專利名稱：柔性活塞桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于注射裝置的柔性活塞桿，該活塞桿采用螺旋彈簧形式，用來使活塞在裝有液體的藥筒內(nèi)向前移動(dòng)。該柔性活塞桿將來自從活塞桿驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞的縱向移動(dòng)；該柔性活塞桿具有鄰接在藥筒內(nèi)部的活塞上的遠(yuǎn)端以及偏轉(zhuǎn)離開藥筒軸線的近端。該活塞桿驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)柔性活塞桿并且包括一個(gè)嚙合該柔性活塞桿的旋轉(zhuǎn)螺母元件。
WO95/09021顯示出用于液體的受控注射的移動(dòng)系統(tǒng)。所示的柔性活塞桿在優(yōu)選的實(shí)施方案中具有螺旋彈簧的形式，該螺旋彈簧具有許多圈緊密相鄰的線圈，這些線圈形成外螺紋。設(shè)有活塞桿驅(qū)動(dòng)裝置，其通過一個(gè)具有嚙合柔性桿的外螺紋的內(nèi)螺紋的螺母元件來將驅(qū)動(dòng)力傳送給活塞。通過使不能軸向運(yùn)動(dòng)的螺母元件轉(zhuǎn)動(dòng)，從而柔性活塞桿將驅(qū)動(dòng)活塞在藥筒內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。
螺母元件的旋轉(zhuǎn)和活塞前進(jìn)之間的關(guān)系必須非常精確，以便通過藥筒的出口輸送正確劑量的液體。在上述移動(dòng)系統(tǒng)的情況下，柔性活塞桿在螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容易轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得活塞在一定程度上不受控制地移動(dòng)。
這個(gè)目的是通過一種柔性活塞桿來實(shí)現(xiàn)的，該活塞桿采用一種由形成外螺紋的許多圈緊密相鄰的線圈構(gòu)成的螺旋彈簧的形式，用來使活塞在裝有液體的藥筒內(nèi)向前移動(dòng)，所述柔性活塞桿將來自活塞桿驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成所述活塞的縱向運(yùn)動(dòng)，所述柔性活塞桿具有在所述藥筒內(nèi)部鄰接所述活塞的遠(yuǎn)端以及偏轉(zhuǎn)離開所述藥筒的軸線的近端部分，所述活塞桿驅(qū)動(dòng)裝置包括一種螺母元件，該元件具有與所述柔性活塞桿的所述外螺紋嚙合的內(nèi)螺紋，并且該螺母元件鎖緊以防止縱向移動(dòng)并且被迫轉(zhuǎn)動(dòng)。
該柔性活塞桿的特征在于，所述柔性活塞桿具有鎖緊以防止所述柔性活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
螺母元件具有與柔性活塞桿上的外螺紋相對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋。通過螺母元件鎖定以防止軸向移動(dòng)，從而螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)將使柔性活塞桿向前移動(dòng)，從而使活塞在藥筒內(nèi)部向前移動(dòng)。為了使螺母元件轉(zhuǎn)動(dòng)，可以采用許多不同的機(jī)械解決方法。通過使用者的手指驅(qū)動(dòng)螺母元件來作用的注射按鈕的方法非常有用。但是，最常見的是使用電機(jī)，該電機(jī)通過適當(dāng)?shù)凝X輪傳動(dòng)裝置使螺母轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了防止柔性活塞桿在螺母元件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，必須鎖緊柔性活塞桿以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明這可以通過使彈簧上的凸起在縱向狹縫中引導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)，該狹縫可以設(shè)置在彎曲的引導(dǎo)通道中，或者通過將彈簧做成為非圓形并且將該彈簧裝配穿過非圓形的導(dǎo)向元件來實(shí)現(xiàn)。
在根據(jù)本發(fā)明的柔性活塞桿的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，鎖緊以防止柔性活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置是一種設(shè)在形成柔性活塞桿的螺旋彈簧的圓周區(qū)域處的縱向脊。如果由螺旋彈簧形成的柔性活塞桿具有這種脊的話，則桿將在經(jīng)常受到彎曲時(shí)落入預(yù)定的位置中。如果螺旋彈簧偏轉(zhuǎn)以形成圓弧形的話，則預(yù)定位置將是脊位于在彎曲彈簧的向內(nèi)朝向的圓周側(cè)面上的位置。當(dāng)使螺母元件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔性活塞桿將在該位置中保持不動(dòng)，并且螺母元件的旋轉(zhuǎn)和活塞的前進(jìn)之間的關(guān)系將是一種僅僅由螺紋連接的節(jié)距所決定的常數(shù)。
在根據(jù)本發(fā)明柔性桿的另一個(gè)實(shí)施方案中，螺旋彈簧具有初始的張力并且脊是在螺旋彈簧的縱向區(qū)域中的該初始張力除去或降低。除去或降低形成柔性活塞桿的螺旋彈簧的內(nèi)在初始張力可以將移位的脊引進(jìn)該彈簧中而無須在物理上改變彈簧的圓形外形。初始張力在每個(gè)線圈的有限角度區(qū)域中被除去或降低，這些區(qū)域一起形成筆直的縱向脊部區(qū)域。
在根據(jù)本發(fā)明的柔性活塞桿的另一個(gè)實(shí)施方案中，脊是在覆蓋著實(shí)際上小于360度的角度部分的每個(gè)線圈的外露圓周表面中的凹陷。使該彈簧成非圓形的這個(gè)凹陷根據(jù)本發(fā)明的適當(dāng)實(shí)施方案通過在每個(gè)線圈的外圓周表面上的區(qū)域上施加瞬時(shí)力或壓力而被引入彈簧中。
在根據(jù)本發(fā)明的柔性活塞桿的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，通過迫使所述柔性活塞桿在相對(duì)尖銳的邊緣上方來施加所述瞬時(shí)力或壓力。這迫使一部分受到預(yù)應(yīng)力的線圈返回到不受應(yīng)力的位置中，從而將沒有移位的脊引入彈簧中。
在根據(jù)本發(fā)明柔性活塞桿的另一個(gè)實(shí)施方案中，通過物理除去覆蓋基本上小于360度的角度部分的每個(gè)線圈的一部分外圓周區(qū)域來將該脊引入螺旋彈簧中。根據(jù)本發(fā)明的柔性活塞桿的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，通過磨削將形成即將被除去的部分彈簧的材料除去。通過將螺旋彈簧的每個(gè)線圈的一部分磨削掉，從而使該彈簧具有非圓形外形，并且每個(gè)線圈的弦一起形成縱向脊。
在根據(jù)本發(fā)明柔性活塞桿的最后一個(gè)實(shí)施方案中，在盤繞該彈簧時(shí)可以將脊引入到螺旋彈簧中。當(dāng)制造彈簧時(shí)，線圈被盤繞成圓形。但是如果使它們的線圈以及彈簧具有不同的形狀，則在這一點(diǎn)上可以將移位的脊引入到螺旋彈簧中。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明這些附圖都是示意性的并且簡化以示清楚，并且它們僅僅顯示出對(duì)于理解本發(fā)明而言是必要的細(xì)節(jié)，而其它細(xì)節(jié)省略掉了。在這些附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)用于相同或相應(yīng)的部件。
對(duì)于本發(fā)明的說明書而言，術(shù)語活塞桿4的“遠(yuǎn)端”指的是鄰接活塞3的端部，而術(shù)語“近端”指的是相對(duì)的端部。


圖1示意性地顯示出用于液體的受控注射的移動(dòng)系統(tǒng)。藥筒1在一個(gè)端部處由封蓋封閉，從而能夠安裝針頭或?qū)Ч?。該針頭或?qū)Ч?與在藥筒1中的液體藥物連接。藥筒1在其另一個(gè)端部處由活塞封閉，該活塞可以在柔性活塞桿4的作用下擠壓進(jìn)藥筒1中以通過針頭或?qū)Ч?壓出液體藥物。柔性活塞桿4的遠(yuǎn)端鄰接著活塞3，而柔性活塞桿4的近端偏轉(zhuǎn)離開藥筒1的軸線。在活塞3和活塞桿4之間可以設(shè)有活塞襯墊。
柔性活塞桿4做成為一種具有許多圈相互鄰接的緊密相鄰的線圈的螺旋彈簧，這些線圈形成外螺紋。
普通螺旋壓縮彈簧4在彈簧4的兩個(gè)端部相互離開時(shí)施加恒定的力。當(dāng)這個(gè)彈簧4靜止即沒有進(jìn)行拖拉時(shí)，由彈簧4輸送的力通常為零。但是螺旋壓縮彈簧4可以被生產(chǎn)具有初始的張力。這種彈簧通常被稱為拉伸彈簧。通過在制造該彈簧4時(shí)向后盤繞一圈線圈并且部分位于相鄰線圈上面，從而可以使彈簧4具有內(nèi)在的初始張力。這些線圈的向后指向盤繞大部分是以保持纏繞螺旋直徑恒定的方式來進(jìn)行的，因此初始張力，其測(cè)量作為用來克服內(nèi)力并且啟動(dòng)線圈分離所需要的負(fù)載，大體上被設(shè)計(jì)成最大剪應(yīng)力的百分之幾。
當(dāng)具有初始張力的彈簧4靜止時(shí)即使沒有進(jìn)行任何拖拉，由彈簧輸送的力將大于零。在彈簧4的線圈開始分離之前需要特定的拉力。
活塞驅(qū)動(dòng)裝置5由螺母元件6構(gòu)成，通過在未示出的外殼中的臺(tái)肩7來鎖定以防止該螺母軸向移動(dòng)。該螺母元件6具有與柔性活塞桿4的外螺紋嚙合的內(nèi)螺紋。螺母元件6通過齒輪傳動(dòng)9在電機(jī)8的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)。藥筒1和活塞驅(qū)動(dòng)裝置5安裝在未示出的外殼中，從而它們不可以相對(duì)于彼此移動(dòng)。
柔性活塞桿4偏轉(zhuǎn)離開藥筒1的軸線。如果偏轉(zhuǎn)的角度為180度則柔性活塞桿的近端部分與柔性活塞桿的遠(yuǎn)端部分平行。這樣，該注射裝置可以做得非常短并且非常緊湊。作為遠(yuǎn)端部分和近端部分之間的部分的柔性活塞桿的彎曲部分可以沿著彎曲通道10引導(dǎo)。
但是不必引導(dǎo)該彎曲的部分。螺旋彈簧4可以包含彎曲成所想要的形狀的剛硬的鋼絲，或者螺旋彈簧4的近端可以設(shè)有另一種未示出的固定在外殼中用來防止縱向移動(dòng)的螺母元件。如果這樣想的話，則該第二螺母元件可以通過與驅(qū)動(dòng)第一螺母元件的相同活塞桿驅(qū)動(dòng)元件來驅(qū)動(dòng)。
現(xiàn)在當(dāng)使螺母元件6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔性活塞桿4將前進(jìn)并且使活塞3在藥筒1內(nèi)前進(jìn)，從而通過針頭或?qū)Ч?將裝在藥筒中的液體擠壓出。
但是當(dāng)使螺母元件6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔性活塞桿4將由于連接螺母元件6和柔性活塞桿4的螺紋之間的摩擦而轉(zhuǎn)動(dòng)。為了保持從藥筒1中流出的液體的受控輸送，重要的是要避免柔性活塞桿4的這種轉(zhuǎn)動(dòng)。
可以通過引導(dǎo)在外殼中的通道中或在彎曲通道10中的彈簧4上的接合處來防止這種轉(zhuǎn)動(dòng)。防止轉(zhuǎn)動(dòng)的另一個(gè)方法是通過將脊11引入到柔性活塞桿4中來實(shí)現(xiàn)。通過添加在彈簧的圓周側(cè)面中的縱向脊11，從而該彈簧在受到彎曲的任何時(shí)候總是自我定位，并且該脊位于在彎曲彈簧4的向內(nèi)朝向的部分12上，并且同時(shí)該脊11將防止柔性活塞桿4在將轉(zhuǎn)動(dòng)力施加在柔性活塞桿4上時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
可以簡單地通過使彈簧4在每個(gè)線圈的外圓周區(qū)域上變形來將縱向脊11引入到彈簧中，這些區(qū)域覆蓋著基本上小于360度的角度。在圖2中示意性地顯示出使得彈簧成為非圓形的這種類型的永久凹陷11。采用適當(dāng)?shù)墓ぞ咴谠摻嵌葏^(qū)域上施加力可以使得做出上述類型的變形或凹陷，但是在盤繞成彈簧時(shí)也可以做出限制在該彈簧的有限區(qū)域上的這種變形。或者可以通過物理方法磨削掉每個(gè)線圈的外圓周區(qū)域的一部分來形成。
如果彈簧4是具有內(nèi)在初始張力的拉伸類型，則簡單地降低或除去彈簧的縱向區(qū)域上的初始張力可以將脊11引導(dǎo)進(jìn)彈簧4，從而不用物理地改變彈簧4的圓形外形。通過在縱向區(qū)域中除去或降低初始張力，從而由于偏移的脊所以使得該彎曲彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)很困難。
除去在拉伸類型的螺旋彈簧4的角度區(qū)域中的初始張力的一種方法是通過在每個(gè)線圈的外露圓周區(qū)域的有限角度部分上施加力，這種力可以通過迫使彈簧4在相對(duì)尖銳的邊緣上方來施加，從而迫使每個(gè)向后指向的線圈的一部分進(jìn)入到消除在線圈的那個(gè)部分中的初始張力的位置中。沒有初始張力或初始張力減小的每個(gè)線圈的那個(gè)部分一起形成縱向脊。
在前面已經(jīng)顯示出一些優(yōu)選實(shí)施方案，但是應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明并不限于此，而是可以在由下面權(quán)利要求所限定的要點(diǎn)內(nèi)以其它方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種用于注射裝置的柔性活塞桿，該活塞桿具有由形成外螺紋的許多圈緊密相鄰的線圈構(gòu)成的螺旋彈簧的形式，用于使活塞在裝有液體的藥筒內(nèi)向前移動(dòng)，所述柔性活塞桿將來自活塞驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)傳遞給所述活塞的縱向移動(dòng)，所述柔性活塞桿具有在所述藥筒內(nèi)鄰接所述活塞的遠(yuǎn)端以及偏轉(zhuǎn)離開所述藥筒的軸線的近端，所述活塞桿驅(qū)動(dòng)裝置包括具有與所述柔性活塞桿的所述外螺紋嚙合的內(nèi)螺紋的螺母元件，并且所述螺母元件被鎖定用來防止縱向移動(dòng)和被迫轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于，所述柔性活塞桿具有鎖定并用來防止所述柔性活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性活塞桿，其特征在于，用來鎖定以防止所述活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)的所述裝置是位于在形成所述柔性活塞桿的所述螺旋彈簧的圓周區(qū)域處的縱向脊。
3.如權(quán)利要求2所述的柔性活塞桿，其特征在于，所述螺旋彈簧具有初始張力，并且所述脊在所述螺旋彈簧的縱向區(qū)域中除去或減小了所述初始張力。
4.如權(quán)利要求2或3所述的柔性活塞桿，其特征在于，所述脊是在覆蓋著基本上小于360度的角度部分的每個(gè)線圈的外圓周區(qū)域中的凹陷。
5.如權(quán)利要求2-4中任一所述的柔性活塞桿，其特征在于，通過在每個(gè)線圈的外圓周區(qū)域上的區(qū)域上施加瞬時(shí)力或壓力來將所述脊引入在所述彈簧中。
6.如權(quán)利要求5所述的柔性活塞桿，其特征在于，通過迫使所述柔性活塞桿在相對(duì)尖銳的邊緣上方來施加所述瞬時(shí)力或所述壓力。
7.如權(quán)利要求2所述的柔性活塞桿，其特征在于，所述脊是通過物理除去覆蓋著基本上小于360度的角度部分的每個(gè)線圈的外露圓周區(qū)域的一部分來形成的。
8.如權(quán)利要求7所述的柔性活塞桿，其特征在于，通過磨削來除去形成將要被除去的那部分彈簧的材料。
9.如前面權(quán)利要求中任一所述的柔性活塞桿，其特征在于，在正在盤繞所述彈簧時(shí)將所述脊引入在所述彈簧中。
全文摘要
一種用于注射裝置的柔性活塞桿，該活塞具有由許多圈緊密相鄰的線圈構(gòu)成的螺旋彈簧的形式。這些線圈形成外螺紋，該螺紋裝配進(jìn)螺母元件的內(nèi)螺紋中。當(dāng)螺母元件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，活塞桿向前移動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)用來使活塞在裝有所要推出的液體的藥筒中移動(dòng)。為了防止活塞桿在螺母元件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成活塞桿的螺旋彈簧設(shè)有縱向脊，該脊位于在螺旋彈簧的圓周區(qū)域處。該脊可以通過機(jī)械除去每個(gè)線圈的一部分外圓周區(qū)域來形成，或者通過除去或減小在螺旋彈簧的縱向區(qū)域中的初始張力來形成。
文檔編號(hào)A61M5/315GK1419459SQ01807114
公開日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者拉爾斯·P·克里特莫斯, 亨里克·永格倫 申請(qǐng)人:諾沃挪第克公司