WO2009105910A1 - Injektionsvorrichtung mit einer einrichtung zur verhinderung von fehlausschüttungen - Google Patents

Injektionsvorrichtung mit einer einrichtung zur verhinderung von fehlausschüttungen Download PDF

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WO2009105910A1
WO2009105910A1 PCT/CH2009/000079 CH2009000079W WO2009105910A1 WO 2009105910 A1 WO2009105910 A1 WO 2009105910A1 CH 2009000079 W CH2009000079 W CH 2009000079W WO 2009105910 A1 WO2009105910 A1 WO 2009105910A1
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WO
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product container
product
injection device
movement
drive unit
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PCT/CH2009/000079
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Adrian Eich
Aurèle HORISBERGER
Patrick Hostettler
Malte Kladiwa
Stefan Meier
Peter Stettler
Jürgen Wittmann
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Tecpharma Licensing Ag
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    • A61M5/31543—Means improving security or handling thereof, e.g. blocking means, means preventing insufficient dosing, means allowing correction of overset dose piston rod reset means, i.e. means for causing or facilitating retraction of piston rod to its starting position during cartridge change

Definitions

  • Injection device with a device for preventing false rejects
  • the invention relates to an injection device, in particular an injection device for manual insertion of a needle and automatic dispensing of a product to be administered, or an auto-injection device for automatic puncturing and automatic dispensing.
  • a product is preferably liquid and may be a medicament, such as. Insulin, a growth hormone, or the like.
  • the injection device is preferably particularly suitable for subcutaneous, transcutaneous or intracutaneous injections.
  • a large number of injection devices are known from the prior art, in particular also injection devices to which a container with a product to be administered can be attached. This can already take place during production of the injection device, so that a delivered injection device to the customer already contains the product to be administered. Furthermore, the attachment of the product container can be made by the user of the injection device itself.
  • Such devices are disposable or reusable after use, with reusable devices generally having a drive unit to which the product container is attachable and from which it is also releasable.
  • Reusable injection devices have the advantage that the drive unit can be equipped with means that would be too expensive for a disposable injection device and that provide greater convenience in product dispensing.
  • the drive unit can be reused, for example, while the product container is disposed of after use and replaced with a new one.
  • a piston rod of the drive unit acts so strong on the piston that an interaction with the product takes place, which can lead to the product z. B. is discharged uncontrollably by an already attached to the product container needle, or that is increased by the force on the piston, the pressure in the product container, so that at the latest when attaching a needle uncontrolled product is distributed. This can be very annoying and costly in the long term, especially with expensive drugs.
  • An object of the invention is to provide an injection device with which the problem of uncontrolled product release can at least be reduced.
  • an injection device which has a drive unit and a product container which can be fastened to the drive unit.
  • the product container is preferably disposable and the drive unit preferably reusable.
  • the product container e.g. may be an ampoule or cartridge, may comprise a piston which is displaceable relative to the product container.
  • the piston can with the z.
  • cylindrical container wall form a liquid-tight seal.
  • the product container may be open at its proximal end and closed at its distal end so that the product is received between the distal end and the piston at the proximal end of the container.
  • the container may at the distal end z.
  • Example have a septum, which can be pierced by a needle which can be attached in the region of the front end of the product container, and can be distributed with the product from the interior of the container in the patient.
  • a needle may be adapted for subcutaneous injection.
  • Movement of the piston in the distal direction may result in product being released. If the Arts incidentais at its distal end z. B. is closed with a septum and yet no needle is arranged on the product container, causes a pressure on the piston with a force which is greater than the frictional force which forms the piston with the container wall, a minimum movement of the piston, perhaps is not visible to the naked eye, whereby a pressure increase takes place in the product.
  • the injection device can have a fastening device with which the product container can be fastened to the drive unit.
  • the product container itself may form the fastening device or at least form part of it.
  • a petition crossingnisaufhahme is provided for receiving the product container, wherein at least a part of the fastening device is formed by the product container receptacle with which the product container is attachable to the drive unit.
  • the product container receptacle may also be referred to as a product container holder. In general, such a part, eg. B. be a cam or a locking element.
  • the product container receptacle can be sleeve-shaped, for example, and receive the product container in its interior.
  • the product container receptacle may be open at its proximal end, so that when a container change the product container is interchangeable through this opening.
  • the distal end of the product container may, for. B. have a collar against which the product container is pressed so as to be firmly seated in the product container receptacle or fixed.
  • the product container of a spring, the z. B. may be included in the drive member, in a state in which the product container is attached to the drive unit, are pressed into this tight fit.
  • the product container can be compensated in a simple manner. In principle, however, other measures are possible with which the product container is pressed into the tight seat.
  • the product container or the product container receptacle can have a means with which the needle can be fastened in the region of the distal end of the product container.
  • the injection device in particular the drive unit, may include those means which are required to displace the piston for product dispensing.
  • a hand-applied energy can be converted into a dispensing movement.
  • the stored energy can be converted at the request of the user in a drive movement or in a discharge movement of the piston.
  • Examples of a power generation means would be an engine, a pyrotechnic propellant, or the like.
  • the Inj edictions device in particular the drive unit may have an output member which acts on the piston for a product distribution and this shifts in the product container in the delivery direction, in particular in the distal direction.
  • the output member may, for. B. hollow, ie sleeve-shaped, or be massive, in which case z. B. from a piston rod can speak.
  • a flange can be arranged at the distal end of the output member or the piston rod, which can abut or abut against the piston.
  • the product container may be movable from an unsecured position to a secured position.
  • the product container z. B. a rotational movement and / or an axial movement relative to the drive unit, in particular relative to the housing export.
  • the product container in the unsecured position, the product container may be present on the drive unit and e.g. B. be moved by means of a rotary movement in the fastened position.
  • the torque required for this purpose can be exerted by the user by grasping the container or the product container receptacle.
  • the fastening device can be based on a plug-in rotary connection, as z. B. is the case with a bayonet closure.
  • the driven member before reaching the fixed position of the product container with the piston in a stop or gets into a stop.
  • the driven member during movement from the unfastened to the fixed position in the stop with the piston, so that when the fastened position is reached, the driven member is already in the stop with the piston.
  • the piston rod may be displaced so far in the distal direction by gravity that the driven member with the piston when mounting in a stop gets.
  • the output member is pressed by a spring element at least a piece in the distal direction, so that the stop is made during mounting or is. The force of this spring is relatively small, in particular smaller than the force required for a displacement of the piston.
  • the advantage of bringing the output member into a stop with the piston already when fastening is, in particular, that the desired volume is already released during a first movement of the output member in the delivery direction, since not only a distance between the output member and the piston has to be overcome, which causes the desired volume to deviate from the actual dispensed volume.
  • the first movement of the output member for delivering a volume may be preferred for priming, for example, in which air is displaced from the product container and / or the needle, or equal to the distribution of the adjusted product dose.
  • the driven member In order to avoid that an unwanted product distribution takes place during the part of the attachment movement of the product container, in which the output member is already in is a stop with the piston, the driven member until it reaches the fixed position of the product container, in particular including the attached position of the product container, without interaction on the product. Under interaction-free is to be understood in particular that yet no force acts on the piston, which can move this for a product distribution or at least cause an increase in pressure in the product container in the product container. This avoids the release of product from a needle mounted prior to mounting the product container during mounting, and the release of product into the product when the needle is mounted after attaching the product container.
  • an engagement member may be provided which may be in engagement with the output member.
  • Such an intervention may, for.
  • the output member is at least at a portion of the fastening movement relative to the engaging member axially fixed and preferably also rotationally fixed.
  • This axial fixing can be during the entire fastening movement of the product container or preferably only during a part of the fastening movement of a product container.
  • the determination consists at least when reaching the fixed position, as even before the end of the fastening movement.
  • the driven member may be axially movable, preferably also rotatable. This part of the fastening movement preferably takes place before the part of the fastening movement in which the driven member is axially fixed relative to the engaging member, starting from the unsecured position to the fixed position of the product container.
  • the output member is axially movable relative to the engagement member and is axially fixed relative to the engagement member before reaching the fastened position.
  • movement of the output member relative to the engagement member is locked during the attachment movement.
  • the engagement member is preferably displaceable at least in the axial direction.
  • the product container can eg in a Be stop with the engaging member and take this with him in his axial movement or move.
  • the engagement member may be rotatable, but is preferably rotationally fixed relative to the drive unit. Due to the axial displaceability of the engagement member relative to the housing of the drive unit, an interaction of the output member with the product is avoided in spite of the axial fixing of the output member relative to the engagement member.
  • the piston, the engagement member and the driven member during the movement of the product container from the unfastened position to the fastened position join in at least one axial movement of the product container.
  • the product container, piston, output member and / or engagement member can thus be axially fixed to one another while the product container is fastened to the drive unit.
  • the output member is preferably axially and / or rotatably movable. In preferred embodiments, in which the output member engages via a threaded engagement in the engagement member, the output member is rotated for product distribution and thus screws in the discharge direction. If the product container is emptied and is to be replaced, it is in particular in the reverse manner, as it was fixed, removed from the drive unit.
  • the output member is screwed back with a rotational movement opposite to the dispensing movement in the drive unit, in particular in the proximal direction.
  • the screwing movement can result, for example, by axial pressing, for example by a finger of a user, on the driven member against the dispensing direction.
  • a coupling may be provided which releases a rotational movement of the output member relative to the engagement member with the product container removed or product receptacle removed. It is noted that in preferred embodiments, this coupling can also release a rotational movement of the output member for a product distribution.
  • the coupling is preferably displaceable into an engagement which blocks a movement of the output member relative to the engagement member.
  • the rotational movement can be blocked, whereby the output member is no longer screwed into or against the dispensing direction relative to the engaging member.
  • the product container may, for. B. act with its proximal end on an element of the coupling, such as a locking sleeve, and move this, whereby the clutch engagement is made.
  • a spring can be arranged and act, which on the one hand the coupling element in one direction and the product container in the other, ie opposite direction, spans. Between spring and product container also one or more intermediate members may be arranged.
  • the energy for the product distribution can be provided by a spring drive, in particular a torsion spring drive.
  • the torsion spring is in particular spirally wound from a band-shaped material. It can be wound around the longitudinal axis of the injection device.
  • the energy can be transferable to the output member via a transmission means for the product distribution.
  • the transmission means may, for. B. have one or more couplings, which are switched on or off when operating the device to cause a corresponding product distribution.
  • an element such as e.g. a guide sleeve, be provided which z. B. can be attributed to the transmission means, and relative to the output member rotatably and axially displaceable.
  • the output member have at least one longitudinal groove, in which engages the element.
  • the element can, for. B. surrounding the output member sleeve.
  • the element can be rotatable and axially fixed relative to the engagement member, in particular connected thereto.
  • the element can, for. B. have a part of the coupling which is intended to prevent the rotational movement of the driven member in certain states of the injection device.
  • the coupling element may, for. B. may be arranged on the outer circumference of the sleeve-shaped element.
  • the energy for the product distribution can be transmitted to the output member via the one or more part transmission means.
  • the fastening device acts on the basis of a plug-in rotary connection, in particular a bayonet closure.
  • the drive unit in particular its housing, can form a guide track, in which a cam can be moved by means of a rotational movement from an unlocked position into a locked position.
  • the unlocked position preferably corresponds to the unsecured position of the product container and the locked position to the secured position of the product container on the drive unit. Due to the design of the guideway, an axial movement is preferably almony of the product container executed.
  • the engaging in the guideway cam of the fastening device may be at least partially formed by the product container, preferably from the product container receptacle.
  • the fastening device may have a portion which allows to introduce a cam with an axial movement in the guideway. If the cam, in particular a part thereof, has been introduced into the guideway with the axial movement, the cam can be moved out of the unlocked position into the locked position by a rotational movement. As a result, an axial movement of the product container is generated, which z. B. the engaging member and / or a clutch can move axially. In particular, the engagement member may follow the axial movement of the cam and / or be axially fixedly connected thereto.
  • the cam may be formed of at least two parts, the torque fixed to each other can be arranged and in the locked position in which the two parts are axially clamped by means of the guide track against each other, are movable.
  • the two parts which form the cam can each have a cam-shaped projection, which axially adjoin one another to form the cam which fits for the guide track.
  • the two parts can z. B. be sleeve-shaped and each be rotatable and axially displaceable relative to the housing of the drive unit.
  • the torque applied to one of the parts can be transmitted to the other part through the torque-fixed coupling.
  • the axially adjoining parts forming the cam can be moved together with a rotational movement in the locked position.
  • the torque-fixed transmission can, for. B. be realized by an interlocking configuration of the end faces of the two parts.
  • one of the parts is the product container or the product container receptacle and / or the other is a bayonet sleeve.
  • the product container is inserted into the product container holder, wherein the product container holder with an axial movement torque with the other part with which it forms the cam is brought by means of a plug movement in a torque-tight engagement in the drive unit.
  • the user of the injection device rotates the product container holder and thus also the other non-rotatably connected to the product container holder part.
  • the two cam elements in the guide track are moved to a locked position in which the guide track has approximately the axial width, like the two axially assembled cam elements, so that these cam elements are axially tensioned against one another.
  • the product container holder is axially fixedly connected to the drive unit.
  • the rotatability of the other part, which forms a cam member and is arranged in the drive unit can by the attachment of the product container to the drive unit transmits various movements to the mechanics of the drive unit.
  • the rotatable in the drive unit and also axially displaceable part, which forms the cam of the fastening device axially fixed and preferably rotatably connected to the engaging member.
  • the housing of the drive device may have a guide in which the engagement member is rotatably mounted, but axially displaceable.
  • the fastening device described herein may itself be the subject of a separate patent application.
  • the applicant reserves the right to pursue the fastening device by means of a divisional application.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a proximal part of an injection device
  • FIG. 2 shows a perspective view of a housing part with a guide track for a bayonet lock and a bayonet sleeve inserted
  • FIG. 3 shows a perspective view of the bayonet sleeve from FIG. 2
  • Figure 4 is a perspective view of the bayonet sleeve of Figure 3 with an engaging member inserted therein
  • FIG. 5 shows a perspective view of a bayonet sleeve and a product container receptacle, which are axially brought into a torque-tight engagement
  • FIG. 6 is a perspective view of a driven member with flange and spring member
  • FIG. 7A and 7B an exploded view and a perspective view of a brake device according to a first embodiment
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a brake device according to a second embodiment
  • FIG. 9 shows a diagram with a schematic progression of the braking force as a function of the angular velocity
  • 10 is a diagram for explaining the braking effect in a time-dependent representation
  • FIGS. 1A and 1B show an exploded view and a perspective view of a braking device acting on the principle of an eddy current brake according to a third embodiment
  • FIG. 12 shows a perspective view of a braking device acting on the principle of a centrifugal brake according to a fourth embodiment
  • FIG. 13 shows an exploded view of a brake device acting on the principle of a fluid brake according to a fifth embodiment
  • FIG. 14 shows a perspective view of a brake housing from FIG. 13.
  • the injection device shown in FIG. 1 comprises a drive unit, which is preferably reusable, and a product container 27 connected thereto, which is located in a sleeve-shaped, e.g. accommodated reusable product container receptacle 16 and fastened by means of the Arts therenisaufhahme 16 to the drive unit.
  • the product container 27 can be removed after its emptying of the injection device, disposed of and replaced with a new one.
  • the housing 12 is formed in several parts because of the ease of manufacture and assembly with associated or inserted elements 12a, 12b, wherein the housing could in principle be formed in one piece.
  • the product container 16 is fastened to the drive unit by means of a bayonet closure, which is formed by the housing 12, the product container receptacle 16 and the sleeve 50.
  • the product container receptacle 16 is covered by a cap 31, which is attached to the housing 12, removable for use of the injection device and then re-attachable.
  • Figures 2 to 5 show essential elements of the designed as a bayonet fastening device.
  • the envision therenisankhahme 16 has a radially outwardly projecting cam 16c and is formed on its proximal end side so that it form-fitting, that is fixed torque with the distal end face of the sleeve 50 is connectable, as shown in Figure 5, in the for illustrative purposes Housing part 12 a has been omitted.
  • the sleeve 50 has at least one radially outwardly projecting cam 50c, which forms part of a cam 16c, 50c for the fastening device.
  • the cam 50 c engages in a in the housing 12, in particular in the housing part 12 a formed guideway 12 e, the at least one inclined surface 12g, a.
  • the sleeve 50 is axially moved due to the engagement of the cam 50c in addition to the rotational movement relative to the housing part 12a.
  • FIG. 2 shows the bayonet closure without the product container receptacle 16 in a locked state. In an unlocked state, in which the cams 50c are in the region, in particular in an axial alignment of the openings 12f, the product container receptacle 16 can be plugged.
  • the cams 16c and 50c then abut against each other and form, as it were, a common cam 16c, 50c (FIG. 5).
  • a rotation of the product container holder 16 causes a entrainment of the sleeve 50.
  • the bevels 12g, the sleeve 50 and the Arts effectnisaufhahme 16 are additionally moved axially.
  • the common cam 16c, 50c is located in the region 12h of the guide track 12e, in which the two cams 16c and 50c are axially clamped against one another by the flanks of the guide track 12e.
  • the axial width of the guideway in the region 12h is approximately as wide as that of the common cam 16c, 50c.
  • a guide sleeve 26 is received in the sleeve 50, which may also be referred to as a bayonet sleeve.
  • the guide sleeve 26 is rotationally fixed to the housing 12 and axially movable and connected to the bayonet sleeve 50 rotatably and axially fixed. This causes the guide sleeve 26 to perform longitudinal movement relative to the housing 12 as the bayonet sleeve 50 moves from the unlocked to the locked position and vice versa.
  • a threaded insert 6 is rotatably and axially fixed to the guide sleeve 26 is connected, in particular latched. Threaded insert 6 and guide sleeve 26 may be referred to as engaging member 6, 26.
  • the threaded insert 6 has an internal thread 6a in which the external thread 2a of a driven member 2, which in this example can also be referred to as a piston rod, is guided, so that when the abrading Driven member 2 is rotated, this is stirred by the internal thread 6a of the threaded insert 6 in.
  • a driven member 2 which in this example can also be referred to as a piston rod
  • the output member 2 carries on its outside a thread 2a which is interrupted by two circumferentially opposite, extending in the axial direction grooves 2b.
  • a coupling sleeve 5, which is part of a transmission element 7 "K2, 5, has at its distal end two opposing radially inwardly directed Abragonne 5a, 5b, which project into the grooves 2b of the output member 2.
  • the coupling sleeve 5 is rotatably and axially fixedly connected to the engagement member 6, 26.
  • the output member 2 is secured against rotation relative to the coupling sleeve 5 and can be moved axially relative to the coupling sleeve 5, when it is rotated relative to the engaging member 2, 26. Except during an exchange of the product container 27, the coupling sleeve 5 is not axially displaceable.
  • the spring sleeve 8 is secured against rotation relative to the housing 12 and axially displaceable.
  • the drive spring 3 is connected to the drive shaft 7.
  • the energy of the spring element 3 is delivered via the transmission element 5, K2, 7 in the form of a rotational movement to the driven member, so that this relative to the engaging member 6, 26 in the distal direction, ie screwed in the dispensing direction and the piston 28 shifts, which spills the product from the product container 27.
  • a user can rotate the metering element 9, designed as a metering button, which is axially fixed relative to the housing 12.
  • the metering element 9 is coupled via the coupling K3 with a coupling member 10 secured against rotation.
  • the coupling K3 is formed by webs or grooves or teeth of the Dosierknop- fes 9, which cooperate positively with webs or grooves or teeth of the clutch disc 10 to form a detachable by displacement of the coupling member 10 in the distal direction coupling.
  • the coupling member 10 can be moved by actuation of the actuating element 15 and thus released.
  • the clutches K3 are engaged in a clutched state and the clutch K2 is held in a disengaged state by means of a spring element 19 which presses the drive shaft 7 in the proximal direction.
  • the clutch K3 is engaged, ie a rotational movement of the Dosierknopfes 9 is transmitted to the coupling member 10.
  • the coupling member 10 is connected to the drive shaft 7 axially and rotationally fixed and could also be integrally formed with the drive shaft 7.
  • the rotational movement of the dosing member 9 is not transmitted to the coupling sleeve 5 due to the disengaged clutch K2.
  • a ratchet 11 or a ratchet mechanism which comprises a ratchet spring I Ia, e.g. for tensioning holding elements, between the housing 12 of the injection device whose components are e.g. a mechanism holder 12a and a mechanism holder 12b may be and the Dosierknopf 9 provided.
  • the ratchet mechanism can be designed so that only the rotation in one direction, in particular only a tensioning of the drive spring 3 is possible.
  • the ratchet mechanism is designed so that the rotation in both directions, in particular a tensioning and relaxing the drive spring 3 is possible. Rotatable in both directions can increase and decrease product dose when adjusting the product dose.
  • the currently set product dose can be read via the window 12d of a display drum 4.
  • the rotational movement of the drive shaft 7 is also transmitted to the threaded sleeve 13, which is rotatably and axially fixed to the drive shaft 7 and could also be integrally formed therewith.
  • the threaded sleeve 13 carries on its outer periphery 13a at least one groove, in which at least one web 4a of the display drum 4 engages, so that a Rotary movement of the threaded sleeve 13 is transmitted to the display drum 4 by the torsion-proof coupling, wherein an axial relative movement between the display drum 4 and threaded sleeve 13 is possible.
  • the display drum 4 has on its outer side a thread 4b, which engages in an internal thread 12c of the housing part 12b, so that the display drum 4 is displaced by a rotational movement in the axial direction relative to the housing 12, preferably in the distal direction.
  • the display drum 4 moves during an adjustment or Aufdosiervorganges by rotation of the Dosierknopfes 9 in the distal direction of the injection device (in Fig. 1 to the left).
  • a mark such as a label, a dose indicator or a scale, which is read through an opening or window 12d in the housing 12b of the injection device, wherein the marking of the display drum 4 relative to the window 12d shifts.
  • the display drum 4 has at its distal end a rotational stop acting in the circumferential direction which, at maximum dose, comes into abutment with a counter stop formed correspondingly on the housing part 12a.
  • the counter-stop is formed by a front end of an annular gap of the housing part 12a.
  • a stop acting in the circumferential direction has the advantage over an axial stop that lower forces act on the stop.
  • the display drum 4 also has at its proximal end to another acting in the circumferential direction of rotation stop, which gets at a minimum dose in a stop with a correspondingly formed on the housing 12b counter-attack.
  • the counter-stop is formed by the proximal end of the thread 12c.
  • the Dosierknopf 9 can be easily rotated in the opposite direction to reduce a possibly set too large dose again.
  • the ratchet 11 can be designed as described in FIGS. 14 and 15 of the patent application PCT / CH2007 / 000243, the relevant teaching of which is incorporated in the patent application.
  • the display drum 4 is again rotated in the opposite direction and shifts back through the threaded engagement with the internal thread 12c of the injection device back into proximal direction (in Fig. 1 to the right). It can also come to a circumferentially acting stop of the display drum 4 to the housing 12a, 12b of the injection device and in particular on the housing part 12b. This process can lead to a heavy load and in extreme cases to a deformation or even damage to the display drum 4 or the counterpart 12b at an unrestrained dispensing movement, in which the threaded rod 2 is moved without counterforce in the distal direction, for example when no product container is inserted. Therefore, a braking device 17, 18 acting on the drive movement is provided, which will be described below.
  • the clutch K1 which is formed from the coupling member designed as a locking sleeve 14 and the coupling sleeve 5, serves to couple the coupling sleeve 5 in certain switching states in a rotationally fixed manner to the housing 12 or to decouple it for rotation relative to the housing 12.
  • the clutch K1 is preferably decoupled when the product container 27 is exchanged in order to be able to push the output member 2 back in the proximal direction and when the product is distributed in order to be able to screw the output member 2 in the distal direction.
  • the clutch K1 is preferably engaged when the product container is fastened to the drive unit and the actuating element 15 is not actuated.
  • the clutch Kl is formed by teeth on the outside of the coupling sleeve 5, which engage in teeth on the inside of the locking sleeve 14.
  • the coupling sleeve 5 is secured against rotation relative to the locking sleeve 14.
  • the locking sleeve 14 is secured against rotation and axially displaceable in the injection device, in particular mounted relative to the housing 12 and the coupling sleeve 5.
  • the threaded sleeve 13 is displaced in the distal direction by actuation of the actuating element 15.
  • the threaded sleeve 13 presses on the bearing 29, which is formed in this example as a ball bearing, but may also be designed as a plain slide bearing
  • the bearing 29 presses on the locking sleeve 14, this thus shifts for a dispensing in the distal direction and during a Holding the dispensing process in the distal position.
  • the coupling member 14 is thus distal to the projections of the coupling sleeve 5 for the clutch Kl.
  • the clutch Kl is disengaged for the duration of the dispensing operation.
  • the clutches K1, K2 and K3 Upon actuation of the actuating element 15, the clutches K1, K2 and K3 behave as follows: by pressing on the coupling member 10 and / or drive shaft 7 sitting push button 15, the coupling member 10 are moved together with the push button 15 and the drive shaft 7 in the distal direction. As a result, the clutch K2 engages, so that the drive shaft 7 is secured against rotation with the coupling sleeve 5. Subsequently, the clutch Cl by displacement of the locking sleeve 14, on which soft presses the threaded sleeve 13 connected to the drive shaft 7 via the axially displaceable bearing 29, from coupling. The clutches K1 and K2 can alternatively be switched in the reverse order.
  • the clutch K3 After engaging K2 and disengaging Kl, the clutch K3 also disengages by moving the coupling member 10 relative to the dosing knob 9.
  • the coupling member 10, which is connected to the drive shaft 7, can rotate relative to the housing 12 after disengaging the clutch K3.
  • the stored energy or force in the drive spring 3 during the metering can be transmitted to the drive shaft 7.
  • a torque is applied to the drive shaft 7, which is transmitted by means of the coupled clutch K2 to the coupling sleeve 5, which rotates together with the drive shaft 7 and transmits this rotational movement to the driven member 2 which is secured against rotation by the coupling sleeve 5.
  • the output member 2 designed as a threaded rod in this example converts the rotational movement due to the threaded engagement 2a, 6a with the engagement member 6, 26 into an axial movement in the distal direction, so that the flange 1 provided at the distal end of the threaded rod 2, which is also the output member can be attributed, is moved in the distal direction of the injection device.
  • the display drum 4 Since the threaded sleeve 13 rotates in the opposite direction as when metering in the product distribution, the display drum 4 also rotates in the opposite direction as in the metering.
  • the dispensing operation i. in the case where the preset product dose is completely released, the dispensing operation, and in particular the displacement of the driven member 2 in the distal direction, continues until the above-mentioned circumferentially acting stop of the display drum 4 strikes. This is preferably done when the value readable by window 12d has dropped to zero.
  • the clutches couple in reverse order as they do have engaged or disengaged during actuation.
  • the product distribution is interrupted, whereby through the window 12d the value can be read, which would still have to be distributed, that the pre-set dose would be completely distributed.
  • the product distribution can be continued by the actuating element 15 is pressed again, the release can be stopped by releasing the actuator 15 again or can be maintained until the product is discharged completely.
  • the injection device shown in this example has an additional means for limiting the maximum dose that can be last adjusted to prevent a larger dose of product being adjusted may be as product is in the product container.
  • a rotor 30 is provided, which surrounds the coupling sleeve 5 at least partially and in such an engagement with the coupling sleeve 5 is 5 that the rotor 30 is rotatable relative to the coupling sleeve 5 and axially displaceable.
  • the rotor 30 also engages with a thread formed on its outer circumference into an internal thread of the threaded sleeve 13.
  • This arrangement causes an axial movement of the rotor 30 takes place with a relative rotation between the threaded sleeve 13 and the coupling sleeve 5, wherein at no relative rotation of the rotor 30 ausschreibt no axial movement.
  • the threaded sleeve 13 is rotated relative to the coupling sleeve 5, so that the rotor 30 moves in the proximal direction.
  • the runner will not move. After repeated dosing and product discharge of the rotor 30 comes in an axial stop with the drive shaft 1, whereby a further dose increase is no longer possible, even then no longer if the display 4, 12d actually allow more.
  • the user can replace the product container 27 with a new one.
  • he removes the product container holder 16 by rotation relative to the housing 12 of the drive unit.
  • the engagement member 6, 26 is displaced together with the driven member 2 and the coupling sleeve 5 relative to the housing 12 and the coupling member 14 in the distal direction , whereby the clutch Kl is released.
  • the provided for the clutch Kl radially outwardly facing Abragungen the coupling sleeve 5 are now distal of the coupling member 14.
  • the Ab- Drive member 2 can now be screwed into the drive unit with a relatively small force acting in the proximal direction, since the thread of the output member is not self-locking.
  • the coupling sleeve 5 is rotated relative to the threaded sleeve 13 in the opposite way as in the product dispensing, whereby the rotor 30 is again displaced axially in the distal direction.
  • the screwing back can be done at least over part of the total path against the force of a spring member, for example, trying to move the output member in the distal direction.
  • the spring member can eg act or be arranged between the output member 2 and the drive shaft 7. Further advantageous spring members are described in particular to Figure 6 below. It is generally preferred that the force of such a spring member is less than the force required for interaction via the piston with the product of the output member 2
  • the holding member 25, which serves to fix the product container 27 in the product container holder 16 is displaced in the distal direction by the spring 19 until it comes into abutment with the engaging member 6, 26.
  • This stop prevents the spring 19 from being able to completely relax when the product container 27 is removed. This is advantageous, since the spring 19 should apply sufficient force even with a remote product container 27 to hold the clutch K3 in a clutch engagement.
  • a sprung flange can be realized, such as e.g. shown in Fig. 6.
  • the user is prompted for so-called venting, as described in the operating instructions. This is necessary because on the one hand air is in the product container 27 and on the other hand, the driven member 2 has been previously completely pushed into the drive unit and 27 some play between the piston 28 and the flange 1 is created by the different level of the product container.
  • FIG. 6 shows an output member 2 with a flange 1 fastened to its front or distal end, which is immovably connected to the threaded rod.
  • a spring member 38 is provided which For example, can be realized by obliquely projecting spring arms 38a.
  • This Federarr ⁇ e 38a may be attached to the flange 1 and / or on the threaded insert 6.
  • an elastomer on the flange 1 and / or on the threaded insert 6 could be molded.
  • the flange 1 After the insertion of the flange 1 connected to the threaded rod 2, the flange 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 lies directly against the threaded insert 6.
  • the flange 1 is pushed away by the at least one spring member 38 from the threaded insert 6 by a predetermined distance in the distal direction. This makes it possible that with a product container used 27 or when inserting the product container 27, the flange 1 always comes to rest on the proximal side of the piston 28, even if the piston 28 is inserted differently in different product containers due to manufacturing tolerances in the product container 27 ,
  • the injection device in particular the drive unit, has a brake 17, 18 which decelerates a rotating part, in this example the transmission element 7, K2, 5 or / and the drive movement.
  • a brake 17, 18 which decelerates a rotating part, in this example the transmission element 7, K2, 5 or / and the drive movement.
  • the viscosity of the product during product dispensing absorbs the forces and movements that occur.
  • such an attenuator is missing. Remedy the brake 17, 18, which avoids overloading.
  • Figures 7A 7B and 8 show an enlarged illustration of a carrier suitable for the device of Figure 1 brake mechanism according to a first and second embodiment, their operations are similar.
  • the first two amongsforrn according to Figures 7A 7B, 5 rotatable with each other and preferably also axially latched together Bremsba- ckenhquen 17 having mutually facing profile sections between which an annular gap is formed, in which a brake disc is received 18th
  • the annular gap has a defined width, wherein the brake shoe halves could alternatively be axially displaceable relative to each other.
  • the brake shoe 17 could be formed in one piece.
  • the brake disc 18 is rotatably and axially movably received relative to the housing 12, which is effected by the profiled, in a profiled inner peripheral surface of the housing part 12b engaging outer peripheral surface of the brake disc. At least one brake shoe half 17 or the entire brake shoe is at least rotationally fixed to the drive train or the transmission element.
  • the sleeve-shaped brake shoe 17 has radially inwardly facing Abragungen, which engage in a corresponding profile of the drive sleeve 7.
  • the brake disk 18 can move between the brake shoe halves 17.
  • the brake disc 18 is secured against rotation, for example by guiding in a groove and mounted axially displaceable in the injection device or the housing part 12b.
  • the brake disc 18 is toothed on the top and bottom sides by frontally circumferentially extending in both directions teeth 18 a, 18 b with the same or different tooth height ZH and between the threaded sleeve 13 and the brake shoe 17, preferably with a small game of about a tooth size or tooth height ZH or larger, stored or slidably clamped, which have corresponding counter teeth 13b and 17a, preferably with the same or the same tooth height ZH.
  • the brake shoe 17 is offset by the torque-fixed connection between the transmission element 7, K2, 5, for example, in a dispensing operation or in the so-called empty shooting, ie when the product container is not inserted in a rotation relative to the brake disc 18.
  • the arrangement of the brake shoe toothings 17a, 17b ensures that the brake disk 18 oscillates axially between the threaded sleeve 13 and the brake shoe 17.
  • the distal toothing 18a and the proximal toothing 18b of the brake disc 18 alternately come into contact with the corresponding counter toothing 17b and 17a. Due to the occurring friction, the elastic deformation and especially the oscillating mass occurs a corresponding loss, whereby the maximum angular velocity co of the rotating parts 13 and 17 is limited.
  • FIG. 8 operates on the same principle, with the difference that one of the two brake shoe halves or their frontal tooth profile is formed by the transmission element or the threaded sleeve 13 connected in a rotationally fixed manner to the transmission element. It may be provided between the profiles 17a and 13b a fixed distance defined or a variable distance by the brake shoe half 17 relative to the threaded sleeve 13 is axially displaceable. By the spring 19, the profiles 13b and 17a could be moved towards each other, so that they come into engagement with the profiles 18a and 18b.
  • Figure 9 shows schematically the course of the recoverable with the braking device according to the invention the braking force, wherein it can be seen that the braking force increases increasingly with the angular or rotational speed ⁇ .
  • the braking force is relatively low or zero up to the maximum permissible angular velocity ⁇ max and rises sharply at the maximum permissible angular velocity ⁇ max .
  • FIG. 10 shows the angle of rotation of the display drum 4 applied over time, which can run through three complete revolutions (3x360 °) in the exemplary embodiment. It can be seen from Figure 10 that the display drum 4 has undergone three complete revolutions after the time t unbebre m st , which is shorter than the time tErfmdung in the case of a braked rotational movement of the display drum 4, in which the rotation angle in the ideal case linear increased as a function of time.
  • the maximum possible angular velocity ⁇ max a dispensing movement can be reduced or limited, so that the turning back display drum 4 only with a predetermined by the brake 13, 17, 18 maximum velocity acting in the circumferential direction stop or the housing part 12b can strike. If the brake 13, 17, 18 designed suitably, the maximum possible stop speed of the display drum 4 is so low that no significant deformation or damage can occur due to the impact impulse.
  • other brake mechanisms can be used.
  • the brake may alternatively be realized as a supplement or in accordance with a third embodiment by means of a centrifugal brake as shown in FIG. on the transmission element 7, K2, 5 or / and the drive shaft 7 and / or another part rotating with the drive shaft 7, e.g. the coupling member 10, the threaded sleeve 13 or the display drum 4, e.g. externally movable brake shoes 41 are attached, which have a mass and which participate in the rotation of the rotating part.
  • the brake shoes 41 may not be biased inwardly or outwardly by a spring.
  • the brake shoes may be pivotable or radially outwardly movable by the centrifugal force to engage in braking engagement with a sleeve 42, such as e.g.
  • radially outwardly projecting pins 40 or fasteners are attached, at the ends of which e.g. with the spring preloaded brake shoes 41 are located. If the rotational speed of the unrestrained or only partially braked rotating element 4, 7, 10 and / or 13 is sufficiently large, the brake shoes 41 are moved radially outwards by the centrifugal force, and possibly also by spring support, and can e.g. come into abutment on an outer standing sleeve 42 and provide by a friction for the desired braking effect.
  • the outer standing sleeve may e.g. also be formed by the housing 12 or the housing part 12b.
  • the brake may be formed as an eddy current brake 20, with a brake disc 21 having a rotating and braking portion, such as a brake disc.
  • the transmission element 7, K2, 5, the drive shaft 7, the threaded sleeve 13 or the display drum 4, and the interacting with the brake disc elements with the housing or a housing-fixed element or with an element relative to the rotates the brake disc may be connected
  • the brake disc 21 is preferably made of a very good electrical conductor, such as pure aluminum or copper.
  • a very good electrical conductor such as pure aluminum or copper.
  • rare earth alloys such as neodymium can be used.
  • the permanent magnetic field can be directed by means of a magnetic yoke 23 made of iron to the air gap, where possible vertically penetrates the brake disc 21.
  • the braking force is influenced by the area and the flux density in the air gap and the indicated current in the brake disk 21, wherein the area as large as possible, the air gap should be as small as possible and the disk thickness should be as large as possible.
  • the braking torque is generated via the averaged radius (effective radius). Brakes with multiple magnet systems acting on a pulley 21 can be designed.
  • the braking power and thus the braking torque of an eddy current brake are usually used approximate calculations. Neglecting the effect through the air gap, a uniform cylindrical magnetic flux is assumed and provided that the pole diameter is sufficiently small relative to the radius of the disk 21. At high speeds, the approximation becomes inaccurate, because among other things, the magnetic fields, which are caused by the eddy currents, lead to a non-negligible reaction and thus to non-linearity.
  • the magnets 22 and the magnetic yoke 23 are preferably connected to the housing 12 of the injection device or the housing part 12b or other non-rotating part in order to produce the desired eddy current braking effect of the brake disc 21 can.
  • the brake can be designed as a fluid brake. If a normal fluid is used as the brake medium, the linear braking characteristic FB shown in FIG. 4 for the eddy current brake is obtained. However, if a braking force increasing in dependence on the angular velocity ⁇ is to be realized, so-called non-Newtonian fluids may be used, in which, unlike the Newtonian fluid, the viscosity does not remain constant but increases as a shearing force acting on the fluid increases which is the case with increasing speed. These are so-called abnormally viscous fluids.
  • the braking force is generated via two mutually moving fluid surfaces.
  • the braking force is generated via a fluid volume which is sheared off by a relative movement.
  • the shear stresses occurring during such movements correspond to the braking force.
  • the volume is divided into two parts Chamber 45 a, 46 a is formed, in which the fluid is arranged.
  • One chamber portion 46a is disposed in one rotating portion 46 and the other chamber 45a is disposed in a portion 45 relative to which member 46 can rotate.
  • the part 46 can eg with the drive shaft? or the transmission element 7, K2, 5 or another part which rotates during a product discharge.
  • the part 45 is at least rotatably connected to the housing 12 or a housing-fixed part.
  • the part 45 can be axially movable or axially fixed relative to the housing 12.
  • the sleeve-shaped part 45 can be referred to as a brake housing and the part 46 mounted in the sleeve 45 can be referred to as a brake shaft.
  • the fluid chamber halves 46a distributed over the outer circumference of the brake shaft are axially at the level of the fluid chamber halves 45a distributed over the inner circumference of the brake housing. There may be more, equal to or fewer fluid chamber halves 45a than 46a.
  • the brake housing 45 can be sealed on both end faces with sliding sealing elements 47, so that no fluid can escape from the brake.
  • the sealing elements 47 may be formed by a lid.
  • a cover for example, a separate part may be provided or serve the coupling shaft.
  • an advantage of the inventive solution is that the braking force increases with increasing angular velocity, ie a damped by, for example, the viscosity of the product in the product distribution movement can take place unrestrained or almost unbraked.
  • the braking force of the brake according to the invention preferably increases to a significant extent only in the problem cases described above, in which high rotational speeds can occur. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

Injektionsvorrichtung zur Verabreichung eines Produkts, umfassend eine Antriebseinheit, ein Produktbehältnis (27) mit einem Kolben (28), der relativ zu dem Produktbehältnis (27) verschiebbar ist, und eine Befestigungseinrichtung (12e, 16c, 50c) mit der das Produktbehältnis (27) an der Antriebseinheit dadurch befestigbar ist, dass das Produktbehältnis (27) aus einer unbefestigten Position in eine befestigte Position bewegbar ist, wobei die Antriebseinheit ein Abtriebsglied (1, 2) aufweist, das vor dem Erreichen der befestigten Position des Produktbehältnisses (27) mit dem Kolben (28) in einem Anschlag ist oder in einen Anschlag gerät, wobei das Abtriebsglied (1, 2) bis zum Erreichen der befestigten Position des Produktbehältnisses (27) wechselwirkungsfrei auf das Produkt ist.

Description

Injektionsvorrichtung mit einer Einrichtung zur Verhinderung von Fehlausschüttungen
Die Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung, insbesondere eine Injektionsvorrichtung zum manuellen Einstechen einer Nadel und automatischen Ausschütten eines zu verabrei- chenden Produkts oder eine Autoiηjektionsvorrichtung zum automatischen Einstechen und automatischen Ausschütten. Ein solches Produkt ist vorzugsweise flüssig und kann ein Medi- kament sein, wie z. B. Insulin, ein Wachstumshormon, oder dergleichen. Die Inj ektions Vorrichtung ist bevorzugt für subkutane, transkutane oder intrakutane Injektionen besonders geeignet.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Inj ektions Vorrichtungen bekannt, insbesondere auch Inj ektions Vorrichtungen, an die ein Behältnis mit einem zu verabreichenden Produkt anbringbar ist. Dies kann bereits bei der Herstellung der Injektionsvorrichtung erfolgen, so dass ein ausgeliefertes Injektionsgerät an den Kunden das zu verabreichende Produkt be- reits enthält. Ferner kann die Befestigung des Produktbehältnisses vom Verwender der Injektionsvorrichtung selbst vorgenommen werden. Solche Vorrichtungen sind nach Gebrauch wegwerfbar oder wieder verwendbar, wobei wieder verwendbare Vorrichtungen in der Regel eine Antriebseinheit aufweisen, an der das Produktbehältnis befestigbar und wovon es auch wieder lösbar ist. Wieder verwendbare Inj ektions Vorrichtungen haben den Vorteil, dass die Antriebseinheit mit Mitteln ausgestattet sein kann, die für eine wegwerfbare Inj ektions Vorrichtung zu teuer wären und die einen höheren Komfort bei der Produktausschüttung bieten. Die Antriebseinheit kann beispielsweise wieder verwendet werden, während das Produktbehältnis nach Gebrauch entsorgt und gegen ein neues ausgetauscht wird.
Beim Anbringen eines neuen Produktbehältnisses an der Antriebseinheit kann es vorkommen, dass z. B. eine Kolbenstange der Antriebseinheit so stark auf den Kolben wirkt, dass eine Wechselwirkung mit dem Produkt stattfindet, was dazu führen kann, dass Produkt z. B. durch eine bereits an dem Produktbehältnis angebrachten Nadel unkontrolliert ausgeschüttet wird, oder dass durch die Kraft auf den Kolben der Druck in dem Produktbehältnis erhöht wird, so dass spätestens beim Anbringen einer Nadel unkontrolliert Produkt ausgeschüttet wird. Dies kann insbesondere bei teuren Medikamenten sehr ärgerlich und auf Dauer auch kostspielig sein.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Injektionsvorrichtung bereit zu stellen, mit der das Problem einer unkontrollierten Produktausschüttung zumindest verringert werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Beispielhaft sei eine Injektionsvorrichtung genannt, die eine Antriebseinheit und ein an der Antriebseinheit befestigbares Produktbehältnis aufweist. Das Produktbehältnis ist bevorzugt wegwerfbar und die Antriebseinheit bevorzugt wieder verwendbar.
Das Produktbehältnis, das z.B. eine Ampulle oder Karpulle sein kann, kann einen Kolben aufweisen, der relativ zu dem Produktbehältnis verschiebbar ist. Der Kolben kann mit der z. B. zylindrischen Behälterwand eine flüssigkeitsdichte Abdichtung bilden. Das Produktbehältnis kann an seinem proximalen Ende offen und an seinem distalen Ende geschlossen sein, so dass das Produkt zwischen dem distalen Ende und dem Kolben am proximalen Ende von dem Behältnis aufgenommen wird. Das Behältnis kann an dem distalen Ende z. B. ein Septum aufweisen, welches von einer Nadel, die im Bereich des vorderen Endes des Produktbehältnisses anbriugbar ist, durchstochen werden kann und mit der Produkt aus dem Inneren des Behältnisses in den Patienten ausgeschüttet werden kann. Zum Beispiel kann eine Nadel für eine subkutane Injektion angepasst sein. Durch eine Bewegung des Kolbens in distale Rich- tung kann Produkt ausgeschüttet werden. Wenn das Produktbehältais an seinem distalen Ende z. B. mit einem Septum verschlossen ist und noch keine Nadel an dem Produktbehältnis angeordnet ist, bewirkt ein Druck auf den Kolben mit einer Kraft, die größer ist als die Reibkraft, die der Kolben mit der Behälterwandung bildet, eine minimale Bewegung des Kolbens, die vielleicht mit dem bloßen Auge gar nicht sichtbar ist, wodurch eine aber Druckerhöhung im Produkt stattfindet.
Die Inj ektions Vorrichtung kann eine Befestigungseinrichtung aufweisen, mit der das Produktbehältnis an der Antriebseinheit befestigbar ist. Das Produktbehältnis selbst kann die Befestigungseinrichtung bilden oder zumindest einen Teil davon mitbilden bzw. aufweisen. Bevor- zugt wird, dass eine Produktbehältnisaufhahme zur Aufnahme des Produktbehältnisses vorgesehen ist, wobei zumindest ein Teil der Befestigungseinrichtung von der Produktbehältnisaufnahme gebildet wird, mit der das Produktbehältnis an der Antriebseinheit befestigbar ist. Die Produktbehältnisaufnahme kann auch als Produktbehältnishalterung bezeichnet werden. AIl- gemein kann ein solches Teil, z. B. ein Nocken oder ein Rastelement sein. Die Produktbehältnisaufnahme kann beispielsweise hülsenförmig sein und in ihrem Inneren das Produktbehältnis aufnehmen. Die Produktbehältnisaufnahme kann an ihrem proximalen Ende offen sein, so dass bei einem Behältniswechsel das Produktbehältnis durch diese Öffnung auswechselbar ist. Das distale Ende des Produktbehältnisses kann z. B. einen Kragen aufweisen, gegen den das Produktbehältnis gedrückt wird, um so in der Produktbehältnisaufnahme fest zu sitzen oder fixiert zu sein. Zum Beispiel kann das Produktbehältnis von einer Feder, die z. B. im Antriebsglied enthalten sein kann, in einem Zustand, in dem das Produktbehältnis an der Antriebseinheit befestigt ist, in diesen festen Sitz gedrückt werden. Durch diese Maßnahme können Längentoleranzen bei z. B. dem Produktbehältnis auf einfache Weise ausgeglichen wer- den. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Maßnahmen möglich, mit denen das Produktbehältnis in den festen Sitz gedrückt wird. Das Produktbehältnis oder die Produktbehältnisaufnahme kann ein Mittel aufweisen, mit dem die Nadel im Bereich des distalen Endes des Produktbehältnisses befestigbar ist.
Die Inj ektions Vorrichtung, insbesondere die Antriebseinheit, kann diejenigen Mittel aufweisen, welche erforderlich sind, den Kolben für eine Produktausschüttung zu verschieben. Die Energie, die für eine Produktausschüttung notwendig ist, kann z. B. per Hand, einem Energieerzeugungsmittel oder einem Energiespeichermittel bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann eine per Hand aufgebrachte Energie in eine Ausschüttbewegung umgesetzt werden. Ferner kann eine per Hand erzeugte Energie z. B. in einem Energiespeicherelement, wie z. B. einer Feder, gespeichert werden. Die gespeicherte Energie kann auf Wunsch des Verwenders in eine Antriebsbewegung bzw. in eine Ausschüttbewegung des Kolbens umgesetzt werden. Beispiele für ein Energieerzeugungsmittel wären ein Motor, eine pyrotechnische Treibladung oder dergleichen.
Die Inj ektions Vorrichtung, insbesondere die Antriebseinheit kann ein Abtriebsglied aufweisen, welches für eine Produktausschüttung auf den Kolben wirkt und diesen im Produktbehältnis in Ausschüttrichtung, insbesondere in distale Richtung verschiebt. Das Abtriebsglied kann z. B. hohl, d. h. hülsenförmig, oder massiv sein, wobei man in beiden Fällen z. B. von einer Kolbenstange sprechen kann. Zur besseren Krafteinleitung kann an dem distalen Ende des Abtriebsglieds oder der Kolbenstange ein Flansch angeordnet sein, der an dem Kolben anstoßen oder anliegen kann.
Das Produktbehältnis kann aus einer unbefestigten Position in eine befestigte Position bewegbar sein. Hierzu kann das Produktbehältnis z. B. eine Drehbewegung und/oder eine Axialbewegung relativ zu der Antriebseinheit, insbesondere relativ zu deren Gehäuse ausfuhren. Zum Beispiel kann in der unbefestigten Position das Produktbehältnis an der Antriebseinheit anstehen und z. B. mittels einer Drehbewegung in die befestigte Position bewegt werden. Das hier- zu notwendige Drehmoment kann durch den Verwender durch Ergreifen des Behältnisses oder der Produktbehältnisaufnahme ausgeübt werden. Die Befestigungseinrichtung kann auf einer Steck-Dreh- Verbindung basieren, wie es z. B. bei einem Bajonettverschluss der Fall ist.
Bevorzugt wird, dass das Abtriebsglied vor dem Erreichen der befestigten Position des Pro- duktbehältnisses mit dem Kolben in einem Anschlag ist oder in einen Anschlag gerät. Mit anderen Worten gerät das Abtriebsglied während der Bewegung aus der unbefestigten in die befestigte Position in den Anschlag mit dem Kolben, so dass, wenn die befestigte Position erreicht wird, das Abtriebsglied bereits in dem Anschlag mit dem Kolben ist. Beispielsweise kann die Kolbenstange durch die Schwerkraft so weit in distale Richtung verschoben sein, dass das Abtriebsglied mit dem Kolben beim Befestigen in einen Anschlag gerät. Vorzugsweise wird das Abtriebsglied von einem Federelement zumindest ein Stück in distale Richtung gedrückt, so dass der Anschlag beim Befestigen hergestellt ist oder wird. Die Kraft dieser Feder ist relativ gering, insbesondere kleiner als die für eine Verschiebung des Kolbens erforderliche Kraft. Der Vorteil, das Abtriebsglied bereits beim Befestigen in einen Anschlag mit dem Kolben zu bringen, besteht insbesondere darin, dass bei einer erstmaligen Bewegung des Abtriebsglieds in Ausschüttrichtung bereits das gewünschte Volumen abgegeben wird, da nicht erst ein Abstand zwischen Abtriebsglied und Kolben überwunden werden muss, der bewirkt, dass das gewünschte Volumen von dem tatsächlich abgegebenen Volumen abweicht. Die erstmalige Bewegung des Abtriebsglieds zur Abgabe eines Volumens kann bevorzugt für ein Primen, bei dem zum Beispiel Luft aus dem Produktbehältnis oder/und der Nadel verdrängt wird, oder gleich für die Ausschüttung der eingestellten Produktdosis dienen.
Um zu vermeiden, dass eine ungewollte Produktausschüttung stattfindet während des Teils der Befestigungsbewegung des Produktbehältnisses, bei der sich das Abtriebsglied bereits in einem Anschlag mit dem Kolben befindet, ist das Abtriebsglied bis zum Erreichen der befestigten Position des Produktbehältnisses, insbesondere einschließlich der befestigten Position des Produktbehältnisses, wechselwirkungsfrei auf das Produkt. Unter wechselwirkungsfrei ist insbesondere zu verstehen, dass noch keine Kraft auf den Kolben wirkt, welche diesen für eine Produktausschüttung verschieben kann oder zumindest eine Druckerhöhung in dem in dem Produktbehältnis befindlichen Produkt bewirken kann. Somit wird vermieden, dass bei einer vor dem Befestigen des Produktbehältnisses angebrachten Nadel während des Befesti- gens Produkt ausgeschüttet wird und dass bei einer nach dem Befestigen des Produktbehältnisses angebrachten Nadel Produkt durch einen Überdruck in dem Produkt ausgeschüttet wird.
Zum Beispiel kann ein Eingriffsglied vorgesehen sein, welches in einem Eingriff mit dem Abtriebsglied sein kann. Ein solcher Eingriff kann z. B. ein Gewindeeingriff sein, wozu das Abtriebsglied ein Außengewinde und das Eingriffsglied ein Innengewinde aufweisen können. Bevorzugt wird, dass das Abtriebsglied zumindest bei einem Teil der Befestigungsbewegung relativ zu dem Eingriffsglied axial fest und vorzugsweise auch drehfest ist. Diese axiale Festlegung kann während der gesamten Befestigungsbewegung des Produktbehältnisses oder bevorzugt nur während eines Teils der Befestigungsbewegung eines Produktbehältnisses bestehen. Bevorzugt besteht die Festlegung zumindest beim Erreichen der befestigten Position, als schon vor dem Ende der Befestigungsbewegung. Zum Beispiel kann durch die Befestigungsbewegung des Produktbehältnisses oder/und durch das Produktbehältnis eine Kupplung betätigt werden, welche die axiale Festlegung und z. B. auch eine radiale Festlegung des Abtriebsglieds relativ zu dem Eingriffsglied bewirkt. Zum Beispiel kann das Abtriebsglied während eines Teils der Befestigungsbewegung des Produktbehältnisses relativ zu dem Eingriffs- glied axial bewegbar, vorzugsweise auch drehbewegbar sein. Dieser Teil der Befestigungsbewegung findet bevorzugt vor dem Teil der Befestigungsbewegung statt, bei dem das Abtriebsglied relativ zu dem Eingriffsglied axial fest ist, ausgehend von der unbefestigten Position zur befestigten Position des Produktbehältnisses. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es möglich, dass zu Beginn der Befestigungsbewegung das Abtriebsglied relativ zu dem Ein- griffsglied axial bewegbar ist und vor dem Erreichen der befestigten Position relativ zu dem Eingriffsglied axial fest ist. Somit wird eine Bewegung des Abtriebsglieds relativ zu dem Eingriffsglied während der Befestigungsbewegung gesperrt. Bevorzugt ist das Eingriffsglied bei der Bewegung des Produktbehältnisses aus der unbefestigten Position in die befestigte Position zumindest in axiale Richtung verschiebbar. Das Produktbehältnis kann z.B. in einem Anschlag mit dem Eingriffglied sein und dieses bei seiner Axialbewegung mitnehmen bzw. verschieben. Das Eingriffsglied kann drehbar sein, ist aber vorzugsweise drehfest relativ zu der Antriebseinheit. Durch die axiale Verschiebbarkeit des Eingriffsglieds relativ zu dem Gehäuse der Antriebseinheit wird trotz axialer Festlegung des Abtriebsglieds relativ zum Ein- griffsglied eine Wechselwirkung des Abtriebsglieds auf das Produkt vermieden.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass zumindest der Kolben, das Eingriffsglied und das Abtriebsglied bei der Bewegung des Produktbehältnisses aus der unbefestigten Position in die befestigte Position zumindest eine Axialbewegung des Produktbehältnisses mitmachen. Pro- duktbehältnis, Kolben, Abtriebsglied oder/und Eingriffsglied können somit zueinander axial fest stehen, während das Produktbehältnis an der Antriebseinheit befestigt wird. Für eine Produktausschüttung ist das Abtriebsglied bevorzugt axial und/oder drehbewegbar. In bevorzugten Ausführungsformen, in denen das Abtriebsglied über einen Gewindeeingriff in das Eingriffsglied eingreift, wird für eine Produktausschüttung das Abtriebsglied gedreht und schraubt sich somit in Ausschüttrichtung. Sofern das Produktbehältnis entleert ist und ausgewechselt werden soll, wird es insbesondere in umgekehrter Weise, wie es befestigt wurde, von der Antriebseinheit entfernt. Für eine Rücksetzung des Abtriebsglieds der bevorzugt wieder verwendbaren Antriebseinheit wird das Abtriebsglied mit einer der Ausschüttbewegung entgegengesetzten Drehbewegung in die Antriebseinheit zurückgeschraubt, insbesondere in proximale Richtung. Die Schraubbewegung kann sich zum Beispiel durch axiales Drücken, durch zum Beispiel einen Finger eines Verwenders, auf das Abtriebsglied entgegen der Ausschüttrichtung ergeben. Insbesondere kann eine Kupplung vorgesehen sein, welche eine Drehbewegung des Abtriebsglieds relativ zum Eingriffglied bei entferntem Produktbehältnis oder entfernter Produktbehältnisaufnahme freigibt. Es wird angemerkt, dass diese Kupplung in bevorzugten Ausführungen eine Drehbewegung des Abtriebsglieds auch für eine Produktausschüttung freigeben kann. Bevorzugt ist die Kupplung bei der Bewegung des Produktbehältnisses aus der unbefestigten Position in die befestigte Position in einen Eingriff verschiebbar, der eine Bewegung des Abtriebsglieds relativ zum Eingriffsglied sperrt. Insbesondere kann die Drehbewegung gesperrt werden, wodurch das Abtriebsglied nicht mehr in oder entgegen die Ausschüttrichtung relativ zu dem Eingriffsglied schraubbar ist. Das Produktbehältnis kann z. B. mit seinem proximalen Ende auf ein Element der Kupplung, wie zum Beispiel eine Arretierhülse, wirken, und dieses verschieben, wodurch der Kupplungseingriff hergestellt wird. Zum Beispiel kann zwischen dem Kupplungselement und dem Produktbehältnis eine Feder angeordnet sein und wirken, welche zum einen das Kupplungselement in eine Richtung und das Produktbehältnis in die andere, d. h. entgegengesetzte Richtung, spannt. Zwischen Feder und Produktbehältnis können auch noch ein oder mehrere Zwischenglieder angeordnet sein.
In bevorzugten Ausfuhrungsformen kann die Energie für die Produktausschüttung durch ei- nen Federantrieb, insbesondere einen Drehfederantrieb, bereitgestellt werden. Die Drehfeder ist insbesondere spiralförmig aus einem bandförmigen Material gewickelt. Sie kann um die Längsachse der Inj ektions Vorrichtung gewickelt sein.
Die Energie kann für die Produktausschüttung über ein Übertragungsmittel an das Abtriebs- glied übertragbar sein. Das Übertragungsmittel kann z. B. eine oder mehrere Kupplungen aufweisen, die beim Betätigen der Vorrichtung ein- oder ausgerückt werden, um entsprechend eine Produktausschüttung zu veranlassen.
Beispielsweise kann ein Element, wie z.B. eine Führungshülse, vorgesehen sein, welches z. B. dem Übertragungsmittel zugerechnet werden kann, und relativ zu dem das Abtriebsglied drehfest und axial verschiebbar ist. Hierzu kann z. B. das Abtriebsglied zumindest eine Längsnut aufweisen, in welche das Element eingreift. Das Element kann z. B. das Abtriebsglied hülsenformig umgeben. Ferner kann das Element relativ zu dem Eingriffsglied drehbar und axial fest, insbesondere damit verbunden sein. Somit wird bei einer Axialbewegung des Eingriffsglieds auch das Element axial mitverschoben. Das Element kann z. B. einen Teil der Kupplung aufweisen, welche die Drehbewegung des Abtriebsglieds in bestimmten Zuständen der Injektionsvorrichtung verhindern soll. Das Kupplungselement kann z. B. am äußeren Umfang des hülsenförmigen Elements angeordnet sein.
Die Energie für die Produktausschüttung kann über das ein- oder mehrteilige Übertragungsmittel an das Abtriebsglied übertragbar sein.
In bevorzugten Ausführungen wirkt die Befestigungseinrichtung auf Basis einer Steck-Dreh- Verbindung, insbesondere eines Bajonettverschlusses. Die Antriebseinheit, insbesondere de- ren Gehäuse, kann eine Führungsbahn bilden, in der ein Nocken mittels einer Drehbewegung von einer entriegelten Position in eine Verriegelte Position bewegbar ist. Bevorzugt entsprechen die entriegelte Position der unbefestigten Position des Produktbehältnisses und die verriegelte Position der befestigten Position des Produktbehältnisses an der Antriebseinheit. Bevorzugt wird bei der Drehbewegung aufgrund der Ausgestaltung der Führungsbahn eine Axi- albewegung des Produktbehältnisses ausgeführt. Der in die Führungsbahn eingreifende Nocken der Befestigungseinrichtung kann zumindest zum Teil von dem Produktbehältnis, vorzugsweise von der Produktbehältnisaufnahme gebildet werden. Die Befestigungseinrichtung kann einen Abschnitt aufweisen, der es erlaubt, einen Nocken mit einer Axialbewegung in die Führungsbahn einzuführen. Sofern der Nocken, insbesondere ein Teil davon, mit der Axialbewegung in die Führungsbahn eingeführt wurde, kann durch eine Drehbewegung der Nocken aus der entriegelten in die verriegelte Position bewegt werden. Hierdurch wird eine Axialbewegung des Produktbehältnisses erzeugt, welche z. B. das Eingriffsglied und/oder eine Kupplung axial verschieben kann. Insbesondere kann das Eingriffsglied der Axialbewegung des Nockens folgen und/oder axial fest mit diesem verbunden sein. In bevorzugten Ausführungen, kann der Nocken aus wenigstens zwei Teilen gebildet sein, die drehmomentfest aneinander anordenbar und in die verriegelte Position, in der die zwei Teile mittels der Führungsbahn axial gegeneinander gespannt sind, bewegbar sind. Zum Beispiel können die zwei Teile, die den Nocken bilden, jeweils eine nockenförmige Abragung aufweisen, welche axial anein- ander angefügt den für die Führungsbahn passenden Nocken bilden. Die beiden Teile können z. B. hülsenformig sein und jeweils relativ zu dem Gehäuse der Antriebseinheit drehbar und axial verschiebbar sein. Beispielsweise kann das auf eines der Teile aufgebrachte Drehmoment durch die drehmomentfeste Kopplung auf das andere Teil übertragen werden. Somit können die axial aneinander angefügten Teile, die den Nocken bilden, gemeinsam mit einer Drehbewegung in die verriegelte Position bewegt werden. Die drehmomentfeste Übertragung kann z. B. durch eine ineinander greifende Ausgestaltung der Stirnseiten der beiden Teile realisiert werden. Bevorzugt ist eines der Teile das Produktbehältnis oder die Produktbehältnisaufnahme und/oder das andere eine Bajonetthülse. Zum Wechsel des Produktbehältnisses wird beispielsweise das Produktbehältnis in die Produktbehältnishalterung eingesetzt, wobei die Produktbehältnishalterung mit einer Axialbewegung drehmomentfest mit dem anderen Teil, mit dem es den Nocken bildet, mittels einer Steckbewegung in einem drehmomentfesten Eingriff in die Antriebseinheit gebracht wird. Anschließend verdreht der Verwender der Injektionsvorrichtung die Produktbehältnishalterung und somit auch das andere drehfest mit der Produktbehältnishalterung verbundene Teil. Durch die Drehung werden die beiden Nocken- elemente in der Führungsbahn in eine verriegelte Position bewegt, in der die Führungsbahn etwa die axiale Breite aufweist, wie die beiden axial zusammengefügten Nockenelemente, so dass diese Nockenelemente axial gegeneinander gespannt sind. Somit ist der Produktbehältnishalter axial fest mit der Antriebseinheit verbunden. Durch die Verdrehbarkeit des anderen Teils, das ein Nockenelement bildet und in der Antriebseinheit angeordnet ist, können durch die Befestigung des Produktbehältnisses an der Antriebseinheit verschiedene Bewegungen auf die Mechanik der Antriebseinheit übertragen werden. Bevorzugt ist das in der Antriebseinheit drehbare und auch axial verschiebbare Teil, das den Nocken der Befestigungseinrichtung mitbildet, axial fest und vorzugsweise drehbar mit dem Eingriffsglied verbunden. Zum Beispiel kann das Gehäuse der Antriebseinrichtung eine Führung aufweisen, in der das Eingriffsglied drehfest, aber axial verschiebbar gelagert ist.
Die hierin beschriebene Befestigungseinrichtung kann selbst ein Gegenstand einer eigenen Schutzrechtsanmeldung sein. Die Anmelderin behält sich vor, die Befestigungseinrichtung mittels einer Teilungsanmeldung weiterzuverfolgen.
Die Erfindung wurde anhand mehrerer Ausführungsformen beschrieben. Im Folgenden wird eine Ausführung der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die hierbei offenbarten Merkmale bilden je einzeln und in Kombination den Gegenstand der Erfindung vorteilhaft weiter. Es zeigen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht eines proximalen Teils einer Injektionsvorrichtung,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuseteils mit einer Führungs- bahn für einen Bajonettverschluss und einer eingesetzten Bajonetthülse,
Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Bajonetthülse aus Figur 2
Figur 4 eine perspektivische Ansicht der Bajonetthülse aus Figur 3 mit einem darin eingesetzten Eingriffsglied
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Bajonetthülse und einer Produktbe- hältnisaufnahme, die axial in einen drehmomentfesten Eingriff gebracht sind,
Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Abtriebsglieds mit Flansch und Federglied,
Figur 7A und 7B eine Explosionsansicht und eine perspektivische Ansicht einer Brems- einrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
Figur 8 eine perspektivische Explosionsansicht einer Bremseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Figur 9 ein Diagramm mit einem schematischen Verlauf der Bremskraft in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit, Figur 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Bremswirkung bei einer zeitabhängigen Darstellung,
Figuren 1 IA und 1 IB eine Explosionsansicht und eine perspektivische Ansicht einer auf dem Prinzip einer Wirbelstrombremse wirkenden Bremseinrichtung gemäß einer dritten Ausfuhrungsform,
Figur 12 eine perspektivische Ansicht einer auf dem Prinzip einer Fliehkraftbremse wirkenden Bremseinrichtung gemäß einer vierten Ausfuhrungsform,
Figur 13 eine Explosionsansicht einer auf dem Prinzip einer Fluidbremse wir- kenden Bremseinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform und
Figur 14 eine perspektivische Ansicht eines Bremsengehäuses aus Figur 13.
Die in Figur 1 gezeigte Injektionsvorrichtung umfasst eine Antriebseinheit, die bevorzugt mehrfach verwendbar ist, und ein damit verbundenes Produktbehältnis 27, das in einer hül- senförmigen z.B. mehrfach verwendbaren Produktbehältnisaufnahme 16 aufgenommen und mit Hilfe der Produktbehältnisaufhahme 16 an der Antriebseinheit befestigbar ist. Das Produktbehältnis 27 kann nach seiner Entleerung von der Inj ektions Vorrichtung entfernt, entsorgt und gegen ein neues ausgetauscht werden. Das Gehäuse 12 ist wegen der einfacheren Herstellbarkeit und Montierbarkeit mehrteilig gebildet mit damit verbundenen oder eingesetzten Elementen 12a, 12b, wobei das Gehäuse grundsätzlich auch einteilig gebildet sein könnte. Das Produktbehältnis 16 ist mit Hilfe eines Bajonettverschlusses, der von dem Gehäuse 12, der Produktbehältnisaufhahme 16 und der Hülse 50 gebildet wird, an der Antriebseinheit befestigt. Die Produktbehältnisaufnahme 16 wird durch eine Kappe 31 abgedeckt, die an das Gehäuse 12 angesteckt, für eine Verwendung der Inj ektions Vorrichtung abnehmbar und an- schließend wieder aufsteckbar ist.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen wesentliche Elemente der als Bajonettverschluss ausgestalteten Befestigungseinrichtung. Die Produktbehältnisaufhahme 16 weist einen radial nach außen ragenden Nocken 16c auf und ist an ihrer proximalen Stirnseite so gebildet, dass sie form- schlüssig, d.h. drehmomentfest mit der distalen Stirnseite der Hülse 50 verbindbar ist, wie in Figur 5 gezeigt, in der zu Darstellungszwecken das Gehäuseteil 12a weggelassen wurde. Die Hülse 50 weist mindestens einen radial nach außen ragenden Nocken 50c auf, der einen Teil eines Nockens 16c, 50c für die Befestigungseinrichtung bildet. Der Nocken 50c greift in eine in dem Gehäuse 12, insbesondere in dem Gehäuseteil 12a gebildete Führungsbahn 12e, die mindestens eine schräge Fläche 12g aufweist, ein. Bei einer Drehbewegung der Hülse 50 wird die Hülse 50 aufgrund des Eingriffs des Nockens 50c zusätzlich zu der Drehbewegung relativ zu dem Gehäuseteil 12a axial bewegt. Durch die Axialbewegung der Hülse 50 können, wie noch beschrieben wird, verschiedene vorteilhafte Wirkungen erzielt werden.
Zum Anbringen des Produktbehältnisses 27 an die Antriebseinheit wird ein neues Produktbehältnis 27 durch das proximale Ende in die Produktbehältnisaufnahme 16 eingeführt. Anschließend wird die Produktbehältnisaufnahme 16 mit einer axialen Bewegung drehmomentfest an die Hülse 50 angesteckt (Figur 5), wobei die Nocken 16c durch die Öffnung 12f (Figur 2) in die Führungsbahn 12e eingeführt werden. Figur 2 zeigt den Bajonettverschluss ohne die Produktbehältnisaufnahme 16 in einem verriegelten Zustand. In einem entriegelten Zustand, in dem sich die Nocken 50c im Bereich, insbesondere in einer axialen Flucht der Öffnungen 12f befinden, kann die Produktbehältnisaufhahme 16 angesteckt werden. Die Nocken 16c und 50c liegen dann aneinander an und bilden quasi einen gemeinsamen Nocken 16c, 50c (Figur 5). Eine Verdrehung der Produktbehältnishalterung 16 bewirkt eine Mitnahme des Hülse 50. Durch die Schrägen 12g werden die Hülse 50 und die Produktbehältnisaufhahme 16 zusätzlich axial bewegt. Am Ende der Drehung, d.h. beim Erreichen der verriegelten Position befindet sich der gemeinsame Nocken 16c, 50c im Bereich 12h der Führungsbahn 12e, in dem die beiden Nocken 16c und 50c von den Flanken der Führungsbahn 12e axial gegeneinander ge- spannt werden. Hierzu ist die axiale Breite der Führungsbahn im Bereich 12h in etwa so breit, wie die des gemeinsamen Nockens 16c, 50c.
Wie in Figur 4 gezeigt wird, ist in der Hülse 50, die auch als Bajonetthülse bezeichnet werden kann, eine Führungshülse 26 aufgenommen. Die Führungshülse 26 ist mit dem Gehäuse 12 drehfest und axial bewegbar sowie mit der der Bajonetthülse 50 drehbar und axial fest verbunden. Dies bewirkt, dass bei der Bewegung der Bajonetthülse 50 aus der entriegelten in die verriegelte Position und umgekehrt, die Führungshülse 26 eine längsgeführte Bewegung relativ zum Gehäuse 12 ausführt.
Wie in Figur 1 zu erkennen ist, ist ein Gewindeeinsatz 6 dreh- und axialfest mit der Führungshülse 26 verbunden, insbesondere verrastet. Gewindeeinsatz 6 und Führungshülse 26 können als Eingriffsglied 6, 26 bezeichnet werden. Der Gewindeinsatz 6 weist ein Innengewinde 6a auf, in welchem das Außengewinde 2a eines Abtriebsglieds 2, das in diesem Beispiel auch als Kolbenstange bezeichnet werden kann, geführt wird, so dass, wenn das Ab- triebsglied 2 gedreht wird, sich dieses gerührt durch das Innengewinde 6a des Gewindeeinsatzes 6 in. Abhängigkeit von der Drehrichtung entweder in proximale Richtung oder in distale, d.h. entgegengesetzte Richtung schraubt.
Das Abtriebsglied 2 trägt auf seiner Außenseite ein Gewinde 2a welches von zwei am Umfang gegenüberliegenden, in axiale Richtung verlaufenden Nuten 2b unterbrochen wird. Eine Kupplungshülse 5, die Teil eines Übertragungselements 7„ K2, 5 ist, hat an ihrem distalen Ende zwei einander gegenüberliegende radial nach innen gerichtete Abragungen 5a, 5b, welche in die Nuten 2b des Abtriebsglieds 2 ragen. Die Kupplungshülse 5 ist mit dem Eingriffs- glied 6, 26 drehbar und axial fest verbunden. Somit ist das Abtriebsglied 2 relativ zu der Kupplungshülse 5 verdrehgesichert und kann relativ zur Kupplungshülse 5 axial bewegt werden, wenn es relativ zu dem Eingriffsglied 2, 26 gedreht wird. Außer während eines Aus- tauschs des Produktbehältnisses 27 ist die Kupplungshülse 5 axial nicht verschiebbar.
Eine an dem proximalen Ende der Injektionsvorrichtung vorgesehene Antriebswelle 7, die Teil des Übertragungselements 7, K2, 5 ist, weist radial nach innen ragende Zähne 7a auf, welche ein Kupplungselement der Kupplung K2 bilden. Durch das Betätigungen, d.h. Drücken eines Betätigungselements 15 in distale Richtung, werden die Antriebswelle 7 und dadurch auch die Zähne 7a in distale Richtung verschoben, wodurch die Zähne 7a in das proxi- male Ende der Kupplungshülse 5 eingreifen und eine drehmomentfeste, insbesondere formschlüssige Verbindung bilden.
Ein Federelement bzw. eine Antriebsfeder 3, welche in Form einer Spiralfeder oder Uhren- Feder ausgebildet sein kann, ist mit einem Ende mit dem Gehäuse 12 über einer Federhülse 8 auf der Außenseite des Federelements 3 verbunden. Die Federhülse 8 ist relativ zu dem Gehäuse 12 verdrehgesichert und axial verschiebbar. Am anderen Ende ist die Antriebsfeder 3 mit der Antriebswelle 7 verbunden. Hierdurch kann eine in dem Federelement 3 gespeicherte Energie als Drehbewegung der Antriebswelle 7 relativ zu dem Gehäuse 12 abgegeben werden. Für eine Produktausschüttung wird die Energie des Federelements 3 über das Übertra- gungselement 5, K2, 7 in Form einer Drehbewegung an das Abtriebsglied abgegeben, so dass sich dieses relativ zu dem Eingriffsglied 6, 26 in distale Richtung, d.h. in Ausschüttrichtung schraubt und den Kolben 28 verschiebt, der das Produkt aus dem Produktbehältnis 27 ausschüttet. Zum Einstellen einer zu verabreichenden Produktdosis kann ein Benutzer das als Dosierknopf ausgestaltete Dosierelement 9, das relativ zu dem Gehäuse 12 axialfest ist, drehen. Das Dosierelement 9 ist über die Kupplung K3 mit einem Kupplungsglied 10 verdrehgesichert gekoppelt. Die Kupplung K3 wird gebildet durch Stege oder Nuten oder Zähne des Dosierknop- fes 9, welche mit Stegen oder Nuten oder Zähnen der Kupplungsscheibe 10 formschlüssig zusammenwirken, um eine durch Verschieben des Kupplungsglieds 10 in distale Richtung lösbare Kupplung zu bilden. Das Kupplungsglied 10 kann durch Betätigen des Betätigungselements 15 verschoben und somit gelöst werden. In einem unbetätigten Zustand werden die Kupplungen K3 in einem eingekuppelten und die Kupplung K2 in einem ausgekuppelten Zu- stand gehalten mittels eines Federelements 19, welches die Antriebswelle 7 in proximale Richtung drückt. Während des Dosiseinstellvorgangs ist die Kupplung K3 eingekuppelt, d.h. eine Drehbewegung des Dosierknopfes 9 wird auf das Kupplungsglied 10 übertragen. Das Kupplungsglied 10 ist mit der Antriebswelle 7 axial- und drehfest verbunden und könnte auch einteilig mit der Antriebswelle 7 ausgebildet sein. Die Drehbewegung des Dosierglieds 9 wird aufgrund der ausgekuppelten Kupplung K2 nicht auf die Kupplungshülse 5 übertragen.
Durch Drehung der Antriebswelle 7 wird die mit der Antriebswelle 7 verbundene Antriebsfeder 3 gespannt. Um zu verhindern, dass durch die während des Einstellvorganges gespannte Antriebsfeder 3 der Dosierknopf 9 wieder zurückgedreht wird, ist eine Ratsche 11 oder ein Ratschmechanismus, welcher eine Ratschenfeder I Ia z.B. zum Spannen von Halteelementen aufweisen kann, zwischen dem Gehäuse 12 der Inj ektions Vorrichtung, dessen Bestandteile z.B. ein Mechanikhalter 12a und ein Mechanikhalter 12b sein können, und dem Dosierknopf 9 vorgesehen. Der Ratschenmechanismus kann so ausgestaltet sein, dass nur die Drehung in eine Richtung, insbesondere nur ein Spannen der Antriebsfeder 3 möglich ist. Bevorzugt wird jedoch, dass der Ratschenmechanismus so ausgestaltet ist, dass die Drehung in beide Drehrichtung, insbesondere ein Spannen und Entspannen der Antriebsfeder 3 möglich ist. Durch eine Drehbarkeit in beide Richtungen kann bei der Einstellung der Produktdosis sowohl eine Produktdosis erhöht als auch verringert werden. Die aktuell eingestellte Produktdosis kann über das Fenster 12d von einer Anzeigetrommel 4 abgelesen werden.
Die Drehbewegung der Antriebswelle 7 wird auch auf die Gewindehülse 13 übertragen, welche dreh- und axialfest mit der Antriebswelle 7 verbunden ist und auch einteilig mit dieser ausgebildet sein könnte. Die Gewindehülse 13 trägt auf ihrem äußeren Umfang 13a mindestens eine Nut, in welche mindestens ein Steg 4a der Anzeigetrommel 4 eingreift, so dass eine Drehbewegung der Gewindehülse 13 auf die Anzeigetrommel 4 durch die verdrehsichere Kopplung übertragen wird, wobei eine axiale Relativbewegung zwischen Anzeigetrommel 4 und Gewindehülse 13 möglich ist. Die Anzeigetrommel 4 weist auf ihrer Außenseite ein Gewinde 4b auf, welches in ein Innengewinde 12c des Gehäuseteils 12b eingreift, so dass die Anzeigtrommel 4 durch eine Drehbewegung in axiale Richtung relativ zum Gehäuse 12 vorzugsweise in distale Richtung verschoben wird. Bevorzugt bewegt sich die Anzeigetrommel 4 während eines Einstell- oder Aufdosiervorganges durch Drehung des Dosierknopfes 9 in distale Richtung der Injektionsvorrichtung (in Fig. 1 nach links). Auf der Außenseite der Anzeigetrommel 4 kann eine Markierung, wie z.B. eine Beschriftung, eine Dosisanzeige oder eine Skala vorgesehen sein, welche durch eine Durchbrechung oder ein Fenster 12d im Gehäuse 12b der Injektionsvorrichtung ablesbar ist, wobei sich die Markierung der Anzeigetrommel 4 relativ zum Fenster 12d verschiebt. Die Anzeigetrommel 4 weist an seinem distalen Ende einen in Umfangsrichtung wirkenden Drehanschlag auf, der bei maximaler Dosis in einen Anschlag mit einem entsprechend an dem Gehäuseteil 12a ausgebildeten Gegenan- schlag gerät. Der Gegenanschlag wird von einem stirnseitigen Ende eines Ringspalts des Gehäuseteils 12a gebildet. Ein in Umfangsrichtung wirkender Anschlag hat gegenüber einem Axialanschlag den Vorteil, dass geringere Kräfte auf den Anschlag wirken. Die Anzeigetrommel 4 weist ferner an seinem proximalen Ende einen weiteren in Umfangsrichtung wirkenden Drehanschlag auf, der bei minimaler Dosis in einen Anschlag mit einem entsprechend an dem Gehäuse 12b ausgebildeten Gegenanschlag gerät. Der Gegenanschlag wird von dem proximalen Ende des Gewindegangs 12c gebildet.
Nach dem Einstellen der Dosis und Aufziehen der Antriebsfeder 3 durch Drehen des Dosierknopfes 9 ist der Einstellvorgang beendet, wobei bevorzugt ist, dass das Spannen der Feder 3 beim Aufdosieren erfolgt. Zur Dosiskorrekrur kann der Dosierknopf 9 einfach in Gegenrichtung gedreht werden, um eine eventuell zu groß eingestellte Dosis wieder zu verkleinern.
Die Ratsche 11 kann so ausgebildet sein wie in den Figuren 14 und 15 der Patentanmeldung PCT/CH2007/000243 beschrieben, deren diesbezügliche Lehre in die Patentanmeldung auf- genommen wird.
Während eines Ausschüttvorganges, welcher durch Drücken auf den Druckknopf 15 ausgelöst wird, wird die Anzeigetrommel 4 wieder in Gegenrichtung gedreht und verschiebt sich durch den Gewindeeingriff mit dem Innengewinde 12c der Injektionsvorrichtung wieder zurück in proximale Richtung (in Fig. 1 nach rechts). Dabei kann es auch zu einem in Umfangsrichtung wirkenden Anschlag der Anzeigetrommel 4 an das Gehäuse 12a, 12b der Inj ektions Vorrichtung und insbesondere an dem Gehäuseteil 12b kommen. Dieser Vorgang kann bei einer ungebremsten Ausschüttbewegung, bei welcher die Gewindestange 2 ohne Gegenkraft in distale Richtung bewegt wird, z.B. wenn kein Produktbehältnis eingelegt ist, zu einer starken Belastung und im Extremfall zu einer Verformung oder sogar Beschädigung der Anzeigetrommel 4 oder des Gegenstücks 12b führen. Es ist daher eine auf die Antriebsbewegung wirkende Bremseinrichtung 17, 18 vorgesehen, die weiter unten beschrieben wird.
Die Kupplung Kl, die aus dem als Arretierhülse 14 ausgestalteten Kupplungsglied und der Kupplungshülse 5 gebildet wird, dient dazu, in bestimmten Schaltzuständen die Kupplungshülse 5 drehfest mit dem Gehäuse 12 zu koppeln bzw. für eine Drehung relativ zu dem Gehäuse 12 zu entkoppeln. Die Kupplung Kl ist bevorzugt entkoppelt bei einem Austausch des Produktbehältnisses 27, um das Abtriebsglied 2 wieder in proximale Richtung zurückschieben bzw. schrauben zu können, und bei einer Produktausschüttung, um das Abtriebsglied 2 in distale Richtung schrauben zu können. Die Kupplung Kl ist bevorzugt eingekuppelt, wenn das Produktbehältnis an der Antriebseinheit befestigt ist und das Betätigungselement 15 unbe- tätigt ist. Die Kupplung Kl wird gebildet durch Zähne auf der Außenseite der Kupplungshülse 5, welche in Zähne auf der Innenseite der Arretierhülse 14 eingreifen. Hierdurch wird die Kupplungshülse 5 relativ zur Arretierhülse 14 verdrehgesichert. Die Arretierhülse 14 ist verdrehgesichert und axial verschiebbar in der Inj ektions Vorrichtung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 12 und der Kupplungshülse 5 gelagert.
Während eines Ausschüttvorganges wird die Gewindehülse 13 durch Betätigung des Betäti- gungselements 15 in distale Richtung verschoben. Dabei drückt die Gewindehülse 13 auf das Lager 29, das in diesem Beispiel als Kugellager ausgebildet ist, jedoch auch als einfaches Gleitlager ausgebildet sein kann, wobei das Lager 29 auf die Arretierhülse 14 drückt, diese somit für einen Ausschüttvorgang in distale Richtung verschiebt und während eines Ausschüttvorgangs in distaler Position hält. Das Kupplungsglied 14 befindet sich somit distal der Abragungen der Kupplungshülse 5 für die Kupplung Kl. Dadurch ist die Kupplung Kl für die Dauer des Ausschüttvorganges ausgekuppelt.
Beim Betätigen des Betätigungselements 15 verhalten sich die Kupplungen Kl, K2 und K3 folgendermaßen: Durch Drücken des auf dem Kupplungsglied 10 und/oder Antriebswelle 7 sitzenden Druckknopfs 15 werden das Kupplungsglied 10 zusammen mit dem Druckknopf 15 und die Antriebswelle 7 in distale Richtung verschoben. Hierdurch kuppelt die Kupplung K2 ein, so dass die Antriebswelle 7 mit der Kupplungshülse 5 verdrehgesichert wird. Anschließend kuppelt die Kupplung Kl durch Verschiebung der Arretierhülse 14, auf weiche die mit der Antriebswelle 7 verbundene Gewindehülse 13 über das axial verschiebbare Lager 29 drückt, aus. Die Kupplungen Kl und K2 können alternativ auch in umgekehrter Reihenfolge geschaltet werden.
Nach dem Einkuppeln von K2 und dem Auskuppeln von Kl kuppelt auch die Kupplung K3 durch Verschieben des Kupplungsglieds 10 relativ zum Dosierknopf 9 aus. Das Kupplungsglied 10, welches mit der Antriebswelle 7 verbunden ist, kann sich nach dem Auskuppeln der Kupplung K3 relativ zu dem Gehäuse 12 drehen. Die in der Antriebsfeder 3 während des Aufdosierens gespeicherte Energie oder Kraft kann auf die Antriebswelle 7 übertragen werden. Somit liegt an der Antriebswelle 7 ein Drehmoment an, welches mittels der eingekuppel- ten Kupplung K2 auf die Kupplungshülse 5 übertragen wird, welche sich zusammen mit der Antriebswelle 7 dreht und diese Drehbewegung auf das verdrehsicher mit der Kupplungshülse 5 gekoppelte Abtriebsglied 2 überträgt. Das in diesem Beispiel als Gewindestange ausgestaltete Abtriebsglied 2 setzt die Drehbewegung aufgrund des Gewindeeingriffs 2a, 6a mit dem Eingriffsglied 6, 26 in eine axiale Bewegung in distale Richtung um, so dass der am distalen Ende der Gewindestange 2 vorgesehene Flansch 1, der ebenfalls zum Abtriebsglied zugerechnet werden kann, in distale Richtung der Inj ektions Vorrichtung bewegt wird.
Da sich bei der Produktausschüttung die Gewindehülse 13 in entgegen gesetzte Richtung wie beim Aufdosieren dreht, dreht sich die Anzeigetrommel 4 ebenfalls in entgegen gesetzte Richtung wie beim Aufdosieren.
Im Normalfall, d.h. in dem Fall, bei dem die voreingestellte Produktdosis vollständig ausgeschüttet wird, verläuft der Ausschüttvorgang und insbesondere die Verschiebung des Abtriebsglieds 2 in distale Richtung so lange, bis der oben erwähnte in Umfangsrichtung wir- kende Anschlag der Anzeigetrommel 4 anschlägt. Dies geschieht bevorzugt dann, wenn sich der durch das Fenster 12d ablesbare Wert auf 0 heruntergedreht hat.
In dem Fall, in dem der Benutzer der Vorrichtung das Beätigungselement 15 während der Produktausschüttung loslässt, kuppeln die Kupplungen in umgekehrter Reihenfolge, wie sie bei der Betätigung aus- bzw. eingekuppelt haben. Die Produktausschüttung wird unterbrochen, wobei durch das Fenster 12d der Wert ablesbar ist, der noch auszuschütten wäre, dass die voreingestellte Dosis komplett ausgeschüttet sein würde. Die Produktausschüttung kann dadurch fortgesetzt werden, dass das Betätigungselement 15 erneut gedrückt wird, wobei die Ausschüttung durch Loslassen des Betätigungselements 15 wieder gestoppt werden kann oder gewartet werden kann, bis die Produktausschüttung vollständig erfolgt ist.
Für den Fall, dass sich im Produktbehältnis weniger Produkt befindet als maximale Dosis auf der Anzeigetrommel angegeben ist, weist die in diesem Beispiel gezeigte Injektionsvorrich- tung eine zusätzliche Einrichtung zur Begrenzung der letztmalig einstellbaren maximalen Dosis auf, um zu verhindern, dass eine größere Produktdosis eingestellt werden kann als sich Produkt in dem Produktbehältnis befindet. Hierzu ist ein Läufer 30 vorgesehen, der die Kupplungshülse 5 zumindest teilweise umgreift und in solch einem Eingriff mit der Kupplungshülse 5 ist5 dass der Läufer 30 relativ zu der Kupplungshülse 5 drehfest und axial verschiebbar ist. Der Läufer 30 greift ferner mit einem an seinem äußeren Umfang gebildeten Gewinde in ein Innengewinde der Gewindehülse 13 ein. Diese Anordnung bewirkt, dass bei einer relativen Drehung zwischen Gewindehülse 13 und Kupplungshülse 5 eine Axialbewegung des Läufers 30 stattfindet, wobei bei keiner relativen Drehung der Läufer 30 keine Axialbewegung ausfuhrt. Beim Einstellen einer Produktdosis wird die Gewindehülse 13 relativ zu der Kupplungshülse 5 verdreht, so dass der Läufer 30 in proximale Richtung wandert. Beim Ausschütten hingegen, findet keine Relativbewegung zwischen Kupplungshülse 5 und Gewindehülse 13 aufgrund des Kupplungseingriffs der Kupplung K2 statt. Die Läufer führt dann keine Bewegung aus. Nach mehrmaligem Dosieren und Produktausschütten gerät der Läufer 30 in einen axialen Anschlag mit der Antriebswelle 1, wodurch eine weitere Dosiserhöhung nicht mehr möglich ist, auch dann nicht mehr, wenn die Anzeige 4, 12d eigentlich mehr zuließe.
Der Verwender kann das Produktbehältnis 27 gegen ein neues austauschen. Hierzu entfernt er den Produktbehältnishalter 16 durch Drehung relativ zu dem Gehäuse 12 von der Antriebseinheit. Bei der Bewegung aus der befestigten Position in die unbefestigte Position des Pro- duktbehältnisses 27, insbesondere beim Entriegeln des Bajonettverschlusses wird das Eingriffsglied 6, 26 zusammen mit dem Abtriebsglied 2 und der Kupplungshülse 5 relativ zu dem Gehäuse 12 und dem Kupplungsglied 14 in distale Richtung verschoben, wodurch die Kupplung Kl gelöst wird. Die für die Kupplung Kl vorgesehenen radial nach außen weisenden Abragungen der Kupplungshülse 5 befinden sich nun distal des Kupplungsglieds 14. Das Ab- triebsglied 2 kann nun mit einer relativ geringen in proximale Richtung wirkenden Kraft in die Antriebseinheit geschraubt werden, da das Gewinde des Abtriebsglieds nicht selbsthemmend ist. Beim Zurückschrauben des Abtriebsglieds 2 wird die Kupplungshülse 5 relativ zu der Gewindehülse 13 und zwar entgegensetzt wie bei der Produktausschüttung verdreht, wo- durch der Läufer 30 wieder axial verschoben wird in distale Richtung. Das Zurückschrauben kann zumindest über einen Teil des Gesamtwegs gegen die Kraft eines Federglieds erfolgen, das z.B. versucht, das Abtriebsglied in distale Richtung zu verschieben. Das Federglied kann z.B. zwischen dem Abtriebsglied 2 und der Antriebswelle 7 wirken bzw. angeordnet sein. Weitere vorteilhafte Federglieder werden insbesondere zu Figur 6 weiter unten beschrieben. Allgemein bevorzugt wird, dass die Kraft eines solchen Federglieds geringer ist als die für eine Wechselwirkung über den Kolben auf das Produkt von dem Abtriebsglied 2 erforderliche Kraft
Ferner wird beim Entfernen des Produktbehältnisses 27 das Halteglied 25, das dazu dient, das Produktbehältnis 27 in der Produktbehältnishalterung 16 zu fixieren, von der Feder 19 in distale Richtung verschoben bis es in einen Anschlag mit dem Eingriffsglied 6, 26 gerät. Dieser Anschlag verhindert, dass die Feder 19 sich bei entferntem Produktbehältnis 27 nicht vollständig entspannen kann. Dies ist vorteilhaft, da die Feder 19 auch bei einem entfernten Produktbehältnis 27 genügend Kraft aufbringen sollte, die Kupplung K3 in einem Kupplungsein- griff zu halten.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein gefederter Flansch realisiert werden, wie z.B. in Fig. 6 gezeigt.
Nach einem Wechsel des bevorzugt als Ampulle oder Karpulle ausgestalteten Produktbehältnisses 27 wird der Anwender, wie in der Bedienungsanleitung beschrieben, zum so genannten Entlüften aufgefordert. Dies ist erforderlich, da sich zum einen Luft in dem Produktbehältnis 27 befindet und zum anderen das Abtriebsglied 2 zuvor vollständig in die Antriebseinheit hineingeschoben wurde und durch den unterschiedlichen Füllstand des Produktbehältnisses 27 etwas Spiel zwischen dem Kolben 28 und dem Flansch 1 entstanden ist.
Figur 6 zeigt ein Abtriebsglied 2 mit einer seinem vorderen oder distalen Ende befestigten Flansch 1, der unverschiebbar mit der Gewindestange verbunden ist. Zwischen dem Flansch 1 und dem in Figur 6 gezeigten Gewindeeinsatz 6 ist ein Federglied 38 vorgesehen, welches z.B. durch schräg abstehende Federarme 38a realisiert werden kann. Diese Federarrαe 38a können am Flansch 1 oder/und am Gewindeeinsatz 6, befestigt sein. Ebenso könnte auch ein Elastomer am Flansch 1 oder/und am Gewindeeinsatz 6 angespritzt werden. Nach dem Einsetzen eines neuen Produktbehältnisses 27 kann es zu einem Spiel zwischen dem Flansch 1 und dem Kolben 28 kommen, was insbesondere auf unterschiedliche Füllstände bei vollen Produktbehältnissen 27 zurückzuführen ist, die eine gewisse Toleranz aufweisen.
Nach dem Einschieben des mit der Gewindestange 2 verbundenen Flansches 1 liegt der Flansch 1 gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform unmittelbar an dem Gewindeein- satz ö an.
Gemäß der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform wird der Flansch 1 jedoch durch das mindestens eine Federglied 38 vom Gewindeeinsatz 6 um eine vorgegebene Distanz in distale Richtung weggedrückt. Dies ermöglicht es, dass bei einem eingesetzten Produktbehältnis 27 oder beim Einsetzen des Produktbehältnisses 27 der Flansch 1 immer auf der proximalen Seite des Kolbens 28 zum Anliegen kommt, selbst wenn der Kolben 28 bei verschiedenen Produktbehältnissen bedingt durch Fertigungstoleranzen unterschiedlich weit in das Produktbehältnis 27 eingeschoben ist.
Herkömmliche Maßnahmen zur Beseitigung des Spiels zwischen Flansch 1 und Kolben 28 sind daher nicht mehr zwingend erforderlich und können z.B. sogar entfallen.
Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, weist die Inj ektions Vorrichtung, insbesondere die Antriebseinheit eine Bremse 17, 18 auf, die ein sich drehendes Teil, in diesem Beispiel das Übertra- gungselement 7, K2, 5 oder/und die Antriebsbewegung abbremst. Bei herkömmlichen Injektionsvorrichtungen besteht bei Fehlanwendungen, z.B. dann, wenn kein Produktbehältnis eingelegt ist und dennoch eine Betätigung der ϊnjektinosvorrichtung vorgenommen wird, die Gefahr von Überbelastung oder sogar einer Schädigung der Bauteile der Injektionsvorrichtung. Bei einem eingelegten Produktbehältnis 27 wird durch die Viskosität des Produkts bei der Produktausschüttung eine Dämpfung der auftretenden Kräfte und Bewegungen vorgenommen. Bei einem fehlenden Produktbehältnis fehlt ein solches Dämpfungsglied. Abhilfe schafft die Bremse 17, 18, die Überbelastungen vermeidet. Die Figuren 7A5 7B und 8 zeigen in vergrößerter Darstellung einen für die Vorrichtung aus Figur 1 geeigneten Bremsmechanismus gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform, deren Wirkungsweisen ähnlich sind. Die erste Ausführungsforrn gemäß Figuren 7A5 7B weist zwei miteinander dreh- und vorzugsweise auch axialfest miteinander verrastete Bremsba- ckenhälften 17 auf, die zueinander weisende Profileabschnitte aufweisen, zwischen denen ein Ringspalt gebildet ist, in dem eine Bremsscheibe 18 aufgenommen ist. Der Ringspalt weist eine definierte Breite auf, wobei die Bremsbackenhälften alternativ relativ zu einander axial verschiebbar sein könnten. Die Bremsbacke 17 könnte einteilig ausgebildet sein. Die Bremsscheibe 18 ist relativ zu dem Gehäuse 12 drehfest und axial bewegbar aufgenommen, was durch die profilierte, in eine profilierte innere Umfangsfläche des Gehäuseteils 12b eingreifende äußere Umfangsfläche der Bremsscheibe, bewirkt wird. Zumindest eine Bremsbackenhälfte 17 oder die ganze Bremsbacke ist zumindest drehfest an dem Antriebsstrang bzw. dem Übertragungselement angeordnet. Die hülsenförmige Bremsbacke 17 weist radial nach innen weisende Abragungen auf, die in ein entsprechendes Profil der Antriebshülse 7 eingreifen. Die Bremsscheibe 18 kann sich zwischen den Bremsbackenhälften 17 bewegen. Die Bremsscheibe 18 ist verdrehgesichert z.B. durch Führung in einer Nut und axial verschiebbar in der Injektionsvorrichtung bzw. dem Gehäuseteil 12b gelagert. Die Bremsscheibe 18 ist an der Ober- und Unterseite durch stirnseitig umlaufend in beide Richtungen vorstehende Zähne 18 a, 18b mit gleicher oder unterschiedlicher Zahnhöhe ZH verzahnt und zwischen der Gewinde- hülse 13 und der Bremsbacke 17, vorzugsweise mit einem kleinen Spiel von etwa einer Zahngröße oder Zahnhöhe ZH oder größer, gelagert oder verschiebbar eingespannt, welche entsprechende Gegenverzahnungen 13b bzw. 17a vorzugsweise mit entsprechender oder gleicher Zahnhöhe ZH besitzen.
Die Bremsbacke 17 wird durch die drehmomentfeste Verbindung zwischen Übertragungelement 7, K2, 5 z.B. bei einem Ausschüttvorgang oder beim so genannten Leerschießen, d.h. bei nicht eingelegtem Produktbehältnis, in eine Drehung Relativ zur Bremsscheibe 18 versetzt. Dabei sorgt die Anordnung der Bremsbackenverzahnungen 17a, 17b dafür, dass die Bremsscheibe 18 axial zwischen der Gewindehülse 13 und der Bremsbacke 17 oszilliert. Da- durch geraten die distale Verzahnung 18a und proximale Verzahnung 18b der Bremsscheibe 18 abwechselnd mit der entsprechenden Gegenverzahnung 17b und 17a in Kontakt. Durch die dabei auftretende Reibung, die elastische Deformation und vor allem die oszillierende Masse tritt ein entsprechender Verlust auf, wodurch die maximale Winkelgeschwindigkeit co der sich drehenden Teile 13 und 17 begrenzt wird. Die in Figur 8 gezeigte Ausführungsform arbeitet auf dem gleichen Prinzip, mit dem Unterschied, dass eine der zwei Bremsbackenhälften bzw. deren stirnseites Zahnprofil durch das Übertragungselement oder die mit dem Übertragungselement drehfest verbundene Gewinde- hülse 13 gebildet wird. Es kann zwischen den Profilen 17a und 13b ein fest definierter Abstand vorgesehen sein oder aber ein variabler Abstand indem die Bremsbackenhälfte 17 relativ zu der Gewindehülse 13 axial verschiebbar ist. Durch die Feder 19 könnten die Profile 13b und 17a aufeinander zu gerückt werden, so dass sie in den Eingriff mit den Profilen 18a und 18b geraten.
Durch die mit der Winkelgeschwindigkeit ω zunehmende Vibration oder Schwingung der Bremsscheibe 18 zwischen der Gewindehülse 13 und der Bremsbacke 18 nimmt die Bremskraft bei zunehmender Winkelgeschwindigkeit ω überproportional zu, so dass der in Figur 9 schematisch gezeichnete Verlauf BS der Bremskraft realisiert werden kann.
Figur 9 zeigt schematisch den Verlauf der mit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung erzielbaren Bremskraft, wobei gesehen werden kann, dass die Bremskraft zunehmend mit der Winkel- oder Drehgeschwindigkeit ω ansteigt. Idealerweise ist die Bremskraft bis zur maximal zulässigen Winkelgeschwindigkeit ωmax relativ gering oder Null und steigt bei der maxi- mal zulässigen Winkelgeschwindigkeit ωmax stark an.
Figur 10 zeigt den über die Zeit aufgetragenen Drehwinkel der Anzeigetrommel 4, welche im Ausfuhrungsbeispiel drei vollständige Umdrehungen (3x360°) durchlaufen kann. Dabei kann aus Figur 10 gesehen werden, dass die Anzeigetrommel 4 drei vollständige Umdrehungen nach der Zeit tungebremst durchlaufen hat, welche kürzer ist, als die Zeit tErfmdung im Falle einer gebremsten Drehbewegung der Anzeigetrommel 4, bei welcher sich der Drehwinkel im Idealfall linear in Abhängigkeit von der Zeit erhöht.
Durch die mittels der oszillierenden Bremsscheibe 18 erzeugten Bremskraft kann die maximal mögliche Winkelgeschwindigkeit ωmax einer Ausschüttbewegung verringert oder begrenzt werden, so dass die sich zurückdrehende Anzeigetrommel 4 nur mit einer durch die Bremse 13, 17, 18 vorgegebenen maximalen Geschwindigkeit an in Umfangsrichtung wirkenden Anschlag oder das Gehäuseteil 12b anschlagen kann. Ist die Bremse 13, 17, 18 geeignet ausgelegt, ist die maximal mögliche Anschlaggeschwindigkeit der Anzeigetrommel 4 so gering, dass durch den Anschlagimpuls keine nennenswerten Verformungen oder Beschädigungen auftreten können. Alternativ zur Ausbildung der Bremse durch eine zwischen der Gewindehülse 13 und der Bremsbacke 17 oszillierende Bremsscheibe 18 können auch andere Bremsmechanismen verwendet werden.
Beispielsweise kann die Bremse alternativ ergänzend oder auch gemäß einer dritten Ausfuh- rungsforrn durch eine in Figur 12 gezeigte Fliehkraftbremse realisiert werden, wobei z.B. an dem Übertragungselement 7, K2, 5 oder/und der Antriebswelle 7 und/oder einem anderen sich mit der Antriebswelle 7 drehenden Teil, wie z.B. dem Kupplungsglied 10, der Gewindehülse 13 oder der Anzeigetrommel 4, z.B. nach außen bewegbare Bremsbacken 41 angebracht sind, die eine Masse aufweisen und die die Drehung des rotierenden Teils mitmachen. Die Bremsbacken 41 können aber müssen nicht mittels einer Feder nach innen oder nach außen vorgespannt sein. Die Bremsbacken können durch die Fliehkraft verschwenkbar oder radial nach außen bewegbar sein, um in einen Bremseingriff mit einer Hülse 42, wie z.B. dem Gehäuse 12, kommen zu können. In der dritten Ausführungsform sind radial nach außen ragende Stifte 40 oder Befestigungen angebracht, an deren Enden sich z.B. mit der Feder vorgespannte Bremsbacken 41 befinden. Ist die Drehgeschwindigkeit des sich ungebremst oder nur teilweise gebremst drehenden Elements 4, 7, 10 und/oder 13 ausreichend groß, werden die Bremsbacken 41 durch die Zentrifugalkraft, ggf. auch zusätzlich durch Federunterstützung, radial nach außen bewegt und können z.B. an einer äußeren stehenden Hülse 42 in Anlage kommen und durch eine Reibung für die gewünschte Bremswirkung sorgen. Die äußere stehende Hülse kann z.B. auch durch das Gehäuse 12 oder das Gehäuseteil 12b gebildet werden.
Bei einer vierten, in den Figuren 1 IA und 1 IB gezeigten Ausführungsform kann die Bremse als Wirbelstrombremse 20 ausgebildet werden, wobei eine Bremsscheibe 21 mit einem sich drehenden und zu bremsenden Teil, wie z.B. dem Übertragungselement 7, K2, 5, der Antriebswelle 7, der Gewindehülse 13 oder der Anzeigetrommel 4, und die mit der Bremsscheibe wechselwirkenden Elemente mit dem Gehäuse oder einem gehäusefesten Element oder mit einem Element relativ zu dem sich die Bremsscheibe dreht, verbunden sein können
Die Bremsscheibe 21 ist vorzugsweise aus einem sehr guten elektrischen Leiter gefertigt, wie z.B. Reinaluminium oder Kupfer. Als Material für die axial magnetisierten Magnete 22 können Seltenerdelegierungen, wie z.B. Neodym, verwendet werden. Das Permanentmagnetfeld kann mittels eines Magnetjochs 23 aus Eisen zum Luftspalt gelenkt werden, wo es möglichst senkrecht die Bremsscheibe 21 durchdringt. Die Bremskraft wird durch die Fläche und die Flussdichte im Luftspalt und den indizierte Strom in der Bremsscheibe 21 beeinflusst, wobei die Fläche möglichst groß, der Luftspalt möglichst klein und die Scheibenstärke möglichst groß sein sollte. Das Bremsmoment entsteht über den gemittelten Radius (Wirkradius). Es können Bremsen mit mehreren Magnetsystemen, welche auf eine Scheibe 21 wirken, ausgelegt werden.
Zur Berechnung der Stromdichte, der Bremsleistung und damit des Bremsmoments einer Wirbelstrombremse werden gewöhnlich Näherungsrechnungen, verwendet. Unter Vernachlässi- gung des Effekts durch den Luftspalt wird ein einheitlicher zylindrischer magnetischer Fluss angenommen und vorausgesetzt, dass der Poldurchmesser gegenüber dem Radius der Scheibe 21 genügend klein ist. Bei hohen Drehzahlen wird die Näherung ungenau, da unter anderem die Magnetfelder, welche durch die Wirbelströme verursacht werden, zu einer nicht vernachlässigbaren Rückwirkung und damit zu Unlinearität führen.
Die Magnete 22 und das Magnetjoch 23 sind vorzugsweise mit dem Gehäuse 12 der Injektionsvorrichtung oder dem Gehäuseteil 12b oder einem anderen sich nicht drehenden Teil verbunden, um die gewünschte Wirbelstrombremswirkung der Bremsscheibe 21 erzeugen zu können.
Gemäß einer vierten, in den Figuren 13 und 14 dargestellten Ausführungsform kann die Bremse als Fluidbremse ausgebildet werden. Wird ein normales Fluid als Bremsmedium verwendet, so wird die in Figur 4 für die Wirbelstrombremse gezeigte lineare Bremskennlinie FB erhalten. Soll jedoch eine in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit ω stärker anstei- gende Bremskraft realisiert werden, können so genannte nichtnewtonsche Fluide verwendet werden, bei welchen im Gegensatz zum newtonschen Fluid die Viskosität nicht konstant bleibt, sondern ansteigt, wenn sich eine auf das Fluid einwirkende Scherkraft erhöht, was bei zunehmender Geschwindigkeit der Fall ist. Es handelt sich dabei um so genannte anomalviskose Fluide.
Bei der Fluidbremse wird die Bremskraft über zwei sich gegeneinander bewegende Fluido- berflächen erzeugt. Insbesondere wird die Bremskraft über ein Fluidvolumen erzeugt, das durch eine Relativbewegung abgeschert wird. Die bei solchen Bewegungen auftretenden Scherspannungen entsprechen der Bremskraft. Das Volumen wird von einer zweigeteilten Kammer 45a, 46a gebildet, in der das Fluid angeordnet ist. Ein Kammerteil 46a ist in einem sich drehenden Teil 46 und die andere Kammer 45a in einem Teil 45 angeordnet relativ zu dem sich das Teil 46 drehen kann. Das Teil 46 kann z.B. mit der Antriebswelle? oder dem Übertragungselement 7, K2, 5 oder einem anderen sich bei einer Produktausschüttung dre- henden Teil drehfest verbunden sein. Das Teil 45 ist zumindest drehfest mit dem Gehäuse 12 oder einem gehäusefesten Teil verbunden. Zudem kann das Teil 45 relativ zu dem Gehäuse 12 axial bewegbar oder axialfest sein. Das hülsenformige Teil 45 kann als Bremsengehäuse und das in der Hülse 45 gelagerte Teil 46 kann als Bremsenwelle bezeichnet werden. Im zusammengesetzten Zustand der Bremse sind die über den Außenumfang der Bremsenwelle verteilten Fluidkammerhälften 46a axial auf Höhe der über den Innenumfang des Bremsengehäuses verteilten Fluidkammerhälften 45a. Es können mehr, gleich viele oder weniger Fluidkammerhälften 45a als 46a vorgesehen sein. Zwischen dem Innendurchmesser des Bremsengehäuses 45 und dem Außendurchmesser der Bremsenwelle 46 jeweils im Bereich der Fluidkammerhälften 45a, 46a, ist im zusammengesetzten Zustand ein dünner Spalt, der so bemes- sen sein kann, dass Fluid in den Spalt transportiert wird oder dass kein oder so gut wie kein Fluid in den Spalt transportiert wird, wenn sich die Bremsenwelle 46 relativ zu dem Bremsengehäuse 45 dreht. Axial kann das Bremsengehäuse 45 auf beiden Stirnseiten mit gleitfähi- gen Dichtelementen 47 abgedichtet sein, so dass kein Fluid aus der Bremse austreten kann. Die Dichtelemente 47 können von einem Deckel gebildet werden. Als Deckel kann z.B. ein separates Teil vorgesehen sein oder die Kupplungswelle dienen.
Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass die Bremskraft mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit ansteigt, d.h. eine durch z.B. die Viskosität des Produkts bei der Produktausschüttung gedämpfte Bewegung kann ungebremst oder fast ungebremst stattfinden. Die Bremskraft der erfindungsgemäßen Bremse nimmt vorzugsweise erst bei den oben beschriebenen Problemfällen, bei welchen hohe Drehgeschwindigkeiten auftreten können, auf ein bedeutendes Maß zu. Bezugszeichenliste:
Flansch 22 Magnet Abtriebsglied / Kolbenstange 23 Magnetjoch Antriebsfeder / Spiralfeder 24 Stützring Anzeigetrommel 25 Halteglied Kupplungshülse 26 Eingriffsglied / Führungshülse Eingriffsglied / Gewindeeinsatz 27 Produktbehältnis Antriebsglied / Antriebswelle 28 Kolben Federhülse 29 Lager / Kugellager Dosierelement / Dosierknopf 30 Läufer Kupplungselement 31 Kappe Ratschenfeder 38 Federglied Gehäuse 40 Radialführung Übertragungsglied / Gewindehülse 41 Bremsbacke Kupplungselement / Arretierhülse 42 Bremshülse Betätigungselement / Druckknopf 45 Bremsengehäuse Produktbehältnisaufnahme 46 Bremsenwelle erstes Bremselement 47 Dichtelement zweites Bremselement 50 Bajonetthülse Federelement / Wendelfeder Kl erste Kupplung Wirbelstrombremse K2 zweite Kupplung Bremsscheibe K3 dritte Kupplung

Claims

Ansprüche
1. Inj ektions Vorrichtung zur Verabreichung eines Produkts, umfassend eine Antriebseinheit, ein Produktbehältnis (27) mit einem Kolben (28), der relativ zu dem Produktbehältnis (27) verschiebbar ist, und eine Befestigungseinrichtung (12e, 16c, 50c) mit der das Produktbehältnis (27) an der Antriebseinheit dadurch befestigbar ist, dass das Produktbehältnis (27) aus einer unbefestigten Position in eine befestigte Position bewegbar ist, wobei die Antriebseinheit ein Abtriebsglied (1 , 2) aufweist, das vor dem Erreichen der befestigten Position des Produktbehältnisses (27) mit dem Kolben (28) in einem Anschlag ist oder in einen Anschlag gerät, wobei das Abtriebsglied (1, 2) bis zum Erreichen der befestigten Position des Produktbehältnisses (27) wechselwirkungsfrei auf das Produkt ist.
2. Injektionsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Produktbehältnis (27) in einer Produktbehältnisaufnahme (16) aufgenommen ist, die zumindest einen Teil der Befestigungseinrichtung (12e, 16c, 50c) bildet, mit der das Produktbehältnis (27) an der Antriebseinheit befestigbar ist.
3. Injektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Eingriffsglied (6), welches in das Abtriebsglied (1, 2) eingreift und bei der Bewegung des Produktbehältnisses (27) aus der unbefestigten Position in die befestigte Position zumindest in axiale Richtung verschiebbar ist.
4. Injektionsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Kolben (28), das Eingriffsglied (6) und das Abtriebsglied (1, 2) bei der Bewegung des Produktbehältnisses (27) aus der unbefestigten Position in die befestigte Position zumindest eine Axialbewegung des Produktbehältnisses (27) mitmachen.
5. Injektionsvorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abtriebsglied (I5 2) über einen Gewindeeingriff (6a) in das Eingriffsglied (6) eingreift.
6. Inj ektions Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abtriebsglied (1, 2) für eine Produktausschüttung axial- und/oder drehbewegbar ist.
7. Injektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energie für die Produktausschüttung per Hand, einem Energieerzeugungsmittel oder einem Energiespeichermittel (3) bereitstellbar ist.
8. Injektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energie für die Produktausschüttung durch einen Federantrieb (3), insbesondere einen Drehfe- derantrieb (3) bereitstellbar ist.
9. Injektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energie für die Produktausschüttung über ein Übertragungsmittel (7, 5, K2) an das Abtriebsglied übertragbar ist.
10. Injektionsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Übertragungsmittel (7, 5, K2) ein Element (5, 5a) aufweist, relativ zu dem das Abtriebsglied (1, 2) drehfest und axial verschiebbar ist, wobei dieses Element (5, 5a) relativ zu dem Eingriffsglied (6) drehbar und axialfest ist, insbesondere damit verbunden ist.
11. Inj ektions Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Kupplung (Kl), die bei der Bewegung des Produktbehältnisses (27) aus der unbefestigten Position in die befestigte Position in einen Eingriff verschiebbar ist, der eine Bewegung des Abtriebsglieds (1, 2) relativ zu dem Eingriffsglied (6) sperrt.
12. Inj ektions Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungseinrichtung (12e, 16c, 50c), z.B. auf Basis einer Steck-Dreh-Verbindung, insbesondere eines Bajonettverschlusses, wirkt, wobei die Antriebseinheit eine Führungsbahn (12e) bildet in der ein Nocken (16c, 50c) mittels einer Drehbewegung von einer entriegelten Position in eine verriegelte Position bewegbar ist, wobei der Nocken (16c, 50c) von wenigstens zwei Teilen (16c, 50c) gebildet wird, die drehmomentfest aneinander anordenbar und in die verriegelte Position, in der die zwei Teile (16c, 50c) mittels der Führungsbahn (12e) axial gegeneinander gespannt sind, bewegbar sind.
PCT/CH2009/000079 2008-02-29 2009-02-26 Injektionsvorrichtung mit einer einrichtung zur verhinderung von fehlausschüttungen WO2009105910A1 (de)

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