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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgießverfahren zum Herstellen einer Spritze mit einem integrierten, wenigstens einen Vorsprung aufweisendes Verschlusselement, sowie eine Spritze mit einem derartigen Verschlusselement.
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Die Anwendung sogenannter vorgefüllter Kunststoffspritzen ist in der Medizin zwischenzeitlich weit verbreitet. Diese Spritzen werden bereits mit dem zur Anwendung kommenden Medium an den Nutzer ausgeliefert und haben den Vorteil, dass deren Handhabung sehr einfach ist, da das Medium nicht vor der Anwendung in die Spritze transferiert werden muss. Weiterhin ist, selbst im Notfall, die Wahrscheinlichkeit der Anwendung eines falschen Medikaments sehr gering. Derartige Spritzen finden ebenso Anwendung in der Pharma- und Biotech-Industrie. Für Impfstoffe und zahlreiche andere Medikamente sind sie heutzutage das Primärpackmittel erster Wahl.
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In der Regel weisen solche Spritzen ein Endstück auf, welches als ein Konus, dessen Außendurchmesser sich kontinuierlich verjüngt, ausgebildet ist. Solche Koni sind überwiegend als ein männlicher Luer-Konus ausgebildet. Ein Luer-Ansatz-, -Steck- oder -Slip-System ist ein genormtes (ISO-Norm 594) Verbindungssystem für Schlauchsysteme im medizinischen Bereich und garantiert die Kompatibilität zwischen verschiedenen Herstellern. Es findet unter anderem Anwendung bei Spritzen, Kanülen, und Infusionsschläuchen. Ein männlicher Luer-Konus ist ein flacher (Steigung 6%) Hohlkegel mit relativ großer Oberfläche und daher guter Haftung mit einem aufgesteckten (weiblichen) Luer-Ansatz von beispielsweise einer Kanüle.
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Durch die kegelförmige Konstruktion beider Verbindungsteile wird eine ausreichende Dichtung erreicht.
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Oft ist es notwendig die Verbindung einer Spritze mit einem Transfersystem, beispielsweise einem Schlauch oder Ähnlichem, gegen ein unerwünschtes Lösen zu sichern. Dazu werden die Spritzen mit einem Anschlusselement ausgestattet, welches ein Innengewinde aufweist und somit oft auch als Überwurfmutter bezeichnet wird. Mittels des Innengewindes kann die Spritze reversibel mit entsprechenden Transfersystemen verbunden werden, wodurch ein unerwünschtes Lösen der Verbindung verhindert wird. Um die Kompatibilität mit einer größtmöglichen Anzahl an Anschlusselementen zu gewährleisten, wird das Anschlusselement beziehungsweise das Innengewinde genormt ausgebildet. Ein solches genormtes Verschraubungssystem ist das Luer-Lock-System. Die Luer-Lock-Verbindung hat sich weltweit für reversible Verbindungen von Spritzen, Kanülen, Infusionsschläuchen, Spinalnadeln, etc. du rchg esetzt.
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Die vorgefüllten Spritzen können im Nachhinein mit aufsetzbaren Luer-Lock-Anschlüssen ausgestattet werden. Es gibt aber auch Spritzenkörper, welche bereits mit einem Luer-Lock-Anschluss hergestellt werden. Solche vorfüllbare Spritzen(-körper) werden von dem Primärpackmittelhersteller unter Reinraumbedingungen hergestellt, abgepackt, sterilisiert und abfüllfertig direkt in den Reinraum des Abfüllers, beispielsweise ein Pharmazeut, geliefert. Sie können dann ohne weitere Behandlungsschritte zur Abfüllung eingesetzt werden. Meist werden die Innenwände der Spritzen auch silikonisiert, damit der Kolbenstopfen sich in der Spritze leicht bewegt und trotzdem eine ausreichende Dichtigkeit zwischen Spritzenkörper und Kolben gewährleistet ist. Die vorfüllbaren Spritzen werden durch den Abfüller von der proximalen Seite bzw. der Flanschseite befüllt. Demzufolge muss das distale Ende der Spritze vorher verschlossen sein. In der Regel ist dies ein elastischer, dichtender Verschluss, welcher vor der Verwendung der Spritze entfernt wird. Dieser Verschluss kann sowohl aus einem Gummi hergestellt werden oder aus einem elastischen Thermoplast. Im bisherigen bekannten Stand der Technik wird ein solcher Verschluss bei der Produktion an der Spritze montiert. Ein Nachteil einer solchen nachträglich zu integrierenden Montage eines Verschlusses sind höhere Aufwendungen für die Automatisierung. Dies verursacht zum einen Kosten durch die zusätzlich notwendigen aufwändigen Gerätschaften wie beispielsweise Roboterarme. Ebenso werden die Zykluszeiten für die Herstellung einer einzelnen Spritze verlängert. Zusätzlich besteht die erhöhte Gefahr einer Verunreinigung des Kopfbereichs der Spritze, da diese zu Beginn der Verarbeitung offen ist und erst nachträglich verschlossen wird.
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Weiterhin ist es insbesondere bei medizinischen Produkten vorteilhaft, ein so genanntes „Tamper Evidence Feature“ zu implementieren, durch welches angezeigt wird, ob das jeweilige Produkt bereits verwendet wurde. Auf diese Weise wird vorgebeugt, dass ein bereits verwendetes Produkt fälschlicherweise als neues Produkt angesehen wird und es wird sichergestellt, dass sich das Produkt noch in einem Originalzustand befindet. Vor allem im medizinischen Bereich kann eine Manipulation des jeweiligen Produkts gravierende Auswirkungen habe. So ist es zum Beispiel vorteilhaft zu erkennen, ob beispielsweise eine vorgefüllte Spritze noch den originalen Inhalt aufweist, da ansonsten Risiken für den Anwender bzw. den Patienten entstehen.
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Solche „Tamper Evidence Features“ werden üblicherweise an der Verpackung des jeweiligen Produkts angebracht. So sind zum Beispiel die Verpackungen von Tabletten in den so genannten Blistern mit einer Folie abgedeckt, welche sich beim Herausdrücken des Medikaments aufgrund von speziellen Trennlinien derart abtrennt, dass sie irreversibel verformt wird und nicht in den ursprünglichen Zustand zurückgeführt werden kann. Auch Spritzen können beispielsweise in Blistern verpackt werden. Allerdings ist ein Problem bei derartigen Verpackungen, insbesondere für Spritzen, dass die Spritzen nach einer Manipulation neu verpackt werden könnten. Somit besteht weiterhin ein Risiko für den Patienten.
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Weiterhin ist die Wiederverwendung von Spritzen im Allgemeinen nicht erwünscht, weswegen es hilfreich ist zu erkennen, ob die Spritze bereits verwendet wurde. Dies kann durch herkömmliche Verschlüsse von Spritzen kaum festgestellt werden. Somit besteht das Risiko, dass Spritzen erneut verwendet werden, wenn nicht sofort ersichtlich ist, ob noch der Originalzustand der Spritze vorliegt.
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DE 871 963 B beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Arzneiflaschen durch Spritzgießen von thermoplastischen Kunststoffen. Hierbei werden Flaschenboden und Flaschenhals gleichzeitig und getrennt in eine Form gespritzt. Nach Entfernen der Formkerne werden beiden Flaschenteile durch zusammenfahren der Form ineinandergeschoben und die Nahtstelle ausgespritzt.
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US 5 626 413 A beschreibt einen Kopflampenzusammenbau, der einen Reflektor, eine Linse und weitere Teile umfasst.
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US 2004/0134871 A1 zeigt einen Flaschencontainer aus Harzmaterial, welcher einen zylindrischen Grundkörper mit einem dazugehörigen Boden und einen zylindrischen Flaschenhalsanteil aufweist.
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US 2014/0323981 A1 betrifft ein Verfahren zum Formen einer Spritze, welches ein Spritzgussverfahren darstellt.
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US 9 381 687 B2 gibt eine Spritze mit einer Nadel wieder, bei deren Herstellungsverfahren ein Einspritzen eines zweiten Kunststoffmaterials in eine zweite Kavität beschrieben wird, wodurch ein Verschlusselement an ein Anschlusselement angeformt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, ein Verfahren zur Herstellung einer vorfüllbaren Kunststoffspritze zur Verfügung zu stellen, welches die eingangs genannten Probleme löst und demnach eine einfache und kostengünstige Herstellung einer solchen Spritze ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Demnach wird ein Spritzgießverfahren zum Herstellen eine Spritze mit einem integrierten Verschlusselement sowie wenigstens einem an dem Verschlusselement angeordneten Vorsprung zur Verfügung gestellt, welches die folgende Verfahrensschritte umfasst:
- a) Bereitstellen eines Spritzgusswerkzeugs, welches einen ersten, einen zweiten und einen dritten Werkzeugabschnitt umfasst, wobei der erste Werkzeugabschnitt einen sich entlang einer ersten axialen Richtung erstreckenden beidseitig offenen Formhohlraum aufweist und wobei der zweite Werkzeugabschnitt einen ersten Spritzgusskern und der dritte Werkzeugabschnitt einen zweiten Spritzgusskern aufweist;
- b) Schließen des Spritzgusswerkzeugs, so dass der erste Werkzeugabschnitt den zweiten und dritten Werkzeugabschnitt kontaktiert und der erste und zweite Spritzgusskern durch jeweils eine Öffnung in den Formhohlraum des ersten Werkzeugabschnitts in diesen eintreten und sich schließlich kontaktieren, wodurch diese Werkzeugabschnitte eine erste Kavität bilden;
- c) Einspritzen eines ersten Kunststoffmaterials in die erste Kavität, wodurch ein hohlzylindrischer Spritzenkörper, an dessen distalen Ende ein Endbereich angeordnet ist, ausgebildet wird, wobei der Endbereich ein mit einem Innengewinde und wenigstens einer Aussparung versehenes Anschlusselement und ein hohlzylindrisches Endstück, welches von dem Anschlusselement zumindest abschnittsweise umrandet ist, aufweist;
- d) Abkühlen der Werkzeugabschnitte, wodurch der Spritzenkörper abkühlt und aushärtet;
- e) Kontaktieren des ersten Werkzeugabschnitts mit einem, einen einseitig geschlossenen Formhohlraum aufweisenden vierten Werkzeugabschnitt, wodurch eine zweite Kavität an dem distalen Ende des Spritzenkörpers gebildet wird;
- f) Einspritzen eines zweiten Kunststoffmaterials in die zweite Kavität, wodurch das Verschlusselement an das Anschlusselement angeformt wird, wodurch in der wenigstens einen Aussparung ein Vorsprung ausgebildet wird, wobei das erste und das zweite Kunststoffmaterial keine stoffschlüssige Verbindung eingehen.
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Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren wird eine Spritze mit einem Anschlusselement, welches vorzugsweise als ein Luer-Lock-System ausgestaltet ist zur Verfügung gestellt. Die Spritze ist mit einem integrierten Verschlusselement versehen, welches durch das erfindungsgemäße Verfahren direkt an das Anschlusselement abgeformt wird. Dadurch, dass die beiden Kunststoffmaterialien von Anschlusselement und Verschlusselement keine stoffschlüssige Verbindung eingehen, ist das Verschlusselement von dem Anschlusselement lösbar. In Schritt b) wird ein mit einem Innengewinde sowie mit wenigstens einer Aussparung versehenes Anschlusselement gebildet, an welches in Schritt f) das Verschlusselement angeformt wird. Folglich wird das Verschlusselement mit einem Außengewinde sowie mit wenigstens einem Vorsprung versehen, da das Innengewinde und die Aussparung als formgebende Strukturen wirken. Dieses Außengewinde greift demnach in das Innengewinde des Anschlusselements und der wenigstens eine Vorsprung in die Aussparung des Anschlusselements ein. Dieser Vorsprung stellt ein so genanntes „Tamper Evidence Feature“ dar. Unter einem „Tamper Evidence Feature“ werden in diesem Zusammenhang alle Elemente subsummiert, welche dazu in der Lage sind anzuzeigen, ob ein Gegenstand, insbesondere eine Spritze, bereits verwendet wurden, so dass aufgrund der Beschaffenheit dieser Elemente der Originalitätszustand eines Produkts offensichtlich erkennbar ist. Das erste und das zweite Kunststoffmaterial liegen dabei in einem flüssigen Zustand vor.
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Dadurch, dass die beiden Kunststoffmaterialien von Anschlusselement und Verschlusselement keine stoffschlüssige Verbindung eingehen, sind das Anschlusselement und Verschlusselement form- beziehungsweise kraftschlüssig mittels einer Schraubverbindung verbunden. Der Nutzer kann das Verschlusselement somit durch eine Drehbewegung des Verschlusselements von dem Anschlusselement lösen. Durch das Drehen des Verschlusselements werden die daran angerodneten Vorsprünge beim Austreten aus den Aussparungen irreversibel verformt, so dass das Verschlusselement anzeigt, ob die Spritze bereits verwendet wurde.
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Durch das Abkühlen und Aushärten des Spritzenkörpers in Verfahrensschritt d) wird sichergestellt, dass das erste und das zweite Kunststoffmaterial keine stoffschlüssige Verbindung eingehen. Der Spritzenkörper sollte dabei auf eine Temperatur abgekühlt werden, welche klein genug ist, dass das Einspritzen des zweiten Kunststoffmaterials kein Aufschmelzen der kontaktierten Oberflächen des Spritzenkörpers verursacht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wesentlich einfacher und effektiver, da eine nachträgliche Montage eines Verschlusses entfällt. Weiterhin ist es nicht mehr notwendig, das Verschlussteil in einem separaten Herstellungsschritt zu produzieren, wodurch sich der Produktionsaufwand und der Materialaufwand reduzieren. Die erfindungsgemäße Spritze ist somit ökonomischer und einfacher zu produzieren, da zusätzliche Kosten für Herstellung und Montage eines Verschlussteils entfallen. Ferner entfällt die Gefahr einer Verunreinigung des Kopfbereichs der Spritze bevor die Spritze verschlossen wird, da es möglich ist, das Verschlusselement in demselben Verfahren wie den Spritzenkörper herzustellen. Zudem wird durch die Ausbildung des wenigstens einen Vorsprungs ein „Tamper Evidence Feature“ direkt an dem Produkt generiert, was eine erhöhte Sicherheit im Hinblick auf Missbrauch oder irrtümlicher erneuter Benutzung liefert, da direkt am Produkt selbst erkennbar ist, ob das Produkt bereits verwendet wurde. Zudem entfällt durch die ausgebildeten Vorsprünge die Notwendigkeit einer Verpackung mit zusätzlichen „Tamper Evidence Features“.
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Bevorzugt ist die zumindest eine Aussparung von einem äußeren und einem inneren Wandungsabschnitt umrandet, wobei der äußere Wandungsabschnitt einen Teil der Außenfläche des Anschlusselements bildet. Somit befindet sich die Aussparung in radialer Richtung zwischen zwei Wandungsabschnitten. Die wenigstens eine Aussparung ist in der Umfangsrichtung derart ausgestaltet, so dass das Herausdrehen des Verschlusselements ermöglicht und gleichzeitig ein Verformen des wenignstens einen Vorsprungs gewährleistet wird.
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Vorzugsweise entspricht die Steigung des Innengewindes des Anschlusselements der Neigung des wenigstens einen Vorsprungs. Dies ist notwendig, um ein Herausdrehen des Verschlusselements zu ermöglichen, ohne dass das Verschlusselement durch den wenigstens einen Vorsprung in dem Anschlusselement verkantet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei, bevorzugter drei und besonders bevorzugt mehr als drei Aussparungen an dem Anschlusselement und dazu komplementäre Vorsprünge an dem Verschlusselement ausgebildet. Bei einer Anordung von zwei oder mehr Aussparungen bzw. Vorsprüngen sind diese bevorzugt in einer Umfangsrichtung in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander versetzt. So wären beispielsweise zwei Vorsprünge bzw. Aussparungen um 180°, drei Vorsprünge bzw. Aussparungen um 120° und vier Vorsprünge bzw. Aussparungen um jeweils 90° zueinander versetzt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Verfahrensschritt d) in einem weiteren Verfahrensschritt d2) ein Dichtelement an dem vierten Werkzeugabschnitt angebracht, wobei der vierte Werkzeugabschnitt ein in den Formhohlraum des vierten Werkzeugabschnitts hineinragendes Halteelement aufweist, welches zum Halten des Dichtelements ausgestaltet ist. Weiterhin wird das Dichtelement bevorzugt in dem Verfahrensschritt e) an das hohlzylindrische Endstück des Spritzenkörpers gedrückt. Durch das Andrücken des Dichtelements an das hohlzylindrische Endstück des Spritzenkörpers wird das hohlzylindrische Endstück abgedichtet. Bevorzugt ist das Dichtelement aus einem Gummimaterial gefertigt. Allerdings kann das Dichtelement aus jedem anderen Material, wie beispielsweise Kunststoff, gefertigt sein, welches keine Reaktionen mit den üblicherweise verwendeten Medikamenten oder Stoffen hervorruft. Durch das Anordnen eines Dichtelements entsteht kein direkter Kontakt des zweiten Kunststoffmaterials mit dem Medikament, weswegen die Auswahl des zweiten Kunststoffmaterials nicht durch die Medikamentenkompatibilität eingeschränkt wird.
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Bevorzugt wird das Dichtelement nach Beendigung des Verfahrensschrittes f) derart von dem zweiten Kunststoffmaterial umschlossen, so dass das Dichtelement nach dem Entformen des vierten Werkzeugabschnitts weiterhin an das hohlzylindrische Endstück des Spritzenkörpers gedrückt wird. Dies ist vorteilhaft, um ein Verrutschen des Dichtelements nach der Herstellung zu verhindern und eine zuverlässige Abdichtung der Spritze zu gewährleisten. Demnach ist das Dichtelement zumindest in Umfangsrichtung vollständig und in einer ersten axialen Richtung X zumindest teilweise von dem zweiten Kunststoffmaterial umhüllt.
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Besonders bevorzugt wird zwischen den Verfahrensschritten d) und e) der zweite Spritzgusskern von dem Anschlusselement des Spritzenkörpers entformt und der dritte Werkzeugabschnitt von dem ersten Werkzeugabschnitt entfernt, wobei der zweite Spritzgusskern durch eine Drehbewegung des zweiten Spritzgusskerns von dem Innengewinde und der wenigstens einen Aussparung des Anschlusselements entformt wird. Eine Drehbewegung zum Entfernen des zweiten Spritzgusskerns ist vorteilhaft, um das ausgeformte Innengewinde sowie die wenigstens eine Aussparung nicht zu beschädigen. Dabei ist der zweite Spritzgusskern drehbar in dem vierten Werkzeugabschnitt gelagert.
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Weiterhin werden alle Werkzeughälften nach Beendigung des Verfahrens voneinander über eine Relativbewegung zueinander und/oder zu dem Spritzenkörper entformt. Diese Bewegung kann sowohl eine rotatorische als auch eine translatorische Bewegung sein.
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Vorzugsweise sind das erste und das zweite Kunststoffmaterial unterschiedliche Materialien. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erste Kunststoffmaterial ein Polymer-Kunststoff, bevorzugt ein Polyolefin, beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen, besonders bevorzugt ein Cyclo-Olefines Polymer (COP) beziehungsweise ein Cyclo-Olefines Co-Polymer (COC). COC und COP sind im Gegensatz zu den teilkristallinen Polyolefinen wie Polyethylen und Polypropylen amorph und damit transparent. Derartige Kunststoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine hervorragende Biokompatibilität, insbesondere Blutverträglichkeit sowie eine äußerst geringe Wasseraufnahme/Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen. Weiterhin zeigen diese Kunststoffe keine Reaktion mit den üblichen zur Anwendung kommenden Medikamenten. Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft, falls ein zusätzliches Dichtelement in dem Verschlusselement vorgesehen ist, da auf diese Weise das zweite Kunststoffmaterial nicht in Kontakt mit dem Medikament gelangt und demnach lediglich das Dichtelement die besonderen Anforderungen erfüllen muss.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Kunststoffmaterial ein thermoplastisches Elastomer.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das erste und das zweite Kunststoffmaterial die gleichen Materialien. Vorteilhafterweise ist dieses Material ein Polymer-Kunststoff, bevorzugt ein Polyolefin, beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen, besonders bevorzugt ein Cyclo-Olefines Polymer (COP) beziehungsweise ein Cyclo-Olefines Co-Polymer (COC) sind. Wie bereits erwähnt eignen sich COC/COP besonders gut für vorfüllbare Spritzen aufgrund der hohen Barriereeigenschaften. Eine derartige Ausgestaltung ist für vorfüllbare Spritzen besonders vorteilhaft, da das Verschlussmaterial während der gesamten Lagerdauer der vorgefüllten Spritze in Kontakt mit dem Medium (Medikament/ Impfstoff) in der Spritze ist. Durch die oben genannten Eigenschaften der Materialen COP und COC wird ein möglichst geringer Einfluss des Verschlussmaterials auf das Medium gewährleistet. Diese Ausführungsform ist insbesondere ohne die Verwendung eines zusätzlichen Dichtelements relevant, da dort das zweite Kunststoffmaterial einen direkten Kontakt mit dem Medikament aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird ebenso durch eine Spritze mit einem daran angeformten Verschlusselement sowie mit wenigstens einem an dem Verschlusselement angeordneten Vorsprung gelöst, welche nach einem Verfahren gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen hergestellt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Spritze ist an dem Verschlusselement ein Dichtelement angeordnet.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung der anliegenden Figuren erläutert. Gleichartige Komponenten können in den verschiedenen Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen aufweisen.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs;
- 2 eine weitere Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs;
- 3 eine weitere Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs;
- 4 eine Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs einer bevorzugten Ausführungsform;
- 5 eine weitere Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs der bevorzugten Ausführungsform gemäß 3;
- 6 eine weitere Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs der bevorzugten Ausführungsform gemäß 3;
- 7 eine Schnittdarstellung des vierten Werkzeugabschnitts;
- 8 eine Schnittdarstellung einer Spritze der bevorzugten Ausführungsform gemäß 3;
- 9 einen vergrößerten Ausschnitt des distalen Endes des Spritzenkörpers aus 3;
- 10 einen vergrößerten Ausschnitt des distalen Endes mit Verschlusselement gemäß 5.
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In den 1 bis 5 ist das Spritzgusswerkzeug prinzipiell dargestellt in verschiedenen Phasen des erfindungsgemäßen Spritzgießverfahrens zum Herstellen eine Spritze (100) mit einem integrierten Verschlusselement (101) sowie an dem Verschlusselement angeordneten Vorsprüngen (111).
1 zeigt dabei ein Spritzgusswerkzeug (1), welches einen ersten (2), einen zweiten (3) und einen dritten Werkzeugabschnitt (4) umfasst. Dabei weist der erste Werkzeugabschnitt (2) einen in der ersten axialen Richtung (X) beidseitig geöffneten Formhohlraum (5) auf. Der zweite Werkzeugabschnitt (3) weist dabei einen ersten Spritzgusskern (6) auf, welcher durch eine Öffnung (5b) in den Formhohlraum (5) eindringt. Der Spritzgusskern (6) erstreckt sich dabei in der ersten axialen Richtung (X) durch den gesamten Formhohlraum (5) und ist rotationssymmetrisch in Form einer Spritze ausgebildet. Der dritte Werkzeugabschnitt (4) weist ebenfalls einen Spritzgusskern (7) auf. Dieser Spritzgusskern (7) dringt durch eine Öffnung (5b) ebenfalls in den Formhohlraum (5) ein. Der Spritzgusskern (7) weist dabei unter anderem Vorsprünge (7a) und Vertiefungen (7b) auf. Die Vorsprünge (7a) dienen dazu, Aussparungen (112) an dem Anschlusselement (105) auszubilden. Durch die Vertiefungen (7b) an dem Spritzgusskern (7) wird an dem Anschlusselement (105) ein Innengewinde ausgebildet.
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1 zeigt demnach ein Spritzgusswerkzeug (1) gemäß Verfahrensschritt b), da sich die Werkzeugabschnitte (2, 3, 4) sowie die Spritzgusskerne (6, 7) bereits kontaktieren. In diesem Fall kontaktieren sich eine erste Stirnfläche (2a) des ersten Werkzeugabschnitts (2) und eine Stirnfläche (4a) des dritten Werkzeugabschnitts (4) sowie die zweite Stirnfläche (2b) des ersten Werkzeugabschnitts (2) und eine Stirnfläche (3a) des zweiten Werkzeugabschnitts (3). Durch das Kontaktieren der verschiedenen Elemente wird eine erste Kavität (8) gebildet.
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2 zeigt ein Spritzgusswerkzeug (1) nach Beendigung der Verfahrensschritte c) und d). In dieser Darstellung ist bereits ein hohlzylindrischer Spritzenkörper (102) ausgebildet, welcher an seinem distalen Ende (102a) einen Endbereich (103) aufweist, welcher ein Anschlusselement (105) umfasst. Dieses Anschlusselement (105) weist dabei ein Innengewinde (104) sowie eine Aussparung (112) auf. Das heißt, dass die erste Kavität (8) bereits vollständig mit dem ersten Kunststoffmaterial ausgefüllt ist und der geformte Spritzenkörper (102) auf einer Seite die innere Wandung (5c) des Formhohlraums (5) berührt, wobei auf der gegenüberliegenden Seite der Spritzgusskern (6) kontaktiert wird. Wie in 2 weiter dargestellt, wird der Spritzgusskern (7) des dritten Werkzeugabschnitts (4) von dem Spritzenkörper (102) entformt, wobei der Spritzgusskern (7) dabei eine Drehbewegung ausführen muss, um von dem ausgebildeten Innengewinde (104) und den Aussparungen (112) gelöst zu werden, ohne diese Teile zu beschädigen.
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3 zeigt eine weitere Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs (1). Hierbei wurde ein vierter Werkzeugabschnitt (9) bereits mit dem ersten Werkzeugabschnitt (2) in Kontakt gebracht. Dabei kontaktieren sich die Stirnfläche (9a) des vierten Werkzeugabschnitts (9) und die erste Stirnfläche (2a) des ersten Werkzeugabschnitts (2) und bilden eine zweite Kavität (11). Die Kavität (11) wird dabei unter anderem durch den Formholraum (10) des vierten Werkzeugabschnitts (9) sowie die Aussparungen (112) des Anschlusselements (105) gebildet. In dieser Darstellung ist der Spritzenkörper (102) bereits ausgeformt und weist an seinem distalen Ende (102a) einen Endbereich (103) mit einem Anschlusselement (105) auf, wobei das Anschlusselement (105) ein Innengewinde (104) und Aussparungen (112) umfasst. Dieser vierte Werkzeugabschnitt (9) weist zudem ein Halteelement (9b) auf. Beim Einspritzen des zweiten Kunststoffmaterials in die zweite Kavität (11) wird nun ein Verschluss (101) an dem Anschlusselement (105) angeformt, wobei in dieser Ausführungsform das hohlzylindrische Endstück (106) durch das zweite Kunststoffmaterial verschlossen wird.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs (1) zur Herstellung einer Spritze (100) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. In dieser Darstellung ist der Spritzenkörper (102), wie auch in 3, nach Beendigung der Verfahrensschritte a) - d) bereits ausgeformt. Nun wird wie in 3 ein vierter Werkzeugabschnitt (9) bereitgestellt, welcher ein Halteelement (9b) aufweist, an welchem in dieser bevorzugten Ausführungsform ein Dichtelement (200) angebracht wird, insbesondere aufgesteckt. Nun wird die Stirnfläche (9a) des vierten Werkzeugabschnitts (9) mit der ersten Stirnfläche (2a) des ersten Werkzeugabschnitts (2) in Kontakt gebracht.
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5 zeigt eine weitere Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs aus 4, wobei sich in dieser Darstellung die Stirnflächen (2a, 9a) bereits kontaktieren und so mit dem Spritzgusskern (6) des zweiten Werkzeugabschnitts (3) und dem ausgebildeten Spritzenkörper (102) eine zweite Kavität (11) bilden. Beim Kontaktieren der Stirnflächen (2a, 9a) wird das Dichtelement (200) fest gegen das hohlzylindrische Endstück (106) des Spritzenkörpers (102) gedrückt. Dabei ist der Abstand (a) in der ersten axialen Richtung (X) zwischen dem Halteelement (9b) und den Ende des ersten Spritzgusskerns (6) kleiner oder gleich der Dicke (d) des Dichtelements (200). Somit kontaktieren sich die Stirnfläche (200a) des Dichtelements (200) und die Stirnfläche (106a) des hohlzylindrischen Endstücks (106). Daraufhin kann das zweite Kunststoffmaterial in die zweite Kavität (11) eingespritzt werden. Im Gegensatz zu der vorhergehenden Ausführungsform ohne Dichtelement (200) wird nun das hohlzylindrische Endstück (106) durch das Dichtelement (200) und nicht durch das zweite Kunststoffmaterial abgedichtet.
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6 zeigt eine weitere Schnittdarstellung des Spritzgusswerkzeugs (1) einer bevorzugten Ausführungsform, nach Beendigung des Verfahrens. In dieser Darstellung werden der erste Werkzeugabschnitt (2) und der vierte Werkzeugabschnitt (9) von der Spritze (100) entformt, so dass die Spritze (100) entnommen werden kann, wobei die Spritze (100) bei der Entnahme von dem zweiten Werkzeugabschnitt (3) abgezogen wird.
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7 zeigt eine Schnittdarstellung des vierten Werkzeugabschnitts (9). Dieser Werkzeugabschnitt (9) weist eine Stirnfläche (9a) sowie ein Halteelement (9b) auf. Das Halteelement ragt dabei in den Formhohlraum (10) des vierten Werkzeugabschnitts (9) hinein. An diesem Halteelement (9b) kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein Dichtelement (200) angebracht werden. Ebenso könnte in diesem Werkzeugabschnitt (9) auf das Halteelement (9b) verzichtet werden, wenn kein Dichtelement (200) in der Spritze (100) vorhanden sein soll. Weiterhin weist der Werkzeugabschnitt (9) Vertiefungen (9c) auf, durch welche die Formhälfte (9) an die Form des Spritzenkörpers (102) angepasst ist und so die Vorsprünge (111) des Verschlusselements (101) durch die Aussparungen (112) beim Einspritzen des zweiten Kunstsstoffmaterials gebildet werden können. Weiterhin ist das Halteelement (9b) sowie das Dichtelement (200) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgestaltet. Das Halteelement (9b) weist dabei an einer Vorderseite (S) eine erste Schräge (S1) und eine zweite Schräge (S2) auf, welche das Halteelement (9b) in einem Endbereich verjüngen und durch welche das Anbringen und die Positionierung des Dichtelements (200) an dem Halteelement (9b) erleichtert wird.
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8 zeigt eine Schnittdarstellung einer Spritze (100) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, hergestellt nach dem zuvor genannten Verfahren. Hierbei wurde durch das Spritzgussverfahren ein hohlzylindrischer Spritzenkörper (102) geformt, welcher nun befüllt werden kann. Dieser Spritzenköper (102) weist an seinem distalen Ende (102a) einen Endbereich (103) auf, welcher ein Anschlusselement (105) umfasst. An diesem Anschlusselement (105) sind, wie bereits erwähnt, ein Innengewinde (104) sowie Aussparungen (112) ausgebildet. In diese Aussparungen (112) greifen nun Vorsprünge (111) des Verschlusselements (101) ein. Weiterhin ist ein Dichtelement (200) vorgesehen, welches derart von dem zweiten Kunststoffmaterial umschossen ist, dass weiterhin eine Abdichtung des hohlzylinderischen Endstücks (106) gegenüber der Umgebung gewährleistet ist.
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9 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des distalen Endes (102a) des Spritzenkörpers (102). Hier ist insbesondere zu erkennen, dass die Aussparung (112) von einem inneren (112b) und einem äußeren Wandungsabschnitt (112a) zumindest in der zweiten axialen Richtung (Y) umrandet ist. Somit ist die Aussparung (112) einseitig in einer ersten axialen Richtung (X) geöffnet und in einer zweiten axialen Richtung (Y) durch die Wandungsabschnitte (112a, 112b) begrenzt und weist damit einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Der innere Wandungsabschnitt (112b) erstreckt sich dabei in der ersten axialen Richtung (X) weiter als der äußere Wandungsabschnitt (112a). Der zweite Spritzgusskern (6) ragt hierbei über das hohlzylindrische Endstück (106) hinaus und weist dabei eine erste Schräge (S3) und eine zweite Schräge (S4) auf, welche die Positionierung des Dichtelements (200) (hier nicht gezeigt) erleichtern.
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10 zeigt ebenfalls einen vergrößerten Ausschnitt des distalen Endes (102a) des Spritzenkörpers (102). In dieser Darstellung wurde das Verschlusselement (101) bereits an dem Anschlusselement (105) angeformt. Das Dichtelement (200) wird durch das ausgestaltete Verschlusselement (101) weiterhin an das hohlzylindrische Endstück (106) des Spritzenkörpers (102) gedrückt. Weiterhin bildet der äußere Wandungsabschnitt (112a) einen Teil der Außenfläche (105a) des Anschlusselements (105).
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlangen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzlen oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spritzgusswerkzeug
- 2
- erster Werkzeugabschnitt
- 2a
- erste Stirnfläche des ersten Werkzeugabschnitts
- 2b
- zweite Stirnfläche des ersten Werkzeugabschnitts
- 3
- zweiter Werkzaugabschnitt
- 3a
- Stirnfläche des zweiten Werkzeuchabschnitts
- 4
- dritter Werkzeugabschnitt
- 4a
- Stirnfläche des dritten Werkzeugabschnitts
- 5
- Formhohlraum des ersten Werkzeugabschnitts
- 5a
- erste Öffnung des Formhohlraums
- 5b
- zweite Öffnung des Formhohlraums
- 5c
- innere Wandung des Formhohlraums
- 6
- erster Spritzgusskern
- 7
- zweiter Spritzgusskern
- 7a
- Vorsprung des zweiten Spritzgusskerns
- 7b
- Vertiefung des zweiten Spritzgusskerns
- 8
- erste Kavität
- 9
- vierter Werkzeugabschnitt
- 9a
- Stirnfläche des vierten Werkzeugabschnitts
- 9b
- Halteelement
- 9c
- Vertiefung an dem vierten Werkzeugabschnitt
- 10
- Formhohlraum des vierten Werkzeugabschnitts
- 11
- zweite Kavität
- 100
- Spritze
- 101
- Verschlusselement
- 102
- Spritzen körper
- 102a
- distales Ende des Spritzenkörpers
- 103
- Endbereich
- 104
- Innengewinde
- 105
- Anschlusselement
- 105a
- Außenfläche des Anschlusselements
- 106
- Endstück
- 106a
- Stirnfläche des Endstücks
- 111
- Vorsprung
- 112
- Aussparung an dem Anschlusselement
- 112a
- äußerer Wandungsabschnitt der Aussparung
- 112b
- innerer Wandungsabschnitt der Aussparung
- 200
- Dichtelement
- 200a
- Stirnfläche des Dichtelements
- a
- Abstand zwischen Halteelement und dem ersten Spritzgusskern
- d
- Dicke des Dichtelements
- S1
- erste Schräge der Vorderseite des Halteelements
- S2
- zweite Schräge der Vorderseite des Halteelements
- S3
- erste Schräge des ersten Spritzgusskerns
- S4
- zweite Schräge des zweiten Spritzgusskerns
- X
- erste achsiale Richtung
- Y
- zweite achsiale Richtung
