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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Injektionsvorrichtung
des Typs, welcher eine Spritze aufnimmt, diese ausfährt und
ihren Inhalt automatisch entlädt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Injektionsvorrichtungen
des Typs, welcher eine Spritze aufnimmt, diese ausfährt und
ihren Inhalt automatisch entlädt,
werden gezeigt in der WO 95/35126 und der EP-A-0 516 473 und neigen
dazu, eine Antriebsfeder zu verwenden und eine Art Freigabemechanismus,
welcher die Spritze löst,
von dem Einfluss der Antriebsfeder, wenn angenommen wird, dass ihr
Inhalt entladen worden ist, um es der Spritze zu gestatten, von
einer Rückholfeder
zurückgezogen zu
werden.
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Im
Allgemeinen ist die Rückholfeder
relativ schwach, da ihre Rückstellkraft
von der Antriebsfeder überwunden
werden muss, sogar wenn die Antriebsfeder an verschiedenen Komponenten
der Injektionsvorrichtung und der Spritze während eines Injektionszyklus
arbeitet. Dies kann zu einem Problem führen, wenn die Injektionsvorrichtung
mit abgedichteten Injektionsspritzen verwendet wird, welche typischerweise
eine hermetisch abgedichtete Abdeckung oder einen „Stopfen" (boot) aufweisen,
welcher die Injektionsnadel abdeckt und die Sterilität des Spritzeninhalts
gewährleistet.
Natürlich
ist es notwendig, die Sterilität
des Spritzeninhalts bis zu dem Punkt der Verabreichung zu gewährleisten,
was bei Vorrichtungen, welche so ausgestaltet sind, dass sie wegwerfbar
sind, was bei vielen der Fall sein wird, bedeutet, dass der Stopfen
entfernt werden muss wenn die Spritze innerhalb der Injektionsvorrichtung
ist.
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Typischerweise
ist der Arbeitsgang, welcher erforderlich ist, um die Kappe von
der Spritze zu entfernen, das Abziehen der Kappe von der Spritze,
was eine Kraft oberhalb von 20 N erfordert. Dies ist beträchtlich
mehr als die Rückstellkraft
der Rückholfeder,
so dass die Spritze aus der Injektionsvorrichtung herausgezogen
wird, wenn die Kappe entfernt wird und, wenn die Kappe weg ist,
wird sie zurück
an ihren Platz schnappen. Dies ist nicht die beste Art und Weise,
mit der Spritze umzugehen. Der Schock könnte sie beschädigen, die
Nadel könnte
beschädigt
werden und es könnte
Probleme geben beim Wiederzusammenführen der Spritze mit denjenigen
Komponenten der Injektionsvorrichtung, welche mit ihr zusammenwirken
sollen. Selbst in Fällen,
wo es keine Rückholfeder
gibt, wo beispielsweise die Spritze durch Reibung mit Komponenten
der Injektionsvorrichtung am Platz gehalten wird, wird das Problem des
Wiederanordnens der Spritze auf den Komponenten, mit denen die Injektionsvorrichtung
zusammenwirken soll, entstehen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Injektionsvorrichtungen der vorliegenden Erfindung sind so ausgestaltet,
dass sie mit diesen Problemen fertig werden.
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Eine
Injektionsvorrichtung gemäß eines
ersten Aspekts der Erfindung weist auf: ein Gehäuse, welches angepasst ist
zum Aufnehmen einer Spritze, welche eine Entladedüse aufweist
und einen Stopfen aufweist, welcher ihre Entladedüse abdeckt,
so dass die Spritze beweglich ist zwischen einer zurückgezogenen
Position, in der die Entladedüse
innerhalb des Gehäuses
angeordnet ist und einer ausgefahrenen Position, in der die Entladedüse sich
von dem Gehäuse
durch eine Ausgangsöffnung
erstreckt; und einen lösbaren
Verriegelungsmechanismus, welcher die Spritze in ihrer zurückgezogenen
Position hält.
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Der
lösbare
Verriegelungsmechanismus kann aktiviert werden durch einen Freigabemechanismus,
welcher ein erstes Mittel sein kann, welches zwischen Verriegelungs-
und Freigabepositionen beweglich ist, wobei die erste Position des
Gehäuseverschlussmittels
eine Position ist, in der es das erste Mittel abdeckt.
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Eine
besonders effektive Anordnung ist eine, in der die Verriegelungsposition
des ersten Mittels eine Position ist, in der es aus der Ausgangsöffnung hervorragt
und die Freigabeposition eine Position ist, in welcher es nicht
aus der Ausgangsöffnung
hervorragt oder aus ihr um einen kleineren Betrag hervorragt. Dies
bedeutet, dass das erste Mittel von seiner Verriegelungsposition
in seine Freigabeposition bewegt werden kann durch Inkontaktbringen
des Endes der Injektionsvorrichtung mit der Haut an der Injektionsstelle.
Abgesehen von allem anderen stellt dies sicher, dass die Injektionsvorrichtung
optimal positioniert ist relativ zu der Injektionsstelle, bevor
ein Injektionszyklus beginnen kann. Ein erstes Mittel in der Form
einer Hülse
gestattet es, dass eine relativ große Fläche die Haut berührt und
gestattet es dass die Entladedüse
der Spritze in ihr vorwärts
bewegt und zurückgezogen
werden kann. Im Falle einer Injektionsspritze wird die Hülse die
Nadel verdecken, was eine gute Option ist im Hinblick auf zimperliche
Personen, insbesondere solche, die eine Anwendung selbst durchführen müssen.
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Eine
einfache Form des Verriegelungsmechanismus weist ein Riegelmittel
auf, welches innerhalb des Gehäuses
angeordnet ist und vorgespannt ist in eine Position, in der es in
eine Verriegelungsoberfläche
eingreift, wobei der Freigabemechanismus auf das Riegelmittel einwirkt,
um es von dieser Position in eine Position zu bewegen, in der es
nicht länger
in Eingriff mit der Verriegelungsoberfläche steht. Bei einer Kombination
mit dem beweglichen ersten Mittel, wie gerade beschrieben, kann
die folgende Anordnung erhalten werden. Das erste Mittel umfasst eine
Riegelöffnung,
durch welche das Riegelmittel hindurchragt, bevor es in Eingriff
gelangt mit der Verriegelungsoberfläche, wobei das erste Mittel
als ein Nocken fungiert und das Riegelmittel als ein Nockenmitnehmer,
so dass eine Bewegung des ersten Mittels von seiner Verriegelungsposition
in seine Freigabeposition bewirkt, dass das Riegelmittel von der Verriegelungsoberfläche entkoppelt
wird. Das Riegelmittel kann eine schräge Oberfläche aufweisen, gegen die eine
Oberfläche
des ersten Mittels wirkt, um dieses von der Verriegelungsoberfläche zu lösen.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung weist die Injektionsvorrichtung ein Gehäuseverschlussmittel
auf, welches eine erste Position einnehmen kann, in welcher es auf
dem Gehäuse
angeordnet ist und den Verriegelungsmechanismus daran hindert, gelöst zu werden
und eine zweite Position einnehmen kann, in der es den Verriegelungsmechanismus
nicht daran hindert, gelöst
zu werden, wobei die erste Position des Gehäuseverschlussmittels eine Position
ist, in der es in Eingriff mit der Kappe gelangt, so dass eine Bewegung
des Gehäuseverschlussmittels
in seine zweite Position eine Entfernung der Kappe von der Spritze
bewirkt.
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Wenn
das Gehäuseverschlussmittel
in seiner ersten Position ist, ist es nicht nur auf dem Gehäuse angeordnet
und steht in Eingriff mit der Kappe, sondern es hindert auch den
Verriegelungsmechanismus daran, gelöst zu werden. Daher wird die
Spritze in ihrer zurückgezogenen
Position verriegelt und kann nicht vorwärts bewegt werden. Wenn das
Gehäuseverschlussmittel
bewegt wird, nimmt es die Kappe mit sich, wobei während dieses
Vorgangs der Verriegelungsmechanismus die Spritze immer noch daran
hindert, sich zu bewegen. Danach kann der Verriegelungsmechanismus
gelöst
werden, wie es erforderlich ist, was es der Spritze ermöglicht,
nach vorne bewegt zu werden, wenn die Vorrichtung verwendet wird.
Daher kann die Spritze nur vorwärts
bewegt werden, wenn die Kappe entfernt wurde, aber nicht während ihrer
Entfernung.
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Vorzugsweise
weist die Vorrichtung weiterhin auf einen Aktuator, und einen Antrieb,
auf den der Aktuator einwirkt und welcher wiederum einwirkt auf die
Spritze, um diese vorwärts
zu bewegen von ihrer zurückgezogenen
Position in ihre ausgefahrene Position und ihren Inhalt durch die
Entladedüse
zu entladen.
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Vorzugsweise
schließt,
wenn das Gehäuseverschlussmittel
in seiner ersten Position ist, dieses die Ausgangsöffnung zu
der Entladedüse.
Aus Gründen
der Einfachheit kann das Verschlussmittel entfernbar sein. Mit anderen
Worten ist die erste Position des Gehäuseverschlussmittels eine Position,
in der es auf dem Gehäuse
angeordnet ist, und die zweite Position ist eine Position, in der
es dies nicht ist. Beispielsweise könnte das Gehäuseverschlussmittel
eine Kappe sein, welche mittels eines Gewindes auf dem Gehäuse angeordnet
ist.
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Wie
oben diskutiert, ist es üblich,
dass das Gehäuse
Mittel umfasst zum Vorspannen der Spritze von ihrer ausgefahrenen
Position zu ihrer zurückgezogenen
Position. In einem solchen Fall ist vorzugsweise ein Rückholmechanismus
vorgesehen, welcher aktiviert wird, wenn der Antrieb eine nominale Rückholposition
erreicht hat, um die Spritze von der Einwirkung des Aktuators zu
lösen,
worauf das Vorspannmittel die Spritze in ihre zurückgezogene
Position zurückbringt.
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Die
Injektionsvorrichtung kann des Weiteren aufweisen: einen Auslöser, welcher
von einer Ruheposition, in der er den Antrieb veranlasst, in einer
Position zu verbleiben, welche korrespondiert mit der zurückgezogenen
Position der Spritze, in eine aktive Position bewegt werden kann,
in der er nicht länger den
Antrieb veranlasst, so zurückgehalten
zu werden, und ihm somit gestattet, vorwärts bewegt zu werden durch
den Aktuator und wiederum die Spritze vorwärts zu bewegen von ihrer zurückgezogenen
Position in ihre ausgefahrene Position und ihren Inhalt durch die
Entladedüse
zu entladen; und ein Sperrmittel, welches beweglich ist zwischen
einer Verriegelungsposition, in der es eine Bewegung des Auslösers von
seiner Ruheposition in seine aktive Position verhindert und einer
Freigabeposition, in welche es eine Bewegung des Auslösers von
seiner Ruheposition in seine aktive Position ermöglicht, wobei der Auslöser danach
in seiner aktiven Position gehalten wird.
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Solch
eine Vorrichtung stellt eine visuelle Anzeige bereit, dass sie entweder
fertig zur Benutzung ist, oder bereits benutzt wurde. Wenn sie fertig
zur Benutzung ist, wird der Auslöser
in seiner Ruheposition sein. Wenn sie bereits benutzt worden ist,
wird der Auslöser
in seiner aktiven Position sein. Diese Positionen können von
dem Benutzer unterschieden werden. Des Weiteren umfasst aus Einfachheitsgründen die
Vorrichtung den Mechanismus zum Erreichen dieses Ergebnisses in
einem Sicherheitsarretiermechanismus. Der Auslöser kann ein Verriegelungsmittel
umfassen, welches, in der Ruheposition des Auslösers in Eingriff gelangt mit
einer Verriegelungsoberfläche
des Antriebs und dieses in der aktiven Position nicht tut.
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Das
Arretiermittel kann ein erstes Mittel aufweisen, wobei die Verriegelungsposition
des Arretiermittels eine Position ist, in der das erste Mittel hervorragt
aus der Ausgangsöffnung
und wobei die Freigabeposition eine Position ist, in der das erste
Mittel nicht hervorragt aus der Ausgangsöffnung oder um einen geringeren
Betrag aus ihr hervorragt. Dies bedeutet, dass das Arretiermittel
bewegt werden kann von seiner Verriegelungsposition in seine Freigabeposition,
in dem das Ende der Injektionsvorrichtung an der Injektionsstelle
in Kontakt gebracht wird mit der Haut. Abgesehen von allem anderen
stellt dies sicher, dass die Injektionsvorrichtung optimal positioniert
ist relativ zu der Injektionsstelle bevor der Injektionszyklus beginnen
kann. Ein erstes Mittel in Form einer Hülse gestattet einem relativ
großen
Gebiet, die Haut zu berühren
und gestattet es der Entladedüse der
Spritze, darin fortbewegt und zurückgezogen zu werden. Im Falle
einer Injektionsspritze wird die Hülse die Nadel verdecken, was
eine gute Option ist im Hinblick auf zimperliche Personen, insbesondere
solche, die eine Verabreichung selber vornehmen müssen.
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Das
Verriegeln des Auslösers
in seiner Ruheposition kann wie folgt erreicht werden. Der Auslöser und
das Arretiermittel umfassen einen Vorsprung und eine Öffnung,
wobei der Vorsprung verrastet sein kann mit der Öffnung, wenn das Arretiermittel
in seiner Freigabeposition ist, aber nicht anderweitig. Dies gestattet es
dem Auslöser,
sich von seiner Ruheposition in seine aktive Position zu bewegen
und zwar durch eine Bewegung des Vorsprungs in die Öffnung. Der
Vorsprung kann auf dem Auslöser
angeordnet sein, und die Öffnung
ist in dem Arretiermittel.
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Das
Zurückhalten
des Auslösers
in seiner aktiven Position kann wie folgt erreicht werden. Der Auslöser und
eine andere Komponente der Vorrichtung umfassen einen Riegelvorsprung
und eine korrespondierende Riegeloberfläche gegenüber der der Riegelvorsprung
verriegelt, wenn der Auslöser
in seiner aktiven Position ist. Der Riegelvorsprung kann auf dem
Auslöser
angeordnet sein. Diese andere Komponente der Vorrichtung ist vorzugsweise
das Arretiermittel.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun beispielhaft beschrieben unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1 das
Ende einer Injektionsvorrichtung zeigt bevor eine Kappe an ihr angebracht
wurde;
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2 zeigt
es, wenn die Kappe befestigt worden ist;
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3 einen
Querschnitt einer Vorrichtung mit einer angebrachten Kappe zeigt;
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4 einen
Querschnitt einer Vorrichtung zeigt nachdem die Kappe entfernt worden
ist;
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5 eine
vergrößerte Ausschnittansicht von 4 zeigt;
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6 ein
Querschnittsschema zeigt, wie eine Injektionsvorrichtung weiter
modifiziert werden kann;
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7 eine
Ausschnittsansicht einer solchen modifizierten Injektionsvorrichtung
zeigt; und
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8 eine
bevorzugte Injektionsvorrichtung im Querschnitt zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
das Ende eines Injektionsvorrichtungsgehäuses 112 und eine
Kappe 111. Andere Teile der Vorrichtung werden in größerem Detail
weiter unten beschrieben, aber man kann sehen, dass die Kappe 111 ein
Gewinde 113 umfasst, welches zusammenwirkt mit einem korrespondierenden
Gewinde 115 an dem Ende des Gehäuses. Das Ende des Gehäuses 112 weist
eine Ausgangsöffnung 128 auf, aus
der wie zu sehen ist, das Ende einer Hülse 119 hervorragt.
Die Kappe 111 weist eine zentrale Nabe 121 auf,
welche in die Hülse 119 passt,
wenn die Kappe 111 auf dem Gehäuse 112 installiert
wird, wie in 2 zu sehen ist.
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3 zeigt
eine Injektionsvorrichtung 110 in größerem Detail. Das Gehäuse 112 enthält eine
Injektionsspritze 114 des herkömmlichen Typs, welche einen
Spritzenkörper 116 umfasst,
welcher an einem Ende in eine Injektionsnadel 118 mündet und
an dem anderen Ende in einen Flansch 120. Der herkömmliche
Kolben, welcher normalerweise verwendet würde, um den Inhalt der Spritze 114 manuell
zu entladen, wurde entfernt und ersetzt durch ein Antriebselement 134,
welches in einen Spund 122 mündet. Der Spund 122 hält ein auszugebendes
Medikament 124, innerhalb des Spritzenkörpers 116 zurück. Während die
dargestellte Spritze zu dem Injektionstyp gehört, muss dies nicht notwendigerweise
so sein. Transkutane oder ballistisch dermale oder subkutane Spritzen
können
auch verwendet werden zusammen mit der Injektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie dargestellt umfasst das Gehäuse
eine Rückholfeder 126,
welche die Spritze 114 vorspannt von einer ausgefahrenen
Position, in der die Nadel 118 sich von einer Öffnung 128 im
Gehäuse 112 zu einer
zurückgezogenen
Position erstreckt, in der die Entladedüse 118 innerhalb des
Gehäuse 112 enthalten
ist. Die Rückholfeder 126 wirkt über einen
Spritzenträger 127 auf
die Spritze 114 ein.
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Am
anderen Ende des Gehäuses
ist ein Aktuator angeordnet, welcher hier die Form einer Kompressionsantriebsfeder 130 einnimmt.
Der Antrieb von der Antriebsfeder 130 wird übertragen über einen Mehrkomponentenantrieb
auf die Spritze 114, um diese von ihrer zurückgezogenen
Position in ihre ausgefahrene Position zu bewegen und ihren Inhalt durch
die Nadel 118 zu entladen. Der Antrieb bewerkstelligt diese
Aufgabe durch eine direkte Einwirkung auf das Medikament 124 und
die Spritze 114. Hydrostatische Kräfte, welche durch das Medikament 124 und,
in einem geringen Ausmaß,
statische Reibung zwischen dem Spund 122 und dem Spritzenkörper 16,
stellen von Anfang an sicher, dass sie sich zusammen vorwärts bewegen,
bis die Rückholfeder 126 anschlägt oder
der Spritzenkörper 116 auf
andere Beschränkungen
(nicht gezeigt) trifft, welche seine Bewegung verzögern.
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Der
Mehrkomponentenantrieb zwischen der Antriebsfeder 130 und
der Spritze 114 besteht aus drei grundlegenden Komponenten.
Eine Antriebshülse 131 nimmt
Antrieb von der Antriebsfeder 130 und überträgt ihn auf flexible Riegelarme 133 an
einem ersten Antriebselement 132. Dieses überträgt wiederum
Antrieb über
flexible Riegelarme 135 auf ein zweites Antriebselement,
und zwar das Antriebselement 134, welches bereits erwähnt wurde.
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Das
erste Antriebselement 132 umfasst einen hohlen Schaft 140,
dessen innerer Hohlraum eine Sammelkammer 142 bildet, welche
in Kommunikation ist mit einem Luftdurchlass 144, welcher
sich erstreckt von der Sammelkammer durch das Ende des Schafts 140.
Das zweite Antriebselement 134 umfasst eine Blindbohrung 146,
welche an einem Ende offen ist, um den Schaft 140 aufzunehmen
und an dem anderen Ende geschlossen ist. Wie zu sehen ist, definieren
die Bohrung 146 und der Schaft 140 ein Fluidreservoir 148,
in dem ein Dämpfungsfluid enthalten
ist.
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Ein
Auslöser
(nicht gezeigt) ist bereitgestellt, welcher, wenn er betätigt wird,
dazu dient, die Antriebshülse 131 von
dem Gehäuse 112 zu
entkoppeln, um es ihr zu gestatten, sich relativ zu dem Gehäuse 112 zu
bewegen unter dem Einfluss der Antriebsfeder 130. Der Betrieb
der Vorrichtung läuft dann
wie folgt ab.
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Zunächst bewegt
die Antriebsfeder 130 die Antriebshülse 131, wobei die
Antriebshülse 131 das erste
Antriebselement 132 bewegt und das erste Antriebselement 132 bewegt
das zweite Antriebselement 134, in jedem Fall durch eine
Einwirkung der flexiblen Riegelarme 133, 135.
Das zweite Antriebselement 134 bewegt sich und, durch die
statische Reibung und die hydrostatischen Kräfte, welche durch das zu verabreichende
Medikament 124 wirken, den Spritzenkörper 116 gegen die
Kraft der Rückholfeder 126.
Die Rückholfeder 126 wird
komprimiert und die Injektionsnadel 118 kommt hervor aus
der Ausgangsöffnung 128 des
Gehäuses 112.
Dies geht so weiter bis die Rückholfeder 126 anschlägt oder
der Spritzenkörper 116 auf
eine andere Beschränkung
(nicht gezeigt) stößt, welche
seine Bewegung verzögert. Weil
die statische Reibung zwischen dem zweiten Antriebselement 134 und
dem Spritzenkörper 116 und
die hydrostatischen Kräfte,
welche durch das Medikament 124, welches verabreicht werden
soll, nicht ausreichend sind, um der vollen Antriebskraft zu widerstehen,
welche von der Antriebsfeder 130 entwickelt wird, beginnt
an diesem Punkt das zweite Antriebselement 134 sich innerhalb
des Spritzenkörpers 116 zu
bewegen und das Medikament 124 wird nun entladen. Dynamische
Reibung zwischen dem zweiten Antriebselement 134 und dem
Spritzenkörper 116 und
hydrostatische Kräfte,
welche durch das Medikament 124, welches verabreicht werden
soll, wirken, sind jedoch ausreichend, um die Rückholfeder 126 in
ihrem komprimierten Zustand zu halten, so dass die Injektionsnadel 118 ausgefahren
bleibt.
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Bevor
das zweite Antriebselement 134 das Ende seines Wegs innerhalb
des Spritzenkörpers 116 erreicht,
d. h. bevor der Inhalt der Spritze vollständig entladen ist, erreichen
die flexiblen Riegelarme 135, welche die ersten und zweiten
Antriebselemente 132, 134 verbinden, eine Beschränkung 137 innerhalb
des Gehäuses 112.
Die Beschränkung 137 bewegt
die flexiblen Riegelarme 135 nach innen von der gezeigten
Position in eine Position, in der sie nicht länger das erste Antriebselement 132 an
das zweite Antriebselement 134 koppeln, unterstützt durch
die abgeschrägten
bzw. geneigten Oberflächen
an der Beschränkung 137.
Wenn dies stattfindet, wirkt das erste Antriebselement 132 nicht
länger auf
das zweite Antriebselement 134, was es dem ersten Antriebselement 132 gestattet,
sich relativ zu dem zweiten Antriebselement 134 zu bewegen.
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Weil
das Dämpfungsfluid
innerhalb eines Reservoirs 148 enthalten ist, welches definiert
wird zwischen dem Ende des ersten Antriebselements 132 und
der Blindbohrung 146 in dem zweiten Antriebselement 134,
wird das Volumen des Reservoirs 148 dazu neigen, kleiner
zu werden, wenn das erste Antriebselement 132 sich relativ
zu dem zweiten Antriebselement 134 bewegt, wenn das Erstere
beaufschlagt wird durch die Antriebsfeder 130. Wenn das Reservoir 148 zusammen
gedrückt
wird, wird Dämpfungsfluid
durch den Luftdurchlass 144 in die Sammelkammer 142 gedrängt. Somit
wird, wenn die flexiblen Riegelarme 135 gelöst wurden,
die Kraft, welche ausgeübt
wird durch die Antriebsfeder 130 auf das Dämpfungsfluid
wirken, und dieses veranlassen, durch die Beschränkung, welche durch den Luftdurchlass 144 gebildet
wird, zu fließen
und auch hydrostatisch wirken durch das Fluid und durch Reibung
zwischen den ersten und zweiten Antriebselementen 132, 134,
folglich über
das zweite Antriebselement 134. Verluste, welche verbunden
sind mit dem Fluss des Dämpfungsfluids
mildern nicht die Kraft, welche auf den Körper der Spritze in einem größeren Ausmaß einwirken.
Daher verbleibt die Rückholfeder 126 komprimiert
und die Injektionsnadel bleibt ausgefahren.
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Nach
einer gewissen Zeit vollendet das zweite Antriebselement 134 seinen
Weg innerhalb des Spritzenkörpers 116 und
kann nicht weiter. An diesem Punkt ist der Inhalt der Spritze 114 vollständig entladen
und die Kraft, welche ausgeübt
wird durch die Antriebsfeder 130 wirkt, um das zweite Antriebselement 134 in
seiner Endposition zu halten und um das Dämpfungsfluid weiter zu veranlassen,
durch den Luftdurchlass 144 zu fließen, was es dem ersten Antriebselement 132 gestattet,
seine Bewegung fortzuführen.
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Bevor
das Fluidreservoir 148 erschöpft ist, erreichen die flexiblen
Riegelarme 133, welche die Antriebshülse 131 mit dem ersten
Antriebselement 132 verbinden, eine weitere Beschränkung 139 innerhalb
des Gehäuses 112.
Die Beschränkung 139 bewegt
die flexiblen Riegelarme 133 nach innen von der gezeigten
Position in eine Position, in der sie nicht länger die Antriebshülse 131 mit
dem ersten Antriebselement 132 koppeln, unterstützt durch
die geneigten Oberflächen
der Beschränkung 139.
Wenn dies geschieht, wirkt die Antriebshülse 131 nicht länger auf
das erste Antriebselement 132 ein, was ihnen gestattet,
sich relativ zueinander zu bewegen. An diesem Punkt wird natürlich die
Spritze 114 freigegeben, weil die Kräfte, welche entwickelt werden,
durch die Antriebsfeder 130 nicht länger übertragen werden auf die Spritze 114 und
die einzige Kraft, welche auf die Spritze wirkt, wird die Rückstellkraft
der Rückholfeder 126 sein.
Somit wird nun die Spritze 114 zurückgebracht in ihre zurückgezogene
Position und der Injektionszyklus ist vollendet.
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All
dies findet natürlich
statt nur wenn die Kappe 111 entfernt wurde von dem Ende
des Gehäuses 112.
Wie am besten in 3 zu sehen ist, wird das Ende
der Spritze abgedichtet mit einem Stopfen 123. Die zentrale
Nabe 121 der Kappe, welche in die Hülse 119 passt, wenn
die Kappe 111 auf dem Gehäuse 112 installiert
ist, ist hohl an dem Ende und die Lippe 125 des hohlen
Endes ist auf ihrer Führungskante 157 geneigt,
aber nicht auf ihrer Hinterkante. Daher rutscht, wenn die Kappe 111 installiert
ist, die Führungskante 157 der
Lippe 125 über
eine Schulter 159 an dem Stopfen 123. Wenn jedoch
die Kappe 111 entfernt wird, wird die Hinterkante der Lippe 125 nicht über die
Schulter 159 rutschen, was bedeutet, dass der Stopfen 123 abgezogen
wird von der Spritze 114, wenn die Kappe 111 entfernt
wird.
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Mittlerweile,
wie am besten in den 4 und 5 zu sehen
ist, wird der Spritzenträger 127,
im Bezug zu dem sich die Spritze 114 nicht bewegen kann,
durch ein biegsames Riegelmittel 161 gehindert, sich zu
bewegen, welches innerhalb des Gehäuses 112 angeordnet
ist und wird vorgespannt in eine Position, in der er in Eingriff
gelangt mit einer Verriegelungsoberfläche 163 eines Spritzenträgers 127.
Bevor es in Eingriff mit der Verriegelungsoberfläche 163 gelangt, erstreckt
sich das Riegelmittel 161 durch eine Riegelöffnung 165 in
der Hülse 119,
deren Ende aus der Ausgangsöffnung 128 hervorsteht.
Das Riegelmittel 161 umfasst eine schräge Oberfläche 167, gegen die
eine Kante 171 der Riegelöffnung 165 drückt, in
der Art und Weise einer Nocke, welche auf einen Nockenmitnehmer
einwirkt. Daher bringt eine Bewegung der Hülse 119 in eine Richtung
in das Gehäuse 112 oder
mit anderen Worten ein Herunterdrücken des hervorstehenden Endes
der Hülse,
die Kante 171 der Riegelöffnung 165 in Kontakt
mit der schrägen
Oberfläche 167 des
Riegelmittels 161 und ein weiteres Niederdrücken bewirkt,
dass das Riegelmittel 161 sich nach außen bewegt und sich somit von
der Verriegelungsoberfläche 163 löst. Die
Hülse 119 kann
heruntergedrückt
werden, indem das Ende der Injektionsvorrichtung in Kontakt gebracht
wird mit der Haut an der Injektionsstelle. Wenn einmal das Riegelmittel 161 gelöst ist von
der Verriegelungsoberfläche 163,
ist der Spritzenträger 127 frei,
sich zu bewegen wie es erforderlich ist unter dem Einfluss des Aktuators
und des Antriebs.
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Die 6 und 7 zeigen,
dass die Vorrichtung weiter modifiziert werden kann. Obwohl die 6 und 7 sich
in manchen Details unterscheiden von den 4 und 5,
sind die im Folgenden diskutierten Prinzipien anwendbar auf die
in den 4 und 5 gezeigte Vorrichtung. Wie
zu sehen ist, umfasst die Vorrichtung einen Auslöser 300 mit einem
Knopf 302 an einem Ende und einem Paar Nasen, welche zusammenwirken
mit Stiften (nicht gezeigt) auf der Innenseite des Gehäuses 112,
um es dem Auslöser
zu gestatten, sich um eine Achse zu drehen, welche durch die beiden
Nasen 304 verläuft. Der
Hauptkörperteil
des Auslösers 300,
an dem sowohl der Knopf 302 als auch die Nasen 304 befestigt sind,
bildet ein Verriegelungsmittel 306. In der gezeigten Position
greift das Ende des Verriegelungsmittels 306, welches entfernt
ist von dem Knopf 302, in das Ende der Antriebshülse 131 ein,
gegen welche die Antriebsfeder 130 drückt und welche wiederum einwirkt
auf den Mehrkomponentenantrieb, welcher zuvor diskutiert wurde.
Dies hindert die Antriebshülse 131,
sich unter dem Einfluss der Antriebsfeder 130 zu bewegen.
Wenn der Knopf 302 niedergedrückt wird, dreht sich der Auslöser 300 um
die Nasen 304, welche das Ende der Verriegelungsmittel 306 abheben von
ihrem Eingriff mit der Antriebshülse 131,
wodurch der Antriebshülse 131 nun
gestattet wird, sich unter dem Einfluss der Antriebsfeder 130 zu
bewegen.
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7 zeigt
die Ausgangsöffnung 128 in
dem Ende des Gehäuses 112,
aus dem, wie wiederum zu sehen, das Ende der Hülse 119 hervorragt.
Wie in 6 gezeigt ist die Hülse 119 gekoppelt
an eine Knopfverriegelung 310, welche sich zusammen mit der
Hülse 119 bewegt.
Der Auslöser
umfasst einen Stopstift 312 und die Knopfverriegelung 310 umfasst eine
Stopöffnung 314,
welche, wie in 6 gezeigt, nicht ausgerichtet
sind. Diese können
jedoch in Ausrichtung gebracht werden durch eine Bewegung der Hülse 119 nach
innen, was eine korrespondierende Bewegung der Knopfverriegelung 310 hervorruft. Während der
Stopstift 312 und die Stopöffnung 314 nicht ausgerichtet
sind, kann der Knopf 302 nicht niedergedrückt werden,
wenn sie einmal ausgerichtet sind, ist dies möglich. Der Auslöser 300 umfasst
auch einen flexiblen, hakenartigen Riegelvorsprung 316 und
die Knopfverriegelung 310 umfasst auch eine Riegeloberfläche 318,
mit der der Riegelvorsprung 316 in Eingriff gelangt, wenn
der Knopf niedergedrückt
wird. Ist einmal der Riegelvorsprung 316 verriegelt mit
der Riegeloberfläche 318,
wird der Auslöser 300 dauerhaft
zusammen mit dem Knopf 302 in der niedergedrückten Position
gehalten.
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Somit
bringt eine Bewegung der Hülse 119 in eine
Richtung in das Gehäuse 112 oder
mit anderen Worten ein Niederdrücken
des hervorstehenden Endes der Hülse
den Stopstift 312 in Ausrichtung mit der Stopöffnung 314,
was es dem Auslöserknopf 302 gestattet,
niedergedrückt
zu werden, wobei er durch den Riegelvorsprung 316 und die
Riegeloberfläche 318 in
seiner niedergedrückten
Position gehalten wird. Die Hülse 119 kann
niedergedrückt
werden, indem das Ende der Injektionsvorrichtung in Kontakt tritt
mit der Haut an der Injektionsstelle, was, abgesehen von allen anderen
Dingen, sicherstellt, dass es richtig positioniert ist, bevor der
Injektionszyklus beginnt.
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Die
Verwendung der Hülse 119 dient
sowohl zur Freigabe und zur Verriegelung des Auslösers 300 und
um es dem Spritzenträger 127 zu
gestatten, sich zu bewegen, zusammen mit einer Stopfenentfernungskappe 111,
welche die Hülse 119 daran
hindert, niedergedrückt
zu werden, was eine integrierte Injektionsvorrichtung mit einem
eleganten Design hervorbringt.
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Die 8 zeigt
eine bevorzugte Injektionsvorrichtung 210, für die die
Verbesserungen, welche oben unter Bezugnahme auf die 6 bis 7 beschrieben
wurden, angewandt werden. Wiederum enthält ein Gehäuse 212 eine Injektionsspritze 214. Die
Spritze 214 wird wiederum zum herkömmlichen Typ gehören und
umfasst einen Spritzenkörper 216, welcher
an einem Ende in eine Injektionsnadel 218 mündet und
an dem anderen Ende in einen Flansch 220, und einen Gummispund 222,
welcher ein Medikament 224 innerhalb des Spritzenkörpers 216 zurück hält, welches
verabreicht werden soll. Der herkömmliche Kolben, welcher normalerweise
verbunden wäre
mit dem Spund 222 und verwendet würde, um den Inhalt der Spritze 214 manuell
zu entladen, wurde entfernt und ersetzt durch ein Mehrkomponentenantriebselement,
was nachfolgend beschrieben wird. Während die Spritze wiederum
als eine Spritze des Injektionstyps dargestellt wurde, muss dies
nicht unbedingt so sein. Wie dargestellt, umfasst das Gehäuse eine
Rückholfeder 226,
welche die Spritze 214 vorspannt von einer ausgefahrenen
Position, in der die Nadel 218 sich erstreckt von der Öffnung 228 in dem
Gehäuse 212,
in eine zurückgezogene
Position, in welcher die Injektionsnadel 218 innerhalb
des Gehäuses 212 angeordnet
ist. Die Rückholfeder 226 wirkt über eine
Hülse 227 auf
die Spritze 214 ein.
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An
dem anderen Ende des Gehäuses
ist eine Kompressionsantriebsfeder 230 angeordnet. Der
Antrieb von der Antriebsfeder 230 wird übertragen über den Mehrkomponentenantrieb
auf die Spritze 214, um diese von ihrer zurückgezogenen
Position in ihre ausgefahrene Position zu bewegen und um ihren Inhalt
durch die Nadel 218 zu entladen. Der Antrieb bewerkstelligt
diese Aufgabe, indem er direkt auf das Medikament 224 und
die Spritze 214 einwirkt. Hydrostatische Kräfte, welche
durch das Medikament 224 wirken und, in einem geringeren
Ausmaß statische
Reibung zwischen dem Spund 222 und dem Spritzenkörper 216 stellen
zunächst
sicher, dass diese sich zusammen bewegen, bis die Rückholfeder 226 anschlägt oder
der Spritzenkörper 216 auf
eine andere Beschränkung
trifft, welche seine Bewegung verzögert.
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Der
Mehrkomponentenantrieb zwischen der Antriebsfeder 230 und
der Spritze 214 besteht wiederum aus drei grundsätzlichen
Komponenten. Die Antriebshülse 231 nimmt
Antrieb von der Antriebsfeder 230 auf und überträgt diesen
auf die flexiblen Riegelarme 233 an einem ersten Antriebselement 232. Diese
Elemente werden detailliert in „A" gezeigt. Das erste Antriebselement 232 überträgt im Gegenzug Antrieb über die
flexiblen Riegelarme 235 auf ein zweites Antriebselement 234.
Diese Elemente werden im Detail in „B" gezeigt. Wie zuvor umfasst das erste
Antriebselement 232 einen hohlen Schaft 240, dessen
innerer Hohlraum eine Sammelkammer 242 bildet. Das zweite
Antriebselement 234 umfasst eine Blindbohrung 246,
welche an einem Ende offen ist, um den Schaft 240 aufzunehmen
und welche am anderen Ende geschlossen ist. Wie zu sehen ist, definieren
die Bohrung 246 und der Schaft 240 ein Fluidreservoir 248,
in dem ein Dämpfungsfluid
aufgenommen ist.
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Ein
Auslöser,
wie oben beschrieben unter Bezugnahme auf die 6 und 7 wird
in der Mitte des Gehäuses 212 bereitgestellt.
Der Auslöser dient,
wenn er einmal bedient wird zum Entkoppeln der Antriebshülse 231 von
dem Gehäuse 212,
was es dieser gestattet, sich relativ zu dem Gehäuse 212 zu bewegen
unter dem Einfluss der Antriebsfeder 230. Dieser Betrieb
der Vorrichtung verläuft
dann folgendermaßen.
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Zunächst bewegt
die Antriebsfeder 230 die Antriebshülse 231, wobei die
Antriebshülse 231 das erste
Antriebselement 232 bewegt und das erste Antriebselement 232 bewegt
das zweite Antriebselement 234, in jedem Fall durch Einwirkungen
der flexiblen Riegelarme 233, 235. Das zweite
Antriebselement 234 bewegt sich und bewegt, aufgrund der
statischen Reibung und der hydrostatischen Kräfte, welche durch das Medikament 224,
welches verabreicht werden soll, wirken, den Spritzenkörper 216 entgegen
der Kraft der Rückholfeder 226.
Die Rückholfeder 226 wird
komprimiert und die Injektionsnadel 218 kommt aus der Ausgangsöffnung 228 des
Gehäuses 212 hervor.
Dies geht weiter bis die Rückholfeder 226 anschlägt oder
der Spritzenkörper 216 auf
andere Beschränkungen
stößt, welche
seine Bewegung verzögern.
Da die statische Reibung zwischen dem Spund 222 und dem
Spritzenkörper 216 und
die hydrostatischen Kräfte,
welche durch das zu verabreichende Medikament 224 wirken,
nicht ausreichen, um der gesamten Antriebskraft zu widerstehen,
welche erzeugt wird durch die Antriebsfeder 230, beginnt an
diesem Punkt das zweite Antriebselement 234 sich innerhalb
des Spritzenkörpers 216 zu
bewegen und das Medikament 224 wird nun entladen. Die dynamische
Reibung zwischen dem Spund 222 und dem Spritzenkörper 216 und
die hydrostatischen Kräfte,
welche durch das zu verabreichende Medikament 224 wirken,
sind jedoch ausreichend, um die Rückholfeder 226 in
ihrem komprimierten Zustand zu halten, so dass die Injektionsnadel 218 ausgefahren bleibt.
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Bevor
das zweite Antriebselement 234 das Ende seines Wegs innerhalb
des Spritzenkörpers 216 erreicht,
d. h. bevor der Inhalt der Spritze vollständig entladen wurde, erreichen
die flexiblen Riegelarme 235, welche die ersten und zweiten
Antriebselemente 232, 234 verbinden, eine Beschränkung 237.
Die Beschränkung 237 wird
gebildet durch eine Komponente 262, welche zunächst frei
ist, sich relativ zu allen anderen Komponenten zu bewegen, welche
aber beschränkt
ist zwischen dem Spritzenflansch 220 und zusätzlichen
flexiblen Armen 247 an dem zweiten Antriebselement 234.
Diese zusätzlichen
flexiblen Arme 247 überlagern
die flexiblen Arme 235 auf dem ersten Antriebselement 232, durch
die Antrieb auf das zweite Antriebselement 234 übertragen
wird. Die 3 illustriert die Injektionsvorrichtung 210 in
der Position, in der die zusätzlichen
flexiblen Arme 247 gerade in Kontakt gelangen mit der Beschränkung 237 in
der Komponente 262.
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Die
Beschränkung 237 bewegt
die zusätzlichen
flexiblen Arme 247 nach innen, unterstützt durch die geneigten Oberflächen auf
beiden und die zusätzlichen
flexiblen Arme 247 wiederum bewegen die flexiblen Arme 235,
durch die Antrieb übertragen wird
von dem ersten Antriebselement 232 auf das zweite Antriebselement 234,
nach innen von der gezeigten Position in eine Position, in der sie
nicht länger
die ersten und zweiten Antriebselemente zusammenkoppeln. Wenn dies
einmal geschieht, wirkt das erste Antriebselement 232 nicht
länger
auf das zweite Antriebselement 234 ein, wodurch dem ersten
Antriebselement 232 gestattet wird, sich relativ zu dem zweiten
Antriebselement 234 zu bewegen.
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Da
das Dämpfungsfluid
innerhalb eines Reservoirs 248 enthalten ist, welches definiert
wird zwischen dem Ende des ersten Antriebselements 232 und
der Blindbohrung 246 in dem zweiten Antriebselement 234,
wird das Volumen des Reservoirs 248 dazu neigen, sich zu
verkleinern, wenn das erste Antriebselement 232 sich relativ
zu dem zweiten Antriebselement 234 bewegt, wenn das Erstere
beaufschlagt wird durch die Antriebsfeder 230. Wenn das Reservoir 248 zusammengedrückt wird,
wird das Dämpfungsfluid
in die Sammelkammer 242 gedrängt. Somit arbeitet, wenn die
flexiblen Riegelarme 235 gelöst wurden, die Kraft, welche
ausgeübt
wird durch die Antriebsfeder 230 auf das Dämpfungsfluid ein
und bewirkt, dass dieses in die Sammelkammer 242 fließt und wirkt
auch hydrostatisch durch das Fluid und durch Reibung zwischen den
ersten und zweiten Antriebselementen 232, 234,
und somit über
das zweite Antriebselement 234. Verluste, welche verbunden
sind mit dem Fluss des Dämpfungsfluids vermindern
nicht in größerem Ausmaß die Kraft,
welche auf den Spritzenkörper
einwirkt. Daher verbleibt die Rückholfeder 226 komprimiert
und die Injektionsnadel bleibt ausgefahren.
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Nach
einer Weile beendet das zweite Antriebselement 234 seinen
Weg innerhalb des Spritzenkörpers 216 und
kann nicht weiter. An diesem Punkt ist der Inhalt der Spritze 214 komplett
entladen und die Kraft, welche ausgeübt wird durch die Antriebsfeder 230 wirkt
nun, um das zweite Antriebselement 234 in seiner Endposition
zu halten und um weiterhin das Dämpfungsfluid
zu veranlassen, in die Sammelkammer 242 zu fließen, wobei
es dem ersten Antriebselement 232 gestattet wird, seine
Bewegung fortzusetzen.
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Ein
Flansch 270 auf der Rückseite
des zweiten Antriebselements 234 hält normalerweise die flexiblen
Arme 233 in Eingriff mit der Antriebshülse 231. Bevor jedoch
das Reservoir 248 mit dem Dämpfungsfluid ausgeschöpft ist,
bewegen sich die flexiblen Riegelarme 233, welche die Antriebshülse 231 mit
dem ersten Antriebselement 232 verbinden, ausreichend weit
nach vorne relativ zu dem zweiten Antriebselement 234,
dass der Flansch 270 in Ausrichtung gebracht wird mit einem
Falz 272 in den flexiblen Armen 233, wodurch es
nicht mehr effektiv ist, beim in Eingriff Halten der flexiblen Arme 233 mit
der Antriebshülse 231.
Nun bewegt die Antriebshülse 231 die
flexiblen Riegelarme 233 nach innen von der gezeigten Position
in eine Position, in der sie nicht länger die Antriebshülse 231 mit
dem ersten Antriebselement 232 koppeln, unterstützt durch
die geneigten Riegeloberflächen 274 auf
den flexiblen Armen 233. Wenn dies geschieht, wirkt die
Antriebshülse 231 nicht
länger
auf das erste Antriebselement 232, was es diesen gestattet,
sich relativ zueinander zu bewegen. An diesem Punkt wird natürlich die
Spritze 214 freigegeben, weil die Kräfte, welche erzeugt werden
durch die Antriebsfeder 230, nicht länger übertragen werden auf die Spritze 214 und
die einzige Kraft, welche auf die Spritze einwirkt, ist die Rückstellkraft von
der Rückholfeder 226.
Somit kehrt nun die Spritze 214 in ihre zurückgezogene
Position zurück
und der Injektionszyklus ist beendet.
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Es
versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung lediglich
beispielhaft beschrieben wurde und dass einzelne Modifikationen
innerhalb des Rahmens der Erfindung ausgeführt werden können.