双功能弹簧的制作方法

专利名称：双功能弹簧的制作方法
双功能弹簧本发明涉及一种用于供给产品特别是药品的注射装置。药品例如可以是胰岛素 或生长激素或另一种可注射的药品。

由现有技术已知将含有产品的安瓿装设在注射装置上。已知安瓿在其固定在注射装置上的状态下固定在固定的底座中，例如固定在安 瓿支座中。这例如可以通过夹紧来实现，其方式为，容纳在安瓿支座中的产品容器例如 通过螺旋运动在安瓿支座的远端与例如作用到安瓿近端上的止挡之间夹紧。本发明的目的是，提出一种注射装置，利用这种注射装置能将产品容器可靠地 却仍以简单而经济的方式固定在注射装置上。该目的通过权利要求1的特征得以实现。有利的改进可由从属权利要求得到。用于射出产品的注射装置例如可以经过适当设计，使得它允许自动地射出产 品。注射可由使用者手动地进行，或者可以自动进行。例如，自动射出产品的装置的使 用者可以对操纵部件进行操纵，该操纵部件释放驱动件例如弹簧，其中弹簧力间接地或 直接地作用到输出件上，或者该操纵部件使得产品容器的柱塞朝向射出方向推动。驱动 件例如可以是电机、烟火技术的推进剂，或者特别优选是弹簧尤其是机械弹簧。如果驱 动件是蓄能器，则优选可以利用操纵部件来释放蓄能器，从而可将驱动运动转换为输送 运动。驱动运动例如可以是旋转运动，其中输出运动可以是直线运动。驱动部件例如可以是扭转弹簧，例如螺旋弹簧或钟表弹簧，其优选围绕注射装 置的纵轴线缠绕。弹簧例如可以一端至少在旋转方向上壳体固定地被支撑，另一端与输 出件连接，或者与同输出件耦联或可耦联的部分连接。由此可以有利地将蓄存在弹簧中 的旋转能量转换为驱动运动。带状的螺旋弹簧已表明是特别有利的。注射装置例如可以是单路注射装置，在这种单路注射装置中通常无法更换在工 厂方装入的产品容器，从而在注射装置排空或使用之后，该注射装置包括产品容器在内 整个都被消纳。然而可以有利地将注射装置设计成可多次使用。这在注射装置配备有高 价值的组件时特别有益，所述高价值组件例如允许舒适地射出产品，且对于一次性使用 来说过于昂贵。已表明有利的是，将驱动机构组装成一个驱动单元，其中产品容器可固 定在驱动单元上，且可从驱动单元拆下。空的产品容器可以从驱动单元拆下、消纳，并 用一个新的来替换。产品容器优选位于也称为产品容器保持器的产品容器容纳机构中。 产品容器保持器优选为套管状，且具有开口，产品容器经由该开口可插入到套管内部。 开口构造在产品容器保持器的旁侧或近端端部上。产品容器保持器可以在旁侧具有一个 区域，通过该区域可从外面看到产品容器保持器的内部，以便一方面能看出是否装入了 产品容器，另一方面能控制产品容器的料位。产品容器容纳机构可以在其远端端部上具 有卡圈，产品容器在其装入的状态下抵靠在该卡圈上。产品容器于是固定地位于产品容 器保持器中。产品容器保持器例如为锥形，产品容器为了处于固定位置而可以推到该锥 形产品容器保持器中。注射装置特别是驱动单元可以具有弹性部件例如机械的弹簧、气压式弹簧或另 一种弹性机构，所述弹性部件作用到或压靠到产品容器上，特别是作用到或压靠到产品容器的某一部分上，柱塞可相对于该部分移动。优选弹性部件可以将产品容器压到产品 容器保持器中固定。弹性部件特别是可以在注射装置的纵向上起作用。产品容器例如可 以是安瓿或卡普耳，其近端端部敞口，而其远端端部封闭。经由近端例如可以使得驱动 单元的输出件伸入到产品容器中，以便作用到相对于产品容器壁可移动的柱塞上。远端 端部例如可以具有针，或者经过适当设计，使得能安装针，该针建立起与产品容器内部 的流体连接，其方式为，例如使得针刺穿设置在产品容器的远端端部上的隔片。产品容 器的壁优选为圆柱形。产品容器壁可以在旁侧被套管状的产品容器容纳机构紧密地或者 以较小的间隙包夹。注射装置可以具有在射出过程结束之后或结束时移动回到初始位置的部件。该 部件例如可以是操纵部件，其为了进行操纵可移动，特别是可轴向移动，优选沿着注射 装置的纵轴线移动。该部件例如可以在引起射出过程时移动到射出位置，其中为此所需 要的运动方向与部件在射出过程结束时可以进行的运动的方向相反。操纵部件例如可以 由装置的使用者为了引起产品引用而被操纵，且在产品射出停止时或结束后被松开，从 而该部件又移动回到其初始位置。该部件也可以是与操纵部件至少在一个方向上优选还 在两个方向上轴向固定地耦联的部件。在射出过程结束后又移动回到或可移动回到初始 位置的部件还可以是耦联机构的部分特别是耦联件，该耦联件使得耦联机构在其运动时 耦联或解耦。这种耦联件例如可以至少暂时地且至少在一个方向上与操纵部件耦联。耦 联件例如可以使得操纵部件沿一个方向移动，而操纵部件可以使得耦联件沿另一相反的 方向例如沿远端方向移动。在结束或引起射出过程时可移动的部件可以在射出过程结束后又被弹性部件移 动回到初始位置，所述弹性部件还将产品容器压在其固定位置。弹性部件优选是螺旋弹 簧，该螺旋弹簧可以由线状材料卷绕而成。弹性部件可以与注射装置的纵轴线平行地特 别是同心地布置。弹性部件可以具有双重功能，即一种功能为，将产品容器压在其固定位置，另 一种功能为，给在射出过程结束后又移动回到初始位置的部件供应以为此所需要的力。 利用弹簧将产品容器压在固定位置的优点是，能以简单的方式补偿产品容器的长度误 差。此外还可以利用不同制造商的产品容器注射装置。在分开的弹簧中，有一个弹簧压 到产品容器上，另一个弹簧使得部件移动，具有双 重功能的弹性部件的一个优点是，能 将所述分开的弹簧组成一个弹簧，这样就节省了成本。在射出过程结束后又可移动回到初始位置的部件例如可以在该部件处于耦联状 态时防止输出件相对于壳体移动，特别是将这种移动锁止，而在该部件处于解耦状态时 则允许相对于壳体移动，特别是将这种移动解锁。优选这种防止是防止旋转。对于射出 过程来说优选的是，所述部件可以是耦联机构的一部分，该部件为了实现射出过程而移 动脱离耦联咬合。为此，该部件例如可以由操纵部件移动脱离耦联咬合，其方式为，操 纵特别是压动操纵部件，由此使得该部件克服弹性部件的弹性力移动脱离耦联咬合。部 件相对于注射装置壳体特别是相对于驱动单元可轴向移动而抗扭转。输出件可以设计成 柱塞杆，在该输出件的端部上可以轴向固定地设置有可自由旋转的凸缘，该输出件可以 相对于壳体或相对于与输出件咬合的咬合件进行射出运动。例如，咬合件可以适当地与 输出件咬合，使得输出件可相对于咬合件沿着和/或逆着射出方向轴向地移动特别是旋拧。例如，咬合件可以具有内螺纹，该内螺纹与输出件的外螺纹咬合。替代地，输出件 可以被咬合件纵向导向。咬合件可以相对于壳体抗扭转地轴向固定，但并非一定要抗扭 转。优选咬合件可以相对于壳体轴向移动地布置，其中优选咬合件在产品容器被装入且 固定在驱动单元上时相对于壳体轴向固定。 输出件为了实现产品射出而特别是通过柱塞作用到射出的产品上，在某些设计 中，所述输出件与可重置的部件适当耦联，使得其射出运动在产品容器未固定的状态下 锁止。由此也可以实现在产品容器未装入时无法触发。然而优选的是，在产品容器未 装入时，解锁输出件的旋转运动，从而在产品容器未装入时或者产品容器容纳机构被取 下时，使用者转动输出件，由此将输出件特别是沿近端方向拧回到驱动单元中。咬合件 利用螺纹与输出件咬合，优选该螺纹具有一定斜度，使得在轴向加载时螺纹不会出现自 锁。将输出件沿近端方向特别是压到凸缘上，由此能以简单的方式使得输出件沿近端方 向移动，而使用者无需将旋转运动施加到输出件上。在取下产品容器或产品容器保持器 的情况下，咬合件可以在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置，输出件与部 件解耦，从而输出件可沿着或逆着射出方向移动。只要产品容器或产品容器保持器固定 在驱动单元上，咬合件就能移动至其第二位置，从而输出件无法进行旋转运动。例如， 咬合件可以通过产品容器或者通过产品容器保持器直接地或间接地例如借助固定机构而 移动。例如，产品容器或产品容器保持器可以形成或者具有固定机构的一部分。在产 品容器或产品容器保持器从未固定的状态移动至特别是旋转运动至优选组合地旋转-轴 向运动至固定的状态时，咬合件可以产生运动。通常优选的是，咬合件与固定机构适当 耦联，使得该咬合件在产品容器或产品容器保持器固定在驱动机构上或者从驱动机构松 开时轴向移动。咬合件例如可以轴向固定地与耦联件例如耦联套管连接，该耦联件又可 以相对于咬合件转动。耦联件例如可以为套管状，并包围输出件，或者至少与输出件咬 合，从而输出件相对于耦联件抗扭转，但可轴向移动。耦联件例如可以与输出件的纵向 槽咬合。耦联件可以是传递部件的一部分，该传递部件将驱动件的转矩传递到输出件 上。例如可以设有与驱动件抗扭转地连接的另一部件如传动轴，该另一部件与输出件耦 联或者可耦联，其方式特别是，使得传动轴通过优选轴向可接合和脱离接合的耦联机构 与输出件耦联。为此，耦联件和传动轴可以形成可耦联和解耦的耦联机构的部分。耦联件还具有突伸部分，这些突伸部分根据所希望的接通状态而移动至与可重 置的部件咬合或脱离咬合。优选的是，带有双重功能的弹性部件设置在可重置的部件与产品容器之间。可 重置的部件有利地被弹簧施加以沿近端方向起作用的力，其中产品容器被弹簧施加以沿 远端方向起作用的力。弹性部件可以直接地或间接地作用到产品容器上。优选弹性部件 通过一个或多个设置在产品容器与弹性件之间的部分作用到产品容器上。例如保持件可 以位于产品容器与弹性部件之间，该保持件的远端压靠到产品容器的近端上。保持件例 如可以具有轴向止挡，该轴向止挡在取下产品容器时或者对于已取下的产品容器来说将 防止弹性部件彻底松弛。例如，该止挡可以与咬合件相抵靠，从而保持件只能轴向移动 有限的距离，然而该距离的大小足以补偿产品容器的长度误差。保持件可以相对于咬合 件和/或相对于壳体移动。可以有利地确保即使在产品容器装入情况下，弹簧也能将力 作用到可重置的部件上，例如还作用到操纵部件上。
特别是除了可重置的部件外，在弹性部件与操纵部件之间还可以设有一个或多 个部分，即至少一个其它的部分，可重置的部件可被操纵部件移动，和/或被能由弹性 部件重置的部件移动。例如，在操纵部件与可重置的部件之间可以设有用于横向于纵轴 线支撑耦联件的轴承，和/或设有螺纹套管，该螺纹套管例如可用于使得注射装置的附 加部分特别是剂量显示机构或最终剂量停止机构产生旋转运动，或/和设有应限制驱动 速度的制动机构，或/和设有驱动件，该驱动件提供用于产品射出的必需的驱动能量。 所述这些部分可以在操纵部件被操纵时例如沿远端方向移动，且在弹性部件重置运动时 沿近端方向移动。弹性部件的任务因而还在于，使得 轴向邻接的部分轴向地保持在一 起。弹性部件还可以用于使得不同的耦联机构耦联或解耦，也就是说，用于提供必需的 華禹联力ο具有双重功能的弹性部件可以是一个单独的部分，或者是由与弹簧邻接的部件 构成的部分。就单独的弹簧而言，该弹簧例如可以由塑料构成，或者优选由金属构成。 如果要使得弹性部件与另一部分一体地构造，则弹性部件优选由塑料构成，因为弹性部 件能有利地与所述另一部分注塑。由此可以得到的优点是，能节省昂贵的购置部分。另 一方面，可以要求弹簧由金属构成，于是弹簧部件可以部分地被与其整体构造的部件包 封，这在注塑时能以简单的方式进行。例如，弹性部件可以与可重置的部件一体地形 成，或者与基本上可作为单独的部分设置在弹簧和保持部件之间的支撑环一体地形成， 或者与压靠到产品容器上和/或具有轴向止挡的保持部件一体地形成。也可以将保持部 件、弹性部件和可重置的部件一体地设计。本发明将借助多个实施方式予以描述。下面借助附图来说明本发明的设计。这 里所公开的特征各自地和组合地构成本发明的有利改进。图中示出

图1为注射装置的近端部分的横剖视图；图2为壳体部分的立体图，其具有用于卡锁连接机构和插入的卡锁套管的导 轨；图3为图2的卡锁套管的立体图；图4为图3的卡锁套管的立体图，其具有插入其中的咬合件；图5为卡锁套管和产品容器容纳机构的立体图，它们可轴向地处于防扭转的咬 合中；图6为具有凸缘和弹性件的输出件的立体图；图7A和7B为根据第一实施方式的制动机构的分解图和立体图；图8为根据第二实施方式的制动机构的立体分解图；图9为制动力关于角速度的示意性的变化曲线图；图10为用于解释与时间相关的制动作用的曲线图；图IlA和IlB为根据第三实施方式的按照涡轮制动原理起作用的制动机构的立 体分解图；图12为根据第四实施方式的按照离心力制动原理起作用的制动机构的立体图；图13为根据第五实施方式的按照流体制动原理起作用的制动机构的分解图；图14为图13的制动器壳体的立体图。图1中所示的注射装置包括优选可多次使用的驱动单元和与该驱动单元连接的产品容器27，该产品容器容纳在套管状的例如可多次使用的产品容器容纳机构16中，并 可借助于产品容器容纳机构16固定在驱动单元上。产品容器27可以在其排空之后从注 射装置取下、消纳和用新的来更换。壳体12由于制造和安装简单而呈多组件结构，其具 有相互连接或插入的部件12a、12b，壳体原则上也可以为一体结构。产品容器16借助于 由壳体12、产品容器容纳机构16和套管50构成的卡锁连接机构固定在驱动单元上。产 品容器容纳机构16被盖罩31遮盖，盖罩插到壳体12上，用于可将注射装置取下和接下 来再次插上。图2至5示出了被设计成卡锁连接机构的固定机构的主要部件。产品容器容纳 机构16具有径向向外突伸的凸块16c，且在其近端端面进行适当构造，使得它可形状配 合地即防扭转地与套管50的远端端面连接，如图5中所示，在该图中为明了起见，省去 了壳体部分12a。套管50具有至少一个径向向外突伸的凸块50c，该凸块形成了固定机 构的凸块16c、50c的一部分。凸块50c插入到在壳体12中特别是在壳体部分12a中构造 的导轨12e中，该导轨具有至少一个斜面12g。在套管50旋转运动时，套管50由于凸块 50c的咬合除了旋转运动外还相对于壳体部分12a轴向移动。通过套管50的轴向移动， 可以实现各种不同的有利的效果，如还将予以介绍。为了将产品容器27安装在驱动单元上，将新的产品容器27通过近端插入到产品 容器容纳机构16中。接下来，产品容器容纳机构16通过轴向移动抗扭地插到套管50上 (图5)，其中凸块16c通过开口 12f(图2)插入到导轨12e中。图2示出处于卡锁状态 的没有产品容器容纳机构16的卡锁连接机构。在解锁状态下，凸块50c特别是轴向对准 地处于开口 12f的区域中，此时可以插上产品容器容纳机构16。凸块16c和50c于是相 互贴靠，并在一定程度上形成一个共同的凸块16c、50c(图5)。产品容器容纳机构16的 转动引起套管50的随动(Mitaahme)。通过倾斜部分12g，套管50和产品容器容纳机构 16附加地轴向移动。在旋转结束时，即在到达卡锁位置时，共同的凸块16c、50c位于导 轨12e的区域12h中，在该区域中，两个凸块16c和50c被导轨12e的边缘轴向地相向压 紧。为此，导轨的区域12h的轴向宽度与共同的凸块16c、50c相同。如图4中所示，在也可以称为卡锁套管的套管50中容纳有导向套管26。导向套 管26与壳体12抗扭转地且可轴向移动地连接，以及与卡锁套管50可转动地且轴向固定 地连接。这使得导向套管26在卡锁套管50 从解锁位置移动至卡锁位置情况下或者在相 反情况下相对于壳体12进行纵向导向的移动。如图1所示，螺纹部件6抗扭地且轴向固定地与导向套管26连接，特别是与其 卡锁。螺纹部件6和导向套管26可以称为咬合件6、26。螺纹部件6具有内螺纹6a， 在该范例中也可以称为柱塞杆的输出件2的外螺纹2a伸入到该内螺纹中，从而在输出件 2转动时，外螺纹根据旋转方向，要么沿近端方向，要么沿远端方向即相反方向，旋拧穿 过螺纹部件6的内螺纹6a。输出件2在其外侧面上带有螺纹2a，所述螺纹被两个在圆周上对置的沿轴向伸 展的槽2b中断。耦联套管5是传递部件7、K2、5的一部分，它在其远端具有两个彼此 对置的径向向内朝向的突伸部分5a、5b，这些突伸部分伸入到输出件2的槽2b中。耦联 套管5与咬合件6、26可转动地且轴向固定地连接。由此防止输出件2相对于耦联套管5 扭转，并可以相对于耦联套管5轴向移动，如果它相对于咬合件6、26转动。另外在更换产品容器27期间，耦联套管5不可轴向移动。设置在注射装置近端上的传动轴7是传递部件7、K2、5的一部分，它具有径向 向内突伸的齿7a，这些齿形成耦联机构K2的耦联件。通过操纵，即沿远端方向按压操 纵部件15，使得传 动轴7沿远端方向移动，进而还使得齿7a沿远端方向移动，由此使得 齿7a插入到耦联套管5的近端中，并形成抗扭的特别是形状配合的连接。构造形式可以为螺旋弹簧或钟表弹簧的弹性件或驱动弹簧3的一端通过弹性件 3外侧的弹性套管8与壳体12连接。弹性套管8相对于壳体12抗扭转，且可轴向移 动。驱动弹簧3的另一端与传动轴7连接。这样就能将蓄存在弹性件3中的能量以传 动轴7相对于壳体12旋转运动的形式输出。为了射出产品，将弹性件3的能量通过传 递部件5、K2、7以旋转运动的形式输出至输出件，从而该输出件相对于咬合件6、26沿 远端方向即沿射出方向旋拧，并使得柱塞28移动，该柱塞使得产品从产品容器27中射出 (ausschutten)。为了调节要供给的产品剂量，使用者可以转动被设计成定量钮的定量部件9，该 定量部件相对于壳体12轴向固定。定量部件9通过耦联机构K3与耦联件10抗扭转地 耦联。耦联机构K3由定量钮9的接片或槽或齿构成，其与耦联盘10的接片或槽或齿形 状配合地协同作用，以便形成一种通过沿远端方向移动耦联件10可松开的耦联。耦联件 10可以通过对操纵部件15的操纵而移动，因而可拆卸。在未操纵状态下，通过弹性件 19使得耦联机构K3保持在耦联状态，并使得耦联机构K2保持在解耦联状态，所述弹性 件沿近端方向挤压传动轴7。在剂量调节过程中，使得耦联机构K3耦联，也就是说，使 得定量钮9的旋转运动传递到耦联件10上。耦联件10与传动轴7轴向固定地且抗扭转 地连接，也可以与传动轴7构造为一体结构。定量部件9的旋转运动由于耦联机构K2的 解耦联而未传递到耦联套管5上。通过传动轴7的转动，使得与传动轴7连接的驱动弹簧3压紧。为了防止由于 在调节过程中压紧的驱动弹簧3而使得定量钮9又旋转回去，在注射装置的壳体12与定 量钮9之间设有棘轮11或棘轮机构，其可以具有例如用于压紧保持件的棘轮弹簧11a，所 述壳体的组成部分例如可以是机构保持器12a和机构保持器12b。棘轮机构可以经过适当 设计，使得只能沿着一个方向转动，特别是驱动弹簧3只能被压紧。但优选在设计棘轮 机构时使得能在两个方向上转动，特别是驱动弹簧3能压紧和松开。由于能在两个方向 上转动，在调节产品剂量时，产品剂量既可以加大也可以减小。当前调节的产品剂量可 以通过显示筒4的窗口 12d读出。传动轴7的旋转运动还传递到螺纹套管13上，该螺纹套管抗扭地且轴向固定地 与传动轴7连接，也可以与该传动轴一体地构造。螺纹套管13在其外圆周13a上带有 至少一个槽，显示筒(Anzeigetrommel) 4的至少一个接片4a插入到该槽中，从而螺纹套 管13的旋转运动通过抗扭的耦联传递到显示筒4上，其中在显示筒4与螺纹套管13之间 可发生轴向的相对运动。显示筒4在其外侧面上具有螺纹4b，该螺纹与壳体部分12b的 内螺纹12c咬合，从而显示筒4通过旋转运动沿轴向相对于壳体12优选朝向远端方向移 动。优选显示筒4在调节过程或定量过程中通过定量钮9的转动而朝向注射装置的远端 方向(在图1中向左)移动。在显示筒4的外侧面上可以设有标记，例如文字、剂量显 示或刻度，该标记通过注射装置的壳体12b中的贯穿部分或窗口 12d可读出，其中显示筒4的标记相对于窗口 12d移动。显示筒4在其远端端部上具有沿圆周方向起作用的旋转止 挡，该旋转止挡在最大剂量情况下与相应地在壳体部分12a上构造的配合止挡相抵靠。配 合止挡由壳体部分12a的环形间隙的端侧端部构成。沿圆周方向起作用的止挡相比于轴 向止挡所具有的优点是，会有比较小的力作用到止挡上。显示筒4还在其近端端部上具 有另一沿圆周方向起作用的旋转止挡，该旋转止挡在最小剂量情况下与相应地在壳体12b 上构造的配合止挡抵靠。该配合止挡由螺纹线12c的近端端部构成。在通过定量钮9的旋转调节好剂量和压紧驱动弹簧3之后，调节过程结束，其中优选的是，在定量时对弹簧3进行压紧。在矫正剂量时，可以简单地反向转动定量钮9， 以便使得可能调节过大的剂量再变小。棘轮11的构造可以与在图14和15中所述的专利申请PCT/CH/2007/000243相
同，其相关教导引用到本专利申请中。在由按压按钮15引起的射出过程中，显示筒4又反向转动，并通过与注射装置 的内螺纹12c的螺纹咬合又往回沿近端方向(图1中向右)移动。在这种情况下，还会 出现显示筒4的沿圆周方向起作用的止挡抵靠在注射装置的壳体12a、12b特别是壳体部 分12b上的现象。这种过程在射出运动未停止情况下会导致显示筒4或配合件12b载荷 很大，在极端情况下导致其变形或者甚至受损，在所述射出运动未停止情况下，螺纹杆2 无反作用力地沿远端方向移动，例如如果未插入产品容器。因此设置了一种作用于驱动 运动的制动机构17、18，这些制动机构在下面还将予以介绍。由耦联套管5和设计成锁定套管14的耦联件组成的耦联机构Kl用于在一定的 接通状态下使得耦联套管5抗扭地与壳体12耦联，或者为了相对于壳体12旋转而解耦。 耦联机构Kl优选在更换产品容器27时解耦，以便使得输出件2又能沿近端方向往回移动 或旋拧，且在产品射出时解耦，以便使得输出件2能沿远端方向旋拧。在产品容器固定 在驱动单元上且操纵部件15未被操纵时，耦联机构Kl优选耦联。耦联机构Kl由耦联 套管5外侧面上的齿构成，这些齿与锁定套管14内侧面上的齿咬合。由此防止耦联套管 5相对于锁定套管14旋转。锁定套管14特别是相对于壳体12和耦联套管5抗扭转地且 可轴向地安置在注射装置中。在射出过程中，螺纹套管13通过对操纵部件15的操纵沿远端方向移动。在这 种情况下，螺纹套管13压靠到轴承29上，该轴承在本范例中是球轴承，但也可以是简单 的滑动轴承，其中轴承29压靠到锁定套管14上，锁定套管14因为为了实现射出过程而 沿远端方向移动，且在射出过程中保持在远端位置。耦联件14因而位于耦联机构Kl的 耦联套管5的突伸部分的远端。由此使得耦联机构Kl在射出过程期间解耦。在对操纵部件15进行操纵时，耦联机构ΚΙ、K2和K3如下动作通过按压位 于耦联件10和/或传动轴7上的按钮15，耦联件10与按钮15和传动轴7 —起沿远端方 向移动。使得耦联机构K2耦联，从而防止带有耦联套管5的传动轴7旋转。接下来， 通过移动锁定套管14使得耦联机构Kl解耦，与传动轴7连接的螺纹套管13通过可轴向 移动的轴承29压靠到锁定套管14上。耦联机构Kl和K2也可以替代地按照相反的顺序 接通。在K2耦联且Kl解耦之后，耦联机构K3通过耦联件10相对于定量钮9的移动 也解耦。与传动轴7连接的耦联件10可以在耦联机构K3解耦之后相对于壳体12旋转。在定量期间蓄存在驱动弹簧3中的能量或力可以传递到传动轴7上。由此在传动轴7上 产生转矩，所述转矩通过耦联的耦联机构K2传递到耦联套管5上，该耦联套管与传动轴 7—起旋转，并使得这种旋转运动传递到抗扭地与耦联套管5耦联的输出件2上。在本范 例中设计成螺纹杆的输出件2由于螺纹2a、6a与咬合件6、26咬合而将旋转运动转换为 沿远端方向的轴向运动，从而设置在螺纹杆2的远端端部上的凸缘1沿注射装置的远端方 向移动，该凸缘也可以算作是输出件。由于在产品射出时螺纹套管13的转向与定量时相反，所以显示筒4的转向也与 在定量时相反。在正常情况下，即在事先调节好剂量的产品完全射出的情况下，射出过程特别 是输出件2沿远端方向的移动要经过一定时间，直至抵靠显示筒4的上述沿圆周方向作用 的止挡。这优选在可通过窗口 12d读出的值已向下旋转为0时发生。如果装置的使用者在产品射出期间松开了操纵部件15，则在这种情况下，则多 个耦联机构的耦联顺序与它们在操纵时解耦或耦联的顺序相反。产品射出中断，其中通 过窗口 12d可读出尚待射出的值，从而预先调节好的剂量会被完全射出。产品射出得以 继续的方式为，重新按压操纵部件15，其中通过松开操纵部件15可以再次停止射出或者 可以等待，直至产品完全射出。如果产品容器中的产品少于显示筒上显示的最大剂量，则在本范例中给出的注 射装置具有附加的用于限制最后一次可调节的最大剂量的机构，以防止所能调节的产品 剂量多于产品容器中的产品。为此设有转动件30，该转动件至少部分地包夹耦联套管 5，并与耦联套管5咬合，从而该转动件30相对于耦联套管5抗扭转且可轴向移动。转 动件30还以在其外圆周上构造的螺纹与螺纹套管13的内螺纹咬合。这种布置方式使得 在螺纹套管13与耦联套管5之间出现相对转动时，转动件30进行轴向移动，其中在转动 件30未相对转动时不进行轴向移动。在调节产品剂量时，使得螺纹套管13相对于耦联套 管5转动，从而转动件30沿近端方向移动。相反，在射出时，由于耦联机构K2的耦联 咬合，在耦联套管5与螺纹套管13之间不发生相对移动。于是转动件不进行运动。在 多次定量与射出产品之后，转动件30与传动轴7轴向地抵靠，由此无法再进一步增加剂 量，即使显示机构4、12实际允许更多也无法再进一步增加剂量。使用者可以将产品容器27用一个新的更换。为此，他通过相对于壳体12旋转 而将产品容器保持器16从驱动单元取下。在从产品容器27的固定位置移动至不固定的 位置时，特别是在卡锁连接机构解锁时，咬合件6、26与输出件2和耦联套管5 —起相对 于壳体12和耦联件14沿远端方向移动，由此松开耦联机构K1。耦联套管5的为耦联机 构Kl设置的径向向外朝向的突伸部分现在位于耦联件的远端。输出件2现在可以利用 在近端方向上起作用的相对小的力拧入到驱动单元中，因为输出件的螺纹未自锁。在拧 回输出件2时，耦联套管5相对于螺纹套管13转动，更确切地说，与产品射出时的转向 相反，由此使得转动件30再次轴向地沿远端方向移动。所述拧 回可以至少沿着整个路程 的一部分克服弹性件的力进行，该弹性件例如试图使得输出件沿远端方向移动。弹性件 例如可以作用在或者设置在输出件2和传动轴7之间。其它有利的弹性件特别是将对照 图6在下面予以介绍。通常优选的是，这种弹性件的力小于为了使得输出件2通过柱塞 交替地作用到产品上所需要的力。
另外，在取下产品容器27时，用于将产品容器27固定在产品容器保持机构16 中的保持件25由弹簧19沿远端方向移动，直至该保持件与咬合件6、26抵靠。这种抵 靠防止弹簧19在产品容器27被取下时不能完全松弛。这是有利的，因为弹簧19即使在 产品容器27被取下时也将施加能使得耦联机构K3保持耦联咬合的足够的力。根据另一方面，可以实现一种装有弹簧的凸缘，如图6中所示。在更换优选设计成安瓿或卡普耳(Karpulle)的产品容器27之后，按照操作说明 书中所述，要求使用者进行所谓的排出空气。这是必需的，因为一方面空气位于产品容 器27中，另一方面输出件2此前完全推入到驱动单元中，且由于产品容器27的料位不 同，在柱塞28和凸缘1之间略微产生间隙。图6示出一种输出件2，其前端或远端具有固定的凸缘1，该凸缘不可移动地与 螺纹杆连接。在凸缘1与图6中所示的螺纹部件6之间设有弹性件38，该弹性件例如可 以通过倾斜突伸的弹性臂38a来实现。这些弹性臂38a可以固定在凸缘1或/和螺纹部 件6上。也可以在凸缘1或/和螺纹部件6上注塑弹性体。在使用新的产品容器27之 后，在凸缘1和注塑28之间会出现间隙，这特别是归因于在具有一定误差的多个产品容 器27装满情况下料位不同。在推入与螺纹杆2连接的凸缘1之后，凸缘1按照图1中所示的实施方式紧密地 贴靠在螺纹部件6上。然而根据图6中所示的实施方式，凸缘1被至少一个弹性件38沿远端方向从螺 纹部件6压开预定的距离。这使得就装入的产品容器27而言或者在装入产品容器27时， 凸缘1始终都贴靠在柱塞28的近端侧，即使柱塞28由于不同的产品容器的制造误差而引 起不同深度地推入到产品容器27中。用于消除凸缘1与柱塞28之间间隙的传统措施因此不再是必需的，甚至例如可 以省去。如由图1可见，注射装置特别是驱动单元具有制动机构17、18，所述制动机构 使得旋转的部分制动，在本范例中使得传递部件7、K2、5制动，或/和使得驱动运动制 动。就传统的注射装置而言，在使用错误情况下，例如在未装入产品容器却对注射装置 进行操纵时，注射装置的构件存在过载或者甚至受损的危险。在装入产品容器27情况 下，在射出产品时利用产品的 粘滞性来抑制所产生的力和运动。没有产品容器，就没有 这种抑制件。能避免过载的制动机构17、18提供了辅助。图7A、7B和8以放大图示出适合于图1中的装置的根据第一和第二实施方式的 制动机构，这两种实施方式的工作方式类似。根据图7A、7B的第一实施方式具有两个 抗扭地优选还轴向固定地相互卡锁的制动块半部17，这两个制动块半部具有相向朝向的 断面区段，在这两个制动块半部之间形成一个环形的间隙，在该间隙中容纳有制动圆盘 18。环形间隙具有规定的宽度，其中这些制动块半部替代地可以沿轴向彼此相对移动。 这些制动块17可以一体地构造。制动圆盘18相对于壳体12抗扭地且可轴向移动地被容 纳，这由制动圆盘的插到壳体部分12b的成型的内圆周面上的成型的外圆周面来实现。 至少一个制动块半部17或者整个制动块至少抗扭地设置在传动系或传递部件上。套管状 的制动块17具有径向向内朝向的突伸部分，这些突伸部分伸到传动套管7的相应的型面 上。制动圆盘18可以在这些制动块半部17之间运动。制动圆盘18抗扭转地例如通过在槽中的导向且可轴向移动地安置在注射装置或壳体部分12b中。制动圆盘18的顶面和 底面设有在端侧环绕的双向突伸的齿18a、18b，这些齿具有相同或不同的齿高ZH，该制 动圆盘优选以较小的例如一个齿大小或齿高ZH的间隙或者更大些的间隙安置在或者可移 动地夹紧在螺纹套管13和制动块17之间，所述螺纹套管和制动块具有相应的配合齿13b 或17a，这些配合齿优选具有相应的或相同的齿高ZH。制动块 17由于传递部件7、K2、5之间的抗扭的连接而例如在射出过程中或者 在所谓的空射时即在为装入产品容器情况下相对于制动圆盘18旋转。在这种情况下，设 置制动块齿17a、17b负责使得制动圆盘18轴向地在螺纹套管13与制动块17之间振动。 由此使得制动圆盘18的远端齿18a和近端齿18b交替地与相应的配合齿17b和17a接触。 由于在这种情况下产生的摩擦、弹性变形特别是质量振动，会产生相应的损失，由此限 制了旋转部分13和17的最大角速度ω。图8中所示的实施方式基于相同的原理工作，区别在于，两个制动块半部之一 或其端侧的齿由传递部件构成，或者由与该传递部件抗扭地连接的螺纹套管13构成。可 以在型面结构17a和13b之间规定固定的间距，但也可以规定变化的间距，其方式为，使 得制动块半部17可相对于螺纹套管13轴向移动。通过弹簧19可以使得型面结构13b和 17a彼此压靠，从而它们与型面结构18a和18b咬合。由于在螺纹套管13与制动块18之间的制动圆盘18随着角速度ω的增大而加强 振动或摆动，制动力在角速度ω增大时过度增大，从而能实现制动力的在图9中示意性 地示出的变化曲线BS。图9示意性地示出可利用本发明的制动装置实现的制动力的变化曲线，其中可 以看出，制动力随着角速度或旋转速度ω的增大而增大。在理想情况下，制动力直至最 大允许的角速度ω·—直都比较小或者为零，而在最大允许的角速度ω·时才迅速上升。图10示出显示筒4的关于时间绘制的转角，该显示筒在本实施例中可以旋转满 三圈(3X360° )。在此由图10可以看出，显示筒4在时间动之后已旋转满三圈，该 时间要比在显示筒4制动地旋转运动情况下的短，在这种情况下，转角在理想情况 下关于时间直线增加。利用通过振动的制动圆盘18产生的制动力，可以减小或限制射出运动的最大可 能的角速度ω·χ，从而转回的显示筒4只能以由制动机构13、17、18给定的最大速度抵 靠到沿圆周方向作用的止挡上或者抵靠到壳体部分12b上。如果制动机构13、17、18经 过适当设计，使得显示筒4的最大可能的抵靠速度比较小，从而通过抵靠冲击不会出现 较大的变形或损伤。替代于由在螺纹套管13与制动块17之间振动的制动圆盘18构成的 制动机构，也可以使用其它制动机构。制动机构例如可以替代地补充实现，或者也可以按照第三实施方式由图12中所 示的离心力制动机构来实现，其中例如在传递部件7、K2、5或/和传动轴7上，和/或 在另一通过传动轴7旋转的部分例如耦联件10、螺纹套管13或显示筒4上，安装例如可 向外移动的制动块41，这些制动块具有质量，还使得旋转的部分旋转。但这些制动块41 不必通过弹簧向内或者向外被预加应力。这些制动块可以通过离心力而摆动，或者可以 径向向外移动，以便能与套管42例如壳体12制动咬合。在第三实施方式中，安装有径向向外突伸的销40或固定机构，在例如通过弹簧预加应力的制动块41位于所述销或固定 机构的端部上。如果未制动或仅仅部分制动地旋转的部件4、7、10和/或13的旋转速 度足够大，则制动块41通过离心力，必要时还附加地通过弹簧支持，径向向外移动，且例如可以贴靠在外部的套管42上，并通过摩擦负责所希望的制动作用。外部的套管例如 也可以由壳体12或壳体部分12b构成。就图IlA和IlB中所示的第四实施方式而言，可以将制动机构设计成涡流制动 器，其中制动圆盘21可以与旋转的有待制动的部分连接，例如与传递部件7、K2、5、传 动轴7、螺纹套管13或显示筒4连接，与制动圆盘交互作用的部件同壳体或壳体固定的部 件连接，或者同某一部件连接，制动盘相对于该部件旋转。制动圆盘21优选由导电性能非常良好的导体如纯铝或铜制成。作为轴向磁化 的磁体22的材料，可以使用稀土合金例如钕。永磁场可以通过磁轭23从铁转至气隙， 永磁场在这里尽可能垂直地穿过制动圆盘21。制动力受气隙中的面积和磁通密度与制动 圆盘21中的感应电流影响，其中面积应尽可能大，气隙应尽可能小，圆盘厚度应尽可能 大。制动转矩通过平均的半径(有效半径)产生。可以给制动机构设有多个磁系统，这 些磁系统作用到圆盘21上。为了计算涡流制动器的电流密度、制动功率，进而计算其制动转矩，通常采用 近似算法。不考虑气隙的影响，可以认定圆柱形磁通是一致的，其前提是，磁极直径相 比于圆盘21的半径足够小。在转速较大时，这种近似方法就不准确了，因为特别是由涡 流引起的磁场会导致不可忽略的反作用，进而导致非直线性。磁体22和磁轭23优选与注射装置的壳体12连接，或者与壳体部分12b或另一 不旋转的部分连接，以便能够产生制动圆盘21的所希望的涡流制动作用。根据图13和14中所示的第四实施方式，制动机构可以是流体制动器。如果 使用通常的流体作为制动介质，则得到图4中针对涡流制动器所示的直线的制动特性曲 线FB。然而如果要实现根据角速度ω急剧增大的制动力，则可以使用所谓的非牛顿的 流体，与牛顿流体相反，非牛顿流体的粘滞性并不保持恒定，而是在作用到流体上的剪 切力增大时而增大，这在速度增加时即为此种情况。非牛顿流体是所谓的反常粘性的流 体。流体制动器的制动力通过两个相向移动的流体表面来产生。特别是制动力通过 流体体积来产生，所述流体体积通过相对运动剪切得到。在这种运动中产生的剪切应力 相当于制动力。所述体积由分成两部分的腔45a、46a构成，在所述腔中设有流体。一 个腔部分46a设置在旋转的部分46中，另一个腔45a设置在部分45中，部分46可以相 对于部分45旋转。部分46例如可以与传动轴7或传递部件7、K2、5抗扭地连接，或 者与另一在产品射出时旋转的部分抗扭地连接。部分45至少抗扭地与壳体12或壳体固 定的部分连接。此外，部分45可相对于壳体12轴向移动或者轴向固定。套管状的部分 45可以称为制动器壳体，安置在套管45中的部分46可以称为制动器轴。在制动机构的 组装状态下，沿着制动器轴的外圆周分布的流体腔半部46a轴向地处于沿着制动器壳体内 圆周分布的流体腔半部45a的高度上。可以设有与流体腔半部46a相比较多、同样多或 较少的流体腔半部45a。在制动器壳体45的内直径和制动器轴46的外直径之间，分别在 流体腔半部45a、46a的区域内，在组装状态下有一个细小的间隙，该间隙的大小应使得流体能输入到间隙中，或者在制动器轴46相对于制动器壳体45旋转时没有或几乎没有流 体输入到间隙中。在轴向上，制动器壳体45的两个端侧被可滑动的密封件密封，从而不 会有流体 从制动机构中流出。这些密封件47可以由盖件构成。作为盖件，例如可以设 有一个单独的部分，或者使用耦联轴。附图标记列表1凸缘23磁轭2输出件/柱塞杆 24支撑环3驱动弹簧/螺旋弹簧25保持件4显示筒26咬合件/导向套管5耦联套管27产品容器6咬合件/螺纹部件28柱塞7驱动件/传动轴 29轴承/球轴承8弹性套管30转动件9定量部件/定量钮31盖罩10耦联部件38弹性件11棘轮弹簧40径向导向机构12壳体41制动块13传递件/螺纹套管42制动套管14耦联件/卡锁套管45制动器壳体15操纵部件/按钮46制动器轴16产品容器容纳机构47密封件17第一制动件 50卡锁套管18第二制动件 Kl第一耦联机构19弹性件/螺旋弹簧K2第二耦联机构20涡流制动器 K3第三耦联机构21制动圆盘
权利要求
1.一种用于射出产品的注射装置，具有弹性部件(19)，该弹性部件压靠在为了进行 射出过程而可移动的部件(14)上，以便使得该部件(14)在射出过程结束后又移动回到初 始位置，其中弹性部件(19)压靠被装入到注射装置中的产品容器(27)，用于固定地位于 产品容器保持器(16)中。
2.如前述权利要求所述的注射装置，其中弹性部件(19)设置在部件(14)和产品容器 (27)之间。
3.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中弹性部件(19)是单独的部分，或 者是由部件(14)构成的部分。
4.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中弹性部件(19)直接地或者通过保 持件(25)作用到产品容器(27)上。
5.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中弹性部件(19)或保持件(25)具有 止挡，该止挡在产品容器(27)未被装入的情况下防止弹性部件(19)彻底松弛。
6.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中部件(14)是耦联机构(Kl)，且为 了进行射出过程而移动脱离耦联咬合。
7.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中部件(14)相对于壳体(12)可轴向 移动且抗扭转。
8.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中设有输出件(2)，为了进行产品射 出，该输出件特别是通过可移动地容纳在产品容器(27)中的柱塞(28)作用到有待射出的 产品上，其中部件(14)与输出件(2)耦联，使得该部件在注射装置未被固定的状态下将 输出件(2)的射出运动锁止。
9.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中输出件(2)的射出运动是旋转运动。
10.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中设有可由注射装置的使用者操纵 的特别是可轴向移动的操纵部件(15)，其中在操纵部件(15)被操纵时部件(14)轴向移 动，从而输出件将沿着或逆着射出方向的运动解锁。
11.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中设有咬合件(6、26)，所述咬合 件与输出件(2)咬合，且可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置，输出件 (2)与部件(14)解耦，从而输出件(2)可沿着或逆着射出方向运动。
12.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中咬合件(26)与固定机构耦联，使 得在产品容器(27)被固定或松开时该咬合件借助于驱动机构或者被驱动机构轴向移动。
13.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中操纵部件(15)可被弹性部件 (19)重置。
全文摘要
一种用于射出产品的注射装置，具有弹性部件(19)，该弹性部件压靠在为了进行射出过程而可移动的部件(14)上，以便使得该部件(14)在射出过程结束后又移动回到初始位置，其中弹性部件(19)压靠被装入到注射装置中的产品容器(27)，用于固定地位于产品容器保持器(16)中。
文档编号A61M5/315GK102014991SQ200980114998
公开日2011年4月13日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年2月29日
发明者A·艾希, A·霍里斯贝格尔, J·维特曼, M·克拉迪瓦, P·斯泰特勒, P·霍斯泰特勒, S·迈尔 申请人:特克法马许可公司