筒9和剂量套筒7转动出壳体4、18。驱动 套筒8由于键-凸轮接合7c、8c而转动，并且棘轮环17和驱动套筒8会由于突起8b与凹 槽17a之间的接合而转动。在复位弹簧40的弹力作用下，转动的棘轮环17的第一棘爪表 面91会抵靠未转动的切换元件12的第二棘爪92发出嗒嗒声。棘轮环17会相对于切换元 件12发出嗒嗒声。第一棘爪表面和第二棘爪表面91、92的单个齿间隔隔开，从而各个梯级 对应1I.U.，例如，在剂量的拨高或者拨低期间棘轮系统的每个咔哒声对应1I.U.。当剂 量旋钮10被致动并且从非致动位置移动至致动位置时，驱动套筒8也在远端方向上相对于 壳体移动致动距离，从而使联轴器81、82接合。在联轴器81、82接合之前，优选地，使剂量 套筒8与棘轮环17之间的联轴器8b、17a分离；反之，更优选的选择是，在使联轴器8b、17a 分离之前，首先闭合联轴器81、82。
[0159] 在使联轴器8b、17a分离期间，使突起8b与凹槽17a不接合。从而，一旦已经致动 了剂量旋钮10，用于产生咔哒声的棘轮系统就是非活动的。
[0160] 在剂量旋钮10的致动期间，在传动系中可以产生第二方向上的转矩，更特别地， 由于剂量套筒7与联接器套筒6之间和/或壳体插件4与刻度筒9之间的螺纹接合而产生 转矩。在致动期间，例如，在从非致动位置至致动位置的运动期间，该转矩可能导致在驱动 套筒8的第二方向上不需要的转动。该转矩可以通过双向棘轮联轴器91、92和/或单向联 轴器71、72来补偿。后者旨在通过其不对称的齿结构来防止第一转动方向上的转动，而且 具有对第一方向上的转动的阻力(尽管很小)，这需要在剂量递送期间产生咔哒声，如下面 将描述的。
[0161] 在已经移动致动距离之后进一步按压剂量旋钮10时，剂量旋钮10在远端方向上 移动，并且刻度筒9、剂量套筒7和驱动套筒8在第二转动方向上共同转动。闭合分配联轴 器81、82,并且因此也使转动构件13、15在第二转动方向上转动，从而，联接环14还由于内 齿/外齿连接73、74而在第二转动方向上转动。联接环14通过剂量弹簧5来偏置，剂量弹 簧5位于转动构件13、15的驱动螺母插槽15与联接环14的近端表面之间。联接环14的 远端表面包括第二联接结构72,该第二联接结构72成形为接合存在于切换元件12处的第 一联接结构71的锯齿结构。通过剂量弹簧5使这两个锯齿结构推动接合，从而形成防止转 动构件13、15在第一转动方向上转动的单向联轴器71、72。当转动构件13、15在剂量分配 期间在第二转动方向上转动时，联接结构71、72的锯齿在彼此之上发出嗒嗒声，从而在剂 量递送期间产生声音的和/或触觉的咔哒声。
[0162] 在驱动与定量机构的重置期间，移除筒保持件11，并且切换元件12由于复位弹簧 40的弹簧力而在远端方向上移动，从而使第一联接结构71与第二联接结构72分离。第二 联接结构72位于联接环14处，该联接环14自身通过剂量弹簧5来偏置。当移除筒保持件 时，联轴器71、72由于切换元件12的远端移动而分离。联接环14的远端移动由轴承盘42 限制，并且联轴器71、72由于切换元件12的远端移动而分离（图29)。在驱动与定量机构的 重置期间，联接环14与转动构件13、15之间的联轴器73、74保持为联接状态。
[0163] 第三实施例的驱动与定量机构使用专用于单向联轴器71、72的单独剂量弹簧5和 用于剂量设置棘爪机构91、92的单独复位弹簧40,在移除筒保持件11时分别重置剂量旋钮 10到非致动状态和切换元件12的远端移动。第一实施例的驱动与定量机构针对全部四种 功能使用一个剂量弹簧5 (图1)。在剂量递送期间，由分配棘爪机构引起大量的摩擦损失， 并且这些摩擦损失分别与受第三实施例的单独剂量弹簧和第一实施例的组合式剂量弹簧 控制的法向力成比例。驱动与定量机构的力效率（E)如下计算：作用在安瓿瓶上的力（F。#) 除以施加在剂量旋钮（10)或者剂量按钮（21)上的轴向力（Fin)的比例。
[0164] 驱动与定量机构的力矩和力的总和可以利用下列(广义）公式来计算： 摩擦损失可以利用下式计算： 该装置的力效率E定义为：::i_||wtPk 从而，μi是具体的摩擦系数而FN是法向力。
[0165] 对于使用一个剂量弹簧的第一实施例(定义了多个部件上的法向力）： p_p+p(刻度筒9壳体插件4)+p(剂量套筒7离合器6) +p(驱动套筒8离合器6)+p(剂量套筒7驱 1in1out 1Loss 1Loss 1Loss 1Loss 动套筒8)+p (驱动螺母13活塞杆19)+p (剂量咔哒声发生盘14剂量咔哒声发生棘轮12)+p (活塞杆19线性滑动件2) 1Loss 1Loss 1Loss 第一实施例的剂量弹簧5用于若干目的： 1) 在剂量分配期间产生咔哒声所需的弹力--在剂量咔哒声发生盘14与剂量咔哒声 发生棘轮12之间 2) 产生剂量设置/调整咔哒声所需的弹力--在剂量调整棘轮16与剂量调整咔哒声 发生盘17之间(剂量设置)一一在剂量调整咔哒声发生盘17与驱动套筒8之间(剂量修正） 3) 从剂量分配重置到剂量设置模式 4) 在更换安瓿瓶期间该装置的重置 第一实施例的剂量弹簧适应于上面列举的四种功能需要的最大力，并且由此产生驱动 套筒8与离合器6之间的法向力Fn，结合两个相邻表面之间存在的不可避免的摩擦系数，法 向力Fn在剂量分配期间导致高摩擦损失，随其减小了该装置的效率。
[0166] 对于第三实施例，使用了一个剂量弹簧5和一个复位弹簧40 (定义了法向力）： p=p +p (刻度筒9壳体插件4) +p(剂量套筒7离合器6)+p(剂量套筒7驱动套筒8)+p(驱动 1in1out 1Loss 1Loss 1Loss 1Loss 螺母13活塞杆19)+p (联接环14 (72)切换元件12 (71)+p(活塞杆19线性滑动件2) 1Loss 1Loss 第三实施例的剂量弹簧5仅调整适应于一种具体需要：在剂量分配期间使用单向联接 元件71和72产生咔哒声。棘爪功能所需的弹簧力较小。因此，作用在咔哒声发生盘(联接 环14)的轴承表面之间的法向力较低，随其摩擦损失也较低，这改善了驱动机构的效率。
[0167] 针对如下情况需要复位弹簧40 : 1) 产生剂量设置/调整咔哒声需要的弹力--在棘轮环17 (91)与切换元件12 (92) 之间（剂量设置与修正） 2) 从剂量分配重置到剂量设置模式 3) 在更换安瓿瓶期间该装置的重置 基于上述模型，已经通过使用下列弹簧力计算出了装置效率： 第一实施例--剂量弹簧5具有从1N到4N范围内（优选地在1. 5N与3N之间，更 优选地2N)的力。
[0168] 第三实施例--剂量弹簧5具有在0和1N之间（优选地在0. 25N与0. 75N之 间，更优选地〇. 5N)的力，而复位弹簧具有在1N与3N之间(优选地2N)的力。
[0169]已经针对根据第一实施例（图30a)和第三实施例（图30b)的装置的不同最大剂量 冲程(剂量设置)设置距离计算出了装置力效率(装置输出/使用者输入力)。该剂量设置距 离或者剂量冲程定义为剂量旋钮可以从外壳4、18的近端旋转出的最大轴向移位。较大的 剂量设置距离要求壳体插件4与刻度筒9之间的螺纹4a、9c的较大螺距（因此，而且，剂量 套筒7与离合器6之间的螺纹7b、6b的同样地较大螺距)。剂量设置构件的较大螺距意味 着在活塞杆的螺纹19a的恒定螺距下装置也具有较高传动比。由于装置的传动比，有可能 具有比输入力更大的输出力(装置力效率大于1)。
[0170] 在剂量设置距离(使用拇指的冲程长度)、施加在剂量旋钮/剂量按钮上的力和期 望的装置效率方面的使用者要求的组合为驱动与定量机构的最佳运行限定出了窗口。用于 操作该装置的使用者输入力的目标在于〇N到10N的范围，而拇指的冲程长度的范围在25 _与33 _之间。如果优选大于1的装置效率，那么可行的是，根据第一实施例的驱动与 定量机构具有30mm的冲程长度，而对于第三实施例而言25mm的冲程长度便足够(参见图 30a和30b中的箭头)。换言之，由于用于剂量分配的优化棘爪机构而引起的摩擦损失的减 少导致针对某一冲程长度和/或用户输入力的更高装置效率。
[0171] 附图标记列表： 1笔帽 8驱动套筒 la夹 8b突起 8c导向槽 2线性滑动件 2a导向衬套 9刻度筒 9b剂量刻度 3筒弹簧、公差补偿弹簧 9c内螺纹 10剂量设置构件、剂量旋钮 4壳体插件、机械保持件 l〇a凹陷 4a螺纹 10b边缘 4b卡口槽 10c周向边缘 4c止动零剂量(替代方案） 10d内齿 4d内齿 10e底表面 l〇f剂量旋钮盖 5剂量弹簧 10g夹持表面 6离合器、联接器套筒 11筒保持件 6a花键 11a产品保持件、筒、安瓿瓶 6b内螺纹/内螺纹段 1lb卡口突起 11c激活元件、驱动表面lid衬圈 7剂量套筒 lie凹陷 7a键 7b螺纹 12切换元件 7c导向键 12c凹陷 7d止动零剂量 12d突起 7e止动最大剂量 7f端表面 13螺纹螺母/螺母 13a内螺纹 14联接环 33联接器套筒 15驱动螺母插槽 40复位弹簧 15a止动限位器 41盘 42轴承盘 16剂量调整棘轮 42b柔性臂 16a外齿 45过载离合器 17棘轮环 45a外齿 17a凹槽 45b切口 18壳体/外部壳体 18a用于观察设置剂量的装置/观察窗 19活塞杆 19a外螺纹 70单向联轴器 19b凸缘/远端 71第一(分配)联接结构/第一锯齿结构 19c近端 72第二(分配)联接结构/第二锯齿结构 19d纵向槽口 /导向槽口 73第三(分配）联接结构/内齿 20止动元件/止动螺母 74第四（分配）联接结构/外齿 20a捕捉件 75联接环/环状元件 20b内螺纹 20c边缘 21致动构件/剂量按钮 31第一联轴器套筒 32第二联轴器套筒 32a突起 81用于分配第一联接结构/内齿 92第二棘爪表面/第二锯齿结构 82用于分配第二联接结构/外齿 93第三棘爪表面/第三锯齿结构 91第一棘爪表面/第一锯齿结构 94第四棘爪表面/第四锯齿结构。
【主权项】
1. 一种用于注射装置的驱动与定量装置，从而筒（11a)附接至或者可以附接至所述驱 动与定量装置，所述驱动与定量装置包括： a) 壳体（4、18)， b) 活塞杆（19)，所述活塞杆（19)具有远端（19b)、近端（19c)和螺纹（19a)并且可在分 配方向上相对于所述壳体（4、18)移动以用于分配产品， c) 转动构件（13、15)，所述转动构件（13、15)操作性地、特别地是转动固定地连接至止 动限位器（15a)并且与所述活塞杆（19)的所述螺纹（19a)接合，从而所述转动构件（13、15) 相对于所述活塞杆（19)的转动确保了所述活塞杆（19)与在前面的其远端（19b)在所述分 配方向上相对于所述壳体（4、18 )移动， d) 剂量旋钮（10)，所述剂量旋钮（10)可在第一方向上相对于所述壳体（4、18)和/或 活塞杆（19)转动以用于增加可以从所述筒（11a)中分配出来的剂量， e) 止动元件（20)，所述止动元件（20)具有捕捉件（20a)和接合所述活塞杆（19)的螺 纹（19a)的螺纹（20b)，从而所述剂量旋钮（10 )与所述止动元件（20 )联接，从而使所述剂量 旋钮（10 )在所述第一方向上相对于所述活塞杆（19 )的转动引起了所述止动元件（20 )相对 于所述活塞杆（19 )的转动，从而所述止动元件（20 )朝着所述活塞杆（19 )的所述远端（19b) 旋拧并且所述捕捉件（20a)朝着所述止动限位器（15a)移动， f) 从而，当所述捕捉件（20a)邻接所述止动限位器（15a)时，所述止动元件（20)防止 设置剂量或者所述剂量旋钮（10 )在所述第一方向上的转动。2. 根据权利要求1所述的驱动与定量装置，其特征在于，所述剂量旋钮（10)可在与所 述第一方向相反的第二方向上转动以用于减少已经设置的剂量，并且所述剂量旋钮（10)在 所述第二方向上相对于所述活塞杆（19 )的转动引起了所述止动元件（20 )相对于所述活塞 杆（19)的转动，从而所述止动元件（20)朝着所述活塞杆（19)的所述近端（19c)旋拧并且 所述捕捉件（20a)远离所述止动限位器（15a)移动。3. 根据前述权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于致动元件（21 )，从 而，致动、特别地由使用者推动所述致动元件（21)使得所述转动元件（13、15 )相对于所述 壳体（4、18)和所述活塞杆（19)转动，从而使活塞杆（19)在所述分配方向上相对于所述壳 体（4、18)移动并且将所述止动元件（20)朝着所述活塞杆的所述近端（19c)旋拧，从而在所 述止动限位器（15a)与所述捕捉件（20a)之间的距离优选地保持不变。4. 根据前述权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于，在所述壳体（4、 18 )与所述转动构件（13、15 )之间存在单向联轴器（71、72、73、74 )，其允许所述转动构件 (13、15)在一个方向上转动，使所述活塞杆（19)在所述分配方向上移动，并且防止在相反的 方向上转动。5. 根据前一项权利要求所述的驱动与定量装置，其特征在于，所述单向联轴器（71、 72、73、74)可以在激活状态与非激活状态之间来回切换，从而，单向联轴器（71、72、73、74) 在其激活状态下允许所述转动构件（13、15)在转动方向上转动，使所述活塞杆（19)在所述 分配方向上移动，并且防止在相反的方向上转动，而在其非激活状态下允许所述转动构件 (13、15)在所述相反的方向上转动。6. 根据前一项权利要求所述的驱动与定量装置，其特征在于，筒保持件（11 )，所述筒 保持件（11)可容纳或者已经容纳有筒（1la)，所述筒保持件（11)可移除地连接或者可连接 至所述壳体（4、18)的所述远端，从而使切换元件（12)位于所述筒保持件（11)或者所述筒 (11a)与所述单向联轴器（71、72、73、74)之间，并且所述筒保持件（11)特别地通过所述筒 保持件（11)或者所述筒（11a)的连接可在近端方向上相对于所述壳体（4、18)移动，由此 将所述单向联轴器（71、72、73、74)切换到其激活状态下，并且所述筒保持件（11)特别地通 过移除所述筒保持件（11)或者筒（11a)可在远端方向上移动，由此将所述单向联轴器（71、 72、73、74)切换到其非激活状态下。7. 根据前两项权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于，所述转动构件 (13、15)和所述活塞杆（19)的相互锁定螺纹（19a、13a)具有螺距，所述螺距足够高，以便在 将所述活塞杆（19)和去激活的单向联轴器（71、72、73、74)重置为与所述分配方向相反时 防止自锁，从而使所述转动构件（13、15 )在所述相反的方向上转动。8. 根据前述权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于，刻度筒（9)，所述 刻度筒（9)至少转动地、优选地轴向地联接至所述剂量旋钮（10)，从而，所述刻度筒（9)在 其表面上具有螺旋状的刻度，从而，所述壳体（4、18)具有用于观察剂量刻度（18a)的装置， 特别为观察窗，用于读取与设置剂量对应的剂量刻度（9b)的值，从而，在转动所述剂量旋钮 (10)时，所述刻度筒（9)相对于所述壳体（4、18)执行螺旋式的移动，使得所述剂量刻度（9) 沿着用于观察所述剂量刻度（18a)的所述装置移动。9. 根据前一项权利要求所述的驱动与定量装置，其特征在于，所述刻度筒（9)可在零 剂量位置与最大剂量位置之间来回转动，从而，在所述刻度筒（9)的所述零剂量位置处的止 动零剂量（4c、7d)防止所述刻度筒（9)在减少剂量的方向上转动并且允许在增加剂量的方 向上转动，并且从而，在所述刻度筒（9)的所述最大剂量位置处的止动最大剂量（7e)防止 所述刻度筒（9)在增加剂量的方向上转动并且允许在减少剂量的方向上转动。10. 根据前一项权利要求所述的驱动与定量装置，其特征在于，当所述刻度筒（9)不在 其最大剂量位置处并且/或者当所述筒（11a)中存在的产品量低于所述最大剂量位置处的 剂量或在所述筒（11a)中存在的可分配量的剩余量低于所述最大剂量位置处的剂量时，所 述止动元件（20 )的所述捕捉件（20a)邻接所述止动限位器（15a)，并且所述止动元件（20 ) 防止所述刻度筒（9)在增加剂量的方向上转动。11. 根据前述权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于，所述止动元件 (20)与所述剂量旋钮（10)如此联接：在剂量设置和设置剂量的分配期间，将所述止动元件 (20)沿着所述活塞杆（19)旋拧。12. 根据前述权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于，可以被致动以用 于分配设置剂量的致动元件（21)和分配联轴器（81、82)，从而，优选地通过所述装置的使 用者致动、优选地推动所述致动元件（21)来使所述分配联轴器（81、82)关闭并且通过释放 所述致动元件（21)来使所述分配联轴器（81、82)打开，从而，当所述分配联轴器关闭时，所 述转动构件（13、15)与所述刻度筒（9)和/或所述剂量旋钮（10)转动联接，并且，当所述分 配联轴器打开时，所述转动构件（13、15)可相对于所述刻度筒（9)和/或所述剂量旋钮（10) 转动。13. 根据前述权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于，所述止动元件 (20)永久地或者至少在剂量设置和设置剂量的分配期间转动地联接至所述刻度筒（9)和/ 或所述剂量旋钮（10)。14. 根据前述权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于，套筒（7、31、 32)，所述套筒（7、31、32)运动学地位于所述剂量旋钮（10)与所述止动元件（20)之间，所 述止动元件（20)转动固定地并且可轴向滑动地接合至所述套筒（7、31、32)，并且所述套筒 (7、31、32 )转动固定地联接至所述剂量旋钮（10 )。15. 根据前述权利要求中任一项所述的驱动与定量装置，其特征在于，相对于所述活塞 杆（19)，所述止动元件（20)在分配设置剂量之后立即处于所述零剂量位置，所述零剂量位 置是与在设置待分配剂量之前立即所处的所述零剂量位置相同的位置。16. -种用于分配优选为流体产品的注射装置，其包括： a. 壳体（4、18)， b. 含有公称体积的产品的筒（11a)，从而，利用所述注射装置仅仅可以分配所述公称体 积的可分配体积，而不可以分配所述公称体积的剩余体积， c. 剂量旋钮（10)，所述剂量旋钮（10)可在第一方向上相对于所述壳体（4、18)转动以 用于增加所述可分配剂量，并且可在第二方向上、优选地与所述第一转动方向相反而相对 于所述壳体（4、18)转动以用于减少所述可分配剂量， d. 止动限位器（15a)，以及 e. 联接至所述剂量旋钮（10)的止动元件（20)，从而，所述止动元件（20)在所述剂量 旋钮（10)在所述第一方向上转动期间朝着所述止动限位器（15a)移动以用于增加剂量，从 而，减少特别地是沿着螺旋曲线成形的、特别地与所述可分配体积直接成正比的距离，并且 从而，所述止动元件（20)在设置剂量的分配期间不相对于所述止动限位器（15a)移动， 从而，当所述止动元件（20)邻接所述止动限位器（15a)时，防止设置剂量，其分配也将 分配至少一部分所述剩余体积，或者从而，防止设置剂量，这会导致在所述筒（1la)中留下 少于所述公称体积的剩余体积的体积。17. -种用于生产注射装置、优选地是根据前述权利要求中的一项所述的注射装置的 方法，其特征在于，设置所述筒（11a)的公称体积，并且将所述注射装置如下组装：仅仅可 以分配所述公称体积的可分配体积，而不可以分配所述公称体积的剩余体积，从而，所述注 射装置具有止动限位器（15a)和止动元件（20)，从而，所述止动元件（20)相对于所述止动 限位器（15a)沿着一距离、特别地沿着螺旋形曲线设置，从而，所述距离与所述可分配体积 直接成正比。
【专利摘要】一种用于注射装置的驱动与定量装置（图6），从而，筒附接至或者可以附接至所述驱动与定量装置，所述驱动与定量装置包括：a）壳体；b）活塞杆，所述活塞杆具有远端、近端和螺纹并且可在分配方向上相对于所述壳体移动以用于分配产品；c）转动构件，所述转动构件操作性地（特别地，转动固定地）连接至止动限位器，并且与所述活塞杆的所述螺纹接合，从而，所述转动构件相对于所述活塞杆的转动确保了所述活塞杆与在前面的其远端在所述分配方向上相对于所述壳体移动；d）剂量旋钮，所述剂量旋钮可在第一方向上相对于所述壳体和/或活塞杆转动以用于增加可以从所述筒中分配出来的剂量；e）止动元件，所述止动元件具有捕捉件和接合所述活塞杆的螺纹，从而，所述剂量旋钮与所述止动元件联接，从而使所述剂量旋钮在所述第一方向上相对于所述活塞杆的转动引起所述止动元件相对于所述活塞杆的转动，从而，所述止动元件朝着所述活塞杆的所述远端旋拧并且所述捕捉件朝着所述止动限位器移动；f）从而，当所述捕捉件邻接所述止动限位器时，所述止动元件防止设置剂量。
【IPC分类】A61M5/315
【公开号】CN105407945
【申请号】CN201480041413
【发明人】J.希施尔, U.斯特雷特, P.霍斯特勒
【申请人】特克法马许可公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年7月1日
【公告号】EP2829292A1, EP3024517A1, US20160129196, WO2015010215A1