DE2040072A1

DE2040072A1 - Elastisch verformbarer Stopfen fuer eine Injektionsspritze

Info

Publication number: DE2040072A1
Application number: DE19702040072
Authority: DE
Inventors: Post Hendrik Alle; Sie Tjwan Khing
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1969-08-23
Filing date: 1970-08-12
Publication date: 1971-03-04
Also published as: NL6912907A; IL35138A; BR7021591D0; US3695478A; FR2059135A5; SE375013B; NL160489B; NL160489C; ZA704777B; BE755165A; JPS506119B1; DE2040072B2; CH510442A; DE2040072C3; IL35138A0; GB1318803A; CA920465A; DK122931B

Description

Dfpl.-Ing. ERICH -.. WALTHER

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Anmelder: N. V. P!i:LI?3^rGL0EiLAMPENFABfliaffil·

Akte: PHN- 4266
Anmeldung vom ι 10. A.ug„ 1970

"Elastisch verformbarer Stopfen für eine Injektionsspritze"

Die Erfindung bezieht sich auf einen elastisch verformbaren Stopfen für eine Injektionsspritze, der aus einem Hals mit einem zentralen Kanal besteht, der an einem Ende offen und am anderen Ende durch eine Membran abgeschlossen ist, und mit einem ringförmigen Flansch mit viereckigen Querschnitt am abgeschlossenen Ende.

Derartige Stopfen werden bei Injektionsspritzen verwendet, deren mit einem Kolben versehene Ampulle gegebenenfalls mit einem Medikament gefüllt ist. Dabei wird der Ampulleninhalt durch die Membran von der durch

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die Spritze getragenen Injektionsnadel getrennt gehalten.

Es ist bekannt, die Verbindung zwischen der Ampulle und der Nadel dadurch herzustellen, dass man die Membran info ige eines Fluiddrucks, der mit Hilfe eines Kolbens auf die Membran ausgeübt wird, zum Zerplatzen bringt, wobei die Membran gedehnt wird und vor dem Zerplatzen gegebenenfalls mit dem scharfen Ende der Nadel oder mit anderen Perforationselementen in Berührung gebracht werden kann. Die dabei verwendeten Stopfen müssen von einer derartigen Konstruktion sein, dass beim Injizieren eines Medikamentes ein Verschluss der Nadel vermieden wird und beim Ansaugen von Flüssigkeit oder Blut die Durchströmungsöffnung freibleibt.

Die bisher bekannten Stopfen sind jedoch derart ausgebildet, dass durch die Verformung des

' Flansches beim Einklemmen desselben zwischen den zusammenarbeitenden Teilen der Injektionsspritze der Flansch sich in Richtung der Mittellinie des Stopfens dehnt, so dass die Membran in radialer Richtung zusammengedrückt wird und in der eingeklemmten Lage des Stopfens nicht gestrafft ist. Das Zusammendrücken der Membran hat zur Folge, dass dieselbe zum Zerplatzen stark gedehnt werden muss. Dadurch wird die Wirkung der Mem bran beim Injizieren und beim Ansaugen beeinträchtigt.

Die Erfindung bezweckt, einen Stopfen für

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eine Injektionsspritze zu schaffen, der diese Nachteile ausschaltet und welcher von einer derartigen Konstruktion ist, dass die Durchströmungsöffnung der geplatzten Membran unter allen Umständen beim Injizieren eines Medikamentes sowie beim Ansaugen von Blut oder Flüssigkeit beibehalten wird.

Dazu schliessen nach der Erfindung die Stirnflache sowie die Hinterfläche des Flansches einen scharfen Winkel mit dem Hals ein und erstrecken sich in derselben Richtung, wobei der Aussenrand der Stirnfläche aus der vom Halse abgewandten Vorderseite der Membran hinausragt und wobei die Membran beim Einklemmen des Flansches vorgespannt wird. Beim Festklemmen des Stopfens zwischen zwei Flanschen einer Injektionsspritze wird der Flansch des Stopfens verformt und in Richtung des offenen Endes des Halses zurückgebogen, so dass die Membran vorgespannt wird. Durch diese Vorspannung wird die Relaxation nach dem Dehnen des Materials, aus dem der Stopfen hergestellt ist, ausgeglichen. Die zerplatzte Membran hat die Neigung in radialer Richtung zum Flansch hin zu schrumpfen, wodurch eine freibleibende Durchströmungsöffnung erhalten wird. Versuche haben erwiesen, dass dies mit Stopfen, die aus unterschiedlichen Materialien mit verschiedenen medizinischen Eigenschaften und mit verschiedenen Relaxationseigenschaften hergestellt sind, möglich ist.

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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Stopfens hat der Flansch nahezu einen rhorabusförmigen Querschnitt, dessen Seiten die Erzeugenden von vier Kegelmänteln bilden, deren Spitzen auf der Mittellinie des Halses liegen. Durch diese Formgebung des Flansches wird am Umfang desselben Raum geschaffen zum Auffangen der radialen Ausdehnung des

™ Flansches beim Einklemmen desselben. Der Flansch wird

beim Zusammendrücken radial nach aussen weggepreest, wodurch die Vorspannung der Membran erhöht wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Stopfens schliesst sich die sich an den Hals grenzende Fläche des Flansches mit einer Abrundung an den Aussenumfang des Halses an, wobei der Stopfen an der Stelle des Überganges eine axiale Wanddicke hat, die kleiner ist als die maximale axiale Dicke des Flansches. Durch den abgerundeten Übergang zwischen dem Flansch und dem Hals wird eine Verformung des Halses vermieden. An der Stelle des Überganges entsteht beim Einklemmen eine Biegung des Flansches gegenüber dem Hals, wobei die Stirnfläche und die Hinterfläche des Flansches über ihre gesamte Oberfläche mit dem zusammenarbeitenden Flanschen einer Spritze in Berührung kommen, wodurch eine gute Abdichtung erhalten wird.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungs-

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J'orm des erfindungegemässen Stopfens ist im Querschnitt gesehen₍ der radiale Abstand des aus der Vorderseite hinausragenden Eckpunktes des Flansches von der Mittellinie grosser als der radiale Abstand des gegenüberliegenden, dem Halse zugewandten Eckpunktes von der Mittellinie. Durch die unterschiedlichen radialen Abstände der beiden Eckpunkte wird beim Einklemmen des Flansches eine Hebelwirkung erhalten, wodurch die Vorspannung der Membran gefördert wird.

Der obenstehend beschriebene Stopfen lässt sich nach der Erfindung auf vorteilhafte Weise verwenden, bei einer Injektionsspritze mit einer Ampulle, die an einem Ende einen verengten Hals mit einem sich daran anschliessenden Flansch aufweist und mit einem eine Kammer enthaltenden Nadelhalter der eine Hohlnadel trägt und ein Flanschteil in der Nähe des von der Nadel abgewandten Endes der Kammer aufweist, wobei ein Stopfen mit einem Hals im verengten Hals der Ampulle angeordnet ist, während ein Flansch des Stopfens mit Hilfe eines Verbindungsteils zwischen dem Flanschteil des Nadelhalters und dem Flansch der Ampulle in einem verformten Zustand dichtend festgoklemmfc ist. Dabei ist der FLaiisch der Membran gegenüber dem Hals zurüokgobogon, wodurch die Membran vorgospannt ist.

AusführungsboLspLülo der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden

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näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsfonn des erfihdungsgemässen Stopfens im Schnitt gemäss der Linie I - I in Fig. 2.

Fig. 2 eine Darstellung des Stopfens in axialer Richtung gemäss der Linie II - II in Fig. 1,

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt durch eine Injektionsspritze mit einem erfindungsgemässen Stopfen, bevor der Flansch eingeklemmt ist,

Fig. h einen Längsschnitt durch die Injektionsspritze, wobei der Stopfen festgeklemmt ist,

Fig. 5 eine andere Ausführuhgsform eines erfindungsgemässen Stopfens.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stopfen 1 besteht aus einem Hals 3 mit einem zentralen Kanal 5» der an einem Ende 7 durch eine flache dünnewandige Membran 9 abgeschlossen und dessen anderes Ende 1 offen ist.

Am abgeschlossenen Ende 7 ist der Stopfen mit einem ringförmigen Flansch 13 versehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel ein rhombusförmiges Profil 15 aufweist. Die vier Seiten 17, 19, 21 und 23 des Profils 15 bilden die Erzeugenden von vier Kegelmänteln, welche die Stirnfläche 25, den Aussenumfang 27, die Hinterfläche 29 und den Imiemimgaiig 3' ⁽l°^s Flansches begrenzen. Die Stirnfläche 25 und die Hinterfläche 29 orstrocken sich in derselben Richtung und schliosson einon spitzen WIn-

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kelcaC mit der Mittellinie 33 des Halses 3 ein, wobei der Aussenrand 35 der Stirnfläche 25 aus der Vorderseite 37 der Membran 9 hinausragt. Die Spitzen 39 der Stirnfläche 25 und der Hinterfläche 29 liegen auf dem zum offenen Ende 11 gerichteten Teil der Mittellinie 33· Der Aussenumfang 27 und Innenumfang 31 erstrecken sich ebenfalls in derselben Richtung und schliessen einen spitzen Winkel fö mit der Mittellinie 33 ein, wobei ihre Spitzen 41 auf dem vom offenen Ende 11 abgewandtem Teil der Mittellinie 33 liegen. Der an den Hals 3 grenzende Innenumfang 31 schliesst sich mit einer Abrundung h"} an den Aussenumfang ^45 des Halses 3 an, wobei an der Stelle des Überganges der Stopfen eine Wanddicke d hat, die kleiner ist als die maximale axiale Wanddicke D des Flansches 13· Im Schnitt gesehen ist der radiale Abstand R des aus der Vorderseite 37 hinausragenden Eckpunktes 35 von der Mittellinie 33 grosser als der entsprechende Abstand r des dem Hals 3 zugewandten Eckpunktes k9 · Der Hals 3 ist weiter mit einer Anzahl, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Längsrippen 51 versehen.

Fig. 3 zeigt einen Teil einer Injektionsspritze mit einem Stopfen, dessen Flansch nocht nicht eingeklemmt ist. Die Injektionsspritze 53 enthält eine Ampulle 55t die mit einem verengten Hals 57 mit einem sich daran anschliessenden Flansch 59 versehen ist.

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Eine hohle Injektionsnadel 61 ist in einem Nadelhalter 63 befestigt, der eine Kammer 65 enthält und mit einem Flanschteil 67 versehen ist. Bei der Montage wird der Stopfen 1 mit dem Hals 3 im verengten Hals 57 der Ampulle 55 angeordnet, wobei die Längsrippen 51 das Einführen des Stopfens erleichtern. Der Flansch 13 des

P Stopfens 1 kommt zwischen den Flanschteil 67 des Nadelhalters 63 und den Flansch 59 der Ampulle 55 zu liegen, wobei, wie in Fig. 3 dargestellt, der Aussenrand 35 der Stirnfläche 25 zuerst den Flanschteil 67 berührt, während der Innenrand ^9 der Hinterfläche 29 den Flansch 59 berührt. Durch das rhombusförmige Profil 15 ist im nicht-verformten Zustand des Flansches zwischen den Kegelflächen desselben und den benachbarten Wandteilen der Injektionsspritze ein freier Raum vorhanden.

In Fig. h ist die Injektionsspritze 53 mit

einem Stopfen 1 im montierten, eingeklemmten Zustand dargestellt, wobei der Flansch 13 zwischen dem Flanschteil 67 und dem Flansch 59 mit Hilfe eines umgeschlagenen Kragens 69 zusammengedr^jückt ist. Im Ausführungsbeispiel bildet der Kragen 69 einen Teil des Nadelhalters 63, der aus Metall hergestellt ist. Das Festklemmen des Nadelhalters 63 auf der Ampulle 55 lässt sich auf jede andere übliche Art und Weise durchführen, beispielsweise .mit Hilfe eines separaten vom Nadelhalter 63 getrennten Ringes, wobei der Nadelhalter aus

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Kunststoff hergestellt sein kann. Beim Festklemmen des Nadelhalters 63 auf der Ampulle 55 erfährt der Flansch 13 eine Biegewirkung an dem an der Stelle der Abrundung h3 liegenden Teil, wodurch die ursprünglich kegelförmige Stirnfläche k5 in der Ebene des Flanschteils 6"J und die Hinterfläche 29 in der Ebene des Flansches 59 zu liegen kommen. Durch dieses Umbiegen des Flansches 13 wird die Membran 9 gestrafft und einer Vorspannung ausgesetzt, wonach der Stopfen 1 in diesem Zustand durch Umbiegen des Kragens 69 festgeklemmt wird. Durch den verfügbaren freien Raum zwischen dem Flansch 13 und den benachbarten Wandteilen kann dieser beim Einklemmen in einer von der Mittellinie abgewandten radialen Richtung sich nach aussen hin dehnen, wodurch die Vorspannung erhöht wird.

Beim Gebrauch der mit beispielsweise einem Medikament 71 gefüllten Injektionsspritze 53 wird mit Hilfe des Kolbens 73 auf das Medikament 71 in der Ampulle 55 einen Druck ausgeübt, wodurch sich die Membran in der Kammer 65 aufblüht, einer Zugspannung ausgesetzt wird und schliesslich zerplatzt, wobei beim Zerplatzen die Zugspannung hauptsächlich aufgehoben wird. Auf Grund des Relaxationsvermögen elastischer Materialien weist eine Membran die Neigung auf, verzögert in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Dadurch, dass jedoch beim'erfindungsgemässen Stopfen die Membran 9

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vorgespannt ist, wird der Relaxationseinfluss aufgehoben und je nach dem verwendeten Material sogar überkompensiert. Die Membran hat die Neigung in einer radialen der Mittellinie entgegengesetzten Richtung zu schrumpfen, so dass die geplatzte Membran eine unter allen Umständen freibleibende Durchströmungsöffnung aufk weist.

Die Konstruktion des Stopfes 1 ist derart ausgebildet, dass die Membran in den meisten Fällen infolge des Fluiddruck« zum Zerplatzen gebracht werden kann. Damit auch Membranen mit einer zu grossen von der erforderlichen Stärke abweichenden Wandstärke mit Gewissheit gesprengt werden können ist die Nadel 61 an ihrem der Membran 9 zugewandten und,'in die Kammer 65

ragenden Ende mit einer scharfen Sp'itze 75 versehen. Durch Berührung mit der scharfen Spitze wird das Platzen der Membran eingeleitet. Statt einer scharfen Spitze 75 der Nadel 61 können im Nadelhalter 63 andere an sich bakannte scharfe Elemente angeordnet werden.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsfortn des erfindungsgemassen Stopfens dargestellt. Dieser Stopfen ist ebenfalls mit einem Flansch 13 mit einem rhombusförmigen Profil I5 versehen, dessen Stirnfläche 25 und hintere Fläche 29 einen spitzen Winkel o( mit der Mittellinie 33 des Halses 3 einschlieast, wobei diese Flächen einen Teil von Kegelmänteln bilden, deren

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Spiizon 39 auf dem dem offenen Ende 11 zugewandten TeIJ der Mittellinie liegen. Der Aussenumfang 77 erstreckt sich parallel zur Mittellinie 33» während die hintere Fläche 29 unmittelbar oder über eine ringförmige Kammer 78 an den zylinderförmigen Aussenumfang k5 des Halses 3 anschliesst. Auch bei dieser Ausführungsform finde beim Einklemmen des Stopfens 1 eine Biegung des Flantihes 13 gegenüber dem Hals 3 statt, so dass die Membran 9 unter Vorspannung zu stehen kommt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern sie bezieht sich ebenfalls auf andere Ausführungen, wie beispielsweise einen Stopfen, bei dem die Begrenzungslinien des Profils gekrümmt sind, einen Stopfen, bei dem sich die Stirnfläche und die hintere Fläche des Flansches nicht parallel zu einander erstrecken, oder einen Stopfen, dessen Flansch ein trapezförmiges Profil aufweist.

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Claims

PHN 4266 Patentansprüche :

1.J Elastisch verformbarer Stopfen für eine Injektionsspritze, der aus einem Hals mit einem zentralen Kanal besteht, der an einem Ende offen und am anderen Ende durch eine Membran abgeschlossen ist, und mit einem ringförmigen Flansch mit viereckigem Querschnitt am abgo-■ schlossenen Ende, dadurch gekennzeichnet, dass die

Stirnfläche (25) sowie die Hinterfläche (29) des Flansches (13) mit dem Hals (3) einen spitzen Winkel (θ\.) einschliessen und sich in derselben Richtung erstrecken, wobei der Aussenrand (35) der Stirnfläche (25) über die vom Halse (3) abgewandten Vorderseite der Membran (9) hinausragt, und wobei die Membran (9) beim Einklemmen des Flansches (13) vorgespannt wird.

2. Stopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (13) einen nahezu rhombusförmigen Querschnitt hat, dessen Seiten (17, 19, 21, 23) die Erzeugenden von vier Kegelmänteln bilden, deren Spitzen auf der Mittellinie des Halses liegen. 3· Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Hals (3) grenzende Fläche (31) des Flansches (13) sich mit einer Abrundung (Ό) an den Aussenumfang (45) des Halses (3) anschliesst, wobei der Stopfen (1) an der Stelle des Überganges eine axiale Wanddicke (d) hat, die kleiner ist als die maximaleJaxiale Dicke (d) des Flansches

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hm Stopfen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt gesehen, der radiale Abstand (r) des aus der Vorderseite (37) der Membran (9) hinausragenden Eckpunktes (35) des Flansches (13) von der Mittellinie (33) grosser ist als der radiale Abstand (r) des gegenüberliegenden, dem Hals (3) zugewandten Eckpunktes (kh) von der Mittellinie (33).

5· Injektionsspritze mit einer Ampulle, die an einem Ende einen verengten Hals mit einem sich daran anschliessenden Flansch aufweist, und mit einem eine Kammer enthaltenden Nadelhalter der eine Hohlnadel trägt und ein Flanschteil in der Nähe des von der Nadel abgewandten Endes der Kammer aufweist, wobei ein Stopfen mit einem Hals im verengten Hals der Ampulle angeordnet ist, während ein Flansch des Stopfens mit Hilfe eines Verbindungsteils zwischen dem Flanschteil des Nadelhalters und dem Flansch der Ampulle in einem verformten Zustand dichtend festgeklemmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Stopfen ein Stopfen nach einem der vorstehenden Ansprüche verwendet ist, wobei der Flansch des Stopfens zurückgebogen und die Membran vorgespannt ist.

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