des Spritzenzylinders verrutschen könnte. In einigen Ausfülirungsbei spiel en ist die Kolbenstange ein separates Element, wobei der Verwender bei der Vorbereitung der Spritze zum Gebrauch die Kolbenstange mit dem Kolben verbindet, die Verschlußkappe entfernt und die Nadel am Ende des Spritzenzylinders befestigt. Einige Schwierigkeiten waren bei der Montage der Kolbenstange durch die hohe Axialkraft aufgetreten, die notwendig war, um bei diesen bekannten Anordnungen die Kolbenstange in den Kolben einzudrücken. In einigen Fällen war die benötigte Montagekraft so groß, daß entweder die Membrane vorzeitig zerstört wurde, oder es entstand ein so hoher Innendruck, daß die Verschlußkappe vom Ende des Spritzenzylinders absprang.

Demgemäß ist es insbesondere Aufgabe der vorliegenden Er findung, eine neue und zweckmäßige Kolbenstange und Kolben zu schaffen, die neue Verbindungselemente aufweisen, welche eine leichte Montage entweder von Hand oder durch Automaten ermöglichen. Weiterhin gehört zur Aufgabe der Erfindung, einen Injektionsspritzen-Satz (Kolben und Kolbenstange) zu

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schaffen, wobei die Teile leicht mit einem Minimum an Kraft montiert werden können und wobei die Stange und der Kolben fest und sicher miteinander verbunden sind. Schließlich soll der Injektionsspritzen-Satz dabei einfach und kostengünstig sein.

Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden erfindungsgemäß insbesondere durch Verwendung einer Kolbenstange gelöst, die eine etwa einem gestutzten Tannenbaum entsprechende Umrißform aufweist (vgl. z.B. Pig. 3) und durch einen Kolben, der eine entsprechende Innenhöhlung aufweist. Insbesondere weist das KoIbenstangcn-Einsteckende eine Reihe von Kegelstumpfeleincnten auf, die von der Basis zum äußeren Ende des Einsteckendes einen zunehmend kleiner werdenden Querschnitt aufweisen. Die Innenhöhlung in dem Kolben weist dementsprechend einen, einem gestutzten Tannenbaum entsprechenden Querschnitt und von seinem offenen Ende zu dem inneren Ende hin eine Reihe schichtweise angeordneter kcgels tuinpf f örmiger Ilöhlungsabschni tte auf. Durch diese Anordnung der Höhlungsabschnitte sind mehrere axial sich erstreckende, flexible, am Umfang umlaufende Lippen gebildet, die beim Eintritt des Stangen-Einsteckendes zurückweichen und dann hinter einer radialen Schulter der kegel stumpfförmigen Segmente eingreifen,um die Kolbenstange festzuhalten. In der bevorzugten Ausführungsform hat die kegelstumpfförmige Oberfläche des äußeren freien Endes des Einsteckendes der Kolbenstange einen größeren Kegelwinkel als ihr entsprechender Höhlungsabschnitt, wohingegen bei den anderen Abschnitten des Einsteckendes und den entsprechenden Uöhlungsabschnitten die Verhältnisse umgekehrt sind. Durch diese Ausbildung ist die Kolbenstange einfach mit verhältnismäßig geringer Montagekraft einsetzbar, geht eine feste Verbindung in Mon-

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tagestellung ein und widersteht den auftretenden Kräften, die insbesondere beim Ansaugen auftreten. Darüberhinaus ist ein schwieriges Ausrichten der beiden Montageteile unnötig, da die Kolbenstangenspitze wesentlich schmäler ist, als die äußere Höhlungsöffnung. Demgemäß ist der Kolben und die Kolbenstange leicht auch maschinell montierbar, ohne daß ein Vorjustieren oder Nacharbeiten notwendig ist. Durch die besondere Ausgestaltung erhält man eine Selbstzentrierung. Bei einer anderen Ausbildungsform hat der Kolben benachbart zu dem untersten (innersten, tiefsten) kegelabschnittförmigen Höhlungsteil eine Höhlungserweiterung. Diese Höhlungserweiterung weist eine derartige Tiefe auf, daß an ihrem äußeren Ende gegenüber dem Spritzeninhalt ein dünner flexibler Wandbereich geschaffen ist, der ohne Verschiebung des Kolbens eine Ausdehnung des Spritzeninhaltes ermöglicht, was bei bestimmten Medikamenten während der Lagerung vorkommen kann.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines zum Teil im Schnitt gehaltenen Spritzen-Satzes mit einer Kolbenstange und einem eingesteckten Kolben, wobei die Kolbenstange in noch nicht montierter Lage mit dem Kolben gezeigt ist;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilausschnitt der Kolbenstange mit Kolben in Montageposition;

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Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 vor dem Zusammenbau ;

Fig. 4 eine Stirnansicht auf das offene Ende des Kolbens ;

Fig. 5 eine Ansicht der Kolbenstange und des Kolbens in einem Vormontagestadium;

Fig. 6 einen Längsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform eines Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht und ein Längsschnitt des Kolbenstangen-Einsteckendes und des Kolbens.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 ist hier beispielsweise ein typischer Spritzen-Satz dargestellt, der insgesamt mit 1o bezeichnet ist. Dieser Satz beinhaltet einen länglichen hohlen Zylinder 12, der beispielsweise aus Glas bestehen kann und einen Nadelhalter 14 an seinem Entleerungsende aufweist, der an dem Entleerungsende des Zylinders 12 eine Injektionsnadel 16 trägt, die in der Regel vor dem Gebrauch durch eine Hülle 18 geschützt ist. Bei manchen Spritzen weist der Nadelhalter eine Membrane über dem Entleerungsendc des Zylinders auf, die bei der Vorwärtbewegung des Kolbens entweder zerstört oder entfernt wird, um ein Ausstoßen des Spritzeninhaltes zu erreichen. Bei anderen Spritzen sind der Nadelhalter, die Nadel und die Hülle als Einzelteile verpackt une eine entfernbare Verschlußkappe ist am Entleerungsende des Spritzenzylinders über die Nadelhalterung gestülpt. Wenn die Spritze zum Gebrauch benötigt wird, wird die Kappe entfernt und die Nadel am Entleerungsende der Spritzenampulle durch die Nadelhalterung befestigt. Der Spritzenzylinder beinhaltet ein Medi-

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kament, das durch einen Kolben 2o dicht abgeschlossen ist. Der Kolben 2o besteht üblicherweise aus elasto- merem Material, wie z.B. Gummi und insbesondere aus einem Material, das keine nachteiligen Reaktionen mit dem Medikament in dem Spritzenzylinder eingeht. Die Aussenf lache des Kolbens, die der Innenwandung des Spritzen- zylinders 12 zugewandt ist, kann mit einer oder mehreren umlaufenden, radial vorstehenden, axial nebeneinander an geordneten Dichtungslippen 2oa versehen sein, die eine leichte Bewegbarkeit des Kolbens in dem Zylinder ergeben. Der Spritzen-Satz enthält weiterhin eine Kolbenstange 22 mit einem Einsteckende 24, das in eine Höhlung 26 des Kolbens eingreift. Die Kolbenstange 22, die z.B. aus einem halbsteifen Plastikmaterial, wie z.B. Polypropylen bestehen kann, weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen länglichen,gerippten Stiel 22a auf, der an einem Ende ein rundes Daumenstück zur Anpassung des Zeige- und des Mittelfingers des Benutzers aufweist. In der dargestellten Form ist das Einsteckende 24 durch Schraubenelemente 27 befestigt, obAvohl die Teile auch aus einem Stück sein können. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Kolbenstange ein separates Teil und wird beim Gebrauchsfertigmachen der Spritze montiert. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Kolbenstange und der Kolben zu einer Einheit verbunden, bevor dieser in den Spritzenzylinder eingesetzt wird. Die Verbindungsanordnung der vorliegenden Erfindung ist auch bei diesen Zusammenstellungen anwendbar, da die Teile schnell durch automatische Montagevorrichtungen montiert werden können.

Erfindungsgemäß ist die Höhlung 26 in dem Kolben und das Kolbenstangen-Einsteckende 24 derart ausgestaltet, daß ein einfacher Zusammenbau der Stange und des Kolbens mit einem Miniumum an Kraft erreicht wird, wobei durch Ein satz einer kleinen axialen Kraft die Teile fest in Funk-

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tionsstöl 1ung bringbar sind, um eine Bewegungsmög-Hclikeit der beiden Teile als Einheit axial in dem Spritzenzylinder in beiden Richtungen zu erhalten; rückwärts zum Ansaugen und vorwärts zum Ausstoßen des Spritzeninhaltes durch die Spritzennadel. Eine möglichst kleine benötigte Kraft zum Einsetzen der Kolbenstange in den Kolben vermeidet in der Praxis ein vorzeitiges Verschieben des Kolbens nach vorne, wodurch bei manchen Spritzen ein vorzeitiges Zerstören der Membrane und demzufolge ein Auslaufen des Medikamentes eintritt oder im anderen Falle ein Verschieben der über dem Entleerungsende vorgesehenen Schutzkappe auftreten kann. Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung erleichtert auch den maschinellen Zusammenbau der Stange und des Kolbens, ohne daß die Teile genau ausgerichtet oder daß von Hand nachgeholfen werden muß, um die Teile dauernd sicher zusammenzufügen. Der KoIl)Cn ist üblicherweise aus einem elastischen, elastomeren Materiel, wie z.B. Natur- oder Synthctikgummi hergestellt, so daß er genau in den Zylinder passt und dabei gut abdichtet und trotzdem leicht axial in dem Zylinder bewegt werden kann. Um eine gute Abdichtung zu erreichen, hat der Kolben für gewöhnlich mehrere Dichtlippen an seinem äußeren Umfang und der maximale Kolbendurchmesser ist allgemein so bemessen, daß ein einfaches Einsetzen in den Zylinder möglich ist. Dabei ist vorzugsweise der größte Kolbendiirchmesser etwa b\ größer als der Zylinderdurchmesser.

Erfindungsgemäß weist das Einsteckende 24 der Kolbenstange 22, wie am besten in Fig. 3 erkennbar, eine etwa einem gestutzten Tannenbaum entsprechende Umrißform auf mit einer Reihe kegel stumpfförmiger Segmente 24a, 24b, 24c und 24d mit fortschreitend von der Basis des Einsteckendes zum äußeren freien Ende hin kleiner werdender

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Größe. Die Basis jedes Segmentes 24b, 24c und 24d weist jeweils einen größeren Durchmesser als die Spitze des benachbarten darunter liegenden Segmentes aus, so daß eine Reihe axial sich erstreckender, umlaufender, radial gerichteter Schultern 28b, 28c und 28d gebildet sind.

Die Aufnahmehöhlung 26 in dein Kolben weist ebenfalls im Querschnitt die Umrißform eines gestutzten Tannenbaumes auf, entsprechend der Gestaltung des Kolbenstangen-Einsteckendes 24, um dieses in Montagestellung eng anliegend zu nmschl ie'ßen. Insbesondere weist die Höhlung 26 eine Reihe kegelstumpfförmiger Abschnitte 26a, 26b, 26c und 26d auf, die sich in ihrer Größe vom offenen Halsende des Kolbens nach innen verkleinern. Die llöhlungsabschnitte · sind konzentrisch zu einer zentralen Achse angeordnet, wobei, wie dargestellt, der Durchmesser der Basis jedes Abschnittes größer ist, als der Durchmesser der Eintrittsöffnung des nächsten benachbarten Abschnittes, wobei eine Reihe axial nebeneinander angeordneter, umlaufender flexibler Rippen oder Lippen 3oa, 3ob, 3oc gebildet ist, die jeweils einen radial sich erstreckenden Wandabschnitt 32a, 32b und 32c aufweisen. Diese Lippen werden zum Grund der Höhlung hin ausgelenkt, wenn das Einsteckende 24 der Kolbenstange 22 in die Höhlung 26 eingesetzt wird (siehe Fig. 5) und wenn die Kolbenstange 22 ganz eingesetzt ist, greifen die Lippen hinter den radialen Schultern jedes kegel stumpfförmigen Abschnittes des Kolbenstangen-Einsteckendes ein (siehe Fig. 2) und sichern auf diese Weise gut die Verbindungseinheit des Kolbens und der Kolbenstange. Es sei bemerkt, daß durch die Dimensionierung der Teile und durch die Flexibilität der Lippen nur eine kleine Einsetz-' kraft benötigt wird, um das Kolbenstangen-Einsteckende in seine Funktionsstellung zu drücken. Dadurch ist die Gefahr

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des vorzeitigen Verschiebens des Kolbens klein gehalten, was insbesondere im Falle von bereits gefüllten Spritzen mit in den Spritzenzylinder als separates IU einen t eingesetztem Kolben wichtig ist. Die entsprechende (komplementäre) Kolbenstangen- und Kolbengestal tiing erlaubt auch eine leichte Demontage durch einfaches Neigen der Kolbenstange zunächst zu einer Seite, wobei die Rippen an der Spitze von den flexiblen Lippen auf einem Hinfangsabschnitt freigegeben werden. Nach dem Neigen der Kolbenstange zu. der entgegengesetzten Seite der Kolbenachse werden die Rippen insgesamt freigegeben, wobei die zunächst freigegebenen Rippenabschnitte auf den verschobenen Lippen des Kolbens als Drehpunkt dienen.

Die kleine Betätigungskraft zur Hinrast-Montage der Kolbenstange und des Kolbens bei der vorliegenden Erfindung ist durch das vorbeschriebene Hinsteckende 22 und durch die Höhlung in dem Kolben insgesamt erleichtert. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedoch noch eine besondere Wi nkelbeziehung zwischen den kegelstumpfförmigen Abschnitten des 1· insteckendes untereinander und zu den entsprechenden Abschnitten der Aufnahmehöhlung in dem Kolben gegeben, die sie in der Funktionsstellung hält, um eine mögl iclist leichte Montage zu erzielen. Zu diesem Zweck nehmen die eingeschlossenen Kegelwinkel der Abschnitte des Hinsteckendes vom äußeren Abschnitt 24d zu dem Abschnitt 24a '¹Jn ab, und die in der Mitte liegenden Höhlungsabschnitte ⁷^h und 26c laufen mit einem größeren Winkel zu, als die innersten und äußersten Abschnitte 26a und 26d, wobei der Winkel A des Höhlungsabschnittes 26d größer ist als der Winkel E des Abschnittes 26a. Weiterhin ist der eingeschlossene Kegelwinkel A der äußeren konischen Wandung des ersten llöhlungsabschn ittes 26d vorzugsweise kleiner als der eingeschlossene Winkel A¹ der äußeren konischen Wandung

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des äußersten kegelstumpfförmigen Abschnittes 28e des Kolbenstangen-Einsteckendes und die Kegelwinkel B und C der äußeren konischen Wandungen der mittleren Höhlungsabschnitte sind jeweils größer als die Kcgelwinkel B¹ und C der äußeren Wandungen der mittleren kegelstumpfförmigen Abschnitte 28b, 28c der Kolbenstange. Der durch die äußere konische Wandung des äußersten Höhlungsabschnittes 26a eingeschlossene Winkel E ist vorzugsweise größer als der Kegelwinkel K' der konischen Wandung des Abschnittes 24a an der Basis des Stangeneinsteckendes. Weiterhin ist die axiale Höhe Hd des kegel stumpfförmigen Abschnittes 28d der Kolbenstange vorzugsweise die gleiche oder geringfügig kleiner als die axiale Tiefe H¹^ des untersten Höhlungsabschnittes 26d und die Basis und die mittleren Abschnitte des Stangeneinsteckendes haben vorzugsweise eine geringfügig größere axiale Höhe H_a, H^ und H_c als die Tiefe H'_a, H'b und H'_c der entsprechenden Höhlungsabschnitte in dem Kolben. Der Basisdurchmesser D_a, D^, D_c und Dj jedes Abschnittes der Hinsteckendes 24 ist vorzugsweise geringfügig kleiner als die Basisdurchmesser D'_a, D'b» D'_c und D'd der entsprechenden Höhlungsabschnitte in dem Kolben. Der Spitzendurchmesser T_a, Tj₃, T_c und Td jedes Abschnittes des Einsteckendes ist vorzugsweise kleiner als die Spitzendurchmesser T'_a, T'b, T'_c und T'j der entsprechenden Kolbenhöhlungsabschnitte.

fcs wurde herausgefunden, daß diese Verhältnisse einen testen Sitz des montierten Stangen-Einsteckendes ergeben. Es sei bemerkt, daß die geringfügig vergrößerten Höhlungsabschnitte 26b und 26c eine Verkleinerung in diesen Bereichen ermöglichen, wenn der Kolben in den Zylinder unter Druck eingesetzt wird, da die Wandungsdicke des Kolbens dort kleiner ist als am benachbarten offenen Ende.

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Nachstehend sind in einer Liste die bevorzugten, insgesamt vorerwähnten Größenverhältnisse zweier Kolbenstangen- KoIbcn-Zusammenstel1ungen gemäß der Erfindung aufgeführt.

Beispiel I	liens tange	ser	Basisdurchmesser	1	7,47	mm	ax	iale Höhe	mm
KoI	t zcndurchmes	mm	D₃ =	1	6,76	mm	H_a	= 3,3	mm
Sp i	14,6	mm	Db =	1	4,T	mm	"b	= 3,55	mm
^Ta	11 ,68	mm	D_c =	1	1,17	mm	H_c	= 3,3	mm
^Tb	8,89	mm	Dh =		H,	= 2,54
T_c	6,8
Th

Kegelwinkel
Λ = 45Ο
B = 8o°
C = 88°
D = 9o°

Kolben

Spi tzendurchmesser	16,25	mm	Basi	sdurchmesser	,o5	mm	axial	e Höhe	mm
T'a =	13,o8	mm	D'a =	19	,67	mm	H'a =	2,54	mm
T'b =	9,9	mm	D'b =	18	,5	mm	H'b =	3,17	mm
T'c =	7,11	mm	D¹C =	15	,32	mm	H¹C =	3,17	mm
T'd =	nkel		D'd ⁼	12			H'd =	2,54
Kegelwi	6oo
A¹ =	97°
B¹ =	97°
C =	83°
D' =

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- 1VJ -

Beispiel II

A = 25°

B = 59°

C = 620

D = 67°

A· = 4o°

B* = 79°

C¹ = 79°

D¹ = 540

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Kolbenstange	8	mm	Ba s	isdurchmesser	62	mm	axiale	Hohe	,9	mm
	89	mm	D₃	= 4,	62	mm	"a ⁼	1	,52	mm
	93	mm	^Db	= 4,	8	mm	Hb =	1	,52	mm
Spitzendurchmesser	91	mm	Dc	= 3,	79	mm	H_c =	1	,39	mm
Ta = 3,			Dd	= 2,			Hd =	1
Tb = 2,
T_c - 1,
Td ο,
Kegelwinkel

Kolben

Spitzendurchmesser Basisdurchmesser axiale Höhe

T	'a =	4,o6	mm	D'	a	5,ο	mm	H¹	_a =	1,52	mm
T	■b =	3,o4	mm	D¹	b =	4,98	mm	H¹	b =	1,52	mm
T	¹C =	2,ο	mm	D¹	C	3,96	mm	H'	c =	1 ,52	mm
T	'd -	0,91	mm	U'		2,89	mm	H¹	d =	1 ,52	mm
Kegelwinkel

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In Fig. 6 ist ein Kolbenstangen-Kolben-Satz gemäß der Hrfindung dargestellt. Die Kolbenstange entspricht der bereits vorbeschriebenen und es wurden dabei die gleichen Rezugszahlen zur Bezeichnung der Teile verwendet. Der Kolben ist prinzipiell der gleiche mit dem Unterschied, daß bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der innerste llöhlungsabschnitt vergrößert wurde, um einen Hohlraum 3o zu schaffen, dessen Tiefe derartig bemessen ist, daß ein dünnwandiger scheibenförmiger Abschnitt 32 am Kolbenboden gebildet ist. Dieser dünne Wandbereich 32 kann nach innen nachgeben, wie dies strichlinienartig angedeutet ist, und ermöglicht eine Ausdehnung der Flüssigkeit in dem Zylinder, ohne daß eine axiale Verschiebung des Kolbens erfolgt. Bestimmte Produkte, wie z.B. Sodiumbicarbonat neigen zum Zersetzen und dehnen sich während der Lagerung bei den vorhandenen üblichen Temperatur-Ändcrungen aus.

Cemäß einer Methode, die es ermöglicht, eine Kolbenstange und eine Kolbenhöhlung so auszugestalten, daß der gewünschte , eng anliegende Sitz in der Montagestellung erzielt wird, wird der Kolben in den Zylinder eingesteckt und die Höhlung wird dann mit einem Gießmaterial, wie z.B. Silikon gefüllt. Dann wird von diesem Silikonmodell ein Abguß gemacht. Die KoIbenstangen-Rinsteckenden werden dann mittels herkömmlicher Techniken geformt. Es ist herausgefunden worden, daß dadurch das Einsteckende die gesamte Kolbenhöhlung beim Einstecken in einen Zylinder ausfüllt, so daß der gewünschte eng anliegende Sitz dazwischen erreicht wird.

Bemerkt sei, daß bei den dargestellten Kolbenstangen-Kolben-Sätzen das äußerste Segment des Kolbenstangeneinsteckelementes wesentlich kleiner als die Öffnung der Kolbenhöhlung ist. Dadurch kann erreicht werden daß bei Beginn des Einsetzens

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der Kolbenstange, z.B. durch einen Maschinenautomaten, ein vergleichsweise großer Spielraum zwischen dem Einsteckende und der Höhlung ist, so daß die Teile zum Zusammenbau nicht konzentrisch ausgerichtet werden müssen. Auf diese Art sind die Teile selbstzentrierend und vermeiden dabei die Probleme einiger bekannter Spritzen-Sätze, wobei die Stange und der Kolben bei einer vorgesehenen Montage genau konzentrisch zueinander stehen mußten. Einmal zusammengefügt sind die Teile für eine Bewegung in axialer Richtung sicher miteinander verbunden, der normalen Hubbewegung zum Einsaugen und Injezieren entsprechenden Richtung sicher miteinander verbunden, da die Schultern jedes Segmentes des Einsteckendes fest in die radialen Wandungen der Höhlungsabschnitte eingreift und somit einer Trennung entgegenwirkt. Jedoch können die Teile, wenn notwendig, leicht durch einfaches Neigen oder Schrägstellen der Kolbenstangenachse relativ zu der Achse des Kolbens demontiert werden. Durch diese Bewegung geben die Lippen des Kolbens genug nach, um das Einsteckende der Kolbenstange an einem Teil ihres Umfanges freizugeben und dann kann durch eine Schrägstellung zur anderen Seite hin leicht eine vollkommene Freigabe erzielt werden.

Kurz zusammengefasst weist die Erfindung folgende wesent liche Merkmale auf:

Eine Kolbenstange und ein Kolben für eine Spritze, die leicht und schnell mit kleiner Kraft zusammengebaut werden können. Die Kolbenstange hat ein Einsteckende mit einer etwa einem gestutzten Tannenbaum entsprechenden Umrißform und der Kolben, der aus flexiblem, elastischfedernden Material besteht, hat eine Aufnahmehöhlung ent sprechender Form, um das Kolbenstangen-Einsteckende aufzunehmen. Das Einsteckende weist eine Reihe kegelstumpf-

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fönniger Segmente auf mit im Querschnitt von der Basis zum freien Ende des Einsteckendes abnehmenden Abmessungen, wobei mehrere am Umfang axial nebeneinander befindliche, radial gerichtete Schultern gebildet sind.

Die Kolbenhöhlung hat eine Reihe kegel stumpfförmiger Höhlungsabschnitte, die in ihrer Größe vom offenen Ende her abnehmen und dabei mehrere in Umfangsrichtung umlaufende axial sich erstreckende, radial vorstehende, flexible Lippen bilden. Beim Einstecken des Hinsteckendes in die Kolbenhöhlung geben die Lippen nach, um das Einsteckende eintreten zu lassen und greifen dann hinter den radialen Schultern ein, um die Teile miteinander zu verbinden.

11a die Erfindung anhand besonderer Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sei erwähnt, daß sie in einer Vielzahl von Aiisführungsformen, die sich von den gezeigten und bcschriebenen Ausführungsbeispielen unterscheiden, verkörpert werden kann, ohne vom Ziel und dem Umfang der Erfindung, wie nachstehend durch die Ansprüche bestimmt, abzuweichen.

- Patentansprüche -

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eerseite

Claims

Patentansprüche

.) Injektionsspritzen-Satz, der zumindest einen eine Nadel tragenden Spritzenzylinder, einen darin befindlichen Kolben sowie eine mit diesem verbindbare Kolbenstange enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2o) sowie das Hinsteckende der Kolbenstange (22) mit einer aufeinander abgestimmten Einrastverbindung versehen sind, die ein tannenbaumartiges, eine Mehrzahl sich verjüngender, aufeinander geschichteter Abschnitte enthaltendes Innen- bzw. Außenprofil aufweisen.
2. Spritzen-Satz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das tannenbaumartige Außenprofil des Einsteckendes der Kolbenstange (22) eine Mehrzahl kegelstumpfförmiger Abschnitte (24) aufweist, die in ihren Querschnitts-Abmessungen von der Basis zum äußeren Ende hin zweckmäßigerweise abnehmen, vorzugsweise progressiv abnehmen, wobei eine Reihe von in Urafangsrichtung umlaufender, mit axialem Abstand voneinander angeordneter, radial gerichteter Schultern

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ORIGINAL INSPECTED

zwischen benachbarten Abschnitten des Einsteckendes gebildet sind.
3. Spritzen-Satz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsteckende (24) der Kolbenstange (22) der eingeschlossene Kegelwinkel der konischen Wandung des äußersten Abschnittes (24d) des Einsteckendes (24) größer ist als der der übrigen Abschnitte des Einsteckendes (24) und daß die konischen Wandungen der anderen Abschnitte des Einsteckendes zunehmend von der Basis zur Spitze hin abnehmen.
4. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Höhe (Hj) des äußersten Abschnittes des Einsteckendes kleiner ist als die axiale Höhe der übrigen Abschnitte.
5. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende (24) der Kolbenstange (22) aus halbstarrem Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Polypropylen besteht.
6. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus flexiblem Material besteht und eine insgesamt zylindrische Umrißform aufweist, wobei der Kolben eine sich von einer axialen Innenfläche erstreckende Höhlung (26) aufweist, wobei die Höhlung (26) im Querschnitt die Form eines gestutzten Tannenbaumes mit einer Reihe von Höhlungsabschnitten (26a, 26b, 26c, 26d) aufweist, deren Querschnitts-

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abmessungen vom offenen Halsende zum inneren Ende des Kolbens hin abnehmen und daß in Umfangsrich- tung eine Reihe umlaufender, radial nach innen ge richteter, flexibler Lippen (3o) zwischen benachbarten Höhlungsabschnitten gebildet sind.
7. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Wandung des innersten und des äußersten Höhlungsabschnittes einen kleineren Kcgelwinkel ein schließen, als die mittleren Höhlungsabschnitte.
8. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Wandung des innersten, von dem einen axialen Ende fernsten Höhlungsabschnittes einen größeren Kegelwinkel einschließt als die des äußersten Höhlungsabschnittes.
9. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus elastomerem Material, wie z.B. Naturoder Synthetikgummi besteht.
10. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlung (26) eine insgesamt zylindrische (Höh- lungs-)Erweiterung (3o) aufweist mit einer derartigen Tiefe (axialen Erstreckung), daß ein scheibenartiger, dünner Wandabschnitt am äußeren axialen Endbereich (Kolbenboden) des Kolbens gebildet ist.
11. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 1o, gekennzeichnet durch die Kombi-

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nation einer Kolbenstange und eines Kolbens, die für einen Zusammenbau vorgesehen sind, wobei die KoIbenstange (22) ein Einsteckende (24) mit einer einem gestutzten Tannenbaum entsprechenden IJinrißform aufweist, so daß eine Reihe im Querschnitt unterschiedlicher Segmente gebildet ist, die jeweils in Umfangsrichtung umlaufende Schultern an den einzelnen benachbarten Abschnitten des Hi nsteckendes aufweisen, wobei der Kolben zweckmaßigerweise eine Höhlung (26) mit einer der Form eines gestutzten Tannenbaums entsprechenden Form aufweist, so daß eine Reihe von Höhlungsabschnitten mit im Querschnitt verschiedenen Abmessungen gebildet sind, die einen Eingangsabschnitt aufweisen, mit jeweils flexiblen Lippen (3oa, 3ob, 3oc) an den benachbarten llöhlungsabsclini t ten, wobei der äußere freie Abschnitt des Einsteckendes der Kolbenstange (22) im Querschnitt wesentlich kleiner ist als der Eingangs-Höhlungsabschnitt, wobei die Abschnitte des Einsteckendes (24) und die Höhlungsabschnitte derartig bemessen sind, daß beim Einsetzen des Einsteckendes (24) in die Höhlung (26) die Umfang-Schulter jedes Abschnittes des Einsteckendes hinter der flexiblen Lippe seines entsprechenden Höhlungsabschnittes eingreift.
12. Spritzen-Satz nach einem oder mehreren der Ansprüche ι bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der größte jichte Innendurchmesser des Spritzen-Zylinders geringfügig kleiner ist als der größte Außendurchmesser des Kolbens.

Patentanwalt

ν.I¹L