本发明涉及一种用于单独地递送液体药物的设定剂量的扭力弹簧驱动型注射装置。本发明尤其涉及一种机构，其中扭力弹簧的扭矩由该机构被释放并被传递至活塞杆的轴向运动。
本发明还涉及一种用于注射液体药物的医疗注射装置的内摆线式内容物排空机构，且尤其涉及一种用于预填充的扭力弹簧驱动型注射装置的内摆线式内容物排空机构。
背景技术：
国际专利申请wo2014/060369公开了一种用于递送液体药物的各个设定剂量的扭力弹簧驱动型注射装置的示例。在这个已知的注射装置中，扭力弹簧在设定剂量时被张紧，并且被释放以向前驱动活塞杆从而排出设定剂量。通过使远侧针护罩沿近侧方向运动来释放扭力弹簧中所保持的扭矩。其中通过针护罩的轴向运动来释放扭矩的注射装置常常被称为护罩触发型注射装置。
在wo2014/060369中公开的扭力弹簧驱动型注射装置中，可轴向运动的离合器将释放力从远侧针护罩传递到驱动布置，使得在注射期间当针护罩被压抵用户的皮肤时，扭力弹簧的扭矩被释放。此后，为了释放存储在扭力弹簧中的扭矩，用户在注射期间将针护罩压抵皮肤，使得针护罩沿近侧方向轴向运动。针护罩的这种轴向运动被传递到离合器的对应轴向运动，所述离合器再次将其轴向运动传递到棘轮元件的轴向运动。
离合器的轴向运动使离合器从其与壳体的接合中移出并使离合器与驱动管接合，而棘轮元件的轴向运动从驱动管释放棘轮元件，因此能够由扭力弹簧使驱动管旋转并且使离合器能够跟从驱动管的旋转。由于扭力弹簧的作用，驱动管是轴向固定的，因此棘轮元件需要轴向运动。
由于如在wo2014/060369中的图1中所公开的eoc（内容物排空）盘位于离合器的外表面上，在扭矩的释放期间，该盘形eoc元件必须跟从离合器的轴向运动。盘形eoc元件的这种轴向运动必须在轴向平移的时刻在不改变由盘形eoc元件所计数的累积剂量的情况下执行。
因此，剂量的释放与计数两者都需要扭力弹簧驱动型注射装置的壳体内侧的大量单个零件（包括盘形eoc元件）的轴向平移。
在用于注射可调节量的液体药物的该注射装置和许多其他注射装置中，用户通常旋转按钮以便设定待注射的剂量的可调节大小。当注射装置是细长的笔形类型时，通常在注射装置上的近端处设置该剂量设定按钮。此类注射装置保持容纳特定量的液体药物的药筒，并且通常配备有确保用户在任何时候都不能够设定超过药筒中的剩余的可注射量的剂量大小的机构。
在机械注射装置中，该机构通常是计数器，每当设定剂量时，就使所述计数器运动到新位置，而且当所述剂量被注射时，保持所述计数器处于该新位置中。因此，计数器的位置是由用户设定的累积剂量的表达。然后，根据药筒中的初始可注射总量限制计数器的运动，使得当所设定的累积剂量等于药筒中的初始可注射总量时，计数器在其运动中被阻止。
此类机构常常被称为内容物排空（eoc）机构，并且us4,973,318中提供了非常简单的示例。在该注射装置中，埋头螺母与剂量设定按钮一体地形成，并且当设定剂量时，使埋头螺母沿螺纹活塞杆旋转向上。当注射设定剂量时，维持埋头螺母作为剂量设定按钮在活塞杆的螺纹上处于其相对位置，并且使活塞杆轴向向前运动。螺纹的长度与药筒中液体药物的初始可注射总量相关，并且一旦埋头螺母到达螺纹的末端，就不能够设定另外的剂量。
然而，在该注射装置中，在注射期间使注射按钮运动的轴向距离对应于使活塞杆在药筒内侧向前运动的轴向距离。
更现代的注射装置具有齿轮传动机构，使得能够使活塞杆运动不同于使注射按钮运动的长度的长度。在usre41.956中公开了一种用于此类现代注射装置的内容物排空机构。
usre41.956的图3公开了一个实施例，其中每当使剂量设定构件旋转时，就使埋头螺母沿驱动器上的螺旋形（helical）轨道向上运动。在注射期间，维持埋头螺母在螺旋形轨道中处于其相对位置，使得在任何时候埋头螺母在螺旋形轨道中的位置都是由用户设定的累积剂量的表达。螺旋形轨道的长度与药筒中液体药物的初始可注射总量相关，并且一旦埋头螺母到达螺旋形轨道的末端，就不能够使剂量设定构件进一步旋转，因此不能够设定大于对应于螺旋形轨道的长度的剂量的剂量。
usre41.956的图2公开了一个不同的实施例，其中，内容物排空机构非轴向工作。此处，驱动器设有螺旋状轨道，并且剂量设定构件设有接合轨道的轨道从动件。在剂量设定期间使轨道和轨道从动件相对于彼此旋转，而在注射期间保持其处于相对固定的位置。一旦螺旋状轨道结束，就不能够使轨道从动件及因此剂量设定构件进一步运动。然而，由于螺旋状轨道的长度必须与药筒中药物的初始可注射总量相关，因此驱动器需要有相当大的直径，这使得这种类型的eoc机构不能够在笔形注射装置中使用。
在wo2013/170392中公开了类似于在usre41.956的图3中所公开的那个注射装置的注射装置。该注射装置具有剂量设定按钮，所述剂量设定按钮在剂量设定期间和在设定剂量的排出期间两者均轴向行进。在内部，该剂量设定按钮设有内容物排空机构，所述内容物排空机构因此也在剂量设定期间和在设定剂量的排出期间两者均轴向行进。本文件中所公开的内容物排空机构基于行星齿轮机构，所述行星齿轮机构具有行星元件，所述行星元件通过外部元件的旋转而围绕其自身轴线旋转。在已使行星元件围绕其自身轴线旋转若干次之后，行星元件遇到阻碍进一步剂量设定的止动件。
在us3,411,366中公开了一种限制轴的回转的数量的类似旋转止动机构。
在ep1,861,141中公开了一种不同的内容物排空机构。在该eoc机构中，第一可旋转元件针对第一元件的每圈完整旋转使第二可旋转元件旋转一个增量。提供一种机构，所述机构相对于第一元件使第二元件轴向运动，使得这两个元件针对第一元件的每圈完整旋转仅接合和一起旋转一次。一旦已使第二元件旋转特定的和预定的次数，就由止动器件拦阻第二元件且因此防止第二元件与第一元件两者进一步旋转。然而，第二可旋转元件接合第一元件和脱离接合第一元件的轴向运动需要注射装置内侧的一些轴向空间。
近年来，自动弹簧驱动型注射装置已变得非常流行。这些注射装置具有弹簧（常常为扭力弹簧），所述弹簧在剂量设定期间被张紧，并在注射期间被释放以向前驱动活塞杆。由于弹簧提供力以驱动注射，所以在注射期间不需要用户将注射按钮推回注射装置的壳体内。因此，这些新的注射装置不具有在剂量设定期间从壳体发展出的零件，以便用户在剂量注射期间将同一零件推回壳体中。结果，这些新的自动注射装置始终具有相同的长度。
wo2007/017052中公开了一种用于此类自动注射装置的内容物排空机构的示例。此处，当设定剂量时，使螺旋形活动埋头螺母沿螺纹活塞杆上的螺纹旋拧上并且在剂量注射期间维持所述螺旋形活动埋头螺母处于其相对位置。一旦埋头螺母到达活塞杆上的螺纹的末端，埋头螺母就防止使剂量设定构件作任何进一步旋转，由此防止设定另外的剂量。活塞杆上的螺纹的长度与药筒中液体药物的初始可注射量相关，使得当初始可注射总量被重复设定时，埋头螺母到达轨道的末端。
所有这些已知的内容物排空机构的缺点在于，它们或者由于轴向工作元件而需要注射装置的相当大的净轴向长度，或者需要相对大的直径以便承载如usre41.956图2中的螺旋状轨道。
wo2014/117944中还描述了具有内摆线式带齿轮的内容物排空机构的扭力弹簧驱动型注射装置，并且gb862,641中公开了一种限制轴的回转数量的类似旋转止动机构。
us5,263,475中公开了一种用于粉末吸入器的另一内摆线式剂量排空机构。在这个构造中，每次设定剂量均使承载止动件的指示器环旋转，并且在已设定和释放预定数量的剂量之后，止动件进入与另一止动件的抵接，因此防止进一步的剂量设定。
技术实现要素：
本发明的目标在于提供一种用于单独地递送液体药物的设定剂量的扭力弹簧驱动型注射装置，其中，使释放机构更不笨重。目标尤其在于，提供此类扭力弹簧驱动型注射装置，其仅需要几个零件且优选地仅单个零件轴向运动以便适当地释放存储在扭力弹簧中的扭矩。
另一目标是提供一种剂量排空机构，其中不需要盘形eoc元件轴向运动。
因此，在一个方面中，本发明涉及一种用于单独地递送液体药物的设定剂量的扭力弹簧驱动型注射装置。所述注射装置包括：
•围绕构成扭力弹簧发动机的机械零件形成的壳体。此类壳体能够由一个零件形成或由彼此连接以形成壳体结构的许多个零件形成。
•可旋转剂量设定元件（或棘轮元件），所述可旋转剂量设定元件轴向固定在壳体中并且用户能够通过所述可旋转剂量设定元件选择待注射的剂量的大小。可旋转剂量设定元件能够沿两个旋转方向旋转以分别设定和增加剂量大小或减小已设定的剂量大小。
•具有带有外螺纹的外表面的活塞杆，所述螺纹沿纵向方向螺旋地延伸，并且所述外表面还设有纵向延伸的接合表面。由于此类纵向接合表面的存在，活塞杆的外表面具有非圆形形状。
•螺母构件，其具有与活塞杆的外螺纹匹配的内螺纹，因此使螺母构件和活塞杆能够相对于彼此螺旋地运动。
•活塞杆导引件，其接合活塞杆的纵向延伸的接合表面，使得当使活塞杆导引件和螺母构件相对于彼此旋转时，使活塞杆轴向运动，并且其中，螺母构件或活塞杆导引件中的任一者非旋转地接合在壳体中。
•驱动管，其轴向固定在壳体中并接合可轴向运动的离合器。
•扭力弹簧，所述扭力弹簧通过可旋转剂量设定元件的旋转被张紧，并且所述扭力弹簧被包含在壳体与驱动管之间，使得在剂量设定期间在驱动管相对于壳体旋转期间，在扭力弹簧中积聚扭矩，并且在射出期间释放所述扭矩以旋转驱动管。
此外，离合器能够相对于驱动管在第一位置与第二位置之间轴向运动。
在第一位置中，离合器与活塞杆导引件分离，使得活塞杆导引件能够独立于离合器旋转，并且离合器与可旋转剂量设定元件联接以与可旋转剂量设定元件同时旋转以便设定剂量。
在第二位置中，离合器与可旋转剂量设定元件分离，使得离合器能够在扭力弹簧的影响下独立于可旋转剂量设定元件旋转，并且离合器与活塞杆导引件联接，使得活塞杆导引件与离合器同时旋转以便驱动活塞杆。
除了能够相对于驱动管轴向运动之外，离合器还被旋转锁定于驱动管，使得当离合器处于第一位置时，离合器和驱动管通过剂量设定元件的旋转沿第一旋转方向一致地旋转，由此张紧扭力弹簧以积聚扭矩，并且当离合器处于第二位置时，离合器和驱动管通过扭力弹簧沿相对的第二旋转方向一致地旋转，由此释放扭力弹簧的扭矩。
在上述扭力弹簧驱动型注射装置中，剂量设定元件（棘轮元件）与驱动管两者均被轴向固定，使得在剂量注射期间轴向运动的仅有的且单个零件是离合器。离合器的轴向运动能够以许多不同的方式执行，例如，通过针护罩的轴向运动或通过设置在壳体上的滑动按钮中的任一者。
上述构造的另一益处是，扭力弹簧发动机能够被制造为一个部件以便稍后并入扭力弹簧驱动型注射装置中。在一个示例中，扭力弹簧发动机因此包括：
-可附接到壳体的弹簧基座，
-具有或不具有剂量调拨件的剂量设定元件（即，棘轮元件），
-扭力弹簧，
-驱动管，
-离合器和优选地包含在离合器与驱动管之间的压缩弹簧。
在已组装扭力弹簧发动机之后，其由弹簧基座承载，并且能够通过将弹簧基座附接到壳体而被加载于壳体内并附接到壳体。此外，螺母构件能够以非旋转方式固定到壳体。
弹簧基座（其也具有扭力弹簧附接件）能够是与壳体相互连接的单独零件，或者其能够替代地与壳体整体地模制。
为了更好地区分离合器的第一位置与第二位置，在驱动管与离合器之间提供压缩弹簧，从而沿相对的轴向方向促动驱动管和离合器。
为了对设定的和射出的剂量进行计数，设置内容物排空机构。该eoc机构不具有沿扭力弹簧驱动型注射装置的轴向或纵向方向工作的部件，这使得有可能缩短扭力弹簧驱动型注射装置的总长度。wo2014/117944中给出此类非轴向工作型内容物排空机构的示例，所述专利详细地解释了类似的内摆线式内容物排空系统的工作原理。
在一个示例中，棘轮元件设有环形支承凸缘，所述环形支承凸缘可旋转地承载可旋转盘形eoc元件。环形支承凸缘能够或者是圆筒形的，使得盘形eoc元件在凸缘上执行圆形滚动运动，或者其能够是偏心的，使得盘形eoc元件执行内摆线式运动。
此外，盘形eoc元件能够设有一个或多个轴向延伸的凸起，这些凸起中的一者优选地在剂量设定期间在与壳体相关联的轨道中旋转一角度。设置在壳体中或联接到壳体的弹簧基座中的该周边轨道优选地实质上小于一整转，即360度，这意味着通过轴向延伸的凸起围绕中心轴线的旋转所描述的路径不是连续闭合路径。
在一个实施例中，eoc机构是内摆线式内容物排空机构，其中盘形eoc元件旋转少于一整圈。在第二实施例中，弹簧基座设有导引设置在盘形eoc元件上的凸起中的至少一个的周边轨道，并且在第三实施例中，设置附加的eoc内摆线式齿轮环。
在非轴向工作的内容物排空系统的第一实施例中，扭力弹簧驱动型注射装置还包括：
-可围绕第一轴线旋转的可旋转剂量设定元件，以及
-可围绕第二轴线旋转的摆线盘形eoc元件，所述第二轴线相对于第一轴线移位。
此外，设置拦阻器件以便在预定位置阻止摆线盘的旋转。
这些拦阻器件优选地包括设置在摆线盘上的轴向延伸凸起和设置在壳体中（优选地在连接到壳体的弹簧基座中）的导引轨道中的止动位置。导引轨道的周边长度实质上小于一圈完整旋转。优选地，导引轨道的周边长度为完整旋转的大约一半。
当沿第一旋转方向旋转剂量设定元件时，针对剂量设定元件的每圈完整旋转使盘形eoc元件沿相对的旋转方向旋转一个增量。因此，设置在盘形eoc元件上的轴向凸起在导引轨道中的位置是关于剂量设定元件的旋转的数量的表达，且因此是设定的和先前排出的剂量的表达。由轴向凸起接合的导引轨道被制成为具有将凸起的运动限制于可能的剂量的数量的长度。
如果一个示例中的扭力弹簧驱动型注射装置预填充有300国际单位（i.u.）的胰岛素，并且一圈旋转等于例如24i.u.的设定，则轨道的长度必须能够在剂量设定元件的12.5圈完整旋转之后阻止轴向凸起的进一步旋转，使得剂量设定元件仅能够旋转12.5次360度。
在非轴向工作的内容物排空系统的第二实施例中，扭力弹簧驱动型注射装置还包括：
-可围绕第一轴线旋转的可旋转剂量设定元件，以及
-盘形eoc元件，其具有被导引在第一轨道中的第一凸起和被导引在第二轨道中的第二凸起。
此外，第二轨道设有至少一个卷曲部分，其针对剂量设定元件的每圈完整旋转将至少一个振荡径向运动引入盘形eoc元件；以及拦阻器件，其用于在预定位置阻止摆线盘的旋转。
在第二实施例中，止动器件也是具有小于一圈完整旋转的有限长度的导引轨道。第一凸起被导引于该止动轨道（优选地设置在作为壳体的一部分的弹簧基座中）中，而第二凸起被导引于设置在剂量设定元件中的第二轨道中。
针对剂量设定元件的每圈完整旋转，第二凸起被导引通过第二轨道的卷曲部分，这在盘形eoc元件中引入振荡运动。出于该目的，盘形eoc元件设有卵形开口，并被导引于剂量设定元件的圆筒形环形支承件上，使得允许剂量元件旋转，并允许盘形eoc元件针对剂量设定元件的每圈完整旋转振荡一次。这种振荡运动使第一凸起在第一轨道中运动一个增量，并且一旦已设定药筒的可注射内容量，第一凸起就遇到第一轨道的末端，且因此防止另外的剂量设定。
参考第一示例，第一轨道需要容纳第一凸起的12.5个增量式运动，因此允许剂量设定元件旋转12.5次360度。
在非轴向工作的内容物排空系统的第三实施例中，扭力弹簧驱动型注射装置还包括：
-可围绕第一轴线旋转的可旋转剂量设定元件，以及
-可围绕第二轴线旋转的环形eoc齿轮元件，所述第二轴线相对于第一轴线移位，由此使环形eoc齿轮元件的旋转转换为摆线盘形eoc元件的旋转。
此外，设置用于在预定位置阻止摆线盘的旋转的拦阻器件。
如第一实施例中那样，剂量设定元件的旋转诱发环形eoc齿轮元件沿相对方向的内摆线式旋转。环形eoc齿轮元件的这种旋转还使盘形eoc元件旋转，由此使所述盘形eoc元件沿与剂量设定元件相同的旋转方向、然而以由环形eoc齿轮元件限定的齿轮传动比旋转。
如第一实施例中那样，拦阻器件包括设置在盘形eoc元件上的轴向延伸的凸起和设置在壳体中（且优选地在弹簧基座中）的轨道中的止动位置。
设置在壳体的弹簧基座中的轨道的可操作长度由环形eoc齿轮元件的齿轮传动比决定，并且被设定使得当由剂量设定元件设定的累积剂量等于最初设置在药筒中的液体药物的可注射量时，轴向突出的凸起遇到轨道的末端。
限定：
“注射笔”通常是具有拉长的或细长形状的注射设备，有点像用于书写的笔。虽然此类笔通常具有管状横截面，但它们能够容易地具有不同的横截面，诸如三角形、矩形或方形，或围绕这些几何形状的任何变型。
术语“针套管（needlecannula）”被用于描述在注射期间执行皮肤的穿透的实际导管。针套管通常由金属材料（诸如，不锈钢）制成，并连接到毂以形成完整注射针，其也常常被称为“针组件”或“注射针”。然而，针套管也能够由聚合材料或玻璃材料制成。毂也承载用于将针组件连接到注射设备的连接器件，并且通常由合适的热塑性材料模制成。
如本文中所使用的，术语“药物”意在包含能够以受控方式通过诸如空心针的递送器件的任何含药物的可流动药品，诸如液体、溶液、凝胶或微细悬浮液。代表性药物包括诸如多肽、蛋白质（例如，胰岛素、胰岛素类似物和c肽)以及激素的药剂、生物衍生剂或活化剂、基于激素和基因的试剂、营养配方和呈固体（调配的）或液体两种形式的其他物质。
“药筒”是被用于描述实际容纳药物的容器的术语。药筒通常由玻璃制成，但也能够由任何合适的聚合物模制成。药筒或安瓿优选地在一端处由被称为“隔膜”的可刺穿膜密封，所述可刺穿膜能够例如由针套管的非患者端刺穿。此类隔膜通常是自密封的，这意味着一旦将针套管从隔膜移除，在穿透期间形成的开口就通过固有的弹性自动地密封。相对端通常通过由橡胶或合适的聚合物制成的柱塞或活塞闭合。能够使柱塞或活塞在药筒的内侧可滑动地运动。可刺穿膜与活动柱塞之间的空间保持药物，当柱塞使保持药物的空间的体积减小时，药物被压出。然而，任何种类的容器（刚性或柔性）均能够被用于容纳药物。
由于药筒通常具有不能够使柱塞运动进入的更窄的远侧颈部部分，所以并非药筒内侧所容纳的所有液体药物均能够被实际排出。因此，术语“初始总量”或“大致使用的”指代药筒中所容纳的可注射内容物，且因此不必然指代全部内容物。
术语“预填充”注射装置意指一种注射装置，其中容纳液体药物的药筒被永久地嵌在注射装置中或永久地连接到注射装置（例如，经由药筒保持器），使得不能够在不永久破坏注射装置的情况下将其移除。一旦使用了药筒中的预填充量的液体药物，用户通常就丢弃整个注射装置。这与“耐用”注射装置相对，在“耐用”注射装置中，每当药筒排空时，用户能够自己更换容纳液体药物的药筒。预填充注射装置通常以容纳多于一个注射装置的包装出售，而耐用型注射装置通常一次出售一个。当使用预填充注射装置时，普通用户每年可能需要多达50到100个注射装置，而当使用耐用注射装置时，一个单个注射装置能够持续若干年，然而，普通用户每年将需要50到100个新药筒。
“标度鼓轮（scaledrum）”意指承载标记的圆筒形元件，所述标记向注射笔的用户指示所选剂量的大小。构成标度鼓轮的圆筒形元件能够是实心或空心中的任一者。“标记”意在包括任何种类的印刷或以其他方式提供的符号，例如雕刻或粘附的符号。这些符号优选地但非排他地为从“0”到“9”的阿拉伯数字。在传统注射笔构型中，能够透过设置在壳体中的窗口看到标记。
结合注射装置使用术语“自动”意味着，注射装置能够在注射装置的用户在给药（dosing）期间不递送排出药物所需的力的情况下执行注射。这种力通常由电动马达或由弹簧驱动器自动地递送。弹簧驱动器的弹簧通常在剂量设定期间由用户张紧，然而，此类弹簧通常被预张紧，以便避免递送极小剂量的问题。替代性地，弹簧能够由制造商完全预加载以足以通过许多数量的剂量排空整个药物药筒的预加载量。通常，当实施注射时，用户激活闩锁机构（例如，呈在注射装置的例如近端上的按钮的形式）以完全地或部分地释放累积在弹簧中的力。
如本说明书中所使用的术语“永久地连接”旨在意指在本申请中被实现为药筒和壳体结构的零件需要使用工具以便分离，并且如果将这些零件分离，则其将永久地损坏这些零件中的至少一者。
本文中所引用的所有参考文献（包括公开出版物、专利申请和专利）均通过引用以其整体且在如同每个参考文献均被单独和具体地指示为通过引用的方式并入并且在本文中以其整体阐述那样的相同的程度上并入本文。
所有标题和副标题在本文中仅仅为了方便而使用，并且不应被解释为以任何方式限制本发明。
使用本文中所提供的任何和所有示例或示例性语言（例如，诸如）仅仅旨在更好地阐明本发明，并且除非以其他方式声明，否则不对本发明的范围构成限制。说明书中的语言不应被解释为指示任何非要求保护的元素对于本发明的实践而言至关重要。本文中对专利文件的引用和并入仅仅为了方便而进行，且不反映关于此类专利文件的有效性、可专利性和/或可执行性的任何观点。
如适用法律准许的那样，本发明包括所附权利要求中记载的主题的所有改型和等价物。
附图说明
下文将结合优选实施例并参考附图更充分地解释本发明，附图中：
图1示出根据本发明的第一实施例的注射装置的分解视图。
图2示出图1的弹簧发动机的横截面视图。
图3示出图1和图2的棘轮元件的侧视图。
图4示出图1中所公开的注射装置的内容物排空系统的分解视图。
图5示出从近侧位置观察的图4的弹簧基座的俯视图。
图6示出图4中所公开的摆线盘形eoc元件的透视图。
图7示出根据本发明的第二实施例的注射装置的分解视图。
图8示出图7中所示的第二实施例的内容物排空系统的分解视图。
图9示出图8的棘轮元件的侧视图。
图10示出从近侧位置观察的图8的弹簧基座的俯视图。
图11示出如从远侧位置观察的图8的棘轮元件的近端的视图。
图12示出图6中所公开的盘形eoc元件的透视图。
图13示出根据本发明的第三实施例的注射装置的分解视图。
图14示出图13中所示的第三实施例的内容物排空系统的分解视图。
图15示出从近侧位置观察的图14的弹簧基座的俯视图。
图16a到图16b示出图14中所公开的盘形eoc元件的视图。
图17a到图17b示出图14的摆线式齿轮传动元件的视图。
为了清晰，这些附图是示意的和简化的，并且它们仅示出对于理解本发明而言至关重要的细节，而其他细节则被省去。贯穿全文，相同的附图标记被用于等同的或对应的零件。
具体实施方式
当在下文中使用如“上”和“下”、“右”和“左”、“水平”和“竖直”、“顺时针”和“逆时针”或类似的相对表达的术语时，这些仅指代附图，且不指代实际使用情况。所示的附图是示意性表示，出于该原因，不同结构的构型以及其相对尺寸仅旨在用于说明性目的。
在这种背景下，可能方便的是限定附图中的术语“远端”意在指代注射装置的通常承载注射针的末端，而术语“近端”意在指代指向远离注射针的方向并且通常承载剂量调拨按钮的相对末端。远侧和近侧意在沿图1中标记为“x”的虚拟中心线沿注射装置的轴向取向。
扭力弹簧发动机
图1和图2公开了根据本发明的第一实施例的扭力弹簧驱动型医疗注射装置的扭力弹簧发动机。此类扭力弹簧驱动型医疗注射装置通常是拉长形预填充注射笔，其在远端处设有注射针。
扭力弹簧在此处意指固定扭力弹簧并允许扭力弹簧被张紧和被释放两者的机构。该机构也确保一旦设定了剂量，扭矩就被保持在扭力弹簧中，且扭矩在剂量注射期间是可释放的。
扭力弹簧发动机是单独的单元，其固定在壳体10中以由此形成注射装置。扭力弹簧发动机在近侧由弹簧基座20闭合。扭力弹簧发动机驱动活塞杆75，所述活塞杆由螺母构件30接合。在螺母构件30远侧，壳体10通常承载未示出的药筒保持器，所述药筒保持器固定容纳待通过活塞杆75的向前运动注射的液体药物的药筒。药筒保持器能够或者永久地固定到壳体10，在这种情况下，注射装置是所谓的预填充注射装置，或者药筒保持器能够可移除地固定到壳体10，从而允许用户更换药筒，因此使注射装置耐用。
图1中所公开的扭力弹簧发动机从此包括：
●弹簧基座20（或者是单独的或者是壳体结构的一部分）。
●棘轮元件40（也被称为剂量设定元件）。
●离合器60。
●驱动管50。
●扭力弹簧s1。
●压缩弹簧s2。
包括至少这些元件的弹簧发动机具有通过剂量调拨件15的旋转张紧扭力弹簧s1以及通过离合器60的轴向运动释放施加到扭力弹簧s1的扭矩的能力，如下文将详细解释的那样。
弹簧基座20与螺母构件30两者均不可旋转地固定到壳体10，使得这三个零件10、20、30一起形成一个构造元件。在替代方案中，弹簧基座20和螺母构件30能够各自或两者均被模制为壳体10的一体零件。此外，壳体10能够是结构的一部分，并且通常意在是环绕扭力弹簧驱动型注射装置的机构的外壳。
剂量设定布置包括剂量调拨件15、棘轮元件40、驱动管50和离合器60，因为这些元件在剂量设定期间一起旋转，如将解释的那样。剂量调拨件15联接到棘轮元件40，使得棘轮元件40在剂量设定期间和在剂量调节期间与剂量调拨件15一起旋转。
为了驱动注射，扭力弹簧s1在其远端处固定到驱动管50，并在其近端处固定到弹簧基座20。
驱动管50在外表面上设有许多指向外的凸缘52（如图1中所见），这些指向外的凸缘如图2中所描绘的那样在设置于离合器60的内表面上的轨道65中滑动。此外，也设置在驱动管50的外表面上的齿51在设置于离合器60中的纵向开口61中滑动。因此，离合器60能够相对于驱动管50向近侧滑动由图2中的箭头“c”所指示的距离。然而，在所有情况下，离合器60和驱动管50被旋转捆绑以一起一致地旋转。
压缩弹簧s2设置在驱动管50与离合器60之间，从而沿远侧方向促动离合器60并沿近侧方向促动驱动管50。如图2中所见，压缩弹簧s2使离合器60抵接在设置于离合器60内部中的搁架（shelve）上。
离合器60的内表面在远侧设有多个指向内的齿62，这些指向内的齿接合设置在活塞杆导引件70上的类似的指向外的齿71。
然而，当使离合器60克服压缩弹簧s2的偏压运动到其近侧位置时，离合器60的内侧上的指向内的齿62仅接合活塞杆导引件70上的指向外的齿71，如将解释的那样。
活塞杆导引件70还设有非圆形内表面72以便接合活塞杆75，所述活塞杆75在外表面上设有螺旋形螺纹76，所述螺旋形螺纹接合设置在螺母构件30中的类似内螺纹31。
活塞杆75还形成有非圆形横截面77，在所公开的实施例中，所述非圆形横截面被形成为许多个纵向平坦凹部。然而，非圆形横截面77能够以许多不同的方式制成，例如，作为纵向轨道。非圆形横截面77的目的是与活塞杆导引件70的非圆形内表面72接合，使得活塞杆导引件70的旋转直接转换为活塞杆75的旋转。
每当活塞杆75旋转时，由于活塞杆75上的外螺纹76与螺母构件30中的内螺纹31之间的接合，所述活塞杆75均既旋转又轴向（即，螺旋形地）运动。
在不同的且未示出的实施例中，内螺纹31能够设置在活塞杆导引件70中，并且非圆形内表面72能够设置在螺母构件20中。在此类实施例中，当使活塞杆导引件70相对于螺母构件20旋转时，活塞杆75将在无任何旋转的情况下轴向向前运动。
为了在视觉上检查通过旋转剂量调拨件15设定的各个剂量的大小，设置标度鼓轮35。该标度鼓轮35在外表面上设有能够透过壳体10中的窗口11看到的标记36。外表面还设有螺旋形螺纹37，所述螺旋形螺纹37接合设置在壳体10的内侧表面上的类似螺纹或螺纹段，使得当使标度鼓轮35旋转时，其相对于壳体10螺旋形地运动。
在内表面上，标度鼓轮25设有纵向轨道38，所述纵向轨道38接合设置在离合器60的外表面上的类似凸起63，使得标度鼓轮35能够与离合器60一起旋转，但能够相对于离合器60轴向滑动。如图2中所描绘的那样，也接合标度鼓轮35上的轨道38的第二凸起能够在远侧设置在离合器60上以平衡标度鼓轮35的运动。
离合器60在内侧上还设有内齿接部（internaltoothing）64，所述内齿接部64接合设置在棘轮元件40上的指向外的齿41，使得当离合器60处于其近侧位置时，离合器60跟从棘轮元件40的旋转。
通过剂量调拨件15经由设置在棘轮元件40上并且由剂量调拨件15接合以将旋转传递到棘轮元件40的一组传递臂44使棘轮元件40旋转。棘轮元件40还设有径向齿42，所述径向齿42接合在近侧设置在弹簧基座20中的带齿环21（例如，见图4），使得仅能够使棘轮元件40相对于弹簧基座40沿一个方向旋转。能够通过剂量调拨件15使棘轮元件40旋转的允许方向是设定和增加剂量大小的方向。
然而，剂量调拨件15还设有用于使径向齿42运动脱离其与弹簧基座40的带齿环21的接合的器件，这允许使剂量调拨件15沿相对方向旋转以减小设定的剂量大小。
棘轮元件40的调低（dialdown）旋转主要通过存储在扭力弹簧s1中的扭矩完成，当使径向齿42朝向中心线“x”径向地运动时，所述扭矩被释放。如果用户不继续沿剂量降低方向旋转剂量调拨件15，则径向齿42将被卡在带齿环21的前一谷中，使得设定的剂量被降低一个单个增量。
当设定待射出的剂量时，用户旋转剂量调拨件15，所述剂量调拨件由于与传递臂44的接合一致地旋转棘轮元件40。由于棘轮元件40经由接合齿接部64的指向外的齿41而接合离合器60，所以离合器40跟从棘轮元件40的旋转，且因此跟从剂量调拨件15的旋转。标度鼓轮35由于其与壳体10的接合而跟从离合器60的旋转并且螺旋形地运动，因此允许用户在视觉上看到被设定的剂量的大小。
离合器60还旋转接合驱动管50，因此也使所述驱动管旋转。这种旋转张紧被包含在驱动管50与弹簧基座20之间的扭力弹簧s1。通过棘轮元件40的径向齿42与弹簧基座20的带齿环21之间的可释放单向接合确保如此建立在扭力弹簧s1中的扭矩。
形成带齿环21，使得其防止径向齿42沿非剂量设定方向的相对旋转。然而，如所提到的那样，当使剂量调拨件15沿非剂量设定方向旋转时，径向齿42能够被径向迫动脱离其与带齿环21的接合，从而允许扭力弹簧s1经由其与离合器60的接合反向旋转棘轮元件40，以降低设定的剂量。
当不注射时，例如在剂量设定期间，由压缩弹簧s2促动离合器40到达其远侧位置。在此位置中，齿62与活塞杆导引件70上的外齿71断开，如图2中所见。因此，当离合器60处于其远侧位置中时，活塞杆导引件70能够自由旋转。
当在预填充注射装置中使用本文中所描述的扭力弹簧发动机时，活塞杆75将抵接设置在容纳待注射的液体药物的药筒内侧的柱塞（例如，经由活塞杆脚部）。倘若药筒中的液体药物由于温度变化而使柱塞运动，则活塞杆导引件70能够在注射之间自由旋转的事实允许活塞杆75轴向运动。
因此，通过离合器40上的内齿接部64与棘轮元件40上的指向外的齿41之间的接合以及棘轮元件40上的径向齿42与弹簧基座20的带齿环21之间的接合保持在剂量调拨件15、棘轮元件40、驱动管50和离合器60的旋转期间施加到扭力弹簧s1的扭矩。
为了射出设定的剂量，使离合器60沿近侧方向（如图2中由箭头“c”所指示的）运动。一旦离合器60上的内齿接部64与棘轮元件40上的指向外的齿41断开，就没有东西保持离合器60，且扭力弹簧s1将使驱动管50和离合器60一致地旋转。不再联接到离合器60的棘轮元件40将保持处于其旋转位置。与使离合器60向近侧运动的同时，离合器60上的指向内的齿62接合活塞杆导引件70上的外齿71，所述活塞杆导引件70因此在射出期间与离合器60和驱动管50一起旋转。
在注射期间，优选地通过抵接用户的皮肤的针护罩使离合器60沿近侧方向运动，然而，壳体能够替代地设有可滑动按钮，能够由用户操作所述可滑动按钮以沿近侧方向推动离合器60。
活塞杆导引件70的旋转被直接转换为活塞杆75的旋转，所述活塞杆75由此在螺母构件30的内螺纹31中被向前旋拧，使得所附接的药筒内侧的柱塞沿远侧方向运动以从药筒压出液体药物。
内容物排空机构，示例1
为了保持跟踪设定射出剂量的数量，在图1到图6中的第一实施例中公开内容物排空系统，所述eoc系统如图4中所公开的那样包括棘轮元件40、弹簧基座20和摆线盘形eoc元件80。
在剂量设定期间使棘轮元件40（其在图3中详细地公开）围绕注射装置的中心轴线x（如图4中所指示的）旋转。然而，棘轮元件40设有偏心地形成的环形支承凸缘43，使得环形支承凸缘43的轴线y与中心轴线x偏移小的距离，如图3中所见。
如图4和图6中最佳地看到的，摆线盘形eoc元件80具有限定内周边82和外周边83的圆形中心开口81。内周边82在剂量设定期间在棘轮元件40的环形凸缘43上滚动，并且外周边83在弹簧基座20的带齿环21上滚动且能够形成有接合带齿环21的一个或多个外齿。
摆线盘形eoc元件80上的外周边83的直径与带齿环21的内直径之间的关系连同棘轮元件40的中心轴线x与环形凸缘43的中心线y及因此摆线盘形eoc元件80之间的小距离使得针对棘轮元件40上的环形凸缘43的每圈完整旋转，仅使摆线盘形eoc元件80旋转短的距离。摆线盘形eoc元件80的旋转方向与棘轮元件40的旋转方向相对。
wo2014/117944中详细地解释了该内容物排空系统的内摆线式工作原理，所述文献特此通过引用并入本文。
如能够在图4和图6中最佳地看到的那样，摆线盘形eoc元件80在其远侧表面上设有轴向延伸的凸起84。该轴向延伸的凸起84接合设置在弹簧基座20中的轨道22。轨道22优选地形成有许多谷25。在图4和图5中所描绘的示例中，轨道22由14个这样的谷25组成。起始谷23旋转地继之以12个普通谷25和在末端处的止动谷24。
如图6中所公开的那样，轴向延伸的凸起84也能够形成接合带齿环21的外齿。
当向用户递送注射装置时，轴向延伸的凸起84位于起始谷23中，因此在进入止动谷24之前保留12个谷25自由行进。此外，选择摆线环80的外周边83与弹簧基座20的带齿环21的内直径之间的直径关系，使得轴向延伸的凸起84针对棘轮元件40的每圈完整旋转运动通过一个谷25。因此，轴向延伸的凸起84能够在到达轨道22的止动谷24之前运动通过剩余的12个谷23。当轴向延伸的凸起84位于止动谷24中时，不可能进一步旋转摆线盘形eoc元件80，这也防止棘轮元件40进一步旋转。
由于棘轮元件40跟从剂量调拨件15的旋转运动，所以该设计允许剂量调拨件15在轴向延伸的凸起84进入止动谷24并因此抵接轨道22的端壁之前旋转12圈完整旋转。一旦发生这种情况，就防止摆线盘形eoc元件80进一步旋转。这也意味着棘轮元件40和剂量调拨件15中的任一者均不能够沿剂量设定方向进一步旋转。然而，仍然可能沿相对的方向旋转剂量调拨件15，这使轴向延伸的凸起84沿相对方向运动且因此降低设定的剂量的大小。
如果将本文中所公开的eoc系统用于注射胰岛素的扭力弹簧驱动型注射装置，则此类注射装置常常在药筒中承载300i.u的胰岛素，并且针对剂量调拨件15的每圈完整回转具有24i.u的剂量设定。结果是一旦用户已将剂量调拨件15旋转12圈完整回转的数量，则(12×24)288i.u就被设定和射出。为了阻止进一步的旋转，一旦确切地300i.u已被设定和射出，则从最后一个普通谷25到止动谷24的距离需要等于剂量调拨件15的仅半圈旋转。盘形eoc元件因此能够执行12.5圈旋转，因此允许(12.5×24)300i.u被射出。然而，能够选择任何数量的谷25，这取决于在摆线盘形eoc元件80到达其止动位置之前应当允许多少圈旋转。
内容物排空机构，示例2
图7到图12公开了第二实施例，其中，相同的构造元件使用相同的附图标记编号，但是前面带有“1”，在该实施例中活塞杆从此被编号为“175”。
本文中所公开的弹簧发动机以与第一实施例的弹簧发动机相同的方式操作；然而，如将解释的那样，eoc系统是不同的。
如图8中所公开的，eoc系统主要由三个零件组成。这些零件是：棘轮元件140（图9）、盘形eoc元件180（图12）和弹簧基座120。
图12详细地公开了第二实施例的摆线盘形eoc元件180。如第一实施例中那样，在远侧表面上存在轴向延伸的第一凸起184。在近侧表面上，设置也轴向延伸的第二凸起185。此外，中心开口181具有卵形形状，使得盘形eoc元件180能够沿径向方向振荡。
第一凸起184在设置在弹簧基座120中的第一轨道122中被导引（如图8中所见），而第二凸起185在设置在棘轮元件140中的第二轨道145中被导引。如第一实施例中那样，弹簧基座120或者物理地或者通过接合作为壳体110的操作零件。如图8中所公开的那样，弹簧基座120在内部设有带齿环121，其支撑盘形eoc元件180的外周边183；以及第一轨道122。
第一轨道122设有起始谷123、止动谷124和预定数量的普通谷125，而第二轨道145主要是圆形轨道，但具有卷曲部分146，如图11中最佳地看到的那样。
如第一实施例中那样，棘轮元件140设有支撑盘形eoc元件180的环形凸缘143，如图9中最佳地看到的那样。然而，在该实施例中，环形凸缘143是圆形的，从而允许盘形eoc元件180的开口181在其上旋转。
如第一实施例中那样，旋转力经由传递臂144从剂量调拨件（在该实施例中未示出）传输到棘轮元件140，并且径向齿142接合弹簧基座120的带齿环121。
在使用中，用户旋转剂量调拨件（图7中未描绘）。如第一实施例中那样，该旋转被转换为棘轮元件140的旋转。此时，第一凸起184位于起始谷123中，并且第二凸起185位于轨道145的圆形部分中。只要第二凸起185位于第二轨道145的圆形部分中，就不使盘形eoc元件180在使棘轮元件140旋转时旋转。
在棘轮元件140的旋转期间的某一时刻，第二凸起185进入第二轨道145的卷曲部分146。这将迫使盘形eoc元件180沿径向方向振荡，使得使第二凸起185朝向中心线x运动，如图8中最佳地看到的那样。当第一凸起184运动离开卷曲的轨道146时，使第二凸起185运动远离中心线x，并且因此进入第一普通谷125中。
这种运动模式将在用户随后设定剂量时继续，并且第二凸起185将针对棘轮元件140的每圈完整旋转运动一个普通谷125。因此，盘形eoc元件180将沿与棘轮元件140相同的旋转方向运动，并且在棘轮元件140及从此剂量调拨件的预定数量的旋转之后，第一凸起185将进入第一轨道122的止动谷124并防止盘形eoc元件180和棘轮元件140两者进一步旋转。
内容物排空机构，示例3
在图13至图17b中所公开的第三实施例中，弹簧发动机如前两个实施例中那样操作。壳体210在远侧承载螺母构件230且在近侧承载弹簧基座220。扭力弹簧s1被包含在壳体210与驱动管250之间。释放离合器（releaseclutch）260联接到驱动管250，并且能够相对于驱动管250轴向运动。在注射之间，由压缩弹簧s2沿远侧方向促动释放离合器260，使得释放离合器260在该第一位置中与活塞杆导引件270分离，从而允许活塞杆导引件270独立于释放离合器260旋转。同时，释放离合器260与可旋转剂量设定元件240联接以与可旋转剂量设定元件240同时旋转以便设定剂量。
在第二位置中，释放离合器260与可旋转剂量设定元件240分离，使得释放离合器260能够在扭力弹簧s1的影响下独立于可旋转剂量设定元件240旋转。此外，在该第二位置中，释放离合器260与活塞杆导引件270联接，使得活塞杆导引件270与释放离合器260同时旋转以便向前驱动活塞杆275。
图14中公开了eoc系统，并且该eoc系统包括棘轮元件240、弹簧基座220和盘形eoc元件280。另外，在该实施例中使用了额外的摆线环形eoc齿轮元件290。
该摆线式eoc齿轮元件290具有中心开口291，所述中心开口在棘轮元件240的环形凸缘243上滚动。棘轮元件240上的环形凸缘243在该实施例中是偏心的，如第一实施例中那样，由此在棘轮元件240的旋转期间将内摆线式旋转运动引入摆线环形eoc齿轮元件290。这类似于第一实施例，且因此摆线式eoc齿轮元件290相对于棘轮元件240沿相对的旋转方向旋转。
每当用户通过旋转剂量调拨件215使棘轮元件240旋转一圈完整回转时，摆线环形eoc齿轮元件290就沿相对的旋转方向旋转更小的角距离。
如能够从图17中看到的，摆线环形eoc齿轮元件290具有圆形开口291以及近侧带齿周边292和远侧带齿周边293。近侧带齿周边292以内摆线式运动在弹簧基座220的带齿环221上滚动，而远侧带齿周边293联接到盘形eoc元件280。
因此，摆线式eoc齿轮元件290的旋转引入盘形eoc元件280沿摆线式eoc齿轮元件290的相对旋转方向的旋转。结果是每当使棘轮元件240旋转时（例如，沿顺时针方向），摆线环形eoc齿轮元件290就沿逆时针方向旋转更小的角度，这再次迫使盘形eoc元件280沿顺时针方向旋转甚至更小的角度，因此跟从棘轮元件240的旋转方向。
当向用户递送扭力弹簧驱动型注射时，盘形eoc元件280的轴向延伸的凸起284位于形成在弹簧基座220中的轨道222的起始位置223中。每次使棘轮元件240沿一个旋转方向旋转一圈完整旋转时，就使轴向延伸的凸起284在轨道222中沿相同的旋转方向运动更小的角度。284的角运动由齿轮传动比确定，并且在棘轮元件240的预定数量的旋转之后，轴向延伸的凸起284到达轨道222中的末端位置224，在该末端位置处，轴向延伸的凸起284抵接轨道222的末端且由此防止进一步的剂量设定。
前文已经示出一些优选的实施例，但是应该强调的是，本发明并不限于这些，而是可在以下权利要求中限定的主题内以其他方式实现。