Brevet FR2589066A1 — publié le 19870430

La présente invention concerne un appareil d'injection sans aiguille permettant différentes sortes de traitements médicaux, tels que des vaccinations réalisées sur une grande échelle. On connaît déjà, par la demande de brevet français#n0 2 524 804, un appareil d'injection sans aiguille comprenant un corps de cylindre enfermant un piston, un réservoir de liquide d'injection, un orifice d'injection et un dispositif de déclenchement d'injection et d'armement, le piston étant déplaçable axialement dans le corps de cylindre entre une position d'armement et une position de fin d'injection. Plus particulièrement, dans ce cas, le dispositif de déclenchement d'injection et d'armement est constitué d'un moteur électrique dont l'arbre de sortie cannelé engrène les cannelures périphériques d'un disque muni d'un ergot excentré coopérant avec une bielle montée pivotante sur l'extrémité arrière du piston. Or, un tel dispositif présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, l'armement de ce dispositif résulte de l'engrenement des cannelures prévues, d'une part, à l'extrémité de l'arbre de sortie du moteur et, d'autre part, sur le disque, ce qui nécessite un réglage précis de la position respective des deux ensembles de cannelures, réglage qui est bien évidemment affecté par l'usure de celles-ci résultant d'un usage répété de l'appareil. Comme un tel appareil d'injection sans aiguille est notamment utilisé pour des vaccinations massives, il apparaît qu'un tel système d'engrènement est rapidement détérioré par l'usage intensif que l'on peut faire de l'appareil.De plus, du fait de l'utilisation d'un disque, pour obtenir la course nécessaire au déclenchement de l'injection, il est nécessaire d'actionner le moteur entraînant le disque en rotation pendant un temps relativement long. Le rendement d'un tel système est donc médiocre. En outre, il est nécessaire, dans ce cas, de prévoir les moyens d'entraînement de façon solidaire de l'appareil, ce qui rend celui-ci particulièrement lourd et encombrant notamment du fait de la nécessité d'y loger des piles ou batteries pour l'alimentation du moteur. La présente invention a donc pour but de résoudre ces inconvénients en procurant un appareil d'injection sans aiguille dont le dispositif de déclenchement d'injection et d'armement est particulièrement fiable du fait que sa conception simple qui lui permet de n'être que peu soumis à l'usure, et qui peut être également conçu de façon particulièrement maniable. A cet effet, l'appareil d'injection sans aiguille, selon la présente invention, du type décrit ci-dessus, est notamment remarquable en ce que le dispositif de déclenchement d'injection et d'armement comprend des mayens entraînés adaptés pour pousser brusquement l'extrémité du piston éloignée de l'orifice d'injection, depuis la position d'armement du piston jusqu'à sa position de fin d'injection, à l'encontre de moyens de rappel permettant de ramener le piston en position d'armement en fin de course des moyens de poussée et une fois ces derniers débrayés. Ainsi, selon l'invention, pendant l'injection, le déplacement du piston à l'encontre de moyens de rappel permet le réarmement automatique ultérieur du piston, c'est-à-dire une fois que les moyens de poussée du piston sont débrayés. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de poussée comprennent des moyens mécaniques de transmission de mouvement reliés, d'une part, au piston précité et, d'autre part, à des moyens d'entraînement. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, les moyens d'entrainement comprennent un électro-aimant, et les moyens de transmission de mouvement comportent une tige dont une extrémité est engagée dans l'électro-aimant et est soumise à l'action de celui-ci, et dont l'autre extrémité prend appui sur l'extrémité du piston éloignée de l'orifice d'injection. De manière avantageuse, la tige précitée est constituée de deux parties reliées ensemble par un écrou, l9écar- tement entre les deux parties de tige étant réglable en fonction de la course souhaitée du piston. Selon une autre caractéristique de ce mode de réalisation, l'électro-aimant est fixé à l'extrémité du corps de cylindre éloignée de l'orifice d'injection, et est monté sur un cardan lui-meme relié à un dispositif de suspension de l'appareil. Selon. un second mode de réalisation de l'invention, les moyens de transmission de mouvement comprennent un câble de transmission dont une extrémité est reliée aux moyens d'entraînement et dont l'autre extrémité est reliée å l'extrémité du piston éloignée de l'orifice d'injection. De manière avantageuse, les moyens d'entraînement comprennent un électro-aimant, le câble de transmission étant solidaire de la tige de poussée de l'électro-aimant et étant logé dans une gaine dont une extrémité est solidaire du corps de cylindre de l'appareil et l'autre extrémité solidaire de l'électro-aimant. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de rappel sont disposés au voisinage de l'extrémité du piston éloignée de l'orifice d'injection, et comprennent une douille logée dans le corps de cylindre précité et dont le fond est traversé par ladite extremite du plston, le bord libre de la douille faisant saillie vers l'extérieur de façon à prendre appui sur un épaulement annulaire interne du corps de cylindre, et un ressort hélicoidal entourant ladite partie d'extrémité du piston est logé dans ladite douille, ressort dont une extrémité repose sur le fond de la douille et autre extrémité contre des moyens de butée entourant ladite extrémité du piston. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, une bague d'écartement est prévue entre la face externe du fond de la douille et un épaulement du piston, tandis qu'une autre bague de butée peut être prévue entre le bord libre de la douille et un épaulement annulaire interne du corps de cylidnre. D'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre de modes de réalisation actuellement préférés de l'invention, description faite en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe partielle d'un premier mode de réalisation de l'appareil d'injec tion sans aiguille selon l'invention - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale du dispositif de déclenchement d'injection et d'armement de l'appareil de la figure 1 - la figure 3 est une vue schématique en coupe partielle d'un second mode de réalisation de l'appareil d'injection sans aiguille selon l'invention - la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale de la liaison entre la tête de piston et le dispositif de déclenchement d'injection et d'armement de l'appareil de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue schématique en coupe partielle de la liaison entre les moyens de transmission de mouvement et l'électro-aimant du dispositif de déclenchement d'injection et d'armement de l'appareil de la figure 3. Dans les dessins; des références numériques identiques indiquent des parties identiques ou similaires. En se référant aux figures 1 et 2, on décrira ci-après un premier mode de réalisation de l'appareil d'injection sans aiguille selon l'invention. L'appareil d'injection sans aiguille 1 comprend un corps de cylindre 2 enfermant un piston 3, un réservoir 4 de liquide d'injection, un orifice d'injection 5 et un dispositif de déclenchement d'injection et d'armement 6, le piston 3 étant déplaçable axialement dans le corps de cylindre 2 entre une position d'armement et une position de fin d'injection. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de déclenchement d'injection et d'armement 6 comprend un électroaimant 7 dont la tige de poussée 8 présente une extrémité 9 qui est engagée dans l'électro-aimant 7 et est soumise à l'action de celui-ci, et une autre extrémité 10 qui prend appui sur ltextrémité 11 du piston 3 éloignée de l'orifice d'injection 5. Comme on le voit sur la figure 2, la tige 8 de l'électroaimant 7 est constituée de deux parties 12,13, dont l'une 12 est engagée dans l'électro-aimant 7 et dont l'autre 13 prend appui sur l'extrémité 11 du piston 3, lesquelles parties 12,13 sont reliées ensemble par un écrou 14, coopérant avec un contre-écrou 15, l'écartement entre les deux parties 12,13 de tige étant réglable en fonction de la course souhaitée du piston 3. L'électro-aimant 7 est fixé à l'extrémité 16 du corps de cylindre 2 éloignée de l'orifice d'injection 5. En se référant à la figure 2, les moyens de fixation de l'électro-aimant 7 à l'extrémité 16 du corps de cylindre 2 comprennent un écrou 17 vissé dans l'extrémité 16 et dont la base élargie 18 sert de support à l'électro- aimant 7 par l'intermédiaire d'entretoises 19 et de vis de fixation 20. En particulier, on peut prévoir trois vis de fixation 20, une seule ayant été représentée sur les dessins pour des raisons de clarté. Au support 18, on peut également adjoindre une poignée 21 avec commande intégrée. L'électro-aimant 7 est, dans ce cas, comme on peut le voir sur la figure 1, monté sur un cardan 22 constitué de deux anneaux concentriques 23,24, dont l'un 23 est solidaire de l'électro-aimant, coopérant avec des pivots 25,26, les pivots 26 étant articulés à un étrier 27, lui-même relié par une liaison souple 28 à un dispositif de suspensio#n 29 de l'appareil constitué, par exemple, par un rail ou un pont roulant le long duquel peut se déplacer la liaison 28. On décrira maintenant ci-après un second mode de réalisation de l'appareil d'injection selon l'invention en référence aux figures 3 à 5. Dans ce second mode de réalisation, l'appareil d'injection sans aiguille 1 comprend bien sûr toujours un corps de cylindre 2 enfermant un piston 3, un réservoir 4 de liquide dtinjection, un orifice d'injection 5 et un dispositif de déclenchement d'injection et d'armement 6 Mais, dans ce cas, le dispositif de déclenchement d'injection et d'armement 6 est réalisé de façon quelque peu différente. En effet, dans ce second mode de réalisation, la transmission du mouvement provoqué par la mise en action d'un électro-aimant 30 est réalisée au moyen d'un câble 31 dont une extrémité 32 est reliée à lgélectro-aimant 30, et, en particulier, est solidarisée à la tige de poussée 33 de l'électro-aimant 30 par des moyens quelconques appropriés 34 symbolisés, sur la figure 5, par un rectangle en traits mixtes entourant les extrémités en regard du câble 31 et de la tige de poussée 33 de l'électro-aimant 30. L'autre extrémité 35 du câble de transmission 31 est reliée à l'extrémité 11 du piston 3 éloignée de l'orifice d'injection 5. La solidarisation de l'extrémité 35 du câble 31 et de l'extrémité 11 du piston 3 peut également être réalisée par tous les moyens appropriés symbolisés, dans la figure 4, par un rectangle 36 en traits mixtes. De plus, le câble de transmission 31 est logé dans une gaine 37, qui peut être, par exemple, semi-rigide à roulement à billes, dont une extrémité 38 est solidaire du corps de cylindre 2 de l'appareil, à son extrémité 16 éloignée de l'orifice d'injection 5, par l'intermédiaire d'un écrou 39 fileté intérieurement de façon à pouvoir recevoir l'extrémité filetée 38 de la gaine 31, ainsi qu'extérieurement de façon à pouvoir être vissé dans l'extrémité 16 du corps de cylindre 2. L'autre extrémité 40 de la gaine 37 est solidaire de l'électro-aimant 30 par l'intermédiaire d'une plaque de support 41 dans laquelle elle est vissée, et à travers laquelle passe le câble de transmission 31, la plaque de support 41 étant elle-même solidaire de l'électro-aimant 30 par l'intermédiaire d'entretoises 42 entourant des vis de fixation 43. On peut en outre prévoir un ressort de rappel 44 autour de l'extrémité de la tige de poussée 33 qui sort de l'électro-aimant 30, ressort de rappel qui est maintenu par une butée 45. On décrira maintenant ci-après les moyens de rappel 46 permettant le réarmement du piston 3 après la fin de l'injection et le débrayage des moyens de poussée de ce piston. On notera que ces moyens de rappel 46 sont communs aux deux modes de réalisation décrits de l'invention. D'une manière générale, les moyens de rappel 46 sont disposés au voisinage de ltextrémité 11 du piston éloignée de l'orifice d'injection 5. Ces moyens de rappel 46 comprennent une douille 47 logée dans le corps de cylindre 2 et dont le fond 48 est traversé par l'extrémité 11 du piston 3, le bord libre 49 de la douille 47 faisant saillie vers l'extérieur de façon à prendre appui sur un épaulement annulaire interne 50 du corps de cylindre 2. En outre, les moyens de rappel 46 comprennent un ressort hélicoïdal 51 entourant ladite partie d'extrémité 11 du piston 3 et qui est logé dans la douille 47, une extrémité 52 du ressort 51 reposant sur le fond 48 de la douille 47 tandis que son autre extrémité 53 repose contre des moyens de butée, entourant l'extrémité 11 du piston, constitués par une bague 54 et un anneau élastique 55 (ou deux demi-clips). On peut en outre prévoir une première bague d'écartement 56 entre la face externe du fond 48 de la douille 47 et un épaulement 57 du piston 3. Cette bague empêche le piston de remonter trop haut et permet ainsi de régler une course de retour bien définie (le ressort de rappel 51 ayant tendance à remonter le piston 3 trop loin). Enfin, une seconde bague de butée 58 peut être prévue entre le bord libre 49 de la douille 47 et un épaulement annulaire interne 59 du corps de cylindre 2. Cet épaulement 59 peut être en particulier constitué par le bord libre de l'écrou vissé dans l'extrémité 16 du corps de cylindre et qui sert de support à l'électro-aimant ou, dans le second mode de réalisation de l'appareil, à la gaine 37 où est logé le câble de transmission 31. Cette seconde bague 58 bloque la douille 47 lors du mouvement de retour du piston 3. On décrira maintenant ci-après le fonctionnement de l'appareil d'injection sans aiguille de l'invention. On s'intéressera tout d'abord au fonctionnement du premier mode de réalisation illustré par les figures 1 et 2. La tige de poussée 8 de ltélectro-aimant 7 vient pousser brusquement l'extrémité 11 du piston 3 éloignée de l'orifice d'injection 5. La longueur de la course du piston est réglée en réglant l'écartement entre les deux parties 12,13 de la tige 8. Si, par exemple, la partie 12 de la tige 8 engagée dans ltélectro-aimant 7 pénètre peu dans l'écrou 14, le retour de cette partie 12 de tige dans l'électro-aimant sera important, tandis que, lors de la mise en action de l'électro-aimant, cette partie 12 de tige sortira jusqu'au bout de sa course qui, dans ce cas, sera longue. Au contraire, si la partie 12 de la-tige 8 pénètre beaucoup dans l'écrou 14, le retour de celle-ci sera faible et donc, lors de la mise en action de l'électro-aimant, sa course sera courte.La tête élargie de l'écrou 14, qui peut constituer, en elle-même, un contre-écrou, sert de butée contre l'électro-aimant 7. En outre, le réglage de la seconde partie 13 de la tige 8 dans l'écrou 14 permet à celle-ci de venir s'appuyer sur l'extrémité 11 du piston éloignée de l'orifice d'injection 5 en évitant ainsi toute percussion sur le haut du piston, c'est-à-dire tout bruit inutile et désagréable. De plus, le contre-écrou 15 permet de bloquer l'ensemble dans la position de réglage optimal. En fin d'injection, et une fois les moyens de poussée (électro-aimant et tige de poussée) débrayés, le retour du piston en position d'armement est assuré par les moyens de rappel décrits précédemment. Dans le cas du second mode de réalisation illustré par les figures 3 à 5, le principe du fonctionnement reste similaire, mis à part la transmission mécanique du mouvement entraîné par l'électro-aimant, qui est alors réalisée par l'intermédiaire d'un câble de transmission 31 ; les moyens de rappel du piston en position d'armement restant les mêmes. On peut ainsi, grâce à l'invention, utiliser un électroaimant lourd qui est donc puissant, et dont on peut, soit équilibrer le poids grâce au.système de cardan et au dispositif de suspension décrits précédemment, soit le rendre nul en disposant l'électro-aimant indépendamment de l'appareil proprement dit grâce à l'utilisation dune transmission de mouvement par câble et gaine souple. En outre, l'électro-aimant permet un déplacement brusque du piston, ce qui est nécessaire pour obtenir une injection la plus parfaite possible, et ce qui remplace avantageusement le ressort dont la contraction est habituellement utilisée pour déclencher l'injection. On notera, en outre, que l'on peut prévoir, dans la poignée 21, un interrupteur commandant un système électronique de temporisation qui permet de régler, d'une part, la durée de l'impulsion de l'électro-aimant et, d'autre part, de régler la durée de repos entre deux impulsions pendant laquelle les moyens de rappel ramènent le piston en position d'armement. Dans le second mode de réalisation, l'interrupteur de commande peut #également être placé sur l'appareil d'injection ou au pied. En définitive, l'invention permet de procurer un appareil d'injection sans aiguille électrifié, automatisé et facilement maniable avec une source d'énergie puissante, (qui peut être bien sûr fournie par des moyens appropriés autres qu;un électro-aimant) ce qui permet, d'une part, d'avoir un jet puissant à la sortie de l'appareil et donc de pouvoir faire des intra-dermiques dans des zones difficiles â percer comme un dessous de talon et, d'autre part, d'avoir une puissance telle que l'on peut réaliser au moins 100 injections à la minute. REVSNDICATIONS 1 - Appareil d'injection sans aiguille, du type comprenant un corps de cylindre enfermant un piston, un réservoir de liquide d'injection, un orifice d'injection et un dispositif de déclenchement. d'injection et d'armement, le piston étant déplaçable axialement dans le corps de cylindre entre une position d'armement et une position de fin d'injection, caractérisé en ce que le dispositif de déclenchement d'injection et d'armement (6) comprend des moyens entraînés (8,31) adaptés pour pousser brusquement l'extrémité (11) du piston (3). éloignée de Orifice d'injection (5), depuis la position d'armement du piston jusqu'à sa position de fin d'injection, à l'encontre de moyens de rappel (46) permettant de ramener le piston en position d'armement en fin de course des moyens de poussée (8,31) et une fois ces derniers débrayés. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de poussée comprennent des moyens mécaniques de transmission de mouvement (8,3-1) reliés, d'une part, au piston (3) précité et, d'autre part, à des moyens d'entraînement (7,30). 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent un électro-aimant (7), et les moyens de transmission de mouvement comportent une tige (8) dont une extrémité (9) est engagée dans l'électro-aimant (7) et est soumise à l'action de celui-ci, et dont l'autre extrémité (10) prend appui sur l'extrémité (11) du piston (3) éloignée de l'orifice d'injection (5). 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige (8) précitée est constituée de deux parties (12,13) reliées ensemble par un écrou (14), l'écartement entre les deux parties (12,13) de tige étant réglable en fonction de la course souhaitée du piston (3). 5 - Appareil selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que ltélectro-aimant (7) est fixé à l'extrémité (16) du corps de cylindre (2) éloignée de l'orifice d'injection (5), et est monté sur un cardan (22) lui-même relié à un dispositif de suspension (29) de l'appareil. 6 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission de mouvement comprennent un câble de transmission (31) dont une extrémité (32) est reliée aux moyens d'entraînement (30) et dont l'autre extrémité (35) est reliée à l'extrémité (11) du piston (3) éloignée de l'orifice d'injection (5). 7 - Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent un électro-aimant (30), le câble de transmission (31) étant solidaire de la tige de poussée (33) de l'électro-aimant (30) et étant logé dans une gaine (37j dont une extrémité (38) est solidaire du corps de cylindre (2) de l'appareil et l'autre extrémité (40) solidaire de l'électro-aimant (30). 8 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de rappel (46) sont disposés au voisinage de l'extrémité (11) du piston éloignée de l'orifice d'injection (5), et comprennent une douille -(47) logée dans le corps de cylindre (2) précité et dont le fond (48) est traversé par ladite extrémité (11) du piston (3), le bord libre (49) de la douille (47) faisant saillie vers l'extérieur de façon à prendre appui sur un épaulement annulaire interne (50) du corps de cylindre (2), et en ce qu'un ressort hélicoldal (51) entourant ladite partie d'extrémité (11) du piston (3) est logé dans ladite douille (47), ressort dont une extrémité (52) repose sur le fond (48) de la douille (47) et l'autre extrémité (53) contre des moyens de butée entourant ladite extrémité (11) du piston (3). 9 - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une bague d'écartement (56) est Frevue entr-e l fave externe du fond (48) de la douille (47) et un épaulement (57) du piston (3). 10 - Appareil selon la revendication 8 ou la revendica tion 9, caractérisé en ce qu'une bague de butée (58) est prévue entre le bord libre (40) de la douille (47) et un épaulement annulaire interne (59) du corps de cylindre (2).