PL220720B1

PL220720B1 - Urządzenie wstrzykujące z mechanizmem resetu dawki

Info

Publication number: PL220720B1
Application number: PL398051A
Authority: PL
Inventors: Adam Stefański
Original assignee: Copernicus Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2015-12-31
Also published as: US20150133871A1; JP2015506779A; PL398051A1; BR112014019641A8; KR20140124809A; AU2017248510A1; WO2013119132A1; CN107019829A; ZA201406530B; EA201491503A1; CN104159628A; CA2863394A1; BR112014019641A2; IN2014DN06794A; US20170216532A1; EP2812056A1; AU2013217824A1

Abstract

Urządzenie wstrzykujące z mechanizmem resetu dawki umożliwia zwolnienie energii, zgromadzonej w środku sprężystym (17) z automatycznym wycofaniem elementu wskaźnikowego (16) do zerowego położenia początkowego, bez powodowania ruchu osiowego gwintowanego tłoczyska (10), przy jednorazowym ruchu elementu nastawiania dawki w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki. Sprzęgło resetu (13) ma postać przesuwnego osiowo, kształtowego elementu sprzęgowego, przemieszczanego za pomocą elementu nastawiania dawki (4), ponadto sprzęgło resetu (13) jest połączone funkcjonalnie z zespołem wykonawczym, zawierającym zapadkę (6), nakrętkę (8) i gwintowane tłoczysko (10), przystosowanym do współpracy ze środkiem sprężystym (17) w taki sposób, że przy zwolnieniu sprzęgła resetu (13) zespół wykonawczy jest rozłączany od środka sprężystego (17) z zachowaniem połączenia tego środka sprężystego (17) z elementem wskaźnikowym (16).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie wstrzykujące z mechanizmem resetu dawki, zwłaszcza do podawania insuliny. Urządzenie ma zastosowanie do wielokrotnego podawania nastawianych porcji leku z wymiennego pojemnika z możliwością resetu wcześniej ustawionej dawki i jej ponownego nastawienia.

Znane jest z WO 2010089417 urządzenie wstrzykujące do wielokrotnego podawania nastawianych porcji leku z wymiennego pojemnika. W tym urządzeniu element nastawiania dawki współpracuje poprzez sprzęgłowy mechanizm zapadkowy z mechanizmem napędowym. W szczególności, urządzenie zawiera tuleję sterującą połączoną z cylindrycznym elementem wskaźnikowym, pokrętło, tuleję sprzęgłową, sprężynę skrętną, blokadę sprężyny, gwintowane tłoczysko, mechanizm zapadkowy, nakrętkę, blokadę gwintowanego tłoczyska, spust i obudowę mechanizmu. Znane rozwiązanie nie ujawnia mechanizmu całkowitego resetu ustawionej dawki.

Z WO 9307922 znane jest urządzenie wstrzykujące z jednokierunkowym sprzęgłem pomiędzy mechanizmem nastawiania dawki i elementem napędowym tłoka, które uniemożliwia zamianę ruchu obrotowego związanego z ustawianiem dawki na przemieszczanie się elementu napędowego tłoka podczas ustawiania dawki. W celu wykonania resetu wcześniej ustalonej dawki, to wcześniej wymienione jednokierunkowe sprzęgło rozłącza się przez przemieszczanie osiowe za pomocą podnoszących wideł. Jednak w celu wykonania resetu urządzenie to wymaga wykonania nieporęcznej i złożonej dla użytkownika operacji aktywowania mechanizmu resetu w jednej części urządzenia wraz z równoczesnym ręcznym wciskaniem pokrętła, znajdującego się na końcu urządzenia.

EP1351732 przedstawia automatyczne urządzenie wstrzykujące z mechanizmem resetu, zawierające obudowę, zespół napędowy, środki sprężyste, zespół nastawiania dawki zamontowany w obudowie oraz spust przemieszczalny względem obudowy. W rozwiązaniu tym istnieje możliwość selektywnej korekty dawki przez przemieszczanie elementu nastawiania dawki w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki. W przypadku konieczności wykonania resetu całej nastawionej dawki, element nastawiania dawki w postaci pokrętła jest wielokrotnie obracany ręcznie aż do osiągnięcia pozycji zerowej.

EP1954337 przedstawia automatyczne urządzenie wstrzykujące zawierające element nastawiania dawki w postaci pokrętła umieszczonego obrotowo na obudowie oraz spust umieszczony przesuwnie względem tej obudowy przeznaczony do uwalniania energii zgromadzonej w sprężynie w celu wprowadzenia w ruch obrotowy nakrętki napędzającej gwintowane tłoczysko. Urządzenie to ma także mechanizm zwalniania skumulowanej energii nagromadzonej w sprężynie, bez powodowania ruchu osiowego gwintowanego tłoczyska, w postaci dodatkowego przycisku sprzęgniętego z wymienioną obudową, mającego możliwość osiowego przemieszczania się względem niej. Korekta dawki w tym rozwiązaniu jest możliwa przy wciśnięciu wymienionego przycisku, które powoduje jednocześnie przekręcanie pokrętła w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki. W przypadku konieczności wykonania resetu całej nastawionej dawki, czynność powtarzana jest aż do osiągnięcia pozycji zerowej.

To znane rozwiązanie pozwala również na stopniowe zmniejszanie wcześniej ustawionej dawki przez pokręcanie elementu nastawiania dawki w postaci pokrętła w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki. Wykorzystując ten sposób resetu dawki, całkowity reset wcześniej ustawionej dawki jest możliwy do wykonania po ręcznym przekręceniu pokrętła o taką liczbę obrotów, jaka była wykonana przy nastawianiu dawki.

Znane jest także z WO 2011025448 urządzenie wstrzykujące z mechanizmem resetu dawki, zawierające obudowę przeznaczoną do łączenia z pojemnikiem na podawany lek. Znane urządzenie zawiera także mechanizm ustawiania dawki, umieszczony obrotowo w obudowie, przeznaczony do nastawiania dawki, gdy jest obracany w jedną stronę oraz do resetu dawki, gdy jest obracany w stronę przeciwną. W celu wykonywania resetu, obracając pokrętło, wywołuje się nacisk drugiej części członu resetu na kształtowy występ umieszczony na sprężystym ramieniu, powodując jego wyzębianie z występu członu napędowego. Jednak podczas resetu, pod wpływem siły nagromadzonej w elemencie sprężystym, druga część członu resetu przemieszcza się, a siła działająca na kształtowy występ umieszczony na sprężystym ramieniu powoduje jego ponowne zazębienie z występem członu napędowego. Z tego powodu nie jest możliwe wykonanie całkowitego automatycznego resetu wcześniej ustawionej dawki przy jednokrotnym przekręceniu mechanizmu ustalania dawki o określony kąt. Ponadto, konstrukcja tego znanego rozwiązania wymusza stosowanie wiotkich i delikatnych elementów resetu podatnych na odkształcenia.

PL 220 720 B1

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urządzenia wstrzykującego z prostym w obsłudze mechanizmem resetu, pozwalającym na automatyczne ustalenie elementu wskaźnikowego w pozycji wyjściowej za pomocą energii zgromadzonej w środku sprężystym, uwolnionej poprzez element nastawiania dawki, bez powodowania ruchu osiowego gwintowanego tłoczyska, tak aby w trakcie całkowitego automatycznego resetu wcześniej ustawionej dawki wywołanego ograniczonym jednokrotnym ruchem elementu nastawiania dawki w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki, element nastawiania dawki pozostał nieruchomy.

Dodatkowym celem wynalazku jest wyeliminowanie wszelkich drobnych i wiotkich elementów, biorących udział zarówno w ustawianiu dawki jak i w jej resecie, które w trakcie pracy urządzenia są narażone na złamania, odkształcenia lub wytarcia, a przez to zmniejszenie awaryjności urządzenia i zwiększenie dokładności dozowania podawanego leku.

Innym celem wynalazku jest zwiększenie szybkości wykonywania operacji całkowitego resetu, z jednoczesnym uproszczeniem obsługi urządzenia przy wykonywaniu tej operacji.

Kolejnym celem wynalazku jest wyeliminowanie niekontrolowanego wypływu leku z pojemnika w trakcie wykonywania całkowitego resetu, przy ograniczonym jednokrotnym ruchu elementu nastawiania dawki, poprzez uniezależnienie zespołu wykonawczego od środka sprężystego po skumulowaniu w nim energii, tak by nie dopuścić do powodowania naprężeń w zespole wykonawczym, które skutkowałyby ich przenoszeniem na pojemnik z lekiem i doprowadzeniem do niepożądanego wykraplania leku w trakcie tej operacji.

Urządzenie według wynalazku zostało zdefiniowane w zastrzeżeniu niezależnym. W szczególności, rozwiązanie według wynalazku charakteryzuje się tym, że sprzęgło resetu ma postać przesuwnego osiowo, kształtowego elementu sprzęgowego, przemieszczanego za pomocą elementu nastawiania dawki, a ponadto sprzęgło resetu jest połączone funkcjonalnie z zespołem wykonawczym przystosowanym do współpracy ze środkiem sprężystym w taki sposób, że przy zwolnieniu sprzęgła resetu, zespół wykonawczy jest rozłączany od środka sprężystego z zachowaniem połączenia tego środka sprężystego z elementem wskaźnikowym, który przyjmuje wówczas automatycznie stałą pozycję wyjściową.

Korzystnie, sprzęgło resetu łączy w sposób rozłączalny zapadkę ze sprzęgową tuleją, która jest sprzężona ze środkiem sprężystym i z elementem wskaźnikowym.

Korzystnie, sprzęgło resetu jest przesuwane osiowo poprzez poosiowy ruch tulei sprzęgłowej związany z ruchem elementu nastawiania dawki w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki.

Korzystnie, sprzęgło resetu współpracuje z zespołem osiowych krzywek tak, że ruch elementu nastawiania dawki w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki wywołuje osiowy przesuw tulei sprzęgłowej oraz osiowy przesuw sprzęgła resetu.

Korzystnie, pierwsza osiowa krzywka jest zespolona z zapadką ustaloną osiowo poprzez tarczę oporową łożyska, a druga osiowa krzywka jest zespolona z osiowo-przesuwną tuleją sprzęgłową.

Korzystnie, łożysko jest ustalone osiowo i zabezpieczone przed obrotem w obudowie za pomocą pierścieniowego występu i wzdłużnych występów.

Korzystnie, pomiędzy zapadką a tarczą oporową jest umieszczone zapadkowe koło zębate połączone z nakrętką.

Korzystnie, nakrętka i zapadka są ustalone osiowo przez przeciwległe płaszczyzny tarczy oporowej łożyska.

Korzystnie, zapadka ma występy sprzęgowe do przesuwnego łączenia ze sprzęgłem resetu.

Korzystnie, sprzęgło resetu ma postać wielowypustowego koła zębatego.

Korzystnie, sprzęgło resetu jest osadzone przesuwnie na tulei sprzęgłowej w kontakcie z osiową krzywką.

Korzystnie, pomiędzy sprzęgłem resetu a sprzęgową tuleją jest osadzona sprężyna resetu dociskająca to sprzęgło resetu do zapadki i utrzymująca jego zazębienie z występami sprzęgowymi.

Korzystnie, element nastawiania dawki ma postać pokrętła, które jest osadzone obrotowo w obudowie z możliwością obrotu w kierunku nastawiania dawki oraz w kierunku przeciwnym, zapewniającym obrót i osiowy przesuw tulei sprzęgłowej.

Korzystnie element nastawiania dawki jest przystosowany do przyjmowania dowolnej pozycji z zakresu pracy względem elementu wskaźnikowego znajdującego się w stałej pozycji wyjściowej.

Korzystnie, element nastawiania dawki wykonuje mniej niż jeden pełny obrót w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki, zapewniający ustalenie elementu wskaźnikowego w pozycji wyjściowej bez powodowania ruchu osiowego gwintowanego tłoczyska. Bardziej korzystnie, element nastawiania dawki wykonuje obrót o wartości kątowej mniejszej niż 90°.

PL 220 720 B1

Korzystnie, środek sprężysty ma postać skrętnej sprężyny.

Korzystnie, element nastawiania dawki w postaci pokrętła jest zabezpieczony przed osiowym przesuwem względem obudowy za pomocą pierścieniowego występu i jest sprzężony z tuleją sprzęgłową, z zachowaniem osiowego luzu umożliwiającego osiowy przesuw tej tulei sprzęgłowej względem elementu nastawiania dawki podczas ruchu elementu nastawiania dawki w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki.

Korzystnie, osiowy luz umożliwiający osiowy przesuw tulei sprzęgłowej względem elementu nastawiania dawki jest mniejszy niż maksymalny osiowy skok wywołany względnym obrotem osiowych krzywek oraz jest większy niż minimalny przesuw sprzęgła resetu umożliwiający zwolnienie tego sprzęgła resetu z zazębienia z występami sprzęgowymi.

Poprzez zastosowanie sprzęgła resetu w postaci przesuwnego osiowo pomiędzy zespołem wykonawczym a środkiem sprężystym kształtowego elementu sprzęgowego, przy zwalnianiu sprzęgła resetu uzyskano możliwość rozłączania tego zespołu wykonawczego od środka sprężystego, zachowując połączenie tego środka sprężystego z elementem wskaźnikowym tak, że zwolniona energia zgromadzona w środku sprężystym wywołuje automatyczne wycofanie elementu wskaźnikowego do pozycji wyjściowej, bez powodowania ruchu osiowego gwintowanego tłoczyska, a zatem bez podawania ustalonej nastawą dawki leku.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na proste i szybkie wykonanie operacji resetu ustawionej dawki przez zwolnienie energii zgromadzonej w środku sprężystym i spowodowanie powrotu elementu wskaźnikowego do zerowego położenia początkowego, zainicjowanym jednorazowym ruchem elementu nastawiania dawki w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki, bez konieczności selektywnego korygowania dawki przez szereg operacji stopniowego zmniejszania dawki. Umożliwia to między innymi szybką wymianę pojemnika bez utraty leku. Taki szybki i dokładny automatyczny reset jest szczególnie przydatny, gdy jedno urządzenie służy do podania różnych typów danego leku, co występuje często na przykład w insulinoterapii, gdy zachodzi konieczność częstej wymiany wybranych pojemników z lekiem.

Wykonanie całkowitego i automatycznego resetu za pomocą powrotnego przemieszczenia elementu nastawiania dawki przyspiesza i upraszcza wykonanie tej operacji, zwłaszcza przez osoby o zmniejszonej sprawności manualnej lub wzrokowej, ponieważ wykonanie resetu dawki w urządzeniu według wynalazku nie jest związane z koniecznością znalezienia i uruchomienia dodatkowego przycisku.

Wymuszenie ruchu osiowego sprzęgła resetu przez zespół osiowych krzywek pozwala na wykonywanie resetu nastawionej dawki przy wykonaniu obrotu elementu nastawiania dawki o stałą wartość, w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki, niezależnie od wielkości wcześniej nastawionej dawki. Po zainicjowaniu ruchu resetu przez użytkownika elementem nastawiania dawki, pozostaje on nieruchomy. Przez ustalenie osiowe nakrętki i zapadki na przeciwległych płaszczyznach tarczy oporowej łożyska, podczas wykonywania resetu możliwe jest zwiększanie siły docisku tej zapadki do zapadkowego koła zębatego. Ustabilizowane w ten sposób zapadkowe koło zębate stabilizuje nakrętkę, co skutkuje zmniejszeniem drgań tłoczyska. Przez takie dodatkowe ustabilizowanie zespołu wykonawczego jest on mniej podatny na wszelkie zakłócenia od innych części mechanizmu, co skutkuje zmniejszeniem niekontrolowanego wypływu leku z pojemnika w trakcie wykonywania całkowitego resetu.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

fig. 1 przedstawia przekrój osiowy urządzenia wstrzykującego;

fig. 2 powiększony przekrój osiowy urządzenia bez obudowy pojemnika i nasadki, przy zablokowanej prowadnicy gwintowanego tłoczyska; fig. 3a przekrój poprzeczny przez nakrętkę wzdłuż linii A-A oznaczonej na fig. 2; fig. 3b przekrój poprzeczny przez zębatkowe koło zębate nakrętki wzdłuż linii B-B oznaczonej na fig. 2;

fig. 3c przekrój poprzeczny przez sprzęgło resetu wzdłuż linii C-C oznaczonej na fig. 2;

fig. 3d przekrój poprzeczny przez ciągnącą nakrętkę wzdłuż linii D-D oznaczonej na fig. 2;

fig. 3e przekrój poprzeczny przez część elementu wskaźnikowego wzdłuż linii E-E oznaczonej na fig. 2;

fig. 4a częściowy przekrój podłużny przez obudowę z widokiem prowadnicy gwintowanego tłoczyska w położeniu z zamontowaną obudową pojemnika;

fig. 4b częściowy przekrój podłużny przez obudowę z widokiem prowadnicy gwintowanego tłoczyska w położeniu z wykręconą obudową pojemnika;

PL 220 720 B1 fig. 5a częściowy przekrój podłużny przez obudowę z widokiem nakrętki zablokowanej przez spust;

fig. 5b częściowy przekrój podłużny przez obudowę z widokiem nakrętki odblokowanej przez spust;

fig. 6 rozstrzelony widok aksonometryczny elementów ustalonych osiowo i promieniowo przez łożysko;

fig. 7a szczegół z przekrojem osiowym przez łożysko z zesprzęglonym sprzęgłem resetu;

fig. 7b szczegół z przekrojem osiowym przez łożysko z rozłączonym sprzęgłem resetu;

fig. 8a rozstrzelony widok aksonometryczny elementów współpracujących ze sprzęgłem resetu;

fig. 8b rozstrzelony widok aksonometryczny elementów współpracujących ze sprzęgłem resetu, taki jak na fig. 8a, pokazany z innej strony;

fig. 9a częściowy przekrój podłużny elementów współpracujących ze środkiem sprężystym i z elementem wskaźnikowym;

fig. 9b rozstrzelony widok aksonometryczny elementów z fig. 9a;

zaś fig. 10 rozstrzelony widok aksonometryczny całego urządzenia według wynalazku.

Jak przedstawiono na fig. 1, obudowa 1 mechanizmu wraz z osłonową nasadką 2 nakładaną na obudowę pojemnika 3 ma wygląd urządzenia piszącego takiego jak pióro. Obudowa pojemnika 3 zabezpieczona osłonową nasadką 2 jest przeznaczona do przyjmowania wymiennego pojemnika ze wstrzykiwanym lekiem, nie pokazanego na rysunku, i jest mocowana po jednej stronie obudowy 1 mechanizmu. Po stronie przeciwnej względem nasadki 2 osadzony jest element nastawiania dawki 4 wstrzykiwanego leku mający postać pokrętła obrotowo osadzonego na obudowie 1.

Jak pokazano w powiększeniu na fig. 2, element nastawiania dawki 4 jest sprzężony poprzez tuleję sprzęgłową 5 z zapadką 6, która współpracuje z zapadkowym kołem zębatym 7 i przy nastawianiu dawki zazębia się z kolejnymi zębami tego zapadkowego koła zębatego 7. Zapadkowe koło zębate 7 jest połączone sztywno z nakrętką 8 osadzoną obrotowo w ślizgowym łożysku 9, umieszczonym na stałe w osi obudowy 1 mechanizmu. Wewnątrz tulei sprzęgłowej 5 jest umieszczone przesuwnie gwintowane tłoczysko 10, współpracujące z gwintem nakrętki 8. Niekołowy przekrój poprzeczny gwintowanego tłoczyska 10, przy suwliwej współpracy z dopasowanym do niego otworem prowadnicy 11 pozwala na zablokowanie ruchu obrotowego i umożliwia wzdłużne, osiowe przemieszczanie się gwintowanego tłoczyska 10 wewnątrz tulei sprzęgłowej 5. Zapadkowe koło zębate 7 i nakrętka 8 są ustalone w kierunku osiowym poprzez rozdzielającą je tarczę oporową 9a ślizgowego łożyska 9, tak że pomiędzy zapadkowym kołem zębatym 7 i nakrętką 8 nie są przenoszone siły osiowe, lecz tylko momenty obrotowe.

Zespół wykonawczy w postaci zapadki 6, nakrętki 8 i gwintowanego tłoczyska 10 jest sprzęgnięty w sposób rozłączny ze sprzęgową tuleją 12 za pomocą przesuwnego osiowo sprzęgła resetu 13, a ta sprzęgowa tuleja 12 jest ustalona osiowo wewnątrz obudowy 1 i łączy się poprzez tuleję sterującą 14 i ciągnącą nakrętkę 15 z cylindrycznym elementem wskaźnikowym 16 oraz ze środkiem sprężystym 17 mającym postać sprężyny skrętnej. Przy osiowym przesuwie sprzęgła resetu 13, podczas pokonywania siły nacisku sprężyny resetu 18, nie jest wywoływany ruch osiowy gwintowanego tłoczyska 10, ponieważ nakrętka 8 i zapadka 6 są rozdzielone tarczą oporową 9a ślizgowego łożyska, a ponadto nakrętka 8 jest zablokowana przed obrotem poprzez spust 19. Obrót elementu nastawiania dawki 4 w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara powoduje skręcanie tego środka sprężystego 17 i gromadzenie w nim energii potrzebnej do wstrzyknięcia nastawionej dawki leku.

Tuleja sprzęgłowa 5 jest połączona przez zespół osiowych krzywek 20, 21 z zapadką 6, której występy sprzęgłowe 6a zazębiają się ze sprzęgłem resetu 13, zaś zewnętrzne zęby sprzęgła resetu 13 są zazębione z wewnętrznymi zębami sprzęgowej tulei 12. Sprzęgło resetu 13, w korzystnym wykonaniu ma postać wielowypustowego pierścieniowego koła zębatego z zębami ukształtowanymi na swej zewnętrznej powierzchni, natomiast współpracujące z tym sprzęgłem resetu 13 występy sprzęgowe 6a i sprzęgowa tuleja 12 mają ukształtowane odpowiednie wielowypusty wewnętrzne.

Środek sprężysty 17, w preferowanym rozwiązaniu w postaci sprężyny skrętnej, jest sprzężony jednym końcem z obudową 1 za pomocą blokującej tulei 22, a swym drugim końcem ze sprzęgową tuleją 12. Przez obrót elementu nastawiania dawki 4 w postaci pokrętła w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara powoduje się skręcanie tego środka sprężystego 21 i gromadzenie w nim energii potrzebnej do wstrzyknięcia nastawionej dawki leku lub wykonania automatycznego resetu.

Obrót elementu nastawiania dawki 4 w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara w ograniczonym zakresie kątowym powoduje przemieszczenie kątowe tulei sprzęgłowej 5 względem zapadki 6 i odpowiedni obrót osiowych krzywek 20, 21, co powoduje poosiowy ruch tulei sprzęgłowej 5

PL 220 720 B1 o wartość luzu x w kierunku elementu nastawiania dawki 4, przy czym ten poosiowy ruch jest przenoszony na sprzęgło resetu 13 i powoduje przemieszczanie się sprzęgła resetu 13 do wnętrza sprzęgowej tulei 12, aż do całkowitego rozłączenia się tego sprzęgła resetu z występów sprzęgowych 6a zapadki 6. Dopiero po takim rozłączeniu następuje całkowity automatyczny reset związany z ruchem powrotnym cylindrycznego elementu wskaźnikowego 16 do położenia początkowego, pod wpływem energii zgromadzonej w środku sprężystym 17, przy czym taki automatyczny reset nie wywołuje obrotu elementu nastawiania dawki 4. Po wykonaniu resetu, obrót elementu nastawiania dawki 4 w przeciwnym kierunku o ten sam kąt, jakim wykonany był reset, powoduje ponowne zesprzęglenie sprzęgła resetu 13 i zapadki 6 poprzez nacisk wywołany sprężyną resetu 18, przy czym zapadka 6 i element nastawiania dawki 4 znajdują się wówczas względem elementu wskaźnikowego 16 w pozycji zależnej od wartości nastawy poprzedzającej reset. Pozycja wyjściowa elementu wskaźnikowego 16 nie jest więc związana ze stałą i powtarzalną pozycją elementu nastawiania dawki, ale może przyjmować wartości dowolne z zakresu pracy elementu nastawiania dawki 4.

Element nastawiania dawki 4 w postaci pokrętła jest osadzony obrotowo na końcu obudowy 1 i zabezpieczony przed osiowym przemieszczaniem się względem niej za pomocą pierścieniowego występu 4a, a zewnętrzne wielowypustowe zakończenie tulei sprzęgłowej 5 jest umieszczone przesuwnie w wielowypustowym otworze elementu nastawiania dawki 4, przy zachowaniu osiowego luzu x. Osiowy luz x ogranicza możliwość osiowego przemieszczania tulei sprzęgłowej 5, a co za tym idzie, przez odpowiedni dobór wielkości luzu x możliwe jest ograniczenie względnego obrotu osiowych krzywek 20, 21 tak, aby nie dopuścić do osiągnięcia ich maksymalnego osiowego skoku, po osiągnięciu którego krzywki mogłyby przeskakiwać po sobie. Osiowy luz x powinien być jednocześnie większy niż minimalny przesuw sprzęgła resetu 13, umożliwiający zwolnienie tego sprzęgła resetu 13 z zazębienia z występami sprzęgowymi 6a.

Spust 19 jest usytuowany wzdłuż powierzchni bocznej obudowy 1 i ma możliwość blokowania i odblokowywania nakrętki 8. W połączeniu swobodnym spust 19 jest dociśnięty za pomocą sprężyny 23 do nakrętki 8 i przez to blokuje ją przed obrotem. Odblokowanie spustu 19 odbywa się przez jego osiowy przesuw związany z pokonaniem siły docisku sprężyny 23. Wtedy następuje odblokowanie nakrętki 8 i uwolnienie energii wcześniej zgromadzonej w środku sprężystym 17 i skierowanie tej energii do powodowania przesuwu gwintowanego tłoczyska 10 oraz do wywołania złożonego ruchu cylindrycznego elementu wskaźnikowego 16.

Przy obudowie pojemnika 3 zamocowanej w mocującej tulei 24, prowadnica 11 jest dociśnięta do blokady 25 i w ten sposób zabezpieczona przed obrotem. Natomiast przy odkręceniu obudowy pojemnika 3, działanie sprężyny 26 w kierunku osiowym powoduje rozsprzęglenie blokady 25 z prowadnicą 11, co umożliwia wciśnięcie gwintowanego tłoczyska 10 do pozycji początkowej i założenie nowego pojemnika z lekiem. Wciśnięcie gwintowanego tłoczyska 10 jest możliwe dzięki zastosowaniu na nim i na nakrętce 8 gwintu niesamohamownego.

Fig. 3a przedstawia przekrój poprzeczny przez nakrętkę 8, blokadę 25 spust 19 w pozycji zablokowanej. Jak przedstawiono na tej figurze blokada 25 ma występy 25a zabezpieczające ją przed obrotem względem obudowy 1, natomiast spust 19 posiada wewnętrzną zębatą tuleję blokującą 19a sprzęgającą się z zębami nakrętki 8.

Fig. 3b przedstawia przekrój poprzeczny przez zapadkowe koło zębate 7 sprzężone z nakrętką 8. Zapadkowe koło zębate 7 ustalone osiowo w łożysku 9 sprzęga się na swym obwodzie z trzema sprężystymi łukowymi ramionami 6b zapadki 6. Natomiast wzdłużne występy 9b zabezpieczające łożysko 9 przed obrotem są osadzone w odpowiednich podłużnych rowkach obudowy 1.

Fig. 3c przedstawia sprzęgło resetu 13 będące w zazębieniu ze sprzęgową tuleją 12, w przekroju poprzecznym. Sprzęgło resetu stanowi kształtowy element sprzęgłowy w postaci wielowypustowego koła zębatego osadzonego przesuwnie na tulei sprzęgłowej 5.

Fig. 3d przedstawia ciągnącą nakrętkę 15 z występami 15a osadzonymi w podłużnych rowkach obudowy 1, współpracującą z gwintem zewnętrznym tulei sterującej 14.

Fig. 3e przedstawia przekrój poprzeczny przez część cylindrycznego elementu wskaźnikowego 16 sprzężonego z podłużnymi występami 7a tulei sterującej 14. Zarówno na fig. 1, fig. 2 jak i na fig. 3e cylindryczny element wskaźnikowy 16 jest pokazany w swej stałej pozycji wyjściowej.

Przy połączeniu obudowy pojemnika 3 z obudową 1 mechanizmu, jak pokazano na fig. 4a, zęby prowadnicy 11 sprzęgają się z wrębami blokady 25 i w ten sposób zabezpieczona przed obrotem prowadnica 11 umożliwia zablokowanie ruchu obrotowego gwintowanego tłoczyska 10. Natomiast, jak pokazano na fig. 4b, przy odłączeniu obudowy pojemnika 3, zęby prowadnicy 11 rozłączają się z konPL 220 720 B1 taktu z wrębami blokady, w wyniku czego prowadnica 11 może wykonywać ruch obrotowy przy wciskaniu gwintowanego tłoczyska 10 do pozycji początkowej przed założeniem nowego pojemnika z lekiem.

Przed wstrzyknięciem ustawionej dawki leku nakrętka 8 jest zablokowana przez spust 19 dociskany do niej za pomocą sprężyny 23, jak pokazano na fig. 5a.

Etap wstrzykiwania ustalonej dawki obrazuje fig. 5b, a fig. 6 przedstawia kształt elementów, które są ustalone osiowo i promieniowo przez łożysko 9. Poprzez osiowy przesuw spustu 19 i pokonanie siły docisku sprężyny 23 następuje odblokowanie nakrętki 8 z zazębienia z wewnętrzną zębatą tuleją blokującą 19a. Przy takim położeniu spustu 19, nakrętka 8 obracając się pod wpływem energii zgromadzonej w środku sprężystym 17 wypycha gwintowane tłoczysko 10, co powoduje wypychanie odpowiedniej wcześniej nastawionej dawki leku z wymiennego pojemnika na lek, nie pokazanego na rysunku.

Podczas wstrzykiwania ustalonej dawki leku, po przesunięciu spustu 19, energia zgromadzona w środku sprężystym 17 jest przekazywana do nakrętki 8 kolejno przez sprzęgową tuleję 12, sprzęgło resetu 13, występy sprzęgowe 6a, sprężyste łukowe ramiona 6b i zapadkowe koło zębate 7. Uwolnienie energii zgromadzonej w środku sprężystym 17 poprzez przesuw spustu 19 powoduje także uruchomienie złożonego ruchu cylindrycznego elementu wskaźnikowego 16, który to element po wstrzyknięciu ustalonej dawki leku wraca do swego położenia początkowego, zobrazowanego jednoznacznym wskazaniem zerowym na cylindrycznym elemencie wskaźnikowym 16. Zarówno podczas etapu nastawiania ustalonej dawki leku, jak i podczas jej wstrzykiwania, osiowo przesuwne sprzęgło resetu 13, poprzez nacisk sprężyny resetu 18, łączy sprzęgową tuleję 12 z zapadką 6, jak przedstawiono na fig. 1a.

Fig. 7b przedstawia operację zwalniania sprzęgła resetu 13. W tym celu przekręca się tuleję sprzęgłową 5 o kąt około 90° w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki. Kierunek przekręcania został pokazany łukową strzałką. Tuleja sprzęgłowa 5 ma z jednej strony zakończenie wielowypustowe przeznaczone do połączenia z pokrętłem stanowiącym element nastawiania dawki 4, a po stronie przeciwnej ma osiową krzywkę 21, która styka się z osiową krzywką 20 ukształtowaną na zapadce 6. Podczas przekręcania tych osiowych krzywek względem siebie, gdy obracana jest tuleja sprzęgłowa 5 w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki, te osiowe krzywki 20, 21 odpychają się w kierunku osiowym, powodując przesuwanie się sprzęgła resetu 13, aż do jego rozłączenia z zapadką 6. Kierunek przesuwu tulei sprzęgłowej 5, osiowej krzywki 21 i sprzęgła resetu 13 został zaznaczony strzałką umieszczoną w osi tulei sprzęgłowej 5. Przemieszczanie sprzęgła resetu 13 powoduje ściskanie sprężyny resetu 18 umieszczonej na tulei sprzęgłowej 5, pomiędzy sprzęgową tuleją 12 a wewnętrznym pierścieniem 13a sprzęgła resetu 13.

Osiowe krzywki 20, 21, przedstawione w przykładzie wykonania na rysunku są wykonane jako czterosegmentowe, a więc maksymalny wznios podczas ich przekręcania względem siebie jest uzyskiwany przy kącie 90°. W takim przypadku dla wygody użytkownika, urządzenie wstrzykujące jest wyposażone w dowolny ogranicznik, uniemożliwiający przemieszczenie się osiowych krzywek 20, 21 względem siebie o większą wartość kątową. Rolę takiego ogranicznika pełni na przykład odpowiedni dobór osiowego luzu x pomiędzy tuleją sprzęgłową 5 a elementem nastawiania dawki 4, pokazanego na fig. 2. Przy zastosowaniu osiowych krzywek 20, 21, ukształtowanych jako jednosegmentowe, które nie zostały przedstawione na rysunku, obrót elementu nastawiania dawki 4 w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki powinien być ograniczony do kąta mniejszego niż 360°.

Ślizgowe łożysko 9 ma wzdłużne występy 9b i pierścieniowy występ 9c, za pomocą których jest ono ustalone w obudowie 1. Natomiast stabilizacyjny docisk zapadkowego koła zębatego 7 do tarczy oporowej 9a łożyska 9 jest wywołany przez sprężynę resetu 18. Przy ściskaniu sprężyny resetu 18 spowodowanym kątowym przemieszczaniem się osiowych krzywek 20, 21 przy wykonywaniu operacji resetu, następuje zwiększenie docisku zapadkowego koła zębatego 7 do tarczy oporowej 9a, co dodatkowo zabezpiecza przed przenoszeniem drgań powstałych podczas tej operacji na nakrętkę 8 i tłoczysko.

Kształt elementów przedstawionych na fig. 7a i Fig. 7b, bez łożyska 9 został przedstawiony na fig. 8a i fig. 8b w rozstrzelonym widoku aksonometrycznym w dwóch różnych kątowych ustawieniach. Jak przedstawiono na fig. 8a i fig. 8b, sprzęgło resetu 13 w korzystnym wykonaniu ma kształt tulejowego, wielowypustowego koła zębatego z wewnętrznym pierścieniem 13a przeznaczonym do czołowego kontaktu z osiową krzywką 21 z jednej strony i ze sprężyną resetu 18 z drugiej strony.

PL 220 720 B1

Jak przedstawiono na fig. 9a i fig. 9b, sprzęgowa tuleja 12 jest połączona z tuleją sterującą 14 oraz z jednym końcem środka sprężystego 17, mającego postać sprężyny skrętnej, łączącego się swym drugim końcem z blokującą tuleją 22 przeznaczoną do zamocowania w obudowie 1. Podczas obrotu sprzęgowej tulei 12 przy nastawianiu dawki następuje obrót tulei sterującej 14 i skręcanie środka sprężystego 17 powodujące gromadzenie w nim energii. Z gwintem tulei sterującej 14 współpracuje ciągnąca nakrętka 15, która poprzez wzdłużne występy jest osadzona w podłużnych rowkach wewnątrz obudowy 1. Ciągnąca nakrętka 15, podczas nastawiania dawki przesuwa się wzdłuż obudowy 1 mechanizmu i ciągnie za sobą cylindryczny element wskaźnikowy 16, który obracając się razem z tuleją sterującą 14 i przesuwając razem z ciągnącą nakrętką 15 wykonuje ruch śrubowy względem obudowy 1. Natomiast, podczas resetu nastawionej dawki ciągnąca nakrętka 15 we współpracy z tuleją sterującą 14 odpycha cylindryczny element wskaźnikowy 16 do położenia początkowego.

Kształt wszystkich elementów urządzenia wstrzykującego według wynalazku jest dokładniej zilustrowany na fig. 10.

Urządzenie według wynalazku, przy wykonywaniu resetu ustawionej dawki, umożliwia automatyczny powrót cylindrycznego elementu wskaźnikowego 16 do wskazania zerowego, a więc do swej stałej pozycji wyjściowej, za pomocą energii zawartej w środku sprężystym 17, bez przesuwu spustu 19 i bez uruchamiania przesuwu osiowego gwintowanego tłoczyska 10, a co za tym idzie bez wstrzykiwania nastawionej dawki leku. Efekt ten został osiągnięty, ponieważ zwolnione sprzęgło resetu 13 pozwala na uwolnienie obrotu sprzęgowej tulei 12 połączonej z tuleją sterującą napędzającą cylindryczny element wskaźnikowy 16 oraz ze środkiem sprężystym 17.

Mechanizmu resetu nastawionej dawki w urządzeniu wstrzykującym według wynalazku uruchamia się przez przekręcenie elementu nastawiania dawki 4 w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki. Przy przekręceniu elementu nastawiania dawki 4 o kąt około 90° w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara wymusza się poosiowy przesuw tulei sprzęgłowej 5 w kierunku do elementu nastawiania dawki 4, a przez to osiowe przemieszczenie się kształtowego sprzęgła resetu 13, powodujące rozłączenie się zapadki 6 ze sprzęgową tuleją 12. Przekręcenie elementu nastawiania dawki 4 wiąże się z powodowaniem wzajemnego odpychania osiowych krzywek 20, 21 oraz z pokonywaniem siły docisku sprężyny resetu 18. W wyniku takiego rozłączenia gwintowane tłoczysko 10 nie ulega przemieszczeniu, ponieważ jest blokowane przez spust 19, natomiast następuje przemieszczanie cylindrycznego elementu wskaźnikowego 16, napędzanego tuleją sterującą 14 i ciągnącą nakrętką 15, do wyjściowego położenia początkowego oraz wyluzowanie środka sprężystego 17 do napięcia wstępnego.

Na wszystkich figurach rysunku funkcję środka sprężystego 17 pełni sprężyna skrętna, jednak wynalazek nie ogranicza się tylko do takiej postaci środka sprężystego. Jako środek sprężysty 17 w rozwiązaniu według wynalazku mogą być stosowane wszelkiego rodzaju środki do gromadzenia energii przez odkształcanie, a w szczególności mogą to być sprężyny śrubowe, sprężyny spiralne oraz sprężyny elastomerowe.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie wstrzykujące z mechanizmem resetu dawki zawierające:

- obudowę (1) oraz obudowę pojemnika (3) do przyjmowania pojemnika ze wstrzykiwanym lekiem;

- gwintowane tłoczysko (10), zamontowane wewnątrz obudowy (1) i współpracujące z prowadnicą (11), umożliwiającą osiowe przesuwanie tego gwintowanego tłoczyska (10);

- zespół wykonawczy w postaci zapadki (6), nakrętki (8) oraz gwintowanego tłoczyska (10) ustalonego osiowo w obudowie (1), z gwintem dopasowanym do gwintu nakrętki (8);

- element nastawiania dawki (4) połączony funkcjonalnie z obudową (1), łączący się poprzez tuleję sprzęgłową (5) z zapadką (6) połączoną funkcjonalnie z nakrętką (8) i współpracujący z elementem wskaźnikowym (16), który w położeniu początkowym przyjmuje stałą pozycję wyjściową;

- środek sprężysty (17) sprzężony z obudową (1) oraz z elementem nastawiania dawki (4) w taki sposób, że działanie elementu nastawiania dawki (4) wywołuje gromadzenie energii w tym środku sprężystym (17);

- sprzęgło resetu (13);

PL 220 720 B1

- spust (19) umieszczony w sposób przemieszczalny względem obudowy (1) , przeznaczony do uwalniania energii zgromadzonej w środku sprężystym (17) przez zwolnienie nakrętki (8) i gwintowanego tłoczyska (10);

znamienne tym, że sprzęgło resetu (13) ma postać przesuwnego osiowo, kształtowego elementu sprzęgowego, przemieszczanego za pomocą elementu nastawiania dawki (4), a ponadto to sprzęgło resetu (13) jest połączone funkcjonalnie z zespołem wykonawczym przystosowanym do współpracy ze środkiem sprężystym (17) w taki sposób, że przy zwolnieniu tego sprzęgła resetu (13), zespół wykonawczy jest rozłączany od środka sprężystego (17) z zachowaniem połączenia tego środka sprężystego (17) z elementem wskaźnikowym (16), który przyjmuje wówczas automatycznie stałą pozycję wyjściową.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sprzęgło resetu (13) łączy w sposób rozłączalny zapadkę (6) ze sprzęgową tuleją (12), która jest sprzężona ze środkiem sprężystym (17) i z elementem wskaźnikowym (16).
3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że sprzęgło resetu (13) jest przesuwane osiowo poprzez poosiowy ruch tulei sprzęgłowej (5) związany z ruchem elementu nastawiania dawki (4) w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki.
4. Urządzenie według zastrz. 1 do 3, znamienne tym, że sprzęgło resetu (13) współpracuje z zespołem osiowych krzywek (20, 21) tak, że ruch elementu nastawiania dawki (4) w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki wywołuje osiowy przesuw tulei sprzęgłowej (5) oraz osiowy przesuw sprzęgła resetu (13).
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że pierwsza osiowa krzywka (20) jest zespolona z zapadką (6) ustaloną osiowo poprzez tarczę oporową (9a) łożyska (9), a druga osiowa krzywka (21) jest zespolona z osiowo-przesuwną tuleją sprzęgłową (5).
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że łożysko (9) jest ustalone osiowo i zabezpieczone przed obrotem w obudowie (1) za pomocą pierścieniowego występu (9c) i wzdłużnych występów (9b).
7. Urządzenie według zastrz. 5 albo 6, znamienne tym, że pomiędzy zapadką (6) a tarczą oporową (9a) jest umieszczone zapadkowe koło zębate (7) połączone z nakrętką (8).
8. Urządzenie według zastrz. 1 do 7, znamienne tym, że nakrętka (8) i zapadka (6) są ustalone osiowo przez przeciwległe płaszczyzny tarczy oporowej (9a) łożyska (9).
9. Urządzenie według zastrz. 1 do 8, znamienne tym, że zapadka (6) ma występy sprzęgowe (6a) do przesuwnego łączenia ze sprzęgłem resetu (13).
10. Urządzenie według zastrz. 1 do 9, znamienne tym, że sprzęgło resetu (13) ma postać wielowypustowego koła zębatego.
11. Urządzenie według zastrz. 1 do 10, znamienne tym, że sprzęgło resetu (13) jest osadzone przesuwnie na tulei sprzęgłowej (5) w kontakcie z osiową krzywką (21).
12. Urządzenie według zastrz. 2 do 11, znamienne tym, że pomiędzy sprzęgłem resetu (13) a sprzęgową tuleją (12) jest osadzona sprężyna resetu (18) dociskająca to sprzęgło resetu (13) do zapadki (6) i utrzymująca jego zazębienie z występami sprzęgowymi (6a).
13. Urządzenie według zastrz. 1 do 12, znamienne tym, że element nastawiania dawki (4) ma postać pokrętła, które jest osadzone obrotowo w obudowie (1) z możliwością obrotu w kierunku nastawiania dawki oraz w kierunku przeciwnym, zapewniającym obrót i osiowy przesuw tulei sprzęgłowej (5).
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że element nastawiania dawki (4) jest przystosowany do przyjmowania dowolnej pozycji z zakresu pracy względem elementu wskaźnikowego (16) znajdującego się w stałej pozycji wyjściowej.
15. Urządzenie według zastrz. 1 do 14, znamienne tym, że element nastawiania dawki (4) wykonuje mniej niż jeden pełny obrót w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki, zapewniający ustalenie elementu wskaźnikowego (16) w pozycji wyjściowej bez powodowania ruchu osiowego gwintowanego tłoczyska (10).
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że element nastawiania dawki (4) wykonuje obrót o wartości kątowej mniejszej niż 90°.
17. Urządzenie według zastrz. 1 do 16, znamienne tym, że środek sprężysty (17) ma postać skrętnej sprężyny.
18. Urządzenie według zastrz. 13 do 17, znamienne tym, że element nastawiania dawki (4) w postaci pokrętła jest zabezpieczony przed osiowym przesuwem względem obudowy (1) za pomocą pierścieniowego występu (4a) i jest sprzężony z tuleją sprzęgłową (5) z zachowaniem osiowego luzu (x)

PL 220 720 B1 umożliwiającego poosiowy przesuw tej tulei sprzęgłowej (5) względem elementu nastawiania dawki (4) podczas ruchu elementu nastawiania dawki (4) w kierunku przeciwnym do kierunku nastawiania dawki.
19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że osiowy luz (x) umożliwiający osiowy przesuw tulei sprzęgłowej (5) względem elementu nastawiania dawki (4) jest mniejszy niż maksymalny osiowy skok wywołany względnym obrotem osiowych krzywek (20, 21).
20. Urządzenie według zastrz. 18 do 19, znamienne tym, że osiowy luz (x) umożliwiający osiowy przesuw tulei sprzęgłowej (5) względem elementu nastawiania dawki (4) jest większy niż minimalny przesuw sprzęgła resetu (13) umożliwiający zwolnienie tego sprzęgła resetu (13) z zazębienia z występami sprzęgowymi (6a).