DE60003764T2

DE60003764T2 - Mechanischer Blockiermechanismus sowie diesen Mechanismus verwendender Injektorkopf

Info

Publication number: DE60003764T2
Application number: DE60003764T
Authority: DE
Inventors: Ken Nishinomiya-shi Takachi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: US20040162529A1; KR100621779B1; CN1179762C; JP2000300668A; KR20010053153A; WO2000064512A1; EP1086714B1; EP1086714A4; DE60003764D1; US6758110B1; CN1302213A; EP1086714A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen Blockiermechanismus und auf einen diesen Mechanismus verwendenden Injektorkopf, und genauer gesagt bezieht sie sich auf eine Verbesserung einer Konstruktion zur Erzielung einer Verkleinerung eines mechanischen Blockiermechanismus und auf einen diesen Mechanismus verwendenden Injektorkopf.
Hintergrundtechnologie
In den letzten Jahren wurden Verschiedene als Vorrichtungen entwickelt, die Funktionen des menschlichen Körpers testeten. Es gibt eine Röntgenstrahlen-Diagnosevorrichtung zur Diagnose der Funktionen von Zirkulationsorganen des menschlichen Körpers als eine dieser Vorrichtungen. In dieser Röntgenstrahlen-Diagnosevorrichtung für Zirkulationsorgane wird ein Injektorkopf zum Einspritzen eines Kontrastmittels in den Patienten verwendet.
Gemäß dem Aufbau eines allgemeinen Injektorkopfes ist eine Sicherheitsvorrichtung zur mechanischen Begrenzung der Bewegung eines Tauchkolbens zur Bewegung eines Kolbens in einer Spritze, die mit einem Kontrastmittel gefüllt ist, vorgesehen. Beim Bereitstellen dieser Sicherheitsvorrichtung für den Injektorkopf neigt der Injektorkopf dazu, groß zu bauen.
In dem in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 10-244002 wird andererseits ein Injektorkopf offenbart, bei dem eine Konstruktion zur Erzielung einer Verkleinerung des Injektorkopfes verwendet wird, indem ein mechanischer Stopper vorgesehen ist, der koaxial zu dem Tauchkolben für ein Gleiten in der Axialrichtung des Tauchkolbens angeordnet ist.
Gemäß dem Aufbau des vorstehend genannten herkömmlichen Injektorkopfes wird jedoch die Konstruktion zum mechanischen Stoppen des Tauchkolbens, der das größte eigene Drehmoment besitzt, mit dem mechanischen Stopper verwendet. Beim mechanischen Stoppen des Tauchkolbens mit dem mechanischen Stopper nimmt deshalb die Belastung, die auf den Tauchkolben, den mechanischen Stopper und andere Komponenten aufgebracht wird, zu.
Folglich bildet es die Konstruktionsbasis, dieser Belastung durch die Festigkeit der Konstruktion der Komponenten wie dem Tauchkolben, der der Belastung unterworfen ist, zu widerstehen, und die Größenzunahme dieser Komponenten kann nicht vermieden werden. Folglich besteht eine Grenze im Punkt der Erzielung der Verkleinerung des Injektorkopfes.
In dem Dokument FR-A-2281665 ist ein mechanischer Blockiermechanismus zum Stoppen der Bewegung einer beweglichen Welle, die in der Lage ist, sich hin- und her zu bewegen, offenbart. Sie weist die Antriebsvorrichtung für die bewegliche Welle auf, die eine Drehbewegung eines Antriebs in eine Bewegung in einer vorbestimmten Richtung umwandelt, um eine hin- und her gehende Bewegung auf die bewegliche Welle zu übertragen. Es ist eine Sicherheitsvorrichtung zum Verhindern einer Drehung der Rotationswelle des Antriebs vorgesehen und sie arbeitet mechanisch, wenn sich die bewegliche Welle über eine vorbe stimmte Position hinaus bewegt. Es sind keine Auslösevorrichtungen zum Betätigen der Blockiervorrichtung vorhanden.
Des weiteren offenbart das Dokument US-A-3631847 einen Injektorkopf, der mit einer Spritze versehen ist, die mit einem Kontrastmittel gefüllt ist. Ein Tauchkolben ist in der Lage, sich in einer Richtung der Bewegung eines Kolbens in der Spritze hin- und her zu bewegen. Eine Tauchkolbenantriebsvorrichtung dient zur Umwandlung einer Rotationsbewegung eines Motors in eine Linearbewegung, um eine hin- und her gehende Bewegung auf den Tauchkolben zu übertragen. Des weiteren sind Sicherheitsvorrichtungen zum Verhindern einer Drehung der Rotationswelle des Motors durch einen mechanischen Betrieb vorgesehen, wenn sich der Tauchkolben über eine vorbestimmte Position hinaus bewegt. Jedoch sind die Blockiervorrichtungen nicht in der Nähe der Rotationswelle des Motors vorgesehen, sondern auf dem Tauchkolben selbst. Somit werden beträchtliche Kräfte notwendig, um die weitere Bewegung des Tauchkolbens zu stoppen, die auf eine Mutter als Blockiervorrichtung wirken. Des weiteren sind keine Auslösevorrichtungen zum Betätigen der Blockiervorrichtung vorgesehen, sondern die Blockiervorrichtung in Form der Blockiermutter muß vor dem Start der Injektionsprozedur positioniert werden, um eine Begrenzung der Bewegung des Tauchkolbens sicherzustellen.
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Verkleinerung und Vereinfachung eines mechanischen Blockiermechanismus und eines diesen Mechanismus verwendenden Injektorkopfes zu erhalten, während ein mechanischer Sicherheitsmechanismus des mechanischen Blockiermechanismus und der diesen Mechanismus verwendende Injektorkopf beibehalten wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 5 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In einem mechanischen Blockiermechanismus, der auf der vorliegenden Erfindung basiert, gibt es einen mechanischen Blockiermechanismus zum Stoppen einer beweglichen Welle, die in der Lage ist, sich hin- und her zu bewegen, und er weist einen Antrieb der beweglichen Welle zur Umwandlung einer Rotationsbewegung eines Antriebs in eine Bewegung in einer bestimmten Richtung auf, um eine hin- und her gehende Bewegung auf die vorstehend genannte bewegliche Welle zu übertragen, und eine Sicherheitsvorrichtung zum Verhindern einer Rotation einer Rotationswelle des vorstehend genannten Antriebs durch eine mechanische Betätigung, wenn sich die vorstehend genannte bewegliche Welle über eine vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Somit ist ein auf die Rotationswelle des Antriebs wirkendes Drehmoment viel kleiner als ein auf die bewegliche Welle wirkendes Drehmoment, und daher ist es möglich, die Bewegung der beweglichen Welle mit einer geringen Kraft zu stoppen, indem die Rotation der Rotationswelle des Antriebs durch eine mechanische Betätigung verhindert wird. Deshalb wird auch die auf die die Sicherheitsvorrichtung bildenden Komponenten wirkende Belastung reduziert und es ist möglich, eine Verkleinerung dieser Komponenten und dementsprechend eine Verkleinerung des mechanischen Blockiermechanismus zu erzielen.
Um die vorstehend genannte Erfindung auszuführen, wird der folgende Aufbau verwendet: Die vorstehend genannte Sicherheitsvorrichtung enthält in der Nähe der vorstehend genannten Rotationswelle eine Blockiervorrichtung, die in der Lage ist, eine Rotation der Rotationswelle des vorstehend genannten An triebs zu verhindern, und eine Auslösevorrichtung, die die vorstehend genannte Blockiervorrichtung mechanisch betätigt, so daß die vorstehend genannte Blockiervorrichtung die vorstehend genannte Rotationswelle zurückhält, wenn sich die vorstehend genannte bewegliche Welle über die vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Des weiteren ist die vorstehend genannte Blockiervorrichtung in der Lage, eine erste Position auszuwählen, die eine Rotation der vorstehend genannten Rotationswelle verhindert, und eine zweite Position, die eine Rotation der Rotationswelle freigibt, und die vorstehend genannte Auslösevorrichtung enthält einen Erfassungsmechanismus zur mechanischen Erfassung eines Bewegungsendes der vorstehend genannten beweglichen Welle, und einen Verbindungsmechanismus, der die vorstehend genannte Blockiervorrichtung in der ersten Position einstellt, durch den vorstehend genannten Erfassungsmechanismus, wenn sich die vorstehend genannte bewegliche Welle über die vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Diese Konstruktion erlaubt, daß die Erfassung der Position der beweglichen Welle durch den Erfassungsmechanismus implentierbar ist, der nur aus einer mechanischen Konstruktion besteht, wodurch die Betriebssicherheit des mechanischen Blockiermechanismus ungeachtet eines Versagens einer elektrischen Steuerung erzielt werden kann.
In einem Injektorkopf, der auf der vorliegenden Erfindung basiert, ist ein Injektorkopf vorgesehen, in dem eine mit einem Kontrastmittel gefüllte Spritze vorgesehen ist, und er weist einen Tauchkolben auf, der in der Lage ist, sich in einer Richtung der Bewegung eines Kolbens in der vorstehend genannten Spritze hin- und her zu bewegen, einen Tauchkolbenantrieb zum Umwandeln der Rotationsbewegung eines Motors in eine lineare Bewegung, um die hin- und her gehende Bewegung auf den vorstehend genannten Tauchkolben zu übertragen, und eine Sicherheitsvorrichtung zur Verhinderung der Drehung einer Rotationswelle des vorstehend genannten Motors durch einen mechanischen Vorgang, wenn sich der vorstehend genannte Tauchkolben über eine vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Auf diese Weise ist das auf die Rotationswelle des Motors wirkende Drehmoment viel geringer als das auf den Tauchkolben wirkende Drehmoment und folglich ist es möglich, die Bewegung des Tauchkolbens mit einer geringen Kraft zu stoppen, indem die Rotation der Rotationswelle des Motors durch einen mechanischen Vorgang zurückgehalten wird. Deshalb reduziert sich auch die auf die die Sicherheitsvorrichtung bildenden Komponenten aufgebrachte Belastung und es ist möglich, eine Verkleinerung dieser Komponenten und eine Verkleinerung des diesen folgenden Injektorkopfes zu erzielen.
Um die vorstehend genannte Erfindung auszuführen, wird die folgende Konstruktion verwendet: Die vorstehend genannte Sicherheitsvorrichtung enthält eine Blockiervorrichtung, die in der Nähe der vorstehend genannten Rotationswelle vorgesehen ist, um in der Lage zu sein, eine Rotation der Rotationswelle des vorgenannten Motors zu verhindern, und eine Auslösevorrichtung, die die vorstehend genannte Blockiervorrichtung mechanisch betätigt, so daß die vorstehend genannte Blockiervorrichtung die vorstehend genannte Rotationswelle zurückhält, wenn sich der vorstehend genannte Tauchkolben über die vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Die vorstehend genannte Blockiervorrichtung ist vorzugsweise so vorgesehen, daß sie in der Lage ist, eine erste Position zu wählen, die die Rotation der vorstehend genannten Rotationswelle zurückhält, und eine zweite Position, die die Rotation der vorstehend genannten Rotationswelle freigibt, und die vorstehend genannte Auslösevorrichtung enthält einen Erfassungsmechanismus zur mechanischen Erfassung eines Bewegungsendes des vorstehend genannten Tauchkolbens, und einen Verbindungsmechanismus, der durch den vorstehend genannten Erfassungsmechanismus die vorstehend genannte Blockiervorrichtung in der ersten Position einstellt, wenn sich der vorstehend genannte Tauchkolben über die vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Diese Konstruktion ermöglicht es, daß die Erfassung der Position des Tauchkolbens durch den Erfassungsmechanismus implentierbar ist, der nur aus einer mechanischen Konstruktion besteht, wodurch die Betriebssicherheit des Injektorkopfes ungeachtet eines Versagens einer elektrischen Steuerung erzielt werden kann.
Als ein weiterer bevorzugter Modus in dem vorstehend genannten mechanischen Blockiermechanismus und in dem Injektorkopf enthält die vorstehend genannte Blockiervorrichtung einen fixierten Verriegelungsring, der um die vorstehend genannte Rotationswelle herum vorgesehen ist und einen Nutabschnitt enthält, der eine solche Gleitoberfläche besitzt, daß sich der Abstand zwischen der Gleitoberfläche und der Mitte der vorstehend genannten Rotationswelle allmählich entlang einer vorbestimmten Rotationsrichtung der vorstehend genannten Rotationswelle verkürzt, auf einer Seite, die der vorstehend genannten Rotationswelle gegenüberliegt, einen Verriegelungszapfen, der in dem vorstehend genannten Nutabschnitt angeordnet ist, und einen beweglichen Verriegelungsring, der den vorstehend genannten Verriegelungszapfen hält; um zwischen einer ersten Position, die den vorstehend genannten Verriegelungszapfen zwischen ei ner Oberfläche der vorstehend genannten Gleitoberfläche anordnet, in der der Abstand zwischen der Gleitoberfläche und der vorstehend genannten Rotationswelle am kürzesten ist, und eine Rotation der vorstehend genannten Rotationswelle durch einen Keileffekt verhindert, und einer zweiten Position, die die Rotation der vorstehend genannten Rotationswelle in dem vorstehend genannten Nutabschnitt freigibt, bewegbar zu sein.
Des weiteren enthält der vorstehend genannte Erfassungsmechanismus eine Nachfolgerotationswelle, die der Rotation des vorstehend genannten Antriebs oder des vorstehend genannten Motors folgend rotiert, eine Körperplatte, die denselben Rotationsmittelpunkt wie den Rotationsmittelpunkt der vorstehend genannten Nachfolgerotationswelle besitzt, ein erstes Zahnrad, das denselben Rotationsmittelpunkt wie den Rotationsmittelpunkt der Nachfolgerotationswelle besitzt, auf das die Rotation der Nachfolgerotationswelle durch einen Mechanismus der ersten Verzahnung, die am Umfangsabschnitt der vorstehend genannten Körperplatte gelagert ist, übertragen wird, und ein zweites Zahnrad, das denselben Rotationsmittelpunkt wie den Rotationsmittelpunkt der vorstehend genannten Nachfolgerotationswelle besitzt, das einen spezifischen Rotationssteuermechanismus besitzt und so angeordnet ist, daß es der vorstehend genannten ersten Verzahnung gegenüberliegt, wobei eine Oberfläche entweder von der vorstehend genannten ersten Verzahnung oder dem vorstehend genannten zweiten Zahnrad gegenüber dem anderen Zahnrad mit einem Zapfen versehen ist, der zu dem anderen Zahnrad vorsteht, und wobei eine Oberfläche des anderen Zahnrades, das einem der Zahnräder gegenüberliegt, mit einem ringförmigen Führungsschlitz versehen ist, der beide Endabschnitte besitzt und sich entlang der Rotationsortskurve des Zapfens erstreckt, um in der Lage zu sein, den vorstehend genannten Zapfen aufzunehmen, und wobei der vorstehend genannte Verbindungsmechanismus einen Eingriffszapfen besitzt, der auf dem vorstehend genannten beweglichen Verriegelungsring vorgesehen ist, einen Betätigungsmechanismus, der vorgesehen ist, um um eine vorbeschriebene Achse zur Rotation des vorstehend genannten beweglichen Verriegelungsrings drehbar zu sein, so daß ein Ende des vorstehend genannten Verriegelungszapfens in der ersten Position mit dem vorstehend genannten Eingriffszapfen in Eingriff steht, und eine Verbindungsstange, die ein Ende besitzt, das mittels eines Universalgelenkes mit dem Umfangsabschnitt der vorstehend genannten Körperplatte gekoppelt ist, und bei der das andere Ende mittels eines Universalgelenkes mit dem anderen Ende des Betätigungsmechanismus gekoppelt ist.
Des weiteren besitzt der vorstehend genannte Betätigungsmechanismus eine elektrische Signalerzeugungsvorrichtung, die die Bewegung des vorstehend genannten Betätigungsmechanismus in ein elektrisches Signal umwandelt.
Zusätzlich besitzt die vorstehend genannte Auslösevorrichtung eine Vorrichtung, die den Hub der vorstehend genannten beweglichen Welle oder des vorstehend genannten Tauchkolbens begrenzt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Explosionsdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die Hauptkomponenten zerlegt sind, um den inneren Aufbau eines Injektorkopfes in einer Ausführungsform, die auf der vorliegenden Erfindung basiert, klar zu zeigen.
2 ist eine Explosionsdarstellung zur Erläuterung der Konstruktion einer Verriegelungsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform, die auf der vorliegenden Erfindung basiert.
3A und 3B sind Schnittansichten entlang der Linie X-X in 2 in einem Zustand des Zusammenbaus der Verriegelungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, die auf der vorliegenden Erfindung basiert.
4A und 4B sind schematische Zeichnungen eines beweglichen Verriegelungsrings 6 des Injektorkopfes gemäß der Ausführungsform, die auf der vorliegenden Erfindung basiert, wobei 4A eine Vorderansicht. und 4B eine Draufsicht ist.
5 ist eine Vorderansicht eines fixierten Verriegelungsrings 8 des Injektorkopfs gemäß der Ausführungsform, die auf der vorliegenden Erfindung basiert.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konstruktion eines Betätigungsmechanismus des Injektorkopfes gemäß der Ausführungsform, auf der die vorliegende Erfindung basiert, zeigt.
7 ist eine Vorderansicht, die einen schematischen Aufbau eines elektrischen Signalumwandlungsmechanismus 700 des Injektorkopfes gemäß der Ausführungsform, die auf der vorliegenden Erfindung basiert, zeigt.
8 ist eine erste schematische Darstellung, die typischerweise Funktionen eines Erfassungsmechanismus 210 entsprechend einer Ansicht entlang des Pfeils V in 1 zeigt.
9 ist eine modellhafte Darstellung zur Erläuterung der Position eines Tauchkolbens 20 in dem Zustand aus 8.
10 ist eine zweite schematische Darstellung, die typischerweise Funktionen des Erfassungsmechanismus 210 entsprechend der Ansicht entlang des Pfeils V in 1 zeigt.
11 ist eine dritte schematische Darstellung, die typischerweise die Funktionen des Erfassungsmechanismus 210 entsprechend der Ansicht entlang des Pfeils V in 1 zeigt.
12 ist eine vierte schematische Darstellung, die typischerweise Funktionen des Erfassungsmechanismus 210 entsprechend der Ansicht entlang des Pfeils V in 1 zeigt.
13 ist eine modellhafte Darstellung zur Erläuterung der Position des Tauchkolbens 20 in dem in 12 gezeigten Zustand.
14 ist eine fünfte schematische Darstellung, die typischerweise Funktionen des Erfassungsmechanismus 210 entsprechend der Ansicht entlang des Pfeils V in 1 zeigt.
Die 15A und 15B sind fünfte schematische Darstellungen, die typischerweise Funktionen des Erfassungsmechanismus 210 entsprechend der Ansicht entlang des Pfeils V in 1 zeigen.
16 ist eine modellhafte Darstellung, die die Funktionen des elektrischen Signalumwandlungsmechanismus 700 zeigt.
Bester Modus zur Ausführung der Erfindung
Ein mechanischer Blockiermechanimus gemäß einer Ausführungsform, die auf der vorliegenden Erfindung basiert, wird nun unter Bezugnahme auf einen Fall der Anwendung dieses Mechanismus auf einen medizinischen Injektorkopf beschrieben. Zuerst wird die Konstruktion eines Injektorkopfes 1000 gemäß der Ausführungsform, die auf der vorliegenden Erfindung basiert, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 zeigt einen Zustand, in dem die Hauptkomponenten zerlegt sind, während die Darstellung eines Rahmens zur Lagerung dieser Hauptkomponenten und eines Potentiometers zur Positionssteuerung eines Tauchkolbens, etc., weggelassen werden, um den inneren Aufbau klar zu zeigen.
Es wird angenommen, daß eine Spritze 1 mit einem darin eingefüllten Kontrastmittel an diesem Injektorkopf 1000 angebracht ist.
[Aufbau eines Injektorkopfes 1000]
Der Injektorkopf 1000 gemäß dieser Ausführungsform enthält einen Tauchkolben 20 als bewegliche Welle, die in der Lage ist, sich in einer Richtung der Bewegung eines Kolbens 1a in der Spritze 1 hin- und her zu bewegen, einen Tauchkolbenantrieb 500 zur Umwandlung einer Rotationsbewegung eines Tauchkolbenmotors 2 als Antrieb in eine Linearbewegung, um die hin- und her gehende Bewegung auf diesen Tauchkolben 20 zu übertragen, und eine Sicherheitsvorrichtung 600 als Sicherheitsvorrichtung zur Verhinderung der Rotation einer Rotationswelle 2a des Tauchkolbenmotors 2 durch einen mechanischen Vorgang, wenn sich der Tauchkolben 20 über eine vorbestimmte Position hinaus bewegt.
[1] Tauchkolbenantrieb 500
Ein Ritzel 4 ist auf der Rotationswelle 2a des Tauchkolbenmotors 2 befestigt. Das Ritzel 4 besitzt einen Körperabschnitt 4a und ein Ritzelzahnrad 4b und die Rotationswelle 2a steht mit dem Körperabschnitt 4a in Eingriff. Vorzugsweise wird eine Kupplungskonstruktion, die leicht von der Rotationswelle 2a getrennt wird und in der Lage ist, einen äußeren Stoß zu absorbieren, für den Körperabschnitt 4a verwendet.
Die Rotation der Rotationswelle 2a des Tauchkolbenmotors 2 wird durch einen Getriebezug auf eine Kugelumlaufspindel 18 übertragen, der aus dem Ritzelzahnrad 4b, einem (großen) Zahnrad 14a und einem (kleinen) Zahnrad 14b, das auf einer Rotationswelle 14 montiert ist, und einem Zahnrad 16a, das auf einer Nachfolgerotationswelle 16 montiert ist, besteht. Eine Tauchkolbenbasis 20a, die auf ihrer inneren Umfangsoberfläche mit einem Gewinde versehen ist, steht mit der Kugelumlaufspindel 18 in Eingriff. Die Rotationsbewegung des Tauchkolbenmotors 2 wird aufgrund der vorstehend genannten Konstruktion in eine lineare Bewegung des Tauchkolbens 20 umgewandelt.
[2] Sicherheitsvorrichtung 600
Die Sicherheitsvorrichtung 600 enthält eine Verriegelungsvorrichtung 100, die auf der Rotationswelle 2a vorgesehen ist, um in der Lage zu sein, eine Rotation der Rotationswelle 2a des Tauchkolbenmotors 2 zurückzuhalten, und eine Auslösevorrichtung 200, die die Verriegelungsvorrichtung 100 mechanisch betätigt, so daß die Verriegelungsvorrichtung 100 die Rotationswelle 2a zurückhält, wenn sich der Tauchkolben 20 über eine vorbestimmte Position hinaus bewegt.
(1) Spezifische Konstruktion der Verriegelungsvorrichtung 100
Die spezifische Konstruktion der Verriegelungsvorrichtung 100 wird unter Bezugnahme auf die 1, die 2 und die 3A und die 3B beschrieben. 2 ist eine Explosionsdarstellung zur Erläuterung des Aufbaus der Verriegelungsvorrichtung 100 und 3A und 3B sind Schnittansichten eines Zustandes beim Zusammenbau der Verriegelungsvorrichtung 100 entlang der Linie X-X in 2.
Der Körperabschnitt 4a des Ritzels 4 steht mit der Rotationswelle 2a in einem solchen Zustand in Eingriff, daß die Rotationswelle 2a des Tauchkolbenmotors 2 in eine Rotorwellenbohrung 80a, die in einem Rahmen 80 (siehe 2) vorgesehen ist, eingesetzt ist. Ein beweglicher Verriegelungsring 6 ist drehbar auf der Außenumfangsoberfläche des Körperabschnitts 4a des Ritzels 4 angeordnet.
Ein fixierter Verriegelungsring 8 ist auf der Außenumfangsoberfläche des beweglichen Verriegelungsrings 6 angeordnet und dieser fixierte Verriegelungsring 8 ist durch Befestigungsbol zen 12 durch Befestigungslöcher 8d, die auf dem fixierten Verriegelungsring 8 vorgesehen sind, und durch Befestigungslöcher 80b, die auf dem Rahmen 80 vorgesehen sind (siehe 2), an dem Rahmen 80 befestigt. Verriegelungszapfen 10 sind zwischen einem Speicherabschnitt 6c (Details werden später beschrieben) des beweglichen Verriegelungsrings 6 und konkaven Abschnitten 8b (Details werden später beschrieben) des fixierten Verriegelungsrings 8 gelagert.
Der bewegliche Verriegelungsring 6 ist mit einer Schraubenfeder 6d zur Begrenzung der Rotation in einer Richtung D1 in 1 versehen.
Der bewegliche Verriegelungsring 6, der fixierte Verriegelungsring 8 und die Verriegelungszapfen 10 müssen einer Präzision und Festigkeit genügen und es ist daher vorzuziehen, ein Material zu verwenden, das für Lager oder dergleichen verwendet wird, wie beispielsweise ein gehärtetes Stahlerzeugnis.
Der detaillierte Aufbau des beweglichen Verriegelungsrings 6 wird unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben. 4A ist eine Vorderansicht des beweglichen Verriegelungsrings 6 und 4B ist eine Draufsicht des beweglichen Verriegelungsrings 6. Der bewegliche Verriegelungsring 6 besitzt einen ringförmigen beweglichen Ringkörper 6a, Eingriffszapfen 6b, die auf einer Oberflächenseite des beweglichen Ringkörpers 6a an Positionen vorgesehen sind, die einander um 180° gegenüberliegen, und die Lagerabschnitte 6c, die auf der anderen Oberflächenseite des beweglichen Ringkörpers 6a an Positionen vorgesehen sind, die einander um 180° gegenüberliegen, und die auf Positionen vorgesehen sind, die von den Eingriffszapfen 6b um 90° abweichen. Die Verriegelungszapfen 10 sind in diesen Speicherabschnitten 6c gelagert, wie vorstehend beschrieben wurde.
Der detaillierte Aufbau des fixierten Verriegelungsrings 8 wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 ist eine Vorderansicht des fixierten Verriegelungsrings 8. Der fixierte Verriegelungsring 8 besitzt einen ringförmigen fixierten Ringkörper 8a, die konkaven Abschnitte 8b und die Befestigungslöcher 8d. Die konkaven Abschnitte 8b besitzen solche Gleitoberflächen 8c, so daß sich die Abstände (Abstände L1 in der Figur) zwischen denselben und einem Rotationswellenmittelpunkt C entlang einer vorbestimmten Drehrichtung (Richtung des Pfeils A1 in der Figur) der Rotationswelle 2a des Tauchkolbenmotors 2 allmählich verkürzen.
In der Verriegelungsvorrichtung 100, die aus dem vorstehend genannten Aufbau besteht, zeigt der in 3A gezeigte Zustand eine Position (zweite Position), in der der bewegliche Verriegelungsring 6 die Drehung des Ritzels 4 und der Rotationswelle 2a freigibt, und der in 3B gezeigte Zustand zeigt eine Position (erste Position), in der der bewegliche Verriegelungsring 6 in einer Richtung des Pfeils D1 in der Figur rotiert, wodurch die Verriegelungszapfen 10 zwischen Oberflächen angeordnet werden, in denen die Abstände zwischen der Gleitoberfläche 8c und dem Ritzel 4, das die Rotationswelle 2a enthält, am kürzesten sind, und wodurch die Drehung des Ritzels 4, das die Rotationswelle 2a enthält, durch einen Keileffekt fixiert. Somit besteht eine Konstruktion, die in der Lage ist, die erste Position und die zweite Position des beweglichen Verriegelungsrings 6 auszuwählen, indem der bewegliche Verriegelungsring 6 mit den Eingriffszapfen 6b gedreht wird.
(2) Spezifischer Aufbau der Auslösevorrichtung 200
Der spezifische Aufbau der Auslösevorrichtung 200 wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Auslösevorrichtung 200 enthält einen Erfassungsmechanismus 210 zum mechanischen Erfassen eines Bewegungsendes des Tauchkolbens 20, und einen Verbindungsmechanismus 220, der die vorstehend genannte Verriegelungsvorrichtung 100 durch den Erfassungsmechanismus 210 in die erste Position einstellt, wenn sich der Tauchkolben 20 über eine vorbestimmte Position hinaus bewegt.
(i) Spezifischer Aufbau des Erfassungsmechanismus 210
Der spezifische Aufbau des Erfassungsmechanismus 210 wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben Die Darstellung eines Potentiometers zur Positionssteuerung einer Stopperplatte 26 und einer Taukolbenplatte 28, die später beschrieben werden, wird weggelassen. Es ist die Nachfolgerotationswelle 16, die der Rotation des Tauchkolbenmotors 2 folgt, vorgesehen.
Eine erste Körperplatte 22 und eine zweite Körperplatte 24, die dieselben Drehmittelpunkte wie der Drehmittelpunkt dieser Nachfolgerotationswelle 16 besitzen, sind mit einem vorbestimmten Raum angeordnet. Die zweite Körperplatte 24 ist auf der ersten Körperplatte 22 mit Befestigungsbolzen 30 durch Befestigungsvorsprünge 22b, die auf der ersten Körperplatte 22 vorgesehen sind, und durch Befestigungslöcher 24b, die auf der zweiten Körperplatte 24 vorgesehen sind, montiert, so daß die erste Körperplatte 22 und die zweite Körperplatte 24 gemeinsam drehbar sind. Die erste Körperplatte 22 ist mit einer axialen Bohrung 22a versehen, während die zweite Körperplatte 24 mit einer axialen Bohrung 24a vorgesehen ist, und die Nachfolgero tationswelle 16 erstreckt sich drehbar durch diese axiale Bohrung 22a und die axiale Bohrung 24a.
Die Tauchkolbenplatte 28 als ein erstes Zahnrad und die Stopperplatte 26 als ein zweites Zahnrad, die dieselben Drehmittelpunkte wie der Drehmittelpunkt der Nachfolgerotationswelle 16 besitzen, sind zwischen der ersten Körperplatte 22 und der zweiten Körperplatte 24 angeordnet. Die Tauchkolbenplatte 28 ist mit einer axialen Bohrung 28a versehen, während die Stopperplatte 26 mit einer axialen Bohrung 26a versehen ist, und die Nachfolgerotationswelle 16 erstreckt sich drehbar durch diese axiale Bohrung 28a und die axiale Bohrung 26a.
Um die Tauchkolbenplatte 28 ist eine Verzahnung 28b vorgesehen und eine Rotation der Nachfolgerotationswelle 16 wird durch einen ersten Getriebemechanismus auf die Tauchkolbenplatte 28 übertragen, der aus einem Ritzel 32 und einem Satellitenzahnrad 34 besteht. Das Satellitenzahnrad 34 besitzt eine Verzahnung 34a, die mit dem Ritzel 32 wälzt, eine Verzahnung 34b, die mit der Verzahnung 28b wälzt, und eine Rotationswelle 34c, die die Verzahnung 34a und die Verzahnung 34b trägt. Das Satellitenzahnrad 34 wird durch die erste Körperplatte 22 und eine axiale Bohrung 24c, die auf dem Umfangsabschnitt der zweiten Körperplatte 24 vorgesehen ist, um um die Rotationswelle 34c drehbar zu sein, gelagert.
Ein Tauchkolbenzapfen 28c, der zu dem zweiten Zahnrad 26 vorsteht, ist auf einer Oberfläche der Tauchkolbenplatte 28 gegenüber der Stopperplatte 26 vorgesehen. Ein ringförmiger Führungsschlitz 26c, der einen ersten Endabschnitt 26d und einen zweiten Endabschnitt 26e besitzt und sich entlang der Rotationsortskurve des Tauchkolbenzapfens 28c erstreckt, ist auf einer Oberfläche der Stopperplatte 26 gegenüber der Tauchkolben platte 28 vorgesehen, um in der Lage zu sein, den Tauchkolbenzapfen 28c aufzunehmen.
Am Umfang der Stopperplatte 26 ist eine Verzahnung 26b vorgesehen und sie besitzt einen mechanischen Motor 36 und ein Steuerzahnrad 38, das auf einer Rotationswelle 36a dieses mechanischen Motors 36 befestigt ist, um mit der Verzahnung 26b zu wälzen, als ein Rotationssteuermechanismus für die Stopperplatte 26. Es ist vorteilhaft, einen Zahnradmotor zu verwenden, um dem mechanischen Motor 36 ebenfalls die Aufgabe zu überlassen, die Rotation der Stopperplatte 26 zu verhindern.
Während der Tauchkolbenzapfen 28c auf der vorstehend genannten Tauchkolbenplatte 28 vorgesehen ist und der Führungsschlitz 26c auf der Stopperplatte 26 vorgesehen ist, ist es auch möglich, den Führungsschlitz 26c auf der Tauchkolbenplatte 28 vorzusehen und den Tauchkolbenzapfen 28c auf der Stopperplatte 26 vorzusehen. Des weiteren ist es auch möglich, den Führungsschlitz 26c durch den Tauchkolbenzapfen 28c zu ersetzen.
(ii) Spezifischer Aufbau des Verbindungsmechanismus 220
Der spezifische Aufbau des Verbindungsmechanismus 220 wird unter Bezugnahme auf 1 und 6 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines Betätigungsmechanismus (später beschrieben) zeigt.
Eine Stoßplatte 42, die mit den Eingriffszapfen 6b in Eingriff steht und die auf dem vorstehend genannten beweglichen Verriegelungsring 6 vorgesehen ist, und ein Verbindungszapfen 40, der diese Stoßplatte 42 auf einem Ende mit einer Schraube 50 lagert, sind auf dem Rahmen 80 montiert, um um eine Achse X1 drehbar zu sein (siehe 1).
Ein anderes Ende einer Verbindungsstange 44 ist durch ein Universalgelenk 48 mit dem anderen Ende des Verbindungszapfens 40 gekoppelt. Wie in 6 gezeigt ist, rotiert der Verbindungszapfen 40 in einer Richtung B1 um die Achse X1, während die Stoßplatte 42 in einer Richtung C1 um die Achse X1 rotiert, wenn sich die Verbindungsstange 44 in einer Richtung A1 bewegt. Wenn sich die Verbindungsstange 44 in einer Richtung A2 bewegt, rotiert der Verbindungszapfen 40 in einer Richtung B2 um die Achse X1, während die Stoßplatte 42 in einer Richtung C2 um die Achse X1 rotiert.
Andererseits ist ein Ende der Verbindungsstange 44 durch ein Universalgelenk 46 auf dem Umfangsabschnitt der ersten Körperplatte 22 befestigt. Die Universalgelenke 46 und 48 werden zum Koppeln der Verbindungsstange 44 verwendet, da die erste Körperplatte 22 rotiert und folglich die Gelenke mit geringem Spiel, erforderlich sind, aufgrund der Notwendigkeit zum direkten Übertragen einer Bewegung der ersten Körperplatte 22 auf den Verbindungsmechanismus 220.
In dem Verbindungsmechanismus 220, der aus dem oben beschriebenen Aufbau besteht, rotiert die Stoßplatte 42 in der Richtung C1 um die Achse X1, wenn die Verbindungsstange 44 durch die erste Körperplatte 2 unter Bezugnahme auf 1 in die Richtung A1 nach oben gezogen wird. Somit rotiert der bewegliche Verriegelungsring 6 in einer Richtung D1 und der Verriegelungszapfen 10 erreicht die erste Position.
In dieser Ausführungsform wird ein Umwandlungsmechanismus für ein elektrische Signal 700 zum Ausgeben der Funktion des Verbindungsmechanismus 220 als elektrisches Signal verwendet. Dieser Umwandlungsmechanismus für ein elektrisches Signal 700 wird nun unter Bezugnahme auf 1 und 7 beschrieben. 7 ist eine Vorderansicht, die den schematischen Aufbau des Umwandlungsmechanismus für das elektrische Signal 700 zeigt.
Schaltplatten 52 und 54 sind vorgesehen, um den Verbindungszapfen 40 von oben und von unten zu halten. Eine Spiralfeder 70 ist auf einzelnen Enden der Schaltplatten 52 und 54 mit Schrauben 66 und 68 befestigt. Die anderen Enden der Schaltplatten 52 und 54 sind jeweils im bezug zu dem Rahmen (nicht gezeigt) mit Schrauben 56 und 58 um die Schrauben 56 und 58 herum montiert. Deshalb ist die Schaltplatte 52 in einer Richtung E1 in der Figur drehbar und die Schaltplatte 54 ist in einer Richtung E2 in der Figur drehbar.
Mikroschalter 60 und 62 sind auf den jeweiligen Schaltplatten 52 und 54 in einem Zustand montiert, in dem sie mit dem Verbindungszapfen 40 in einem allgemeinen Zustand in Kontakt stehen. Jegliche Arte an Mikroschaltern, die EIN-Signale in dem Kontaktzustand mit dem Verbindungszapfen 40 erzeugen, oder die EIN-Signale in einem von dem Verbindungszapfen 40 erzeugten Zustand, können für die Mikroschalter 60 und 62 verwendet werden.
Die Stoßplatte 42 ist nicht direkt mit dem beweglichen Verriegelungsring 6 gekoppelt, sondern in einem Zustand eingestellt, in dem sie mit den Eingriffszapfen 6b in Eingriff steht, die auf dem beweglichen Verriegelungsring 6 vorgesehen sind, um das Aufbringen eines Stoßes auf die Stoßplatte 42 zu vermeiden, wenn eine große Kraft auf den beweglichen Verriegelungsring 6 aufgebracht wird.
[Funktion des Injektorkopfes 1000]
Nun werden unter Bezugnahme auf die 8 bis 16 die Funktionen des Injektorkopfes 1000, der aus der oben beschriebenen Struktur besteht, beschrieben. 8, 10, 11, 12 und 14 sind schematische Darstellungen, die typischerweise den Erfassungsmechanismus 210 entsprechend der Ansichten entlang einer Linie V in 1 zeigen. Zur einfacheren Darstellung ist die Tauchkolbenplatte 28 mit zwei punktierten, gestrichelten Linien gezeigt und die Darstellung der zweiten Körperplatte 24 ist weggelassen.
9 ist eine modellhafte Darstellung zur Erläuterung der Position des Tauchkolbens 20 in dem Zustand aus 8, und 13 ist eine modellhafte Darstellung zur Erläuterung der Position des Tauchkolbens 20 in dem Zustand aus 12. 15A und 15B sind modellhafte Darstellungen zur Erläuterung der Funktionen des Verbindungsmechanismus 220 in dem Zustand aus 14, und 16 ist eine schematische Darstellung, die den Zustand des Umwandlungsmechanismus für ein elektrisches Signal 700 in dem Zustand aus 14 zeigt.
Zuerst zeigen 8 und 9 eine Anfangszustandsposition des Tauchkolbens 20. In dieser Anfangszustandsposition befindet sich der Tauchkolben 20 in einer Position, die dem Zahnrad 16a am nächsten ist, und das Ende 26d des Führungsschlitzes 26c, der auf der Stopperplatte 26 vorgesehen ist, befindet sich in der Position des Tauchkolbenzapfens 28c, der auf der Tauchkolbenplatte 28 vorgesehen ist.
Bezugnehmend auf 10 wird anschließend der Bewegungsbetrag des Tauchkolbens 20 festgelegt. Es besteht ein proportionales Verhältnis zwischen der Einspritzrate des Kontrastmittels durch die Bewegung des Tauchkolbens 20 und der Kreisbogenlänge des Führungsschlitzes 26c. Wenn L1 (Millimeter) als Kreisbogenlänge ausgewählt wird, die der Einspritzrate des Kontrastmittels durch Bewegung des Tauchkolbens 20 entspricht, werden der mechanische Motor 36 und das Steuerzahnrad 38 in eine Richtung S1 gedreht und die Stopperplatte 26 wird in eine Richtung S2 gedreht, um den Kreisbogenabstand zwischen dem anderen Ende 26e des Führungsschlitzes 26c und dem Tauchkolbenzapfen 28c so festzulegen, daß er L1 + α (mm) erreicht. α (mm) gibt eine Kreisbogenlänge an, die einer zulässigen Menge entspricht, die durch die Einspritzrate des Kontrastmittels überschritten werden darf, und der Wert α (mm) ist so festgelegt, daß die zulässige Menge 1 bis 2 (ml) beträgt.
Gemäß 11 wird der Tauchkolbenmotor 2 in eine Richtung S4 gedreht, um das Ritzel 32 in der Richtung S4 in einen Zustand zu drehen, in dem der mechanische Motor 36 gestoppt und die Stopperplatte 26 fixiert wird. Somit rotiert das Satellitenzahnrad 34 in einer Richtung S5 und die Tauchkolbenplatte 28 rotiert in einer Richtung S6, wodurch sich der Tauchkolbenzapfen 28c zum anderen Ende 26e des Führungsschlitzes 26c bewegt.
Gemäß 12 eilt der Tauchkolben 20 um L1 vor, wie in 13 gezeigt ist, in einen solchen Zustand, so daß der Tauchkolbenzapfen 28c mit dem anderen Ende 26e des Führungsschlitzes 26c in Kontakt steht. Der Tauchkolbenzapfen 28c, der sich aufgrund der Drehung des Tauchkolbenmotors 2 weiter bewegt, kann sich nicht bewegen, da der Tauchkolbenzapfen 28c mit dem anderen Ende 26e des Führungsschlitzes 26c in Kontakt ist. Gemäß 14 stoppt die Rotation der Tauchkolbenplatte 28, da sich der Tauchkolbenzapfen 28c nicht bewegen kann.
Somit wird die Rotationskraft des Tauchkolbenmotors 2 in eine Kraft umgewandelt, die das Satellitenzahnrad 34 in einer Richtung S7 entlang der Verzahnung 28b, die auf der Tauchkolbenplatte 28 vorgesehen ist, dreht. Das Satellitenzahnrad 34 wird durch die erste Körperplatte 22 und die zweite Körperplatte 24 gelagert und daher rotieren auch die erste Körperplatte 22 und die zweite Körperplatte 24 gemeinsam mit dem Satellitenzahnrad 34 in der Richtung S7. Daraus folgt, daß die Verbindungsstange 44, die mit der ersten Körperplatte 22 gekoppelt ist, in die Richtung A1 nach oben gezogen wird.
Wenn die Verbindungsstange 44 in die Richtung A1 nach oben gezogen wird, rotiert der Verbindungszapfen 40 in der Richtung B1 um die Achse X1 und die Verbindungsstange 44 rotiert in der Richtung B1, wie in 15A und 15B gezeigt ist. Somit rotieren die Eingriffszapfen 6b in der Richtung D1 und die Verriegelungszapfen 10, die durch den beweglichen Verriegelungsring 6 gehalten werden, erreichen die erste Position, die in 3B gezeigt ist, um die Rotationswelle 2a und das Ritzel 4 durch den Keileffekt mechanisch zurückzuhalten. Somit folgt daraus, daß die Sicherheitsvorrichtung 600 gemäß dieser Ausführungsform arbeitet.
Während der Tauchkolben 20 ursprünglich gesteuert wird, um automatisch an einer im vorhinein eingestellten Einspritzrate zu stoppen, führt der oben genannte Umwandlungsmechanismus für ein elektrisches Signal 700 eine Steuerung zur Zurückhaltung der Rotation des Tauchkolbenmotors 2 durch, wenn dieser nicht gestoppt wird.
Genauer gesagt wird die Verbindungsstange 44 nach oben in Richtung A1 gezogen und die Schaltplatte 52 wird durch den Verbindungszapfen 50 nach oben angehoben, wie in 16 ist, wenn der Tauchkolben 20 ohne zu stoppen vorwärts schreitet. Folglich gelangt der Mikroschalter 60 in einen AUS-Zustand, wird auf ein vorbeschriebenes elektrisches Signal umgewandelt und führt eine Steuerung zur Zurückhaltung der Rotation des Tauchkolbenmotors 2 durch. Deshalb wird die Sicherheitsvorrichtung 600 für den Fall, in dem die elektrische Steuerung versagt, als Rückfallsicherung verwendet.
Somit ist das auf die Rotationswelle 2a des Tauchkolbenmotors 2 wirkende Drehmoment in dem Injektorkopf 1000 gemäß dieser Ausführungsform kleiner als ein Drehmoment, das auf den Tauchkolben 20 wirkt, wodurch es möglich ist, die Bewegung des Tauchkolbens 20 mit einer geringen Kraft zu stoppen, indem die Rotation der Rotationswelle 2a des Tauchkolbenmotors 2 durch einen mechanischen Betrieb zurückgehalten wird. Deshalb wird ferner die Belastung, die auf die die Sicherheitsvorrichtung 600 bildenden Komponenten aufgebracht wird, auch reduziert und es ist möglich, eine Verkleinerung dieser Komponenten und eine daraus folgende Verkleinerung des Injektorkopfes 1000 zu erzielen.
Wie oben beschrieben wurde, werden die Einstellungen des Bewegungsbetrages des Tauchkolbens 20 und die Erfassung der Position des Tauchkolbens 20 durch den Erfassungsmechanismus 210 implentierbar, der nur aus einer mechanischen Struktur besteht, wodurch eine Betriebssicherheit des Injektorkopfes 1000 ungeachtet des Versagens einer elektrischen Steuerung erzielt werden kann.
Zusätzlich ist es möglich, eine Wartung leichter durchzuführen als bei dem herkömmlichen Injektorkopf, durch Vereinigen der Auslösevorrichtung 200, die eine Anzahl an Zahnrädern in dem vorstehend genannten Injektorkopf 1000 als Getriebekasten enthält.
Des weiteren ist es möglich, die Positionen des Tauchkolbenzapfens 28c und des Führungsschlitzes 26c von der Seite der ersten Körperplatte 22 aus leichter visuell zu bestätigen, indem die erste Körperplatte 22 und die Tauchkolbenplatte 28 durch transparente Bauteile gebildet werden.
Die Verriegelungsvorrichtung 100, die Auslösevorrichtung 200, die Erfassungsvorrichtung 300, der Verbindungsmechanismus 400, der Tauchkolbenantriebsmechanismus 500, die Sicherheitsvorrichtung 600 und andere Strukturen in der Ausführungsform, die zu dieser Zeit offenbart sind, dienen in allen Punkten nur zur Erläuterung und nicht zur Beschränkung auf die vorstehend genannte Ausführungsform. Der technische Schutzumfang der Erfindung wird nicht durch die vorstehend genannte Ausführungsform festgelegt, sondern durch den vorstehend genannten Umfang eines Anspruchs für ein Patent, und es ist beabsichtigt, daß alle Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Bereiches, die äquivalent zum Umfang des Anspruchs für ein Patent sind, darin enthalten sind.
Gemäß dem mechanischen Blockiermechanismus und dem Injektorkopf, auf dem die vorliegende Erfindung basiert, ist das Drehmoment, das auf die Rotationswelle des Antriebs oder des Motors wirkt, viel kleiner als das Drehmoment, das auf die bewegliche Welle oder den Tauchkolben wirkt, wodurch es möglich ist, die Bewegung der beweglichen Welle oder des Tauchkolbens mit einer geringen Kraft zu stoppen, indem die Rotation der Rotationswelle des Antriebs oder des Motors durch eine mechanische Betätigung zurückgehalten wird.
Deshalb reduziert sich auch die auf die die Sicherheitsvorrichtung bildenden Komponenten aufgebrachte Belastung und es ist möglich, eine Verkleinerung dieser Komponenten und nachfolgend eine Verkleinerung des mechanischen Blockiermechanismus und des Injektorkopfes zu erzielen. Des weiteren ist die Erfassung der Position der beweglichen Welle oder des Tauchkolben durch den Erfassungsmechanismus implementierbar, der nur aus der mechanischen Struktur besteht, wodurch die Betriebssicherheit des mechanischen Blockiermechanismus und des Injektorkopfes ungeachtet eines Versagens der elektrischen Steuerung erzielt werden kann.

Claims

Mechanischer Verriegelungsmechanismus zum Stoppen einer beweglichen Welle (20), die in der Lage ist, sich hin und her zu bewegen, aufweisend: eine Antriebsvorrichtung für die bewegliche Welle (500), die eine Rotationswelle (2a) eines Motors (2) aufweist, wobei die Rotationswelle (2a) ein Drehmoment verursacht, das geringer als ein Drehmoment ist, das auf der beweglichen Welle (20) hervorgerufen wird, zum Umwandeln der Rotationsbewegung der Rotationswelle (2a) in eine Bewegung in einer vorbestimmten Richtung, um für eine hin und her gehende Bewegung der beweglichen Welle (20) zu sorgen; und eine Sicherheitsvorrichtung (600) zum Verhindern einer Rotation der Rotationswelle (2a) durch eine mechanische Betätigung, wenn sich die bewegliche Welle (20) über eine vorbestimmte Position hinaus bewegt, gekennzeichnet durch eine Auslösevorrichtung (200), die die Verriegelungsvorrichtung (100) mechanisch betätigt, so daß die Verriegelungsvorrichtung (100) die Rotationswelle (2a) zurückhält, wenn sich die bewegliche Welle (20) über die vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Mechanischer Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 1, wobei die Verriegelungsvorrichtung (100) so vorgesehen ist, dass sie in der Lage ist, eine erste Position zur Fixierung der Rotation der Rotationswelle (2a) und eine zweite Position zum Freigeben der Rotation der Rotationswelle (2a) auszuwählen, und wobei die Auslösevorrichtung (200) folgendes enthält: einen Erfassungsmechanismus (210) zur mechanischen Erfassung eines sich bewegenden Endes der beweglichen Welle (20), der vorzugsweise eine Vorrichtung zur Begrenzung des Hubs der beweglichen Welle besitzt, und einen Verbindungsmechanismus (220), der die Verriegelungsvorrichtung (100) durch den Erfassungsmechanismus (210) in die erste Position bringt, wenn sich die bewegliche Welle (20) über die vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Mechanischer Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 2, wobei die Verriegelungsvorrichtung (100) folgendes enthält: einen fixierten Verriegelungsring (8), der um die Rotationswelle (2a) herum vorgesehen ist und einen Nutabschnitt (8b) enthält, der eine solche Gleitoberfläche (8c) besitzt, daß der Abstand zwischen der Gleitoberfläche (8c) und der Mitte der Rotationswelle (2a) allmählich entlang der vorbeschriebenen Rotationsrichtung der Rotationswelle auf einer Seite, die der Rotationswelle (2a) gegenüberliegt, allmählich verkürzt wird, einen Verriegelungszapfen (10), der in dem Nutabschnitt (8b) angeordnet ist, und einen den Verriegelungszapfen (10) haltenden beweglichen Verriegelungsring (6), so daß er zwischen einer ersten Position, in der er den Verriegelungszapfen (10) zwischen einer Oberfläche der Gleitoberfläche (8c), die den Abstand zwischen der Gleitoberfläche (8c) und der Rotationswelle (2a) am meisten verkürzt, und der Rotationswelle (2a) positioniert wird und die Rotation der Rotationswelle (2a) durch einen Keileffekt verhindert, und einer zweiten Position, die die Rotation der Rotationswelle (2a) in dem Nutabschnitt (8b) freigibt, bewegbar ist.
Mechanischer Verriegelungsmechanismus gemäß Anspruch 2, wobei der Erfassungsmechanismus (210) folgendes enthält: eine Nachfolgerotationswelle (16), die der Rotation des Antriebs folgend rotiert, eine Körperplatte (22), die denselben Rotationsmittelpunkt (22a) wie den Rotationsmittelpunkt der Nachfolgerotationswelle (16) besitzt, ein erstes Zahnrad (28), das denselben Rotationsmittelpunkt wie den Rotationsmittelpunkt der Nachfolgerotationswelle (16) besitzt, auf das die Rotation der Nachfolgerotationswelle (16) durch einen Mechanismus des ersten Zahnrades (28), der am Umfangsabschnitt der Körperplatte (22) gelagert ist, übertragen wird, und ein zweites Zahnrad (26), das denselben Rotationsmittelpunkt wie den Rotationsmittelpunkt der Nachfolgerotationswelle (16) besitzt, das einen spezifischen Rotationssteuermechanismus besitzt und gegenüber dem ersten Zahnrad (28) angeordnet ist, wobei eine Oberfläche entweder von dem ersten Zahnrad (28) oder dem dem anderen Zahnrad gegenüberliegenden zweiten Zahnrad (26) mit einem Zapfen (28c) versehen ist, der zu dem anderen Zahnrad vorsteht, und wobei eine Oberfläche des anderen Zahnrades, das einem der Zahnräder gegenüberliegt, mit einem ringförmigen Führungsschlitz (26c) versehen ist, der beide Endabschnitte besitzt, die sich entlang der Rotationsortskurve des Zapfens erstreckt, um in der Lage zu sein, den Zapfen (28c) auf zunehmen, und wobei der Verbindungsmechanismus (220) folgendes besitzt: einen Eingriffszapfen (66), der auf dem beweglichen Verriegelungsring (6) vorgesehen ist, einen Betätigungsmechanismus, der vorgesehen ist, um eine vorbeschriebene Achse zur Rotation des beweglichen Verriegelungsrings drehbar zu sein, so daß ein Ende des Verriege lungszapfens in der ersten Position mit dem Eingriffszapfen in Eingriff steht, wobei der Betätigungsmechanismus vorzugsweise eine elektrische Signalerzeugungsvorrichtung besitzt, die die Bewegung des Betätigungsmechanismus in ein elektrische Signal umwandelt, und eine Verbindungsstange (144), die ein Ende besitzt, das mittels eines Universalgelenkes (146) mit dem Umfangsabschnitt der Körperplatte (22) gekoppelt ist, und bei der das andere Ende mittels eines Universalgelenkes mit dem anderen Ende des Betätigungsmechanismus gekoppelt ist.
Einspritzkopf (1000), der mit einer Spritze darin ausgestattet ist, die mit einem Kontrastmittel gefüllt ist, der folgendes aufweist: einen Tauchkolben (20), der in der Lage ist, in einer Bewegungsrichtung eines Kolbens in der Spritze (1) hin und her zu gehen; eine Tauchkolbenantriebsvorrichtung (500), die eine Rotationswelle (2a) eines Motors (2) aufweist, wobei die Rotationswelle (2a) ein Drehmoment verursacht, das geringer als ein Drehmoment ist, das auf dem Tauchkolben (20) hervorgerufen wird, zum Umwandeln der Rotationsbewegung des Motors in eine Linearbewegung, um für eine Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens zu sorgen; und eine Sicherheitsvorrichtung (600) zum Verhindern der Rotation einer Drehwelle des Motors durch eine mechanische Betätigung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (600) dazu angepaßt ist, die Rotation der Rotationswelle (2a) zu verhindern, wenn sich der Tauchkolben über eine vorbestimmte Position hinaus bewegt, wobei die Sicherheitsvorrichtung (600) folgendes enthält: eine Verriegelungsvorrichtung (100), die in der Nähe der Rotationswelle vorgesehen ist, und eine Auslösevorrichtung (200), die die Verriegelungsvorrichtung mechanisch betätigt, so daß die Verriegelungsvorrichtung die Rotationswelle zurückhält, wenn sich der Tauchkolben über die vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Einspritzkopf gemäß Anspruch 5, wobei die Verriegelungsvorrichtung (100) so ausgestattet ist, daß sie in der Lage ist, eine erste Position zur Fixierung der Rotation der Rotationswelle (2a) und eine zweite Position zur Freigabe der Rotation der Rotationswelle (2a) auszuwählen, und eine Auslösevorrichtung (200), die folgendes enthält: einen Erfassungsmechanismus (210) zur mechanischen Erfassung eines sich bewegenden Endes des Tauchkolbens, der vorzugsweise eine Vorrichtung zur Begrenzung des Hubs des Tauchkolbens besitzt, und einen Verbindungsmechanismus (220), der die Verriegelungs vorrichtung (100) durch den Erfassungsmechanismus (210) in die erste Position bringt, wenn sich der Tauchkolben über die vorbestimmte Position hinaus bewegt.
Einspritzkopf gemäß Anspruch 6, wobei die Verriegelungsvorrichtung (100) folgendes enthält: einen fixierten Verriegelungsring (8), der um die Rotationswelle (2a) herum vorgesehen ist, und einen Nutabschnitt (8b) enthält, der eine Gleitoberfläche (8c) besitzt, so daß der Abstand zwischen der Gleitoberfläche (8c) und der Mitte der Rotationswelle (2a) entlang einer vorbeschriebenen Rotationsrichtung der Rotationswelle (2a) auf der der Rotationswelle (2a) gegenüberliegenden Seite allmählich verkürzt wird, einen Verriegelungszapfen (10), der in dem Nutabschnitt (8b) angeordnet ist, und einen beweglichen Verriegelungsring (6), der den Verriegelungszapfen (10) hält, um zwischen einer ersten Position zur Positionierung des Verriegelungszapfens (10) zwischen einer Oberfläche der Gleitoberfläche (8c), die den Abstand zwischen der Gleitoberfläche (8c) und der Rotationswelle (2a) am meisten verkürzt, und die Rotation der Rotationswelle (2a) durch einen Keileffekt verhindert, und einer zweiten Position zur Freigabe der Rotation der Rotationswelle (2a) in dem Nutabschnitt (8b) bewegbar ist.
Einspritzkopf gemäß Anspruch 6, wobei der Erfassungsmechanismus (210) folgendes enthält: eine Nachfolgerotationswelle (16), die der Rotation des Antriebs nachfolgend rotiert, eine Körperplatte (22), die denselben Rotationsmittelpunkt (22a) wie den Rotationsmittelpunkt der Nachfolgerotationswelle (16) besitzt, ein erstes Zahnrad (28), das denselben Rotationsmittelpunkt wie den Rotationsmittelpunkt der Nachfolgerotationswelle (16) besitzt, auf das die Rotation der Nachfolgerotationswelle (16) durch einen Mechanismus des ersten Zahnrades (28), der am Umfangsabschnitt der Körperplatte (22) gelagert ist, übertragen wird, und ein zweites Zahnrad (26), das denselben Rotationsmittelpunkt wie den Rotationsmittelpunkt der Nachfolgerotationswelle (16) besitzt, der einen spezifischen Rotationssteuermechanismus besitzt und gegenüber des ersten Zahnrades (28) angeordnet ist, wobei eine Oberfläche entweder von dem ersten Zahnrad (28) oder dem dem anderen Zahnrad gegenüberliegenden zweiten Zahnrad (26) mit einem Zapfen (28c) versehen ist, der zu dem anderen Zahnrad vorsteht, und wobei eine Oberfläche des anderen Zahnrades, das einem der Zahnräder gegenüberliegt, mit einem ringförmigen Führungsschlitz (26c) versehen ist, der beide Endabschnitte besitzt, die sich entlang der Rotationsortskurve des Zapfens erstreckt, um in der Lage zu sein, den Zapfen (28c) auf zunehmen, und wobei der Verbindungsmechanismus (220) folgendes besitzt: einen Eingriffszapfen (66), der auf dem beweglichen Verriegelungsring vorgesehen ist, einen Betätigungsmechanismus, der vorgesehen ist, um um eine vorbeschriebene Achse zur Rotation des beweglichen Verriegelungsrings drehbar zu sein, so daß ein Ende des Verriegelungszapfens in der ersten Position mit dem Eingriffszapfen in Eingriff steht, wobei der Betätigungsmechanismus vorzugsweise eine elektrische Signalerzeugungsvorrichtung besitzt, die die Bewegung des Betätigungsmechanismus in ein elektrische Signal umwandelt, und eine Verbindungsstange, die ein Ende besitzt, das mittels eines Universalgelenkes mit dem Umfangsabschnitt der Körperplatte gekoppelt ist, und bei der das andere Ende mittels eines Universalgelenkes mit dem anderen Ende des Betätigungsmechanismus gekoppelt ist.