EP3773814A1 - Vorrichtung zum applizieren eines fluids - Google Patents

Vorrichtung zum applizieren eines fluids

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Publication number
EP3773814A1
EP3773814A1 EP19714374.6A EP19714374A EP3773814A1 EP 3773814 A1 EP3773814 A1 EP 3773814A1 EP 19714374 A EP19714374 A EP 19714374A EP 3773814 A1 EP3773814 A1 EP 3773814A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
receiving block
cylinder
piston
plateau
roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19714374.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Altermann
Daniel Seeh
Dominic Kamenzin
Manuel MATTES
Robin SAUTER
Thomas Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intervet International BV
Original Assignee
Intervet International BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intervet International BV filed Critical Intervet International BV
Publication of EP3773814A1 publication Critical patent/EP3773814A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/30—Syringes for injection by jet action, without needle, e.g. for use with replaceable ampoules or carpules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/31—Details
    • A61M5/3148—Means for causing or aiding aspiration or plunger retraction
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61M5/31—Details
    • A61M2005/3114—Filling or refilling
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61M5/31—Details
    • A61M2005/3128—Incorporating one-way valves, e.g. pressure-relief or non-return valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/31—Details
    • A61M5/315—Pistons; Piston-rods; Guiding, blocking or restricting the movement of the rod or piston; Appliances on the rod for facilitating dosing ; Dosing mechanisms
    • A61M5/31565—Administration mechanisms, i.e. constructional features, modes of administering a dose
    • A61M5/3159—Dose expelling manners
    • A61M5/31593—Multi-dose, i.e. individually set dose repeatedly administered from the same medicament reservoir

Definitions

  • the present invention relates to a device for applying a fluid, which may be formed for example as a needleless syringe, with the animals, a liquid drug can be administered.
  • Such devices for applying a fluid should be as light, durable and associated with low maintenance costs and expenses.
  • the object of the invention is to provide a device for applying a fluid, which realizes at least one of said properties.
  • the fluid application device comprises a cylinder having an open discharge end, a piston displaceable in the cylinder between a front and a rear end position, which is connected to a piston rod which extends along a first direction over a rear end opposite the open discharge end protruding from the cylinder and is guided in a receiving block, a non-return valve closing the open discharge end (or suction) and a tensioning device connected to the piston rod, which is arranged in the receiving block.
  • the tensioning device can move the piston rod along the first direction in a tensioning operation when the piston is in its front end position until the piston is in its rear end position to thereby fill the cylinder with the fluid to be applied and the piston rod to the open dispensing end to pretend.
  • the tensioning device can release the piston rod in a dispensing operation, so that the piston moves against the first direction up to its front end position due to the applied pretension while applying the fluid in the cylinder via the non-return valve is delivered.
  • the receiving block is formed as a one-piece receiving block, which is produced by an additive manufacturing process.
  • an additive manufacturing process may also be referred to as 3D printing and, for example, be a laser sintering process.
  • the receiving block can be manufactured with a relatively low weight and high rigidity and strength.
  • the total weight of the Appliz istsvoroplasty is kept as low as possible, whereby a comfortable permanent operation for a user is possible.
  • the one-piece design of the receiving block by means of the additive manufacturing method advantageously results in that the receiving block can be made extremely compact, which is not possible with conventional machining production methods.
  • the material used for the receiving block is preferably a metal (or a metal alloy) and in particular titanium used, so that the receiving block of metal (or a metal alloy) and in particular consists of titanium.
  • a metal or a metal alloy
  • titanium or a metal alloy
  • aluminum, steel e.g., maraging steel
  • stainless steel titanium, a nickel alloy and / or a cobalt-chromium alloy
  • Further possible materials are AISiMg alloys, CoCrMo alloys and nickel-chromium alloys.
  • materials which are weldable may be used. All of these materials may be in a form (for example, as a powder) to be able to produce the receiving block therefrom by means of an additive manufacturing process (and in particular by means of laser sintering).
  • the receiving block may include an engine mount, a guide cylinder for the piston rod, at least one receptacle for a control board, a receptacle for a fluid connection for a fluid container and / or at least one Gescousefixierstelle, which is integrally formed with the receiving block / are.
  • the cylinder may be formed together with the check valve as a replaceable front group, which may also be referred to as an exchangeable group, which is detachably connected to the receiving block.
  • the replaceable group can be arranged at the front end of the device according to the invention.
  • a part of the interchangeable group may be in contact with the animal to which the fluid is to be applied when the device according to the invention is used as intended.
  • at least this part of the exchangeable group is ahead of the rest of the device according to the invention.
  • the replaceable group may have a part which forms the distal end of the device according to the invention, so that, for example, the replaceable group may also be referred to as an exchangeable front group.
  • an interchangeable front group is understood in particular to mean that the front group as a whole can be separated from the receiving block and replaced by an identically constructed front group, which is connected for exchange with the receiving block.
  • the front group separate from the receiving block is maintained (e.g., by exchanging wearing parts such as gaskets) and then reconnected to the receiving block.
  • the detachable connection between the front group and the receiving block may in particular be a screw connection. However, it is also any other type of releasable connection, such as e.g. a bayonet connection, possible.
  • the applicator device may comprise a nozzle for needleless application of the fluid, which is connected via the check valve to the open discharge end of the cylinder and which is part of the front group. This makes it possible to replace the nozzle when replacing the front group.
  • the device may comprise a needle or cannula which is connected via the check valve to the open discharge end of the cylinder and which is part of the front group.
  • the needle and cannula may in turn be interchangeable.
  • the Appliz istстsvortechnische invention may have exactly one cylinder with exactly one piston rod and exactly one front group. However, it is also possible that the Applicator having two or more cylinders with two or more piston rods and two or more front groups, which are all the same design, so that two or more identical or different fluids can be applied simultaneously.
  • the individual cylinders may have the same or different volume.
  • the applicator device according to the invention is designed, in particular, as a self-filling applicator device which uses the clamping process to fill the cylinder with the fluid to be applied (for example a liquid to be applied).
  • the applicator may be configured to build up a depression in the cylinder during the tightening operation which, when the piston is in its rear end position, is used to draw the fluid into the cylinder due to the negative pressure.
  • the applicator according to the invention may comprise the motor, which is used to perform the clamping operation. It can also be said that the engine provides the energy needed to build up the bias of the piston rod.
  • the engine may in particular be mounted on the receiving block.
  • an energy source e.g. a battery and / or a rechargeable battery may be provided.
  • the energy source may e.g. be formed in the foot or foot of the Appliz istsvorraum.
  • the energy source can be interchangeable or permanently installed.
  • the tensioner may include a spring that biases the piston rod toward the open discharge end when the piston is in the rear end position.
  • the applicator device may further comprise a ramp rotatable by the motor with a ramp path extending along a helix.
  • the ramp path may increase from a first plateau or level along a grade range to a second plateau or second level and drop from the second plateau via a jump edge to the first plateau.
  • the ramp track thus has a single turn and can be referred to as helical with a step.
  • the tensioning device may further comprise a roller contacting the ramp track which is rotatably mounted in a dog connected to the end of the piston rod protruding from the cylinder such that upon rotation of the ramp the ramp track passes under the roller rotating therethrough.
  • the roller is preferably mounted so that its axis of rotation is perpendicular to the first direction (or perpendicular to the longitudinal axis of the piston rod).
  • the ramp path can be rotated out of contact of the roller with the first plateau so that the roller runs on the slope area to the second plateau and thereby the piston is moved to its rear end position.
  • the ramp path can be rotated from contact of the roller with the second plateau until the roller strikes the first plateau via the trailing edge, thereby moving the piston to its front end position.
  • the distance of the second plateau from the first plateau along the axis of rotation of the ramp preferably corresponds to the distance from the front to the rear end position of the piston along the first direction and thus the piston stroke.
  • the applicator device can be tensioned by means of the motor so that a user can only set a triggering element, such as a triggering element.
  • a triggering element such as a triggering element.
  • a button, a switch, a rocker switch or a button must operate to release the dispensing operation and thus to effect the application of the fluid.
  • many animals are vaccinated quickly one after another with a drug.
  • the gradient region of the ramp path can have a first section adjoining the first plateau and an adjoining second section, wherein the pitch of the second section is greater than the gradient of the first section.
  • the gradient region of the ramp path can be designed so that both sections are linear relative to the angle of rotation of the screw.
  • the first section and / or the second sections have a non-linear course with respect to the angle of rotation.
  • the slope of the respective section is preferably the average slope of the respective section.
  • the non-linear course of the respective section is preferably a course in which the local gradient increases with increasing angle of rotation.
  • the non-linear profile of the respective section may preferably be a concave curvature profile.
  • the rotation angle range (or the rotation angle length) of the first portion may be smaller than the rotation angle range (or the rotation angle length) of the second portion.
  • the ratio of the rotation angle range of the first portion to the rotation angle range of the second portion is not more than 4/6 and not less than 1/9.
  • the roller can have a support region, which rests on the gradient region of the ramp path, and at least one lateral region adjoining it laterally, which has a smaller outer diameter than that of the support region and which does not rest on the gradient region of the ramp path.
  • both the support area and the side area can come into contact with an edge of the ramp path which connects the second plateau to the trailing edge. This leads to the advantage that there is a relatively low rolling or frictional resistance between the roller and the ramp track in the region of the gradient range.
  • both the receiving area and the side area is located on the edge, so that here the support surface is increased, so that there is a smaller pressure. This is advantageous because the transition of the roller over the edge, the highest force acts on the roller, and thus undesirable pressure peaks can be reduced. This increases the durability of the roller.
  • the roller can each have a laterally adjoining side region with a smaller outer diameter than the support region on both sides of the support region. This leads to a further reduction of the pressure on the roller during the transition over the edge.
  • the roller may be formed so that the outer diameter of the support area is constant.
  • the outer diameter of the respective side region may decrease in a direction toward the side of the roll (or in a direction away from the support region or with increasing distance from the support region).
  • the roller may be formed as a plastic roller.
  • the ramp can be made of metal.
  • the piston may be formed integrally with the piston rod.
  • the front end of the piston rod forms the piston.
  • the piston is a separate element that is connected to the piston rod.
  • Embodiment with a plurality of elements or components not to be construed as that all these elements or components are necessary for implementation. Rather, other embodiments may include alternative elements and components, fewer elements or components, or additional elements or components. Elements or components of various embodiments may be combined with each other unless otherwise specified. Modifications and modifications described for one of the embodiments may also be applicable to other embodiments. To avoid repetition, the same or corresponding elements in different figures are denoted by the same reference numerals and not explained several times. From the figures show:
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the Appliz istsvoroplasty 1 according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of the applicator 1 of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a schematic enlarged sectional view of the first front group 13;
  • Fig. 4 is a schematic sectional view of the first front group 13 and the distal end 30 of the receiving block 10 in an unconnected state
  • Figure 5 is a schematic sectional view of the screwed into the distal end of the receiving block 10 first front group 13, the piston 36 is in its rear end position
  • Fig. 6 is a sectional view of Figure 5, wherein the piston 36 is in its front end position and the trigger cage 21 in its release position for the Appliz istsvorgang.
  • FIG. 7 shows a perspective view of the receiving block 10 together with the tensioning device S, wherein the tensioning device S is in the basic position, in which the piston 36 is in its front end position;
  • FIG. 8 shows a perspective illustration of the receiving block 10 together with the tensioning device S according to FIG. 7, wherein the tensioning device S is in its cocked position, in which the piston 36 is in its rear end position;
  • FIG. 9 shows a sectional view of the receiving block 10 together with the tensioning device S according to FIG. 8;
  • FIG. 10 is a perspective enlarged detail view of the rear part of the clamping device S with roller 51 and ramp 52 of a modification of the Applizierungsvortechnik invention 1 with only a cylinder-piston assembly.
  • 1 1 A is a diagram for illustrating the course of the ramp path 53, along the x-axis of the rotation angle and along the y-axis of the Flub along the longitudinal axis of the piston rod 36 is applied,
  • 1 1 B is a diagram illustrating the modified course of the ramp track 53, along the x-axis of the rotation angle and along the y-axis of the stroke along the longitudinal axis of the piston rod 36 is applied
  • Fig. 12 is a perspective view of the roller 51
  • FIG. 13 is a plan view of the roller 51;
  • FIGS. 14 and 15 are perspective views of the receiving block 10;
  • Fig. 16 is a plan view of the receiving block 10
  • 17 is a sectional view of the receiving block 10th
  • the device 1 according to the invention for applying a fluid comprises a housing 2 which has a foot 3, which may be formed as a pedestal 3, a handle portion 4 for holding the device 1, an in Handle portion 4 arranged shutter 5 for actuating the device 1, a head portion 6 having a discharge area 7 and a receptacle 8 in the upper end of the head portion 6 includes.
  • a fluid eg a fluid
  • a housing 2 which has a foot 3, which may be formed as a pedestal 3, a handle portion 4 for holding the device 1, an in Handle portion 4 arranged shutter 5 for actuating the device 1, a head portion 6 having a discharge area 7 and a receptacle 8 in the upper end of the head portion 6 includes.
  • the device 1 according to the invention which can also be referred to as the application device 1, is designed in the embodiment described here for the simultaneous application of two different drugs in animals, wherein the application of the drug is performed without needles by the flaut.
  • a separate cylinder-piston arrangement is provided for each drug, as will be described in detail below, which is designed in each case as Doublephilllertyp such that moving the piston towards the discharge end causes an ejection of the fluid and a opposite movement of the piston causes a filling of the cylinder for the next ejection process.
  • the application device 1 comprises a receiving block 10, which carries a control board 11 and a motor 12, and two front groups 13, 14, of which in the illustration of FIG the front group 13 is visible. Since the front groups 13 and 14 are of identical construction, only the front group 13 will be described below in detail.
  • a drug container M which contains a liquid drug for the front group 13, located.
  • FIG. 3 A sectional view of the front group 13 is shown in Fig. 3.
  • the front group 13 comprises an insert 15, in which a syringe cylinder 16 is formed with an open discharge end 17.
  • a check valve 18 (or a suction valve 18) is arranged on the outlet side.
  • the open discharge end 17 opens, with the check valve 18 open, into a nozzle 19, via which the fluid to be dispensed (here the corresponding liquid drug) is discharged.
  • the check valve 18 is biased by a spring 20 to the open discharge end 17 and closes the open discharge end 17 in the position of the check valve 18 shown in FIG.
  • the front group 13 comprises a triggering cage 21 extending over the nozzle 19, which is pressed and biased by means of a spring 22 in the direction from the open discharge end 17 to the nozzle 19.
  • the trigger cage 21 is displaceably mounted along the longitudinal axis of the front group 13 (from left to right in FIG. 3) so that it is displaced in the direction of the nozzle 19 towards the open discharge end 17 when the application device 1 is applied to the corresponding skin site in the animal and thereby, for example, triggers a contact sensor (not shown) which releases the triggering of the application process, as will be described in detail below.
  • the insert 15 has radially extending feed channels 25 at a proximal end 24 of the syringe barrel 16 opposite the open dispensing end 17, via which the fluid to be applied or the liquid medicament reaches the syringe barrel 16 for a next ejection process.
  • FIG. 4 the front group 13 and the distal end 30 of the receiving block 10 is shown before the screwing.
  • FIG. 5 the two elements 13, 30 are screwed together so that a guided in the receiving block 10 piston rod 35 with a formed at its distal end piston 36 slightly into the syringe barrel 16 and the piston rod 35 is guided by the guide bush 28.
  • the piston rod 35 can, as will be described in detail below, from the basic position shown in FIG.
  • the liquid drug is due to the syringe barrel 16 existing negative pressure from the drug container M via the connecting element 33, the chamber 32, the or the feed channels 25, the transverse bore (s) 38 and the blind bore 37 sucked into the syringe barrel 16 so that it is filled with the liquid drug.
  • the drug can be applied again at the next triggering process, wherein at the beginning of the movement of the piston rod 35 from the basic position to the ejection position, some of the liquid drug is pushed back into the chamber 32 via the feed channels 25.
  • This pushing back is advantageous because it allows the piston 36 and the piston rod 35 to be accelerated more easily, resulting in a higher pressure applied to the remainder of the drug in the syringe barrel 16 and desired for the needleless injection described.
  • the front group 13 which comprises in particular the syringe cylinder 16, the check valve 18 and the nozzle 19, is designed to be interchangeable as a whole. It can by means of its external thread 27 in the corresponding internal thread 31, which is formed at the distal end 30 of the receiving block 10, screwed and unscrewed.
  • the receiving block 10 has a first receiving cylinder 40, into which the piston rod 35 for the first front group 13 is guided, and a second receiving cylinder 140, in which a piston rod 135 for the second front group 14 is on, on. Since the structure of the two cylinder-piston assemblies and thus also of the two receiving cylinders 40, 140 is the same, only the first cylinder-piston arrangement with the first receiving cylinder 40 will be described below in the description of the receiving block 10 substantially. Corresponding elements in the second receiving cylinder 140 are designated by reference numerals, which are larger by 100 than in the elements of the first receiving cylinder 40, but will not be described again.
  • the piston rod 35 passes through the first receiving cylinder 40, in which a spring 41 is included for moving the piston rod 35 from the cocked basic position shown in Fig. 5 to the ejection position shown in Fig. 6.
  • a distal end 42 of the spring 41 abuts against a stop portion 43 of the piston rod 35.
  • the proximal end 44 of the spring 41 abuts a guide bushing 45 screwed into the proximal end of the first receiving cylinder 40 so that upon movement of the piston rod from the ejection positions shown in FIG. 6 along the first direction to the one shown in FIG 5, the spring 41 is compressed and thereby prestressed, as shown in FIG.
  • the end of the piston rod 35 protruding proximally from the receiving cylinder 40 is connected to a driver 50, which has a rotatably mounted roller 51, wherein the axis of rotation of the roller 51 substantially extends perpendicular to the longitudinal axis of the piston rod 35.
  • the ramp 52 has a ramp path 53 which runs along a helix with a single turn, as can be seen in particular from FIGS. 7, 8 and 10.
  • the ramp track 53 has a first linear gradient section S1, which is present up to the angle of rotation a.
  • the pitch transitions into a second linear pitch section S2, which has a greater pitch than the first linear pitch section S1 (between the rotational angles al and a2).
  • the second slope is up to the rotation angle a3 and then passes into a second plateau, in which no increase (or only a very small increase or only a very small decrease) of the pitch z2 with a further increase in the rotation angle to the rotation angle a4 of less than 360 °.
  • an edge 54 is formed due to the trailing edge 46 which connects the second plateau to the first plateau.
  • the piston rod 35 is in its tensioned basic position according to FIG. 5.
  • the application device 1 is thus ready for the application of the liquid medicament.
  • the motor 12 continues to rotate the ramp 52, so that when the rotational angle a5 is exceeded, the roller 51 Runs over the edge 54 and due to the spring tension of the spring 41 abruptly falls back from the pitch z2 to the pitch zO of the first plateau, so that the present in the syringe barrel 16 fluid is ejected in the manner described.
  • the motor 12 then rotates the ramp 52 thereafter to the second plateau and here stops the rotational movement, thereby filling the syringe barrel 16 again with the liquid drug and bringing the plunger rod 35 back to its cocked home position.
  • the Appliz istsvortechnisch 1 is ready for another application process. In this way, the applicator 1 can be repeatedly wound up and released.
  • the two slope sections S1 and S2 form a gradient region extending from the first plateau to the second plateau.
  • the two pitch sections S1 and S2 do not have to be linear with respect to the angle of rotation. They may also, as shown by way of example in FIG. 11B, have a concave curvature (in which the local slope increases with increasing angle of rotation). However, also in this case, the mean slope of the first slope section S1 is smaller than the mean slope of the second slope section S2.
  • tensioning device S The combination of motor 12, ramp 52, driver 50 with roller 51, spring 41, 141 and guide bushing 45, 145 may be referred to as a tensioning device S.
  • the roller 51 comprises a central region 55 which has a constant outside diameter. This is followed on both sides in each case by a side region 56, 57, in which the outer diameter decreases towards the side.
  • An end region 58, 59 adjoins both side regions 56 and 57, which is rounded so that the roller 51 has no edges.
  • the central region 55 is in the rotation angle range from cd to a3 (in particular from aq to a5), whereas the side regions 56 and 57 do not rest in this rotation angle range but only in contact with the overflowing of the edge 54 the ramp track 53 come.
  • the rolling resistance of the roller 51 when tensioning the piston rod 35 (turning the ramp path from the first to the second plateau) is as low as possible.
  • This characteristic of the slope of the ramp track 52 advantageously results in that the durability of the motor 50 is increased.
  • the receiving block 10 is integrally formed.
  • an additive fluffing method has been used, e.g. Laser sintering, selective laser sintering or direct metal laser sintering, with which finer and / or more complex structures can be produced in comparison to cutting processes.
  • the receiving block 10 can thus be provided with a relatively low weight, and a high durability of the applicator 1 can be ensured.
  • the recording block 10 e.g. Aluminum, steel (e.g., maraging steel), stainless steel, titanium, a nickel alloy, and / or a cobalt-chromium alloy.
  • the material for laser sintering is preferably present as metal powder.
  • a thin layer of the powder material can be applied to a construction platform. A laser beam melts the powder exactly at the locations predetermined by computer-generated part design data of the take-up block 10. Thereafter, the building platform is lowered and there is the order of another thin layer of the powder material. The material is melted again and combines at the defined locations with the underlying layer. These steps are repeated until the entire recording block 10 is formed.
  • the receiving block 10 comprises, in addition to the already described receiving cylinders 40, 140 four board receiving points 60, 61, 62 and 63, on which the board 1 1 placed and can be screwed to the receiving block 10, for example.
  • the receiving block comprises an engine mount 64 for receiving and supporting the engine 12. Furthermore, four fixation points 65, 66, 67 and 68 for the outer housing 2 of the Appliz istsvorraum 1 are formed. Portions of corresponding receptacles 265, 266, 267 and 268 of the outer housing 2 are shown in FIGS. 7 to 9.
  • the umbrella-like delivery area 7 is provided, which in addition to the corresponding internal thread 31 and 131 for the first and second front groups 13 and 14 still recordings 69 and 169 for the respective trigger sensor (not shown), the position of the trigger cage 21st 121 detected.
  • an O-ring receiver 70 is formed, into which an O-ring 71 (e.g., Figs. 9, 16, and 17) can be inserted to ensure sealing against the adjacent housing 2 when installed.
  • an O-ring 71 e.g., Figs. 9, 16, and 17
  • the receiving block 10 for each receiving cylinder 40, 140 comprises a receptacle 72, 172, in which the corresponding connection element 33, 133, which may also be referred to as a fluid adapter, can be used.
  • the connecting element 33, 133 is preferably produced by machining.
  • titanium is preferably used as the material for the receiving block 10. This material is on the one hand relatively light and on the other hand ensures the desired strength. Of course, any other suitable material may be used for additive manufacturing processes.
  • the applicator device 1 can also be designed so that the receiving block 10 has only a single receiving cylinder 40, so that only a single drug can be applied in a triggering operation.
  • the second receiving cylinder 140 and the second cylinder-piston rod combination are then preferably omitted.
  • the applicator device 1 is designed as a needleless applicator device 1.
  • it can also be designed as an application device 1 with a needle or a cannula, so that in this case the needle or cannula is stabbed into the skin of the animal and then the application by means of the liquid medicament takes place in the manner described.

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Abstract

Es wird ein Vorrichtung zum Applizieren eines Fluids, mit einem Zylinder (16, 116), der ein offenes Abgabeende (17) aufweist, einem im Zylinder (16, 116) zwischen einer vorderen und hinteren Endposition verschiebbaren Kolben (36), der mit einer Kolbenstange (35) verbunden ist, die entlang einer ersten Richtung über ein dem offenen Abgabeende (17) entgegengesetztes hinteres Ende des Zylinders (16, 16) heraussteht und in einem Aufnahmeblock (10) geführt ist, einem das offene Abgabeende (17) verschließenden Rückschlagventil (18), und einer mit der Kolbenstange (35, 135) verbundenen Spannvorrichtung (S), die im Aufnahmeblock (10) angeordnet ist, bereitgestellt, wobei die Spannvorrichtung (S), wenn der Kolben (36) in seiner vorderen Endposition steht, die Kolbenstange (35, 135) in einem Spannvorgang entlang der ersten Richtung bewegen kann, bis der Kolben (36) in seiner hinteren Endposition steht, um den Zylinder (16, 116) dadurch mit dem zu applizierenden Fluid zu füllen und die Kolbenstange (35, 135) zum offenen Abgabeende (17) hin vorzuspannen, und wobei die Spannvorrichtung (S), wenn der Kolben (36) in seiner hinteren Endposition steht, die Kolbenstange (35, 135) in einem Abgabevorgang freigeben kann, so dass der Kolben (36) aufgrund der anliegenden Vorspannung entgegen der ersten Richtung bis zu seiner vorderen Endposition bewegt und dabei Fluid im Zylinder (16, 116) über das Rückschlagventil (18) zum Applizieren abgegeben wird, wobei der Aufnahmeblock (10) als einstückiger Aufnahmeblock (10) ausgebildet ist, der durch ein additives Herstellungsverfahren hergestellt ist.

Description

Vorrichtung zum Applizieren eines Fluids
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Applizieren eines Fluids, die beispielsweise als nadellose Selbstfüllerspritze ausgebildet sein kann, mit der Tieren ein flüssiges Arzneimittel verabreicht werden kann.
Solche Vorrichtungen zum Applizieren eines Fluids sollen möglichst leicht, langlebig und mit geringen Wartungskosten und -aufwand verbunden sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Applizieren eines Fluids bereitzustellen, die mindestens eine der genannten Eigenschaften verwirklicht.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Applizieren eines Fluids umfasst einen Zylinder, der ein offenes Abgabeende aufweist, einen im Zylinder zwischen einer vorderen und einer hinteren Endposition verschiebbaren Kolben, der mit einer Kolbenstange verbunden ist, die entlang einer ersten Richtung über ein dem offenen Abgabeende entgegengesetztes hinteres Ende des Zylinders heraussteht und in einem Aufnahmeblock geführt ist, ein das offene Abgabeende verschließendes Rückschlagventil (bzw. Ansaugventil) sowie eine mit der Kolbenstange verbundene Spannvorrichtung, die im Aufnahmeblock angeordnet ist. Die Spannvorrichtung kann die Kolbenstange in einem Spannvorgang, wenn der Kolben in seiner vorderen Endposition steht, entlang der ersten Richtung bewegen, bis der Kolben in seiner hinteren Endposition steht, um den Zylinder dadurch mit dem zu applizierenden Fluid zu füllen und die Kolbenstange zum offenen Abgabeende hin vorzuspannen. Ferner kann die Spannvorrichtung, wenn der Kolben in seiner hinteren Endposition steht, die Kolbenstange in einem Abgabevorgang freigeben, so dass der Kolben aufgrund der anliegenden Vorspannung entgegen der ersten Richtung bis zu seiner vorderen Endposition bewegt und dabei das Fluid im Zylinder über das Rückschlagventil zum Applizieren abgegeben wird.
Bei der erfindungsgemäßen Applizierungsvorrichtung ist der Aufnahmeblock als einstückiger Aufnahmeblock ausgebildet, der durch ein additives Herstellungsverfahren hergestellt ist. Ein solches additives Herstellungsverfahren kann auch als 3D-Drucken bezeichnet werden und z.B. ein Lasersinterverfahren sein.
Dies führt dazu, dass der Aufnahmeblock mit relativ geringem Gewicht und hoher Steifigkeit und Festigkeit hergestellt werden kann. Damit wird das Gesamtgewicht der Applizierungsvorrichtung möglichst gering gehalten, wodurch ein angenehmes dauerhaftes Bedienen für einen Benutzer möglich ist.
Ferner führt die einstückige Ausbildung des Aufnahmeblocks mittels des additiven Herstellungsverfahrens in vorteilhafter Weise dazu, dass der Aufnahmeblock äußerst kompakt gestaltet werden kann, was mit herkömmlichen spanabhebenden Herstellungsverfahren nicht möglich ist.
Als Material für den Aufnahmeblock wird bevorzugt ein Metall (oder eine Metall-Legierung) und insbesondere Titan verwendet, so dass der Aufnahmeblock aus Metall (oder einer Metall- Legierung) und insbesondere aus Titan besteht. Ferner kann als Material für den Aufnahmeblock Aluminium, Stahl (z.B. Maraging-Stahl), Edelstahl, Titan, eine Nickel-Legierung und/oder eine Kobalt-Chrom-Legierung verwendet werden. Weitere mögliche Materialien sind AISiMg- Legierungen, CoCrMo-Legierungen sowie Nickel-Chrom-Legierungen. Ferner können Materialien verwendet werden, die schweißbar sind. Alle diese Materialien können in einer Form (z.B. als Pulver) vorliegen, um aus ihnen mittels eines additiven Herstellungsverfahrens (und insbesondere mittels des Lasersinterns) den Aufnahmeblock hersteilen zu können.
Der Aufnahmeblock kann ein Motorlager, einen Führungszylinder für die Kolbenstange, mindestens eine Aufnahme für eine Steuerungsplatine, eine Aufnahme für einen Fluidanschluss für einen Fluidbehälter und/oder mindestens eine Gehäusefixierstelle aufweist, die einstückig mit dem Aufnahmeblock ausgebildet ist/sind.
Der Zylinder kann zusammen mit dem Rückschlagventil als austauschbare Frontgruppe, die auch als austauschbare Gruppe bezeichnet werden kann, ausgebildet sein, die mit dem Aufnahmeblock lösbar verbunden ist.
Damit kann leicht die gesamte Frontgruppe, die dem größten Verschleiß beim Betrieb der Vorrichtung zum Applizieren eines Fluids (bevorzugt einer Flüssigkeit) unterliegt, in eine neue (bevorzugt baugleiche) Frontgruppe getauscht werden, die dann mit dem Aufnahmeblock verbunden wird. Damit wird die Haltbarkeit der gesamten Vorrichtung zum Applizieren eines Fluids deutlich erhöht. Die austauschbare Gruppe kann am vorderen Ende der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet sein. Insbesondere kann z.B. ein Teil der austauschbaren Gruppe bei bestimmungsgemäßen Gebrauch der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Kontakt mit dem Tier stehen, dem das Fluid appliziert werden soll. Insofern steht zumindest dieser Teil der austauschbaren Gruppe von der restlichen erfindungsgemäßen Vorrichtung vor. Die austauschbare Gruppe kann einen Teil aufweisen, der das distale Ende der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet, so dass z.B. aus diesem Grund die austauschbare Gruppe auch als austauschbare Frontgruppe bezeichnet werden kann.
Unter einer austauschbaren Frontgruppe wird hier insbesondere verstanden, dass die Frontgruppe als Ganzes vom Aufnahmeblock getrennt und durch eine baugleiche Frontgruppe ersetzt werden kann, die zum Austausch mit dem Aufnahmeblock verbunden wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die vom Aufnahmeblock getrennte Frontgruppe gewartet wird (indem z.B. Verschleißteile wie Dichtungen ausgetauscht werden) und danach wieder mit dem Aufnahmeblock verbunden wird.
Da die Frontgruppe komplett vom Aufnahmeblock getrennt wird und dann gewartet oder ausgetauscht wird, können unerwünschte Kontaminationen sicher vermieden werden. Dies ist deutlich schwieriger und mit höheren Kosten verbunden, wenn z.B. lediglich die erst verschleißenden O-Ring-Dichtungen in der Frontgruppe einzeln ausgetauscht werden, wenn die Frontgruppe, wie bisher üblich, so verbaut ist, dass sie nicht zerstörungsfrei von der restlichen Applizierungsvorrichtung getrennt werden kann.
Die lösbare Verbindung zwischen der Frontgruppe und dem Aufnahmeblock kann insbesondere eine Schraubverbindung sein. Es ist jedoch auch jede andere Art der lösbaren Verbindung, wie z.B. eine Bajonett-Verbindung, möglich.
Die erfindungsgemäße Applizierungsvorrichtung kann eine Düse zum nadellosen Applizieren des Fluids aufweisen, die über das Rückschlagventil mit dem offenen Abgabeende des Zylinders verbunden ist und die Bestandteil der Frontgruppe ist. Damit ist es möglich, beim Austausch der Frontgruppe auch gleich die Düse mit auszutauschen.
Alternativ kann die Vorrichtung eine Nadel oder Kanüle aufweisen, die über das Rückschlagventil mit dem offenen Abgabeende des Zylinders verbunden ist und die Bestandteil der Frontgruppe ist. Die Nadel und die Kanüle können ihrerseits austauschbar sein.
Die erfindungsgemäße Applizierungsvorrichtung kann genau einen Zylinder mit genau einer Kolbenstange und genau einer Frontgruppe aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Applizierungsvorrichtung zwei oder mehr Zylinder mit zwei oder mehreren Kolbenstangen sowie zwei oder mehrere Frontgruppen aufweist, die alle gleich ausgebildet sind, so dass zwei oder mehr gleiche oder unterschiedliche Fluide gleichzeitig beaufschlagt werden können. Die einzelnen Zylinder können gleiches oder unterschiedliches Volumen aufweisen.
Die erfindungsgemäße Applizierungsvorrichtung ist insbesondere als Selbstfüller- Applizierungsvorrichtung ausgebildet, die den Spannvorgang dazu nutzt, dass der Zylinder mit dem zu applizierenden Fluid (z.B. eine zu applizierende Flüssigkeit) gefüllt wird.
Dies kann z.B. so realisiert sein, dass während des gesamten Spannvorgangs schon ein Auffüllen des Zylinders stattfindet. Alternativ kann die Applizierungsvorrichtung so ausgebildet sein, dass während des Spannvorgangs ein Unterdrück in dem Zylinder aufgebaut wird, der dann, wenn der Kolben in seiner hinteren Endposition steht, dazu benutzt wird, dass das Fluid aufgrund des Unterdrucks in den Zylinder gesaugt wird. Dazu kann beispielsweise der Kolben in seinem distalen Ende eine sich in Längsrichtung der Kolbenstange erstreckende Sackbohrung aufweisen, von der ein oder mehrere radiale Bohrungen abzweigen, die in der hinteren Endposition des Kolbens eine Fluidverbindung zu einem Reservoir des zu applizierenden Fluids hersteilen.
Die erfindungsgemäße Applizierungsvorrichtung kann den Motor aufweisen, der zum Durchführen des Spannvorganges genutzt wird. Man kann auch sagen, dass über den Motor die Energie bereitgestellt wird, die zum Aufbau der Vorspannung der Kolbenstange notwendig ist. Der Motor kann insbesondere am Aufnahmeblock gelagert sein.
Zum Betrieb des Motors sowie etwaiger weiterer Verbraucher kann als Energiequelle z.B. eine Batterie und/oder ein Akkumulator, der wiederaufladbar ist, vorgesehen sein. Die Energiequelle kann z.B. im Fuß oder als Fuß der Applizierungsvorrichtung ausgebildet sein. Ferner kann die Energiequelle austauschbar oder fest eingebaut sein.
Die Spannvorrichtung kann eine Feder aufweisen, die die Kolbenstange zum offenen Abgabeende hin vorspannt, wenn der Kolben in der hinteren Endposition steht.
Die erfindungsgemäße Applizierungsvorrichtung kann ferner eine mittels des Motors drehbare Rampe mit einer sich entlang einer Schraubenlinie erstreckenden Rampenbahn aufweisen. Die Rampenbahn kann von einem ersten Plateau oder Niveau entlang eines Steigungsbereiches zu einem zweiten Plateau oder zweiten Niveau ansteigen und vom zweiten Plateau über eine Sprungflanke zum ersten Plateau abfallen. Die Rampenbahn weist somit eine einzige Windung auf und kann als wendelförmig mit einer Stufe bezeichnet werden. Die Spannvorrichtung kann ferner eine die Rampenbahn kontaktierende Walze, die in einen Mitnehmer, der mit dem aus dem Zylinder herausstehenden Ende der Kolbenstange verbunden ist, drehbar gelagert ist, aufweisen, so dass bei Drehung der Rampe die Rampenbahn unter der sich dadurch drehenden Walze durchläuft. Die Walze ist bevorzugt so gelagert, dass ihre Drehachse senkrecht zur ersten Richtung (bzw. senkrecht zur Längsachse der Kolbenstange) ist.
Für den Spannvorgang kann die Rampenbahn ausgehende von einem Kontakt der Walze mit dem ersten Plateau so gedreht werden, dass die Walze auf dem Steigungsbereich bis zum zweiten Plateau läuft und dadurch der Kolben in seine hintere Endposition bewegt wird. Für den Abgabevorgang kann die Rampenbahn ausgehend von einem Kontakt der Walze mit dem zweiten Plateau so lange gedreht werden, bis die Walze über die Sprungflanke auf das erste Plateau trifft und dadurch der Kolben in seine vordere Endposition bewegt wird.
Der Abstand des zweiten Plateaus vom ersten Plateau entlang der Drehachse der Rampe entspricht bevorzugt dem Abstand von der vorderen zur hinteren Endposition des Kolbens entlang der ersten Richtung und somit dem Kolbenhub.
Mittels der Rampe und der Walze wird somit die Drehbewegung des Motors in eine translatorische Bewegung der Kolbenstange entlang ihrer Längsachse umgesetzt. Es kann damit die Applizierungsvorrichtung mittels des Motors gespannt werden, so dass ein Benutzer lediglich ein Auslöseelement, wie z.B. eine Taste, ein Schalter, eine Schaltwippe oder einen Knopf, betätigen muss, um den Abgabevorgang freizugeben und damit das Applizieren des Fluids zu bewirken. Damit können z.B. viele Tiere schnell nacheinander mit einem Medikament geimpft werden.
Der Steigungsbereich der Rampenbahn kann einen an das erste Plateau anschließenden ersten Abschnitt und einen daran anschließenden zweiten Abschnitt aufweisen, wobei die Steigung des zweiten Abschnitts größer ist als die Steigung des ersten Abschnitts.
Damit wird vorteilhaft erreicht, dass zu Beginn des Spannvorgangs eine geringere Steigung der Rampenbahn vorliegt, wodurch der Motor weniger Kraft oder Drehmoment aufbringen muss. Dies ist beim Anlaufen des Motors von Vorteil, da beim Anlaufen mehr Strom gezogen wird. Sobald der erste Abschnitt in den zweiten Abschnitt übergeht, ist diese Anlaufproblematik überwunden, so dass hier eine größere Steigung leicht realisiert werden kann. Dies erhöht die Haltbarkeit des Motors. Der Steigungsbereich der Rampenbahn kann so ausgebildet sein, dass beide Abschnitte bezogen auf den Drehwinkel der Schraube linear sind. Es ist jedoch auch möglich, dass der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitte einen nicht-linearen Verlauf bezogen auf den Drehwinkel aufweisen. In diesem Fall ist die Steigung des jeweiligen Abschnitts bevorzugt die mittlere Steigung des jeweiligen Abschnitts. Der nicht-lineare Verlauf des jeweiligen Abschnitts ist bevorzugt ein Verlauf, bei dem die lokale Steigung mit zunehmenden Drehwinkel zunimmt. Der nicht-lineare Verlauf des jeweiligen Abschnitts kann bevorzugt ein konkaver Krümmungsverlauf sein.
Insbesondere kann der Drehwinkelbereich (bzw. die Drehwinkellänge) des ersten Abschnitts kleiner sein als der Drehwinkelbereich (bzw. die Drehwinkellänge) des zweiten Abschnitts. Bevorzugt beträgt das Verhältnis des Drehwinkelbereichs des ersten Abschnitts zum Drehwinkelbereich des zweiten Abschnitts nicht mehr als 4/6 und nicht weniger als 1/9.
Bei der erfindungsgemäßen Applizierungsvorrichtung kann die Walze einen Auflagebereich, der auf dem Steigungsbereich der Rampenbahn aufliegt, und mindestens einen sich daran seitlich anschließenden Seitenbereich, der einen geringeren Außendurchmesser als der des Auflagebereiches aufweist und der nicht auf dem Steigungsbereich der Rampenbahn aufliegt, aufweisen. Beim Abgabevorgang kann sowohl der Auflagebereich als auch der Seitenbereich in Kontakt mit einer das zweite Plateau mit der Sprungflanke verbindenden Kante der Rampenbahn kommen. Dies führt zu dem Vorteil, dass ein relativ geringer Roll- oder Reibwiderstand zwischen der Walze und der Rampenbahn im Bereich des Steigungsbereiches vorliegt. Beim Übergang über die Kante für den Abgabevorgang liegt dann sowohl der Aufnahmebereich als auch der Seitenbereich auf der Kante auf, so dass hier die Auflagefläche vergrößert ist, so dass ein kleinerer Druck vorliegt. Dies ist von Vorteil, da beim Übergang der Walze über die Kante die höchste Kraft auf die Walze einwirkt, und somit unerwünschte Druckspitzen vermindert werden können. Damit wird die Haltbarkeit der Walze erhöht.
Insbesondere kann die Walze auf beiden Seiten des Auflagebereichs je einen seitlich anschließenden Seitenbereich mit geringerem Außendurchmesser als der des Auflagebereiches aufweisen. Dies führt zu einer weiteren Verringerung des Drucks auf die Walze beim Übergang über die Kante.
Die Walze kann so ausgebildet sein, dass der Außendurchmesser des Auflagebereichs konstant ist. Der Außendurchmesser des jeweiligen Seitenbereichs kann in einer Richtung zur Seite der Walze hin (bzw. in einer Richtung weg vom Auflagebereich oder mit größer werdendem Abstand vom Auflagebereich) abnehmen. Die Walze kann als Kunststoff-Walze ausgebildet sein. Die Rampe kann aus Metall bestehen.
Der Kolben kann einstückig mit der Kolbenstange ausgebildet sein. In diesem Fall bildet das vordere Ende der Kolbenstange den Kolben. Es ist jedoch auch möglich, dass der Kolbe ein separates Element ist, dass mit der Kolbenstange verbunden ist.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Applizierungsvorrichtung 1 ;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht der Applizierungsvorrichtung 1 von Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische vergrößerte Schnittansicht der ersten Frontgruppe 13;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht der ersten Frontgruppe 13 sowie des distalen Endes 30 des Aufnahmeblocks 10 in einem nicht miteinander verbundenen Zustand; Fig. 5 eine schematische Schnittansicht der in das distale Ende des Aufnahmeblocks 10 eingeschraubten ersten Frontgruppe 13, wobei der Kolben 36 in seiner hinteren Endposition steht; Fig. 6 eine Schnittansicht gemäß Fig. 5, wobei der Kolben 36 in seiner vorderen Endposition und der Auslösekäfig 21 in seiner Freigabeposition für den Applizierungsvorgang steht;
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Aufnahmeblocks 10 samt Spannvorrichtung S, wobei die Spannvorrichtung S in der Grundstellung ist, in der sich der Kolben 36 in seiner vorderen Endposition befindet;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des Aufnahmeblocks 10 samt Spannvorrichtung S gemäß Fig. 7, wobei die Spannvorrichtung S in ihrer gespannten Stellung ist, in der sich der Kolben 36 in seiner hinteren Endposition befindet;
Fig. 9 eine Schnittansicht des Aufnahmeblocks 10 samt Spannvorrichtung S gemäß Fig. 8;
Fig. 10 eine perspektivische vergrößerte Detail-Darstellung des hinteren Teils der Spannvorrichtung S mit Walze 51 und Rampe 52 einer Abwandlung der erfindungsgemäßen Applizierungsvorrichtung 1 mit nur einer Zylinder-Kolben- Anordnung;
Fig. 1 1 A ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs der Rampenbahn 53, wobei entlang der x- Achse der Drehwinkel und entlang der y-Achse der Flub entlang der Längsachse der Kolbenstange 36 aufgetragen ist,
Fig. 1 1 B ein Diagramm zur Darstellung des abgewandelten Verlaufs der Rampenbahn 53, wobei entlang der x-Achse der Drehwinkel und entlang der y-Achse der Hub entlang der Längsachse der Kolbenstange 36 aufgetragen ist,
Fig. 12 eine perspektivische Darstellung der Walze 51 ;
Fig. 13 eine Draufsicht der Walze 51 ; Fig. 14 und 15 perspektivische Darstellungen des Aufnahmeblocks 10;
Fig. 16 eine Draufsicht des Aufnahmeblocks 10, und Fig. 17 eine Schnittansicht des Aufnahmeblocks 10.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Applizieren eines Fluids (z.B. einer Flüssigkeit) ein Gehäuse 2, das einen Fuß 3, der als Standfuß 3 ausgebildet sein kann, einen Griffabschnitt 4 zum Halten der Vorrichtung 1 , einen im Griffabschnitt 4 angeordneten Auslöser 5 zum Betätigen der Vorrichtung 1 , einen Kopfbereich 6 mit einem Abgabebereich 7 sowie eine Aufnahme 8 im oberen Ende des Kopfbereiches 6 umfasst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 , die auch als Applizierungsvorrichtung 1 bezeichnet werden kann, ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zum gleichzeitigen Applizieren von zwei unterschiedlichen Arzneimitteln bei Tieren ausgebildet, wobei die Applikation der Arzneimittel nadellos durch die Flaut durchgeführt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Applizierungsvorrichtung 1 ist für jedes Medikament, wie nachfolgend noch im Detail beschrieben wird, eine separate Zylinder-Kolben-Anordnung vorgesehen, die jeweils als Selbstfüllertyp derart ausgebildet ist, dass ein Bewegen des Kolbens zum Abgabeende hin ein Ausspritzen des Fluids bewirkt und eine entgegengesetzte Bewegung des Kolbens ein Auffüllen des Zylinders für den nächsten Ausspritzvorgang bewirkt.
Wie der schematischen Schnittdarstellung der Applizierungsvorrichtung 1 in Fig. 2 zu entnehmen ist, umfasst die Applizierungsvorrichtung 1 einen Aufnahmeblock 10, der eine Steuerungsplatine 11 sowie einen Motor 12 trägt, sowie zwei Frontgruppen 13, 14, von denen in der Darstellung von Fig. 2 nur die Frontgruppe 13 sichtbar ist. Da die Frontgruppen 13 und 14 baugleich ausgebildet sind, wird nachfolgend im Detail im Wesentlichen nur die Frontgruppe 13 beschrieben. In der Aufnahme 8 ist schematisch ein Medikamentenbehälter M, der ein flüssiges Arzneimittel für die Frontgruppe 13 enthält, eingezeichnet.
Eine Schnittdarstellung der Frontgruppe 13 ist in Fig. 3 gezeigt. Die Frontgruppe 13 umfasst einen Einsatz 15, in dem ein Spritzenzylinder 16 mit einem offenen Abgabeende 17 ausgebildet ist. Am offenen Abgabeende 17 ist austrittsseitig ein Rückschlagventil 18 (bzw. ein Ansaugventil 18) angeordnet. Das offene Abgabeende 17 mündet, bei geöffnetem Rückschlagventil 18, in eine Düse 19, über die das abzugebende Fluid (hier das entsprechende flüssige Arzneimittel) abgegeben wird.
Das Rückschlagventil 18 ist über eine Feder 20 zum offenen Abgabeende 17 hin vorgespannt und verschließt das offene Abgabeende 17 bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung des Rückschlagventils 18. Ferner umfasst die Frontgruppe 13 einen sich über die Düse 19 erstreckenden Auslösekäfig 21 , der mittels einer Feder 22 in der Richtung vom offenen Abgabeende 17 zur Düse 19 hin gedrückt und vorgespannt wird. Der Auslösekäfig 21 ist entlang der Längsachse der Frontgruppe 13 (von links nach rechts in Fig. 3) verschiebbar gelagert, so dass er beim Ansetzen der Applizierungsvorrichtung 1 auf die entsprechende Hautstelle beim Tier in Richtung von der Düse 19 zum offenen Abgabeende 17 hin verschoben wird und dabei beispielsweise einen (nicht gezeigten) Kontaktsensor auslöst, der das Auslösen des Applikationsvorganges freigibt, wie nachfolgend noch im Detail beschrieben wird.
Der Einsatz 15 weist an einem dem offenen Abgabeende 17 gegenüberliegenden proximalen Ende 24 des Spritzenzylinders 16 radial verlaufende Zuführkanäle 25 auf, über die das zu applizierende Fluid bzw. das flüssige Arzneimittel für einen nächsten Ausspritzvorgang in den Spritzenzylinder 16 gelangt.
Am proximalen Ende 26 der Frontgruppe 13 ist ein Außengewinde 27 ausgebildet sowie eine Führungsbuchse 28 angeordnet, so dass die Frontgruppe 13 in ein distales Ende 30 des Aufnahmeblocks 10 (Fig. 4) eingeschraubt werden kann, da im distalen Ende 30 ein Innengewinde 31 für das Außengewinde 27 der Frontgruppe 13 vorgesehen ist. In Fig. 4 ist die Frontgruppe 13 und das distale Ende 30 des Aufnahmeblocks 10 vor dem Einschraubvorgang gezeigt. In Fig. 5 sind die beiden Elemente 13, 30 miteinander verschraubt, so dass eine im Aufnahmeblock 10 geführte Kolbenstange 35 mit einem an ihrem distalen Ende ausgebildeten Kolben 36 geringfügig in den Spritzenzylinder 16 einsteht und die Kolbenstange 35 durch die Führungsbuchse 28 geführt ist. Die Kolbenstange 35 kann, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird, von der in Fig. 5 gezeigten Grundposition (nachfolgend auch Grundstellung genannt) zu der in Fig. 6 gezeigten Ausspritz- bzw. Abgabeposition (nachfolgend auch Ausspritz- bzw. Abgabestellung genannt) in Richtung zum offenen Abgabeende 17 hin bewegt werden und von dieser wieder zurück in die in Fig. 5 gezeigte Grundposition.
Steht die Kolbenstange 35 in der Grundposition steht, ist ihr distales Ende und somit der Kolben 36 in seiner hinteren Endposition (Fig. 5). Wenn die Kolbenstange 35 in der Abgabeposition steht, befindet sich der Kolben 36 in seiner vorderen Endposition (Fig. 6).
Wenn die Kolbenstange 35 in der in Fig. 5 gezeigten Grundposition positioniert ist, ist der Spritzenzylinder 16 mit dem auszuspritzenden flüssigen Arzneimittel gefüllt. Eine Bewegung der Kolbenstange 35 hin zum offenen Abgabeende 17 führt dann dazu, dass das Rückschlagventil 18 öffnet und so die Flüssigkeit über die Düse 19 als Strahl abgegeben wird, der so weit in die Haut des Tieres einschneidet, dass das Arzneimittel durch diesen Schnitt in die Haut appliziert werden kann.
Bei der Rückwärtsbewegung von der in Fig. 6 gezeigten Abgabestellung zu der in Fig. 5 gezeigten Grundstellung (eine Bewegung entlang einer ersten Richtung) schließt das Rückschlagventil 18 und wird im Spritzenzylinder 16 ein Unterdrück erzeugt, der umso größer wird, je weiter die Kolbenstange 35 vom offenen Abgabeende 17 weg bewegt wird. Sobald die Kolbenstange 35 in ihre Grundposition gebracht ist, liegt eine Fluidverbindung zwischen dem Spritzenzylinder 16 und mindestens einem der Zuführkanäle 25 vor. Um die Fluidverbindung zu realisieren, ist eine axiale Sackbohrung 37 im distalen Ende des Kolbens 36 und mindestens eine sich von der Sackbohrung 37 radial erstreckende Querbohrung 38, deren der Sackbohrung 37 abgewandtes Ende in einem der Zuführkanäle 25 mündet, ausgebildet. Da die Zuführkanäle 25 ihrerseits in eine zwischen dem Einsatz 15 und dem distalen Ende 30 des Aufnahmeblocks 10 gebildete Kammer 32 münden, die über ein Anschlusselement 33 mit dem nur in Fig. 2 gezeigten Medikamentenbehälter M verbunden ist, wird das flüssige Arzneimittel aufgrund des im Spritzenzylinder 16 vorhandenen Unterdrucks aus dem Medikamentenbehälter M über das Anschlusselement 33, die Kammer 32, den bzw. die Zuführkanäle 25, die Querbohrung(en) 38 und die Sackbohrung 37 in den Spritzenzylinder 16 gesaugt, so dass dieser mit dem flüssigen Arzneimittel gefüllt wird. Somit kann beim nächsten Auslösevorgang erneut das Arzneimittel appliziert werden, wobei zu Beginn der Bewegung der Kolbenstange 35 von der Grundposition zur Ausspritzposition etwas vom flüssigen Arzneimittel über die Zuführkanäle 25 in die Kammer 32 zurückgedrückt wird. Dieses Zurückdrücken ist vorteilhaft, da dadurch der Kolben 36 bzw. die Kolbenstange 35 leichter beschleunigt werden kann, was zu einem höheren Druck führt, mit dem das restliche Arzneimittel im Spritzenzylinder 16 beaufschlagt wird und der für die beschriebene nadellose Injektion gewünscht ist.
Die Frontgruppe 13, die insbesondere den Spritzenzylinder 16, das Rückschlagventil 18 sowie die Düse 19 umfasst, ist als Ganzes austauschbar ausgebildet. Sie kann mittels ihrem Außengewinde 27 in das entsprechende Innengewinde 31 , das am distalen Ende 30 des Aufnahmeblocks 10 ausgebildet ist, eingeschraubt und wieder ausgeschraubt werden. Nachdem die Frontgruppe 13 einem Verschleiß im Betrieb der Applizierungsvorrichtung 1 unterliegt, kann somit eine abgenutzte Frontgruppe 13 leicht gegen eine neue baugleiche Frontgruppe 13 ausgetauscht werden. Dies führt vorteilhaft dazu, dass die Applizierungsvorrichtung 1 insgesamt länger benutzt werden kann, da die verschleißanfälligsten Bestandteile der Applizierungsvorrichtung 1 leicht ausgetauscht werden können.
Da die Frontgruppe 13 komplett austauschbar ist, können unerwünschte Kontaminationen sicher vermieden werden, was deutlich schwieriger zu vermeiden und mit höheren Kosten verbunden wäre, wenn z.B. die zuerst verschleißenden O-Ring-Dichtungen bei aus dem Stand bekannten Applizierungsvorrichtungen im Bereich des Zylinders, der fest und nicht austauschbar mit der restlichen aus dem Stand bekannten Vorrichtung verbunden ist, einzeln ausgetauscht werden würden.
Wie am besten aus Fig. 7 bis 9 ersichtlich ist, weist der Aufnahmeblock 10 einen ersten Aufnahmezylinder 40, in den die Kolbenstange 35 für die erste Frontgruppe 13 geführt ist, sowie einen zweiten Aufnahmezylinder 140, in dem eine Kolbenstange 135 für die zweite Frontgruppe 14 geführt ist, auf. Da der Aufbau der beiden Zylinder-Kolben-Anordnungen und somit auch der beiden Aufnahmezylinder 40, 140 gleich ist, wird nachfolgend bei der Beschreibung des Aufnahmeblocks 10 im Wesentlichen nur die erste Zylinder-Kolben-Anordnung mit dem ersten Aufnahmezylinder 40 beschrieben. Entsprechende Elemente beim zweiten Aufnahmezylinder 140 werden mit Bezugszeichen bezeichnet, die um 100 größer sind als bei den Elementen des ersten Aufnahmezylinders 40, werden aber nicht nochmal beschrieben.
Die Kolbenstange 35 verläuft durch den ersten Aufnahmezylinder 40, in dem eine Feder 41 zur Bewegung der Kolbenstange 35 von der in Fig. 5 gezeigten gespannten Grundposition zu der in Fig. 6 gezeigten Ausspritzposition enthalten ist. Ein distales Ende 42 der Feder 41 liegt an einem Anschlagabschnitt 43 der Kolbenstange 35 an. Das proximale Ende 44 der Feder 41 liegt an einer Führungsbuchse 45, die in das proximale Ende des ersten Aufnahmezylinders 40 eingeschraubt ist, an, so dass bei einer Bewegung der Kolbenstange von der in Fig. 6 gezeigten Ausspritzpositionen entlang der ersten Richtung zu der in Fig. 5 gezeigten vorgespannten Grundposition die Feder 41 komprimiert und dadurch vorgespannt wird, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist.
Wie insbesondere aus der vergrößerten perspektivischen Darstellung in Fig. 10 zu entnehmen ist, ist das aus dem Aufnahmezylinder 40 proximal herausstehende Ende der Kolbenstange 35 mit einem Mitnehmer 50 verbunden, der eine drehbar gelagerte Walze 51 aufweist, wobei sich die Drehachse der Walze 51 im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Kolbenstange 35 erstreckt.
Bei der perspektivischen Darstellung in Fig. 10 ist eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Applizierungsvorrichtung 1 gezeigt. Bei dieser Abwandlung ist nur eine einzige Zylinder-Kolben- Anordnung ausgebildet und der Mitnehmer 50 ist mit dem proximalen Ende der Kolbenstange 35 sowie dem proximalen Ende einer Führungsstange 39, die im Aufnahmeblock 10 verschiebbar gelagert ist, verbunden. Die Walze 51 läuft auf einer sich unter der Walze 51 drehenden Rampe 52, die durch den Motor 12 um eine Achse parallel zur Längsachse der Kolbenstange 35 gedreht wird. Als Stromversorgung für den Motor kann eine Batterie und/oder ein Akkumulator, der wiederaufladbar ist, vorgesehen sein. Die Batterie und/oder der Akkumulator kann z.B. im Fuß 3 oder als Fuß 3 der Applizierungsvorrichtung 1 angeordnet sein.
Die Rampe 52 weist eine Rampenbahn 53 auf, die entlang einer Schraubenlinie mit einer einzigen Windung verläuft, wie insbesondere Fig. 7, 8 und 10 zu entnehmen ist.
In Fig. 1 1 A ist der Drehwinkel a gegenüber dem Gangunterschied z parallel zur Längsrichtung der Kolbenstange 35 aufgetragen, wobei davon ausgegangen wird, dass beim Drehwinkel von aq = 0° die geringste Ganghöhe zO vorliegt und der Kolben 36 in seiner vorderen Endposition steht. Wird nun die Rampe 52 gedreht, läuft die Rampenbahn 53 unter der Walze 51 durch und führt dazu, dass die Drehbewegung der Rampenbahn 53 in eine translatorische Bewegung der Walze 51 samt Mitnehmer 50 und somit der Kolbenstange 35 entlang der Längsachse der Kolbenstange 35 umgesetzt wird, so dass die Kolbenstange 35 von ihrer in Fig. 6 gezeigten Ausspritzposition zu der in Fig. 5 gezeigten Grundposition bewegt wird.
Dazu verläuft die abgewickelte Rampenbahn 53 gemäß Fig. 1 1 A so, dass vom Drehwinkel aq bis zu einem Drehwinkel al ein erstes Plateau (Steigung = 0 oder nur etwas größer oder etwas kleiner als Null) vorliegt. Ab dem Drehwinkel al weist die Rampenbahn 53 einen ersten linearen Steigungsabschnitt S1 auf, die bis zum Drehwinkel al vorliegt. Beim Drehwinkel a2 (und der entsprechenden Ganghöhe z1 ) geht die Steigung in einen zweiten linearen Steigungsabschnitt S2 über, der eine größere Steigung als die erste lineare Steigungsabschnitt S1 (zwischen den Drehwinkeln al und a2) aufweist. Die zweite Steigung liegt bis zum Drehwinkel a3 vor und geht danach in ein zweites Plateau über, in dem keine Zunahme (oder nur eine sehr geringe Zunahme oder nur eine sehr geringe Abnahme) der Ganghöhe z2 bei einer weiteren Zunahme des Drehwinkels bis zum Drehwinkel a4 von kleiner als 360° erfolgt.
Beim Drehwinkel a5 ist aufgrund der Sprungflanke 46, die das zweite Plateau mit dem ersten Plateau verbindet, eine Kante 54 ausgebildet.
In dem Bereich von a3 bis a4 ist die Kolbenstange 35 in ihrer gespannten Grundposition gemäß Fig. 5. Die Applizierungsvorrichtung 1 ist somit bereit für die Applikation des flüssigen Arzneimittels.
Wird nun der Auslöser 5 betätigt und steht der Auslösekäfig 21 in der Auslöseposition, dreht der Motor 12 die Rampe 52 weiter, so dass beim Überschreiten des Drehwinkels a5 die Walze 51 über die Kante 54 läuft und aufgrund der Federspannung der Feder 41 schlagartig von der Ganghöhe z2 auf die Ganghöhe zO des ersten Plateaus zurückfällt, so dass das in dem Spritzenzylinder 16 vorhandene Fluid in der beschriebenen Art und Weise ausgespritzt wird.
Der Motor 12 dreht die Rampe 52 danach weiter bis zum zweiten Plateau und stoppt hier die Drehbewegung, so dass dadurch der Spritzenzylinder 16 erneut mit dem flüssigen Arzneimittel gefüllt wird und die Kolbenstange 35 wieder in ihre gespannte Grundposition gebracht ist. Somit ist die Applizierungsvorrichtung 1 für einen weiteren Applikationsvorgang bereit. In dieser Art und Weise kann die Applizierungsvorrichtung 1 wiederholt aufgezogen und ausgelöst werden.
Die beiden Steigungsabschnitte S1 und S2 bilden einen Steigungsbereich, der vom ersten Plateau bis zum zweiten Plateau verläuft. Die beiden Steigungsabschnitte S1 und S2 müssen nicht linear bezogen auf den Drehwinkel verlaufen. Sie können auch, wie beispielhaft in Fig. 1 1 B gezeigt ist, eine konkave Krümmung (bei der die lokale Steigung mit zunehmenden Drehwinkel zunimmt) aufweisen. Jedoch ist auch in diesem Fall die mittlere Steigung des ersten Steigungsabschnitts S1 kleiner als die mittlere Steigung des zweiten Steigungsabschnitts S2.
Der Kombination aus Motor 12, Rampe 52, Mitnehmer 50 mit Walze 51 , Feder 41 , 141 und Führungsbuchse 45, 145 kann als Spannvorrichtung S bezeichnet werden.
Wie insbesondere Fig. 12 und 13 zu entnehmen ist, umfasst die Walze 51 einen Mittelbereich 55, der einen konstanten Außendurchmesser aufweist. Daran schließt sich zu beiden Seiten jeweils ein Seitenbereich 56, 57 an, in dem der Außendurchmesser zur Seite hin abnimmt.
An beide Seitenbereiche 56 und 57 schließt sich jeweils ein Endbereich 58, 59 an, der abgerundet ist, damit die Walze 51 keine Kanten aufweist. Der Mittelbereich 55 liegt bei Drehung der Rampe 52 auf der Rampenbahn 53 im Drehwinkelbereich von cd bis a3 (insbesondere von aq bis a5) auf, wohingegen die Seitenbereiche 56 und 57 in diesem Drehwinkelbereich nicht aufliegen, sondern nur beim Überlaufen der Kante 54 in Kontakt mit der Rampenbahn 53 kommen . Somit kann der Rollwiderstand der Walze 51 beim Spannen der Kolbenstange 35 (Drehen der Rampenbahn vom ersten zum zweiten Plateau) möglichst gering ist. Beim Übergang vom zweiten bzw. oberen Plateau (Drehwinkelbereich a3 bis a4) der Rampenbahn 53 zum unteren Plateau (Drehwinkelbereich al bis a2) sind auch die Seitenbereiche 56 und 57 in Kontakt mit der Kante 54, wodurch sich in vorteilhafter Weise die Kräfte zwischen der Walze 51 und der Kante 54 der Rampenbahn 52 auf eine größere Auflagefläche verteilen (Mittelbereich 55 sowie die beiden Seitenbereiche 56, 57), so dass ein kleinerer Druck vorliegt. Dadurch wird die Haltbarkeit der Vorrichtung 1 und insbesondere der Walze 51 erhöht. Die in Verbindung mit Fig. 1 1 A und 1 1 B beschriebene Charakteristik der Steigung der Rampenbahn 53 ist von Vorteil, da zu Beginn (Drehwinkelbereich al bis a2) eine kleinere Steigung vorliegt, so dass weniger Drehmomente durch den Motor 50 bereitgestellt werden muss. Dies ist gerade beim Anlaufen des Motors 50 ausgehend vom ersten Plateau von Vorteil, da der Motor 50 in diesem Bereich üblicherweise mehr Strom zieht. Wenn die Ganghöhe z1 erreicht ist, kann die höhere Steigung im Drehwinkelbereich von o,2 bis a3 problemlos vom Motor 50 bewältigt werden.
Diese Charakteristik der Steigung der Rampenbahn 52 führt in vorteilhafter Weise dazu, dass die Haltbarkeit des Motors 50 erhöht ist.
Wie am besten aus den Darstellungen von Fig. 14 bis 17 zu entnehmen ist, ist der Aufnahmeblock 10 einstückig ausgebildet. Dabei wurde hier beispielsweise ein additives Flerstellungsverfahren eingesetzt, wie z.B. Lasersintern, selektives Lasersintern oder direktes Metall-Lasersintern, mit dem feinere und/oder komplexere Strukturen im Vergleich zu spanabhebenden Verfahren erzeugt werden können. Der Aufnahmeblock 10 kann somit mit einem relativ geringen Gewicht bereitgestellt werden und es kann eine große Haltbarkeit der Applizierungsvorrichtung 1 gewährleistet werden.
Als Material für den Aufnahmeblock 10 kann z.B. Aluminium, Stahl (z.B. Maraging-Stahl), Edelstahl, Titan, eine Nickel-Legierung und/oder eine Kobalt-Chrom-Legierung verwendet werden. Dabei liegt das Material für das Lasersintern bevorzugt als Metallpulver vor. Zur additiven bzw. schichtweisen Herstellung des Aufnahmeblocks 10 kann eine dünne Schicht des Pulverwerkstoffs auf eine Bauplattform aufgetragen werden. Ein Laserstrahl schmilzt das Pulver exakt an den Stellen auf, die von computergenerierten Bauteil-Konstruktionsdaten des Aufnahmeblocks 10 vorgegeben sind. Danach wird die Bauplattform abgesenkt und es erfolgt der Auftrag einer weiteren dünnen Schicht des Pulverwerkstoffs. Der Werkstoff wird erneut aufgeschmolzen und verbindet sich an den definierten Stellen mit der darunterliegenden Schicht. Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis der gesamte Aufnahmeblock 10 gebildet ist.
Der Aufnahmeblock 10 umfasst neben den bereits beschriebenen Aufnahmezylindern 40, 140 vier Platinenaufnahmestellen 60, 61 , 62 und 63, auf die die Platine 1 1 aufgesetzt und mit dem Aufnahmeblock 10 beispielsweise verschraubt werden kann.
Ferner umfasst der Aufnahmeblock ein Motorlager 64 zur Aufnahme und Lagerung des Motors 12. Des Weiteren sind vier Fixationsstellen 65, 66, 67 und 68 für das Außengehäuse 2 der Applizierungsvorrichtung 1 ausgebildet. Abschnitte von entsprechenden Aufnahmen 265, 266, 267 und 268 des Außengehäuses 2 sind in Fig. 7 bis 9 eingezeichnet.
Am distalen Ende des Aufnahmeblocks 10 ist der schirmartige Abgabebereich 7 vorgesehen, der neben dem entsprechenden Innengewinde 31 und 131 für die erste und zweite Frontgruppe 13 und 14 noch Aufnahmen 69 und 169 für den jeweiligen Auslösesensor (nicht gezeigt), der die Stellung des Auslösekäfigs 21 , 121 detektiert, aufweist.
Des Weiteren ist im Abgabebereich 7 eine O-Ring-Aufnahme 70 ausgebildet, in die ein O-Ring 71 (z.B. Fig. 9, 16 und 17) eingesetzt werden kann, um eine Abdichtung gegenüber dem anliegenden Gehäuse 2 im eingebauten Zustand zu gewährleisten.
Ferner umfasst der Aufnahmeblock 10 für jeden Aufnahmezylinder 40, 140 eine Aufnahme 72, 172, in die das entsprechende Anschlusselement 33, 133, das auch als Fluidadapter bezeichnet werden kann, eingesetzt werden kann.
Das Anschlusselement 33, 133 ist bevorzugt zerspanend hergestellt.
Als Material für den Aufnahmeblock 10 wird bevorzugt Titan eingesetzt. Dieses Material ist einerseits relativ leicht und gewährleistet andererseits die gewünschte Festigkeit. Es kann natürlich jedes andere geeignete Material für additive Herstellungsverfahren verwendet werden.
Bei der bisherigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass zwei unterschiedliche Medikamente gleichzeitig appliziert werden sollen. Die erfindungsgemäße Applizierungsvorrichtung 1 kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass der Aufnahmeblock 10 nur einen einzelnen Aufnahmezylinder 40 aufweist, so dass auch nur ein einziges Medikament bei einem Auslösevorgang appliziert werden kann. Der zweite Aufnahmezylinder 140 sowie die zweite Zylinder-Kolbenstange-Kombination sind dann bevorzugt weggelassen.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde davon ausgegangen, dass die Applizierungsvorrichtung 1 als nadellose Applizierungsvorrichtung 1 ausgebildet ist. Sie kann jedoch auch als Applizierungsvorrichtung 1 mit einer Nadel bzw. einer Kanüle ausgebildet sein, so dass in diesem Fall die Nadel bzw. Kanüle in die Haut des Tieres einzustechen ist und danach die Beaufschlagung mittels des flüssigen Arzneimittels in der beschriebenen Art und Weise erfolgt.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zum Applizieren eines Fluids, mit
einem Zylinder (16, 1 16), der ein offenes Abgabeende (17) aufweist,
einem im Zylinder (16, 1 16) zwischen einer vorderen und hinteren Endposition verschiebbaren Kolben (36), der mit einer Kolbenstange (35) verbunden ist, die entlang einer ersten Richtung über ein dem offenen Abgabeende (17) entgegengesetztes hinteres Ende des Zylinders (16, 1 16) heraussteht und in einem Aufnahmeblock (10) geführt ist,
einem das offene Abgabeende (17) verschließenden Rückschlagventil (18) und einer mit der Kolbenstange (35, 135) verbundenen Spannvorrichtung (S), die im
Aufnahmeblock (10) angeordnet ist,
wobei die Spannvorrichtung (S), wenn der Kolben (36) in seiner vorderen Endposition steht, die Kolbenstange (35, 135) in einem Spannvorgang entlang der ersten Richtung bewegen kann, bis der Kolben (36) in seiner hinteren Endposition steht, um den Zylinder (16, 1 16) dadurch mit dem zu applizierenden Fluid zu füllen und die Kolbenstange (35, 135) zum offenen Abgabeende (17) hin vorzuspannen, und
wobei die Spannvorrichtung (S), wenn der Kolben (36) in seiner hinteren Endposition steht, die Kolbenstange (35, 135) in einem Abgabevorgang freigeben kann, so dass der Kolben (36) aufgrund der anliegenden Vorspannung entgegen der ersten Richtung bis zu seiner vorderen Endposition bewegt und dabei Fluid im Zylinder (16, 1 16) über das Rückschlagventil (18) zum Applizieren abgegeben wird,
wobei der Aufnahmeblock (10) als einstückiger Aufnahmeblock (10) ausgebildet ist, der durch ein additives Flerstellungsverfahren hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei
der Aufnahmebock (10) als Metall-Aufnahmeblock (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
der Aufnahmeblock (10) ein Motorlager (64), einen Führungszylinder (40, 140) für die Kolbenstange (35, 135), mindestens eine Aufnahme (60, 61 , 62, 63) für eine Steuerungsplatine (1 1 ), eine Aufnahme (72, 172) für einen Fluidanschluss (33) für einen Fluidbehälter (M) und/oder mindestens eine Gehäusefixierstelle (65, 66, 67, 68) aufweist, die einstückig mit dem Aufnahmeblock (10) ausgebildet ist/sind. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei
die Spannvorrichtung (S) eine Feder (41 , 141 ) aufweist, die Kolbenstange (35, 135) zum offenen Abgabeende hin vorspannt, wenn der Kolben (36) in der hinteren Endposition steht.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei
die Spannvorrichtung (S) eine mittels eines Motors (12) drehbare Rampe (52) mit einer sich entlang einer Schraubenlinie erstreckenden Rampenbahn (53) aufweist,
wobei die Rampenbahn (53) von einem ersten Plateau entlang eines Steigungsbereiches (S1 , S2) zu einem zweiten Plateau ansteigt und vom zweiten Plateau über eine
Sprungflanke (46) zum ersten Plateau abfällt,
wobei die Spannvorrichtung (S) ferner eine die Rampenbahn (53) kontaktierende Walze (51 ), die in einem Mitnehmer (50), der mit dem aus dem Zylinder (16, 1 16)
herausstehenden Ende der Kolbenstange (35, 135) verbunden ist, drehbar gelagert ist, aufweist, so dass bei Drehung der Rampe (52) die Rampenbahn (53) unter der sich dadurch drehenden Walze (51 ) durchläuft,
wobei für den Spannvorgang die Rampenbahn (53) ausgehend von einem Kontakt der Walze (51 ) mit dem ersten Plateau so gedreht wird, dass die Walze (51 ) auf dem
Steigungsbereich bis zum zweiten Plateau läuft und dadurch der Kolben (36) in seine hintere Endposition bewegt wird,
wobei für den Abgabevorgang die Rampenbahn (53) ausgehend von einem Kontakt der Walze (51 ) mit dem zweiten Plateau so lange gedreht wird, bis die Walze (51 ) über die Sprungflanke (46) auf das erste Plateau trifft und dadurch der Kolben (36) in seine vordere Endposition bewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei
der Motor (12) im Aufnahmeblock (10) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei
der Steigungsbereich der Rampenbahn (53) einen an das erste Plateau anschließenden ersten Abschnitt (S1 ) und einen daran anschließenden zweiten Abschnitt (S2) aufweist, wobei die Steigung des zweiten Abschnitts (S2) größer ist als die Steigung des ersten Abschnitts (S1 ).
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei
beide Abschnitte (S1 , S2) bezogen auf den Drehwinkel der Schraubenlinie linear verlaufen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Drehwinkellänge des ersten Abschnitts (S1 ) kleiner ist als der Drehwinkellänge des zweiten Abschnitts (S2).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei
die Walze (51 ) einen Auflagebereich (55), der auf dem Steigungsbereich (S1 , S2) der
Rampenbahn (53) aufliegt, und mindestens einen sich daran seitlich anschließenden Seitenbereich (56, 57), der einen geringeren Außendurchmesser als der Auflagebereich (55) aufweist und der nicht auf dem Steigungsbereich (S1 , S2) der Rampenbahn (53) aufliegt, aufweist,
wobei beim Abgabevorgang sowohl der Auflagebereich (55) als auch der Seitenbereich
(56, 57) in Kontakt mit einer das zweite Plateau mit der Sprungflanke (46) verbindenden Kante (54) der Rampenbahn (53) kommt.
11 . Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei
die Walze (51 ) auf beiden Seiten des Auflagebereiches (55) je einen seitlich anschließenden Seitenbereich (56, 57) mit geringerem Außendurchmesser als der des Auflagebereichs (55) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei
der Außendurchmesser des jeweiligen Seitenbereichs (56, 57) in einer Richtung zur Seite der Walze (51 ) hin abnimmt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei
die Walze (51 ) im Mitnehmer (50) so gelagert ist, dass ihre Drehachse senkrecht zur ersten Richtung ist.
14. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der
wobei der Zylinder (16, 1 16) zusammen mit dem Rückschlagventil (18) als
austauschbare Frontgruppe (13, 14) ausgebildet ist, die mit dem Aufnahmeblock (10) lösbar verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei
die lösbare Verbindung zwischen Frontgruppe (13, 14) und Aufnahmeblock (10) eine Schraubverbindung ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Vorrichtung eine Düse (19) zum nadellosen Applizieren des Fluids aufweist, die über das Rückschlagventil (18) mit dem offenen Abgabeende des Zylinders (16, 1 16) verbunden ist und die Bestandteil der Frontgruppe (13, 14) ist.
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