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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spritze und einen Zylinderhalter,
mit denen bei hohem Injektionsdruck eine Injektion durchführbar ist,
wobei ein Antriebsmechanismus, wie beispielsweise eine automatische
Injektionseinrichtung, verwendet wird.
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2. Beschreibung des Stand
des Standes der Technik
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Spritzen
werden auf verschiedenen Gebieten, wie beispielsweise dem medizinischen
Gebiet, zur Injektion von Flüssigkeiten
eingesetzt. Die Injektion chemischer Lösungen mit hoher Viskosität, wie beispielsweise
Kontrastmittel zur Röntgen-Computertomographie
und Kontrastmittel für
MRT (Magnetresonanztomographie), erfordert einen hohen Druck, verursacht
Probleme bei der Handhabung sowie eine intensive Arbeit. Aus diesem
Grunde werden heutzutage mechanische Spritzenantriebsmechanismen
eingesetzt, wie beispielsweise ein automatischer Injektionsapparat
o. ä.. 13 zeigt
eine Spritze 20, die an einem solchen automatischen Injektionsapparat 10 angeordnet
werden soll. Der automatische Injektionsapparat 20 weist
einen Zylinderhalter 11, einen Kolbenhalter 12 und
einen innenliegenden Motor (nicht dargestellt) auf, wobei der Zylinderhalter 11 der
Befestigung des Spritzenkörpers 21 durch Halten
eines Flansches 22 und der Kolbenhalter 12 der
Befestigung eines Kolbenflansches 24 dient. Ein Kolben 23 kann
relativ zu dem Spritzenkörper 21 bewegt
werden, indem der Kolbenhalter 12 durch einen Motor vor-
oder zurückbewegt
wird, um eine Injektion (Ausgabe von Flüssigkeit aus der Spritze) oder
ein Ansaugen von Flüssigkeit
zu erzeugen. 14 zeigt die an dem automatischen
Injektionsapparat 10 angebrachte Spritze 20.
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Ferner
wird, wie in 15 gezeigt, wenn eine Spritze
kleinerer Größe an diesem
automatischen Injektionsapparat angeordnet wird, der Spritzenkörper 21 an
einem abnehmbaren Adapter 13 (funktioniert wie ein Zylinderhalter
für die
Spritze) angeordnet, der dann an dem automatischen Injektionsapparat 10 angeordnet
wird. 16 zeigt die somit an dem automatischen
Injektionsapparat 10 angeordnete Spritze 20.
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18 zeigt
detaillierte Zeichnungen des Adapters 13 ((a) ist
eine Draufsicht und (b) ist eine Rückansicht).
Der Spritzenkörper 21 kann
durch Einbringen des Flansches 22 des Spritzenkörpers 21 in eine
Flanscheinführnut 14 des
Adapters 13 gehalten werden. Wie in 17(a) dargestellt,
wird der Flansch 22 in der Flanschnut 14 befestigt,
während ein
Ausschnitt 25 vertikal ausgerichtet wird. Dann wird der
Flansch um 90° gedreht,
um befestigt zu werden und nicht mehr gelöst werden zu können. 17(b) zeigt eine Darstellung des Rotationsprozesses,
und 17(c) zeigt die Benutzungsposition.
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In
der Benutzungsposition steht der Bogen des Flansches derart mit
dem Bogen der Flanscheinführnut
in Eingriff, dass die Spritze nicht nach oben herausrutschen kann.
Um jedoch ein Herausrutschen zu verhindern, ist es notwendig, eine
bestimmte Größe der Bogenlänge der
Flanscheinführnut
zu wählen,
so dass die Öffnungslänge der
Flanscheinführnut
nicht groß sein
darf. Wenn jedoch die Differenz zwischen der Öffnungslänge L' und der Länge des Flanschausschnittes
W nicht zu groß gewählt werden
darf, so führt
dies beim Anordnen der Spritze zu einem hohen Zeit- und Arbeitsaufwand.
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Ferner
sind die Flanschdicke und die Breite der Flanscheinführnut derart
ausgebildet, dass ein geringer Spielraum zwischen dem Flansch und
der Flanschnut verbleibt, der ein problemloses Anbringen des Spritzenkörpers ermöglicht.
Ein weiterer Grund für
diese Ausbildung besteht darin, dass wenn der Spielraum komplett
weggelassen würde,
das Anbringen zuweilen unmöglich
wird, auf Grund bestimmter Produktionsfehler, die stets mit einzukalkulieren
sind, weil der Spritzenkörper
und der Zylinderhalter (inklusive des Adapters) normalerweise aus unterschiedlichen
Materialien hergestellt werden. Konsequenterweise ist ein geringes
Spiel unvermeidbar. Jedoch kann die Spritze manchmal aus ihrer korrekten Stellung
gehoben werden, wenn der Anbringungsprozess fehlerhaft ist. Wenn
die Injektion eines Kontrastmittels und einer chemischen Lösung durchgeführt wird,
während
die Befestigung in dem geringen Spielraum fehlerhaft ist, kann es
dazu kommen, dass der Kolben unter Bedingungen vorangetrieben wird,
in denen der Flansch 22 relativ zu der Flanscheinführnut 14 schräggestellt
ist, wie dies in 19 schematisch dargestellt ist,
wodurch der Gesamtdruck lediglich auf einen Teil des Flansches konzentriert
ist, so dass es als Ergebnis im schlimmsten Falle dazu kommt, dass
der Flansch bricht.
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Aus
der
US 6,017,330 ist
ferner ein Spritzenkörper
bekannt, der mit vorspringenden Ansätzen versehen ist, die auf
der Rückseite
eines Tropfenflansches ausgebildet sind. Diese vorspringenden Ansätze sind
derart ausgebildet, dass ein hörbares
Klicken verursacht wird, wenn die Spritze ordnungsgemäß positioniert
ist.
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Nichtsdestotrotz
sind der vorspringende Ansatz und der Tropfenflansch nicht derart
ausgebildet, dass diese durch den Zylinderhalter gehalten werden können.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund der oben genannten
Problem gemacht und ihre Aufgabe besteht darin, einen Spritzenkörper und
einen Zylinderhalter zu schaffen, bei denen die Spritze bei der
Injektion hochviskoser Flüssigkeiten bei
hohem Druck nicht so einfach bricht und bei denen die Spritze einfach
angebracht werden kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung einen Spritzenkörper
gemäß Anspruch
1 vor.
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Gemäß einem
anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf einen Zylinderhalter
zum Halten eines Spritzenkörpers
gerichtet, der in Anspruch 9 definiert ist.
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Der
oben genannte Spritzenkörper
und der oben genannte Zylinderhalter können in Kombination für ein Injektionssystem
für chemische
Lösungen
verwendet werden.
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Der
oben beschriebene Spritzenkörper
kann in Kombination mit einem Spritzenkolben in einer vorgefüllten Spritze
verwendet werden, die mit einer chemischen Lösung gefüllt ist. Bei der chemischen Lösung kann
es sich beispielsweise um ein Kontrastmittel handeln.
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Bei
der vorliegenden Erfindung steht der Begriff „Zylinderhalter" für einen
Halter, der einen Spritzenkörper
mittels einer Nut hält,
und wenn ein Spritzenkörper
vor dem Anordnen in einem Injektionsapparat an einem Adapter angebracht
wird, so bezieht sich der Begriff „Zylinderhalter" auch auf einen solchen
Adapter. Der Zylinderhalter ist normalerweise in einem automatischen
Injektionsapparat enthalten oder integral mit dem automatischen
Injektionsapparat als ein Körper
ausgebildet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
das Stadium, in dem ein Spritzenkörper an einem Zylinderhalter
angeordnet ist.
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2 zeigt
einen Adapter (Zylinderhalter), bei der (a) eine
Draufsicht in Anbringungsrichtung der Spritze und (b) eine
geschnittene Seitenansicht auf die Schnittlinie A-A von (a), betrachtet von der Rückseite,
ist.
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3 ist
eine geschnittene Darstellung einer Flanscheinführnut eines Adapters.
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4 ist
eine Seitenansicht der Flanschoberfläche eines Spritzenkörpers, betrachtet
von der Vorderseite, wobei (a) eine
Vorderansicht (Gesamtansicht) des Flansches und (b) eine
vergrößerte Darstellung
des Teiles B aus (a) zeigt.
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5 ist
eine geschnittene Darstellung der Spritze, wobei (a) eine
Draufsicht auf die Schnittlinie F-F nach den 4 und 11 und (b) eine Draufsicht auf die Schnittlinie
C-C nach der 4 und die Schnittlinie E-E nach
der 11 zeigt.
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6 zeigt
schematisch das Stadium des Anbringens einer Spritze an einem Adapter,
wobei (a) das Stadium vor dem Anbringen
und (b) das Stadi um nach dem Anbringen
und einem teilweisen Rotieren des Flansches in eine befestigte Position
zeigt.
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7 zeigt
einen Vergleich zwischen der Öffnungslänge eines
Adapters gemäß der vorliegenden
Erfindung und einer konventionellen Öffnungslänge, wobei (a) einen
Adapter gemäß der vorliegenden
Erfindung und (b) einen konventionellen
Adapter zeigt.
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8 zeigt
eine Ausführungsform
der Spritze gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei (a) eine Seitenansicht
und (b) eine Rückansicht des Flansches, betrachtet
von der Hinterseite der Spritze, zeigt.
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9(a) und (b) zeigen
Beispiele für
vorspringende Druckansätze.
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10 zeigt
das Stadium, in dem ein Flansch in eine Flanscheinführnut eingeführt und
befestigt ist.
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11 ist
eine frontale Seitenansicht, um eine Flanschoberfläche für unterschiedliche
Beispiele des Spritzenkörpers
zu zeigen, wobei (a) eine Vorderansicht
(Gesamtansicht) des Flansches und (b) eine
vergrößerte Darstellung
des Teiles D von (a) zeigt.
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12 zeigt
ein anderes Beispiel des Adapters (eine geschnittene Darstellung
entsprechend einer Draufsicht auf die Schnittlinie A-A von 2).
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13 zeigt
ein Stadium des Anordnens einer Spritze an einem automatischen Injektionsgerät.
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14 zeigt
ein Stadium der Spritze, die an einem automatischen Injektionsgerät angeordnet
ist.
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15 zeigt
ein Stadium des Anordnens einer Spritze an einem automatischen Injektionsgerät, wobei
ein Adapter verwendet wird.
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16 zeigt
ein Stadium der Spritze, die an einem automatischen Injektionsgerät angeordnet
ist.
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17 zeigt
schematisch das Halten und Positionieren einer Spritze mittels eines
Zylinderhalters (Adapters) des automatischen Injektionsgerätes nach
den 13 und 15.
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18 ist
eine vergrößerte Darstellung
eines Adapters.
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19 zeigt
schematisch ein Stadium, in dem der Flansch eines Spritzenkörpers versetzt
angeordnet ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
das Stadium, in dem ein Flansch 31 eines Spritzenkörpers 31 in
einer Flanscheinführnut 14 eines
Adapters 40 (Zylinderhalter) befestigt ist. 2 zeigt
den Adapter 40, wobei 2(a) eine Draufsicht
in Anbringungsrichtung der Spritze und 2(b) eine
Draufsicht auf die Schnittlinie A-A von 2(a),
betrachtet von der Rückseite,
ist. 3 zeigt eine vergrößerte, geschnittene Darstel lung
eines Teiles der Flanscheinführnut 14.
Eine Führungsnut 41 ist
bogenförmig
auf einer vorderen Seitenwand der Flanscheinführnut 14 an dem Adapter
vorgesehen.
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4 zeigt
den Flansch des Spritzenkörpers,
der zusammen mit dem Adapter benutzt wird, betrachtet von der Spitzenseite
der Spritze ((a) ist eine Gesamtansicht
der vorderen Oberfläche
und (b) ist eine vergrößerte Darstellung
des Ausschnitts B in (a)). Wie in der
Zeichnung dargestellt, weist die vordere Oberfläche des Flansches 32 bogenförmige Führungsvorsprünge 33 (33a, 33b)
auf. Ein Querschnitt entlang der Schnittlinie F-F von 4 ist
in 5(a) und ein Querschnitt entlang
der Schnittlinie C-C ist in 5(b) gezeigt.
Wie in der geschnittenen Ansicht von 5(a) zu
sehen ist, hat der Führungsvorsprung 33 der
vorliegenden Ausführungsform eine
Querschnittsform gemäß der Führungsnut 41 des
Adapters und in Längsrichtung
eine bogenförmige
Ausbildung und ist derart ausgelegt, dass er entlang der Führungsnut 41 des
Adapters rotiert werden kann. Vorzugsweise ist der Endabschnitt
des Führungsvorsprunges
in Längsrichtung
verjüngt
ausgebildet, wie dies in 5(b) gezeigt
ist, um problemlos in die Führungsnut
eingeführt
werden zu können.
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6 ist
eine geschnittene Darstellung der Flanscheinführnut, betrachtet von der Rückseite,
die das Anbringen des Spritzenkörpers
an dem Adapter veranschaulicht. Zunächst, wie in 6(a) dargestellt,
wird der Flansch 32 in die Flanscheinführnut 14 eingeführt, während der
Flanschausschnitt 25 im wesentlichen vertikal ausgerichtet
ist. Danach, wie dies in 6(b) gezeigt
ist, wird der Führungsvorsprung 33 rotiert,
so dass dieser in der Führungsnut 41 befestigt
wird bis er die Benutzungsposition erreicht.
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Bezugnehmend
auf 7 wird nachfolgend die Öffnungslänge der Flanschnut beschrieben. 7(b) zeigt einen konventionellen Adapter,
der keinerlei Führungsnuten
aufweist, so dass der Bogenteil groß ausgebildet sein muß, um zu
verhindern, dass der Flansch nach oben herausrutscht. Aus diesem
Grunde kann die Öffnung
L' lediglich ein
wenig größer als
die Länge
des Flansches in Richtung des Flanschausschnittes W (siehe 17)
ausgebildet sein. Im Gegensatz dazu kann, da der Adapter gemäß der vorliegenden
Erfindung, der in 7(a) gezeigt ist,
ein Herausrutschen nach oben mit Hilfe der Führungsnut 41 verhindern,
so dass der Bogenteil der Nut kurz ausgebildet sein kann. Als Ergebnis kann
die Öffnungslänge L groß ausgebildet
sein, wodurch die Anbringungsprozedur der Spritze vereinfacht wird.
Selbstverständlich
kann der Adapter der vorliegenden Erfindung auch derart angeordnet
werden, dass die Länge
des Bogenteiles der Flanscheinführnut
so lang ausgebildet ist wie die konventioneller Typen, um ein Herausrutschen
der Spritze noch sicherer zu verhindern. Es ist jedoch bevorzugt,
die Öffnungslänge größer auszubilden,
um die Handhabung und die Herstellbarkeit zu verbessern.
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Es
müssen
keine bestimmten Einschränkungen
der Querschnittsformen des Führungsvorsprunges
und der Führungsnuten
des Adapters vorgegeben sein, so lange diese einfach zueinander
passen und die Spritze nicht nach oben herausrutscht. Im Falle eines
trapezförmigen
Querschnitts, wie in 5(a) gezeigt,
können
die Abmaße
beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die Höhe h zwischen
1 und 3 mm, die Breite t1 der Bodenfläche zwischen
1 und 3 mm und die Breite t2 der oberen
Fläche
zwischen 0,5 und 2,5 mm beträgt.
Die Führungsnut
kann entsprechend dieser Form ausgebildet sein. Ebenso kann die
Größe des Führungsvorsprunges
in Längsrichtung
(Umfangsrichtung) in geeigneter Weise kürzer als die Öffnungslänge der
Flanscheinführnut
ausgebildet werden, wobei die Größe innerhalb
eines Bereiches gehalten werden sollte, in dem ein nach oben gerichtetes
Herausgleiten effektiv verhindert wird, wenn die Spritze angebracht
ist. Wenn beispielsweise ein Spritzenkörper mit einem Außendurchmesser
zwischen 30 und 40 mm verwendet wird, so kann die Größe des Führungsvorsprunges
in Längsrichtung
zwischen 20° bis
120° betragen,
vorzugsweise zwischen 30 und 90°,
bezogen auf den Umschlingungswinkel, bei dem die Längsachse
des Zylinders den Mittelpunkt des Winkels bildet.
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Obwohl
der Querschnitt in dieser Ausführungsform
trapezförmig
ausgebildet ist, kann dieser auch rechteckig, dreickig usw. ausgebildet
sein.
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Vorzugsweise
ist bei der vorliegenden Erfindung die rückseitige Oberfläche des
Flansches mit einem Druckvorsprung versehen. Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung
durch das Anordnen einer Verstärkungsrippe
an der Rückseite
des Flansches ein Brechen des Flansches verhindert.
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8 zeigt
ein Beispiel des Flansches 32 mit Druckvorsprüngen 51 und
Verstärkungsrippen 52. Wenn
der Flansch durch Einführen
in die Flanscheinführnut
in seiner Benutzungsposition befestigt wird, wird die Spitze des
Druckvorsprunges elastisch verformt, so dass diese eine Kraft ausübt, um den Flansch
nach vorne zu drücken,
so dass der Flansch sicher befestigt ist. Wie in 9(a) gezeigt,
hat der Druckvorsprung 51 vorzugsweise eine geringere Breite
in Richtung der Spitze, um das Deformieren durch Zusammendrücken zu
vereinfachen. Der äußere Zylinder
der Spritze ist im Allgemeinen aus einem Harz, wie beispielsweise
Polypropylen, und der Adapter ist aus ABS, Polykarbonat o. ä. hergestellt. In
Abhängigkeit
von der Auswahl des Materials kann die Zylinderhalterseite derart
angeordnet sein, dass diese komprimierbar ist. Werden die oben genannten Materialien
eingesetzt, so wird der Vorsprung des Spritzenkörpers zusammengedrückt. Zu
diesem Zeitpunkt, selbst wenn die Spitze des Vorsprunges einer plastischen
Deformation ausgesetzt ist, wird eine bestimmte Druckkraft aufrecht
erhalten, wodurch der Flansch durch die Spannkraft sicher befestigt
ist.
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Die
Form und die Höhe
des Vorsprunges kann unter Berücksichtigung
dieser Materialien festgelegt werden. Im Allgemeinen ist es bevorzugt,
dass die Distanz zwischen der vorderen Oberfläche des Flansches und der Spitze
des Druckvorsprunges um 0,1 bis zu 2,5 mm, vorzugsweise um 0,2 bis
1,0 mm, größer als
die Breite der Flanscheinführnut
ist. Der Druckvorsprung kann konisch ausgebildet sein, wie dies
in 9(b) dargestellt ist.
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10 zeigt
die Lage, in der der Flansch 32 in der Flanschnut befestigt
ist. Der Druckvorsprung 51 wurde deformiert, wodurch der
Flansch 32 gegen die vordere Oberfläche der Flanschnut 14 gedrückt wird.
Die Position der Druckvorsprünge 51 ist,
wie in 8 gezeigt, vorzugsweise eine Position in der Nähe der Rückseite
des Führungsvorsprunges 33, der
auf der vorderen Oberfläche
des Flansches ausgebildet ist.
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Es
müssen
keine bestimmten Beschränkungen
bezüglich
der Form der Verstärkungsrippen
vorgegeben sein, und diese können
beispielsweise eine Kombination aus einem konzentrischen Teil 52b und einem
radialen Teil 52a umfassen, wie dies in 8 dargestellt
ist. In diesem Beispiel ist der radiale Teil entsprechend verformt,
da die Druckvorsprünge 51 auf
der Verlängerung
des radialen Teiles ausgebildet sind. Der Druckvorsprung kann auch
an anderer Stelle angeordnet sein.
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Nachfolgend
werden andere Ausführungsformen
des Führungsvorsprunges
dargestellt.
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Bei
dem in 11 gezeigten Beispiel ist ein Führungsvorsprung 34,
der kürzer
als der Führungsvorsprung
von 4 ausgebildet ist, an vier Stellen ausgebildet.
Wie in der vergrößerten Darstellung
in 11(b) gezeigt, ist der Ende-zu-Ende-Abstand, umfassend
zwei benachbart angeordnete Führungsvorsprünge 34a und 34b,
vorzugsweise in der gleichen Art ausgebildet wie die Länge des
Führungsvorsprunges 33 in
Längsrichtung
(siehe 4). Der Querschnitt entlang der Schnittlinie E-E
ist der gleiche wie der in 5 gezeigte,
und die Anordnung kann in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel
des Führungsvorsprunges
von 4 erfolgen. In 11 ist
ein Beispiel gezeigt, bei dem ein Druckvorsprung und Verstärkungsrippen
auf der rückseitigen
Oberfläche
ausgebildet sind.
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Der
Führungsvorsprung
kann aus einer Vielzahl von Kegelstümpfen bestehen, die auf einer
Linie in Umfangsrichtung angeordnet sind. In diesem Fall können die
Kegelstümpfe
an den Positionen angeordnet sein, an denen die Führungsvorsprünge von 4 vorgesehen
sind.
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Wie
bereits beschrieben, kann in einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Anzahl der bogenförmigen Führungsvorsprünge gerade
sein und jede Hälfte
ist symmetrisch auf dem Flansch angeordnet, wo die zwei Flanschausschnitte
nicht vorgesehen sind.
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Obwohl
der Führungsvorsprung
in den oben beschriebenen Beispielen auf Seite des Flanschausschnittes
(oben und unten in den 4 und 11) ausgebildet
ist, kann dieser ebenso auf lediglich einer Seite angeordnet sein.
Die Führungsnut
des Adapters, die in Kombination mit dem Führungsvorsprung verwendet wird,
kann geöffnet
in dem oberen Teil mit der Führungsnut 41,
gezeigt in 2, oder geschlossen mit der
Führungsnut 42,
gezeigt in 12, sein. Wenn der obere Teil
geschlossen ist, kann der Flansch in den Adapter eingeführt, während dessen Führungsvorsprünge unten
gehalten werden, und dann rotiert werden bis die Benutzungsposition
erreicht ist.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform
ist lediglich ein Beispiel für
die vorliegende Erfindung und es soll festgehalten werden, dass
verschiedene Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Wie
bereits oben beschrieben, wird durch die vorliegende Erfindung ein
Spritzenkörper
und ein Zylinderhalter geschaffen, wobei die Spritze einfach angebracht
werden kann und nicht einfach bricht, wenn eine Injektion von hochviskoser
Flüssigkeit
bei hohem Druck erfolgt.
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- 10
- automatisches
Injektionsgerät
- 11
- Zylinderhalter
- 12
- Kolbenhalter
- 13
- Adapter
- 14
- Flanscheinführnut
- 21
- Spritzenkörper
- 22
- Flansch
- 23
- Kolben
- 24
- Kolbenflansch
- 25
- Flanschausschnitt
- 31
- Spritzenkörper
- 32
- Flansch
- 33,
33a, 33b,
- Führungsvorsprung
- 34,
34a, 34b,
- Führungsvorsprung
- 40
- Adapter
- 41
- Führungsnut
- 42
- Führungsnut
- 51
- Druckvorsprung
- 52
- Verstärkungsrippe
- 52a
- radialer
Teil der Verstärkungsrippe
- 52b
- konzentrischer
Teil der Verstärkungsrippe