EP1664535B1

EP1664535B1 - Peristaltikpumpe

Info

Publication number: EP1664535B1
Application number: EP04734653A
Authority: EP
Inventors: Markus Firmann
Original assignee: Innolab GmbH
Current assignee: Innolab GmbH
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: ATE502213T1; DE502004012312D1; EP1664535A1; US20060177329A1; WO2004109109A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Peristaltikpumpe gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Peristaltikpumpen bestehen im Wesentlichen aus einem Schlauchbett als Auflage für den Schlauch und mindestens einem Element, das den Schlauch in einem Teilbereich quetscht. Die Pumpwirkung wird erzeugt indem das Quetschelement relativ zum Schlauch in Längsrichtung bewegt wird. Als Quetschelemente sind Stössel, Finger oder Rollen auf einem Rotor bekannt. Die Leistung von Peristaltikpumpen wird hauptsächlich von der konstruktiven Ausführung der Pumpe, von der Schlauchdimension, vom Schlauchmaterial sowie vom gepumpten Medium und den Anwendungsbedingungen bestimmt. Entscheidend für die Pumpwirkung und die Lebensdauer der Schläuche sind die dynamischelastischen Eigenschaften, die Kriech- und Biegewechselfestigkeit sowie der Druck- und Zugverformungsrest des Schlauchmaterials. Diese Eigenschaften sind ihrerseits abhängig vom gepumpten Medium, von spezifischen Anwendungsbedingungen wie Temperatur und Druck, sowie vom Gebrauchsalter der Schläuche, d.h. der Anzahl und Dynamik der bereits erfolgten Quetschvorgänge in einem bestimmten Zeitraum. Aufgrund der Vielzahl von teils zeitabhängigen Einflussfaktoren ist es sehr schwierig, mit Peristaltikpumpen konstante Fliessraten zu erzeugen. In der Praxis nehmen diese mit der Zeit meist ab, wobei der zeitliche Verlauf und das Ausmass der Drift anwendungsspezifisch sind und im Allgemeinen nicht vorausgesagt werden können. Auch unter idealen Bedingungen kann daher mit bekannten Peristaltikpumpen und Schlauchmaterialien nur über Minuten bis Stunden eine konstante Fliessrate erzeugt werden. Zwei hauptsächliche Effekte sind für die Drift der Fliessrate verantwortlich. Einerseits ermüdet das Schlauchmaterial durch die wiederholten Quetschungen, so dass der Schlauchquerschnitt und damit das Schlauchvolumen im Quetschbereich mit der Zeit immer stärker vom Ausgangszustand abweicht. Andererseits üben, vor allem bei Pumpen mit Rotor, die Rollen eine Zugkraft auf den Schlauch aus, welche diesen zunehmend in Längsrichtung dehnt, so dass sich im Quetschbereich der Schlauchquerschnitt und das Schlauchvolumen mit der Zeit verringern. Je grösser dabei die Anpresskraft der Rollen auf den Schlauch ist, desto grösser ist meist auch die auf den Schlauch wirkende Zugkraft und die sich dadurch einstellende Schlauchdehnung.
Allgemein zielt die Konstruktion von Peristaltikpumpen darauf ab, mit einer bestimmten Bauart von Pumpe und einem bestimmten Schlauch Fliessraten zu erzeugen, die unter gleichen Anwendungsbedingungen in engen Grenzen vorhersagbar, reproduzierbar und konstant sind.
Vor allem bei Pumpen mit Rotor muss dabei verhindert werden, dass sich der Schlauch im Quetschbereich durch die auf ihn ausgeübte Zugkraft der Rollen in Längsrichtung verschiebt. Pumpen für Schlauch-Meterware weisen daher meist auf beiden Seiten des Schlauchbetts beispielsweise als Klemmen ausgeführte Haltevorrichtungen für den Schlauch auf. Ist das Schlauchbett als von der Pumpe trennbare Schlauchkassette ausgeführt, so weist diese oft seitliche Aussparungen für die Aufnahme von fest mit dem Schlauch verbundenen Stoppern auf. Solche Haltevorrichtungen verhindern, dass sich der Schlauch in der Pumpe verschiebt, nicht jedoch, dass er sich im Quetschbereich durch die auf ihn ausgeübte Zugkraft der Rollen in Längsrichtung dehnt.
Um dies zu verhindern, weist der Schlauch in der als nächstliegender Stand der Technik angesehenen Druckschrift WO 01/23277 (D1 ) eine gelochte Längsrippe auf die in zwei mit einander verklebten Hälften einer Kassette eingelegt ist. Die Kassette umfasst den Schlauch, das Schlaubett und eine Dosiereinheit für die zu fördernde Flüssigkeit. Zweck der Anordnung ist es, für den medizinischen Einsatz geeignete Kassetten zur Verfügung zu stellen, wobei die Förderrate schnell und stufenlos veränderbar sein soll und eine Förderung zwischen 20 ccm/Stunde und mehr als 1500 ccm/Minute erlauben soll. Auf diese Weise wird der Schlauch in der mit der Dosiereinheit zusammen auswechselbaren Kassette genügend fest gehaltert. Eine konstante Förderrate ist jedoch nicht notwendig und wird nicht angestrebt. Die Montage der Kassette ist vergleichsweise aufwändig, ebenso die Herstellung des Schlauchs mit der gelochten Längsrippe und insbesondere bei kleinen Schläuchen schwierig durchzuführen. Mehrkanalige Pumpen können zudem mit einer solchen Konstruktion nur bedingt realisiert werden.
In US 4,494,285 (D2 ) ist ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Lumens beschrieben, welches direkt an ein Schlauchbett gespritzt wird. Die Dehnung des Lumens in Längsrichtung wird so verhindert. Einer breiten Verwendung dieser Lösung steht jedoch entgegen, dass das Herstellverfahren aufwändig ist und beispielsweise kleine Lumina oder mehrkanalige Ausführungen nur eingeschränkt möglich sind. Für die Montage des Lumens muss zudem die gesamte Pumpeinheit mit Rotor demontiert werden.
Trotz ihrer spezifischen Vorteile werden die in D1, D2 beschriebenen Lösungen in der Praxis kaum verwendet, da sie den heutigen Ansprüchen an Einfachheit, Sicherheit sowie Flexibilität und schnellen Schlauchwechsel bei gleichzeitig geringen Herstellkosten nicht genügen.
Breite Verwendung finden Pumpen mit Schlauchkassetten für Schläuche mit Stoppern wie in EP 1 400 691 (D3 ) beschrieben, bei denen der Schlauch im Quetschbereich nicht fixiert ist. Bei dieser und ähnlichen Lösungen wird der Schlauch beim Einlegen in die Schlauchkassette und zusätzlich beim Aufsetzen der Schlauchkassette auf die Pumpe in Längsrichtung um etwa 10 - 30 % gedehnt. Diese Vorspannung kann die zusätzliche, durch die Zugkraft der Rollen hervorgerufene Längsdehnung des Schlauchs wohl etwas verringern, nicht aber verhindern, so dass mit zunehmender Längsdehnung der Schlauchquerschnitt und die Fliessrate abnehmen. Prinzipbedingt kann die Reproduzierbarkeit von mit Schlauchkassetten und Schläuchen mit Stoppern erzeugten Fliessraten daher nicht besser sein als die Reproduzierbarkeit der Schlauch-Vorspannung. Auch die Konstanz der Fliessrate ist bestenfalls so gut, wie der zeitliche Verlauf der Schlauchdehnung im Quetschbereich.
Die Reproduzierbarkeit der Schlauch-Vorspannung in Schlauchkassetten wird durch folgende Unzulänglichkeiten ungünstig beeinflusst: Erstens sind die Stopper je nach Schlauchdimension meist verschieden gross, so dass deren Lage in den für die grössten Stopper ausgelegten Aussparungen der Schlauchkassetten oft nicht genügend genau definiert ist. Zweitens können die Schläuche um ihre Längsachse verdreht in die Schlauchkassette eingelegt werden. Drittens kann der vorgegebene Abstand zwischen den Stoppern mit den heutigen Herstellverfahren oft nicht genügend reproduzierbar eingehalten werden und viertens würden die verschiedenen Schlauchmaterialien und -dimensionen eine optimierte Vorspannung mit einem spezifischen Stopperabstand erfordern, was zugunsten einer standardisierten Herstellung meist vernachlässigt wird. Da Schlauchkassetten zudem mehrfach mit neuen Schläuchen bestückt und wieder verwendet werden, können sich deren Eigenschaften mit der Zeit durch Ermüdung, Defekt oder Einfluss von Chemikalien verändern, wodurch die Reproduzierbarkeit und die Konstanz der erzeugten Fliessraten zusätzlich ungünstig beeinflusst werden. Weiter besteht die Gefahr, dass der im Schlauchbett nicht fixierte Schlauch durch Fehlbedienung beim Aufsetzen der Schlauchkassette auf die Pumpe eingeklemmt und beschädigt werden kann.
Da die Reproduzierbarkeit und die Konstanz der mit bekannten Peristaltikpumpen erzeugten Fliessraten, speziell von solchen mit Schlauchkassetten als Schlauchbett und Rollen auf einem Rotor als Quetschelementen, für spezielle Anforderungen oft nicht genügt, muss die gewünschte Fliessrate durch Veränderung der Rotor-Drehzahl regelmässig wieder hergestellt werden. Nicht möglich ist dies bei Pumpen mit konstanter, nicht veränderbarer Drehzahl, sowie nur bedingt bei mehrkanaligen Pumpen mit gemeinsamem Antrieb für alle Kanäle. Zusammenfassend wird festgestellt, dass es mit Peristaltikpumpen heutiger Bauart, für spezielle Anforderungen nur eingeschränkt möglich ist, die erstrebenswerten Fliessraten mit der nötigen Reproduzierbarkeit und Konstanz zu erreichen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Peristaltikpumpen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart zu verbessern, dass bei geringem baulichem und herstellungsmässigem Aufwand gleichzeitig eine einfache und sichere Handhabung sowie ein Höchstmass an Reproduzierbarkeit und Konstanz der Fliessrate erreicht wird.
Die Lösung der Aufgabe ist wiedergegeben im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hinsichtlich ihrer Hauptmerkmale, in den weiteren Patentansprüchen hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen.
Die Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1A-D: Schlauch-Schlauchbett-Einheit mit im Spritzguss- verfahren hergestelltem Schlauchbett in Untenan- sicht, Draufsicht, Obenansicht und im Querschnitt,
Fig. 2A-C: Schlauch-Schlauchbett-Einheit mit Schlauchbett aus Bandmaterial in Untenansicht, Draufsicht und Oben- ansicht,
Fig. 3: Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der Schlauch-Schlauchbett-Einheit,
Fig. 4: Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Schlauch-Schlauchbett-Einheit,
Fig. 5: Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels der Schlauch-Schlauchbett-Einheit,
Fig. 6: Querschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels der Schlauch-Schlauchbett-Einheit,
Fig. 7: Querschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels der Schlauch-Schlauchbett-Einheit,
Fig. 8: Querschnitt eines sechsten Ausführungsbeispiels der Schlauch-Schlauchbett-Einheit,
Fig. 9: Querschnitt eines siebten Ausführungsbeispiels der Schlauch-Schlauchbett-Einheit,
Fig. 10A-B ein: erstes Ausführungsbeispiel des Schlauchklem- menbereiches in Obenansicht und Seitenansicht,
Fig. 11: ein zweites Ausführungsbeispiel des Schlauchklem- menbereiches in Obenansicht,
Fig. 12: ein drittes Ausführungsbeispiel des Schlauchklem- menbereiches in Obenansicht,
Fig. 13: ein viertes Ausführungsbeispiel des Schlauchklem- menbereiches in Obenansicht,
Fig. 14: ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schlauch- Schlauchbett-Einheit mit Haltevorrichtung und Ro- tor in Draufsicht,
Fig. 15: eine Haltevorrichtung des ersten Ausführungsbei- spiels in Seitenansicht,
Fig. 16: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schlauch- Schlauchbett-Einheit mit gefederter Haltevorrich- tung und Rotor in Draufsicht,

Die in den Figuren 1A bis 1D in Untenansicht, Draufsicht, Obenansicht und im Querschnitt dargestellte Ausführungsform einer Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 besteht aus einem im Spritzgussverfahren hergestellten Schlauchbett 2 und einem über eine Kontaktfläche 4 in einem Quetschbereich 5 fest und nicht trennbar mit dem Schlauchbett 2 verbundenen Schlauch 3. Die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 weist als Befestigungsmittel Aussparungen 6, 6' auf, welche auf entsprechende Nokken als Haltevorrich-tung an der Pumpe abgestimmt sind. Weitere Merkmale dieser Ausführungsform sind Griffe 18, 18' und Fortsätze des Schlauchbetts 2, die als Schlauchklemmenbereiche 8, 8' ausgebildet sind, sowie ein Beschriftungsbereich 7. Der Beschriftungsbereich 7 bietet Platz für Angaben über das gepumpte Medium, das Datum der Inbetriebnahme oder andere für Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit wichtige Informationen. Der Vorteil eines im Spritzgussverfahren hergestellten Schlauchbetts 2 besteht vor allem darin, dass dessen Krümmung optimal auf den Radius eines Rotors abgestimmt werden kann. Weiter erlaubt diese Herstellungsart eine gewisse Freiheit in der Gestaltung von Befestigungsmitteln, Bedienelementen und Oberflächenstruktur der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1.
Die in den Figuren 2A bis 2C in Untenansicht, Draufsicht und Obenansicht dargestellte Ausführungsform der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 besteht aus einem aus Bandmaterial hergestellten Schlauchbett 2 und einem über eine Kontaktfläche 4 im Quetschbereich 5 fest und nicht trennbar mit dem Schlauchbett 2 verbundenen Schlauch 3. Die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 weist als Befestigungsmittel beispielsweise Aussparungen 6, 6' auf, welche auf die entsprechenden Haltevorrichtungen an der Pumpe abgestimmt sind. Weitere Merkmale dieser Ausführungsform sind Fortsätze des Schlauchbetts 2, die als Schlauchklemmenbereiche 8, 8' ausgebildet sind, sowie ein Beschriftungsbereich 7. Der Vorteil eines Schlauchbetts 2 aus Bandmaterial besteht vor allem darin, dass für verschiedene Rotorgrössen angepasste, spezifische Längen der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 auch in Kleinserie kostengünstig hergestellt werden können. Das Bandmaterial für das Schlauchbett 2 ist dabei vorzugsweise so zu wählen, dass dieses eine ausreichende Zugfestigkeit in Längsrichtung und gleichzeitig eine möglichst geringe Biegespannung bei der Umschlingung des Rotors aufweist. Die beispielsweise als Befestigungsmittel dienenden Aussparungen 6, 6' und die Schlauchklemmenbereiche 8, 8' von Schlauch-Schlauchbett-Einheiten 1 aus Bandmaterial werden vorzugsweise durch Stanzen hergestellt.
Die Figuren 3 bis 9 zeigen die Querschnitte verschiedener Ausführungsformen der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 im Quetschbereich 5. Allen Varianten ist gemeinsam, dass erstens das Schlauchbett 2 mindestens im Quetschbereich 5 fest und nicht trennbar mit dem Schlauch 3 verbunden ist und zweitens das Material und/oder der Querschnitt des Schlauchbetts 2 geeignet sind, die Dehnbarkeit der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 in Längsrichtung im Quetschbereich 5 so herabzusetzen, dass diese geringer ist im Vergleich zum Schlauch 3 alleine. Sinngemäss fallen auch alle diese Merkmale aufweisenden Ausführungsformen unter den Gedanken der Erfindung, welche durch Kombination oder Abwandlung der in Fig. 3 - 9 dargestellten Ausführungsformen hervorgehenden. Die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 wird vorzugsweise hergestellt, indem das Schlauchbett 2 und der Schlauch 3 einzeln gefertigt und dann beispielsweise durch Kleben oder Schweissen fest und nicht trennbar verbunden werden (Fig. 3 - 6) oder mit einem kombinierten Hart-/Weich Spritzguss- oder Extrusionsverfahren, bei welchem der Verbund während der Herstellung erfolgt (Fig - 7, 8)
Fig. 3 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1, bestehend aus einem beispielsweise konkav gekrümmten Schlauchbett 2 und einem Schlauch 3 mit tangentialer Kontaktfläche 4, welche mit dem Schlauchbett 2 beispielsweise verklebt oder verschweisst ist. Die konkave Krümmung von Schlauchbett 2 und Kontaktfläche 4 zentriert den Schlauch 3 in der Mitte des Schlauchbetts 2 und verhindert ein seitliches Abkippen beim Quetschvorgang. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht weiter darin, dass die Kontaktfläche 4 aus demselben elastomeren Material besteht wie der Schlauch 3, diese wie eine Feder wirkt und dadurch Toleranzen im Quetschmass und in der Anpresskraft in einem gewissen Bereich ausgleichen kann.
Fig. 4 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1, bei welcher eine Längsrippe 20 des Schlauchs 3 in eine entsprechende Aussparung des Schlauchbetts 2 geklebt oder mit diesem verschweisst ist.
Fig. 5 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1, bei welcher der Schlauch 3 innen und aussen eine nicht kreisrunde Querschnittsfläche aufweist. Es ist allen Ausführungsformen der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 erfindungsgemäss gemeinsam, dass die feste, nicht trennbare Verbindung des Schlauchbetts 2 mit dem Schlauch 3 die Torsionslage des Schlauchs 3 in der Längsachse eindeutig bestimmt. Damit kann die Gestalt der Querschnittsfläche von Schlauch 3 innen und aussen grundsätzlich frei gewählt und beispielsweise für eine lange Lebensdauer oder für schonendes Pumpen optimiert werden.
Fig. 6 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der Schlauch-Schlauchbett-Einheit, bei welcher das Schlauchbett 2 flexible Fortsätze 21, 21' als Aufnahme für den Schlauch 3 aufweist. Die Fortsätze 21, 21' werden dabei mit dem Schlauch 3 beispielsweise durch Kleben oder Schweissen fest und nicht trennbar verbunden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass bereits bestehende Schlauch-Meterware mit kreisrundem Innen- und Aussenquerschnitt verwendet werden kann.
Fig. 7 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1, bei welcher das Schlauchbett 2 und der Schlauch 3 als Hart-/Weich-Verbund koextrudiert sind. Die extrudierte Meterware wird geschnitten, das Schlauchbett 2 auf die notwendige Länge gekürzt und mit geeigneten Befestigungsmitteln versehen.
Fig. 8 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1, bei der das Schlauchbett 2 verstärkende Elemente 22 wie Folien, Bänder, Filamente oder Fasern enthält, die geeignet sind, die Dehnbarkeit der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 in Längsrichtung so herabzusetzen, dass diese geringer ist im Vergleich zum Schlauch 3 alleine. Die Herstellung dieser Ausführungsform erfolgt vorzugsweise indem die verstärkenden Elemente 22 dem Schlauchbett 2 während der Extrusion als Beilauf zugeführt werden. Die extrudierte Meterware wird geschnitten, das Schlauchbett 2 auf die notwendige Länge gekürzt und mit geeigneten Befestigungsmitteln versehen.
Fig. 9 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1, bei der das Schlauchbett 2 und der Schlauch 3 aus demselben Material bestehen und kein zusätzliches, verstärkendes Element 22 enthalten. Diese Ausführungsform erlaubt nur dann eine wesentliche Verringerung der Dehnbarkeit des Schlauchs 3 in Längsrichtung, wenn der Querschnitt des Schlauchbetts 2 grösser ist als der Materialquerschnitt des Schlauchs 3.
Fig. 10 - 13 zeigen verschiedene Ausführungsformen von als Schlauchklemmenbereich 8 ausgebildeten Fortsätzen des Schlauchbetts 2 der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1. Allen Ausführungsformen gemeinsam sind zwei Schenkel 10, 10' die einen beispielsweise parallelen Schlitz 9 bilden, der mindestens so lang ist wie der halbe Umfang des Innenquerschnitts und weniger breit als die doppelte Wandstärke des grössten zu quetschenden Schlauchs 3.
Fig. 10 A,B zeigt die bereits in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform eines Schlauchklemmenbereichs 8 mit im Schlitz 9 eingeklemmten und abgequetschten Schlauch 3 in Obenansicht und Seitenansicht. Der Abstand zwischen den inneren Flanken der Schenkel 10, 10' des Schlauchklemmenbereichs 8 nimmt von aussen her kontinuierlich ab und geht in eine vorzugsweise konstante Breite des Schlitzes 9 über. Dies begünstigt eine einfache und mühelose Einführung des Schlauchs 3 von aussen her in den Schlitz 9, soweit bis der Schlauch 3 im gewünschten Ausmass gequetscht und der Durchfluss von Medium teilweise oder ganz unterbunden ist.
Fig. 11 zeigt in Obenansicht eine geschlossene, arretierbare Ausführungsform eines Schlauchklemmenbereichs 8 mit einem Schenkel 10', der einen Fortsatz 11 aufweist, welcher in eine passende Öffnung am gegenüberliegenden Schenkel 10 greift, wodurch verhindert wird, dass sich die beiden Schenkel 10, 10' durch den Druck des eingeklemmten Schlauchs 3 mit der Zeit öffnen können. Eine arretierbare Ausführungsform ist insbesondere für harte Schlauchmaterialien geeignet oder wenn der Schlauch 3 über lange Zeit sicher abgequetscht bleiben muss. Der Schlauchklemmenbereich 8 wird geöffnet, indem einer der Schenkel 10, 10' aus der gemeinsamen Ebene bewegt wird, wodurch der Fortsatz 11 aus der Öffnung in Schenkel 10 springt.
Fig. 12 zeigt in Obenansicht eine weitere geschlossene, arretierbare Ausführungsform eines Schlauchklemmenbereichs 8 mit zwei Schenkeln 10, 10', welche sich überlappend ineinander verschränken lassen, wodurch verhindert wird, dass sich die beiden Schenkel 10, 10' durch den Druck des eingeklemmten Schlauchs 3 mit der Zeit öffnen können.
Fig. 13 zeigt in Obenansicht eine weitere geschlossene, arretierbare Ausführungsform eines Schlauchklemmenbereichs 8, bei der die Schenkel 10, 10' eine ineinandergreifende, selbstarretierende Verzahnung 12 aufweisen. Die Breite des Schlitzes 9 lässt sich dabei durch Druck auf die Aussenseite der Schenkel 10, 10' solange stufenweise verringern, bis der Schlauch 3 im gewünschten Ausmass gequetscht und der Durchfluss von Medium teilweise oder ganz unterbunden ist. Der Schlauchklemmenbereich 8 wird geöffnet, indem einer der Schenkel 10, 10' aus der gemeinsamen Ebene bewegt wird, wodurch sich die Verzahnung 12 löst.
Fig. 14 zeigt die aus Fig. 1 bekannte Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 mit einem im Spritzgussverfahren hergestellten Schlauchbett 2 zusammen mit Haltevorrichtungen 15, 15a und den Rollen 13 eines Rotors 14 als Quetschelementen in Draufsicht. Sinngemäss gelten die nachfolgenden Ausführungen auch für Schlauch-Schlauchbett-Einheiten 1 mit einem Schlauchbett 2 aus Bandmaterial gemäss Fig. 2.
Die Befestigung einer Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 gemäss Fig. 1 an der Pumpe erfolgt, indem auf beiden Seiten der Schlauch 3 in einen Schlitz 16 einer Haltevorrichtung 15, 15a eingelegt und der Druck auf die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 über die Innenseite der Griffe 18 und 18' solange erhöht wird, bis Nocken 17 und 17a der Haltevorrichtung 15, 15a in die als Befestigungsmittel dienenden Aussparungen 6, 6' des Schlauchbetts 2 einrasten. Damit ist die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 relativ zu den Rollen 13 in eindeutiger Position befestigt, wodurch sich eine definierte und reproduzierbare Anpresskraft auf den Schlauch 3 einstellt. Die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 kann von der Pumpe getrennt werden, indem durch gleichzeitigen Druck auf die Aussenseite der Griffe 18 und 18', die als Befestigungsmittel dienenden Aussparungen 6, 6' des Schlauchbetts 2 von den Nocken 17, 17a der Haltevorrichtungen 15, 15a abgehoben werden, und dadurch die Verbindung der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 zur Haltevorrichtung 15, 15a gelöst wird. Aus Fig. 14 geht hervor, dass die bevorzugte Ausführung der Haltevorrichtung 15, 15a die gleichzeitige Befestigung von zwei gegenüberliegenden Schlauch-Schlauchbett-Einheiten 1 und 1a erlaubt. Mit einer solchen Anordnung heben sich die von den Schlauch-Schlauchbett-Einheiten 1 und 1 a über die Schläuche 3 und 3a auf den Rotor 14 wirkenden Radialkräfte weitgehend auf, was die Verwendung kostengünstiger Lager für den Rotor 14 und die doppelte Anzahl Kanäle für eine bestimmte Bautiefe des Rotors 14 erlaubt.
In Fig. 14 ist die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1a mit Aussparungen 19a, 19a' auf den Nocken 17', 17a' der Haltevorrichtung 15, 15a dargestellt. In dieser Position ist die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1a an der Pumpe befestigt, der Schlauch 3a ist jedoch vom Druck der Rollen 13 weitgehend entlastet. Mit dieser Einstellung lassen sich die elastomeren Eigenschaften des Schlauchs 3a bei längerem Stillstand der Pumpe erhalten, ohne dass die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1a ganz von der Pumpe getrennt werden muss. Es versteht sich von selbst, dass mit einer Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 welche mehrere, allenfalls feinere Aussparungen der Art 6, 6' und 19, 19' aufweist, die Anpresskraft stufenweise einstellbar wird. Damit kann beispielsweise die Anpresskraft der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 auf die Quetschelemente entsprechend dem zu erzeugenden Druck eingestellt werden. Für den Gedanken der Erfindung ist es dabei unerheblich, ob die Mittel für eine abgestufte oder stufenlose Einstellung der Anpresskraft an der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 oder an der Haltevorrichtung an der Pumpe angebracht sind, wie auch ob diese direkt oder indirekt über Hebel, Keile, Schrauben oder andere Stellelemente wirken.
Fig. 15 zeigt die Haltevorrichtung 15 in Seitenansicht.
Fig. 16 zeigt die bereits von Fig. 1 bekannte Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 mit einer gefedert ausgeführten Haltevorrichtung 15, 15a und den Rollen 13 eines Rotors 14 als Quetschelemente in Draufsicht. Federn 23, 23a weisen Nocken 24, 24a auf, welche auf die Aussparungen 6, 6' des Schlauchbetts 2 abgestimmt sind. Die Feder 23a setzt die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 unter eine bestimmte Zugspannung, die eine entsprechende Anpresskraft der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 an die Rollen 13 des Rotors 14 bewirkt. Die Haltevorrichtung 15, 15a kann dabei ein- oder beidseitig Federn aufweisen, welche für unterschiedliche Anpresskraft auch austauschbar ausgeführt sein können. Wie bereits in Fig. 14 ist die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1a auch hier vom Anpressdruck entlastet dargestellt, indem der Nocken 24 der Feder 23 in die Aussparung 19a und der Nocken 17a' der Haltevorrichtung 15a in die Aussparung 19a' greift. Mit einer gefedert ausgeführten Haltevorrichtung 15a kann beispielsweise der im Schlauch 3 auftretende Druck sicher begrenzt werden. Sobald der Innendruck einen bestimmten Wert übersteigt kann die von der Feder 23a bestimmte, vom Schlauchbett 2 auf den Schlauch 3 wirkende Anpresskraft auf die Quetschelemente das SchlauchLumen nicht mehr vollständig schliessen, wodurch ein Rückfluss stattfindet und die Pumpwirkung entsprechend nachlässt. Es versteht sich von selbst, dass es für den Gedanken der Erfindung unerheblich ist, ob das federnde Element als Teil der Haltevorrichtung 15a oder als Teil der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 ausgeführt ist oder über weitere Elemente indirekt auf die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 wirkt.
Als Einwegartikel besteht jede neue Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 jeweils nicht nur aus einem neuen Schlauch 3 sondern immer auch aus einem neuen Schlauchbett 2. Dadurch sind unabhängig von der Ausführungsform immer reproduzierbare Ausgangsbedingungen sichergestellt.
Obschon die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 hier vorzugsweise in Zusammenhang mit Pumpen beschrieben wird, die einen Rotor und Rollen als Quetschelemente aufweisen, ist sie nicht an eine bestimmte Art, Ausführung oder Dimension von Quetschelementen gebunden und kann beispielsweise auch mit Finger- oder Stössel-Pumpen eingesetzt werden. Auch versteht es sich von selbst, dass als Mittel für eine lösbare Befestigung der Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 an der Pumpe eine Vielzahl von geometrischen Formen wie beispielsweise Ösen, Höcker, Rillen, Fortsätze oder Aussparungen verschiedener Anzahl und Kombination mit darauf abgestimmten Elementen an der Pumpe wie beispielsweise Haken, Bolzen, Schnallen oder Klemmen der Anforderung entsprechend gewählt werden können und auch Schlauch-Schlauchbett-Einheiten 1 mit anderen als den hier genannten oder zusätzlichen, indirekten Befestigungsmitteln wie beispielsweise Klammern oder Kassetten unter den Gedanken der Erfindung fallen. Bei genügend festem und steifem Schlauchbett, genügt beispielsweise eine einzige Haltevorrichtung um die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 auf die Quetschelemente zu pressen. Ausführungen von Peristaltikpumpen, bei welchen die Schlauch-Schlauchbett-Einheit 1 mit einer oder mehr als zwei Haltevorrichtungen verbunden sind, sind damit ebenfalls erfindungsgemäss.

Claims

Peristaltikpumpe
- mit mindestens einem Schlauchbett (2),

- mit mindestens einem Schlauch (3),

- mit mindestens einem Quetschelement, welches über den Schlauch (3) geführt werden kann und diesen in einem Quetschbereich (5) gegen das Schlauchbett (2) quetscht,

- mit mindestens einer Haltevorrichtung (15) zur Befestigung des Schlauchbettes (2) bezüglich des mindestens einen Quetschelementes,
dadurch gekennzeichnet, dass

- Schlauchbett (2) und Schlauch (3) im Quetschbereich (5) fest und nicht trennbar miteinander verbunden sind und zusammen eine Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) bilden, wobei die feste, nicht trennbare Verbindung von Schfauchbett (2) und Schlauch (3) in der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) durch Verkleben, Verschweissen, Spritzgiessen oder Coextrudieren des Schlauchbetts (2) mit dem Schlauch (3) erzeugt wird

- mindestens ein geeignetes Mittel (6) vorhanden ist, welches eine lösbare Befestigung dieser Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) an der mindestens einen Haltevorrichtung (15) ermöglicht.
Peristaltikpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlauchbett (2) der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) eine geringere Dehnbarkeit aufweist als der Schlauch (3).
Peristaltikpumpe nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) mindestens einen als Griff (18) ausgebildeten Bereich aufweist für die Bedienung des mindestens einen Mittels (6).
Peristaltikpumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) mindestens einen Schlauchklemmenbereich (8) aufweist.
Peristaltikpumpe nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schlauchklemmenbereich (8) der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) als Spalt ausgeführt ist.
Peristaltikpumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mittel (6) zur Befestigung der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) an der mindestens einen Haltevorrichtung (15) durch wenigstens einen als Aussparung, Öse, Nocken, Höcker oder Zahn ausgebildeten Bereich oder Fortsatz des Schlauchbetts (2) gebildet wird.
Peristaltikpumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mittel (6) zur Befestigung der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) an der mindestens einen Haltevorrichtung (15) als Klammer, Halterung oder Kassette ausgebildet ist.
Peristaltikpumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mittel (6) zur Befestigung der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) an der mindestens einen Haltevorrichtung (15) so ausgebildet ist, dass die Anpresskraft der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) an das mindestens eine Quetschelement einstellbar ist.
Peristaltikpumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mittel (6) zur Befestigung der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) an der mindestens einen Haltevorrichtung (15) mindestens ein gefedertes Element (23) enthält, welches eine seiner Federkraft entsprechende Anpresskraft der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) an das mindestens eine Quetschelement bewirkt.
Peristaltikpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schlauchbett (2) und Schlauch (3) der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) mittels Zweikomponenten-Spritzgiessen hergestellt sind.
Peristaltikpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schlauchbett (2) und Schlauch (3) der Schlauch-Schlauchbett-Einheit (1) mittels Koextrudieren hergestellt sind.