[发明专利]用于经由脉冲式过盈接触进行摩擦的扭矩测量的装置和方法

说明书

公开了一种用于摩擦的扭矩测量的装置及其使用的方法。装置包括圆筒形芯和具有中心腔的帽。装置包括在圆筒形芯或帽中的任一者上的至少一个第一凸起，当帽绕圆筒形芯旋转时，随着所述至少一个第一凸起移动成与至少一个在圆筒形芯或帽中的另一者上的第二凸起或凹痕接触和脱离接触，所述至少一个第一凸起提供与所述第二凸起或凹痕中的至少一个的脉冲式过盈接触。装置可连接到测试设备，该测试设备被构造成测量在帽和圆筒形芯相对于彼此旋转时在帽和圆筒形芯之间的旋转扭矩。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于摩擦的测量的装置，且更具体地涉及一种测试装置，该测试装置被构造成在装置的零件之间旋转时提供脉冲式过盈接触，从而允许摩擦的扭矩测量。

背景技术

当两种材料抵靠彼此滑动时，常常期望在材料的表面之间具有光滑接触以减小接触区域处的摩擦。对于一对给定的滑动表面，摩擦的大小能够由摩擦系数给出。降低摩擦系数对于利用这样的滑动表面的装置而言总体上导致改进的磨损和容易使用。

一个需要平滑滑动材料的重要应用领域是在医疗装置中，诸如药物注射系统。笔式注射器（其用于递送治疗剂）是这样的系统的一个示例，并且包括通常由聚合物材料（诸如，热塑性材料）制成的部件。这些装置具有彼此接触的部件，这些部件在使用期间必须相对于彼此移动或滑动，从而导致部件的表面之间的摩擦。如果减小这些部件之间的摩擦，则可实现注射系统的更平滑的操作和更长的使用时间。此外，减小部件之间的摩擦可防止装置的卡住和递送治疗剂的失败，和/或防止各种锁定机构（诸如，安全防护件）移动到适当位置的失败。

聚合物技术的进步已允许制造商将塑料模制成具有精确尺寸的各种医疗零件。当前的针对摩擦的测试方法不适合于评估在高力载荷下的零件之间的摩擦和/或在这样的零件在使用中经历的多个启停循环之后的零件之间的摩擦。同样重要的是，表面之间的摩擦的大小和“感觉”是可测试的，并且是在用户（例如，医疗人员、患者）的预期范围内。因此，目前行业内需要一种装置和方法以可重复地测试由各种聚合物形成的零件之间以及在不同的力载荷下的摩擦。

发明内容

当前公开的发明提供了一种装置，其在装置的零件之间的旋转期间提供脉冲式过盈接触，从而允许可重复且准确的摩擦的扭矩测量。装置总体上包括：圆筒形芯，其具有外表面，该外表面具有至少一个凸起或凹痕（indent）；以及帽，其具有中心腔，该中心腔具有至少一个凸起或凹痕。圆筒形芯被同轴地接收在帽的中心腔内，使得圆筒形芯的顶端接近帽的第一端。装置包括在圆筒形芯或帽上的至少一个第一凸起，所述至少一个第一凸起提供与在圆筒形芯或帽中的另一者上的第二凸起或凹痕中的至少一者的脉冲式过盈接触，其中，帽可围绕芯旋转。

根据本发明的某些方面，装置可包括在圆筒形芯和帽中的每一者上的至少一个凸起。

根据本发明的某些方面，装置可包括在圆筒形芯或帽中的任一者上的至少三个凸起，以及在圆筒形芯或帽中的另一者上的至少三个凹痕。

根据本发明的某些方面，装置可包括绕帽的中心腔的表面均等地周向间隔开的至少三个凸起，其中，每个凸起沿着中心腔的表面的至少一部分轴向延伸。此外，装置可包括绕圆筒形芯的外表面均等地周向间隔开的至少三个凹痕，其中，每个凹痕沿着圆筒形芯的外表面的至少一部分轴向延伸。

根据本发明的某些方面，围绕帽的中心腔的表面的所述至少三个凸起中的至少一个是平坦表面。

根据本发明的某些方面，（一个或多个）凹痕的尺寸可与（一个或多个）凸起的尺寸大致相同。

根据本发明的某些方面，帽还可包括在中心腔的表面上接近帽的第一端的至少一个止挡部，所述至少一个止挡部的尺寸和位置确定成限制圆筒形芯在帽内的轴向深度。例如，至少一个止挡部可包括绕纵向轴线径向间隔开的至少三个突出部。根据本发明的某些方面，止挡部的底边缘可接触圆筒形芯的最上表面。

根据本发明的某些方面，帽还可包括在外表面上的帽附接元件以便接合扭矩测量装置的第一附接机构。