具有用于防止误射出的机构的注射装置的制作方法

专利名称：具有用于防止误射出的机构的注射装置的制作方法
具有用于防止误射出的机构的注射装置本发明涉及一种注射装置，特别是一种用于手动地刺入针和自动地射出有待供 给的产品的注射装置或者一种用于自动地刺入和自动地射出的自动注射装置。这种产品 优选是液态的，且可以是药品，例如胰岛素、生长激素等。注射装置优选特别适合于皮 下注射、经皮注射或皮内注射。由现有技术已知有多种注射装置，在一种特别是也已知的注射装置上可装设具 有有待供给的产品的容器。这种装设在制造注射装置时就已经可以进行，从而提供给客 户的注射设备已经含有有待供给的产品。另外，可以由注射装置使用者自己对产品容器 进行固定。这种装置在使用之后就扔掉了，或者可再次使用，其中可再次使用的装置通 常具有驱动单元，产品容器可固定在该驱动单元上，也可从该驱动单元上再拆下。可再 次使用的注射装置的优点是，可以给驱动单元配备一些机构，这些机构对于可扔掉了注 射装置来说过于昂贵，且在射出产品时能提供较高的舒适性。驱动单元例如可以再次使 用，而产品容器在使用之后即被消纳，并用一个新的来替换。在将新的产品容器装设在驱动单元上时，例如驱动单元的柱塞杆可能会对柱塞 产生较大作用，从而发生与产品的交互作用，这会导致产品例如经由已装在产品容器上 的针不可控地被射出，或者导致由于作用在柱塞上的力而使得产品容器中的压力提高， 以至于以后在安装针时不可控地射出产品。这种情况特别是对于昂贵的药品来说非常可 恶，长此下去会产生很大的费用。本发明的目的是，提出一种注射装置，利用这种注射装置至少能减小不可控制 地射出产品的问题。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。例如需要提及一种注射装置，其具有驱动单元和可固定在该驱动单元上的产品 容器。产品容器优选可扔掉，驱动单元优选可再次使用。产品容器例如可以是安瓿或卡普耳，它可以具有柱塞，柱塞可相对于产品容器 移动。柱塞可以与例如圆柱形的容器壁一起形成液体密封的密封机构。产品容器可以在 近端敞口，在远端封闭，从而产品被容纳在容器的远端与位于近端的柱塞之间。容器可 以在远端例如具有隔片，隔片可以被针刺穿，针可安装在产品容器的前端区域中，使用 针能将产品从容器内部注入到病人体内。例如，针可以适合用于皮下注射。使得柱塞 朝向远端移动，就能射出产品。如果产品容器的远端例如被隔片封闭，而产品容器上尚 未装上针，则柱塞上的压力以大于由柱塞与容器壁所产生的摩擦力的力使得柱塞略微移 动，这种移动凭肉眼可能根本就看不到，却会使得产品压力提高。注射装置可以具有固定机构，利用固定机构可以将产品容 器固定在驱动单元 上。产品容器本身可以形成固定机构，或者至少形成或具有固定机构的一部分。优选设 有用于容纳产品容器的产品容器容纳机构，其中至少一部分固定机构由该产品容器容纳 机构构成，利用该固定机构能将产品容器固定在驱动单元上。产品容器容纳机构也可以 称为产品容器保持机构。它通常例如可以是凸块或卡锁部件。产品容器容纳机构例如可 以呈套管状，在其内部容纳有产品容器。产品容器容纳机构可以在近端敞口，从而在更换容器时可经由该开口更换产品容器。产品容器的远端例如可以具有卡圈，产品容器压 靠在该卡圈上，以便固定地位于或固定在产品容器容纳机构中。例如在驱动件中可以含 有弹簧，在产品容器固定在驱动单元上的状态下，例如弹簧可以将产品容器压在该固定 位置。采取该措施能以简单的方式补偿例如产品容器的长度误差。然而原则上也可以采 取其它措施来使得产品容器压在固定的位置。产品容器或产品容器容纳机构可以具有一 种能将针固定在产品容器远端区域中的机构。注射装置特别是驱动单元可以具有一种需要用来移动柱塞以进行产品射出的机 构。进行产品射出所必需的能量例如可以用手提供、利用能量产生机构或蓄能机构来提 供。例如，可以将用手施加的能量转换为射出运动。还可以将用手产生的能量例如蓄存 在蓄能部件如弹簧中。被蓄存的能量可以按照使用者的意愿转换为驱动运动或柱塞的射 出运动。能量产生机构例如是电机、烟火技术的推进剂等。注射装置特别是驱动单元可以具有输出件，该输出件作用到柱塞上，用于射出 产品，并使得该柱塞在产品容器中沿射出方向特别是沿远端方向移动。输出件例如可以 是中空的，即为套管状，或者是实心的，在这两种情况下输出件例如可以说是柱塞杆。 为了便于力传导，可以在输出件的或柱塞杆的远端端部上设置有凸缘，该凸缘可以顶靠 在或贴靠在柱塞上。产品容器可以从未固定位置移动至固定位置。为此产品容器例如可以相对于驱 动单元特别是相对于驱动单元的壳体进行旋转运动和/或轴向运动。例如，在未固定位 置，产品容器可以处于驱动单元旁，且例如通过旋转运动移动至固定位置。为此所需要 的转矩可以由使用者通过紧握产品容器或产品容器容纳机构来施加。固定机构可以基于 插塞-旋转连接，例如在卡锁连接机构中即为此种情况。优选的是，输出件在产品容器到达固定位置之前处于或进入与柱塞相互抵靠的 状态。换句话说，输出件在从未固定位置运动至固定位置期间进入与柱塞相互抵靠的状 态，从而在到达固定位置时，输出件已经与柱塞相互抵靠。例如，柱塞可以借助重力沿 远端方向移动一定距离，使得输出件与柱塞在固定情况下相互抵靠。优选输出件被弹性 部件沿远端方向至少压动一段距离，使得在固定情况下产生或已产生抵靠。弹簧的力比 较小，特别是小于柱塞移动所需要的力。使得输出件在固定情况下就已经与柱塞相互 抵靠的优点特别是在于，在输出件第一次沿射出方向移动时就已经输出所希望的体积量 (Volumen),这是因为一开始不必消除Oiberwinden)输出件与柱塞之间的间距，这种间距 会使得所希望的体积量与实际输出的体积量有所偏差。输出件为了输出体积量而进行第 一次移动，这选优用于起动注射(Primen)，在起动注射时，从产品容器或/和针中挤出 空气，或者替代地用于射出调节好的产品剂量。为了避免发生并非所愿地射出产品的情况，在产品容器的部分固定运动期间， 此时输出件已经与注射处于抵靠状态，输出件与产品无相互作用，直到产品容器到达固 定位置，特别是包括产品容器已被固定的位置。所述不发生相互作用特别系指尚没有力 作用到柱塞上，该力可以使得柱塞为了射出产品而移动，或者至少会提高位于产品容器 中的产品的压力。由此避免在产品容器被固定之前已经装上针的情况下在固定期间射出 产品，并避免在产品容器被固定之后装上针的情况下由于产品中的高压而射出产品。
例如可以设有咬合件，该咬合件可以与输出件咬合。这种咬合例如可以是螺纹咬合，为此，输出件可以具有外螺纹，咬合件可以具有内螺纹。优选输出件至少在部分 的固定运动时相对于咬合件轴向固定，优选还抗扭转。这种轴向固定可以在产品容器的 整个固定运动期间产生，或者优选仅在产品容器的部分固定运动期间产生。优选至少在 到达固定位置时产生固定，如同在固定运动结束之前就已经产生固定一样。例如，可以 通过产品容器的固定运动或/和通过产品容器来触动耦联机构，这种耦联机构引起轴向 固定，例如还使得输出件相对于咬合件径向固定。例如，输出件可以在产品容器的部分 固定运动期间相对于咬合件可轴向移动，优选还可旋转运动。该部分固定运动优选在如 下从产品容器的未固定位置运动到固定位置的部分固定运动之前发生，即此时输出件相 对于咬合件轴向固定。换句话说，输出件在固定运动开始时相对于咬合件可轴向移动， 在到达固定位置之前相对于咬合件轴向固定。由此在固定运动期间将输出件相对于咬合 件的运动锁止。优选咬合件在产品容器从未固定位置运动到固定位置时至少可沿轴向移 动。产品容器例如可以与咬合件相抵靠，且在咬合件轴向移动时带动或者移动产品容 器。咬合件可以旋转，但优选相对于驱动单元抗扭转。由于咬合件可相对于驱动单元的 壳体轴 向移动，所以尽管输出件相对于咬合件轴向固定，却能避免输出件与产品相互作 用。特别优选的是，至少柱塞、咬合件和输出件共同在产品容器从未固定位置运动 到固定位置时至少使得产品容器轴向移动。产品容器、柱塞、输出件或/和咬合件因而 可以彼此相对轴向固定，而产品容器固定在驱动单元上。为了射出产品，输出件优选可 轴向移动和/或旋转运动。输出件通过螺纹咬合而与咬合件咬合，根据这种优选的实施 方式，为了射出产品而使得输出件转动，进而沿射出方向旋拧。只要产品容器已排空且 应予以更换，则特别是按照与其被固定时相反的方式将其从驱动单元取下。为了使得优 选可再次使用的驱动单元的输出件重置，输出件通过与射出运动相反的旋转运动特别是 沿近端方向拧回到驱动单元中。例如，使用者可以用手指逆着射出方向轴向地按压输出 件，由此产生所述旋拧运动。特别是可以设有耦联机构，该耦联机构在取下产品容器或 取下产品容器容纳机构情况下允许输出件相对于咬合件的旋转运动。需要注意，根据优 选的设计，为了射出产品，该耦联机构也可以允许输出件旋转运动。优选耦联机构在产 品容器从未固定位置移动至固定位置时可移动至咬合状态，此时将输出件相对于咬合件 运动锁止。特别是可以将旋转运动锁止，由此无法再使得输出件沿着或逆着射出方向相 对于咬合件旋拧。产品容器例如能以其近端端部作用到耦联机构的部件上，例如作用到 卡锁套管上，并使得该卡锁套管移动，由此产生耦联咬合。例如可以在耦联部件与产品 容器之间设置有且作用有弹簧，该弹簧一方面使得耦联部件在某一方向上压紧，且使得 产品容器在另一方向上即反向上压紧。在弹簧和产品容器之间还可以设有一个或多个中 间件。根据优选的实施方式，可以通过弹簧驱动机构特别是扭转弹簧驱动机构来提供 用于射出产品的能量。扭转弹簧特别是螺旋状地由带状材料盘绕而成。该扭转弹簧可以 围绕注射装置的纵轴线盘绕。为了射出产品，可以使得能量通过传递机构传递到输出件上。传递机构例如可 以具有一个或多个耦联机构，这些耦联机构在操纵装置时接合或脱离接合，以便相应地 引起产品射出。
例如可以设有一部件如导向导管，该部件例如可以算作是传递机构，输出件相 对于该部件抗扭转且可轴向移动。为此，输出件例如可以具有至少一个纵向槽，所述部 件与该纵向槽咬合。该部件例如可以套管状地包围输出件。该部件还可以相对于咬合件 转动而轴向固定，特别是与咬合件连接。由此在咬合件轴向运动时还轴向地一起移动该 部件。该部件例如可以具有耦联机构的一部分，耦联机构在注射装置的一定状态下应防 止输出件旋转运动。耦联部件例如可以设置在套管状部件的外圆周上。用于产品射出的能量可以通过单组件的或多组件的传递机构传递到输出件上。根据优选的设计，固定机构基于插塞-旋转-连接特别是卡锁连接而工作。驱 动单元特别是其壳体可以形成导轨，凸块可在该导轨中通过旋转运动从解锁的位置移动 到锁止的位置。在驱动单元上，优选解锁位置相应于产品容器的未固定位置，锁止位置 相应于产品容器的固定位置。优选在旋转运动时基于导轨的设计使得产品容器进行轴向 移动。固定机构的插入到导轨中的凸块可以至少部分地由产品容器构成，优选由产品容 器容纳机构构成。固定机构可以具有允许通过轴向移动插入到导轨中的区段。只要凸块 特别是其一部分通过轴向移动插入到导轨中，就可以通过旋转运动使得凸块从解锁位置 移动至锁止位置。由此使得产品容器产生轴向移动，这种轴向移动例如使得咬合件和/ 或耦联机构轴向地移动。特别是可以使得咬合件跟随凸块的轴向移动，和/或与凸块轴 向固定地连接。根据优选的设计，凸块可以由至少两部分构成，这两部分抗扭转地彼此 靠置，且能移动至锁止位置，在锁止位置，这两部分通过导轨轴向地相互压紧。例如， 形成凸块的这两部分可以分别具有凸块形的突伸部分，这些突伸部分轴向地彼此对接形 成与导轨适配的凸块。这两部分例如可以呈套管状，且可分别相对于驱动单元的壳体转 动和轴向移动。例如，施加到这些部分之一上的转矩可以通过抗扭转的耦联机构传递到 另一部分上。由此可以使得彼此轴向对接的形成凸块的这些部分在旋转运动的同时共同 移动至锁止位置。例如可以将这两部分的端侧设计成能相互插入，由此实现抗扭转的传 递。优选这些部分之一是产品容器或产品容器容纳机构，和/或另一部分是卡锁套管。 在更换产品容器时，例如将产品容器插入到产品容器保持机构中，其中产品容器保持机 构通过轴向移动与同其形成凸块的另一部分抗扭转，该产品容器保持机构插入到驱动单 元中，通过这种插入运动而形成抗扭转的咬合。接下来，注射装置的使用者转动产品容 器保持机构，由此还转动抗扭地与产品容器保持机构连接的部分。通过转动，两个凸块 部件在导轨中移动至锁止位置，在该锁止位置，导轨所具有的轴向宽度大致等于两个轴 向接合的凸块部件，从而这些凸块部件轴向地相互压紧。由此使得产品容器保持器轴向 固定地与驱动单元连接。另一部分形成一个凸块部件并设置在驱动单元中，由于该另一 部分可转动，所以将产品容器固定在驱动单元上就能将各种不同的运动传递到驱动单元 的机构上。可在驱动单元中转动也可轴向移动的部分形成固定机构的凸块，该部分优选 轴向固定地且优选可转动地与咬合件连接。例如，驱动机构的壳体可以具有导向机构， 咬合件抗扭转地但可轴向移动地安置在该导向机构中。这里所述的固定机构本身可以是一个独立申请的保护主题。申请人保留通过分案申请另行保护该固定机构的权利。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K 1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。本发明的解决方案的优点是，制动力随着角速度的增大而增大，也就是说，在 产品射出时例如通过产品的粘滞性而得到抑制的运动可以不发生制动或者几乎不制动。 本发明的制动机构的制动力优选在上述问题情况下才显著地增大，在上述问题情况下会 出现较高的转速。附图标记列表1凸缘22磁体2输出件/柱塞杆 23磁轭3驱动弹簧/螺旋弹簧24支撑环4显示筒25保持件5耦联套管 26咬合件/导向套管6咬合件/螺纹 部件27产品容器7驱动件/传动轴 28柱塞8弹性套管 29轴承/球轴承9定量部件/定量钮30转动件10耦联部件 31盖罩11棘轮弹簧 38弹性件12壳体40径向导向机构
13传递件/螺纹套管41制动块14耦联件/卡锁套管42制动套管15操纵部件/按钮 45制动器壳体16产品容器容纳机构46制动器轴 17第一制动件 47密封件18第二制动件 50卡锁套管19弹性件/螺旋弹簧Kl第一耦联机构20涡流制动器K2第二耦联机构21制动圆盘 K3第三耦联机构
权利要求
1.一种用于供给产品的注射装置，包括驱动单元；带有柱塞(28)的产品容器 (27)，该柱塞可相对于产品容器(27)移动；和固定机构(12e、16c、50c),利用该固定 机构可通过如下方式将产品容器(27)固定在驱动单元上，即可使得产品容器(27)从未固 定位置移动至固定位置，其中驱动单元具有输出件(1、2)，该输出件在产品容器(27)到 达固定位置之前与柱塞(28)相抵靠或进入抵靠状态，其中输出件(1、2)与产品无相互作 用，直到产品容器(27)到达固定位置。
2.如前述权利要求所述的注射装置，其中产品容器(27)容纳在产品容器容纳机构 (16)中，该产品容器容纳机构形成固定机构(12e、16c、50c)的至少一部分，利用该固定 机构可将产品容器(27)固定在驱动单元上。
3.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，还包括咬合件(6)，该咬合件与输出件 (1、2)咬合，且在产品容器(27)从未固定位置移动至固定位置时至少可沿轴向移动。
4.如前述权利要求所述的注射装置，其中柱塞(28)、咬合件(6)和输出件(1、2)在 产品容器(27)从未固定位置移动至固定位置时至少还使得产品容器(27)轴向移动。
5.如前述两个权利要求中任一项所述的注射装置，其中输出件(1、2)通过螺纹咬合 机构(6a)与咬合件(6)咬合。
6.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中输出件(1、2)为了射出产品可轴 向移动和/或旋转运动。
7.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中用于射出产品的能量可通过手、 能量产生机构或蓄能机构(3)来提供。
8.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中用于射出产品的能量可通过弹簧 驱动机构(3)特别是扭转弹簧驱动机构(3)来提供。
9.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中用于射出产品的能量可通过传递 机构(7、5、K2)传递到输出件上。
10.如前述权利要求所述的注射装置，其中传递机构(7、5、K2)是部件(5、5a),输 出件(1、2)相对于该部件抗扭转且可轴向移动，其中该部件(5、5a)相对于咬合件(6) 可转动且轴向固定，特别是与该咬合件连接。
11.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，还包括耦联机构(Kl)，在产品容器 (27)从未固定位置移动至固定位置时，该耦联机构可移动至咬合状态，这种咬合将输出 件(1、2)相对于咬合件(6)的运动锁止。
12.如前述权利要求中任一项所述的注射装置，其中固定机构(12e、16c、50c)例 如基于插塞-旋转-连接特别是卡锁连接而工作，其中驱动单元形成导轨(12e)，凸 块(16c、50c)可在该导轨中通过旋转运动从解锁的位置移动到锁止的位置，其中凸块 (16c、50c)由至少两部分(16c、50c)构成，这两部分可抗扭转地彼此靠置，且能移动至 锁止位置，在锁止位置，这两部分(16c、50c)通过导轨(12e)轴向地相互压紧。
全文摘要
一种用于供给产品的注射装置，包括驱动单元；带有柱塞(28)的产品容器(27)，该柱塞可相对于产品容器(27)移动；和固定机构(12e、16c、50c)，利用该固定机构可通过如下方式将产品容器(27)固定在驱动单元上，即可使得产品容器(27)从未固定位置移动至固定位置，其中驱动单元具有输出件(1、2)，该输出件在产品容器(27)到达固定位置之前与柱塞(28)相抵靠或进入抵靠状态，其中输出件(1、2)与产品无相互作用，直到产品容器(27)到达固定位置。
文档编号A61M5/24GK102014993SQ200980114999
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