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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrweghahn, insbesondere 2-, 3- und 4-Weghähne wie sie insbesondere in der Medizin eingesetzt werden.
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Mehrweghähne insbesondere 2-, 3- oder 4-Weghähne sind im Stand der Technik bekannt und werden insbesondere in der Medizin und Medizintechnik eingesetzt. Hierbei werden sie insbesondere im Infusionsbereich, dem Bereich der künstlichen Ernährung, bei der Transfusion und insbesondere für die Zu- bzw. Überleitung von verschiedenen Durchflussmedien und als sogenanntes „Injektions-Equipment“ für die medizinische und pharmazeutische Ausrüstung verwendet. Die Mehrweghähne werden ferner auch in medizinischen Systemen verwendet, welche unter anderem aus mehreren Komponenten bestehen. Solche Systeme umfassen unter anderem Schwerkraftinfusionen, Pumpen oder Pumpüberleitungssysteme, Sondennahrungssysteme, Injektionen, Kombinationen hiervon und dergleichen.
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Bei Mehrweghähnen kann das Stellglied, auch Hahnküken genannt, Zwischenstellung einnehmen, in denen eine Leitung nicht vollständig abgesperrt beziehungsweise nicht vollständig offen ist Hierfür sind Rasterungen bekannt, die verhindern dass sich das Stellglied aus einer eingestellten Betriebsstellung versehentlich verdrehen lässt Hierbei ist von Bedeutung, dass die Rastvorrichtung keine hygienischen Probleme bereitet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die im Stand der Technik bekannten Nachteile wenigstens teilweise zu überwinden. Die vorstehende Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Mehrweghahn gemäß Anspruch 1 gelöst Bevorzugte Ausgestaltungsformen des Mehrweghahns sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Mehrweghahn zum Einsatz in der Medizin und/oder Medizintechnik weist ein wenigstens abschnittsweise von einem Medium durchströmbares Grundgehäuse und ein in dem Grundgehäuse angeordnete Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines um eine zentrale Achse drehbeweglichen Stellgliedes. Der erfindungsgemäße Mehrweghahn ist dadurch gekennzeichnet, dass er Anschlussstellen für den Zulauf und den Ablauf des Mediums aufweist Das Grundgehäuse weist wenigstens zwei Anschlussstellen für den Zu- und Abfluss des Mediums auf. Das Stellglied weist innerhalb des Grundgehäuses einen, im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt mit wenigstens einer Durchflussöffnung zur Fluidverbindung wenigstens zweier Anschlussstellen auf. Der im Wesentlichen zylindrische Abschnitt des Stellgliedes ist über eine Stellachse mit einem außerhalb des Grundgehäuses angeordneten Bedienelementes verbunden. Der Mehrweghahn weist hierbei eine Rastvorrichtung für die Stellung des Stellgliedes auf, mittels welcher der Mehrweghahn beispielsweise in der geöffneten Stellung der Durchflussöffnung, und / oder der geschlossenen Stellung der Durchflussöffnung, und / oder einer, oder einer Vielzahl von Zwischenstellungen zwischen der voll geöffneten Stellung der Durchflussöffnung, und der voll geschlossenen Stellung der Durchflussöffnung gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Rastvorrichtung ist diese zwischen der Aufnahmeöffnung des Grundgehäuses und dem Bedienelement ausgebildet ist.
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Der Vorteil der Anordnung der Rastvorrichtung zwischen Grundgehäuse und dem Bedienelement besteht darin, dass die Rastvorrichtung außerhalb des Grundgehäuses angeordnet ist und somit nicht im Kontakt mit dem Medium besteht Bei einer üblichen Anordnung der Rastvorrichtung im Inneren des Grundgehäuses besteht die Gefahr, insbesondere bei Sondennahrung besteht das Problem, dass feste Bestandteile sich an der Rastvorrichtung festsetzen können, was zu einer Pfropfenbildung und damit zu einer Verringerung beziehungswiese letztendlich zu einer vollkommenen Blockade des Durchflusses durch den Mehrweghahns führen kann. Dies wird durch eine außerhalb des Grundgehäuses angebrachten Rastvorrichtung vermieden.
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Die zwischen der Aufnahmeöffnung des Grundgehäuses und dem Bedienelement angeordnete Rastvorrichtungen wirkt koaxial zu der Stellachse des Bedienelements, das heißt die Kräfte die beim Übergang von einer Raststellung zu einer benachbarten Raststellung auftreten werden in die zylindrische Wand des Grundgehäuses in koaxialer Richtung eingeleitet. Da die Höhe des Zylinders grösser ist als die Dicke der Zylinderwand ist die Gefahr einer nennenswerten Verformung des Grundgehäuses gering. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Rastvorrichtungen wirken diese radial zur Stellachse. Wenn durch besondere gestalterische Maßnahmen keine Vorsorge getroffen ist die radialen Kräfte aufzunehmen, dann besteht insbesondere wenn die Rastvorrichtung im Bereich der Durchflussöffnung angeordnet ist, die Gefahr einer Verformung und damit der Beeinträchtigung der Geometrie der Durchflussöffnung.
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Bei der erfindungsgemäßen Rastvorrichtung ist die Aufnahmeöffnung des Grundgehäuses im Wesentlichen als Kreisring ausgebildet ist, welcher konzentrisch zur Stellachse ausgerichtet ist Dies hat die Ursache darin, dass das Oberteil des Grundgehäuses eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweist, um die Stellachse aufzunehmen und zu führen. Ein senkrechter Schnitt, beziehungsweiser Abschluss dieser Aufnahmeöffnung in Bezug auf die Stellachse ist daher, zumindest im Bereich nahe der Stellachse ein Kreisring.
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In einer Ausführung des Mehrweghahns weist der Kreisring als Teil der Rastvorrichtung Vertiefungen oder Erhebungen aufweist in die die korrespondierende Erhebungen beziehungsweise Vertiefungen eines Gegenstückes zu dem Kreisring eingreifen. Die korrespondierenden Erhebungen beziehungsweise Vertiefungen können hierbei entweder an der Unterseite des oder der Bedienelemente, also an der dem Kreisring zugewandten Seite des oder Bedienelemente angeordnet sein. Alternativ kann die Stellachse eine scheibenförmigen Auskragung angeordnet ist, welche sich radial von der Stellachse erstreckt und idealerweise in radialer Richtung im Wesentlichen mit den Abmessungen des Kreisrings korrespondiert Eine solche Anordnung erlaubt die Rastvorrichtung unabhängig von den Bedienelementen anzuordnen und so einen größeren Abstand zwischen Grundgehäuse und Bedienelementen einzuhalten, welches die Bedienung der Bedienelemente vereinfacht.
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In einer Ausführungsform des Mehrweghahns sind die Vertiefungen als Nuten und die Erhebungen als Zapfen ausgestaltet, die im eingerasteten Zustand ineinandergreifen. Insbesondere können die Nuten mit halbrunden Querschnitt und die Zapfen als halbrunde Stäbe ausgeführt sein, die ein Gleiten der halbrunden Stäbe zwischen den Raststellungen erleichtern.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die Vertiefungen als kugelförmige Ausnehmungen und die Erhebungen als kugelförmige Erhebungen ausgestaltet sind, die im eingerasteten Zustand ineinandergreifen.
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Der erfindungsgemäße Mehrweghahn ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrweghahn Ausformungen und Aussparungen aufweist, welche jeweils zueinander korrespondierend angeordnet sind und welche zusammen eine Fügeverbindung zwischen Stellglied und Stellgliedaufnahme bilden und wenigstens zwei Fügeverbindungen vorgesehen sind, wobei jeweils wenigstens eine Ausformung und/oder Aussparung radial umlaufend an der Innenseite des Grundgehäuses des Stellglieds bzw. radial umlaufend an der Außenseite des zylindrischen Abschnitts der Stellgliedaufnahme angeordnet ist Durch diese Anordnung wird eine hohe axiale Belastbarkeit erreicht, die insbesondere bei den koaxialwirkenden Rastkräften, eine Dichtigkeit auch beim Wechsel von einer Raststellung zu einer benachbarten Raststellung gewährleistet Beim Übergang zwischen einer Raststellung zu einer benachbarten Raststellung rücken die ansonsten in den Vertiefungen ruhenden Erhebungen die Stellachse bei Kontakt mit der Kreisscheibe in Richtung Bedienelemente aus. Diese Ausrückung wird durch die Fügeverbindung teilweise elastisch aufgenommen und die Fügeverbindung gegen den wenigstens eine radial umlaufende Ausformung und/oder Aussparung gedrückt Somit wirken die zusätzlichen auf die Stellachse wirkenden Zugkräfte auf die Fügeverbindung sogar noch Dichtigkeitsverstärkend.
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Unter Medium im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle Arten von Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten, wie beispielsweise wässrige Flüssigkeiten, Blut, Ernährungsbrei, etc. und auch Gase verstanden.
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Unter dem Grundgehäuse im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteil des Mehrweghahns, welcher das Gehäuse mit den Anschlussstellen und der Stellgliedaufnahme aufweist, verstanden, wobei unter letzterer der Bereich des Grundgehäuses verstanden wird, welcher zur Aufnahme des Stellglieds dient.
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Unter Stellglied im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein, wenigstens eine Strömungsöffnung abschließendes, sogenanntes „Küken“ verstanden. Das Bedienelement im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein mit dem Stellglied fest verbundenes Element, wie zum Beispiel ein Hahn, mit dem sich das Stellglied um die zentrale Achse drehen lässt Dieser kann einen oder mehrere, üblicherweise zwei, drei oder vier Stellhebel aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung umfasst ferner auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Mehrweghahns in der Medizin und Medizintechnik, insbesondere für die Zu- und Überleitung von verschiedenen Durchflussmedien, insbesondere für die Schwerkraftinfusion, für Pumpüberleitungssysteme, Sondennahrungssysteme, Injektionen sowie Kombinationen hiervon und dergleichen.
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Die Erfindung wird nachfolgen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, dass durch dieses Beispiel Abwandlungen beziehungsweise Ergänzungen wie sie sich für den Fachmann unmittelbar ergeben mit umfasst sind. Darüber hinaus stellt dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel keine Beschränkung der Erfindung in der Art dar, dass Abwandlungen und Ergänzungen im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.
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Dabei zeigen:
- 1 bis 3 eine Draufsicht und Seitenansicht auf eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Mehrweghahns;
- 4 bis 6 eine Draufsicht auf unterschiedlich ausgestaltete Mehrweghähne;
- 7 einen Querschnitt durch das Grundgehäuse eines erfindungsgemäßen Dreiweghahns;
- 8 einen Querschnitt durch das Grundgehäuse eines erfindungsgemäßen Dreiweghahns aus 7 mit eingesenktem Stellglied;
- 9 eine Draufsicht auf die Aufnahmeöffnung des Grundgehäuse eines erfindungsgemäßen Dreiweghahns mit Rasternuten
- 10 eine Unteransicht auf die scheibenförmigen Auskragung der Stellachse mit Rastzapfen.
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Die 1 bis 3 zeigen je eine Draufsicht in 1 und je eine Seitenansicht in 2 und 3 einer Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Mehrweghahns. 1 zeigt das Grundgehäuse 8 mit drei Anschlussstellen 1, 2, 3. Ein Stellglied 60 weist ein Bedienelement 61 in Form eines Hahnes mit drei Stellhebeln auf, welches fest mit einem zylindrischen Abschnitt 62 (nicht dargestellt) verbunden ist. Der zylindrische Abschnitt 62 ist konzentrisch um eine zentrale Achse 6 (nicht dargestellt) angeordnet Der zylindrische Abschnitt 62 ist mit einer Stellachse 64 mit dem Bedienelement 61 verbunden. Diese Stellachse 64 verlässt das Grundgehäuse durch eine Aufnahmeöffnung 80. Diese Stellachse 64 kann hierbei je nach Anwendungsfall sehr kurz oder auch länger gewählt werden und bestimmt damit den Abstand des Bedienelements 61 zu dem oberen Ende des Grundgehäuses 8. Oben bezeichnet somit die dem Bedienelement am nächsten liegende Gehäuseseite des Grundgehäuses 8.
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An dem Bedienelement gegenüberliegendem Ende des zylindrischen Abschnitts 62 sind torförmige Durchlassöffnungen 82 (Tore) ausgebildet. Die hier dargestellte Ausführungsform zeigt dabei ein Stellglied 60, bei welchem im zylindrischen Abschnitt 62 nur zwei Durchgänge 82 (Tore) vorgesehen sind, die insbesondere zueinander mit einem Winkel von 90° angeordnet sind. Gemäß dieser Anordnung werden je nach Schaltung die Anschlüsse 1 und 2 oder 2 und 3 fluidverbunden. Eine Verbindung zwischen dem Anschluss 3 und 1 ist nicht möglich.
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Zwischen dem Bedienelement 61 und der Aufnahmeöffnung 80 ist eine Rastverbindung 91, 92 angeordnet. Diese aus Rastnuten 91 und Raststäben 92 gebildete Rastvorrichtung ist im Vergleich zu den übrigen Bauteilen des Mehrwegehahns so klein, dass sie in den 2 und 3 nicht deutlich zu sehen ist.
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Die 4 bis 6 zeigen je eine Draufsicht von unterschiedlich ausgestalteten Mehrweghähnen, bei welchen insbesondere die Bedienelemente 61', 61", 61''' unterschiedlich ausgestaltet sind. So zeigt 4 ein dreiarmiges Bedienelement 61', 5 ein zweiarmiges Bedienelement 61" und 6 ein einarmiges Bedienelement, wie es insbesondere in Kombination mit unterschiedlich ausgestalteten Grundgehäusen 8 verwendet werden kann. Die auf dem Bedienelement angebrachten Pfeile 81 dienen ferner der leichteren Orientierung beim Einsatz der Mehrweghähne in der Praxis, um schematisch die Flussrichtung des Fluids anzugeben. Die Rastvorrichtung ist bei den 4 bis 6 wegen der Draufsicht durch die Bedienelemente 61', 61", 61''' verdeckt.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 7 zeigt einen Querschnitt des Grundgehäuses 8 (mit grobliniger Schraffur dargestellt) mit zwei radial um die zentrale Achse 6 umlaufende Aussparungen 89 auf der Innenseite der Stellgliedaufnahme 7, wobei jede Aussparung 89 jeweils so gestaltet ist, dass sie unterschiedliche Tiefen aufweist. In der Stellgliedaufnahme 7 ist um eine zentrale Achse 6 ein Zapfen 4 angeordnet. Die Anschlussstelle 2 ist mit der Stellgliedaufnahme verbunden, wobei die Durchlassöffnung 2' gebildet wird. Bei der Montage wird das Stellglied 60 durch die Aufnahmeöffnung 80 in das Grundgehäuse 8 eingeführt. Der Durchmesser der inneren Aussparung 89 hat in diesem Ausführungsbeispiel einen kleineren Durchmesser als die äußere Aussparung 89 und beide Aussparungen 89 weisen eine zur teilrunden Form der Ausformungen 69 des aufsteckbaren Stellglieds 60 (nicht gezeigt; vgl. aber 8) angepasste Form auf, um einen Formschluss der Fügeverbindungen bei der Montage des erfindungsgemäßen Mehrweghahns und damit eine erhöhte Dichtheit des Mehrweghahns zu gewährleisten. Die unterbrochenen Linien, welche mit A-A beschriftet sind, markieren die Schnittlinie A-A für die Querschnitte in der 8. Die unterbrochenen Linien, welche mit B-B beschriftet sind, markieren die Draufsicht auf die Aufnahmeöffnung 80.
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So zeigt 8 die Verbindung des Grundgehäuses 8 (mit feinliniger Schraffur dargestellt) in Richtung der A-A-Schnittlinie mit dem Stellglied 60 entsprechend der 7 als eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrweghahns. Das Stellglied 60 ist bis zu einer vorbestimmten Einpresstiefe X in die Stellgliedaufnahme 7 des Grundgehäuses 8 eingepresst In dieser Position greifen die zwei teilrunden Ausformungen 69 des zylindrischen Abschnitts 62 des Stellglieds 60 formschlüssig in die beiden Aussparungen 89 an der Innenseite der Stellgliedaufnahme 7 des Grundgehäuses 8. Der zylindrische Abschnitt 62 (mit grobliniger Schraffur dargestellt) des Stellglieds 60 umfasst den um eine zentrale Achse 6 angeordnete Zapfen 4 der Stellgliedaufnahme 7 und bildet so ein Gegenlager für das Stellglied 60. Der Durchfluss des Mediums im geöffneten Zustand des Mehrweghahns erfolgt von einer der Anschlussstellen 1, 3 durch die zugehörige Durchlassöffnung des Grundgehäuses 1', 3' durch eine torförmige Durchlassöffnung 63 des Stellglieds 60 über einen Freiraum 71 zwischen dem Stellglied 60 und dem Boden 72 der Stellgliedaufnahme 7 hin zur einer anderen Durchlassöffnung 63 des Stellglieds und durch die jeweils andere Durchlassöffnung 1', 3' des Grundgehäuses aus der jeweils anderes Anschlussstelle 1, 3 am Grundgehäuses hinaus. Die Dichtheit im oberen Bereich wird durch eine definierte Einpresstiefe des Stellglieds 60 in den Fügerandes erreicht Im Inneren des Grundgehäuses 8 wird die Dichtheit zu den entsprechenden Durchlassöffnungen 1, 2, 3 über das konische Gegenlager, gebildet durch den Zapfen 4, sichergestellt.
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9 zeigt die Draufsicht auf die Aufnahmeöffnung 80. Im Bereich der Aufnahmeöffnung 80 ist das obere Gehäuseteil als Hohlzylinder ausgeführt, welcher die Stellachse 64 aufnimmt Im Querschnitt bildet die Aufnahmeöffnung daher eine Kreisringfläche 83. Über den Innenumfang dieser Kreisringfläche 83 sind in gleichmäßigem Abstand sechzehn Nuten 91, die bei dieser Ausführungsform nach innen hin, zur Stellachse 64 offen sind. Korrespondierend zu diesen Nuten 91 sind auf einer Auskragung 65 der Stellachse 64 radial ausgerichtete Raststäbchen 92 angeordnet die bei eingerasteter Stellung in die Nuten 91 eingreifen. Im Falle dass die Nuten 91 gleichmäßig um den Umfang der Kreisringfläche 83 verteilt sind, wird im Extremfall nur ein einziges Raststäbchen 92 benötigt Im anderen Extremfall kann jeder Nut 91 auch genau ein Raststäbchen 92 zugeordnet sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wurden vier gleichmäßig verteile Raststäbchen 92 verwendet, so dass diese untereinander einen Winkelabstand von 90 Grad einnehmen.
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Der Winkelabstand der Nuten 91 beträgt bei sechzehn Nuten 22,5 Grad. Bei einer Viertelumdrehung ergeben sich dadurch drei gerastete Zwischenstellungen, in welchen die Durchflussöffnung 63 mehr oder weniger den Fluidfluss behindert, beziehungsweise umlenkt. Je nach Bedarfsfall kann natürlich auch eine geringere Anzahl oder eine höhere Anzahl von Rastnuten 91 gewählt werden.
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Der Fachmann erkennt ohne weiteres, dass die Position von Rastnuten 91 und Raststäbchen 92 auch vertauscht werden können, ohne dass dies etwas am Funktionsprinzip ändert So können die Nuten 91 auch auf der Auskragung 65 angebracht sein und die Raststäbchen 92 am auf der Kreisringfläche 83 der Aufnahmeöffnung. Außer Radialnuten 91 und Raststäbchen 92 können auch andere geeignete Geometrien Anwendung finden, wie zum Beispiel halbkugelförmige Vertiefungen und halbkugelförmige Erhebungen.