注射器的塞子‑活塞的制作方法

本发明涉及注射器的塞子-活塞。

背景技术：

用于注射器的塞子-活塞在现有技术中是众所周知的。在驱动注射器之前，该塞子-活塞通过隔离注射器主体中容纳的流体产品而执行塞子的功能，并且在驱动时通过推动流体产品通常经由针头离开注射器主体而转变为活塞。通常，注射器装置包括驱动构件如活塞杆，该驱动构件与所述塞子-活塞协作，以便在驱动期间使其在注射器主体中移动。这种塞子-活塞因而需要确保密封，并且因而通常由橡胶或其它类似弹性体制成。这类材料的缺点涉及塞子-活塞的材料与待分配流体产品之间相互作用的风险，尤其是在储存阶段期间，这些相互作用可能会损害所述流体产品。为了限制相互作用的风险，已经提出用合适的涂层涂覆塞子-活塞的前表面，也即在流体产品的储存期间和分配期间与该流体产品接触的表面。由此尤其已经提出在塞子-活塞的前表面上布置etfe(乙烯-四氟乙烯)薄膜。这种实施方式使得能够限制塞子-活塞的材料与流体产品之间相互作用的风险。但所述膜的应用使得制造方法更加复杂，并且要求在模塑之后的塞子-活塞的切割区域，而这并不是最优的。另外，这种涂层在前表面上的存在使得该表面变硬，并且因而可使塞子-活塞在注射器主体中的装配和移动变得更加困难。更具体地，这种前涂层的存在降低了塞子-活塞的前表面的变形能力，并且因而使得其在注射器主体中的插入和滑动变得更加困难。因而存在的问题在于寻找在一旦插入注射器主体的塞子-活塞的充分密封与不太复杂或困难的装配和驱动过程之间的良好折衷。

此外，塞子-活塞与驱动构件(通常为活塞杆)之间的协作可通常借助于螺纹(filetage)进行，所述螺纹在塞子-活塞的内表面上提供并且其与布置于活塞杆的前端的对应螺纹(filet)协作。这种实施方式也使得塞子-活塞的制造复杂化，尤其是在脱模阶段，原因在于用于制造塞子-活塞的模具需要大的反拔模斜度(contre-dépouilles)以用于模塑螺纹。

文献wo2006021380、ep1180377、ep1674121、de10006560、wo02092312、jp2001190667、us2007219508、wo2012101669、ep1002551、us2014062036、us5735825和ep2803378描述了现有技术的装置。

文献wo2015052429描述了与本发明类似的注射器的塞子-活塞。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供不具有上述缺陷的塞子-活塞。

尤其是，本发明的目的在于提供一种塞子-活塞，其确保在储存期间和驱动期间的完全密封，同时能够使制造方法、装配方法和驱动简化且可靠。

本发明的另一目的在于提供一种塞子-活塞，其更为简单并且因而制造和装配成本更低，尤其是在所述塞子-活塞的模塑过程中。

本发明的目的因此在于一种塞子-活塞，其包含具有由前壁封闭的前轴向侧的圆柱形主体，所述塞子-活塞包含配置有至少一个第二密封轮廓(profil)的外表面，所述前壁包含配置有涂层的前轴向外表面，所述涂层有利地是乙烯-四氟乙烯膜，所述前壁包含在其径向外边缘上的第一密封轮廓，所述前壁和所述圆柱形主体利用不同的材料制成，所述中空圆柱形主体在所述前壁上被重叠模塑(surmoulé)，所述前壁的所述前轴向外表面包含径向布置于所述前壁的所述第一密封轮廓的内部的变形轮廓，所述变形轮廓适于径向变形以利于所述塞子-活塞在注射器主体中的插入和/或滑动。

有利地，所述圆柱形主体由橡胶材料制成，所述橡胶材料例如包括一种或多种聚合物合成弹性体，例如丁基橡胶，氯丁橡胶，溴化丁基橡胶，异丁烯和对甲基苯乙烯橡胶共聚物，异戊二烯橡胶，sbr橡胶，nbr，epdm。

有利地，所述材料与至少一种加速剂和/或填料组合。

有利地，所述前壁由橡胶材料制成，所述橡胶材料例如包括一种或多种聚合物合成弹性体，例如丁基橡胶，氯丁橡胶，溴化丁基橡胶，异丁烯和对甲基苯乙烯橡胶共聚物，异戊二烯橡胶，sbr橡胶，nbr，epdm。

有利地，所述材料与至少一种加速剂和/或填料组合。

有利地，所述圆柱形主体的所述至少一种加速剂和/或填料在数量和/或组成方面不同于所述前壁的所述至少一种加速剂和/或填料。

有利地，所述圆柱形主体包含第二密封轮廓并且所述前壁包含第二密封轮廓。

有利地，所述第二密封轮廓是径向突出的隆起(bourrelets)。

有利地，所述变形轮廓以配置于所述前壁的所述前轴向外表面中的周边沟槽的形状制成，所述沟槽有利地为v形或u形。

有利地，所述圆柱形主体是中空的且限定出内部体积，所述中空圆柱形主体具有开放的后轴向侧，所述后轴向侧与由所述前壁封闭的所述前轴向侧轴向相对。

有利地，所述内部体积与注射器装置的驱动构件协作。

有利地，所述中空圆柱形主体在其内表面上包含螺纹，所述螺纹适于旋紧到所述驱动构件的螺纹上。

有利地，所述前轴向外表面为锥形的并且限定出中心轴向尖端。

有利地，所述变形轮廓具有圆化(arrondie)的形状，以使得所述前壁的所述前轴向外表面没有锐角。

附图说明

通过以非限制性示例方式给出的参考附图进行的以下详细说明，将会更加清楚本发明的这些特性和优点以及其它特性和优点，在附图中：

附图1是根据现有技术的塞子-活塞的横截面示意图，

附图2是类似于附图1的图，显示根据本发明的有利实施方案的塞子-活塞，

附图3和附图4示意性地显示附图1的塞子-活塞的现有技术制造方法的模塑步骤，分别使用封闭和开放的模具，

附图5显示附图1的塞子-活塞的现有技术制造方法的切割步骤，并且

附图6至附图11示意性地显示附图2的塞子-活塞的本发明有利实施方案的制造方法的模塑和切割步骤。

具体实施方式

附图1表示根据现有技术的塞子-活塞，尤其如共同在审专利申请wo2015052429中所述。

被模塑为弹性体、橡胶或其它任何合适材料制成的部件的塞子-活塞10包含圆柱形主体11，优选是中空的。这种中空圆柱形主体包含开放的后轴向侧12以及由前壁13封闭的前轴向侧。因而，这种实施方式限定了通常为圆柱形的形状的塞子-活塞10，具有不通的内部体积15，也即一侧开放，而另一侧封闭。

前壁13限定出前轴向外表面131，当塞子-活塞10被装配于旨在用于容纳流体产品的注射器主体(未示出)中时，所述前轴向外表面131是与这种流体产品接触的表面。这种前轴向外表面131布置有涂层135，有利地是由etfe(乙烯-四氟乙烯)制成的薄膜，以最大程度限制所述流体产品与所述塞子-活塞的材料之间的相互作用。也可考虑其它类型的在涂层的施加方式和构成所述涂层的材料这两方面的合适涂层。这种前轴向外表面131可以是锥形的，限定出轴向尖端1310，正如可由附图1的实施方案看出的，但它也可以是平面的且基本上垂直于塞子-活塞的中心轴线。

中空圆柱形主体11的侧外表面包含至少一个、优选多个密封轮廓110，其通常以径向突出的隆起的形式制成。有利地，如附图1所示，中空圆柱形主体11的外表面包含以径向突出的隆起的形式制成的两个密封轮廓110。前壁13还可包含在其径向外边缘上制成的密封轮廓130。

所述前壁13的所述前轴向外表面131包含变形轮廓133，所述变形轮廓133适于变形以利于塞子-活塞10在注射器主体中的插入。这种变形轮廓可被径向布置于所述密封轮廓130的内部，也即其无须布置于所述前壁13的径向外边缘处。有利地，这种变形轮廓133可采用配置于所述前轴向外表面131中的周边沟槽的形状制成。在附图1所示的实施例中，这种沟槽在变形之前是基本上u形的形状，但是显然它也可具有其它形状，例如v形、w形或者在插入塞子-活塞时能够使前壁13径向变形的其它任何合适的形状。

有利地，所述变形轮廓133具有圆化的形状，也即所述变形轮廓133不在所述前壁13的所述前轴向外表面131中限定出锐角。而这种锐角不仅在模塑塞子-活塞期间而且在使用时都可能在涂层135中产生薄弱区域，在模塑塞子-活塞期间，该锐角可能产生被扯掉的部分，在使用期间，涂层135会在所述锐角处破裂或者撕裂，例如，当将塞子-活塞置于注射器中的合适位置的同时挤压塞子-活塞时，会因此有所述涂层的不连续风险。

有利地，所述涂层135不仅在所述前轴向外表面131上延伸，而且还至少部分地在所述密封轮廓130的外部圆柱形表面上延伸。这使得能够确保在注射器主体的内部与塞子-活塞10的所述密封轮廓130的涂覆部分之间存在第一圆柱形密封区。这尤其改善了在注射器中施加高压力时的密封。这是因为，在注射器主体与塞子-活塞10的涂覆区域之间的圆柱形接触区域确保了涂层135中不会出现微皱折，并且因而使得能够具有在塞子-活塞的涂层135与注射器主体之间的恒定接触密封区域。

尤其是，这种涂层135一直延伸到所述密封轮廓130的肩部139为止。这种肩部139通过附图1的塞子-活塞的制造方法产生，正如以下参考附图3-5更详细描述的。

在塞子-活塞10插入注射器主体中时，变形轮廓133可径向变形，这使得前壁13的密封轮廓130更容易穿透到注射器主体的内部。

在所述塞子-活塞10插入注射器主体中之后，各种密封轮廓，即前壁13的密封轮廓130和中空圆柱形主体11的密封轮廓110可略微松开，同时充分保持对注射器主体的圆柱形壁的应力，以确保完全密封。

变形轮廓133在前壁13的前轴向外表面131中的存在促进了这种插入。这是因为，涂层135的存在使材料硬化并且因而通常使得其插入更为复杂。提供变形轮廓的事实使得能够补偿与etfe涂层相关的摩擦的增加，并且因而能够确保如上所述的涂覆的塞子-活塞更可靠且更安全的插入。同样，变形轮廓133在具有涂层的活塞的前壁13的前轴向外表面131中的存在使得能够具有与无涂层的活塞相同的表现，尤其是在驱动时活塞的驱动力和滑动力的方面。

塞子-活塞10的内部体积15可包含螺纹(filetage)115。这种螺纹115可以是连续或不连续的。在不连续螺纹的变化形式中，可配置多个轴向沟槽，有利地为四个沟槽，以中断所述螺纹115。

附图3-5显示了附图1的塞子-活塞的制造机器，具有第一模具部201和第二模具部分202，该第一模具部分201是附图3和4的下部，而该第二模具部分202是上部。第一模具部分201用于形成中空圆柱形主体11并且为此包含芯200。这个芯200包含轴向末段210，该轴向末端210将限定出所述塞子-活塞10的所述内部体积15。附图1的塞子-活塞的这种制造方法是复杂的，因为需要在第一模具部分201和芯200的轴向末端210上具有多个反拔模斜度，以便一方面形成内部螺纹115并且另一方面形成密封轮廓110。这使得脱模变得更加困难。

附图5显示了塞子-活塞的切割步骤。可以看到，由于涂层135的原因，该切割在材料拉紧时无法实现，这导致切割直径略微大于模塑的密封轮廓110的直径，并且因而导致由附图1可见的所述肩部139。因此，由密封轮廓130形成的第一密封区域在切割区域处出现，这产生了不平滑的表面状态，因此具有活塞滑动和/或渗透的潜在风险。实际上，具有包含微条痕(切割的结果)的切割区域作为第一密封区域的活塞会引起：

-不太好的密封性能(由于所述条痕导致的用于液体的微通道)；以及

-不太好的滑动，这归因于表面状态以及大于通过模塑制成的密封轮廓110的直径的切割直径，因为这个切割区域由于涂层135的刚性而无法在拉紧时实现。

已知地，塞子-活塞10还可被完全涂覆硅油以利于其滑动，尤其是在其插入到注射器中时。作为变化形式，如果希望取消这种硅油，则还可提供也在整个塞子-活塞上的聚对二甲苯涂层。在这种情况下，活塞的前表面上的etfe膜可被处理以使得能够固定(accroche)聚对二甲苯。

根据本发明，塞子-活塞通过两个部分的重叠模塑来制造。附图2示出了这种塞子-活塞，并且附图6-11示出了所述塞子-活塞的制造方法。

出于清楚的目的，与附图1和3-5所示的现有技术类似的本发明的所述塞子-活塞的元件以及所述方法给出相同的数字标号加上500。

因而，根据本发明，塞子-活塞510包含由前壁513形成的第一模塑部分以及重叠模塑于所述第一模塑部分上的第二部分，所述第二部分由优选为中空的圆柱形主体511形成。分隔线700显示了这种两部分构成。

如果圆柱形主体511是中空的，则其包含开放的后轴向侧512以及由所述前壁513封闭的前轴向侧。因而，这种实施方式限定出通常为圆柱形的形状的塞子-活塞510，具有不通的内部体积515，也即一侧开放，而另一侧封闭。前壁513限定出前轴向外表面631，当塞子-活塞510被装配于旨在用于容纳流体产品的注射器主体(未示出)中时，所述前轴向外表面631是与这种流体产品接触的表面。这种前轴向外表面631布置有涂层635，有利地是由etfe(乙烯-四氟乙烯)制成的薄膜，以最大程度限制所述流体产品与所述塞子-活塞的材料之间的相互作用。也可考虑其它类型的在涂层的施加方式和构成所述涂层的材料这两方面的合适涂层。这种前轴向外表面631可以是锥形的，限定出轴向尖端1810，正如可由附图2的实施方案看出的，但它也可以是平面的且基本上垂直于塞子-活塞的中心轴线。

所述前壁513包含在其径向外边缘上制成的第一密封轮廓630。塞子-活塞510的外表面还包含至少一个、优选多个第二密封轮廓610，其通常以径向突出的隆起的形式制成。优选地，如附图2所示，塞子-活塞510的外表面包含以径向突出的隆起的形式制成的两个第二密封轮廓610。在附图2所示的实施例中，第二密封轮廓610之一形成于所述前壁513上，并且另一个形成于所述中空圆柱形主体511上，但作为变化形式，两个第二密封轮廓610可均形成于所述中空圆柱形主体511上。

所述前壁513的所述前轴向外表面631包含变形轮廓633，所述变形轮廓633适于变形以利于塞子-活塞510在注射器主体中的插入。这种变形轮廓可被径向布置于所述第一密封轮廓630的内部，也即其无须布置于所述前壁513的径向外边缘处。有利地，这种变形轮廓633可采用配置于所述前轴向外表面631中的周边沟槽的形状制成。在附图2所示的实施例中，这种沟槽在变形之前是基本上u形的形状，但是显然它也可具有其它形状，例如v形、w形或者在插入塞子-活塞时能够使前壁513径向变形的其它任何合适的形状。

有利地，所述变形轮廓633具有圆化的形状，也即所述变形轮廓633不在所述前壁513的所述前轴向外表面631中限定出锐角。而这种锐角不仅在模塑塞子-活塞期间而且在使用时都可能在涂层635中产生薄弱区域，在模塑塞子-活塞期间，该锐角可能产生被扯掉的部分，在使用期间，涂层635会在所述锐角处破裂或者撕裂，例如，当将塞子-活塞置于注射器中的合适位置的同时挤压塞子-活塞时，会因此有所述涂层的不连续风险。

有利地，所述涂层635不仅在所述前轴向外表面631上延伸，而且还至少部分地在所述密封轮廓630的外部圆柱形表面上延伸。这使得能够确保在注射器主体的内部与塞子-活塞510的所述第一密封轮廓630的涂覆部分之间存在第一圆柱形密封区。这尤其改善了在注射器中施加高压力时的密封。这是因为，在注射器主体与塞子-活塞510的涂覆区域之间的圆柱形接触区域确保了涂层635中不会出现微皱折，并且因而使得能够具有在塞子-活塞的涂层635与注射器主体之间的恒定接触密封区域。

在塞子-活塞510插入注射器主体中时，变形轮廓633可径向变形，这使得前壁513的第一密封轮廓630更容易穿透到注射器主体的内部。

在所述塞子-活塞510插入注射器主体中之后，各种密封轮廓，即第一密封轮廓630和第二密封轮廓610可略微松开，同时充分保持对注射器主体的圆柱形壁的应力，以确保完全密封。

变形轮廓633在前壁513的前轴向外表面631中的存在促进了这种插入。这是因为，涂层635的存在使材料硬化并且因而通常使得其插入更为复杂。提供变形轮廓的事实使得能够补偿与etfe涂层相关的摩擦的增加，并且因而能够确保如上所述的涂覆的塞子-活塞更可靠且更安全的插入。同样，变形轮廓633在具有涂层的活塞的前壁513的前轴向外表面631中的存在使得能够具有与无涂层的活塞相同的表现，尤其是在驱动时活塞的驱动力和滑动力的方面。

塞子-活塞510的内部体积515可包含螺纹615。这种螺纹615可以是连续或不连续的。在不连续螺纹的变化形式中，可配置多个轴向沟槽，有利地为四个沟槽，以中断所述螺纹615。作为变化形式，该塞子-活塞可以是实心的，即不包含中空内部体积。

以重叠模塑的两个部分制成的根据本发明的塞子-活塞510尤其具有由具有优化性能的两种不同材料形成的优点。因此，机械性能(硬度、弹性、伸长率)使得能够优化活塞的功能性能(滑动、密封性、机器操作等…)，并且材料的化学性能(可提取水平等…)使得能够使用高纯度材料用于与膜接触的前壁513(第一模塑步骤)，并且将其与具有优化的功能性能的其它材料组合(第二模塑步骤)。

有利地，圆柱形主体511和前壁513各自由橡胶材料制成，所述橡胶材料例如包括一种或多种聚合物合成弹性体，例如丁基橡胶(异丁烯与异戊二烯的共聚物)，氯丁橡胶(衍生自丁基橡胶与氯的反应的异丁烯-异戊二烯共聚物)，溴化丁基橡胶(衍生自丁基橡胶与溴的反应的异丁烯-异戊二烯共聚物)，异丁烯和对甲基苯乙烯橡胶共聚物，异戊二烯橡胶(合成聚异戊二烯)，sbr橡胶(苯乙烯-丁二烯共聚物)，nbr(丁二烯-丙烯腈共聚物)，epdm橡胶(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)。这些材料可与各种加速剂和/或填料组合，以使得能够获得希望的性能。

根据本发明，所述圆柱形主体511和所述前壁513由不同的材料制成。所述橡胶可以是不同的。作为变化形式，圆柱形主体511可有利地由一种材料制成，所述材料可由与所述前壁513相同的橡胶基础材料组成，但与一种或多种填料和/或加速剂以不同的量和/或组成组合。

附图6-11显示了根据本发明的有利实施方案的附图2的塞子-活塞的制造方法。

附图6显示在传统上包含两个模具部分301、302的第一模具中实现的前壁513与涂层635的模塑。脱模是容易的，因为所述模具不包含任何反拔模斜度。

附图7显示了所述模塑的前壁的切割，这尤其借助于冲头或冲模(matrice)350来进行。

附图8表示在模塑和切割之后并且在中空圆柱形主体511重叠模塑之前的前壁513。

附图9和10表示中空圆柱形主体511在前壁513上的重叠模塑。前壁513被置于第二模具的第一模具部分401中，并且所述中空圆柱形主体511在所述第二模具的第二部分402的芯410周围重叠模塑。所述芯410限定出所述内部体积515，并且其因而有利地包含将限定出所述塞子-活塞510的内部螺纹615的外部螺纹。脱膜被简化：芯的取出(例如通过模塑材料的变形)通过移动模具的上部来进行，然后进行片脱膜(限定出第二密封轮廓610的反拔模斜度可通过由于取出芯所留下的空间而导致的向内的塞子-活塞径向变形来进行)。因而，在这个重叠模塑步骤时，通过附图7所示的切割步骤所产生的所述模塑的前壁的切割区域将在所述第二模具中再成形，并且因此，此切割区域的直径小于被切割的直径。将所述模塑的前壁置于第二模具中的事实使得能够因此避免如上所述的现有技术的缺陷。

附图11表示最终切割步骤。在此，该切割可按照传统方式在开放的后轴向侧512处，在塞子-活塞的后部上进行，就如在塞子-活塞不包含在其前轴向外表面631上的涂层635时。这使得能够避免在切割时拉紧的材料，因而产生相对于第二密封轮廓610的此区域一旦被切割的径向收缩。这个切割步骤传统上借助于冲头或冲模450来实现。

已知地，塞子-活塞510还可被完全涂覆硅油以利于其滑动，尤其是在其插入到注射器中时。作为变化形式，如果希望取消这种硅油，则还可提供也在整个塞子-活塞上的聚对二甲苯涂层。在这种情况下，活塞的前表面上的etfe膜可被处理以使得能够固定聚对二甲苯。

尽管本发明是参考特定实施方案进行描述的，但应理解本发明并不限于此，而相反，本领域技术人员可在不背离如所附权利要求所限定的本发明范围的情况对其进行任何有用的改变。