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Technisches Gebiet
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Diese
Erfindung betrifft das Transportieren von Fluiden mit Hilfe von
flexiblen Verdrängungs-Schlauchpumpen.
Sie betrifft insbesondere eine verbesserte peristaltische positive
Verdrängungs-Schlauchpumpe,
die besonders nützlich
für medizinische
Anwendungen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Stand
der Technik: Positive Verdrängungspumpen
der unterschiedlichsten Art sind allgemein bekannt. Unter diesen
Geräten
gibt es eine Kategorie, die als „flexible Schlauchpumpen" bekannt sind. Solche
Pumpen arbeiten mit einem oder mehreren sich fortbewegenden Druckelementen,
bei denen es sich üblicherweise
um Rollen oder Blöcke
handelt, die gegen einen flexiblen Schlauch drücken, um seinen Fluidinhalt
zu verdrängen.
Die sich bewegenden Elemente sitzen auf einem Rotor, der von einem äußeren Getriebe
angetrieben wird.
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Flexible
Schlauchpumpen mit positiver Verdrängung werden eingesetzt für kleinvolumige
Fluidtransporte. Bei einer typischen Konstruktion sind die Druckrollen
solcher Pumpen so angebracht, dass sie sich innerhalb eines Pumpengehäuses am äußeren Ende
von Rotorarmen drehen. Die Rollen sind auf Achsen gelagert, die
sich quer zur Ebene erstrecken, auf der sie sich drehen, und sie
drücken
gegen einen flexiblen Schlauch, wodurch sie ein Fluid in dem Schlauch
zwingen, sich in die Richtung der Rollenbewegung zu bewegen. Positive
Verdrängungspumpen laufen üblicherweise
mit niedrigen Geschwindigkeiten. Dementsprechend werden die Rollen
nicht direkt angetrieben; statt dessen werden die Rotorarme von einem
Antriebsmechanismus außerhalb
des Pumpengehäuses
angetrieben. Der Antriebsmechanismus enthält ein Untersetzungsgetriebe
für eine
signifikante Untersetzung oder eine äquivalente mechanische Anordnung
zur Geschwindigkeitsreduzierung.
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Bei
der Inbetriebnahme einer positiven Verdrängungspumpe wird üblicherweise
ihr Einlass mit einer Fluidzufuhr verbunden und dann angelassen, um
eingefan gene Luft zu entfernen. Dieses Verfahren erfordert Zeit,
was oft unangenehm und in manchen medizinischen Anwendungen lebensbedrohend sein
kann.
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Die
Fluid-Beförderungsgeschwindigkeit
einer positiven Verdrängungspumpe
ist proportional zur Drehgeschwindigkeit des Rotors, der die sich
bewegenden Druckelemente trägt.
Es sind unterschiedliche Mechanismen eingesetzt worden, um diese
Geschwindigkeit zu erfassen. Wird die Pumpe im pulsierenden Betrieb
eingesetzt, d.h. die Pumpe arbeitet in Intervallen, die durch Pausen
voneinander getrennt sind, dann ist die Drehzahl während jedes
Impulses besonders wichtig. Für
diesen Zweck eignen sich im allgemeinen mechanische Zählwerke,
die jedoch bestimmte Nachteile haben. Für medizinische Anwendungen
sind sie auf störende
Weise laut und sie verursachen einen Reibungswiderstand, der allgemein bei
Anwendungen von Niedrigenergiepumpen problematisch sein kann.
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US 3463092 und
GB 2138511 beschreiben ein Schlauchpumpensystem
wie es im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist, bei dem
rotierende Druckelemente von einem Untersetzungssystem angetrieben
werden und so aufgebaut und angeordnet sind, dass sie sich durch
eine Kammer im Kontakt mit einem flexiblen Schlauch drehen, wobei
die Druckelemente Teil des Untersetzungssystems sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Erfindung, wie sie im Anspruch 1 beschrieben wird, enthält eine
positive Verdrängungs-Schlauchpumpe,
die ein Untersetzungsgetriebesystem oder das Äquivalent innerhalb des Pumpengehäuses umfasst.
Außerdem
wird die Druckrolle (oder Druckrollen) innerhalb des Gehäuses angetrieben
und stellt damit ein Element des Untersetzungssystems dar. Diese
Anordnung verringert die erforderliche Anzahl von Teilen, die Kosten
und Raumanforderungen an die Pumpenanordnung.
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In
der Praxis kombinieren die Konstruktionen ein oder mehrere exzentrische
Zahnräder
eines Planetengetriebesystems mit einer Rolle, die so angeordnet
ist, dass sie gegen einen peristaltischen Schlauch drückt und
damit eine Pumpwirkung erzeugt. Diese Anordnung kombiniert exzentrische
Getriebeuntersetzung und das Pumpen in einer einzigen kompakten
Kassette und reduziert dadurch die Anzahl der Teile und die Kosten.
Die Schlauch-Rolle-Berührung
trägt ebenfalls
zur Getriebeuntersetzung bei, was das Drehmoment innerhalb des Systems
erhöht.
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Die
gesamte Untersetzung der Anordnung kann aufgeteilt werden zwischen
den innerhalb des Gehäuses
angeordneten Bauteilen und jenen, die außerhalb des Gehäuses vorhanden
sind, abhängig von
den Anforderungen einer speziellen Anwendung. Auf jeden Fall stellt
das Eingliedern der Druckrollen des Systems als ein Abschnitt des
Untersetzungssystems eine bedeutende Verbesserung dar. Während die
in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung aufgebauten Pumpenanordnungen für viele
Anwendungsfälle
Vorteile bieten, ist eine Ausführungsform zur
Zeit von besonderem Interesse, die als ambulante Infusionspumpe
zur Schmerzbekämpfung
konstruiert ist. Dieser Aufbau kann ohne Schwierigkeiten für andere
medizinische Anwendungsbereiche angepasst werden, bei denen Medikamente
langsam auf kontinuierlicher (einschließlich gleichmäßiger, jedoch intermittierender)
Basis zu verabreichen sind.
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Es
ist ökonomisch
durchführbar,
Pumpen nach dieser Erfindung für
einmaligen (Wegwerf-)Gebrauch zu bauen. Auch wenn in dieser Beschreibung die
medizinischen Anwendungsmöglichkeiten
hervorgehoben werden, so ist das Verhindern von Kontaminationen
auch in anderen, kommerziellen oder Labor-Einrichtungen, wünschenswert,
und Pumpen, die in Übereinstimmung
mit den Lehren dieser Beschreibung aufgebaut sind, sind für viele
solche Anwendungen geeignet. Es ist allgemein vorteilhaft für diese
Pumpen, wenn sie schnell betriebsbereit sind. Die Pumpe kann dazu
als eine Anordnung ausgelegt sein, die so aufgebaut und angeordnet
ist, dass die Druckrollen im wesentlichen keinen Kontakt mit dem flexiblen
Schlauch haben, der die Pumpkammer bildet, bis absichtlich eine
Kraft angewendet wird, um diese Bauteile in die normale Pumpstellung
zu bringen. Der ursprüngliche
Zustand dieses Aufbaus erlaubt einen ungehinderten Fluidstrom durch
den Schlauch und ermöglicht
damit eine fast sofortige Inbetriebnahme der Pumpe. Der zweite Zustand
bringt die Pumpe in den Pumpmodus. Das Bewegen der Rollen in den
zweiten Montagezustand kann als der endgültige Schritt des Zusammenbaus
der Pumpe angesehen werden und kann hinausgeschoben werden, bis
die Pumpe aktiv eingesetzt werden soll.
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Die
mit dieser Erfindung einhergehende Verbesserung kann damit als eine
neue Anordnung von Bauteilen für
ein Schlauchpumpensystem angesehen werden, bei dem rotierende Druckelemente
von einem Untersetzungssystem angetrieben werden und so strukturiert
und angeordnet sind, dass sie sich durch eine Kammer im Kontakt
mit einem flexiblen Schlauch drehen. Nach dieser Erfindung sind
die Druckelemente Teil des Untersetzungssystems. Im allgemeinen
umfassen die Druckelemente rotierende Druckrollen, die von einem
Untersetzungsgetriebesystem angetrieben werden. Die Druckrollen
sind so strukturiert und angeordnet, dass sie sich durch eine Kammer
drehen, wobei die Außenflächen der
Rollen Druckflächen
darstellen, die in Kontakt mit einem flexiblen Schlauch angrenzend
an eine Reaktionsfläche sind.
Die Bewegung der Rollen verursacht durch den Schlauch hindurch eine
Pumpwirkung mit positiver Verdrängung.
Die Rollen sind vorzugsweise als Rollenanordnungen mit dazugehörigen Folgezahnrädern vorgesehen.
Die Folgezahnräder
können
so angeordnet sein, dass sie ihre Drehkraft von einem Antriebsritzel
erhalten, das wiederum von einer angetriebenen Welle angetrieben
wird.
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Das
Pumpensystem kann eine erste Einheit enthalten, die das angetriebene
Wellenelement enthält;
eine zweite Einheit, die die Druckrollen enthält, und einen Kupplungsmechanismus,
der dem Untersetzungssystem zugeordnet und so aufgebaut und angeordnet
ist, dass er Antriebsleistung von dem angetriebenen Wellenelement
auf die Druckelemente überträgt. Die
zweite Einheit enthält
vo0rzugsweise ein Paar Bauteile, wovon das erste Bauteil eine Reaktionsfläche enthält. Die
flexible Schlauchpumpenkammer kann dann angrenzend an diese Reaktionsfläche befestigt
werden. Das zweite Bauteil kann die Druckrollen tragen. Verbindungsmittel,
die dem ersten und dem zweiten Bauteil zugeordnet sind, sind so aufgebaut
und angeordnet, dass sie eine erste, eine Initiierungsposition der
Rollen gegenüber
der Reaktionsfläche
und eine zweite, eine Pumpposition der Rollen gegenüber der
Reaktionsfläche
schaffen.
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Im
Idealfall ist die Reaktionsfläche
als ein allgemein konisches Segment ausgebildet, dessen Konusachse
mit der Achse der angetriebenen Welle übereinstimmt, und die Rollen
enthalten im allgemeinen Kegelstumpfsegmente und sind so gelagert, dass
sie sich auf entsprechenden Rollenachsen drehen, von denen jede
etwa parallel zur Konusachse verläuft. Die Verbindungsmittel
können
dann derart wirksam werden, dass sie den Abstand zwischen der Reaktionsfläche und
den Druckflächen
der Rollen so anpassen, dass der Abstand (der den flexiblen Schlauch
umgibt) in der Initiierungsposition verhältnismäßig größer ist und in der Pumpposition
verhältnismäßig kleiner.
In einer bevorzugten Anordnung der Verbindungsmittel sind das erste
und das zweite Bauteil in der Initiierungsposition positioniert,
indem die Rollen gegenüber
der Reaktionsfläche
in einer ersten Position gehalten werden. Das Verbindungsmittel
passt außerdem
die relative Axialbewegung von erstem und zweitem Bauteil in die
Pumpposition an und bewegt dabei die Rollen in eine zweite Axialposition
gegenüber
der Reaktionsfläche.
Das erste Bauteil kann ein Kassettenkörperelement umfassen und das
zweite Bauteil einen Abschnitt eines Kassettengehäuses. Das
erste und das zweite Bauteil können
dann zusammenwirkend angeordnet werden, um vorübergehend während eines Zusammenbaus in
die Initiierungsposition gekuppelt zu werden und permanent in die
Pumpposition gedrückt
zu werden, nachdem der flexible Schlauch in Betrieb genommen wurde.
Die zweite Einstellung (in die Pumpposition) wird am günstigsten
am Anwendungsort, beispielsweise in einer Klinik, vorgenommen.
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Eine
typische Dosierungsrate für
Pumpenanordnungen, die für
medizinische Anwendungen eingesetzt werden, liegt unter etwa 50 μl (Mikroliter)
pro Pumpenrotorumdrehung, und solche Pumpen werden normalerweise
so betrieben, dass sie weniger als etwa 100 ml (Milliliter) pro
Stunde fördern.
Eine typische Pumpendrehzahl für
solche Anwendungen liegt bei etwa 60 Umdrehungen pro Minute, wobei 600
Umdrehungen pro Minute etwa die maximal praktikable Geschwindigkeit
für Pumpenanordnungen
dieser Größenordnung
sind. Diese Größen- und Betriebsparameter
sind selbstverständlich
für die Einsetzbarkeit
der Pumpenanordnung nicht kritisch. Von größerer Bedeutung ist es, dass
es möglich
ist, Anordnungen innerhalb dieser Parameter in Übereinstimmung mit dieser Erfindung
bei niedrigen Kosten und in einem verhältnismäßig kleinen Volumen oder in
einem verhältnismäßig kleinen
Gehäuse
zu bauen.
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Die
Pumpen nach dieser Erfindung arbeiten im allgemeinen im eingeschalteten
Zustand mit einer konstanten Geschwindigkeit. Der Durchsatz wird also über einen
Ein/Aus-Schaltbetrieb gesteuert. Für die Verteilung einer spezifizierten
Dosis über
eine vorgeschriebene Zeitdauer, üblicherweise
einen Zeitraum von 24 Stunden, verlässt man sich auf den Impulsbetrieb.
Zu bestimmten bevorzugten Ausführungsformen
dieser Erfindung gehört
eine optische Sensoranordnung, die so aufgebaut und angeordnet ist,
dass sie die Anzahl der Umdrehungen der Rotorarme während jedes
Betriebsimpulses zählt.
Die auf diese Weise gesammelten Daten können elektronisch oder auf
andere Weise verarbeitet werden, um eine präzise geregelte Fluid-Abgaberate
durch die Pumpe aufrecht zu erhalten. Ein dem Pumpenantriebsmotor
zugeordnetes elektronisches Steuersystem kann auf konventionelle
Weise so programmiert sein, dass eine jeweils vorgeschriebene gleichmäßige oder
unterschiedliche Abgaberate aufrecht erhalten bleibt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen, die das darstellen, was zur Zeit als die beste
Art der Ausführung
der Erfindung angesehen wird, zeigt
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine
schematische Darstellung einer zweiten, allgemein bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung,
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3 eine
auseinandergezogene bildliche Darstellung einer Pumpenanordnung
mit einer Kassettenuntereinheit, die die Verbesserung dieser Erfindung
enthält,
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4 eine
auseinandergezogene bildliche Ansicht der Kassettenuntereinheit
nach 3 in vergrößertem Maßstab,
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5 eine
Querschnittansicht eines Abschnittes der Kassettenuntereinheit nach 4 in
einem weiteren vergrößerten Maßstab, die
die inneren Bauteile unter Pumpen-Initiierungsbedingungen zeigt,
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6 eine
Ansicht ähnlich
der 5, die die inneren Bauteile unter Pumpbedingungen
zeigt,
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7 eine
Querschnittansicht ähnlich
der 5 aus einer anderen Referenzebene und
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8 eine
Ansicht ähnlich
der 6 aus der Referenzebene der 7.
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Die
Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen jeweils die folgenden
Merkmale:
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- 11
- feststehende
Kammer einer flexiblen Schlauchpumpe
- 13
- Rollenbauteil
- 15
- Folgeanordnung
- 17
- Getriebebauteil
- 19
- Antriebsritzel
- 21
- Antriebswelle
- 23
- Zwischenglied
- 25
- erste
Folgeanordnung
- 27
- zweite
Folgeanordnung
- 30
- transportable
Infusionspumpenanordnung
- 31
- Antriebsabschnitt
- 32
- oberer
Abdeckungsabschnitt
- 33
- unterer
Abdeckungsabschnitt
- 34
- Getriebemotor
- 34A
- Motorwelle
- 36
- Batterien
- 40
- Kassettenuntereinheit
- 41
- Lauf/Pause-Steuertaste
- 42
- Bolus-Steuertaste
- 43
- erste
Anschlüsse
der Schaltungsplatine
- 44
- zweite
Anschlüsse
der Schaltungsplatine
- 45
- Schaltungsplatine
- 46
- Federntakte
für Batterie
- 47
- LED-Anzeige
- 48
- Anzeigeabdeckung
- 49
- Drucksensorkontakt
- 50
- Drucksensoreneinstellvorrichtung
- 51
- Drucksensortaste
- 52
- Druckeinstellschraube
- 52A
- Lautsprecher
- 53
- Antriebsritzel
- 54
- Stirnrad
- 55
- erste
Formpassstücke
- 56
- zweite
Formpassstücke
- 58
- Batteriedeckel
- 59
- Batteriedeckelkontakt
- 62
- Kassettenkörper
- 64
- Kassettendeckel
- 66
- Kassettenboden
- 70
- Zahnkranzrollen
- 70A
- Druckfläche der
Rollen
- 70B
- Zahnsegment
der Rollen
- 72
- Getriebelageranordnung
- 72A
- erste
Hälfte
der Getriebelageranordnung
- 72B
- zweite
Hälfte
der Getriebelageranordnung
- 74
- Schlauchrolle
- 74A
- ringförmige Erhebung
um die Schlauchrolle
- 74B
- Schlauchrollenträgerfläche
- 76
- Öffnung im
Kassettenboden
- 78
- Kassettendeckelansatz
- 78A
- Verriegelungsfläche
- 80
- Steckaufnahme
des Antriebsabschnittsgehäuses
- 82
- Reflektor
des optischen Sensors
- 84
- Einschnappelement
- 85
- Aufnahmen
- 86
- erste
Verriegelungsfläche
- 87
- zweite
Verriegelungsfläche
-
Beste(s) Verfahren zur
Ausführung
der Erfindung
-
1 stellt
die Grundkomponenten der Erfindung dar. Ein feststehender peristaltischer Schlauch 11 (Pumpenkammer)
wird mit einem Rollenbauteil 13 einer Folgeanordnung 15 in
Kontakt gebracht und eingeklemmt. Die Anordnung 15 enthält ebenfalls
ein Getriebebauteil 17, das durch ein Antriebsritzel 19 von
einer Antriebswelle 21 angetrieben wird. Eine derzeit bevorzugte
Anordnung ist in 2 dargestellt. In diesem Fall
ist dem Antriebsritzel 19 ein Zwischenglied 23 zugeordnet,
das im allgemeinen als Rotorarm einer konventionellen flexiblen
peristaltische Schlauchpumpe positioniert ist. Das Antriebsritzel 19 jedoch überträgt, wie
dargestellt, Drehkraft auf ein Paar Folgeanordnungen 25, 27,
die eine Drehzahlreduzierung bewirkt. Das heißt, jede Folgeanordnung kriecht
am Schlauch 11 entlang anstatt auf konventionelle Weise
am Schlauch 11 entlang geschoben zu werden.
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In
den 3 und 4 ist dargestellt, dass eine
transportable Infusionspumpenanordnung, allgemein mit 30 bezeichnet,
einen allgemein mit 31 bezeichneten Antriebsabschnitt enthält, der
von einem oberen Abdeckungsabschnitt 32 und einem unteren Abdeckungsabschnitt 33 umschlossen
ist. Der Antriebsabschnitt 31 enthält einen kleinen Getriebemotor 34,
eine Stromquelle (Batterien 36) und andere „Mehrfachgebrauch"-Bauelemente der
Anordnung 30. Selbstverständlich kann die gesamte Anordnung 30 entweder
für einmaligen
Gebrauch oder als wieder verwendbare Anordnung ausgelegt sein. Die
dargestellte bevorzugte Ausführungsform
sieht eine Wiederverwendung der Bauelemente des Antriebsabschnitts 31 vor,
jedoch keine Wiederverwendung der in einer zugeordneten Kassettenanordnung,
allgemein mit 40 bezeichnet (s. 4), angeordneten
Bauelemente.
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Wie
dargestellt sind eine Lauf/Pause-Steuertaste 41 und eine
Bolus-Steuertaste 42 dem oberen Abdecksegment 32 zugeordnet.
Für eine
Steuerfunktion werden diese Steuertasten gegen Kontakte 43, 44 auf
der oberen Fläche
der gedruckten Schaltungsplatine 45 gedrückt. Weitere
Bauelemente, die dem Antriebsabschnitt 31 und der darin
enthaltenen gedruckten Schaltungsplatine 45 zugeordnet
sind, sind für
Federkontakte 46 einer Batterie, eine LED-Anzeige 47 und
die Anzeigenabdeckung 48, ein Drucksensorkontakt 49,
eine Drucksensoreinstellvorrichtung 50, eine Drucksensortaste 51 und
eine Druckeinstellschraube 52. Ein Lautsprecher 52A und
andere Schaltungselemente sind auf der Schaltungsplatine 45 in
konventioneller Weise so angeordnet, wie es zur Ausführung des
Pumpprotokolls, der Überwachungsfunktionen,
Warnsignale usw. für
jede spezielle Anwendung erforderlich ist.
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Auf
der Welle 34A des Motors 34 sitzt ein Motorritzel 53.
Durch den Eingriff des Ritzels 53 in das Stirnrad 54 der
Kassettenwelle 21 wird eine bedeutende Untersetzung bewirkt.
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Der
obere Abschnitt 32 und der untere Abschnitt 33 des
Antriebsgehäuses
sind durch Formpasstücke 55, 56 miteinander
verbunden. Ein Batteriedeckel 58, an dem auch ein Batteriedeckelkontakt 59 vorhanden
ist, ist an einem Ende des zusammengesetzten Gehäuses befestigt. Dieser Deckel
bietet einen zusätzlichen
Halt für
die Anordnung und wirkt als Ein-Aus-Schalter für den Antriebsabschnitt 31. Der
Deckel 58 kann für
einen Batteriewechsel zum gelegentlichen Abnehmen ausgelegt sein.
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Wie
am besten aus 4 hervorgeht, umfasst die Kassetteneinheit 40,
die die für
diese Erfindung wesentlichen Verbesserungen enthält, einen Kassettenkörper 62,
einen Kassettendeckel 64 und einen Kassettenboden 66,
die zusammen andere Bauelemente des Systems aufnehmen und tragen. Wie
dargestellt, ist ein Paar Zahnkranzrollen 70, von denen
jede Rolle eine konische Druckfläche 70A und ein
Zahnsegment 70B aufweist, innerhalb einer Getriebelageranordnung 72 angeordnet,
die einander gegenüber
angeordnete Hälften 72A, 72B umfasst. Ein
Paar Schlauchrollen 74 ist auf ähnliche Weise innerhalb der
Getriebelageranordnung 72 angeordnet. Jede Rolle 74 weist
eine ringförmige
Erhebung 74A um den Rollenkörper und ein daran angrenzendes Trägersegment 74B auf.
Bei zusammengebauter Kassette erstreckt sich, wie in den 5 bis 8 dargestellt,
die Kassettenantriebswelle 21 durch die Öffnung 76 im
Kassettenboden 66. Wenn die Pumpenanordnung 30 vollständig zusammengesetzt
ist, befindet sich die Kassette 40 in lösbarer Zuordnung zur Antriebsanordnung 30,
und zwar über
die Ansätze 78 am
Kassettendeckel 64, die gegenüber den Steckaufnahmen 80 ausgerichtet
sind, die durch die Verbindung von oberem Abdeckabschnitt 32 und
unterem Abdeckabschnitt 33 der Antriebsanordnung 31 gebildet
werden.
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Vier
Spindeln 82 innerhalb der Getriebelageranordnung 72 dienen
als Achsen für
die Zahnkranzrollen 70 und die Rollen 74, die
alternierend auf solchen Spindeln sitzen. Innerhalb des Kassettenkörpers 62 angrenzend
an die Reaktionsfläche 62A,
die schräg
verläuft
(als konisches Segment) und sich über etwas mehr als 180° erstreckt,
ist eine Schlauchpumpenkammer 11 (s. auch 1 und 2) vorgesehen.
Im zusammengebauten Zustand der Kassette, der in den 5 bis 8 dargestellt ist,
ist der Schlauch 11 zwischen dieser Reaktionsfläche 62A und
den Druckflächen 70A der
Zahnkranzrollen 70 angeordnet. Diese Flächen 70A verlaufen ebenfalls
schräg
und definieren ein Kegelstumpf-Rollensegment; an den jeweiligen
Kontaktstellen mit dem Schlauch 11 sind sie etwa parallel
mit der Reaktionsfläche 62A.
Wenn sich die Drucksegmente 70A der Zahnkranzrollen 70 in
der in den 5 und 7 dargestellten
Stellung befinden, im Initiierungszustand, dann kann ein Fluid ungehindert
durch den Schlauch fließen,
was eine schnell eintretende Betriebsbereitschaft erleichtert. Das
rotierende Antriebsritzel 19 greift in die Zahnsegmente 70B der Zahnkranzrollen 70 ein.
Wenn die Drucksegmente 70A der Zahnkranzrollen 70 die
in den 6 und 8 gezeigten Stellungen eingenommen
haben, in Pumpkontakt mit dem Schlauch 11, dann kriechen die
Zahnkranzrollen den Schlauch 11 entlang und verdrängen das
Fluid in ihrer Bewegungsrichtung. Die Getriebelageranordnung 72 wird
dadurch innerhalb des Kassettenkörpers 62 zum
Rotieren gebracht und trägt
die Schlauchrollen 74 zwischen den Zahnkranzrollen 70 mit
sich. Die ringförmigen
Erhebungen 74A der Zahnkranzrollen 70 halten den
Schlauch 11 in der richtigen Position, während die
Druckfläche 70A einer
führenden
Zahnkranzrolle 70 außer
Kontakt mit dem Schlauch 11 kommt und bevor der Schlauch 11 in
Kontakt kommt mit einer nachfolgenden Zahnkranzrolle 70.
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Ein
optischer Sensorreflektor 82, der auf dem Getriebelagersegment 72A angeordnet
ist, stellt ein Mittel zum Erkennen jeder Drehung der Getriebelageranordnung
dar. Die Daten können
von einer konventionellen Schaltungsanordnung für optische Detektoren in der
Antriebsanordnung 31 ausgewertet werden. Die Dosierungsrate
kann in jeder gewählten Form
oder jeder Art von Protokoll auf der LED-Anzeigevorrichtung 47 angezeigt
werden.
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In 5 ist
die zusammengebaute Kassette 40 dargestellt, ihr Boden 66 ist
dabei in einer ersten axialen (initiierenden) Stellung entlang der
Konusachse A1 ausgerichtet. Die „Konusachse" A1 ist ein Merkmal
der geneigten konischen Reaktionsfläche 62A. Die Zahnkranzrollen 70 sind
so angeordnet, dass sie sich um entsprechende Rollenachsen A2, A3
drehen, die etwa parallel zur Konusachse A1 verlaufen. In der Initiierungsposition
werden die Druckflächen 70A in
ausreichendem Abstand von der Reaktionsfläche 62A gehalten,
um einer Flüssigkeit ein ungehindertes
Fließen
durch den Schlauch 11 zu ermöglichen. In der praktischen
Anwendung wird der Schlauch betriebsbereit gemacht, bevor der Kassettenboden 66 in
seine zweite axiale (pumpende) Position entlang der Konusachse A1
fortgeschaltet wird, dargestellt in 6. Die Kassettenuntereinheit 40 wird
dann mit der Antriebsuntereinheit 31 dadurch verbunden,
dass die Ansätze 78 in
die Steckaufnahmen 80 (3) gesteckt
werden. Als Folge ist die Kassettenwelle 21 gegenüber dem
Stirnrad 54 ausgerichtet. Das Einschalten des Motors 34 bewirkt dann,
dass die Zahnkranzrollen sich um die Konusachse A1 drehen, während sie
sich um ihre jeweiligen Zahnkranzrollenachsen A2, A3 drehen und
dabei in Klemmverbindung mit dem Schlauch 11 sind.
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In
den 7 und 8 sind die inneren Bauelemente
der Kassettenuntereinheit 40 in der gleichen relativen
Position dargestellt wie in den 5 bzw. 6.
Die Querschnittansicht ist jedoch gedreht, um einen Mechanismus
zum Einstellen des Kassettenbodens 66 in seine Initiierungsstellung (7)
und seine Pumpstellung (8) zu zeigen. Wie dargestellt,
ist am Kassettenboden 66 eine Mehrzahl von federnden Ansätzen 84 angeordnet, die
mit Aufnahmen 85 ausgerichtet sind. Eine partielle Einführung der
Ansätze 84 bewirkt
einen Verriegelungsangriff an einer ersten Verriegelungsfläche 86, die
der Initiierungsposition entspricht. Bevor die Kassettenuntereinheit 40 mit
der Antriebsuntereinheit 31 verbinden wird, wird der Kassettenboden 66 axial
in die Pumpstellung gedrückt,
dargestellt in 8. Wenn die Pumpkammer (Schlauch 11)
in Betriebsbereitschaft gesetzt wurde, kann das Pumpen sofort beginnen.
Ist das nicht geschehen, dann kann die Betriebsbereitschaft hergestellt
werden, indem Fluid in den Einlass des Schlauches 11 bei
laufendem Motor eingeführt
wird, wobei die möglicherweise
im Schlauch 11 gefangene Luft verdrängt wird.
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Für die meisten
medizinischen und bestimmte andere Anwendungsfälle wird die Kassettenuntereinheit 40 nach
der Benutzung von der Antriebsuntereinheit 31 getrennt.
Die Ansätze 78 sind
federnd ausgebildet und können
zum Lösen
der Verriegelungsflächen 78A aus
den Steckaufnahmen 80 zusammengedrückt werden. Die Antriebsuntereinheit 31 kann
danach mit Ersatz-Kassettenuntereinheiten unbegrenzt weiterverwendet
werden.
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Der
Hinweis in dieser Beschreibung auf Details bevorzugter oder dargestellter
Ausführungsformen
soll den Geist der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist, nicht einschränken.
Die Ansprüche
enthalten jene Merkmale, die für die
Erfindung von Bedeutung sind.