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Die
Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung zur Verabreichung
eines insbesondere flüssigen Produkts,
wie z. B. eines Medikaments. Mit der Injektionsvorrichtung können beispielsweise
Insulinpräparate,
Wachstumshormone oder andere in ähnlicher Weise
zu verabreichende Medikamente einem menschlichen oder tierischen
Patienten verabreicht werden. Die Injektionsvorrichtung kann zusammen oder
getrennt mit einem separaten Medikament vertrieben werden, das vom
Verwender der Injektionsvorrichtung in diese eingesetzt wird. Bevorzugt
wird die Injektionsvorrichtung mit einem in der Injektionsvorrichtung
enthaltenen Medikament vertrieben, wodurch die Injektionsvorrichtung
auch als Einweginjektionsvorrichtung angesehen werden kann, die
nach vollständiger
Produktausschüttung
entsorgt wird.
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Aus
dem Stand der Technik sind ein Medikament enthaltene Einweginjektionsvorrichtungen
bekannt, die nach erfolgter Produktausschüttung komplett entsorgt werden.
Solche Injektionsvorrichtungen sollten sowohl günstig in der Herstellung als
auch einfach und sicher in der Anwendung sein.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Injektionsvorrichtung
bereitzustellen, welche diese Anforderungen erfüllt.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen ergeben
sich aus den abhängigen
Ansprüchen
und der Beschreibung.
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Die
erfindungsgemäße Injektionsvorrichtung umfasst
eine Betätigungseinrichtung,
die bei Betätigung
für die
Verabreichung eine Drehbewegung ausführt. Die Betätigungseinrichtung
kann von einem eine Arbeit verrichtenden Mittel, wie z. B. einem
Motor oder einer Feder betätigt
werden. Vorzugsweise wird die Betätigungseinrichtung durch Muskelkraft wie
z. B. durch den Druck eines Fingers des Verwenders auf die Betätigungseinrichtung
betätigt.
Es ist somit bevorzugt, dass bei der Injektionsvorrichtung der Zugriff
von außen
auf die Betätigungseinrichtung möglich ist.
Zum Beispiel kann die Betätigungseinrichtung
proximal aus einem Gehäuse
der Injektionsvorrichtung ragen und beispielsweise das proximale Ende
der Injektionsvorrichtung bilden. Die eine Produktausschüttung initiierende
Kraft kann zunächst auf
die Betätigungseinrichtung
und anschließend
auf ein der Betätigungseinrichtung
nachgeschaltetes Element oder nachgeschaltete Elemente, wie z. B. eine
Abtriebseinrichtung, wirken.
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Die
Betätigungseinrichtung
kann einteilig oder vorzugsweise mehrteilig sein. Sie kann insbesondere
neben ihrer Drehbewegbarkeit auch axial bewegbar sein. Bevorzugt
besteht zwischen der Betätigungseinrichtung
und einem Gehäuse
der Injektionsvorrichtung ein Gewindeeingriff, d. h. dass das Gehäuse in die
Betätigungseinrichtung
oder die Betätigungseinrichtung
in das Gehäuse
eingreift. Das Gewinde hat bevorzugt einenichtselbsthemmende Steigung.
Die Betätigungseinrichtung
kann dann in das oder aus dem Gehäuse geschraubt werden.
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Die
Injektionsvorrichtung umfasst ferner eine Abtriebseinrichtung, die
für die
Verabreichung des Produkts eine Drehbewegung ausführt. Die
Abtriebseinrichtung oder zumindest ein Teil der Abtriebseinrichtung überträgt ihre/seine
Bewegung auf das Produkt, insbesondere auf einen Kolben, der auf
das Produkt wirkt, um Produkt auszuschütten. Bevorzugt ist daher,
dass die Abtriebseinrichtung oder zumindest ein Teil der Abtriebseinrichtung
eine Axialbewegung, bevorzugt in Ausschüttrichtung ausführen kann.
Die Abtriebseinrichtung kann einteilig oder vorzugsweise mehrteilig
sein.
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Die
Betätigungseinrichtung
und die Abtriebseinrichtung sind bei einer Produktausschüttung, d.
h. während
einer Betätigung
der Betätigungseinrichtung
für eine
Produktausschüttung
miteinander gekoppelt, insbesondere drehfest gekoppelt. Die Injektionsvorrichtung
umfasst hierzu ein Eingriffsglied, das bei Betätigung der Betätigungseinrichtung
für die Verabreichung
des Produkts aus einem entkoppelten Zustand, in dem die Betätigungseinrichtung
relativ zu der Abtriebseinrichtung drehbar ist, in einen gekoppelten
Zustand, in dem die Betätigungseinrichtung drehfest
mit der Abtriebseinrichtung gekoppelt ist, bewegbar ist oder bewegt
wird. Das Eingriffsglied wird bevorzugt an oder von der Betätigungseinrichtung
oder zumindest von einem Teil der Betätigungseinrichtung gebildet.
Bevorzugt ist das Eingriffsglied axial fest an der Betätigungseinrichtung
bzw. an einem Teil der ein- oder mehrteiligen Betätigungseinrichtung
gebildet. Beispielsweise kann die Betätigungseinrichtung, insbesondere
das Eingriffsglied – sofern
es sich nicht in einem Eingriff mit der Abtriebseinrichtung befindet – relativ
zur Abtriebseinrichtung drehbewegbar oder längsbewegbar oder vorzugsweise
beides sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft für das Aufziehen der Injektionsvorrichtung
oder das Einstellen einer Produktdosis, da die Betätigungseinrichtung
unabhängig
von der Abtriebseinrichtung bewegbar ist. Sofern die Betätigungseinrichtung über das
Eingriffsglied mit der Abtriebseinrichtung drehfest gekoppelt ist – wie z.
B. bei der Betätigung
der Betätigungseinrichtung
für eine
Produktausschüttung – kann die
Betätigungseinrichtung
oder zumindest das Eingriffsglied relativ zu der Abtriebseinrichtung bevorzugt
nur noch axial bewegt werden. Die Betätigungseinrichtung oder ein
Teil davon kann bei der Betätigung
mit der Abtriebseinrichtung bzw. mit deren auf den Kolben wirkenden
Teil so zusammenwirken, dass diese oder dieser um einen größeren, gleichen
oder besonders bevorzugt kleineren Weg in Längsrichtung bewegt wird, als
die Betätigungseinrichtung.
Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass die Bewegung der Betätigungseinrichtung
untersetzt übertragen
wird auf die Abtriebseinrichtung bzw. auf den Teil der Abtriebseinrichtung,
der auf den Kolben wirkt. Beispielsweise kann die Abtriebseinrichtung oder
ein Teil davon ein Gewinde aufweisen, welches in das Gehäuse oder
ein gehäusefestes
Teil eingreift und eine kleinere Steigung aufweist, als das Gewinde,
mit dem die Betätigungseinrichtung
in das Gehäuse
oder ein gehäusefestes
Teil eingreift, wodurch die Untersetzung bewirkt wird. Der Vollständigkeit halber
sei erwähnt,
dass bei gleichen Gewindesteigungen das Verhältnis der Axialbewegungen der
Betätigungseinrichtung
und der Abtriebseinrichtung bzw. eines Teils davon 1 ist und dass,
wenn die Abtriebseinrichtung eine größere Gewindesteigung aufweist
als die Betätigungseinrichtung,
die Abtriebseinrichtung bzw. der auf den Kolben wirkende Teil davon eine
größere Axialbewegung
ausführt
als die Betätigungseinrichtung.
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In
bevorzugten Ausführungen
umfasst die Betätigungseinrichtung
ein Kupplungsglied und ein Führungsglied.
Das Eingriffsglied kann an dem Kupplungsglied an dem Führungsglied
oder als separates Teil zwischen Kupplungsglied und Führungsglied
gebildet sein. Bei der Betätigung
der Betätigungseinrichtung
ist das Kupplungsglied relativ zu dem Führungsglied um einen Kupplungshub
axial bewegbar. Die Betätigung
setzt sich zusammen aus einem Kupplungshub und einem Antriebshub,
wobei bei dem Kupplungshub das Eingriffsglied mit der Abtriebseinrichtung
drehfest gekoppelt wird und bei dem Antriebshub die drehfest mit
der Betätigungseinrichtung
gekoppelte Antriebseinrichtung einen Antriebshub bzw. einen Ausschütthub, um
den der Kolben für
eine Produktausschüttung
bewegt wird, ausführt.
Insbesondere ist bei dem um den Kupplungshub bewegten Kupplungsglied
das Eingriffsglied in dem gekoppelten Zustand.
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Die
Betätigungseinrichtung
kann ein Federglied umfassen, welches zwischen Kupplungsglied und
Führungsglied
wirkt, um diese in einem unbetätigten
Zustand auseinanderzudrücken,
so dass das Eingriffsglied sich in einem entkoppelten Zustand mit der
Antriebseinrichtung befindet. Das Federglied kann ein separates
Federglied, wie z. B. eine Wendelfeder aus Metall oder Kunststoff
sein. Das Federglied kann insbesondere mit wenigstens einem aus Kupplungsglied
und Führungsglied
fest verbunden sein. Das Federglied kann alternativ zu einer separaten
Feder auch einstückig
an dem Kupplungsglied oder dem Führungsglied
gebildet sein. Der hierdurch erzielte Vorteil ist, dass die Feder
beim Spritzgießen des
vorzugsweise aus Kunststoff gebildeten Kupplungsglieds oder Führungsglieds
gleich mit hergestellt werden kann, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass
ein separates Teil eingespart werden kann.
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Kupplungsglied
und Führungsglied
sind bevorzugt nur um einen begrenzten Weg, insbesondere den Kupplungshub,
relativ zueinander bewegbar. Hierzu können Kupplungsglied und Führungsglied
ineinander greifende Anschläge
aufweisen, welche die Bewegung des unbetätigten Kupplungsglieds relativ zum
Führungsglied
entgegen der Richtung des Kupplungshubs verhindern. Insbesondere
kann auch das Federglied so angeordnet sein, dass es diese Wirkung
erzielt.
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Bevorzugt
sind Kupplungsglied und Führungsglied
relativ zueinander drehfest, insbesondere permanent drehfest, gekoppelt.
Kupplungsglied und Führungsglied
können
hierzu ineinander greifende Längsführungen
aufweisen. Ebenfalls bevorzugt ist, dass das Eingriffsglied drehfest,
insbesondere permanent drehfest, relativ zum Kupplungsglied oder zum
Führungsglied
ist.
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Das
Eingriffsglied kann ein erstes Getriebeelement und eines aus Kupplungsglied
und Führungsglied
kann ein zweites Getriebeelement aufweisen, wobei bei der Bewegung
des Kupplungsglieds um den Kupplungshub das erste Getriebeelement
und das zweite Getriebeelement in einen Eingriff geraten, wodurch
das Eingriffsglied aus dem entkoppelten Zustand in den gekoppelten
Zustand bewegt wird. Die Getriebeelemente können beispielsweise auf einander
abgleitende Flächen,
wie z. B. schiefe Ebenen sein, welche eine Axialbewegung des ersten
Getriebeelements in eine radial zur Längsachse der Injektionsvorrichtung
gerichtete Bewegung des zweiten Getriebeelements umwandeln. Bevorzugt
weisen das erste Getriebeelement radial nach außen und das zweite Getriebeelement
radial nach innen. Das Eingriffsglied kann einen Eingriffsbereich
aufweisen, der in einem Eingriff mit der Abtriebseinrichtung die Betätigungseinrichtung
mit der Abtriebseinrichtung drehfest koppelt, aber bevorzugt eine
Axialbewegung der Betätigungseinrichtung
relativ zu der Abtriebseinrichtung zulässt. Bevorzugt weist der Eingriffsbereich radial
nach innen.
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Das
Eingriffsglied kann ein separates Teil sein, das von dem Kupplungsglied
oder/und dem Führungsglied
für eine
radiale Bewegung geführt wird.
Bevorzugt wird jedoch, dass das Eingriffsglied an einem aus Kupplungsglied
oder Führungsglied, insbesondere
einteilig gebildet ist. Es wird ferner bevorzugt, dass das Eingriffsglied
an einem federnden Arm gebildet ist, der z. B. schon beim Spritzgießvorgang
des Kupplungsglieds oder des Führungsglieds hergestellt
werden kann.
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Der
Arm kann sich von der Stelle, an der er an dem Kupplungsglied oder
dem Führungsglied
befestigt ist, zumindest teilweise in Umfangsrichtung, d. h. um
die Längsachse
der Injektionsvorrichtung erstrecken. In einer ebenfalls bevorzugten
Alternative kann sich der Arm in Axialrichtung, d. h. in etwa parallel
zur Längsachse
der Injektionsvorrichtung erstrecken. Es können mehrere solcher Arme,
wie z. B. zwei Arme, vorgesehen sein, die jeweils ein Eingriffsglied
aufweisen und bevorzugt gleichmäßig über den Umfang
des Kupplungsglieds oder des Führungsglied
verteilt sind. Allgemein wird bevorzugt, dass der Arm an einem Ende
mit dem Kupplungsglied oder dem Führungsglied verbunden ist und
an seinem anderen Ende das Eingriffsglied aufweist.
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In
bevorzugten Ausführungen
umfasst die Abtriebseinrichtung in Umfangsrichtung verteilte und sich
in Längsrichtung
der Injektionsvorrichtung erstreckende Rillen. In diese Rillen ist
das Eingriffsglied in einen Eingriff bewegbar, wobei in diesem Eingriff zwischen
Eingriffsglied und Abtriebseinrichtung eine axiale Relativbewegung
möglich
und eine Drehbewegung gesperrt ist. Bei der kombinierten Dreh- und Axialbewegung,
d. h. Schraubbewegung, welche die Betätigungseinrichtung während ihrer
Betätigung, insbesondere
beim Antriebshub ausführt,
findet zwischen dem Eingriffsglied und der Abtriebseinrichtung bevorzugt
nur eine axiale Relativbewegung statt. Allgemein bevorzugt wird,
dass in dem gekoppelten Zustand des Eingriffsgliedes die Betätigungseinrichtung und
die Abtriebseinrichtung eine in die gleiche Richtung wirkende Drehbewegung
ausführen.
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Die
Abtriebseinrichtung kann ein- oder mehrteilig sein. Bevorzugt kann
die Abtriebseinrichtung bei Betätigung
des Kupplungsglieds eine Axialbewegung in Ausschüttrichtung auf einen Kolben,
der auf ein Produkt wirkt, ausführen.
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In
einer Ausführungsform
kann die Abtriebseinrichtung, insbesondere eine Kolbenstange, z.
B. von einem auf dem Kolben wirkenden Flansch abgesehen, einteilig
gebildet sein, wobei die Kolbenstange an ihrem äußeren Umfang die oben genannten Rillen
für den
Eingriff des Eingriffsglieds und ein Gewinde, welches den Rillen überlagert
ist, aufweist. Insbesondere können
die zwischen zwei benachbarten Gewindegängen angeordneten Bereiche
die Rillen aufweisen. Das Gewinde der Kolbenstange kann in einem
Eingriff mit dem Gehäuse
der Injektionsvorrichtung sein, wobei die Kolbenstange bei ihrer
Drehung eine Ausschüttbewegung,
d. h. eine auf das auszuschüttende
Produkt bzw. den auf das Produkt wirkenden Kolben ausführt.
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In
alternativen bevorzugten Ausführungen
ist die Abtriebseinrichtung mehrteilig und umfasst zumindest ein
Abtriebsglied und eine Kolbenstange. Insbesondere kann die Abtriebseinrichtung
ein Abtriebsglied aufweisen, das zum Beispiel hülsenförmig ist. Ferner kann die Abtriebseinrichtung
eine Kolbenstange aufweisen, welche bevorzugt von dem Abtriebsglied
umgeben ist. Abtriebsglied und Kolbenstange können so miteinander verbunden
sein, dass eine Drehbewegung des Abtriebsglieds eine Axialbewegung
der Kolbenstange bewirkt. Bevorzugt ist das Abtriebsglied relativ
zu dem Gehäuse
der Injektionsvorrichtung drehbar und axial fest angeordnet.
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Gemäß einer
ersten Variante kann die Kolbenstange zum Beispiel mit einem Gewinde
in das Abtriebsglied eingreifen, so dass eine Drehbewegung des Abtriebsglieds
relativ zur Kolbenstange eine Axialbewegung der Kolbenstange relativ
zum Gehäuse
und zum Abtriebsglied bewirkt. Die Kolbenstange kann hierbei relativ
zum Gehäuse
drehfest und axial verschiebbar in dem Gehäuse aufgenommen bzw. davon
gelagert sein. Geeignete Mittel dafür sind eine sich in Längsrichtung
der Kolbenstange erstreckende Nut oder Abflachung. Das Gewinde,
mit dem die Kolbenstange in das Abtriebsglied eingreift, kann in
diesem Fall gegenläufig
zu dem Gewinde sein, mit dem die Betätigungseinrichtung in das Gehäuse eingreift.
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Gemäß einer
zweiten, bevorzugten Variante, ist das Abtriebsglied drehfest mit
der Kolbenstange verbunden ist, wobei die Kolbenstange relativ zum Abtriebsglied
axial bewegbar ist. Geeignete Mittel dafür sind eine sich in Längsrichtung
der Kolbenstange erstreckende Nut oder Abflachung. Bevorzugt greift die
Kolbenstange mit ihrem Gewinde in das Gehäuse ein, so dass eine auf die
Kolbenstange übertragenen Drehbewegung
des Abtriebsglieds die Kolbenstange in distale Richtung schraubt.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Gewinde der Kolbenstange
den gleichen Drehsinn aufweist, wie das Gewinde mit dem die Betätigungseinrichtung
in das Gehäuse
eingreift.
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Allgemein
bevorzugt wird, dass das Gewinde der Kolbenstange eine geringere
Steigung aufweist als das Gewinde, mit dem die Betätigungseinrichtung in
das Gehäuse
eingreift.
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Vorzugsweise
ist die Betätigungseinrichtung, insbesondere
das Führungsglied
der Betätigungseinrichtung
in einen Gewindeeingriff mit dem Gehäuse, so dass eine Drehbewegung
der Betätigungseinrichtung
deren Axialbewegung bewirkt. Hierzu weist die Betätigungseinrichtung,
insbesondere das Führungsglied
wenigstens eine Abragung auf, die beispielsweise in der Gestalt
eines gewindeabschnittsförmigen
Nockens gebildet sein kann und die in ein vom Gehäuse gebildetes
Gewinde eingreift. Das Gewinde weist eine hinreichend große Steigung
auf, so dass keine Selbsthemmung eintritt, d. h. dass eine axial auf
die Betätigungseinrichtung
ausgeübte
Kraft in eine Dreh- bzw. Schraubbewegung der Betätigungseinrichtung umgesetzt
wird. Da das Führungsglied bevorzugt
drehfest mit dem Kupplungsglied verbunden ist, drehen bei der Betätigung,
insbesondere bei dem Antriebshub sowohl Führungsglied als auch Kupplungsglied.
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In
bevorzugten Ausführungen
wird vor- oder während
des Kupplungshubs, d. h. wenn das Kupplungsglied noch nicht um den
Kupplungshub bewegt ist, die Betätigungseinrichtung,
insbesondere das Kupplungsglied gerade geführt, so dass eine ungewollte
Drehbewegung der Betätigungseinrichtung
relativ zu dem Gehäuse
verhindert wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass das Gehäuse der
Injektionsvorrichtung in die Betätigungseinrichtung
eingreift, insbesondere mittels eines Rastglieds. Der Eingriff des
Rastglieds in das Kupplungsglied ist bevorzugt stark genug, um die
Betätigungseinrichtung für den oder
während
des Kupplungshubs gegen eine ungewollte Verdrehung zu sperren, aber schwach
genug, um eine gewollte Drehbewegung der Betätigungseinrichtung zu erlauben.
Das heißt, dass
bei einem z. B. durch den Verwender der Vorrichtung aufgebrachten
Drehmoment auf die Betätigungseinrichtung,
insbesondere das Kupplungsglied drehbar ist. Bei einer auf die Betätigungseinrichtung aufgebrachten
axialen Kraft z. B. durch den Verwender der Injektionseinrichtung
wird kein oder nur ein geringes Drehmoment erzeugt, welches nicht
ausreicht um das gerade geführte
Kupplungsglied, insbesondere den Rasteingriffs des Gehäuses in
das Kupplungsglied, zu lösen.
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Das
Kupplungsglied kann an seinem äußeren Umfang
mindestens einen Profilabschnitt aufweisen, in den das Rastglied
des Gehäuses
eingreift und die Betätigungseinrichtung
zu Beginn und auch während
des Kupplungshubs gegen eine ungewollte Drehbewegung sperrt. Der
mindestens eine Profilabschnitt kann in Umfangsrichtung des Kupplungsglieds
nebeneinander angeordnete und sich in Längsrichtung erstreckende Rillen
aufweisen, die das Profil bilden. Zweckmäßigerweise können die Rillen
entsprechend abgeflachte Flanken aufweisen, die bei einem gewollten,
auf die Betätigungseinrichtung
aufgebrachten Drehmoment das in die Rillen eingreifende Rastglied
gegen eine elastische Kraft aus dem Eingriff drücken. Alternativ oder zusätzlich kann
auch das Rastglied, welches in die Rillen eingreift, entsprechende
Flanken aufweisen, so dass das Rastglied aus dem Eingriff mit den
Rillen gedrückt
wird, wenn ein hinreichend großes
Drehmoment aufgebracht wird. Die Betätigungsrichtung kann zumindest
in eine Drehrichtung, vorzugsweise in beide Drehrichtungen gedreht
werden, wenn die Betätigungseinrichtung
noch nicht betätigt
ist.
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Vorzugsweise
weist die Betätigungseinrichtung,
insbesondere das Kupplungsglied, mindestens einen Gewindeabschnitt
auf, in die das Gehäuse bzw.
das an dem Gehäuse
gebildete, während
des Kupplungshubs in den mindestens einen Profilabschnitt eingreifende
Rastglied eingreift, wenn das Kupplungsglied um den Kupplungshubs
bewegt ist. Dies ermöglicht,
dass die Betätigungseinrichtung während der
weiteren Betätigung,
d. h. während
des Antriebshubs die für
die Produktausschüttung
erforderliche Drehbewegung relativ zum Gehäuse ausführen kann. Der mindestens eine
Gewindeabschnitt kann einen profilarmen Grund aufweisen. Der Grund kann
von dem äußeren Umfang
des Kupplungsglieds im Bereich des mindestens einen Gewindeabschnitts gebildet
werden. Der mindestens eine Gewindeabschnitt bzw. dessen Grund kann
ein weniger stark ausgeprägtes
Profil aufweisen als der mindestens eine Profilabschnitt. Hierdurch
wird das für
eine Drehung des Kupplungsglieds erforderliche Drehmoment herabgesetzt
oder/und gleichzeitig bei der Drehung ein schwach hörbares oder
fühlbares
Klicken erzeugt. Bevorzugt ist der profilarme Gewindeabschnitt bzw.
dessen Grund profilfrei, wodurch das für die Drehung des Kupplungsglieds
erforderliche Drehmoment noch stärker
herabgesetzt werden kann. Der mindestens eine Gewindeabschnitt des
Kupplungsglieds kann die gleiche Steigung aufweisen, wie das Gewinde
des Gehäuses,
in welches die Betätigungseinrichtung,
insbesondere das Führungsglied
eingreift. Während
des Antriebshubs kann das Kupplungsglied eine kombinierte Dreh-
und Axialbewegung ausführen
und mit dem mindestens einen Gewindeabschnitt an dem Rastglied entlang
gleiten.
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Der
mindestens eine Profilabschnitt kann in mindestens einer, bevorzugt
in beiden Axialrichtungen von einem Gewindeabschnitt begrenzt sein.
Die Gewindeabschnitte können
nutförmig
sein. Der mindestens eine Gewindeabschnitt und/oder der mindestens
eine Profilabschnitt können
sich teilweise oder vollständig,
insbesondere mehrfach um den Umfang des Kupplungsglieds winden.
Beispielsweise können
mehrere, insbesondere zwei Profilabschnitte und/oder Gewindeabschnitte über den
Umfang angeordnet sein.
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Bevorzugt
wird der mindestens eine Gewindeabschnitt in Umfangsrichtung von
einem sich in Längsrichtung
des Kupplungsglieds erstreckenden, profilarmen, insbesondere sogar
profilfreien Abschnitt begrenzt. Hierdurch wird die Herstellung
des Kupplungsglieds vereinfacht. Bevorzugt sind zwei profilarme
Abschnitte und zwei Profilabschnitte gleichmäßig über den Umfang verteilt, die
insbesondere jeweils die gleiche Bogenlänge aufweisen können, wodurch
sich jeder Abschnitt ca. über
ein Viertel des Umfangs erstreckt. In dieser Ausgestaltung können bevorzugt
zwei Rastglieder vorgesehen sein, die in Umfangsrichtung in 90° und in Axialrichtung
um ein Viertel der Steigung des mindestens einen Gewindeabschnitts
versetzt sein können.
Hierdurch wird sichergestellt, dass stets ein Rastglied in einen
Gewindeabschnitt oder einen Profilabschnitt eingreift.
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In
bevorzugten Ausführungen
ist mit der Betätigungseinrichtung
die Einstellung einer auszuschüttenden
Produktdosis möglich,
weshalb die Betätigungseinrichtung
auch als Dosier-Betätigungseinrichtung
bezeichnet werden kann. Die Dosierung der auszuschüttenden
Produktdosis kann mittels einer Drehbewegung der Betätigungseinrichtung
relativ zum Gehäuse
und der Abtriebseinrichtung vorgenommen werden. Insbesondere ist
während
der Einstellung der Produktdosis die Betätigungseinrichtung unbetätigt, d.
h. das Eingriffsglied von der Abtriebseinrichtung entkoppelt. Durch
Drehung an dem Kupplungsglied wird ein Drehmoment aufgebracht, welches
groß genug
ist, um den Rasteingriff des Gehäuses
in das Kupplungsglied in Winkelschritten zu lösen. Bei jeder Drehung des
Kupplungsglieds um einen bestimmten Winkelschritt ist durch das
Aus- und Einrasten des Gehäuses
von einer Rille zur nächsten ein
Klicken hör-
und vorzugsweise auch fühlbar.
Jeder Klick kann für
eine bestimmte Produktdosis stehen, wodurch auch sehbehinderte Menschen
die gewünschte
Produktdosis einstellen können.
Zweckmäßigerweise
kann zum Aufdosieren, d. h. zum Erhöhen der Produktdosis die Betätigungseinrichtung
proximal aus dem Gehäuse
geschraubt werden. Zum Abdosieren, d. h. zum Verringern der Produktdosis, wird
die Betätigungseinrichtung
in distale Richtung, d. h. ins Gehäuse geschraubt. Nachdem die
gewünschte
Produktdosis eingestellt ist, wird die Betätigungseinrichtung mittels
einer ausgeübten
Kraft in distale Richtung betätigt,
wodurch Rastglied aus dem Eingriff mit dem mindestens einen Profilabschnitt
in einen Eingriff mit dem mindestens einen Gewindeabschnitt gelangt.
Gleichzeitig wird das Eingriffsglied in einen Eingriff mit der Abtriebseinrichtung
gebracht, so dass bei einer weiteren Betätigung der Betätigungseinrichtung
der Antriebshub der Betätigungseinrichtung
ausgeführt
wird, wodurch die Betätigungseinrichtung
und die Abtriebseinrichtung in Drehung versetzt werden, was schließlich zu
einer Bewegung der Abtriebseinrichtung bzw. eines Teils davon in
Ausschüttrichtung
und somit zur Produktausschüttung
führt.
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Die
Injektionsvorrichtung, insbesondere die Betätigungseinreichung kann ferner
eine Dosisanzeige aufweisen, mit der die eingestellte Produktdosis visuell
ablesbar ist. Beispielsweise kann eine Dosisanzeigetrommel vorgesehen
sein, die dreh- und axialfest mit der Betätigungseinrichtung, insbesondere mit
dem Kupplungsglied verbunden ist. In bevorzugten Ausführungen
kann die Dosisanzeigetrommel die Betätigungseinrichtung zumindest
teilweise umgeben. Die Dosisanzeigetrommel kann an ihrem Umfang
eine wendelförmig
angeordnete Dosisskala aufweisen, insbesondere mit einer Steigung,
die der Steigung des Gewindes entspricht, mit dem die Betätigungseinrichtung
und das Gehäuse
gekoppelt sind. Beispielsweise kann die Dosisanzeigetrommel von dem
Gehäuse
oder einem Teil des Gehäuses
umgeben sein, das bevorzugt ein Fenster zur Ablesung eines bestimmten
Skalenwertes, der auf der Dosisanzeigetrommel aufgebrachten Skala
aufweist. Bei der Produktausschüttung,
bei der sich die Betätigungseinrichtung
in distale Richtung in das Gehäuse schraubt,
wird die Dosisanzeigetrommel ebenfalls in Schraubbewegung versetzt,
wodurch sich die eingestellte Produktdosis entsprechend des Antriebshubs der
Betätigungseinrichtung
zurückdreht.
Bei vollständiger
erfolgter Ausschüttung
erscheint im Fenster die Dosis 0.
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Bevorzugt
können
mit der Injektionsvorrichtung mehrere Dosierungen und Produktausschüttungen
vorgenommen werden. Um zu verhindern, dass eine größere Dosis
eingestellt wird, als sich Produkt in der Injektionsvorrichtung
befindet, kann ein Stoppglied vorgesehen sein, welches dazu dient,
bei der letzten Dosiseinstellung lediglich die Einstellung einer
Produktdosis zu erlauben, die dem Rest des in der Injektionsvorrichtung
enthaltenen Produkts entspricht. Das Stoppglied steht vorzugsweise
mit der Betätigungseinrichtung
in einem Gewindeeingriff. Bevorzugt ist das Stoppglied hülsenförmig und
zwischen der Betätigungseinrichtung,
insbesondere dem Kupplungsglied, das z. B. das Gewinde für das Stoppglied
aufweisen kann, und der Abtriebseinrichtung, insbesondere dem Abtriebsglied angeordnet. Das
Gewinde, in das das Stoppglied eingreift, weist bevorzugt eine kleinere
Steigung auf, als das Gewinde, mit dem die Betätigungseinrichtung in dem Eingriff
mit dem Gehäuse
ist und auch vorzugsweise aber nicht notwendigerweise eine kleinere
Steigung auf, als das Gewinde, mit dem die Abtriebseinrichtung in
einem Eingriff mit dem Gehäuse
ist. Das Stoppglied steht mit der Abtriebseinrichtung bevorzugt
in solch einem Eingriff, dass das Stoppglied relativ zu der Abtriebseinrichtung
drehfest und längsbewegbar
ist. Bevorzugt ist dieser Eingriff, wie auch der Eingriff in das
Gewinde der Betätigungseinrichtung permanent.
Während
der Einstellung einer Produktdosis ist die Betätigungseinrichtung relativ
zu der Abtriebseinrichtung und auch relativ zu dem Stoppglied drehbar.
Aufgrund des Gewindeeingriffs der Betätigungseinrichtung mit dem
Stoppglied und der Längsverschiebbarkeit
des Stoppglieds relativ zur Abtriebseinrichtung wird bei der Dosiseinstellung
das Stoppglied axial verschoben. Da bei einer Produktausschüttung die
Betätigungseinrichtung
und die Abtriebseinrichtung relativ zueinander drehfest sind, wird
das Stoppglied bei der Produktausschüttung nicht relativ zur Betätigungseinrichtung
oder zur Abtriebseinrichtung verschoben. Die Injektionsvorrichtung
umfasst bevorzugt einen Anschlag, der z. B. von der Betätigungseinrichtung
gebildet sein, zu dem das Stoppglied bei jeder Dosierung ein Stück weiter
verschoben wird. Bei der zuletzt vornehmbaren Dosierung mit der
Injektionsvorrichtung wird das Stoppglied in einen Eingriff mit
dem Anschlag verschoben. Eine weitere Aufdosierung ist somit nicht
mehr möglich,
da das sich in dem Anschlag mit der Betätigungseinrichtung befindliche
Stoppglied eine Erhöhung
der Produktdosis sperrt. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine
höhere
Produktdosis eingestellt werden kann, als tatsächlich ausschüttbar ist,
wodurch vorteilhaft Fehlanwendungen vermieden werden können.
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Die
Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungen beschrieben. Im Folgenden
wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Die hierbei offenbarten Merkmale bilden je einzeln in den Kombinationen
auch mit der vorhergehenden Beschreibung die Erfindung vorteilhaft
weiter. Es zeigen:
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1A bis 1D verschiedene
Ansichten einer Injektionsvorrichtung in einem Ausgangszustand,
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2A bis 2D verschiedene
Ansichten der Injektionsvorrichtung aus den 1A bis 1D in
einem Zustand mit eingestellter Produktdosis,
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3A bis 3D verschiedene
Ansichten der Injektionsvorrichtung aus den 1A bis 1D in
einem Zustand nach erfolgtem Kupplungshub,
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4 eine
perspektivische Darstellung eines Gehäuses und eines Kupplungsglieds
in einem Zustand mit einer eingestellten Produktdosis,
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5 eine
perspektivische Ansicht eines Gehäuses und eines Kupplungsglieds
in einem Zustand nach erfolgtem Kupplungshub,
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6 eine
Betätigungseinrichtung
mit in Längsrichtung
der Injektionsvorrichtung verlaufenden Armen für ein Eingriffsglied,
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7 verschiedene
Ansichten einer Injektionsvorrichtung mit in Längsrichtung der Injektionsvorrichtung
verlaufenden Armen für
ein Eingriffsglied und vor einem Kupplungshub,
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8 verschiedene
Ansichten der Injektionsvorrichtung aus 7 nach erfolgtem
Kupplungshub,
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9 eine
Betätigungseinrichtung
mit in Umfangsrichtung sich erstreckenden Armen für ein Eingriffsglied,
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10 verschiedene
Ansichten einer Injektionsvorrichtung mit in Umfangsrichtung sich
erstreckenden Armen für
ein Eingriffsglied und vor einem Kupplungshub,
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11 verschiedene
Ansichten der Injektionsvorrichtung aus 10 nach
erfolgtem Kupplungshub,
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12 ein
Kupplungsglied, ein Führungsglied
und eine Kombination daraus mit sich einem sich in Längsrichtung
der Injektionsvorrichtung erstreckenden Arm für ein Eingriffsglied, und
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13 ein
Kupplungsglied, ein Führungsglied
und eine Kombination daraus und einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Arm für
ein Eingriffsglied.
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Die
in den Figuren verwendeten Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder
zumindest gleichartige Teile, sofern nichts anderes angegeben ist.
Die Erfindung wird zunächst
anhand der 1A bis 3D beschrieben.
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Die
Injektionsvorrichtung umfasst eine Betätigungseinrichtung 6, 7, 12, 13,
die in einem mehrteiligen Gehäuse 1, 2, 3 angeordnet
ist. Das Gehäuse 1, 2, 3 weist
ein äußeres Gehäuse 1,
ein inneres Gehäuse 2,
das dreh- und axialfest mit dem äußeren Gehäuse 1 verbunden
ist und einen Funktionshülse 3 auf,
der ebenfalls dreh- und axialfest mit dem äußeren Gehäuse 1 und dem inneren
Gehäuse 2 verbunden
ist. Grundsätzlich
könnte
das Gehäuse
einteilig gebildet sein. Durch die Mehrteiligkeit des Gehäuses ergeben
sich jedoch Vorteile bei der Montage.
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In
dem Gehäuse 1, 2, 3 ist
ein Produktbehältnis 4 angeordnet,
welches ein distales, für
eine Nadel vorgesehenes Ende und ein proximales, mit einem verschiebbaren
Kolben 4a verschlossenen Endes aufweist. Durch Verschiebung
des Kolbens 4a in distale Richtung wird das Produkt ausgeschüttet, wodurch
die distale Richtung auch als Ausschüttrichtung bezeichnet werden
kann. Distal wird das Produktbehältnis 4 von
einem Septum verschlossen, das von der Nadel bei deren Befestigung
am Gehäuse perforiert
werden kann. Die gezeigte Injektionsvorrichtung wird mit einem eingelegten
Produktbehältnis 4 ausgeliefert.
Das Produktbehältnis 4 ist
nicht austauschbar, so dass es sich um eine so genannte Einweginjektionsvorrichtung
handelt. Grundsätzlich könnte das
Produktbehältnis 4 auch
unmittelbar von dem äußeren Gehäuse 1 gebildet
sein.
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Die
Injektionsvorrichtung umfasst ferner eine Abtriebseinrichtung 9, 10, 11,
die ein Abtriebsglied 9, eine in dem Abtriebsglied 9 aufgenommene,
mit einem Außengewinde
versehene Kolbenstange 10 und einen am distalen Ende der
Kolbenstange 10 angeordneten Flansch 11 aufweist. Über den
Flansch 11 wird eine Ausschüttbewegung auf den Kolben 4a in distale
Richtung für
eine Produktausschüttung übertragen.
Der Flansch 11 ist relativ zur Kolbenstange 10 frei
drehbar und axial fest mit der Kolbenstange 10 gekoppelt.
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Wie
aus den 1C und 13 ersichtlich ist,
weist die Kolbenstange 10 Abflachungen auf, in die das
hülsenförmige Abtriebsglied 9 eingreift
und somit eine Drehung der Kolbenstange 10 relativ zu dem
Abtriebsglied 9 permanent verhindert, jedoch eine axiale
Verschiebung der Kolbenstange 10 relativ zu dem Abtriebsglied 9 zulässt. Das
Abtriebsglied 9 ist mittels einer an dem Gehäuse 1, 2, 3,
insbesondere an der Funktionshülse 3 gebildeten
Drehlagerung 3a relativ zum Gehäuse 1, 2, 3 drehbar
und axial fest gelagert. Die Gewindestange 10 greift mit
ihrem Außengewinde
in das Innengewinde 3c der Funktionshülse 3 ein.
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Ergänzend sei
erwähnt,
dass in einer alternativen Ausgestaltung die Kolbenstange 10 mit
ihrem Gewinde in ein an dem hülsenförmigen Abtriebsglied 9 gebildetes
Innengewinde eingreifen und, z. B. mit ihrer Abflachung, drehfest
und axial verschiebbar von der Funktionshülsen 3 aufgenommen
sein kann. Die Kolbenstange 10 weist dann jedoch ein Gewinde
mit einem Drehsinn auf, der dem Drehsinn des Gewindes in der zuerst
beschriebenen Ausgestaltung entgegengesetzt ist.
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Eine
Drehung der Abtriebseinrichtung, d. h. des Abtriebsglieds 9 und
der Kolbenstange 10 in eine Richtung bewirkt eine axiale
Verschiebung der Kolbenstange 10 in distale Richtung aufgrund
des Gewindeeingriffs der Kolbenstange 10 mit dem Gewinde der
Funktionshülse 3c oder – alternativ – des Abtriebsglieds 9.
Mit anderen Worten, die Kolbenstange 10 schraubt sich in
distale Richtung. Über
den frei drehbaren Flansch 11 wird die Schraubbewegung der
Kolbenstange 10 in eine Axialbewegung des Kolbens 4a,
d. h. in einen Ausschütthub übertragen,
wodurch das Produkt ausgeschüttet
wird. Um ein Zurückdrehen
der Kolbenstange 10 in die andere Drehrichtung zu verhindern,
greift die Funktionshülse 3 mit einem
Rastelement 3d in sägezahnförmige, über den Umfang
des Abtriebsglieds 9 verteilte Rippen 9a ein. Jede
sägezahnförmige Rippe 9a weisen
eine flache und steile Flanke auf. Die flache Flanke erlaubt es, das
Abtriebsglied 9 in eine Richtung zu drehen, bei der die
Kolbenstange 10 in distale Richtung verschoben wird. Die
steile Flanke verhindert eine Drehung des Abtriebsglieds 9 in
die andere Drehrichtung, wodurch die Kolbenstange 10 in
proximale Richtung geschraubt werden würde. Somit ist sichergestellt,
dass die Kolbenstange 10 nur in distale Richtung, d. h.
in Ausschüttrichtung
geschraubt werden kann. Die sägezahnförmigen Rippen 9a sind
distal des Bereichs des Abtriebsglieds 9, der in der Drehlagerung 3a angeordnet
ist, angeordnet. Proximal dieses Bereichs weist das Abtriebsglied 9 gleichmäßig über ihren
Umfang verteilte und sich in Längsrichtung
der Injektionsvorrichtung erstreckende Rillen auf, wie z. B. aus 1C ersichtlich
ist. Diese Rillen sind in der gezeigten Ausführungsform sägezahnförmig, können jedoch
auch andere Formen, insbesondere symmetrische Zahnformen aufweisen.
Die Rillen dienen zum einen als Verdrehsicherung und als Längsführung für ein hülsenförmiges Stoppglied 8,
welches das Abtriebsglied 9 umgibt und mit seiner Innenseite
in die Rillen des Abtriebsglieds 9 eingreift. Somit ist
das Stoppglied 8 relativ zu dem Abtriebsglied 9 permanent
drehfest und axial verschiebbar.
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Die
an dem äußeren Umfang
des Abtriebsglieds 9 angeordneten Rillen dienen ferner,
insbesondere vorwiegend, dazu, um eine Verdrehsicherung zwischen
der Betätigungseinrichtung 6, 7, 12, 13 und
der Abtriebseinrichtung 9, 10, 11 wahlweise herzustellen,
um eine Drehbewegung der Betätigungseinrichtung 6, 7, 12, 13 auf
die Abtriebseinrichtung 9, 10, 11 zu übertragen.
Die Betätigungseinrichtung 6, 7, 12, 13 dient
in der gezeigten Ausführung auch
zur Dosiseinstellung, weshalb sie auch als Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 bezeichnet
werden kann. Die Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 umfasst
eine Dosisanzeigetrommel 5, die in einem Ringspalt zwischen
dem hülsenförmigen inneren
Gehäuse 2 und
hülsenförmigen äußeren Gehäuse 1 angeordnet
ist. Die Dosisanzeigetrommel 5 weist eine wendelförmig um
die Dosisanzeigetrommel 5 verlaufende Dosisskala auf. Die aktuell
eingestellte Produktdosis ist durch das in dem äußeren Gehäuse 1 gebildete Fenster 1a (1A) ablesbar.
Am proximalen Ende der Dosisanzeigetrommel 5 ist ein Griffstück gebildet
(1A), an dem der Verwender der Injektionsvorrichtung
durch Greifen und Drehen ein Drehmoment auf die Dosisanzeigetrommel 5 und
damit auf die Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13,
insbesondere zur Dosiseinstellung, ausüben kann. Die Dosisanzeigetrommel 5 weist
an ihrem proximalen Endbereich ferner eine radial nach innen gebildete
Schulter auf, an der z. B. ein Anschlag 5a für das proximale
Ende des Stoppglieds 8 gebildet sein kann. Die Funktion
des Stoppglieds 8 wird später genauer beschrieben.
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Ein
als Knopf ausgebildetes Betätigungsglied 12 ist
am proximalen Ende der Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13,
frei drehbar und axial fest angeordnet. Somit kann bei einer späteren Betätigung der
Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 das
Betätigungsglied 12 relativ
zum Gehäuse 1, 2, 3 als
Adapter für
z. B. einen Daumen des Verwenders der Vorrichtung relativ zum Gehäuse 1, 2, 3 feststehen,
während
der Rest der Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 relativ
zum Gehäuse 1, 2, 3 eine
Drehbewegung ausführt.
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Die
Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 umfasst
ferner ein mit der Dosisanzeigetrommel 5 axial- und drehfest
verrastetes, hülsenförmiges Kupplungsglied 6.
Das Kupplungsglied 6 weist an seinem inneren Umfang ein
Innengewinde auf, das in ein Außengewinde
des Stoppglieds 8, insbesondere permanent, eingreift. Das
Gewinde weist eine relativ geringe Steigung auf, die bevorzugt nur
so groß ist, dass
das Gewinde selbsthemmend ist.
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Am äußeren Umfang
des Kupplungsglieds 6 sind über den Umfang verteilt angeordnete
Profilabschnitte 6b, die mehrere nebeneinander angeordnete,
sich in Längsrichtung
erstreckende und ein Profil bildende Rippen oder Rillen 6a aufweisen,
angeordnet. Wie z. B. aus 1C ersichtlich
ist, weist das Kupplungsglied 6 im Querschnitt über den
Umfang zwei Profilabschnitte 6b und zwei profilarme, hier profilfreie
oder glatte Abschnitte 6c auf. Jeder Profilabschnitt 6b wird
umfangsseitig an jeder Seite von einem profilfreien Abschnitt 6c begrenzt.
Jeder Profilabschnitt 6b weist mehrere, gleichmäßig nebeneinander
angeordnete Rillen 6a auf. Die Profilabschnitte 6b und
die profilfreien Abschnitte 6c erstrecken sich im Querschnitt
des Kupplungsglieds 6 über
im Wesentlichen die gleiche Kreisbogenabschnittslänge. In dem
gezeigten Beispiel ist jeder der Abschnitte 6b, 6c in
etwa ein Viertel des Umfangs des Kupplungsglieds 6 lang.
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Die
Rillen 6a werden gebildet durch radial nach außen abragende
Rippen, welche ebenfalls in Längsrichtung
verlaufen, wobei zwischen zwei benachbarten Rippen eine Rille angeordnet
ist. Die Rippen bzw. die Rillen 6a weisen abgeflachte Flanken auf,
so dass ein in die Rille eingreifendes Rastglied 2b, das
bevorzugt als Rastnocken 2b ausgebildet ist, bei einem
hinreichend auf das Kupplungsglied 6 aufgebrachten Drehmoment
aus dem Eingriff mit einer Rille 6a gedrückt wird
und in den Eingriff mit der nächsten
Rille 6a gerät.
Hierdurch wird ein akustisches oder taktiles Klicken erzeugt.
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Der
Rastnocken 2b ist an dem inneren Gehäuse 2 über einen
federnden Arm, der den Rastnocken 2b gegen den äußeren Umfang
des Kupplungsglieds 6 drückt, gebildet. Das innere Gehäuse 2 weist insgesamt
zwei solcher Rastnocken auf, wobei die beiden Rastnocken in Umfangsrichtung
um 90° und in
Axialrichtung um ein Viertel des Wegs, den das Kupplungsglied 6 bei
einer vollständigen
Drehung ausführt,
axial versetzt sind. Da die Profilabschnitte 6b und die
profilfreien Abschnitte 6c sich jeweils etwa um 90° über den Umfang
erstrecken, ist sichergestellt, dass bei der Drehung des Kupplungsglieds 6 stets
einer der beiden Rastnocken 2b in einen Profilabschnitt 6b und
der andere der beiden Rastnocken 2b in den profilfreien
Abschnitt 6c eingreift. Dadurch, dass sich die Profilabschnitte 6a nur
teilweise über den
Umfang des Kupplungsglieds 6 erstrecken, wird eine einfache
Herstellung des Kupplungsglieds 6 ermöglicht.
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Das
Kupplungsglied 6 weist an seinem Umfang ferner Gewindeabschnitte 6d,
insbesondere Gewindeführungen
bzw. Gewindenuten auf, die sich durch die Profilabschnitte 6b,
d. h. abschnittsweise über
den Umfang des Kupplungsglieds 6 erstrecken. Die Gewindeabschnitte 6d sind
in Längsrichtung
der Injektionsvorrichtung zumindest so breit, wie die Rastnocken 2b.
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In
einem unbetätigten
Zustand der Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 befindet
sich zumindest einer der beiden Nocken 2b in einem Eingriff
mit einer Rille 6a. Die Gewindeabschnitte 6d weisen
die gleiche Steigung auf, wie das Kupplungsglied 6 bei einer
Umdrehung zurückgelegt.
Die in Axial- und Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordneten Rastnocken 2b des
inneren Gehäuses 2 sind
z. B. besonders deutlich in den 4 und 5 dargestellt.
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Die
Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 umfasst
ferner ein Führungsglied 7,
welches in diesem Ausführungsbeispiel
drehfest mit dem Kupplungsglied 6 verbunden ist. Das Kupplungsglied 6 ist
axial, d. h. entlang der Langsachse der Injektionsvorrichtung insbesondere
um einen Kupplungshub h verschiebbar. Das Führungsglied 7 weist
zumindest einen, in diesem Beispiel zwei radial abstehende Eingriffsnocken 7a auf,
welche sich abschnittweise über
den Umfang des Führungsglieds 7 erstrecken.
Das innere Gehäuse 2 weist
ein Innengewinde 2a in der Gestalt einer wendelförmig umlaufenden Nut
auf, in das sich der Eingriffsnocken 7a erstreckt. Der
Eingriffnocken 7a weist daher, obwohl er sich nur abschnittsweise über den
Umfang erstreckt eine entsprechende Schraubenform bzw. Steigung
auf, um in das Gewinde 2a zu passen. Eine Drehbewegung
des Führungsglieds 7 bewirkt
somit dessen Axialbewegung und umgekehrt. Der Weg, den die Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 bei
einer Umdrehung zurücklegt
entspricht der Steigung des Gewindes 2a. Bevorzugt weisen
auch die Gewindeabschnitte 6d die gleiche Steigung auf,
wie das Gewinde 2a. Das Gewinde 2a ist ein zweigängiges Gewinde,
wobei ein erster Eingriffnocken 7a in den ersten Gewindegang und
ein zweiter Eingriffnocken 7a in den anderen Gewindegang
eingreifen.
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Das
Kupplungsglied 6 ist entlang der Längsachse relativ zu dem Führungsglied 7 in
beide Richtungen begrenzt und um den Kupplungshub h bewegbar. Um
ein Herausfallen der Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 aus
dem proximalen Ende des Gehäuses 1, 2, 3 zu
verhindern, wird eine Bewegung des Kupplungsglieds 6 relativ
zu dem Führungsglied 7 in
proximale Richtung durch axial eingreifende, an dem Kupplungsglied 6 und
dem Führungsglied 7 gebildete
Anschlagpaare 16 gebildet, wie z. B. in 12,
mittlere Darstellung, zu sehen ist. Wie in 13 zu
sehen ist, kann diese Aufgabe auch ein als Spange ausgebildetes
Federglied 15, welches einen Nocken b hakenförmig umgreift
und an dem Kupplungsglied 6 befestigt ist, übernehmen.
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Durch
das Federglied 15 werden das Kupplungsglied 6 und
das Führungsglied 7 soweit
auseinander gedrückt,
wie die oben genannten Wegbegrenzungen es zulassen.
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Das
Kupplungsglied 6 kann um einen Kupplungshub h relativ zu
dem Führungsglied 7 in
distale Richtung verschoben werden, wobei das Federglied 15 (12 und 13)
gespannt wird.
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Die
Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 weist
ein Eingriffsglied 13 auf. Das Eingriffsglied 13 kann,
wie in den 6–8 und 12 bzw. 9–11 und 13 gezeigt
wird, auf verschiedene Weisen angeordnet sein. Die gezeigten Anordnungen
haben jedoch gemeinsam, dass das Eingriffsglied 13 bei
der Bewegung des Kupplungsglieds 6 relativ zum Führungsglied 7 in
distale Richtung radial nach innen, d. h. in Richtung Längsachse
der Injektionsvorrichtung gedrückt
wird. Das nach innen gedrückte
Eingriffsglied 13 greift mit seinem Eingriffsbereich 13a (12 und 13)
in die am äußeren Umfang
des Abtriebsglieds 9 gebildeten Rillen ein. Hierdurch wird
eine Verdrehsicherung zwischen Abtriebsglied 9 und Eingriffsglied 13 gebildet.
Das Eingriffsglied 13 ist wiederum drehfest mit der Dosier-Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13,
d. h. mit dem Kupplungsglied 6 (12) oder
dem Führungsglied 7 (13)
verbunden.
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Die
in den 6–8 und 12 bzw. 9–11 und 13 gezeigten
Eingriffsglieder 13 haben ferner gemeinsam, dass sie insbesondere am
Ende eines federnden Arms angeordnet sind. Der federnde Arm ist
an dem Kupplungsglied 6 (12) oder
an dem Führungsglied 7 (13)
insbesondere einstückig
gebildet. Der Arm ermöglicht
es, dass das Eingriffsglied 13 beim Verschieben des Kupplungsglieds 6 um
den Kupplungshub h in distale Richtung in den Eingriff gedrückt und
beim Verschieben des Kupplungsglieds 6 in die den Kupplungshub
h entgegengesetzte Richtung aus dem Eingriff mit dem Abtriebsglied 9 bewegt
wird.
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Das
Eingriffsglied 13 weist ein erstes Getriebeelement 13b auf,
welches radial nach außen
weist. Das erste Getriebeelement 13b weist eine Getriebefläche, die
nach dem Wirkmechanismus einer schiefen Ebene gebildet ist, auf.
Das Getriebeelement 13b wird während der Ausführung des
Kupplungshubs in den Eingriff mit einem zweiten Getriebeelement 14 gebracht,
das von dem Führungsglied 7 (12) oder
dem Kupplungsglied 6 (13) gebildet
sein kann. Das zweite Getriebeelement 14 weist eine radial
nach innen weisende Getriebefläche
auf, die ebenfalls nach den Gesetzen einer schiefen Ebene wirken
kann. Beim Verschieben des Kupplungsglieds um den Kupplungshub h
geraten die Getriebeflächen des
ersten Getriebeelements 13b und des zweiten Getriebeelements 14 in
einen Eingriff und gleiten aufeinander ab, so dass das Eingriffsglied 13 radial
nach innen gedrückt
wird.
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Das
Eingriffsglied 13 kann, wie in 12 dargestellt
entlang der Längsachse
der Injektionsvorrichtung weisen. Die Krümmung entspricht dem Radius
mit dem der Arm von der Längsachse
beabstandet ist. In dem in 12 gezeigten
Beispiel ist der Arm, an dem das Eingriffsglied 13 angeordnet
ist, an dem Kupplungsglied 6 befestigt. Alternativ könnte der
entlang der Längsachse
weisende Arm an dem Führungsglied 7 angeordnet
sein, wobei dann das zweite Getriebeelement 14 an dem Kupplungsglied 6 statt
an dem Führungsglied 7 angeordnet
sein könnte.
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Das
Eingriffsglied 13 kann, wie in 13 gezeigt
wird, an einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden, gekrümmten Arm
gebildet sein. Wie in 13 gezeigt wird, ist der Arm 13 an
dem Führungsglied 7 gebildet,
wobei das zweite Getriebeelement 14 an dem Kupplungsglied 6 gebildet
ist. Alternativ könnte
der sich in Umfangsrichtung erstreckende Arm an dem Kupplungsglied 6 angeordnet
sein, wobei dann das zweite Getriebeelement 14 an dem Führungsglied 7 angeordnet
sein könnte.
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Als
besonders vorteilhaft haben sich, wie in 12 gezeigt,
serpentinenförmige
Federglieder 15 oder, wie in 13 gezeigt
wird, als Spange ausgebildete Federglieder 15 herausgestellt.
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Im
Folgenden wird nun die Funktion der Injektionsvorrichtung beschrieben:
Die Injektionsvorrichtung wird bevorzugt in dem in den 1A bis 1D dargestellten
Zustand ausgeliefert. Das Kupplungsglied 6 wird von dem
in 12 oder 13 dargestellten
Federglied 15 relativ zu dem Führungsglied 7 in proximale
Richtung gedrückt
und dort gehalten. Die Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 ist
hierbei noch unbetätigt.
Eine Dosis ist noch nicht eingestellt. Zumindest ein Rastnocken 2b greift
in einen Profilabschnitt 6b des Kupplungsglieds 6 ein.
Die Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 und
die Abtriebseinrichtung 9, 10 sind in diesem Zustand
nicht drehfest gekoppelt.
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Zum
Einstellen einer Produktdosis wird durch den Verwender der Injektionsvorrichtung
das am proximalen Ende der Dosisanzeigetrommel 5 gebildete
Griffstück
mit einem Drehmoment beaufschlagt. Durch dieses Drehmoment wird
die Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 in
Rotation versetzt, wodurch sie sich aufgrund des Gewindeeingriffs 7a, 2a in
proximale Richtung aus dem Gehäuse 1, 2, 3 schraubt.
Einer der beiden Rastnocken 2b greift in einen Profilabschnitt 6b,
d. h. in eine Rille 6a ein, wobei der andere Rastnocken 2b in
einen profilfreien Abschnitt 6c eingreift. Das bedeutet,
dass das auf die Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 aufgebrachte
Drehmoment groß genug
sein muss, dass der Rastnocken 2b aus dem Eingriff mit den
Rillen 6a gedrückt
wird. Hierdurch wird ein hör-/oder fühlbares
Signal erzeugt, welches die Drehung der Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 indiziert.
Die Abtriebseinrichtung 9, 10 führt während der
Dosierung keine Drehbewegung aus, da das Eingriffsglied 13 nicht
in das Abtriebsglied 9 eingreift. Eine unbeabsichtigte
Drehung, z. B. durch das Klicken hervorgerufene Schwingungen, wird durch
den Rasteingriff des Rastelements 3b in das Abtriebsglied 9 verhindert.
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Das
Kupplungsglied 6, das mit einem Innengewinde in das drehfest
mit dem Abtriebsglied 9 verbundene Stoppglied 8 eingreift,
führt bei
der Dosierung eine Drehbewegung relativ zum Stoppglied 8 aus,
wodurch wegen des Gewindeeingriffs das Stoppglied 8 in
Richtung Anschlag 5a verschoben wird. Das Stoppglied 8 ist
in den 2 und 3 abweichend
von 1 lediglich in den Darstellungen
C eingezeichnet, was jedoch nicht heißen soll, dass kein Stoppglied 8 vorhanden
ist.
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In 4 wird
gezeigt, wie das innere Gehäuse 2 und
das Kupplungsglied 6 am Ende einer Dosiseinstellung und
vor einer Betätigung
der Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 zusammenwirken.
Insbesondere ist ersichtlich, das ein Nocken 2b in die
Rillen 6a des Profilabschnitts 6b eingreift.
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Die 2A bis 2D zeigen
die Injektionsvorrichtung in einem aufdosierten Zustand, bei dem die
gewünschte
Produktdosis in dem Fenster 1a ablesbar ist. Die Dosier-
und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 ist
in diesem Zustand noch umbetätigt zum
Einleiten der Produktausschüttung
wird die Dosier- Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 betätigt und
zunächst,
wie in den 3A bis 3D dargestellt,
das Kupplungsglied 6 zusammen mit dem Betätigungsglied 12 und
der Dosisanzeigetrommel 5 in distale Richtung um den Kupplungshub
h relativ zum Führungsglied 7 verschoben.
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Durch
den Eingriff der Nocken 2b in die Rillen 6a wird
das Kupplungsglied 6 für
den Kupplungshub h gerade geführt.
Am Ende des Kupplungshubs h greifen zumindest einer der Nocken 2b in
den Gewindeabschnitt 6d und der andere der beiden Nocken 2b in
den profilfreien Abschnitt 6c ein (5). Ferner
wird am Ende des Kupplungshubs h das Eingriffsglied 13 in
den drehfesten Eingriff mit dem Abtriebsglied 9 gebracht.
Die 3A bis 3D zeigen die
Injektionsvorrichtung in einem um den Kupplungshub h verschobenen
Zustand. Bei einer weiteren Betätigung,
d. h. Verschiebung der Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 führt diese
den Antriebshub aus, der den Ausschütthub der Kolbenstange 10 bewirkt.
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Während des
Antriebshubs schrauben sich die Dosisanzeigetrommel 5,
das Kupplungsglied 6 und das Führungsglied 7 aufgrund
des Gewindeeingriffs 7a, 2a distal in das Gehäuse 1, 2, 3 und
versetzten aufgrund des Eingriffs des Eingriffsglieds 13 in das
Abtriebsglied 9 die Kolbenstange 10 in eine in
die gleiche Drehrichtung gerichtete Drehung, alternativ – bei einem
Gewindeeingriff zwischen Kolbenstange und Abtriebsglied – in keine
Drehung.
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Hierdurch
bewegt sich die Kolbenstange 10 aufgrund ihres Eingriffs
in die Funktionshülse 3a in distale
Richtung, d. h. Ausschüttrichtung,
wodurch der Kolben 4a in distale Richtung mitgenommen wird. Produkt
wird ausgeschüttet.
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Da
zwischen Kupplungsglied 6 und Abtriebsglied 9 während des
Antriebshubs des Kupplungsglieds 6, d. h. bei der Produktausschüttung, keine
Relativbewegung stattfindet, bleibt der Abstand zwischen dem proximalen
Ende des Stoppglieds 8 und dem Anschlag 5a konstant.
Nachdem die Dosier- und Betätigungseinrichtung
vollständig
in ihre Ausgangsposition zurückgeschoben
wurde, kann von neuem dosiert werden, wodurch das Stoppglied 8 wieder Richtung
Anschlag 5a verschoben wird. Dies kann solange wiederholt
werden, bis das Stoppglied 8 an den Anschlag 5a anstößt, wobei
in diesem Moment eine Erhöhung
der Produktdosis nicht mehr möglich ist,
auch wenn der Skalenwert der Dosisanzeigetrommel 5 noch
eine weitere Dosierung zuließe.
Der Abstand des Stoppglieds zum Anschlag 5 ist so abgestimmt,
dass das Stoppglied 8 an den Anschlag 5a dann
anschlägt,
wenn der Kolben 4a in einer dann durchgeführten Ausschüttung seine
distalste Position einnimmt.
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Die 6, 7 und 8 zeigen
die Injektionsvorrichtung in der Ausführung mit einem sich in Axialrichtung
erstreckenden Arm für
das Eingriffsglied 13, wobei der Arm an dem Kupplungsglied 6 befestigt
ist. In 7 wird die Injektionsvorrichtung
mit einer unbetätigten
Dosier- und Betätigungseinrichtung 5, 6, 7, 12, 13 gezeigt
d. h. dass das Eingriffsglied 13 nicht in das Abtriebsglied 9 eingreift.
Eine Verschiebung des Kupplungsglieds 6 um den Kupplungshub
h (7) führt
dazu, dass das Eingriffsglied 13 in das Abtriebsglied 9 eingreift,
wodurch das Kupplungsglied 6 relativ zum Abtriebsglied 9 drehfest gekoppelt
ist (8).
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In
den 9, 10 und 11 wird
die Injektionsvorrichtung in der Ausführung mit einem sich in Umfangsrichtung
erstreckenden Arm für
das Eingriffsglied 13 gezeigt. Der Arm ist in diesem Beispiel an
dem Führungsglied 7 angeordnet.
In 10 wird die Injektionsvorrichtung in einem unbetätigten Zustand
dargestellt, d. h., dass das Eingriffsglied 13 nicht in
das Abtriebsglied 9 eingreift. Wenn das Dreh- und Axial
fest mit der Dosisanzeigetrommel 5 verbundene Kupplungsglied 6 um
den Kupplungshub h (10) verschoben wird, wird das
Eingriffglied 13 aufgrund des Zusammenwirkens der Getriebeelemente 13b und 14 radial
nach innen in einen drehfesten Eingriff mit dem Abtriebsglied 9 gedrückt.