DE10235468A1

DE10235468A1 - Syringe pump, useful for rate controlled administration of various injectable liquids, comprises a feedscrew nut consisting of a synthetic resin

Info

Publication number: DE10235468A1
Application number: DE2002135468
Authority: DE
Inventors: Shigeo Kobayashi; Nobuya Nishizaki
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2003-04-30

Abstract

A syringe pump (1) comprises a feedscrew nut (3a) consisting of a synthetic resin.

Description

Es handelt sich bei dieser Erfindung um eine Spritzenpumpe. This invention is a Syringe pump.

Spritzenpumpen werden häufig als Vorrichtung zur Alimentation, Bluttransfusion sowie zum Injizieren von flüssigen Arzneimitteln, wie zum Beispiel Chemotherapeutika und Anästhetika, bei welchen die Verabreichung mit einer bestimmten Geschwindigkeit erforderlich ist, eingesetzt. Syringe pumps are often used as a device for Alimentation, blood transfusion and for injecting liquid drugs, such as chemotherapy drugs and anesthetics, in which the administration with a certain speed is required.

Eine Spritzenpumpe injiziert ein Fluid, das sich in einer Spritze befindet, indem der Kolben der Spritze mittels eines Schiebers, der an einer Vorschubspindel angebracht ist und sich linear bewegt, gedrückt wird. Der Schieber überträgt die Rotation der Vorschubspindel als Translation an den Spritzenkolben, und verschiebt ihn linear. A syringe pump injects a fluid that is in a syringe is located by using the plunger of the syringe a slide which is attached to a feed spindle and moves linearly, is pressed. The slide transmits the rotation of the feed spindle as a translation to the Syringe plunger, and moves it linearly.

Vor dem Injizieren beziehungsweise nach dem Injizieren muss die Spritze an der Spritzenpumpe montiert beziehungsweise von der Spritzenpumpe abmontiert werden. Daher muss die Spritze an der Spritzenpumpe an- und abmontierbar angebracht werden, wozu bei Bedarf der Kolben der Spritze mit dem Schieber verbunden werden kann. Die Verbindung zwischen der Vorschubspindel und dem Schieber ist mittels einer Vorschubspindelmutter realisiert, und die Vorschubspindelmutter wandelt die Rotation in eine Translation um, wodurch der Schieber linear geschoben beziehungsweise gestoppt wird. Before injecting or after injecting the syringe must be mounted on the syringe pump or removed from the syringe pump. Therefore, the syringe must be turned on and off the syringe pump can be dismantled, for which purpose the piston the syringe can be connected to the slide. The Connection between the feed spindle and the slide is realized by means of a feed screw nut, and the Feed nut converts the rotation into one Translation around, causing the slider to slide linearly or is stopped.

Eine herkömmliche Vorschubspindelvorrichtung weist eine Vorschubspindelmutter aus Messing und eine gewalzte Spindelwelle aus rostfreiem Stahl auf, und daher muss die Spindelwelle zur Schmierung der Flächen zwischen Spindel und Mutter mit Schmierfett versorgt werden, sodass die Vorrichtung in bestimmten Wartungsintervallen, von zum Beispiel drei Monaten, demontiert und gewartet werden muss. A conventional feed screw device has one Feed nut made of brass and a rolled one Stainless steel spindle shaft, and therefore the Spindle shaft for lubricating the surfaces between the spindle and Be lubricated with grease so that the Device at certain maintenance intervals, from to Example three months, must be dismantled and serviced.

Bei solch einer Vorschubspindelvorrichtung, die eine Vorschubspindelmutter und Spindelwelle aufweist, tritt eine Verschlechterung der Vorschubgenauigkeit als Mangel durch die Entstehung eines Grats beim Ineinandergreifen von Vorschubspindelmutter und Spindelwelle beziehungsweise die dadurch entstehende Beschädigung der Gewindefläche auf. With such a feed screw device, the one Has feed nut and spindle shaft occurs Deterioration of the feed accuracy as a defect the emergence of a ridge when meshing Feed nut and spindle shaft or the resulting damage to the thread surface.

Um die Qualität der Bewegungsübertragung der Spindelwelle zu verbessern, ist es zwar möglich, eine Vorschubspindelmutter mit Trapezgewinde zu verwenden, was jedoch mit dem Mangel steigender Herstellungskosten verbunden ist, da das Gewinde der Vorschubspindelmutter auf einer Drehbank hergestellt, und Form sowie Öffnung mittels Fräsmaschine gefräst werden müssen. To ensure the quality of motion transmission Although it is possible to improve a spindle shaft Feed screw nut with trapezoidal thread to use what however associated with the lack of increasing manufacturing costs is because the thread of the feed screw nut is on a Lathe manufactured, and shape and opening by means of Milling machine must be milled.

Bei einer Spritzenpumpe ist es notwendig, ständig zu überwachen, dass das Fluid sicher in den Körper eines Patienten injiziert wird. Daher wird der Injektionsverlauf überwacht, indem die Axialbeanspruchung der Vorschubspindelvorrichtung erkannt wird (z. B. TOKKAI HEI 8- 24712 GO KOHO, TOKKAI 2000-107288 GO KOHO). With a syringe pump, it is necessary to constantly monitor that the fluid is safe in the body of a Patient is injected. Hence the course of the injection monitored by the axial loading of the Feed spindle device is recognized (e.g. TOKKAI HEI 8- 24712 GO KOHO, TOKKAI 2000-107288 GO KOHO).

Ein Konstruktionsbeispiel für ein Wellenende einer Vorschubspindelvorrichtung einer herkömmlichen Spritzenpumpe ist in der Fig. 5 dargestellt. Die Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Aufbaus, der in einem Gehäuse montiert ist. A design example for a shaft end of a feed spindle device of a conventional syringe pump is shown in FIG. 5. Fig. 5 shows an enlarged sectional view of the structure which is mounted in a housing.

Die Lagerung der Vorschubspindel, die das Ende der Vorschubspindel 3c der Spritzenpumpe trägt, weist ein Miniatur-Kugellager 10 auf, das mit einem Flansch versehen ist und die radiale Belastung trägt. Die Erkennung der Axialbeanspruchung erfolgt durch eine Sensoreinheit 7b, wie zum Beispiel einen Dehnungsmesser, die eine Dehnung bzw. Belastung der Spindelwelle in Axialrichtung erfasst, wobei ein Axial-Kugellager 11 am Ende der Spindelwelle angebracht ist. Um die Lager zu schmieren, müss Schmierfett auf die Spindelwelle aufgebracht, die Spritzenpumpe in bestimmten Wartungsintervallen demontiert, und dabei die Sensoreinheit für das Erkennen der Axialbeanspruchung kalibriert werden. The bearing of the feed screw, which carries the end of the feed screw 3 c of the syringe pump, has a miniature ball bearing 10 , which is provided with a flange and carries the radial load. The axial stress is detected by a sensor unit 7 b, such as a strain gauge, which detects an expansion or load of the spindle shaft in the axial direction, an axial ball bearing 11 being attached to the end of the spindle shaft. In order to lubricate the bearings, grease must be applied to the spindle shaft, the syringe pump dismantled at certain maintenance intervals, and the sensor unit must be calibrated to detect the axial load.

Bei einer Verwendung eines solchen herkömmlichen Miniatur-Kugellagers mit Flansch, wie es in der Fig. 5 dargestellt ist, treten ein mögliches Herunterfallen von Teilen bei der Demontage beziehungsweise Remontage und mangelhafte Remontagegenauigkeit der Sensoreinheit für das Erkennen der Axialbeanspruchung als Mängel auf. When using such a conventional miniature ball bearing with flange, as shown in FIG. 5, a possible falling off of parts during disassembly or reassembly and poor reassembly accuracy of the sensor unit for the detection of the axial stress occur as defects.

Die Lager sind außerdem häufig durch Presspassung oder Kleben im Gehäuse irreversibel fixiert, sodass die somit nicht gegebene Möglichkeit einer Demontage der Lager beim Ausbau der Spindelwelle als Mangel auftritt. The bearings are also often by press fit or Gluing irreversibly fixed in the housing, so that the Possibility of dismantling the bearings at Expansion of the spindle shaft occurs as a defect.

Sind Vorschubspindelmutter und/oder Kugellager nicht mit Schmierfett versorgt, tritt eine Geräuschentwicklung an den entsprechenden Stellen als Mangel auf. Feed nut and / or ball bearings are not included Lubricated grease, there is a noise corresponding points as a defect.

Die Erfindung wurde entwickelt, um die oben genannten Mängel zu beseitigen, und die Aufgabenstellung dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Spritzenpumpe, bei der die Lager für die Spindelwelle der Spritzenpumpe schmiermittelfrei sind, bei der eine Geräuschentwicklung beim Gleiten der Teile unterdrückt ist, bei der das Ineinandergreifen von Vorschubspindelmutter und Spindelwelle verbessert ist, die eine Vorrichtung zum einfachen Ein- und Ausbau der Spindelwelle an den Enden der Spindelwelle aufweist, und die insgesamt sehr leicht zu demontieren und zu montieren ist. The invention was developed to address the above Eliminate shortcomings, and the task of this Invention is the provision of a syringe pump in which the bearings for the spindle shaft of the syringe pump are lubricant-free, with which a noise development Sliding of the parts is suppressed, at which the Intermeshing of feed nut and spindle shaft is improved, the device for easy entry and exit Remove the spindle shaft at the ends of the spindle shaft has, and the overall very easy to disassemble and assemble.

Zur Lösung dieser Aufgabe bringt die Erfindung eine Spritzenpumpe gemäß Anspruch 1 in Vorschlag. The invention provides a solution to this problem Syringe pump according to claim 1 in proposal.

Die Spritzenpumpe gemäß dieser Erfindung ist eine Spritzenpumpe, die ein Fluid, das sich in einer Spritze befindet, durch Drücken deren Spritzenkolbens mittels eines Schiebers, der von einer Vorschubspindel linear geschoben wird, verdrängt, wobei die Vorschubspindelmutter der oben genannten Vorschubspindelvorrichtung eine Mutter ist, die aus einem Kunstharz besteht. The syringe pump according to this invention is one Syringe pump, which is a fluid that is in a syringe is located, by pressing the syringe plunger using a Slider, which is linearly pushed by a feed spindle is displaced, with the feed screw nut of the above called feed screw device is a nut made of a synthetic resin.

Vorzugsweise ist bei der Spritzenpumpe das Gewinde der Vorschubspindel ein Trapezgewinde. Preferably, the thread of the syringe pump Feed spindle a trapezoidal thread.

Vorzugsweise beträgt bei der Spritzenpumpe der Radius der Rundungen an den Kanten der Spitze des Trapezgewindes der aus einem Kunstharz bestehenden Vorschubspindelmutter, das 0,1- bis 0,5fache der Flankenüberdeckung H₁ [(0,1 bis 0,5)H₁] nach JIS B0216. In the syringe pump, the radius of the curves at the edges of the tip of the trapezoidal thread of the feed spindle nut, which is made of a synthetic resin, is preferably 0.1 to 0.5 times the flank coverage H ₁ [(0.1 to 0.5) H ₁ ] JIS B0216.

Vorzugsweise besteht bei der Spritzenpumpe die oben genannte Mutter aus einem Kunstharzkomposit auf Polyphenylensulfidbasis, welchem ein Festschmierstoff zugemischt ist. The syringe pump preferably has the above called mother from a synthetic resin composite Polyphenylene sulfide base, which is a solid lubricant is mixed.

Die Spritzenpumpe gemäß dieser Erfindung weist eine Lagerung für die Vorschubspindel auf, die am Ende der Spindelwelle eine Sensorvorrichtung zum Erkennen der Axialbeanspruchung der Spindelwelle besitzt, wobei jener Bestandteil der oben genannten Lagerung für die Vorschubspindel, zu dem sich das Ende der Spindelwelle relativ bewegt, ein Gleitlager ist, das aus einem Kunstharz besteht. The syringe pump according to this invention has one Bearing for the feed spindle at the end of the Spindle shaft a sensor device for detecting the Axial stress on the spindle shaft, which Part of the above storage for the Feed spindle to which the end of the spindle shaft relatively moved, is a plain bearing that is made of a synthetic resin consists.

Vorzugsweise weist bei der Spritzenpumpe die oben genannte Lagerung der Vorschubspindel jeweils mindestens ein Radiallager und ein Axiallager auf. The syringe pump preferably has the top mentioned storage of the feed spindle at least one Radial bearing and a thrust bearing.

Vorzugsweise weist bei der Spritzenpumpe das oben genannte Radiallager ein Außenteil aus Metall und eine Lagerbuchse aus einem geleitfähigen Kunstharzkomposit auf. This preferably points to the top of the syringe pump called radial bearing an outer part made of metal and a Bearing bush made of a conductive synthetic resin composite.

Vorzugsweise ist bei der Spritzenpumpe das oben genannte Axiallager als Axial-Gleitlager ausgeführt. The syringe pump is preferably the one mentioned above Axial bearings designed as axial plain bearings.

Der Begriff "Axial-Gleitlager" wird bei dieser Erfindung für ein spezielles Axiallager verwendet, mit welchem die reibungsarme Rotation der Welle erreicht wird, indem die Lagerstelle beziehungsweise das Wellenende, die beziehungsweise das einen konischen oder balligen Querschnitt aufweist, in einer Vertiefung, die einen konischen Querschnitt, oder einen balligen Querschnitt mit größerem Radius aufweist, geführt wird. Das Axial-Gleitlager gemäß dieser Erfindung kann zwischen Welle und Lagerfläche auch eine Kugel aufweisen. The term "axial plain bearing" is used in this invention used for a special thrust bearing with which the low friction rotation of the shaft is achieved by the Bearing or the shaft end, the or a conical or crowned cross section has, in a recess that has a conical Cross section, or a crowned cross section with larger Radius has, is guided. The axial plain bearing according to This invention can also be between shaft and bearing surface have a ball.

Die Anwendung der Vorschubspindel gemäß dieser Erfindung ermöglicht es, das Schieberteil der Spritzenpumpe schiermittelfrei auszulegen, da eine Vorschubspindelmutter aus einem Kunstharz und eine Spindelwelle aus korrosionsfreien Metall verwendet werden, und außerdem eine Verbesserung des Ineinandergreifens von Muttern- und Bolzengewinde erreicht wird. Ein schmiermittelfreier Betrieb des Lagers für die Welle der Spritzenpumpe ist auch ermöglicht, wenn ein Gleitlager als das Lager für Vorschubspindel verwendet wird, und dabei die Gleitfläche des Gleitlagers aus einem Kunstharz besteht. The use of the feed screw according to this invention allows the slide part of the syringe pump to be designed without lubricants, because of a feed screw nut made of a synthetic resin and a spindle shaft corrosion-free metal are used, and also a Improve the meshing of nuts and Bolt thread is reached. Lubricant-free operation the bearing for the syringe pump shaft is also allows when a plain bearing as the bearing for Feed spindle is used, and the sliding surface of the Plain bearing consists of a synthetic resin.

Das Lager der Vorschubspindel weist ein Außenteil aus Metall und eine Lagerbuchse aus einem Kunstharz auf, sodass das Lager sehr einfach in das Gehäuse eingebaut, und ebenso einfach auch wieder ausgebaut werden kann. Da außerdem ein Axial-Gleitlager als Axiallager verwendet wird, kann es nicht zum Herausfallen der Miniatur-Kugeln kommen, die bei einer herkömmlichen Spritzenpumpe verwendet werden. The bearing of the feed spindle has an outer part Metal and a bearing bush made of a synthetic resin so that the bearing very easily built into the housing, and likewise can be easily removed again. Since also a Thrust plain bearings are used as thrust bearings, it cannot to come out of the miniature balls that come out at one conventional syringe pump can be used.

In der Zeichnung zur Erläuterung der Erfindung zeigt: In the drawing to explain the invention:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Spritzenpumpe gemäß dieser Erfindung, Fig. 1 shows an embodiment of a syringe pump according to this invention,

Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorschubspindelmutter, Fig. 2 is a sectional view of the feed screw nut,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spritzenpumpe gemäß dieser Erfindung, Fig. 3 shows another embodiment of a syringe pump according to this invention,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht des Aufbaus der Lagerung für die Vorschubspindelwelle, und Fig. 4 is an enlarged sectional view of the structure of the bearing for the feed screw shaft, and

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht des Aufbaus der Lagerung für die Vorschubspindelwelle einer herkömmlichen Spritzenpumpe. Fig. 5 is an enlarged sectional view of the structure of the bearing for the feed screw shaft of a conventional syringe pump.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Spritzenpumpe gemäß dieser Erfindung an Hand der Fig. 1 erläutert. An exemplary embodiment of a syringe pump according to this invention is explained below with reference to FIG. 1.

Die Spritzenpumpe 1 weist eine Befestigungsvorrichtung 5, die eine Spritze 2, in der sich ein Spritzenkolben 2a befindet, an- beziehungsweise abmontierbar aufnimmt, einen Schieber 4, der das Fluid, welches sich in der Spritze 2 befindet, hinausdrängt, und eine Vorschubspindelvorrichtung 3, die mit dem Schieber 4 verbunden ist, und den Schieber 4 linear bewegt, auf. Die Vorrichtung 9 ist ein Elektromotor, der die Vorschubspindelvorrichtung 3 drehend antreibt. The syringe pump 1 has a fastening device 5 , which receives or removes a syringe 2 , in which there is a syringe plunger 2 a, a slide 4 , which forces out the fluid which is in the syringe 2 , and a feed spindle device 3 , which is connected to the slider 4 , and moves the slider 4 linearly. The device 9 is an electric motor which drives the feed spindle device 3 in a rotating manner.

Die Befestigungsvorrichtung 5, welche die Spritze 2 aufnimmt, kann beliebig gestaltet werden, solange zur Injektion eines Fluides hinsichtlich Hersteller und Volumina verschiedene Typen von Spritzen 2 befestigt werden können, und die Befestigung zum Beispiel mittels einer Klemmvorrichtung oder durch Federkraft erfolgen kann. The fastening device 5 , which receives the syringe 2 , can be designed as long as different types of syringes 2 can be fastened for the injection of a fluid with regard to manufacturer and volume, and the fastening can be carried out, for example, by means of a clamping device or by spring force.

Eine Seite des Schiebers 4 ist an der Vorschubspindelmutter 3a befestigt, die ein Teil der Vorschubspindelvorrichtung 3 ist, welche parallel zu der Spritze 2 angeordnet ist. Die andere Seite des Schiebers 4 ist mit dem Spritzenkolben 2a der oben genannten Spritze verbunden. Die Drehbewegung der Spindelwelle 3b, die ein Teil der Vorschubspindelvorrichtung 3 ist, wird mittels der Vorschubspindelmutter 3a in eine lineare Bewegung umgewandelt, und die Bewegung der Vorschubspindelmutter 3a wird analog auf den Spritzenkolben 2a übertragen, wodurch der Spritzenkolben 2a vor und zurück bewegt werden kann. One side of the slide 4 is attached to the feed nut 3 a, which is part of the feed screw device 3 , which is arranged parallel to the syringe 2 . The other side of the slide 4 is connected to the syringe plunger 2 a of the above-mentioned syringe. The rotational movement of the spindle shaft 3 b, which is part of the feed screw device 3 , is converted into a linear movement by means of the feed screw nut 3 a, and the movement of the feed screw nut 3 a is transmitted analogously to the syringe piston 2 a, whereby the syringe piston 2 a before and can be moved back.

Beispielsweise ist die Vorschubspindelvorrichtung 3 über das Zahnrad 9a und das Ritzel 9b mit dem Elektromotor 9 verbunden, und der Elektromotor 9 sorgt für eine Verschiebung des Spritzenkolbens 2a um eine bestimmte Distanz mit einer bestimmten Geschwindigkeit, wodurch Fluid aus der Spritze verdrängt wird. For example, the feed screw device 3 is connected to the electric motor 9 via the gear 9 a and the pinion 9 b, and the electric motor 9 ensures a displacement of the syringe plunger 2 a by a certain distance at a certain speed, as a result of which fluid is displaced from the syringe.

Die Vorschubspindelmutter 3a ist in Achsenrichtung der Vorschubspindel in zwei Hälften teilbar. Während des Verdrängens des Fluides überträgt sie die Bewegung, damit sich einerseits die Vorschubspindelvorrichtung 3 und der Schieber 4 synchron bewegen, und sie andererseits zum Beispiel zum Auswechseln der Spritze gelöst werden kann. Beispielsweise ist der Antrieb des Elektromotors 9 an den Schieber 4 an- und abkuppelbar, indem man die Vorschubspindelmutter 3a der Vorschubspindelvorrichtung 3 schließt oder öffnet. The feed screw nut 3 a can be divided into two halves in the axial direction of the feed screw. During the displacement of the fluid, it transmits the movement so that on the one hand the feed spindle device 3 and the slide 4 move synchronously, and on the other hand it can be released, for example, to replace the syringe. For example, the drive of the electric motor 9 can be coupled and uncoupled to the slide 4 by closing or opening the feed screw nut 3 a of the feed screw device 3 .

Die Spindelwelle 3b besteht aus einem korrosionsfreien Metall, wie rostfreiem Stahl. The spindle shaft 3 b consists of a corrosion-free metal, such as stainless steel.

Die Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Vorschubspindelmutter 3a. Die Vorschubspindelmutter 3a weist ein Trapezgewinde auf, wodurch sie einfacher um die Spindel geschlossen beziehungsweise einfacher von ihr gelöst werden kann, und hierzu weisen die Rundungen R der Kanten der Gewindespitze des Trapezgewindes der Vorschubspindelmutter einen Radius auf, der das 0,1- bis 0.5fache der Flankenüberdeckung H₁ [(0,1 bis 0,5) H₁] nach JIS B0216 beträgt. Ist der Radius der Rundungen R dieser Kanten kleiner als 0,1%, so kann die Spitze des Muttergewindes beschädigt werden. Ist der Radius jedoch größer als 0,5H₁, so verschlechtert sich die Qualität der Bewegungsübertragung. Fig. 2 shows an enlarged view of part of the feed screw nut 3 a. The feed screw nut 3 a has a trapezoidal thread, as a result of which it can be closed or released from the spindle more easily, and for this purpose the roundings R of the edges of the thread tip of the trapezoidal thread of the feed screw nut have a radius which is 0.1 to 0.5 times the flank coverage H ₁ [(0.1 to 0.5) H ₁ ] according to JIS B0216. If the radius of the curves R of these edges is less than 0.1%, the tip of the nut thread can be damaged. However, if the radius is larger than 0.5H ₁ , the quality of the motion transmission deteriorates.

Die Verwendung eines Trapezgewindes für die Vorschubspindelvorrichtung 3 verbessert die Qualität der Bewegungsübertragung. Das Schließen beziehungsweise Öffnen der Vorschubspindelmutter der Vorschubspindelvorrichtung 3 wird durch die spezielle Definition der Rundung R der Kanten vereinfacht. The use of a trapezoidal thread for the feed spindle device 3 improves the quality of the movement transmission. The closing or opening of the feed screw nut of the feed screw device 3 is simplified by the special definition of the rounding R of the edges.

Die Vorschubspindelvorrichtung 3 weist vorzugsweise eine Vorschubspindelmutter 3 aus einem Kunstharz und eine Welle aus Metall auf. Als Kunstharz wird vorzugsweise ein Kunstharzkomposit, welchem ein Festschmierstoff zugemischt ist, insbesondere ein Kunstharzkomposit auf Polypheriylenbasis mit einem Festschmierstoff, verwendet. Als ein solches, auf dem Markt erhältliches Kunstharz kann beispielsweise BEARY AS 5000 (Fa. NTN ENGINEERING PLASTICS CORP, Handelsname) genannt werden. The feed spindle device 3 preferably has a feed spindle nut 3 made of a synthetic resin and a shaft made of metal. A synthetic resin composite to which a solid lubricant is admixed, in particular a synthetic resin composite based on polypherylene with a solid lubricant, is preferably used as the synthetic resin. BEARY AS 5000 (NTN ENGINEERING PLASTICS CORP, trade name) can be mentioned as such a synthetic resin available on the market.

embodiment

Eine metrische Vorschubspindelmutter nach JIS B0216 (JIS Tr8 × 1,5) wurde aus BEARY AS 5000 durch Spritzgießen hergestellt. Die Rundungen R der Kanten der Gewindespitze wurden mit einem Radius von 0,3 mm ausgeführt. A metric feed nut according to JIS B0216 (JIS Tr8 × 1.5) was manufactured from BEARY AS 5000 by injection molding. The rounding R of the edges of the thread tip was carried out with a radius of 0.3 mm.

Die so hergestellte Vorschubspindelmutter und eine Spindelwelle aus rostfreiem Stahl wurden in eine Vorschubspindelvorrichtung eingebaut. Als Antrieb der Vorschubspindelvorrichtung wurde ein Schrittmotor verwendet, wobei eine Drehmomentmessvorrichtung an diesem Motor angebracht wurde, um das dynamische Drehmoment zu messen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt. The feed screw nut thus produced and one Stainless steel spindle shaft were in one Feed spindle device installed. As the drive of Feed spindle device a stepper motor was used a torque measuring device on this engine was attached to measure the dynamic torque. The Results are shown in Table 1.

Comparative example

Eine metrische Vorschubspindelmutter nach JIS B0216 (JIS Tr 8 × 1,5) wurde aus Messing hergestellt. Das Gewinde der Vorschubspindelmutter wurde auf einer Drehbank hergestellt; A metric feed screw nut according to JIS B0216 (JIS Tr 8 × 1.5) was made of brass. The thread of the feed screw nut was made on a lathe;

die äußeren Konturen sowie die hälftige Teilung mittels einer Fräsmaschine ausgeführt. Die Rundungen R der Kanten der Gewindespitze wurden mit einem Radius von 0,05 mm ausgeführt. the outer contours and the half division by means of a Milling machine executed. The curves R of the edges of the Thread tips were made with a radius of 0.05 mm.

Die so hergestellte Vorschubspindelmutter und eine Spindelwelle aus rostfreiem Stahl wurden in eine Vorschubspindelvorrichtung eingebaut, wobei sie mit Schmierfett versehen wurden. Als Antrieb der Vorschubspindelvorrichtung wurde ein Schrittmotor verwendet, wobei eine Drehmomentmessvorrichtung an diesem Motor angebracht wurde, um das dynamische Drehmoment zu messen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1

The feed screw nut thus produced and a stainless steel screw shaft were installed in a feed screw device, and they were provided with grease. A stepper motor was used to drive the feed screw device, and a torque measuring device was attached to this motor to measure the dynamic torque. The results are shown in Table 1. Table 1

Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, ist das dynamische Drehmoment bei jenem Ausführungsbeispiel, bei dem eine Vorschubspindelmutter aus Kunstharz und eine Spindelwelle aus rostfreiem Stahl verwendet wurde, kleiner als bei dem Vergleichsbeispiel, und das bedeutet, dass die Schmierfähigkeit bei der Vorschubspindel des Ausführungsbeispiels besser ist. As can be seen from Table 1, this is dynamic torque in that embodiment in which a resin feed screw nut and a Stainless steel spindle shaft was used smaller than the comparative example, and that means that the Lubricity in the feed spindle of the Embodiment is better.

Die jeweiligen Zustände des Ineinandergreifens zwischen den Gewinden der Vorschubspindelmutter und der Spindelwelle wurden zwischen dem Ausführungsbeispiel und dem Vergleichsbeispiel verglichen. Bei dem Vergleichsbeispiel wurde das Entstehen eines Metallgrats beobachtet, bei dem Ausführungsbeispiel würde dagegen kein Grat gebildet. The respective states of meshing between the threads of the feed spindle nut and the spindle shaft were between the embodiment and the Comparative example compared. In the comparative example the formation of a metal burr was observed in which In contrast, the embodiment would not form a burr.

An Hand der Fig. 3 wird im folgenden ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spritzenpumpe gemäß dieser Erfindung erläutert. Another exemplary embodiment of the syringe pump according to this invention is explained below with reference to FIG. 3.

Eine Seite der Vorschubspindelvorrichtung 3 wird von einer Lagervorrichtung getragen. Die Lagervorrichtung befindet sich im Gehäuse 8, das einen Teil der Spritzenpumpe darstellt, und weist ein Lager für die Spindelwelle und eine Sensorvorrichtung zum Erkennen der Axialbeanspruchung der Spindelwelle auf. Als Antrieb der Vorschubspindelvorrichtung wird ein Elektromotor 9 verwendet, der ein Ritzel 9b aufweist, wobei das Ritzel 9b mit dem Zahnrad 9a kämmt. Die Spindelwelle wird hierbei mit kleinem Spiel in Axialrichtung gelagert. Als Vorschubspindelmutter, die einen Teil der Vorschubspindelvorrichtung darstellt, wird beispielsweise die bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel verwendete durch Spritzgießen aus Kunstharz hergestellte Vorschubspindelmutter verwendet. One side of the feed screw device 3 is supported by a bearing device. The bearing device is located in the housing 8 , which forms part of the syringe pump, and has a bearing for the spindle shaft and a sensor device for detecting the axial load on the spindle shaft. To drive the feed spindle device, an electric motor 9 is used, which has a pinion 9 b, the pinion 9 b meshing with the gear 9 a. The spindle shaft is supported with little play in the axial direction. As the feed screw nut which is part of the feed screw device, the feed screw nut used in the above-mentioned embodiment by injection molding made of synthetic resin is used, for example.

Eine vergrößerte Schnittansicht des Lagers 6 der Vorschubspindel der Spritzenpumpe sowie der Sensorvorrichtung 7 zum Erkennen der Axialbeanspruchung der Spindelwelle, die sich im Gehäuse 8 befinden, ist in der Fig. 4 dargestellt. An enlarged sectional view of the bearing 6 of the feed spindle of the syringe pump and the sensor device 7 for detecting the axial stress on the spindle shaft, which are located in the housing 8 , is shown in FIG. 4.

Das Ende 3c der Spindelwelle 3b ist im Radiallager 6 gelagert, bei welcher das Außenteil 6b aus Metall und Lagerbuchse 6a aus einem gleitfähigen Kunstharzkomposit besteht. Die Stelle, an der das Außenteil aus Metall am Gehäuse 8 befestigt wird, ist als Gewinde ausgeführt, wodurch das Lager leicht ein- und ausgebaut werden kann. Dabei ist, um die Montage der Sensorvorrichtung zum Erkennen der Axialbeanspruchung der Spindelwelle zu erleichtern, und um ein Herunterfallen der Teile bei einer Montage (Wartung) zu vermeiden, zumindest die Breite des Außenteils 6b des Radiallagers größer dimensioniert als die entsprechende eines mit Flansch versehenen Miniatur-Kugellagers einer herkömmlichen Spritzenpumpe. The end 3 c of the spindle shaft 3 b is mounted in the radial bearing 6 , in which the outer part 6 b consists of metal and the bearing bush 6 a consists of a lubricious synthetic resin composite. The point at which the metal outer part is attached to the housing 8 is designed as a thread, whereby the bearing can be easily installed and removed. In this case, is to facilitate the mounting of the sensor device for detecting the axial load of the screw shaft, and a falling down of the parts to be avoided in a mounting (maintenance), at least the width of the outer part 6b of the radial bearing dimensioned larger than a provided corresponding with flange Miniature ball bearings of a conventional syringe pump.

Die Lagerbuchse 6a des Radiallagers wird durch Spritzgießen aus einem gleitfähigen Kunstharzkomposit hergestellt und mittels eines Klebstoffs mit dem Außenteil aus Metall verklebt. Das gleitfähige Kunstharzkomposit ist Kunstharz, das zum Beispiel ein Fluorpolymer, Graphit und/oder Molybdändisulfid als Festschmierstoff enthält. Bei dieser Erfindung wird vorzugsweise ein Kunstharzkomposit verwendet, das mit einem Fluorpolymer, das hohe Gleitfähigkeit aufweist, zugemischt ist. Als ein auf dem Markt erhältliches Kunstharzkomposit solcher Art kann beispielsweise BEARY FL3000 (Fa. NTN ENGINEERING PLASTICS CORP, Handelsname) genannt werden. The bearing bush 6 a of the radial bearing is produced by injection molding from a lubricious synthetic resin composite and glued to the outer part made of metal by means of an adhesive. The lubricious synthetic resin composite is synthetic resin which contains, for example, a fluoropolymer, graphite and / or molybdenum disulfide as a solid lubricant. In this invention, a synthetic resin composite is preferably used, which is mixed with a fluoropolymer which has high lubricity. BEARY FL3000 (NTN ENGINEERING PLASTICS CORP, trade name), for example, can be mentioned as a synthetic resin composite of this type available on the market.

Am Ende 3c der Spindelwelle befindet sich eine Sensorvorrichtung 7 zum Erkennen der Axialbeanspruchung der Spindelwelle. Die Sensorvorrichtung 7 zum Erkennen der Axialbeanspruchung der Spindelwelle setzt sich aus einem Rahmen 7a, der eine Öffnung aufweist, einer Sensoreinheit 7b, welche die Axialbeanspruchung der Spindelwelle erkennt, einem Axiallager 7c aus Kunstharz sowie einer Kugel 7d, welche die Axialbeanspruchung der Spindelwelle 3c auf das Axiallager 7c überträgt, zusammen. At the end 3 c of the spindle shaft there is a sensor device 7 for detecting the axial stress on the spindle shaft. The sensor device 7 for detecting the axial stress on the spindle shaft is composed of a frame 7 a, which has an opening, a sensor unit 7 b, which detects the axial stress on the spindle shaft, an axial bearing 7 c made of synthetic resin, and a ball 7 d, which detects the axial stress on the Spindle shaft 3 c transfers to the thrust bearing 7 c together.

Der Rahmen 7a wird mittels verbindungstechnischer Elemente 7e, wie zum Beispiel Schrauben, an dem Gehäuse 8 an- und abmontierbar befestigt. The frame 7 a is fastened to and removed from the housing 8 by means of connection elements 7 e, such as screws.

Als Sensoreinheit 7b können alle Sensoren eingesetzt werden, die geeignet sind, eine Axialbeanspruchung zu erkennen. Als Beispiele hierfür können Sensoren, die sich aus einer Blattfeder und einem Dehnungsmesser zusammensetzen, sowie elektronische Drucksensoren genannt werden. Der Output der erkannten Axialbeanspruchung erfolgt jeweils elektronisch über ein Kabel. All sensors can be used as the sensor unit 7 b that are suitable for detecting an axial load. Examples of this can be sensors composed of a leaf spring and a strain gauge, and electronic pressure sensors. The detected axial load is output electronically via a cable.

Als Material für das Axiallager 7c kann das oben genannte gleitfähige Kunstharzkomposit verwendet werden. Das gesamte Axiallager 7c kann aus Kunstharz bestehen. Das Axiallager kann auch aus Kunstharz und Metall bestehen, wobei die Gleitfläche aus Kunstharz und der Träger aus Metall besteht. Das Axiallager kann zum Beispiel durch Stanzen aus einer Kunstharzplatte oder aus einem Verbundmaterial hergestellt werden. The above-mentioned lubricious synthetic resin composite can be used as the material for the thrust bearing 7 c. The entire thrust bearing 7 c can be made of synthetic resin. The thrust bearing can also consist of synthetic resin and metal, the sliding surface made of synthetic resin and the carrier made of metal. The thrust bearing can be manufactured, for example, by punching from a synthetic resin plate or from a composite material.

Da die oben genannte Sensorvorrichtung 7 zum Erkennen der Axialbeanspruchung der Spindelwelle als Axiallager ein Axial-Gleitlager aufweist, kann eine Kugel 7d zu Hilfe genommen werden, wodurch die Ansprechempfindlichkeit auf die Axialbeanspruchung verbessert wird. Außerdem ist das Zentrieren der Achse beziehungsweise das Ausrichten der Lage des Axiallagers einfach, sodass die Montage vereinfacht werden kann. In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine Kugel verwendet wird. Dies ist jedoch bei dieser Erfindung nicht zwingend. Es ist ebenso möglich, ein Axiallager ohne eine Kugel 7d zu verwenden, und dabei kann das Axiallager beispielweise eine Halbkugel als Gleitfläche aufweisen. Es ist außerdem möglich, die Gleitfläche des Axiallagers als ebene Fläche auszubilden, und keine Kugel 7d zu verwenden. In einem solchen Fall wird beispielsweise das Ende 3c der Spindelwelle als Halbkugel ausgeführt. Since the above-mentioned sensor device 7 for recognizing the axial stress of the spindle shaft as an axial bearing has an axial slide bearing, a ball 7 d can be used as an aid, thereby improving the sensitivity to the axial stress. In addition, centering the axis or aligning the position of the thrust bearing is easy, so that assembly can be simplified. In FIG. 4, an embodiment is illustrated, is used in which a ball. However, this is not mandatory in this invention. It is also possible to use a thrust bearing without a ball 7 d, and the thrust bearing can have, for example, a hemisphere as a sliding surface. It is also possible to design the sliding surface of the thrust bearing as a flat surface and not to use a ball 7 d. In such a case, for example, the end 3 c of the spindle shaft is designed as a hemisphere.

Verändert sich der Innendruck der Spritze 2 durch ein Verstopfen oder ein sich Lösen der Spritze 2, so verschiebt sich die Vorschubspindelvorrichtung 3, die in Axialrichtung beweglich gelagert ist. Die Sensorvorrichtung 7 erkennt dabei eine Veränderung der Axialbeanspruchung der Spindelwelle. Da bei dem Ausführungsbeispiel der Spritzenpumpe gemäß dieser Erfindung ein Axial-Gleitlager als Axiallager verwendet wird, ist die Ansprechempfindlichkeit der Sensorvorrichtung 7 auf die Axialbeanspruchung der Spindelwelle sehr hoch. If the internal pressure of the syringe 2 changes due to a blockage or a loosening of the syringe 2 , the feed spindle device 3 , which is movably mounted in the axial direction, shifts. The sensor device 7 detects a change in the axial load on the spindle shaft. Since in the embodiment of the syringe pump according to this invention an axial plain bearing is used as the axial bearing, the sensitivity of the sensor device 7 to the axial stress on the spindle shaft is very high.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile werden im folgenden erläutert. Es entsteht kein Metallgrat durch das Ineinandergreifen der Vorschubspindelmutter und der Spindelwelle, da die Mutter aus Kunstharz besteht. Die Qualität der Bewegungsübertragung ist sehr hoch, da ein Trapezgewinde verwendet wird. The advantages achieved by the invention are in following explained. There is no metal burr from that Interlocking of the feed nut and the Spindle shaft because the nut is made of synthetic resin. The Quality of motion transmission is very high since one Trapezoidal thread is used.

Das Ineinandergreifen der Gewinde ist sehr gut, da die Kanten der Gewindespitze des Trapezgewindes der Vorschubspindelmutter aus Kunstharz mit einem definierten Radius versehen werden. The interlocking of the threads is very good since the Edges of the thread tip of the trapezoidal thread Feed nut made of synthetic resin with a defined Radius can be provided.

Die Gleitfähigkeit der Vorschubspindelmutter ist sehr hoch, da sie aus einem gleitfähigen Kunstharz hergestellt wird. The sliding spindle nut is very slippery high because it is made of a lubricious synthetic resin becomes.

Die Spritzenpumpe gemäß dieser Erfindung benötigt keine Schmierung an der Spindelwelle aus Metall, da die Vorschubspindelmutter aus einem gleitfähigen Kunstharz besteht, und auch die Lager können schmiermittelfrei betrieben werden. The syringe pump according to this invention does not need one Lubrication on the spindle shaft made of metal, since the Feed nut made of a sliding synthetic resin exists, and the bearings can also be lubricant-free operate.

Das Radiallager weist eine hohe Gleitfähigkeit auf, da das Außenteil aus Metall und die Lagerbuchse aus einem gleitfähigen Kunstharz besteht, und das Radiallager ist einfach in das Gehäuse einzubauen. The radial bearing has a high sliding ability, because the outer part made of metal and the bearing bush from one there is lubricious synthetic resin, and the radial bearing is easy to install in the housing.

Die Ansprechempfindlichkeit des Sensors ist hoch, da als Axiallager ein Axial-Gleitlager verwendet wird. The sensitivity of the sensor is high because of Axial bearing an axial plain bearing is used.

Claims

1. syringe pump in which a fluid from a syringe (2) can be displaced by a plunger (2a) is pressed by a device connected to a feed screw device (3), linearly movable slide (4), characterized in that a feed screw nut ( 30 ), which is part of the above-mentioned feed screw device ( 3 ), is a nut made of a synthetic resin.

2. Syringe pump according to claim 1, characterized in that the thread of the above feed nut ( 3 a) is a trapezoidal thread.

3. Syringe pump according to claim 2, characterized in that the radius of the curves at the edges of the tip of the trapezoidal thread of the feed screw nut consisting of a synthetic resin ( 3 a), 0.1 to 0.5 times the flank coverage H ₁ [(0, 1 to 0.5) H ₁ ] according to JIS B0216.

4. Syringe pump according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the above-mentioned, made of a synthetic resin feed screw nut ( 3 a) consists of a synthetic resin composite based on polyphenylene sulfide, which is mixed with a solid lubricant.

5. Syringe pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the syringe pump has a bearing ( 6 , 7 c) for a feed spindle, which has a sensor device ( 7 ) for detecting the axial stress on the spindle shaft at the edge of the spindle shaft ( 3 b) has, which component of the above-mentioned bearing of the feed spindle, to which one end ( 3 c) of the spindle shaft ( 3 b) moves relatively, is a plain bearing, which consists of a synthetic resin.

6. Syringe pump according to claim 5, characterized in that the above-mentioned bearing of the feed spindle each has at least one radial bearing ( 6 ) and one axial bearing ( 7 c).

7. Syringe pump according to claim 6, characterized in that the above-mentioned radial bearing ( 6 ) has an outer part ( 6 b) made of metal and a bearing bush ( 6 a) made of a lubricious synthetic resin composite.

8. Syringe pump according to claim 6, characterized in that the above-mentioned axial bearing ( 7 c) is designed as an axial sliding bearing.