DE60311571T2

DE60311571T2 - Injektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE60311571T2
Application number: DE60311571T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Martin; Martin Lawrence Hughes
Original assignee: P A CONSULTING SERVICES Ltd; PA Consulting Services Ltd
Current assignee: Cilag GmbH International
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2023-05-03
Also published as: JP2005524447A; CA2483935C; PT1503816E; WO2003092771A1; DE60311571D1; EA006960B1; BRPI0309876A2; AU2003229994A1; ES2279947T3; US7476217B2; DK1503816T3; IL164969A0; BRPI0309876B1; EA200401459A1; CN1658919A; US20050124940A1; CN100444908C; SI1503816T1; IL164969A; ATE353021T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung bzw. -gerät, insbesondere eine Injektionsvorrichtung, welche automatisch die Nadel der Injektionsspritze zurückzieht, nachdem sie die Inhalte der Injektionsspritze ausgegeben bzw. ausgestoßen hat.
Es gibt Vorrichtungen, die abgefedert bzw. feder-belastet sind, um automatisch die Nadel einer Injektionsspritze aus der Vorrichtung auszufahren, die Inhalte der Spritze abzugeben und dann die Nadel automatisch zurückzuziehen. Die WO 95/35126 beschreibt eine solche Vorrichtung.
Wie in der 1 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, enthält die Vorrichtung ein Gehäuse 2, in dem eine Spritze 4 vorhanden ist. Das Gehäuse 2 enthält eine Öffnung 6, durch welche die Nadel 8 der Spritze 4 ausgefahren werden kann. Eine Rückzugsfeder 10 bzw. Rückstellfeder spannt bzw. hält die Spritze 4 von der Öffnung 6 ab. Die Vorrichtung bzw. das Gerät enthält auch ein Antriebselement 12, das durch eine Feder 14 vorgespannt ist, um eine Kupplung 16 anzutreiben, um den Ausgebekolben 18 bzw. Dosierkolben der Spritze 4 zu bewegen. Im Gebrauch löst ein Freigabe- bzw. Auslösemechanismus 20 das Antriebselement 12 aus, so dass die Spritze 4 zuerst vorwärts bewegt wird und die Nadel 8 aus der Öffnung 6 heraus ragt. Anschließend wird der Ausgebekolben 18 bzw. Dosierkolben bewegt, um somit die Inhalte der Spritze 4 auszustoßen. Die Vorrichtung ist gestaltet bzw. ausgelegt, um einen Freigabe- bzw. Entriegelungsmechanismus zu beinhalten. Insbesondere an dem Punkt, an dem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 das Ende der Bohrung in der Spritze 4 erreicht, werden Arme 22 am Ende der Kupplung 16 durch einen Kranz bzw. Stellring 24 innerhalb des Gehäuses 2 umgeleitet bzw. gebogen, um sich von dem Antriebselement 12 zu lösen bzw. abzukuppeln. Die Arme 22 und die Kupplung 16 können sich dann innerhalb einer zentralen Passage bzw. Führung des Antriebselements 12 bewegen. Demzufolge und aufgrund der Vorspannung der Feder 10 bewegt sich die Kupplung 16 innerhalb des Antriebselementes 12, und die Spritze 4 wird von der Öffnung 6 weggetrieben und die Nadel 8 wird innerhalb der Öffnung 6 zurück gezogen.
Andere ähnliche Entriegelungs- oder Rückzieh-Anordnungen wurden auch bereits vorgeschlagen. Zum Beispiel beschreibt die EP-A-0 516 473 eine Ausführungsform, in welcher an dem Punkt, an dem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben das Ende der Bohrung in der Spritze erreicht, ein Teil der Kupplung sofort in seiner Länge zusammenfällt, während die Rückstellfeder die Nadel der Spritze zurückzieht.
In der Praxis haben all diese Vorschläge das Problem, dass aufgrund eines Anhäufens von Toleranzen der verschieden hergestellten Komponenten der zusammengesetzten Vorrichtung (die Abmessungen aller hergestellten Komponenten variieren um einen Mittelwert) es nicht sichergestellt werden kann, dass der Entriegelungsmechanismus das Zurückziehen der Spritze und der Nadel in exakt jenem Moment ermöglicht, in dem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben das Ende der Bohrung erreicht. In der Praxis löst der Mechanismus entweder vorher aus, bevor der Ausgebe- bzw. Dosierkolben das Ende der Bohrung erreicht, so dass die Spritze nicht entleert wird, oder der Kolben erreicht das Ende der Bohrung, bevor der Mechanismus sich ausreichend weit bewegt hat, um zu entriegeln bzw. freizugeben.
Obwohl dieses Problem zuvor erkannt worden ist, zum Beispiel in US 6,159,181 , bestand die vorgeschlagene Lösung eher darin, einen durch den Benutzer ausgelösten bzw. getätigten Rückziehmechanismus als einen automatischen vorzuschlagen. Dies wird jedoch als unerwünscht angesehen.
Die US 2001/0005781-A1, auf welcher die Oberbegriffe der anhängenden Ansprüche 1 und 20 beruhen, beschreibt eine Autoinjektionsvorrichtung bzw. -gerät zum Austausch von spritzenartigen Behältern, der folgendes aufweist: einen Schaft bzw. ein Federgehäuse mit einem axial annähernd konstanten Querschnitt, eine stirnseitige Öffnung mit oder für eine Injektionsnadel und zumindest einen beweglichen Rückkolben, optional mit einem Stößel bzw. Kolben, der damit verbunden ist, welcher in den Zylinder zur Verdrängung des Behälterinhaltes eingeführt ist, wobei die Autoinjektionsvorrichtung folgendes umfasst: a) ein Gehäuse, b) einen Behälterträger, der zur Aufnahme des Behälters angeordnet ist und in Bezug zum Gehäuse beweglich in den Container in axialer Richtung zwischen einer hinteren, die Nadel schützenden Position und einer vorderen, die Nadel ausstoßenden Position angeordnet ist, c) einen Autoeinstechmechanismus, der zumindest einen Einstichkopf und einen Einstichantrieb aufweist, wobei der Einstichkopf zur Bewegung des Zylinders oder Trägers in Vorwärtsrichtung angeordnet ist und der Einstichantrieb betrieben werden kann, um Kraft zwischen dem Gehäuse und dem Einstichkopf aufzubringen, d) einen Autoinjektionsmechanismus, der zumindest einen Injektionskopf und einen Injektionsantrieb aufweist, wobei der Injektionskopf zur Bewegung des Kolbens oder des Stößels in Vorwärtsrichtung angeordnet ist und der Injektionsantrieb betrieben werden kann, um eine Kraft zwischen dem Gehäuse oder dem Träger und dem Injektionskopf aufzubringen, e) optional einen automatischen Rückzugsmechanismus, der betrieben werden kann, um Kraft zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder oder Träger zur Bewegung desselben in rückwärtsgerichteter Richtung aufzubringen und f) ein Steuerungssystem zur Ablaufsteuerung des Betriebs von zumindest dem Autoeinstich- und Autoinjektions-Mechanismus, welches zumindest eine lösbare Einsticharretierung für den Autoeinstichmechanismus und eine lösbare Injektionsarretierung für den Autoinjektionsmechanismus aufweist. Der Träger ist gestaltet, um entweder zumindest zwei Container verschiedener Länge und/oder Breite aufzunehmen und mindestens einen Dämpfer, der zur Energieaufnahme der Autoeinstichs- und/oder Autoinjektionsbewegung angeordnet ist.
Die GB 143 084 A beschreibt einen selbsttätigen Apparat bzw. Vorrichtung zur Ausführung subkutaner Injektionen, welche in Kombination mit einer subkutanen Spritze Mittel zum Antrieb der Spritze in Vorwärtsrichtung und zum Auslösen des Nadelstichs in der gewünschten Tiefe enthält, Mittel zur Betätigung des Kolbens nach dem Einstich der Nadel enthält, um somit die Injektion einer Flüssigkeit zu bewirken und Mittel zum Rückzug der Nadel aufweist, wenn die Injektion durchgeführt worden ist.
Die US 2001/049496 A1 beschreibt eine Autoinjektionsvorrichtung, die ein Gehäuse enthält, einen Behälter enthält, aus dem ein Produkt durch Antrieb bzw. Vorschub eines Kolbens ausgegeben wird, wobei der Container beweglich verschiebbar von dem Gehäuse aufgenommen wird und die Nadel trägt, und eine Antriebseinheit enthält, die ein Antriebselement aufweist, wobei das Antriebselement verschiebbar durch das Gehäuse aufgenommen wird und während einer Autoinjektion zum Einführen der Nadel angepasst ist und zum Vorschub des Behälters an eine vorbestimmte stirnseitige Position in Bezug zu dem Gehäuse und zum Vorantreiben des Kolbens innerhalb des Behälters zum Ausgeben des Produktes, wobei das Antriebselement von dem Kolben abgekoppelt bleibt, bis der Behälter seine stirnseitige Position bzw. Stellung erreicht, und sobald der Container seine stirnseitige Position erreicht, das Antriebselement sich von dem Container ablöst und mit dem Kolben verbindet bzw. verkoppelt, um den Kolben innerhalb des Containers voranzutreiben.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Injektionsvorrichtung bereitzustellen, die relativ einfach ist und geringe Kosten aufweist (um somit als Einwegvorrichtung nützlich zu sein) und welche die oben genannten Probleme überwindet oder zumindest verringert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Injektionsvorrichtung vorgeschlagen, welche folgendes umfasst:
ein Gehäuse, um eine Injektionsspritze zu enthalten, die eine Bohrung bzw. Hülse aufweist, die sich von einer Stirnfläche bzw. Stirnfläche aus erstreckt, eine Nadel, die mit der Bohrung durch die Stirnfläche hindurch kommuniziert bzw. durchgängig verbunden ist, sowie einen Ausgebe- bzw. Dosierkolben aufweist, der in der Bohrung zu der Stirnfläche bzw. Stirnfläche hin bewegbar ist, um den Inhalt der Injektionsspritze durch die Nadel auszustoßen, wobei das Gehäuse eine Öffnung an einem Ende aufweist, durch die oder das hindurch sich die Nadel erstrecken kann;
ein Federglied bzw. elastisches Element, um die Injektionsspritze und die Nadel bezüglich des Gehäuses nach einwärts bzw. Innen hin vorzuspannen;
ein Antriebselement, das zu dem einen Ende hin bewegbar ist, um die Nadel der Injektionsspritze aus der Öffnung zu bewegen und um den Ausgebekolben bzw. Dosierkolben der Injektionsspritze zu der Endfläche bzw. Stirnfläche hin zu bewegen;
einen Mechanismus, der betätigbar ist, um die Injektionsspritze freizugeben bzw. zu entriegeln, so dass sich die Nadel bezüglich des Gehäuses sich einwärts bewegt;
eine Antriebskupplung, um sich von dem Antriebselement zu dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben der Injektionsspritze hin zu erstrecken, um eine Bewegung des Antriebselements auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben zu übertragen; wobei
die Antriebskupplung in ihrer Länge komprimierbar ist; wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass:
nachdem das Antriebselement den Ausgebekolben bzw. Dosierkolben zu der Endfläche bzw. Stirnfläche hin bewegt hat, sich die Antriebskupplung allmählich in ihrer Länge verkürzt bzw. verringert und eine ausreichende Kraft überträgt, um die Nadel in ihrer ausgefahrenen Position bzw. Stellung beizubehalten, während der Ausgebekolben bzw. Dosierkolben an der Endfläche bzw. Stirnfläche beibehalten wird, solange bis der Mechanismus die Injektionsspritze freigibt bzw. entriegelt.
Dadurch, dass die Antriebskupplung in der Lage ist, sich allmählich bzw. stufenweise in ihrer Länge zu verringern während sie die Nadel in ihrer ausgefahrenen bzw. verlängerten Position hält, ist es möglich die Injektionsvorrichtung zu gestalten, um den Mechanismus bei einem Punkt zu betreiben, nachdem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche bzw. Stirnfläche erreicht hat und die Inhalte der Spritze vollständig ausgegeben bzw. ausgestoßen hat. Da der Mechanismus nun bei einem unkritischen Punkt bzw. Zeitpunkt angestoßen wird, nachdem die Inhalte der Spritze ausgestoßen worden sind, stellen die Toleranzen der verschiedenen Komponente nicht länger ein Problem dar. Vorzugsweise ist die Antriebskupplung in der Lage, sich in ihrer Länge zu reduzieren, während sie eine widerstrebende Kraft bereitstellt, um das elastische Element bzw. Federglied zu überwinden.
Es ist anzuerkennen, dass die Länge der Antriebskupplung hier die effektive Länge darstellt, das heißt die Länge gemessen von dem Antriebselement zum Ausgebe- bzw. Dosierkolben, so dass gemäß der vorliegenden Erfindung die Länge allmählich abnimmt und das Antriebselement sich relativ zum Ausgebe- bzw. Dosierkolben hin bewegt. Um diese Verringerung in der Länge zu erzeugen, reicht es aus, Komponenten bereitzustellen, die in jeder Richtung relativ beweglich sind, was es erlaubt, das Antriebselement zum Ausgebe- bzw. Dosierkolben hin zu bewegen. In der Tat kann die Antriebskupplung durch eine Komponente bereitgestellt werden, die in jeglicher Richtung relativ zum Antriebselement bewegbar ist, was einen Antrieb zum und eine relative Bewegung auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben hin erlaubt.
Vorzugsweise ist der Mechanismus betreibbar, wenn das Antriebselement eine vorbestimmte Position bzw. Stellung in dem Gehäuse erreicht und die Antriebskupplung sich allmählich bzw. stufenweise in ihrer Länge so verringert, dass, nachdem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche erreicht, das Antriebselement fortfährt, um in dem Gehäuse sich zu der vorbestimmten Position hin zu bewegen.
Das Antriebselement kann damit fortfahren, sich über eine Zeitdauer hin zu bewegen, während die Antriebskupplung fortfährt, um sich in der Länge zu reduzieren, so dass, obgleich sogar der Ausgebe- bzw. Dosierkolben das Ende seiner Strecke erreicht hat und die Endfläche berührt, das Antriebselement sich sicher zu der erforderlichen Position hin bewegen kann, um den Umkehrmechanismus bzw. Rückzugsmechanismus auszulösen. Es reicht lediglich aus, sicherzustellen, dass das Antriebselement nicht die Position zum Auslösen des Mechanismus erreicht bevor der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche der Spritze erreicht.
Es ist anzuerkennen, dass entgegen vorhergehender Mechanismen, insbesondere der zusammenfallenden bzw. kollabierenden Strukturen aus EP-A-0 516 473, die Antriebskupplung der vorliegenden Erfindung nicht sofort bzw. abrupt zusammenfällt, sondern sich allmählich in ihrer Länge reduziert. In der Tat fährt die Länge der Antriebskupplung damit fort; um sich allmählich in ihrer Länge zu verringern, selbst nachdem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben an der Endfläche bzw. Stirnseite anstößt. Außerdem überträgt während des Zusammenfallens bzw. Zusammenklappens die Antriebskupplung noch ausreichend Kraft, um die Nadel in ihrer ausgefahrenen Position zu halten und vorzugsweise die Vorspannung der Rückzugsfeder zu überwinden.
Demgegenüber fallen bis zu einem gewissen Punkt und einschließlich dem, an welchem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche berührt, die vorherigen kollabierenden bzw. zusammenklappenden Kupplungen sofort unter dem Einfluss der Rückzugsfeder zusammen und widerstehen nicht ihrer Vorspannung. Insbesondere sobald die zusammenfallende Kupplung aus EP-A-0 516 473 beginnt sich in ihrer Länge zu verringern, bietet sie praktisch keinen Widerstand mehr, um die Feder zurückzuziehen und wird folglich nahezu abrupt zusammengeklappt.
Außerdem können in vorigen Anordnungen, sobald der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche berührt, das Antriebselement und die Antriebskupplung sich nicht weiter bewegen und folglich kann das Zusammenklappen bzw. Kollabieren der Antriebskupplung nicht veranlasst werden. Mit der vorliegenden Erfindung jedoch, kann, selbst nachdem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche berührt, das Antriebselement sich weiter fortbewegen während der Ausgebe- bzw. Dosierkolben an der Endfläche gehalten wird.
Die vorliegende Erfindung könnte als gedämpftes Zusammenklappen bzw. Kollabieren der Antriebskupplung verstanden werden, so dass die Kraft und Bewegung des Antriebselementes die Spritze und die Nadel in Position hält, selbst nachdem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben an die Endfläche anstößt, bis das Antriebselement die vorbestimmte Position erreicht.
Abhängig von der genauen Art bzw. Beschaffenheit der Anordnung kann die Antriebskupplung nur dann beginnen einzustürzen, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche berührt, oder kann beginnen, an einem vorbestimmten Punkt, kurz bevor der Kolben die Endfläche erreicht, einzuklappen.
Bevor sie anfängt einzuklappen ist sie vorzugsweise steif. Eine lösbare Verriegelung kann vorgesehen werden, um jedes Zusammenfallen der Antriebskupplung zu verhindern bis das Antriebselement und der Ausgebe- bzw. Dosierkolben ihre entsprechend vorbestimmten Positionen erreichen.
Vorausgesetzt, dass eine ausreichende Länge vorgesehen ist und dass das Antriebselement den Ausgebe- bzw. Dosierkolben veranlasst, die Inhalte der Spritze ausreichend schnell auszustoßen, ist es für die Antriebskupplung möglich, sich in ihrer Länge allmählich während des gesamten Betriebes und während der gesamten Bewegung des Antriebselementes zu verringern. Da jedoch das kontrollierte Zusammenfallen bzw. Kollabieren der Antriebskupplung nur in dem Bereich des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens erforderlich ist, der die Endfläche bzw. Stirnfläche erreicht, ist zu bevorzugen, dass die Antriebskupplung zuvor eine konstante Länge beibehält. Somit verringert sich die Antriebskupplung vorzugsweise nicht in ihrer Länge bis der Ausgebe- bzw. Dosierkolben eine Position erreicht hat, die zumindestens näherungsweise an der Endfläche liegt.
Die Antriebskupplung kann eine Kammer enthalten, die zwischen ersten und zweiten relativ bewegbaren Wänden definiert ist, wobei die erste Wand durch das Antriebselement bewegbar ist und die zweite Wand funktionsbereit ist, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben zu bewegen, und eine Ableitungsöffnung bzw. Auslassöffnung enthalten, um flüssiges Material vorzugsweise aus der Kammer abzuleiten.
Auf diese Weise wird Antrieb bzw. Vorschub von dem Antriebselement und der ersten Wand durch das flüssige Material in der Kammer auf die zweite Wand und den Ausgebe- bzw. Dosierkolben übertragen. Mittels der Ableitungsöffnung kann Material allmählich aus der Kammer abgezogen werden, so dass in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die erste und zweite Wand sich allmählich gegeneinander bewegen und die Länge der Antriebskupplung reduziert wird.
Das flüssige Material muss lediglich die Eigenschaft eines Widerstandes aufweisen, der sich durch eine Beschränkung ergibt, und braucht nicht eine echte Flüssigkeit zu sein, könnte z. B. aber ein viskose-elastischer Kunststoff, sog. Bingham-Kunststoff, sein. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Material vorzugsweise ein Fluid, wie etwa eine Flüssigkeit oder Gas.
Eine Ableitungsöffnung kann in der ersten Wand enthalten sein, um somit dem Fluid zu ermöglichen, von der ersten Kammer abgeleitet zu werden, wenn das Antriebselement die erste Wand bewegt und die Antriebskupplung sowie die Fluidkammer verdichtet.
Die Abmessungen jeglicher Ableitungsöffnung werden so gewählt, dass der Druck des Fluids in der Fluidkammer ausreichend bleibt, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben zur Endfläche bzw. Stirnfläche der Spritze hin zu zwingen.
Vorzugsweise enthält die Antriebskupplung einen Hauptkörper bzw. Hauptteil, um auf der Spritze montiert zu werden, so dass es eine feste Position bzw. Stellung relativ zu der Bohrung und der Nadel einnimmt, wobei das Hauptteil eine begrenzende oder periphere Wand hat, die eine ausgedehnte Strecke bzw. Passage definiert, innerhalb derer die erste und zweite Wand beweglich sind, wobei die Fluidkammer durch die periphere Wand und die erste und zweite Wand definiert wird.
Während das Antriebselement sich gegen das erste Ende bewegt, werden auf diese Weise die erste und zweite Wand innerhalb der ausgedehnten Strecke bzw. Passage bewegt, wobei die Fluidkammer durch den Raum zwischen ihnen definiert ist.
Eine Ableitungsöffnung kann an einer vorbestimmt Längsposition entlang der peripheren Wand ausgebildet sein, so dass sie nur der Fluidkammer ausgesetzt ist, sobald die zweite Wand eine vorbestimmte Längsposition passiert.
Bis die zweite Wand die vorbestimmte Längsposition erreicht, behält auf diese Weise die Fluidkammer ein konstantes Volumen und die effektive Länge der Antriebskupplung verringert sich nicht. Sobald jedoch die zweite Wand die vorbestimmte Längsrichtung erreicht, entweicht Flüssigkeit durch die Ableitungsöffnung, so dass die Länge zwischen der ersten und zweiten Wand und die effektive Länge der Antriebskupplung sich allmählich reduzieren, um somit sicher zu stellen, dass das Antriebselement den Entriegelungs- und Rückzugsmechanismus auslöst.
Es ist anzuerkennen, dass die vorliegende Erfindung auf Injektionsvorrichtungen bzw. -geräte angewendet werden kann, die herkömmliche Spritzen aufnehmen oder andere in Massen hergestellte Kartuschen in Normalausführungen aufnehmen. Jedoch ist es auch möglich, die Antriebskupplung in der Spritze selbst auszubilden.
Die erste und zweite Wand kann in der Bohrung der Spritze bewegt werden, so dass die Fluidkammer durch die Bohrung und die erste und zweite Wand definiert ist.
Auf diese Weise kann die Anzahl der Komponententeile reduziert werden.
Die zweite Wand kann einen integralen Teil des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens bilden oder kann den Ausgebe- bzw. Dosierkolben durch einen Abstandshalter bzw. ein Distanzteil oder ähnlichem antreiben.
Wie oben beschrieben, könnte eine Ableitungsöffnung in der ersten Wand ausgebildet werden, um es somit zu ermöglichen, dass Flüssigkeit aus der Flüssigkeits- bzw. Fluidkammer abgeleitet wird. Jedoch ist vorzugsweise die Ableitungsöffnung an einer vorbestimmten Längsposition entlang der Bohrung ausgebildet und ist nur dann zur Fluidkammer hin geöffnet, sobald die zweite Wand die vorbestimmte Längsposition passiert bzw. durchfährt.
Wie oben beschrieben behält auf diese Weise die Fluidkammer ein konstantes Volumen bis die zweite Wand die vorbestimmte Längsposition erreicht, so dass die effektive Länge der Antriebskupplung anfängt, sich nur in dem Bereich zu verringern, wo der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche erreicht.
Die Ableitungsöffnung bzw. Ausweichöffnung kann kreisförmig ausgebildet sein. Alternativ dazu kann sie einen Querschnitt aufweisen, der ausgeweitet ist und/oder es kann eine Reihe von Ableitungsöffnungen geben, die sich in Richtung der Endfläche ausdehnen, so dass, während eine zweite Wand in Richtung der Endfläche sich bewegt, die Flüssigkeit schneller aus der Fluidkammer entweicht.
Die Öffnungen können auf diese Weise angeordnet sein, so dass, sobald der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche erreicht, die zweite Wand einen ausreichenden Bereich der Ableitungsöffnung(en) freigibt, um es der Flüssigkeit zu ermöglichen, aus der Flüssigkeits- bzw. Fluidkammer mit einer angemessenen Rate bzw. Geschwindigkeit zu entweichen, um es dem elastischen Element zu ermöglichen, die Spritze und Nadel zurückzuziehen.
Da der Rückzugspunkt nur von der Position der Ableitungsöffnung und von der Länge des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens abhängt, wird die Zahl bzw. Anzahl der Toleranzen, welche den Rückzugspunkt beeinflussen, so verringert, dass die Spritze an dem Punkt sicher zurückgezogen werden kann, an dem die Inhalte völlig ausgegeben sind.
Alternativ kann die Antriebskupplung eine antreibende Reibungsfläche bzw. Antriebsreibungsfläche aufweisen, die eine angetriebene Reibungsfläche betätigt, wobei die Antriebsreibungsfläche durch das Antriebselement beweglich ist und die angetriebene Reibungsfläche betrieben werden kann, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben so zu bewegen, dass die erste Antriebsreibungsfläche, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche erreicht, relativ zu der zweiten Antriebsreibungsfläche gleitet.
Somit verringert sich in diesem Fall die Antriebskupplung nur in der Länge, sobald der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche erreicht. Das Antriebselement fährt dann fort, eine Kraft auf die Antriebskupplung aufgrund des Reibungswiderstandes auszuüben, so dass die Reibungsflächen gleiten, wobei die Antriebskupplung sich in der Länge verringert und das Antriebselement die erforderliche Position erreicht, um den Rückzugsmechanismus auszulösen.
Die antreibende Reibungsfläche bzw. Antriebsreibungsfläche kann um eine Achse rotierbar sein, die im Allgemeinen senkrecht zur Oberfläche liegt und kann durch das Antriebselement bei einem Positionsversatz zur Achse bewegt werden. Ähnlich kann die angetriebene Reibungsfläche um eine Achse rotiert werden, die im Allgemeinen parallel zur Oberfläche liegt und kann betrieben werden, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben bei bzw. von einem Positionsversatz von der Achse zu bewegen.
Mit anderen Worten kann der Antrieb zu oder von der rotierenden Reibungsfläche mittels eines Kurbelmechanismus so ermöglicht werden, dass, wenn die Oberflächen rutschen und rotieren, die Verbindungspunkte zu dem Antriebselement und dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben sich näher zusammen bewegen.
Die Antriebskupplung kann eine Zahnstange und ein Ritzel umfassen, wobei eines der beiden, Zahnstange bzw. Ritzel, durch das Antriebselement beweglich und das andere der beiden, Zahnstange bzw. Ritzel, betreibbar ist, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben zu bewegen.
Auf diese Weise und weil das Antriebselement eine Kompressionskraft auf die Antriebskupplung ausübt, neigt die Zahnstange dazu, das Ritzel zu drehen.
Das Ritzel kann eine Reibungsbremse umfassen, um Rotation zu verhindern und es dem Antriebselement zu ermöglichen, den Ausgebekolben bzw. Dosierkolben zu bewegen. Wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche bzw. Stirnfläche erreicht, rutscht die Reibungsbremse und die Länge der Antriebskupplung wird reduziert.
Alternativ kann das Ritzel ein Schwungrad antreiben, so dass, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche erreicht, das Ritzel gegen den Trägheitswiderstand des Schwungrades gedreht wird. Somit wird noch einmal die Länge der Antriebskupplung reduziert.
Wie oben erläutert, treiben bisherige Injektionsvorrichtungen bzw. -geräte den Ausgebe- bzw. Dosierkolben an, um zuerst die Spritze als Ganzes zu bewegen und die Nadel außerhalb des Injektionsvorrichtungs-Gehäuses zu positionieren. Dies funktioniert für feine Nadeln gut, bei denen der Rückstau bzw. Druck auf die Flüssigkeit zur Injektion relativ hoch ist und die erforderliche Kraft, um die Nadel einzuführen, relativ niedrig ist. Jedoch dort, wo es schwieriger ist, die Nadel einzuführen, besteht die Möglichkeit, dass etwas Flüssigkeit aus der Nadel austritt, bevor sie richtig unter der Haut eingeführt bzw. eingespritzt ist.
Folglich enthält die Injektionsvorrichtung vorzugsweise noch eine Betätigung bzw. Kupplung, zur Übertragung des Antriebs direkt von der Antriebskupplung zum Spritzenkörper bzw. -gehäuse, so dass eine Bewegung des Antriebselements auf das eine Ende hin, keine relative Bewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens in der Spritze verursacht, wobei die Betätigung bzw. Kupplung lösbar ist, sobald die Nadel der Spritze aus der Öffnung herausragt, so dass die Bewegung des Antriebselements in Richtung des einen Endes eine relative Bewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens in dem Spritzenkörper verursacht.
Dies stellt sicher, dass das Antriebselement die Spritze mit der Nadel korrekt positioniert, welche aus dem Gehäuse herausragt, bevor der Ausgebe- bzw. Dosierkolben bewegt wird, um die Inhalte der Spritze auszugeben bzw. zu dosieren. Vorzugsweise umfasst die Injektionsvorrichtung ein elastisches Element, um die Spritze und Nadel innerhalb des Gehäuses vorzuspannen. Das Antriebselement kann die Nadel der Spritze aus der Öffnung gegen die Vorspannung des elastischen Elements bewegen.
Vorzugsweise enthält das Gehäuse ein Freigabe- bzw. Entriegelungsteil, das mit der Betätigung bzw. Kupplung zusammenwirkt, um den Antrieb der Spritze freizugeben.
Auf diese Weise kann die Betätigung bzw. Kupplung aufgrund der relativen Position der Spritze in dem Gehäuse freigegeben werden. Vorzugsweise ist das Freigabeteil in dem Gehäuse an einer vorbestimmten Position bzw. Stelle angebracht und die Bindung enthält einen Auslöser, der durch das Freigabeteil betrieben wird, um den Antrieb der Spritze freizugeben, auf dass erreichen der vorbestimmten Position hin.
Auf diese Weise wird die Nadel sicherer in einem richtigen Ausmaß verlängert.
Vorzugsweise enthält die Betätigung bzw. Kupplung eine elastische Verriegelung und das Freigabeteil enthält zumindest eine Ausnehmung in einer Wand des Gehäuses, die ein Biegen bzw. Einfedern der elastischen Verriegelung ermöglicht, um den Antrieb für die Spritze freizugeben.
Folglich kann die Wand des Gehäuses die elastische Verriegelung in einer Position der Betätigung bzw. Betätigungsposition halten, bis sie eine Ausnehmung oder gar eine Öffnung in der Wand erreicht.
Vorzugsweise betätigt zumindest eine Aussparung die elastische Verrieglung, um weitere Relativbewegungen des Spritzenkörpers in dem Gehäuse zu verhindern.
Somit kann die bewegliche Verriegelung, wenn sie in die Aussparung oder Öffnung sich bewegt, dann mit der Aussparung oder Öffnung zusammenwirken, um eine relative Position zwischen der Spritze und dem Gehäuse festzuhalten.
Wie oben beschrieben, kann die Antriebskupplung eine Fluidkammer umfassen, die zwischen einer ersten und zweiten relativ beweglichen Wand definiert ist, wobei die erste Wand Teil eines Kolbens ist und die elastische Verriegelung auf dem Kolben betrieben wird.
Durch Zusammenwirkung mit entweder dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben oder einem zweiten Kolben, der mit dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben eine Fluidkammer bildet, kann die relative Position zwischen dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben und dem Spritzenkörper fixiert werden, so dass jeder Antrieb, der auf die Antriebskupplung oder den Ausgebe- bzw. Dosierkolben angewendet wird, dann eher zu einer Bewegung der Spritze führt als zu einer Bewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens relativ zur Spritze führt.
Die Antriebskupplung kann ein steifes Element umfassen, dass aus dem Antriebselement herausragt, wobei die Betätigung bzw. Kupplung mindestens eine Vorwölbung auf der Oberfläche des steifen Elements enthalten kann und eine Verriegelung, die relativ zum Spritzenkörper befestigt ist, der die Vorwölbung betätigt, worin das Freigabeteil ein Stopp bzw. Anschlag auf dem Gehäuse enthalten kann, um die Verriegelung zu betätigen, wobei das steife Element die Verriegelung mit der Vorwölbung bewegt, bis die Verriegelung an dem Anschlag anschlägt, worauf die Verriegelung sich von der Vorwölbung löst.
Die Verriegelung bzw. Sperre kann elastisch hinter der Vorwölbung verbogen werden. Jedoch kann alternativ dazu die Sperre als ein Kragarm an einem Punkt zusammengeklappt werden, der zwischen einem Ende, das die Auskragung bewirkt, und einem gegenüberliegenden Ende liegt, wobei der Anschlag das gegenüberliegende Ende verbiegt, um die Betätigung bzw. Kupplung mit der Vorwölbung freizugeben.
Die Verriegelung kann drehbar an einem Punkt angeordnet sein, an dem sie an der Spritze oder alternativ an einem Teil der Antriebskupplung angelagert ist, welche in einer relativen Position zur Nadel fixiert an der Spritze befestigt ist.
Die Betätigung bzw. Kupplung kann die Antriebskupplung mit der Spritze lösbar verbinden.
Alternativ kann die Betätigung bzw. Kupplung lösbar einen Teil der Antriebskupplung beweglich mit dem Antriebselement an einem Teil der Antriebskupplung ankoppeln, um an der Spritze in einer relativen Position fixiert befestigt zu werden.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung klarer verstanden, die nur beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen angegeben wird, in welchen:
1 eine bekannte Konstruktion für ein Injektionsgerät bzw. Vorrichtung veranschaulicht;
2 eine Antriebskupplung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 die Antriebskupplung nach 2 veranschaulicht, welche in eine Injektionsvorrichtung ähnlich der in 1 dargestellten integriert ist;
4 schematisch eine Injektionsvorrichtung veranschaulicht, bei der die Antriebskupplung in der Spritzenkartusche selbst integriert ist;
5 ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, das direkten Antrieb für die Spritze bereitstellt;
6 ein alternatives Ausführungsbeispiel darstellt, das direkten Antrieb für die Spritze bereitstellt;
7 die Ausführungsform einer Reibungsplatte schematisch veranschaulicht;
8 die Ausführungsform einer Zahnstange und Ritzel schematisch veranschaulicht;
9 schematisch eine Zahnstangen und Ritzelkonstruktion darstellt, die ein Schwungrad verwendet; und
10 bis 15 eine alternative Ausführungsform eine Antriebskupplung der vorliegenden Erfindung darstellen; und
16 bis 21 schematisch eine andere Ausführungsform eine Antriebskupplung der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Wie aus dem obigen hervorgeht, betrifft die vorliegende Erfindung Injektionsvorrichtungen bzw. -geräte und ist auf den Antrieb bzw. Vortrieb des Ausgebekolbens bzw. Dosierkolbens einer Spritze mittels einer Antriebskupplung bezogen, welche sich allmählich bzw. stufenweise in ihrer Länge verringern kann, um somit sicher zu stellen, dass der Ausgebe- bzw. Dosierkolben vollständig entlang der Länge der Spritze bewegt wird und dass die Nadel in ihrer ausgefahrenen Position bzw. Stellung durch eine angemessene Kraft bis dahin festgehalten wird.
Die 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer passenden Antriebskupplung. Die Antriebskupplung dient zum Gebrauch mit einer Spritze 30, wie etwa eine Standardspritze oder Kartusche, welche eine Bohrung 32 bzw. Öffnung enthält, die sich von einer Endfläche 34 bzw. Stirnfläche innerhalb der Bohrung erstreckt und eine Nadel 36 enthält, welche mit der Bohrung 32 über die Stirnfläche 34 verbunden ist. Ein Ausgebekolben 38 bzw. Dosierkolben ist entlang der Bohrung 32 in Richtung der Stirnfläche 34 beweglich. Insbesondere durch Bewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens entlang der Länge der Spritze bis er die Stirnfläche 34 berührt, kann der gesamte Inhalt der Spritze durch die Spritzennadel 36 ausgestoßen werden.
Wie dargestellt enthält die Antriebskupplung 40 einen Hauptkörper 42 bzw. Hauptgehäuse, dass mit dem Ende der Spritze 30 verbunden ist.
Der Hauptkörper 42 enthält einen länglichen Durchlass entlang dem ein erster Kolben 40 und ein zweiter Kolben 46 bewegt werden können. Der erste Kolben 44 definiert eine erste Wand 48, die einer zweiten Wand 50 zugewandt ist, welche durch den zweiten Kolben 46 definiert wird.
Die erste Wand 48 und zweite Wand 50 definieren zusammen mit dem länglichen Durchlass 43 eine Kammer 52, welche mit einem Fluid, einem Material, das im Wesentlichen nicht komprimierbar ist, beweglich unter Druck und zur Extrusion bzw. Verdrängung geeignet ist.
Materialien, wie etwa Pulver, Schmierstoffe und weiche Feststoffe können verwendet werden. Jedoch wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Fluid bzw. eine Flüssigkeit verwendet, so dass die Kammer 52 hier als Fluidkammer beschrieben wird. Dieses Fluid ist vorzugsweise flüssig und im wesentlichen nicht komprimierbar.
Der erste Kolben 44 und folglich die erste Wand 48 kann durch das Antriebselement einer Injektionsvorrichtung angetrieben werden. Dies ist näher in 3 dargestellt.
Während der erste Kolben entlang der verlängerten Durchführung 43 bewegt wird, wird die zweite Wand 50 und folglich der zweite Kolben 46, weil die Flüssigkeit in der Fluidkammer 52 im wesentlichen nicht komprimierbar ist, auch entlang der länglichen Durchführung bewegt.
Zur Zweckmäßigkeit der Gestaltung überträgt ein Abstandselement 54 den Antrieb von dem zweiten Kolben 46 auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38 der Spritze 30.
Somit überträgt die Antriebskupplung 40 Bewegungen auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38.
An einer vorbestimmten Position entlang der Länge des Durchlassweges 43 ist eine Ableitungsöffnung 56 vorgesehen. Sobald die zweite Wand 50 die Ableitungsöffnung 56 passiert, ist die Flüssigkeit in der Lage, aus der Fluidkammer 52 nach Außen bzw. außerhalb des Hauptkörpers 42 auszuströmen. Weil diese Flüssigkeit abfließt, wird das Volumen der Fluidkammer 52 reduziert und die Distanz zwischen der ersten Wand 48 und der zweiten Wand 50 wird ebenfalls reduziert.
Die vorbestimmte Position der Ableitungsöffnung 56 ist derart gewählt, dass mit dem Hauptkörper 42, welcher mit der Spritze 30 zusammen passt und eine feste relative Position einnimmt, die zweite Wand 50 die Ableitungsöffnung 56, kurz bevor der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38 die Stirnfläche 34 erreicht, passieren wird.
Es ist anzuerkennen, dass theoretisch die zweite Wand 50 die Ableitungsöffnung 56 öffnen könnte, wenn gerade der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38 die Stirnfläche 34 erreicht. Jedoch beruht die vorliegende Erfindung auf die Erkenntnis, dass Toleranzen insbesondere der zusammengesetzte Effekt von Toleranzen verschiedener Komponenten, bedeuten, dass solch eine Gestaltung nicht garantiert werden kann.
Deshalb gibt die zweite Wand 50 die Ableitungsöffnung dann frei, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38 sich an einer Position nahe der Stirnfläche befindet, um somit sicher zu stellen, dass die Ableitungsöffnung 56 zu dem Zeitpunkt geöffnet ist, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38 die Stirnfläche 34 berührt. Es ist anzuerkennen, dass selbst mit geöffneter Ableitungsöffnung 56 noch einige Antriebskraft auf den zweiten Kolben übertragen wird, so dass der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38 die letzte schmale Distanz zur Stirnfläche 34 durchfahren wird, um die verbleibenden Inhalte der Spritze auszustoßen.
Mit dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38, der an die Stirnfläche 34 anstößt, werden der zweite Kolben 46 und die zweite Wand 50 sich nicht weiter bewegen. Weil jedoch die Flüssigkeit aus der Fluidkammer 52 austritt, werden die erste Wand 48 und der erste Kolben 44 weiterfahren, sich in Richtung der Stirnfläche 34 zu bewegen, bis ein Rückzugsentriegelungsmechanismus betätigt wird, um die Spritze 30 und Nadel 36 zurück in das Gehäuse der Injektionsvorrichtung zu ziehen.
Die bestimmte Beschaffenheit des Rückzugs-Entriegelungsmechanismus ist nicht für die vorliegende Erfindung wesentlich und jeder passende Mechanismus kann angewendet werden. Ähnlich kann das Antriebselement in jeder bekannten Art betrieben werden, in dem z. B. Federn, Gasdruck, manuelle Betätigung usw. verwendet wird. Nichts desto trotz stellt die 3 eine Injektionsvorrichtung ähnlich jener aus 1 dar, die eine Antriebskupplung ähnlich der nach 2 enthält.
Die Spritze 30 ist in einem Gehäuse 60 der Injektionsvorrichtung aufgenommen. Das Gehäuse 60 hat ein erstes Ende 62, an dem eine Öffnung 64 ausgebildet ist.
In Gebrauch wird ein Antriebselement 66 freigegeben, indem ein Knopf 68 betätigt wird und eine Antriebsfeder das Antriebselement 66 in Richtung des Endes 62 antreibt.
So wie bei der Vorrichtung nach 1 wird eine Verriegelung 72 in Form von elastisch biegbaren Armen zwischen der Antriebskupplung 40 und dem Antriebselement 66 bereitgestellt. Mittels der Verriegelungsanordnung 72 und der Antriebskupplung 40 wird die Spritze 30 in Richtung des Endes 62 gegen die Vorspannung der Rückholfeder 74 bzw. des Federgliedes getrieben, so dass die Nadel 36 aus der Vorrichtung herausragt.
Insbesondere ist ein Gummisiegel 37 bzw. -dichtung über der Nadel 36 vorgesehen, um somit Sterilität zu bewahren. Das Gummisiegel 37 bzw. -dichtung durchstößt die Umgebung der Öffnung 64, die Nadel durchsticht die Gummidichtung 37 und durchsticht dann den die zusammengeschobene Gummidichtung bzw. den Gummidichtungsbalg, während die Spritze sich vorwärts bewegt. Es ist anzuerkennen, dass die Gummidichtung einigen Widerstand gegenüber der Bewegung der Spritze ausübt und dass die Kupplung 40 den Widerstand überwinden muss.
Wie oben erläutert, versetzt die Antriebskupplung 30 dann den Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38, sich den Weg entlang zur Stirnfläche 34 zu bewegen, um somit den gesamten Inhalt der Spritze 30 auszustoßen. Mittels der Antriebskupplung reduziert in diesem Beispiel, bei dem die Fluidkammer 52 und die Ableitungsöffnung 56 bzw. -düse verwendet wird, die Antriebskupplung ihre Länge unter der Kraft des Antriebselementes 66 und der Antriebfeder 70, bis die Manschette 76 bzw. der Bund die Arme des Verriegelungsmechanismus 72 verbiegt, der es der Antriebskupplung ermöglicht, sich innerhalb des Antriebelementes 66 und der Rückholfeder 74 zu bewegen, um die Spritze 30 und die Nadel 36 zurückzuziehen.
Somit wirkt die Antriebskupplung als ein kontrolliertes zusammenklappendes Element, welches während des überwiegenden Teils der Bewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens steif bleibt. Wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 36 sich der Stirnfläche 34 der Spritze nähert, kollabiert bzw. klappt das kontrollierte Einklappelement in einer solchen Weise zusammen, dass es fortfahren kann, Kraft (und Bewegung) von dem Antriebsmechanismus auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben zu übertragen, während es zusammenklappt. Dies ermöglicht es dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben, zum Ende der Spritze hin gedrückt zu werden (wobei alle Inhalte ausgestoßen werden), bevor der Entriegelungsmechanismus 72 weit genug ausgefahren ist, um den Auslösepunkt zu erreichen. Nachdem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 38 das Ende der Spritze erreicht hat, fährt das kontrollierte zusammenklappende Element 40 damit fort, unter der Kraft des Antriebsmechanismus zusammenzufallen. Dies ermöglicht es dem Entriegelungsmechanismus 72, mit der Fortbewegung fortzufahren, bis es den Auslösepunkt 76 erreicht, wo es entriegelt wird und ermöglicht, dass der Nadelrückzug auftritt. Mit anderen Worten verringert sich die Antriebskupplung in ihrer Länge oder das kontrollierte zusammenfallende Element klappt über eine endliche und kontrollierbare Zeitperiode zusammen, wobei die fortgeführte Vorwärtsbewegung des Entriegelungsmechanismus ermöglicht wird, nachdem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben das Ende der Spritze erreicht hat.
Es ist anzuerkennen, dass Flüssigkeit, die aus der Ableitungsöffnung austritt, aufgefangen werden muss. Obwohl nicht dargestellt, kann dies durch jedes passende Mittel erreicht werden wie z. B. durch Dochtwirkung bzw. Absaugen auf einem passenden absorbierenden Material (das innerhalb der Vorrichtung gehalten wird) oder durch Einschluss desselben zwischen Siegeln in der Vorrichtung.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform, wie oben beschrieben, es der Antriebskupplung erlaubt, sich in ihrer Länge nur dann zu verringern, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben sich der Endfläche der Spritze nähert, wo die Antriebskupplung sich in ihrer Länge mit einer Geschwindigkeit verringert, die relativ langsam ist in Bezug auf die Bewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens 38 ist es für die Antriebskupplung möglich, sich allmählich in ihrer Länge durch die gesamte Ausgabeoperation bzw. Dosierungsvorgang hinweg zu verringern. Als eine Modifikation des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels können dies eine oder mehrere Ableitungsöffnungen entlang der Länge des Durchlassweges 43 erreichen oder alternativ Ableitungsöffnungen durch eine oder beide der ersten und zweiten Kolben 44 und 46. In der Tat kann jede andere passende Flüssigkeitsgedämpfte zusammenklappbare Anordnung verwendet werden.
Die oben wiedergegebene Beschreibung betrifft grundsätzlich die Verwendung einer Antriebskupplung mit normalen, unveränderten bekannten Spritzen oder Kartuschen. Jedoch durch Bereitstellen von Spritzen oder Kartuschen, die speziell für diese Verwendung vorgesehen sind, kann eine Antriebskupplung gemäß der vorliegenden Erfindung als Teil einer Spritze selbst integriert sein. Dies wird schematisch in der 4(a) dargestellt.
Eher als ein separates Gehäuse und eine Durchlassstrecke für die Fluidkammer bereitzustellen, wie oben beschrieben, wird eine Fluidkammer 80 innerhalb der Bohrung 82 der Spritze 84 selbst bereitgestellt. Die Fluidkammer 80 ist zwischen einer ersten Wand 86 und einer zweiten Wand 88 ausgebildet. Obwohl jedoch die erste Wand auf dem ersten Kolben 90 ausgebildet ist, ist die zweite Wand 88 auf dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben 92 ausgebildet. Natürlich wäre es auch möglich, einen zweiten Kolben in der Bohrung 82 bereitzustellen, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben 92 anzutreiben.
In einer Art, die ähnlich für die Ausführung nach 3 beschriebenen Art ist, wird ein Ableitungsloch 94 durch die Wand der Spritze 84 vorgesehen. Demnach wird die Ableitungsöffnung 94 auf dieselbe Weise positioniert, so dass sie sich mit der Fluidkammer 80, kurz bevor der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Stirnfläche 96 der Spritze 84 berührt, verbindet. Nach dem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 92 die Stirnfläche 96 berührt, ermöglicht das Ausströmen von Flüssigkeit aus der Fluidkammer 80 es, dass der erste Kolben 90 fortfährt, sich entlang der Spritze zu bewegen, bis ein angemessener Rückzugsmechanismus betrieben wird.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist hervorzuheben, dass der Moment, an dem die Ableitungsöffnung 94 sich zur Fluidkammer 80 hin öffnet, nur von Toleranzen des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens 92 und der Position der Ableitungsöffnung 94 abhängt. Von hier ab folgend ist es möglich, weiteren Gebrauch von der Ableitungsöffnung 94 zu machen.
Insbesondere durch Bereitstellung einer Ableitungsöffnung 94, die sich in Richtung der Fortbewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens 92 erstreckt, oder durch Bereitstellung einer Reihe von Öffnungen, die sich in diese Richtung erstrecken, bedeutet dies, dass, während der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 92 sich in Richtung der Stirnfläche 96 bewegt, die für das Ausströmen verfügbare Querschnittsfläche sich vergrößert. Folglich kann ein erhöhtes Ausströmen erreicht werden, während der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Endfläche 96 erreicht. Dies kann die benötigte Zeit verbessern oder verringern, um den Rückzugsmechanismus zu betätigen. In der Tat wird es durch Bereitstellen einer großen Ausströmquerschnittsfläche an genau der Position, wo der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 92 die Stirnfläche erreicht, ermöglicht, Flüssigkeit aus der Fluidkammer 80 mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit zu entleeren, um es der Rückzugsfeder 98 zu ermöglichen, die Spritze 84 und Nadel 100 zurückzuziehen. Folglich bilden die Fluidkammer 80 und die Ableitungsöffnung 94 wirksam den Rückzugsmechanismus mit der Rückzugsfeder 98.
Die 4(b) zeigt einen möglichen triangularen bzw. dreieckigen Querschnitt für die Ableitungsöffnung 94. Die 5(a) zeigt schematisch eine ähnliche Vorrichtung, die einen Verriegelungsmechanismus hat, der deutlicher in 5(b) dargestellt ist, wobei die äußere Wand der Spritze 94 Verriegelungen 102 enthält, die durch die innere Oberfläche 104 des Gehäuses 106 der Injektionsvorrichtung nach Innen gebogen werden. Infolge dessen betätigt der erste Kolben 90, z. B. mittels eines Flansches 108, die nach Innen gebogene Verriegelung 102. Somit ist, wenn der erste Kolben bewegt wird, um die Spritze 84 zu betreiben, er nicht in der Lage, sich relativ zur Spritze 84 durch Gleiten innerhalb der Bohrung 82 zu bewegen. Stattdessen drückt er auf die Verriegelungen 102 und bewegt direkt die Spritze 84, um somit die Nadel 100 durch die Öffnung 110 in der Injektionsvorrichtung zu bewegen.
Öffnungen 112 sind in dem Gehäuse 106 an radialen Positionen vorgesehen, die mit Positionen der Verriegelungen 102 korrespondieren. Somit bewegen sich die Verriegelungen 102, wenn der erste Kolben 90 die Spritze 84 vorwärts zu dem Punkt bewegt, wo die Verriegelungen 102 die Öffnungen 112 erreichen, nach Außen in die Öffnungen 112 hinein, wodurch der erste Kolben 90 freigegeben wird. In dieser Ausführung verhindern die Verriegelungen 102 auch weitere Vorwärtsbewegung der Spritze 84 selbst. Eine nachfolgende Bewegung des ersten Kolbens 90 wird ein Zusammendrücken bzw. eine Kompression der Flüssigkeit in der Fluidkammer 80 und Bewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens 92 in der oben beschriebenen Art und Weise verursachen.
Aufgrund des abgeschrägten Profils der Verriegelungen 102 werden die Verriegelungen, wenn die Spritze 84 zurückgezogen ist, wieder einmal nach Innen des Gehäuses gebogen aus den Öffnungen 112 heraus, wodurch die Bewegung der Spritze 84 ermöglicht wird.
Die 6 zeigt eine Ausführungsform ähnlich zu der nach 4(a), wobei aber eine Alternative zu den Verriegelungen nach 5(b) integriert ist.
Wie dargestellt, erstrecken sich zwei oder mehr Verriegelungshebel 200 vorwärts vom Rückteil einer Antriebskupplung 202. Sie wirken mit der Antriebskupplung mittels einer Sperr- bzw. Arretierungsanordnung zusammen. Wie dargestellt, enthält die Antriebskupplung ein oder mehrere Vorwölbungen 204.
Wenn in Gebrauch das Antriebselement 206 damit beginnt, sich entlang der Vorrichtung zu bewegen, betätigt die Arretierungsanordnung bzw. Rastanordnung, z. B. die Vorwölbungen 204, die Enden der Hebel 200. Die Hebel wiederum drücken auf das Gehäuse 210 der Spritze, beispielsweise durch die Enden der Hebel 200, die an dem Ende des Spritzengehäuses anstoßen. Somit wird die Spritze sicher nach vorne gedrückt, bis die Nadel 212 aus der Öffnung 214 herausragt.
Wenn die entgegen liegenden Enden der Hebel 200 die Anschläge 214 in dem Gehäuse erreichen, überwinden weitere Bewegungen des Antriebselementes 206 die Einrastung so, dass der Kolben dann angetrieben bzw. vorgetrieben wird.
Dies kann durch Gestaltung der Enden der Hebel 200 als ein einzelner elastischer Ring erreicht werden, der sich lediglich die Vorwölbungen 204 biegt. Wie dargestellt, sind die Hebel 200 jedoch tatsächlich mit Scharnieren 218 versehen, so dass die nach Innen abgeschrägten Wände des Gehäuses die Hebel veranlassen, sich von den Vorwölbungen 204 zu lösen. Die Scharniere bzw. Gelenke können die Hebel 200 an dem Spritzenkörper befestigen und in der Tat können die Hebel, Scharniere und Spritzenkörper integral als eine einzelne Einheit gestaltet sein.
Es ist anzuerkennen, dass andere Einrast- oder Verriegelungsanordnungen ebenfalls möglich sind, z. B. durch die Enden der Hebel 200, die in Aussparungen in der Antriebskupplung 202 eingreifen.
Es ist auch möglich, einen elastischen O-Ring zu benutzen, um eine innere Vorspannung auf die Hebel 200 zu erzeugen.
Diese grundsätzliche Konstruktion stellt sicher, dass die Spritze vollständig aus der Injektionsvorrichtung ausgefahren ist, bevor jegliche Flüssigkeit aus der Spritze ausgestoßen wird. Es ist anzuerkennen, dass gleichartige Mechanismen in Verbindung mit anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden können, wie z. B. Bereitstellung von Verriegelungen in dem Hauptkörper bzw. Gehäuse der Antriebskupplung. In der Tat könnte diese Konstruktion auch in anderen Anordnungen ohne die Anordnung der Antriebskupplung, welche sich in ihrer Länge verringert, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung braucht nicht nur mit einer zusammenklappenden Fluidkammer ausgeführt zu werden. Jede andere passende zusammenklappbare bzw. kollabierende Anordnung kann auch verwendet werden.
Die 7 zeigt schematisch eine alternative Anordnung. Eine Antriebsplatte 300 ist um eine Achse 302 rotierbar und enthält eine Reibungsoberfläche, die mit einer Reibungsoberfläche einer Antriebsplatte 304 zusammenpasst. Wie dargestellt, ist die Antriebsplatte 304 vorgesehen, mit einem Ausgebe- bzw. Dosierkolben der Spritze verbunden zu werden, während die Antriebsplatte 300 durch ein Antriebselement einer Injektionsvorrichtung bewegt wird.
Wie dargestellt verbindet das Antriebselement sich mit der Antriebsplatte 300 an einer Stelle, die von der Rotationsachse 302 versetzt ist, um somit eine Kurbelanordnung zu schaffen.
In Gebrauch übt das Antriebselement eine tangentiale Kraft auf die Antriebsplatte 300 aus, wobei jedoch wegen des Reibungswiderstandes zwischen den Reibungsflächen der Antriebsplatte 300 und der angetriebenen Platte 304 die Antriebsplatte 300 nicht um ihre Achse 302 rotiert. Stattdessen wird die gesamte Anordnung in Richtung der Kraft bewegt, so dass die angetriebene Platte 304 den Ausgebe- bzw. Dosierkolben der Spritze bewegt. Sobald der Ausgebe- bzw. Dosierkolben das Ende seiner Bewegung bzw. des Federweges erreicht und die angetriebene Platte 304 sich nicht weiter bewegen kann, wird der Reibungswiderstand zwischen der Platte 304 überwunden und die Antriebsplatte 300 beginnt, um ihre Achse 302 zu rotieren. Wegen der Versatzverbindung mit der Antriebsplatte 300 ermöglicht dies dem Antriebselement der Ausstoßvorrichtung, sich weiter fortzubewegen, und ermöglicht dem Rückzugsmechanismus, betrieben zu werden. Der Reibungswiderstand zwischen den beiden Platten wird die Kraft auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben der Spritze aufrechterhalten.
Die 8 stellt schematisch eine Ausführungsform dar, in der die Antriebskupplung eine Komponente enthält, die eine Zahnstange für 100 aufweist und eine andere Komponente, die drehbar ein Ritzel 402 stützt bzw. trägt. Das Ritzel wird mit einigen Mitteln versehen, um der Rotation zu widerstehen wie z. B. durch Mittel von Reibungskontakten.
Wenn die Antriebskupplung verwendet wird, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben der Spritze zu bewegen, wird das Ritzel 402 der Drehbewegung widerstehen und folglich wird die Antriebskupplung in ihrer Länge verharren. Jedoch wird die Antriebskupplung, sobald der Ausgebe- bzw. Dosierkolben das Ende seiner Bewegung innerhalb der Spritze erreicht hat, unter eine Kompressionslast geraten und das Ritzel 402 wird durch die Zahnstange 400 gedreht. Auf diese Weise wird die Länge der Antriebskupplung allmählich verringert, während der Reibungswiderstand des Ritzels die Kraft auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben der Spritze aufrechterhalten wird. Folglich wird das Antriebselement fortfahren, um sich zu bewegen, bis ein angemessener Rückzugsmechanismus betrieben wird.
9 zeigt eine Entwicklung eines Ausführungsbeispiels nach 8, in welchem der Reibungswiderstand gegen das Ritzel 402 durch den Reibungswiderstand des Schwungrades 404 oder ähnlichem ersetzt wird.
Es muss hervorgehoben werden, dass die Reibungs- und Trägheitsanordnungen nach den 7 bis 9 auch durch zähflüssige bzw. viskosive Dämpfer ersetzt werden können.
Die 10 bis 15 stellen schematisch Komponenten einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Zur Vereinfachung des Verständnisses der Funktionsweisen dieser Vorrichtung veranschaulichen die Figuren nur solche Komponenten, die in Bezug auf den Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und jenen oben beschriebenen Beispielen von Bedeutung sind. Beispielsweise sind das Gehäuse, die Rückzugsfeder und der Auslösemechanismus nicht dargestellt.
Die Antriebskupplung in diesem Ausführungsbeispiel umfasst drei Komponenten, nämlich ein Verbindungselement 500a, ein Ritzel 500b und eine Zahnstange 500c. Das Antriebselement kann als das Endteil 502 der Zahnstange 500c betrachtet werden. Eine Antriebsfeder 504 ist mit dem Endteil oder dem Antriebselement 502 verbunden, um somit das Antriebselement 502, die Antriebkupplung 500a, b und c und die Spritze 4 gegen ein Ende des Gehäuses, wie oben zuvor beschrieben, vorzuspannen.
Das Getrieberad bzw. Ritzel 500b ist drehbar auf dem Ende des Elementes 500a montiert. Zähne dieses Ritzels 500a wirken mit den Zähnen der Zahnstange 500c zusammen. Innerhalb des Gehäuses sind Mittel vorgesehen, um das Ritzel vor Rotation zu bewahren. Deshalb ragt in den dargestellten Ausführungsbeispielen ein Paar von länglich sich erstreckenden Schienen 506a und 506b beiderseits einer axial ausragenden Vorwölbung 508 auf dem Ritzel 500b hervor. Es ist natürlich anzumerken, dass nur eine solche Schiene verwendet werden kann und in der Tat könnte sie durch einen Rillenabschnitt bzw. U-Profil ersetzt werden.
Im Gebrauch wirkt bzw. funktioniert die Antriebsfeder 504, um die Zahnstange 500c in eine Richtung zu bewegen, um die Nadel 8 aus der Spritze 4 auszustoßen. Die Zähne der Zahnstange 500c wirken auf das Ritzel 500b. Da jedoch das Ritzel 500b von der Drehung zurück gehalten wird, wird die Welle 500a longitudinal bewegt, um somit die Spitze zu bewegen und die Nadel auszufahren oder auszustoßen. Dies wird in 11 veranschaulicht.
Die Mittel zur Verhinderung der Drehung des Zahnritzels 500b in der dargestellten Ausführungsform, die Schienen 506a und 506b erstrecken sich lediglich über eine vorbestimmte. Insbesondere sind die Komponenten derart angeordnet, dass kurz bevor der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 die Stirnfläche der Spritze 4 erreicht, die axiale Vorwölbung 508 sich über das Ende der Schienen 506a und 506b, wie in 12 dargestellt, hinaus bewegt. An dieser Stelle wird weitere Bewegung der Zahnstange 500c eher das Ritzel 500b drehen als das Element 500a bewegen. Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine gewisse Art von Widerstand, vorzugsweise in Gestalt von Dämpfung auf die Drehbewegung des Ritzels 500b, in Bezug auf das Element 500a vorgestellt. Auf diese Weise wird das Element 500a damit fortschreiten, den Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 in Richtung der Stirnfläche der Spritze 4 zu bewegen, während die Zahnstange 500c fortfährt, sich zu bewegen. Dies wird in 13 veranschaulicht. Die Antriebskupplung 500a, b, c verringert sich somit in Länge, während der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 an der Stirnfläche der Spritze 4 verbleibt.
Ein Rückzugsmechanismus könnte vorgesehen sein, der abhängig von der Position auf der Zahnstange 500c ist. Falls die Komponenten derart angeordnet sind, dass der Rückzugsmechanismus bloß ausgelöst wird, sobald die Zahnstange 500c eine Position erreicht hat, in der sichergestellt ist, dass der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 die Stirnfläche der Spritze 4 erreicht hat, wird dann bloß der Rückzug der Spritze 4 auftreten, nachdem der gesamte Inhalt der Spritze ausgestoßen worden ist.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellen jedoch die Zahnstange 500c und das Ritzel 500b selbst den Rückzugsmechanismus dar. Insbesondere, wie in 14 dargestellt, fährt die Zahnstange 500c damit fort, sich zu bewegen, bis sich ihr letzter Zahn von dem Ritzel 500b entfernt. An diesem Punkt werden das Ritzel 500b, das Element 500a und die Spritze 4 entriegelt bzw. gelöst, so dass eine Rückzugsfeder die Spritze 4 und die Nadel 8 in die Vorrichtung zurückziehen kann.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Komponenten, insbesondere das Ritzel 500b, so angeordnet, dass während der Bewegung der Zahnstange 500c, das Ritzel 500b um 180° gedreht wird. Auf diese Weise kann die axiale Vorwölbung 508 noch einmal durch die Schienen 506a und 506b vorbei fahren. Weil jedoch, wie in 15 dargestellt, der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 innerhalb der Spritze 4 bewegt worden ist, muss es für das Ritzel 500b nicht erforderlich sein, sich soweit zurück zu bewegen, um die Nadel 8 zurückzuziehen.
Die 16 bis 21 veranschaulichen noch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In diesem Ausführungsbeispiel, sowie bei anderen oben beschriebenen, wirkt eine Antriebsfeder 600 auf ein Antriebselement 602, um somit eine Antriebskupplung zu bewegen. Die Antriebskupplung in diesem Ausführungsbeispiel enthält eine nicht drehbare Komponente 604a, die mittels eines Gewindes mit einer rotierbaren Komponente 604b zusammenwirkt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die drehbare Komponente 604b grundsätzlich hohl in ihrem Querschnitt und enthält ein weibliches Gewinde bzw. Innengewinde um ein männliches Gewinde bzw. Außengewinde eines Gewindeteils 606 auf dem Ende der nicht drehbaren Komponente 604a aufzunehmen. Ein Lager 608 ist zwischen dem Ende des drehbaren Teils 604b und dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 der Spritze 4 vorgesehen. Auf diese Weise ist das drehbare Teil 604b in der Lage, sich relativ zu dem nicht drehbaren Teil 604a zu drehen, so dass mittels Außen- und Innengewinde das nicht drehbare Teil 604a und das drehbare Teil 604b sich relativ zueinander longitudinal bewegen.
Entlang einer vorbestimmten Ausdehnung des Gehäuses der Injektionsvorrichtung sind Mittel vorgesehen, um das drehbare Teil 604b vor Rotation zu bewahren. Wie dargestellt enthält das drehbare Teil 604b zumindest einen seitlich verlängerten Arm 610, der mit einer seitlich verlängerten Rippe 612, die eine vorbestimmte Länge aufweist, zusammenwirkt.
Wenn die Antriebsfeder 600 sich in Gebrauch ausdehnt, bewegen sich das Antriebselement 602 und die Antriebskupplung 604a, 604b longitudinal, um somit die Nadel 8 der Spritze 4 aus dem Gehäuse heraus zu projektieren. Dies wird in 17 veranschaulicht.
Aufgrund des Zusammenwirkens der Arme 600 mit den Rippen 612 ist das drehbare Teil 604b nicht in der Lage, sich relativ zu dem nicht drehbaren Teil 604a zu drehen, so dass die Antriebskupplung 604a, 604b eine konstante Länge beibehält.
Weitere Ausdehnung der Antriebsfeder 600 veranlasst die Antriebskupplung 604a, 604b den Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 innerhalb der Bohrung der Spritze zu bewegen, um somit die Inhalte der Spritze durch die Nadel 8 auszustoßen. Wie in 18 dargestellt, ist jedoch die Ausdehnung der Rippe 612 derart, dass der seitliche Arm 610 sich zu einer Position hinter das Ende der Rippe 612 bewegt, kurz bevor der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 die Stirnfläche der Nadel 4 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist das drehbare Teil 604b in der Lage, relativ zu dem nicht drehbaren Teil 604a sich zu drehen. Folglich bewegt sich, wie in 19 dargestellt, das Gewindeteil 606 innerhalb des rotierbaren Teils 604a. Durch Bereitstellen eines gewissen Bewegungswiderstandes, vorzugsweise in Gestalt von Dämpfung, wird das drehbare Teil 604a noch längsseits bewegt, um somit den Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 zur Stirnfläche der Spritze 4 hin zu bewegen. Folglich reduziert sich die Antriebskupplung 604a, 604b allmählich in ihrer Länge, während der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 an der Stirnfläche verbleibt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Arm 610 vorgesehen, um sich schnell gegen den Luftwiderstand zu drehen. Es kann die Gestalt einer einfachen Klappe annehmen oder Teil eines Turbinen- oder Propellerquerschnittes sein. In dem argestellten Ausführungsbeispiel ist mindestens ein Klappenpaar vorgesehen.
Der Auslösemechanismus kann abhängig von der Position des Antriebselementes 602 und/oder der nicht rotierbaren Komponente 604a sein. Insbesondere können die Spritze 4 und die Nadel 8 zurückgezogen werden, wenn das Antriebselement 602 und das nicht drehbare Teil 604a eine vorbestimmte Position erreichen, bei der bestimmt ist, dass der Ausgebe- bzw. Dosierkolben 18 die Stirnfläche der Nadel 4 erreicht haben wird.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Antriebskupplung 604a, 604b selbst den Teil eines Rückzugsmechanismus.
Wie dargestellt, definiert das drehbare Teil 604b einen inneren Hohlraum 614, der gewindelos ist und welcher größer ist als der äußere Querschnitt des Gewindeteils 606.
Wie in 20 dargestellt, wird die Gesamtlänge der Antriebskupplung 604b sich in ihrer Länge verringern, bis die nicht drehbaren Komponenten 604a sich zu einer Position bewegt haben, bei der ein männliches Gewinde bzw. Außengewinde sich von einem weiblichen Gewinde bzw. Innengewinde eines drehbaren Teils 604b trennt. Zu diesem Zeitpunkt werden das rotierbare Teil 604b und die Spritze 4 entriegelt, so dass die Spritze 4 und die Nadel 8, wie in 21 dargestellt, zurückgezogen werden können. Es ist für den internen hohlen Abschnitt 614 lediglich erforderlich, eine ausreichende Länge aufzuweisen, um den vollen Rückzug der Nadel 8 zu ermöglichen.

Claims

Injektionsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse (60), um eine Injektionsspritze (30) zu enthalten, die eine Bohrung (32), die sich von einer Stirnfläche (34) aus erstreckt, eine Nadel (36), die mit der Bohrung (32) durch die Stirnfläche (34) hindurch kommuniziert, sowie einen Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) aufweist, der in der Bohrung (32) zu der Stirnfläche (34) hin bewegbar ist, um den Inhalt der Injektionsspritze (30) durch die Nadel (36) auszustoßen, wobei das Gehäuse (60) eine Öffnung (64) an einem Ende (62) aufweist, durch die hindurch sich die Nadel (36) erstrecken kann; ein Federglied (74), um die Injektionsspritze (30) und die Nadel (36) bezüglich des Gehäuses (60) einwärts hin vorzuspannen; ein Antriebselement (66), das zu dem einen Ende (62) hin bewegbar ist, um die Nadel (36) der Injektionsspritze (30) aus der Öffnung (64) zu bewegen und um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) der Injektionsspritze (30) zu der Stirnfläche (34) hin zu bewegen; einen Mechanismus (72, 76), der betätigbar ist, um die Injektionsspritze (30) freizugeben, so dass sich die Nadel (36) bezüglich des Gehäuses (60) einwärts bewegt; eine Antriebskupplung (40), um sich von dem Antriebselement (66) zu dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) der Injektionsspritze (30) zu erstrecken, um eine Bewegung des Antriebselements (66) auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) zu übertragen; wobei die Antriebskupplung (40) in ihrer Länge komprimierbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass: nachdem das Antriebselement (66) den Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) zu der Stirnfläche (34) hin bewegt hat, sich die Antriebskupplung (40) allmählich in ihrer Länge verkürzt und eine ausreichende Kraft überträgt, um die Nadel (36) in ihrer ausgefahrenen Stellung beizubehalten, während der Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) an der Stirnfläche (34) beibehalten wird, solange bis der Mechanismus (72, 76) die Injektionsspritze (30) freigibt.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Mechanismus (72, 76) betätigbar ist, wenn das Antriebselement (66) eine vorbestimmte Stellung in dem Gehäuse (60) erreicht und sich die Antriebskupplung (40) allmählich in ihrer Länge verkürzt, so dass, nachdem der Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) die Stirnfläche (34) erreicht, sich das Antriebselement (66) weiterhin in dem Gehäuse (60) zu der vorbestimmten Stellung bewegt.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Antriebskupplung (40) umfasst: eine Kammer (52), die zwischen der ersten (48) und der zweiten (50) relativ zueinander bewegbaren Wand festgelegt ist, wobei die erste Wand (48) von dem Antriebselement (66) bewegt werden kann und die zweite Wand (50) betätigt werden kann, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) zu bewegen; und eine Ableitungs- bzw. Auslassöffnung (56), um fließfähiges Material aus der Kammer (52) abzuleiten.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Antriebskupplung umfasst: einen Hauptkörper (42) zur Montage auf der Injektionsspritze (30) relativ zu der Bohrung und der Nadel, wobei der Hauptkörper (42) eine Begrenzungswand aufweist, die einen länglichen Durchlass festlegt, innerhalb von welchem die erste und die zweite Wand (48, 50) beide bewegbar sind, wobei die Kammer (52) von der Begrenzungswand und der ersten und zweiten Wand (48, 50) festgelegt ist.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Ableitungs- bzw. Auslassöffnung (56) an einer vorbestimmten Längsposition entlang der Begrenzungswand ausgebildet ist und nur der Kammer (52) ausgesetzt ist, sobald die zweite Wand (50) die vorbestimmte Längsposition passiert.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 3, die eine Injektionsspritze (30) umfasst, die in dem Gehäuse (60) enthalten ist, wobei die Injektionsspritze (30) eine Bohrung (32), die sich von einer Stirnfläche (34) aus erstreckt, eine Nadel (36), die mit der Bohrung (32) durch die Stirnfläche (34) hindurch kommuniziert, sowie einen Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) aufweist, der in der Bohrung (32) zu der Stirnfläche (34) hin bewegbar ist, um den Inhalt der Injektionsspritze (30) durch die Nadel (36) auszustoßen, wobei: die Antriebskupplung (40) in der Injektionsspritze ausgebildet ist.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die erste Wand (48) und die zweite Wand (50) in der Bohrung (32) bewegt werden können und die Kammer (52) von der Bohrung (32) und der ersten und zweiten Wand (48, 50) festgelegt ist.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Ableitungs- bzw. Auslassöffnung (56) an einer vorbestimmten Längsposition entlang der Bohrung (32) ausgebildet ist und nur zu der Kammer (52) hin geöffnet ist, sobald die zweite Wand (50) die vorbestimmte Längsposition passiert.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 8, bei der die Ableitungs- bzw. Auslassöffnung (94) einen Querschnitt aufweist, der länglich ist, so dass, wenn sich die zweite Wand (88) zu der Stirnfläche hin bewegt, fließfähiges Material rascher aus der Kammer abgeleitet wird.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 5, 8 oder 9, weiterhin umfassend eine regelmäßige Anordnung von Ableitungs- bzw. Auslassöffnungen, die sich zu der Stirnfläche hin erstrecken, so dass, wenn sich die zweite Wand (50, 88) zu der Stirnfläche hin bewegt, fließfähiges Material rascher aus der Kammer (52, 80) abgeleitet wird.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Antriebskopplung umfasst: eine Antriebs-Reibungsfläche, die in eine angetriebene Reibungsfläche (304) eingreift, wobei die Antriebs-Reibungsfläche (300) von dem Antriebselement bewegt werden kann und die angetriebene Reibungsfläche (304) betätigt werden kann, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) zu bewegen, so dass dann, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) die Stirnfläche (34) erreicht, die Antriebs-Reibungsfläche (300) relativ zu der angetriebenen Reibungsfläche (304) rutscht bzw. durchrutscht.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Antriebs-Reibungsfläche um eine Achse (302) drehbar ist, die im Allgemeinen senkrecht zu der Oberfläche steht, und betätigt werden kann, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben von einer bezüglich der Achse versetzten Position zu bewegen.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der Antriebskupplung umfasst: eine Zahnstange (400); und ein Zahnrad (402); wobei die Zahnstange oder das Zahnrad von dem Antriebselement bewegt werden kann und das Zahnrad oder die Zahnstange betätigt werden kann, um den Ausgebe- bzw. Dosierkolben zu bewegen.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der das Zahnrad (402) eine Reibungsbremse umfasst, so dass die Reibungsbremse durchrutscht, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Stirnfläche erreicht.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der das Zahnrad (402) ein Schwungrad (404) antreibt, so dass dann, wenn der Ausgebe- bzw. Dosierkolben die Stirnfläche erreicht, das Zahnrad (402) gegen den Trägheitswiderstand des Schwungrads gedreht wird.
Injektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich die Antriebskupplung (40) in ihrer Länge nicht verkürzt, solange der Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) eine Stellung zumindest in der Nähe der Stirnfläche (34) erreicht hat.
Injektionsvorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, bei der der Hauptkörper (42) aus einem Kunststoff hergestellt ist, beispielsweise durch Spritzgießen, und die Ableitungs- bzw. Auslassöffnung (56) durch Bohren, beispielsweise mechanisch, mit Hilfe eines Fluids oder eines Lasers, oder während des eigentlichen Spritzgießvorgangs ausgebildet ist.
Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, weiterhin umfassend ein absorbierendes Material mit Dochtwirkung, um Material zurückzuhalten, das aus der Ableitungs- bzw. Auslassöffnung (56) entwichen ist.
Antriebskupplung zur Verwendung in einer Injektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebskupplung aufweist: eine Länge, um sich von dem Antriebselement (66) zu dem Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) der Injektionsspritze (30) zu erstrecken, um eine Bewegung des Antriebselements (66) auf den Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) zu übertragen; wobei die Antriebskupplung (40) in ihrer Länge komprimierbar ist, während gleichzeitig die Vorspannkraft des Federglieds (74) überwunden wird; dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem das Antriebselements (66) den Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) zu der Stirnfläche (34) hin bewegt hat, sich die Antriebskupplung (40) allmählich in ihrer Länge verkürzt und eine ausreichende Kraft überträgt, um die Nadel (36) in ihrer ausgefahrenen Stellung beizubehalten, während der Ausgebe- bzw. Dosierkolben (38) an der Stirnfläche (34) beibehalten wird, solange bis der Mechanismus (72, 74) die Injektionsspritze (30) freigibt.
Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, weiterhin umfassend: einen Eingriff (102), um eine Antriebskraft unmittelbar von der Antriebskupplung auf den Injektionsspritzenkörper (84) zu übertragen, so dass eine Bewegung des Antriebselements zu dem einen Ende hin eine Relativbewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens (82) in der Injektionsspritze bewirkt; wobei der Eingriff frei gegeben bzw. gelöst werden kann, sobald sich die Nadel (100) der Injektionsspritze (84) aus der Öffnung (110) heraus erstreckt, so dass eine Bewegung des Antriebselements zu dem einen Ende hin eine Relativbewegung des Ausgebe- bzw. Dosierkolbens (82) in dem Injektionsspritzenkörper (84) bewirkt.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 21, bei der das Gehäuse (106) einen Freigabeabschnitt (112) umfasst, der mit dem Eingriff (102) zusammenwirkt, um eine Antriebskraft auf die Injektionsspritze (84) freizugeben bzw. zu lösen.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 22, bei der Freigabeabschnitt (112) sich in dem Gehäuse (106) an einer vorbestimmten Position befindet und der Eingriff ein Auslöseglied (102) umfasst, das von dem Freigabeabschnitt (112) betätigt wird, um eine Antriebskraft auf die Injektionsspritze (84) beim Erreichen der vorbestimmten Stellung freizugeben bzw. zu lösen.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, bei der der Eingriff ein federndes Verriegelungselement (102) umfasst und der Freigabeabschnitt (112) zumindest eine Aussparung (112) in einer Wand (106) des Gehäuses umfasst, die ein Durchbiegen des federnden Verriegelungselements (102) zulässt, um die Antriebskraft auf die Injektionsspritze freizugeben.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 24, bei der die zumindest eine Aussparung (112) in das federnde Verriegelungselement (102) eingreift, um so eine weitere Relativbewegung des Injektionsspritzenkörpers (84) in dem Gehäuse zu verhindern.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, bei der die Antriebskupplung eine Fluidkammer (80) umfasst, die zwischen der ersten und zweiten relativ zueinander bewegbaren Wand festgelegt ist, wobei es sich bei der ersten Wand um einen Teil eines Kolbens handelt und das federnde Verriegelungselement (102) auf den Kolben (90) einwirkt.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, bei der: die Antriebskupplung ein steifes Element (202) umfasst, das sich ausgehend von dem Antriebselement (206) erstreckt; der Eingriff zumindest einen Vorsprung (204) auf einer Oberfläche des steifen Elements (202) und ein relativ zu dem Injektionsspritzenkörper ortsfestes Verriegelungselement (200) umfasst, welches in den Vorsprung (204) eingreift; und der Freigabeabschnitt einen Anschlag (214) auf dem Gehäuse zum Eingriff in das Verriegelungselement (200) umfasst, wobei das steife Element (202) das Verriegelungselement (200) gemeinsam mit dem Vorsprung (204) solange bewegt, bis das Verriegelungselement (200) an dem Anschlag (214) in Anlage gerät, woraufhin das Verriegelungselement (200) von dem Vorsprung (204) freigegeben wird.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 27, bei der das Verriegelungselement (200) federelastisch über den Vorsprung (204) hinaus gebogen wird.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 27, bei der das Verriegelungselement (200) als Auslegerbalken an einer Stelle (218) zwischen einem Ende, das in den Vorsprung (204) eingreift, und einem gegenüber liegenden Ende schwenkbeweglich gelagert ist und bei der der Anschlag (214) das gegenüber liegende Ende biegt, um den Eingriff mit dem Vorsprung (204) zu lösen bzw. freizugeben.
Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, bei der der Eingriff die Antriebskupplung mit der Injektionsspritze lösbar verbindet.
Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, bei der der Eingriff einen Teil der Antriebskupplung, welcher gemeinsam mit dem Antriebselement bewegt werden kann, mit einem Teil der Antriebskupplung zur Montage an der Injektionsspritze in einer ortsfesten Position relativ zu der Nadel verbindet.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Antriebskupplung ein sich in Längsrichtung erstreckendes Glied (500a), ein Zahnrad (500b), das auf dem Glied drehbeweglich gelagert ist, sowie eine sich in Längsrichtung erstreckende Zahnstange (500c) zum Eingriff in das Zahnrad (500b) umfasst.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 32, bei der Merkmale (506a, 506b) vorgesehen sind, um einer Drehbewegung des Zahnrads (500b) relativ zu dem Glied (550a) entgegen zu wirken.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 33, bei der die Merkmale einen Dämpfer umfassen.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 32, 33 oder 34, bei der eine Führungsstruktur (506a, 506b) zum Eingriff in einen Abschnitt des Zahnrads (500b) vorgesehen ist, um eine Drehbewegung des Zahnrads solange zu verhindern, bis sich das Zahnrad über eine vorbestimmte Längsposition in der Vorrichtung hinaus bewegt hat, woraufhin das Zahnrad zu drehen beginnt und sich die Antriebskupplung in ihrer Länge verkürzt.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 32, 33, 34 oder 35, bei der die Zahnstange (500c) eine vorbestimmte Länge aufweist, so dass sich das Zahnrad nach einer vorbestimmten Drehung des Zahnrads (500b) über das Ende der Zahnstange (500c) hinaus bewegt und das Glied und die Injektionsspritze freigeben bzw. gelöst werden, um sich relativ zu dem Gehäuse einwärts zu bewegen.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Antriebskupplung ein erstes und ein zweites relativ zueinander drehbares Glied (604a, 604b) umfasst.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 37, bei der Merkmale (612) vorgesehen sind, um einer Relativdrehung des ersten und zweiten Glieds entgegen zu wirken.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 38, bei der die Merkmale einen Dämpfer (610) umfassen.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 38 oder 39, bei der die Merkmale zumindest ein Bauteil (610) umfassen, um sich gegen einen Luftwiderstand zu drehen.
Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 40, bei der eine Führungsstruktur (612) vorgesehen ist, um in das erste und/oder zweite Glied einzugreifen, um eine Relativdrehung solange zu verhindern, bis sich die Antriebskupplung über eine vorbestimmte Längsposition in der Vorrichtung hinaus bewegt hat, woraufhin eine Relativdrehung beginnt und sich die Antriebskupplung in ihrer Länge verkürzt.
Injektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 41, bei der das erste und zweite Glied (604a, 604b) mit Hilfe von einander entsprechenden Gewinden verbunden sind, so dass eine Relativdrehung eine Verkürzung der Länge der Antriebskupplung bewirkt.
Injektionsvorrichtung nach Anspruch 42, bei der die einander entsprechenden Gewinde eine vorbestimmte Ausdehnung aufweisen, so dass nach einem vorbestimmten Ausmaß der Relativdrehung die einander entsprechenden Gewinde und das erste und zweite Glied (604a, 604b) außer Eingriff gelangen und die Injektionsspritze freigegeben bzw. gelöst wird, um sich relativ zu dem Gehäuse einwärts zu bewegen.