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Die Erfindung betrifft eine Injektionsspritze gemäß
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dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bekannt ist eine Injektionsspritze dieser Gattung aus der DE-OS 20
25 379. Bei dieser bekannten Injektionsspritze ist die topfförmige Dichtung einstückig
mit dem Spritzenkolben aus einem thermoplastischen Material wie Polystyrol hergestellt
und weist zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Dichtungsflansche. auf,
die von einem aus dem Kolben peripherisch herausragenden Kantwulst getragen werden.
Betrachtet man diesen Kantwulst als den Topfboden, so erstreckt sich der eine Dichtungsflansch
nach Art eines Topfrandes in Richtung des Spritzhubes und der andere Dichtungsflansch
in umgekehrter Richtung, also in Richtung des Saughubes.
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Die beiden Dichtungsflansche haben dabei eine gemeinsame, konkav gestaltete
Mantelfläche, und der den Topfboden bildende Kantwulst soll derart verformbar sein,
daß er sich beim Spritzhub aufgrund des Gegendruckes etwas nach hinten biegt und
dann der vordere Dichtungsflansch in Eingriff mit der Wand des Spritzenzylinders
gelangt, während er sich beim Saughub etwas nach vorne kippt, so daß dann der hintere
Dichtungsflansch in Eingriff mit der Wandung des Spritzenzylinders gelangen soll.
Eine solche Dichtungsgestaltung arbeitet vergleichsweise kompliziert, und für Anwendungsfälle,
die in genau vorhersehbarer und wiederholbarer Weise feinfühlige Betätigung der
Spritze erfordern, erscheint eine derartige Gestaltung nicht geeignet. Aufgrund
der konvexen Gestaltung des Mantels des Topf-Randteiles der Dichtung ist bei zu
starker Ausführung mit zu hohem Gegenwiderstand zu rechnen, während eine dünnere
Ausführung des Topfrandes die Gefahr eines unerwünschten Umschlagens des
Topfrandes
nach hinten bei dem Spritzhub mit sich bringt.
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Aufgrund der für die beabsichtige Funktion der Dichtung vorausgesetzten
Verformbarkeit besteht auch die Gefahr einer zu stark konvexen Ausbiegung und damit
Undichtwerden des Topfrandes bei stärkerem Gegendruck.
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Ein weiteres Beispiel für eine Dichtungsanordnung einer Injektionsspritze
zeigt die DE-OS 2 261 631. Hier wird die Dichtung von einem am vorderen Ende des
Spritzenkolb bens einrastbaren,stöpselartigen, jedoch gestuften Dichtungskörper
gebildet. Dabei sitzt eine die Abdichtung zur Wand desSpritzenzylinders herstellende
ringförmige Dichtlippe an einem kompakten Ringteil des Dichtungskörpers. Eine derartige
Gestaltung würde eine teuere Präzisionsarbeit erfordern, um eine genau vorhersehbare
Leichtgängigkeit der Spritze, wie sie für gewisse Anwendungsfälle erforderlich ist,
zu gewährleisten. Auch setzt die gleichzeitige Verwendung als Saugdichtung zu starke
Einpressung voraus und bedingt damit unerwünschte Reibungskräfte.
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Ein besonders leichtgängiges Arbeiten ist beispielsweise bei der sog.
Loss-Off-Resistance-Methode erforderlich, bei welcher ein genaues Erfühlen des der
Ausspritzung der Injektionsflüssigkeit entgegengesetzten Widerstandes erforderlich
ist. Bei dieser Methode spritzt der behandelnde Arzt bereits beim Eindringen der
Kanüle in das Körpergewebe eine gewisse Testlösungsmenge in das Gewebe und fühlt
mit dem die Spritze betätigenden Finger genau den angetroffenen Widerstand. Gelangt
dann die Kanüle an einen Hohlraum, wie er beispielsweise durch den das Rückenmark
umgebenden Periduralraum gegeben ist, so sinkt der genannte Widerstand plötzlich
ab. Das zeigt dem behandelnden Arzt an, daß er nunmehr mit der Kanüle bis etwa ein
bis zwei Millimeter an das Rückenmark herangekommen ist. Es muß mit größter Sicherheit
vermieden werden, daß dann etwa die Kanüle in das Rückenmark einsticht. Das Bedeutet,
daß die Sprizte in genau vorher-
sehbarer Weise sehr leichtgängig
arbeitet, so daß der Arzt sofort fühlen kann, wenn sich der Einspritzwiderstand
vermindert.
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Das gleiche Problem besteht auch bei der Anwendung von Injektionsspritzen
zum Spülen von Wunden und Körperhöhlen, z.B. Blasenspülung, Durchspülen der Harnleiter,
Durchgängigkeitsprüfung der Eileiter, Durchspülen des Tränenganges im Auge und dergleichen.
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Bisher hat man für diese Arbeiten praktisch nur die sehr teueren,
eingeschliffenen Glas-Injektions-Spritzen verwenden können, weil nur diese mit hoher
Präzision herstellbaren Spritzen eine ausreichende Feinfühligkeit bei der Betätigung
aufwiesen.
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Die heute in großem Umfange verwendeten und wesentlich billigeren
Kunststoffspritzen hingegen haben sich bisher nicht mit ausreichender Leichtgängigkeit
herstellen lassen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Injektionsspritze
der in Rede stehenden Gattung Vorkehrungen zu treffen, um auch bei Ausführung der
Spritze in Kunststoff eine bessere Leichtgängigkeit zu gewährleisten wie sie beispielsweise
für die Loss-Off-Resistance-Methode erforderlich ist.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe wird ausgehend von einer Injektionsspritze
der Eingangs als bekannt vorausgesetzten Gattung erfindungsgemäß die Anordnung gemäß
Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 getroffen.
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Aufgrund einer sorgfältig abgestimmten Merkmalsvereinigung gestattet
es die Erfindung in unerwarteter Weise, auch bei Verwendung von Kunststoffspritzen
und von als billiges Massenteil hergestellten Dichtungen eine genau vorhersagbare
Feinfühligkeit
für den Einspritzvorgang zu erzielen.
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Anspruch 2 kennzeichnet eine vorteilhafte Ausgestaltung, welche es
auch gestattet, die Dichtung durch einfache Schnappverbindung mit dem Kunststoff-Spritzenkolben
zu verbinden. Die steife Ausführung des Topfbodens sorgt dafür, daß der konische
Topfrand ein genau vorhersehbares Betriebsverhalten zeigt, welches nicht durch Lageänderungen
des Topfbodens beeinträchtigt wird.
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Anspruch 5 kennzeichnet eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, bei
der die topf förmige Dichtung sich besonders einfach nach Art eines Kegelstumpfmantels
gestalten läßt.
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Dabei kann der Querschnitt dieses den Topfrand darstellenden Kegelstumpfmantels
entweder durchwegs gleich sein oder auch nach vorne spitz auslaufen.
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Der Anspruch 6 kennzeichnet vorteilhafte Materialangaben im Zusammenhang
mit einer günstigen Bemessungsregel.
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Anspruch 8 kennzeichnet eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
mit einer Zusatzdichtung, welche als Ansaugdichtung wirkt. Gerade auch die Anordnung
einer solchen Zusatzdichtung gestattet es, die beim Spritzhub wirksame Dichtung
besonders leichtgängig auszugestalten, weil sie eine für einen Saughub erforderliche
Stabilität garnicht aufzuweisen braucht.
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Die weiteren Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen, wobei sich besonders die Anordnung einer Betätigungsvorrichtung
für die Zusatzdichtung bewährt, weil auf diese Weise die für den Saughub erforderliche
Dichtungsanlage zwischen Zusatzdichtung und Wand des Spritzenzylinders vollständig
ausschaltbar ist und die Feinfühligkeit der Betätigung beim
Spritzhub
in keiner Weise beeinträchtigen kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von Zeichnungen.
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In den Zeichnung zeigen: Fig. 1 zeigt schematisch eine Injektionsspritze
mit einer ersten beim Spritzhub wirkenden Dichtung und einer zweiten bei dem Saughub
wirkenden Dichtung; Fig. 2 zeigt eine schematische Gegenüberstellung zweier topfförmiger
Dichtungen; oben in der in den Spritzenzylinder eingepaßten Lage, und unten in einer
etwas aufgespreitzten Lage# die Darstellung ist nicht maßstäblich; Fig. 3 zeigt
eine andere Injektionsspritze mit unterschiedlichen Ausführungsmöglichkeiten der
topfförmigen Dichtung auf der linken Seite und auf der rechten Seite der Figur;
Fig. 4 zeigt eine weitergebildete Ausführung einer Injektionsspritze, die eine Betätigungsvorrichtung
zur Uberführung einer Zusatzdichtung zwischen einer wirksamen und einer unwirksamen
Lage aufweist; Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung
für eine Zusatzdichtung.
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Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Dichtungsform maßstäblich.
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Die Darstellung der Figur 1 ist rein schematisch und zeigt eine Injektionsspritze
mit Spritzenzylinder 1 und Spritzenkolben 3. An dem Spritzenzylinder befindet sich
der übliche
mänliche Konusansatz 5 zum Anschluß einer Injektio#skanüle.
Der Spritzenzylinder und der Spritzenkolben können beide aus Kunststoff hergestellt
sein. Der Spritzenkolben weist an seinem rückwärtigen Ende ein Betätigungsteil 7
zur Anlage eines Fingers der Bedienungsperson auf. Ein nur schematisch angedeuteter
Anschlag 9 verhindert ein unerwünschtes Herausgleiten des Spritzenkolbens aus dem
Spritzenzylinder.
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An dem vorderen Ende des Spritzenkolbens 3 befindet sich eine topfförmige
Dichtung 11, die einen Topfrand-Teil 13 und einen Topfbodenteil 15 aufweist. Der
Topfbodenteil 15 hat ein Mittelloch, mittels dessen die Dichtung 11 mittels Schnappverbindung
mit dem Spritzenkolben zusammenaesteckt werden kann. Das Material der topfförmigen
Dichtung ist ein Weichmaterial nach Art von Gummi, flexiblem Kunststoff oder dergleichen.
Der Topfrandteil der Dichtung hat eine bleibend konische Gestalt. Der Querschnitt
des Topfrandes läuft in Richtung des Spritzhubes spitz zu. Der Außenmantel der Dichtung
hat eine etwa geradlinige bis konvexe Mantellinie.
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Der dünne Auslauf und die angegebene Gestaltung des Topfrandteiles
der Dichtung wirken derart miteinander zusammen, daß Spritzenzylinder und Dichtung
im Ruhezustand leichtgängig ineinander passen und sich zwischen beiden Teilen sogar
ein eine gewisse Schmierwirkung aufweisender Flüssigkeitsfilm ausbreiten kann. Bei
dem Spritzhub führt dann die geringe Dehnbarkeit des Topfrandteiles der Dichtung
zu einer für den Einspritzvorgang ausreichenden Abdichtung, wobei jedoch die etwa
tangentiale Anlage der Mantelfläche des Topfrandteiles der Dichtung an der Wand
des Spritzzylinders so schwach bleibt, daß gute Leichtgängigkeit der Spritze insbesondere
dann gewährleistet ist, sobald der Gegendruck beim Eintritt der Kanüle in den Periduralraum
oder dergl. nachläßt.
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Die Figur 2 veranschaulicht in maßstäblich übertriebener Weise, daß
der Topfrandteil der Dichtung in dem aus der Spritze herausgenommenen Zustand (unten
gezeichnet) um einen Abstand a weiter ist als in dem in die Spritze eingesetzten
Zustand (oben gezeichnet). Der spitze Zulauf des Topfrandteiles der Dichtung sorgt
dafür, daß sich im Ruhezustand der in die Spritze eingesetzten Dichtung nur eine
minimale Verspannung gegenüber der Wand des Spritzenzylinders ergibt. Baut sich
dann bei dem Einspritzhub der Spritze in dem Raum unterhalb der Dichtung ein. Flüssigkeitsdruck
auf, sorgt dieser dafür, daß die Anlage der Dichtung an der Wand des Zylinders zumindest
aufrechterhalten bleibt. Aufgrund der konischen Gestaltung des Topfrandteiles der
Dichtung erfolgt aber auch unter der Einwirkung dieses Druckes keine wesentliche
Vergrößerung der ringförmigen Anlagefläche der Dichtung an der Wand der Spritze,
und da durch hindurchgetretene Leckflüssigkeit ein gewisser Schmierfilm vorhanden
ist, ist eine besondere Leichtgängigkeit der Spritzenbetätigung gegeben. Diese Leichtgängigkeit
ermöglicht es der Bedienungsperson nun ohne Störung durch mechanische Reibung zwischen
Dichtung und Wand des Spritzenzylinders genau den dem Einspritzvorgang entgegenwirkenden
hydraulischen Widerstand mit dem am Betätigungsteil 7 anliegenden Finger zu ertasten.
Sobald dieser Widerstand wegen des Eintrittes der Kanüle in einen Körperhohlraum
dann nachläßt, kann dieses Nachlassen als Signal für die Bedienungsperson über die
tatsächliche Lage der Kanüle für die Behandlung verwertet werden.
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Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung, hat die topfförmige
Dichtung einen gröbsten Außendurchmesser von etwa 22 mm und einen kleinsten Außendurchmesser
von etwa 19 mm. Der Verlauf der Mantelfläche zwischen größtem Außendurchmesser und
kleinste#m Außendurchmesser ist etwa geradlinig. Die Stärke des mit Mittelloch versehenen
Topfbodenteils liegt bei etwa 2 mm. Der kleinste Innendurchmesser des Topfrandteiles
an der Anschluß stelle an den Topfbodenteil beträgt etwa 16 mm. Aufgrund des spitzen
Zulaufes des Topfrandteiles ergeben sich somit kegelstumpfförmige äußere und innere
Mantelflächen der Dichtung.
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Gemäß der Fig. 1 ist der Spritzenkolben mit einer weiteren Dichtung
19 gleicher Bauart ausgestaltet, welche jedoch in umgekehrter Richtung montiert
ist. Diese Dichtung wirkt als Zusatzdichtung zur Durchführung des Saughubes der
Injektionsspritze. Diese Zusatzdichtung ist erforderlich, weil die Dichtung 11 aufgrund
ihrer beschriebenen Dimensionierung eine zu schwache Anlage für die Durchführung
des Saughubes hat.
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Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Tnjektionsspritze.
Diese trägt im Inneren einen starren Kolbenkörper 21. Gemäß der links gezeigten
Ausführungsform ist an dem oberen Ende des Kolbenkörpers 21 eine mit dem Kolbenkörper
etwa gleich lange kegelstumpfförmige Dichtung 23 befestigt. Die Dichtung 23 befindet
sich in einem mit "b" bezeichneten Zwischenraum zwischen Wand des Spritzenzylinders
und Spritzenkolben. Die Breite des Zwischenraumes und die Abmessungen der Dichtung
sind derart abgestimmt, daß sich kein unerwünschtes Umschlagen der Dichtung nach
hinten bei dem Spritzenhub ergibt.
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Entsprechendes gilt auch für die auf der rechten Seite von Fig. 3
gezeigte Ausführungsform einer Dichtung 25.
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Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die beiden Dichtungen
11 und 19 bei Spritzhub und Saughub beide in gewisser Anlage mit der Wand des Zylinders
sind, zeigt Fig. 4 eine weitere Ausführungsform mit einer tellerförmigen Zusatzdichtung
27, welche mit der Kolbenstange 29 über eine Gewindeverbindung 31/33 kuppelbar oder
abkuppelbar ist. Je nach Drehstellung der Kolbenstange 29 mittels des Betätigungsteiles
35 kann man also die Zusatzdichtung 27 für den Saughub ankuppeln und für den Spritzhub
abkuppeln. D.h. , daß die Zusatzdichtung 27 bei dem Spritzhub keinerlei Kraftwirkung
auf den Spritzenkolben ausüben kann, so daß vollständig feinfühliges Arbeiten der
topfförmigen Dichtung 37 gewährleistet ist.
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Wie dargestellt, ist für die Zusatzdichtung 27 an dem Spritzstempel
29 fest ein Widerlager 39 vorgesehen, welches mit der Zusatzdichtung 27 zusammenwirkt,
die Bewegung des Spritzenkolbens aber in keiner Weise behindert.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zusätzlich
zu einer topfförmigen Dichtung 41 der beschriebenen Art eine Zusatzdichtung 43 zur
Durchführung des Saughubes vorgesehen ist, welche mittels einer Betätigungsvorrichtung
45 in abdichtende Berührung mit der Wand des Zylinders aufspreitzbar ist. In der
dargestellten Weise steht die Zusatzdichtung 43 bei dem Einspritzhub nicht in Berührung
mit der Wand des Zylinders. Für den Saughub kann jedoch die als Konus ausgeführte
Zusatzdichtung 43 dann mittels einer Betätigungs-
#atte -47 und'
einer BEtätigungsstange 49. hochgezogen und qesn,reizt werden, so daß der Konuswinkel
der Zusatz dichtung 43 sich abflacht und deren Umfang in abdichtende Berührung mit
der Wand des Zylinders gelangt. In nicht näher dargestellter Weise können die Betätigungsplatte
47 und Betätigungsstange 49 dann eingerastet werden, um den Saughub durchzuführen.
Vor Beginn des Einspritzhubes wird die Rastverbindung dann gelöst, so daß die topfförmige
Dichtung 41 bei dem Einspritzhub allein wirksam ist.
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Da die nach vorne spitz auslaufende topfförmige Dichtung der bei 13,
37 und 41 gezeigten Art für ausreichende Feinfühligkeit an ihrem spitzen Vorderende
je nach Materialart empfindlich sein kann, kann es sich in der in Fig. 1 bei 51
gezeigten Weise empfehlen, das vordere Ende der Injektionsspritze auf der Innenseite
in ihrer Form an die Form der Dichtung anzupassen. Am Ende des Spritzhubes gelangt
dann die Innenfläche der Dichtung 11 in Anlage mit der entsprechend gestalteten
Fläche 51, so daß eine unzulässige Beanspruchung des spitz zulaufenden äußeren Randes
der Dichtung vermieden wird. Die Fläche 51 stellt also eine Anschlaganordnung dar.
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