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Die Erfindung betrifft einen Druckmesswandler zur medizinischen Blutdruckmessung, sowie einen Kontakthalter zur Halterung und elektrischen Kontaktierung von medizinischen Druckmesswandlern.
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Derartige Druckmesswandler weisen üblicherweise einen Fluidraum auf, der mit dem Gefäßsystem eines Patienten druckverbindbar ist. Zur Druckverbindung können dabei Fluidschläuche zum Einsatz kommen, welche mit physiologischer Elektrolytlösung (z. B. NaCl-Lösung) befüllt werden. Der
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Fluidraum steht dabei mit einem Druckmesselement zur Umwandlung des Druckes in elektrische Messsignale in Verbindung. Zum Betrieb eines solchen Druckmesswandlers ist es demnach erforderlich, die Vorrichtung elektrisch zu kontaktieren und gleichzeitig an ein flüssigkeitsbefülltes System anzuschließen.
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Die
DE 198 51 274 A1 zeigt einen Druckmesswandler mit einer elektrischen Steckverbindung. Dabei ist ein stiftartiger Stecker in eine Buchse einschiebbar, wobei ein in Einsteckrichtung vorpunktiertes elastisches Dichtelement an der Buchsenöffnung vorgesehen ist. Das Dichtelement hat einerseits die Aufgabe, die Öffnung der Buchse im Wesentlichen flüssigkeitsdicht zu verschließen und andererseits beim Einschieben des Steckers eventuelle Flüssigkeitstropfen von dem Stecker abzustreifen.
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Im medizinischen Einsatz werden an Druckmesswandleranordnungen besondere Anforderungen gestellt. Längere Untersuchungen oder Behandlungen verschiedener Patienten erfordern häufige Wechsel der Druckmesswandler, insbesondere aus hygienischen Gründen. Hierbei kann es durch die Vielzahl von Fluidschläuchen und Kabeln zur elektrischen Kontaktierung der Druckmesswandler leicht zu unübersichtlichen Situationen kommen, was zu unbeabsichtigten Verbindungstrennungen und damit nicht zuletzt zu einer Gefährdung der Gesundheit des Patienten führen kann. Aufgrund der häufigen Wechsel sind die Druckmesswandler außerdem Verbrauchsartikel, welche daher vorzugsweise als Massenartikel kostengünstig herstellbar sein sollen. Aufwändige mechanische Konstruktionen mit vielen Bauteilen, beispielsweise filigrane Dichtelemente an Steckerbuchsen, sind daher insbesondere aus Kostengründen für den Verbrauchsartikel Druckmesswandler grundsätzlich nicht erwünscht.
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Beim Wechsel der Druckmesswandler kann es leicht zur Verunreinigung der Druckmesswandleranordnung mit Flüssigkeit aus dem Fluidsystem kommen. Da die verwendeten physiologischen Elektrolytlösungen eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen, entsteht hierdurch die Gefahr von Kurzschlüssen und/oder Nebenschlüssen, insbesondere im Bereich der elektrischen Kontaktierung des Druckmesswandlers. Dies kann zu Veränderungen der gemessenen Strom-, Spannungs- und Widerstandwerte und damit zu einer Verfälschung der Messwerte führen. Ein dauerhafter Kontakt mit Elektrolytlösung kann außerdem zu Korrosion von metallischen Kontaktflächen und anderen elektrischen Bauteilen führen. Im Hinblick auf diese Problematik ist bei den im Stand der Technikbekannten Steckverbindungen mit Dichtelementen eine vollständige Abdichtung der Steckerbuchse oder die vollständige Trockenhaltung des Steckers prinzipiell schwierig oder nicht erreichbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckmesswandleranordnung bereitzustellen, welche die Halterung und elektrische Kontaktierung von Druckmesswandlern auf einfache und robuste Weise erlaubt und auch unter Einwirkung von Flüssigkeiten einen störungsfreien Betrieb ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Druckmesswandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und auch durch einen Kontakthalter zur Halterung und elektrischen Kontaktierung eines Druckmesswandlers mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Druckmesswandler zeichnet sich demzufolge dadurch aus, dass eine elektrisch isolierende Grundplatte vorgesehen ist, in welche mindestens eine mit dem Druckmesselement elektrisch verbundene elektrische Kontaktfläche derart eingebettet ist, dass die Oberflächen der Kontaktfläche und der Grundplatte im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, und dass durch Haltern des Druckmesswandlers im Kontakthalter ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktfläche und einem zugeordneten Gegenkontakt des Kontakthalters hergestellt wird.
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Der Druckmesswandler ist außerdem lösbar mechanisch halterbar, wobei bei der Halterung auch die elektrische Kontaktierung des Druckmesswandlers über die in die Grundplatte eingebetteten Kontaktflächen erfolgt. Folglich sind zur Kontaktierung des Druckmesswandlers keine zusätzlichen Kabel und/oder Steckverbindungen erforderlich, was die zusammengesetzte Druckmesswandleranordnung vergleichsweise übersichtlich gestaltet und so die Behandlungssicherheit erhöht. Denkbar ist beispielsweise, dass der Druckmesswandler in einen entsprechend ausgebildeten Kontakthalter eingeschoben oder eingeklemmt wird, wobei die Grundplatte derart an einem Trägerabschnitt des Kontakthalters zum Anliegen gebracht wird, dass die Kontaktflächen kontaktiert werden.
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Der erfindungsgemäße Druckmesswandler ist außerdem vergleichsweise einfach und robust aufgebaut. Die Grundplatte mit eingebetteten Kontaktflächen, das Haltemittel, das Druckmesselement und der Fluidraum können beispielsweise schichtartig übereinander angeordnet werden. Dadurch wird der Druckmesswandler äußerst kompakt. Komplexe geometrische Ausgestaltungen, wie zum Beispiel Steckerbuchsen oder Steckerpins, können entfallen. Ferner können im Vergleich zu bekannten Druckmesswandlern Bauteile eingespart werden; so sind beispielsweise bei der Einbettung der Kontaktflächen in die isolierende Grundplatte keine zusätzlichen Dicht- oder Isolierelemente erforderlich. Insgesamt ist der erfindungsgemäße Druckmesswandler daher für einen kostengünstigen, zur Massenproduktion tauglichen Herstellungsprozess geeignet.
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Da die Oberflächen der Kontaktfläche und der Grundplatte im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, grenzen sie stufenlos aneinander. Die gesamte Oberfläche bzw. die Grundplatte als Ganzes kann dabei auch gekrümmt ausgebildet sein. In jedem Fall werden dadurch Spalte oder Ausnehmungen vermieden, in welchen sich Flüssigkeit oder Verunreinigungen ansammeln können – was beispielsweise bei Stecker-Buchse-Kontakten zu den vorstehend beschriebenen Fehlschaltungen und zur Korrosion führen kann. Die Kontaktflächen an der Grundplatte des erfindungsgemäßen Druckmesswandlers sind frei zugänglich und können daher schnell und einfach gereinigt und von eventuellen Flüssigkeitsansammlungen befreit werden.
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Die Grundplatte ist dabei vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff ausgebildet, welcher die erforderliche Härte und Steifigkeit aufweist, kostengünstig herzustellen ist und elektrisch isolierend wirkt. Außerdem lassen sich bei der Herstellung der Grundplatte in die Keramik leicht metallische Kontaktflächen einbetten, zum Beispiel durch Eingießen. Darüber hinaus können auf keramische Materialien mit bekannten technischen Methoden (z. B. Lithografie) elektrische Schaltungselemente, beispielsweise Funktionselemente für das Druckmesselement aufgebracht werden.
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Vorteilhafterweise ist die Kontaktfläche flüssigkeitsdicht in die Grundplatte eingebettet. Denkbar ist beispielsweise ein formschlüssiges Einbetten der Kontaktfläche beim Herstellungsprozess. Die Kontaktfläche kann auch stoffschlüssig in die Grundplatte eingearbeitet werden, so dass keine zusätzlichen Maßnahmen zur Abdichtung erforderlich sind. Die Einheit aus Grundplatte und eingebetteter Kontaktfläche weist damit eine im Wesentlichen glatte Oberfläche auf, welche leicht reinigbar und robust ist.
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Zur weiteren Ausgestaltung kann ein elastisches Druckkissen vorgesehen sein, welches zur Übertragung des Druckes zwischen dem Fluidraum und dem Druckmesselement angeordnet ist. Das Druckkissen kann außerdem aus einem flüssigkeitsdichten Material ausgebildet sein, so dass die Elektronik des Druckmesselements gegenüber dem Fluidraum abgedichtet wird und dadurch die Funktionssicherheit erhöht werden kann.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Grundplatte elektrische Schaltungen des Druckmesselements aufweist. Insbesondere weist die Grundplatte alle wesentlichen oder sämtliche Funktionsteile der Messelektronik auf, oder umfasst das Druckmesselement. Die elektrischen Schaltungen können dabei beispielsweise mit lithografischen Verfahren auf die Grundplatte aufgebracht werden. Damit ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau des Druckmesswandlers und ein kostengünstiges, zur Massenproduktion geeignetes Herstellungsverfahren.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn der Fluidraum und das Druckmesselement gemeinsam auf einer Seite der Grundplatte angeordnet sind und die mindestens eine Kontaktfläche von der dem Fluidraum abgewandten Seite der Grundplatte zugänglich ist. Ein derartig ausgebildeter Druckmesswandler kann zur elektrischen Kontaktierung in einen Kontakthalter eingesetzt werden, wobei die Funktionsteile (Fluidraum, Druckmesselement) dem Kontakthalter abgewandt sind und damit für eventuell erforderliche Handhabungen zugänglich sind.
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Vorteilhafterweise ist ein Fluidschlauch zur Verbindung des Druckmesswandlers mit dem Patienten vorgesehen, und der Fluidraum wird von einem Abschnitt des Fluidschlauches bereitgestellt. Dadurch ergibt sich eine weitere Vereinfachung des Aufbaus, da keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind, um den Fluidraum mit dem Fluidschlauch zu verbinden und/oder diese Verbindung abzudichten. Der Fluidschlauch kann direkt am Druckmesselement anliegen, oder über ein Druckkissen oder weitere Zwischenelemente mit dem Druckmesselement zusammenwirken.
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Zur weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Grundplatte einen Halteabschnitt vorsieht, welcher das Haltemittel für den Druckmesswandler bereitstellt. Denkbar sind hierbei grundplattenseitige Haltekanten oder Rastnasen. Denkbar ist außerdem, dass der Druckmesswandler ein Gehäuse oder Grundteil und einen das Haltemittel bereitstellenden Halteabschnitt aufweist, welcher an dem Gehäuse oder Grundteil angeordnet ist. Auch dies trägt zur weiteren Vereinfachung des Aufbaus bei.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch durch einen Kontakthalter zur Halterung und elektrischen Kontaktierung eines medizinischen Druckmesswandlers gelöst. Der Kontakthalter sieht einen plattenartigen Trägerabschnitt vor, welcher mindestens einen Kontaktstift aufweist, der eine Kontaktspitze als elektrischen Gegenkontakt für eine Kontaktfläche des Druckmesswandlers aufweist, wobei der Kontaktstift im Wesentlichen senkrecht zum Trägerabschnitt derart angeordnet ist, dass die Kontaktspitze dem Trägerabschnitt abgewandt ist und bei gehaltertem Druckmesswandler die zugeordnete Kontaktfläche kontaktiert. Dabei ist außerdem eine aus einem elastischen, hydrophoben und elektrisch isolierenden Material ausgebildete Dichtmembran vorgesehen, welche am Trägerabschnitt anliegend angeordnet ist und für je einen Kontaktstift eine Ausnehmung derart aufweist, dass der Kontaktstift flüssigkeitsdicht in die Dichtmembran eingebettet ist und die Kontaktspitze von der Dichtmembran freigegeben wird.
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Die Dichtmembran ist vorzugsweise aus einem Polysiloxan (Silikon) ausgebildet, welches elastisch, elektrisch isolierend und abweisend für polare Flüssigkeiten (hydrophob) ist und außerdem kostengünstig mit nahezu beliebiger Formgebung hergestellt werden kann. Denkbar sind jedoch auch andere elastomere Materialien. Insbesondere lassen sich die abdichtenden Ausnehmungen für die Kontaktstifte leicht bei der Herstellung der Dichtmembran aus einem Polysiloxan (Silikon) realisieren.
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Durch Haltern eines Druckmesswandlers in einem erfindungsgemäßen Kontakthalter kann eine elektrische Verbindung ohne zusätzliche Kabel oder Steckverbindungen erreicht werden, was die bereits vorstehend zum erfindungsgemäßen Druckmesswandler erläuterten Vorteile hat.
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Auch der Kontakthalter ist vergleichsweise einfach und kompakt aufgebaut, da lediglich im Wesentlichen plane Bauteile aneinander anliegend zusammengefügt werden. Wiederum ist eine kostengünstige Herstellung, auch als Massenartikel, möglich.
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Da die Kontaktstifte flüssigkeitsdicht in die Ausnehmungen eingebettet sind und lediglich die Kontaktspitzen freigegeben werden, weist der Kontaktbereich des Kontakthalters eine im Wesentlichen durchgehende, glatte Oberfläche auf. Die Ansammlung von Flüssigkeiten und Verschmutzungen in Spalten oder Ausnehmungen wird weitgehend vermieden. Außerdem ist der elektrische Kontaktbereich leicht reinigbar.
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Wie eingangs erläutert, stellen insbesondere Verunreinigungen mit der Flüssigkeit des Fluidsystems zur Druckmessung ein Problem für die elektrische Kontaktierung dar. Als Fluid kommen meist physiologische Elektrolyte (zum Beispiel NaCl-Lösung) zum Einsatz, welche polare und elektrisch leitfähige, meist wässrige Lösungen sind. Da die Dichtmembran hydrophob ausgebildet ist, wird eine großflächige Benetzung des Kontaktbereichs durch die genannten Fluide weitgehend vermieden. Dies erleichtert einerseits die Reinigung bei Verschmutzung oder Befeuchtung und kann Korrosion durch dauerhaften Flüssigkeitskontakt verhindern. Andererseits wird durch die hydrophobe und elektrisch isolierende Dichtmembran die Gefahr von Kurz- oder Nebenschlüssen zwischen benachbarten Kontaktstiften und/oder Kontaktflächen vermindert, ohne dass hierzu weitere Bauteile zur Abdichtung oder Isolation notwendig sind (wie dies zum Beispiel bei den bekannten Stecker-Buchse-Kontakten in Form eines Dichtelements erfolgt).
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Vorzugsweise wird in dem Kontakthalter ein erfindungsgemäßer Druckmesswandler derart gehaltert, dass die Grundplatte beziehungsweise Kontaktflächen an die Dichtmembran beziehungsweise Kontaktspitzen angedrückt werden. Da die Dichtmembran elastisch ausgebildet ist, werden dabei eventuell vorhandene Flüssigkeitstropfen aus dem Kontaktbereich herausgedrückt. Insbesondere im Zusammenspiel mit der hydrophoben Ausbildung der Dichtmembran wird damit die Gefahr von Kurz- oder Nebenschlüssen weitgehend vermindert und so ein störungsfreier Betrieb auch in feuchter Umgebung ermöglicht.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Kontakthalters ergibt sich daraus, dass die Dichtmembran um die Ausnehmung einen ringartigen Dichtwulst aufweist, welcher dichtend am Kontaktstift anliegt. Insbesondere ist vorteilhaft, wenn der Dichtwulst derart bemessen ist, dass er mit der Kontaktspitze derart bündig abschließt, dass sich die Kontaktspitze und der Dichtwulst gleich weit über die Oberfläche der Dichtmembran erheben.
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Bei gehaltertem Druckmesswandler wird durch den Dichtwulst eventuell vorhandene Flüssigkeit im Bereich um den Kontaktstift verdrängt. Dadurch kann die Gefahr von unbeabsichtigten Kurz- oder Nebenschlüssen zu anderen Kontaktstiften und/oder Kontaktflächen weitgehend vermieden werden.
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Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Kontaktstift einen zylindrischen Schaft und einen Stiftkopf mit größerem radialen Durchmesser als der Schaft umfasst, wobei der Stiftkopf die Kontaktspitze aufweist und an der Dichtmembran anliegt und wobei die Dichtmembran den Schaft flüssigkeitsdicht umschließt. Durch den Stiftkopf mit größerem Durchmesser wird die Ausnehmung, welche den Schaft des Kontaktstifts flüssigkeitsdicht umschließt, zusätzlich überdeckt. Dadurch wird die Dichtwirkung der Dichtmembran gegen Flüssigkeitseintritt in den Bereich zwischen verschiedenen Kontaktstiften erhöht.
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Die Kontaktspitze ist vorteilhafterweise pilzkopfartig ausgebildet und/oder kappenartig abgerundet. Dadurch werden Spitzen oder scharfe Kanten vermieden, welche beispielsweise zu Beschädigungen an Kontaktflächen des Druckmesswandlers oder an Fluidschläuchen führen könnten.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass der Kontaktstift derart am Trägerabschnitt vorgesehen ist, dass die Kontaktspitze in Richtung des Trägerabschnitts entgegen einer durch ein Federelement aufgebrachten Vorspannung eindrückbar ist. Das Federelement kann dabei beispielsweise von der elastischen Dichtmembran selbst bereitgestellt werden, an deren Oberfläche die insbesondere als Stiftkopf mit größerem radialen Durchmesser ausgebildete Kontaktspitze anliegt. Denkbar ist auch, dass am oder um den Kontaktstift ein Federelement angeordnet ist, welches die Kontaktspitze entgegen dem Trägerteil beaufschlagt. Wird ein Druckmesswandler in einem derartigen Kontakthalter gehaltert, so kann durch die eindrückbare Anordnung der Kontaktspitze unter Vorspannung erreicht werden, dass die Kontaktspitzen bei eingesetztem Druckmesswandler an die entsprechenden Kontaktflächen angedrückt werden. Dadurch wird ein guter elektrischer Kontakt bereitgestellt, auch wenn die Kontaktflächen und/oder die Kontaktspitzen verunreinigt oder feucht sind. Dies erhöht die Funktionssicherheit der Druckmesswandleranordnung.
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Zur weiteren Ausgestaltung des Kontakthalters ist eine Haltevorrichtung derart vorgesehen, dass ein Druckmesswandler parallel zum Trägerabschnitt zur lösbaren Halterung am Kontakthalter einschiebbar ist. Bei Verwendung des Kontakthalters mit einem erfindungsgemäßen Druckmesswandler ist insbesondere vorgesehen, dass der Druckmesswandler mit seiner Grundplatte parallel zum Trägerabschnitt in die Haltevorrichtung einschiebbar ist. Dadurch kann ein schnelles, einfaches und wieder lösbares Haltern des Druckmesswandlers erreicht werden. Insbesondere ist vorteilhaft, wenn beim Einschieben die Grundplatte des Druckmesswandlers an die Dichtmembran des Kontakthalters angepresst wird. Dadurch werden Flüssigkeitstropfen vom Kontaktbereich abgestreift und so Fehlfunktionen durch Kurz- oder Nebenschlüsse vermieden.
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Vorteilhafterweise umfasst der Kontakthalter eine elektrische Leiterplatte, welche auf der der Dichtmembran abgewandten Seite parallel zum Trägerabschnitt oder am Trägerabschnitt anliegend derart angeordnet ist, dass der Kontaktstift elektrisch kontaktiert wird. Die Leiterplatte kann dabei elektrische Leiterbahnen enthalten, mittels welchen die elektrischen Signale von den Kontaktstiften zu einer Signalleitungsvorrichtung, z. B. einem Kabelbündel, weitergeleitet werden. Denkbar ist außerdem, dass die Leiterplatte elektrische Schaltungen zur Verarbeitung, Filterung oder Verstärkung der Signale aufweist. Die Leiterplatte kann beispielsweise auf der von der Dichtmembran abgewandten Seite des Trägerabschnitts derart mit diesem verschraubt oder verklebt werden, dass die Kontaktstifte entsprechend kontaktiert werden. Damit ergibt sich für den Kontakthalter ein einfacher und kompakter, schichtartiger Aufbau.
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Besonders bevorzugt ist, dass der Kontaktstift eine Ringnut aufweist und die Dichtmembran im Bereich der Ausnehmung einen Ringvorsprung aufweist, welcher in die Ringnut eingreift. Insbesondere greift der Ringvorsprung derart in die Ringnut ein, dass der Kontaktstift axial beweglich in der Dichtmembran gehaltert wird. Vorteilhafterweise ist der Ringvorsprung auf die Ringnut abgestimmt ausgebildet. Dadurch kann durch das Eingreifen des Ringvorsprungs in die Ringnut ein flüssigkeitsdichtes Einbetten des Kontaktstifts in die Dichtmembran erreicht werden.
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Die oben dargestellten Vorteile kommen besonders in einer Druckmesswandleranordnung zur Geltung, welche einen erfindungsgemäßen Druckmesswandler und einen erfindungsgemäßen Kontakthalter umfasst. Dabei sind die Kontaktflächen in der Grundplatte des Druckmesswandlers auf die in der Dichtmembran des Kontakthalters eingebetteten Kontaktstifte abgestimmt angeordnet. Der Kontakthalter kann dabei beispielsweise in das Gehäuse einer Datenauswertungs- und Sendeeinheit eines Patientenüberwachungssystems integriert sein.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.
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Es zeigen:
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1: einen schematischen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckmesswandler,
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2: einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Druckmesswandlers,
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3: den Druckmesswandler aus 2 in der Rückansicht auf die Grundplatte mit Kontaktflächen,
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4: den Druckmesswandler aus 2, 3 in der Vorderansicht,
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5: einen schematischen Ausschnitt aus einem Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kontakthalter,
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6: eine Ausführungsform für Kontaktstift und Dichtmembran im Detail,
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7: eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Kontakthalters,
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8: den Kontakthalter aus 7 im zusammengesetzten Zustand.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den 1–8 Bauteile mit einander entsprechenden Funktionen mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt einen Druckmesswandler 1 mit einem Gehäuseabschnitt 2. In dem Gehäuseabschnitt 2 ist eine elektrisch isolierende Grundplatte 6 eingefasst, welche hier aus einem keramischen Material ausgebildet ist. Die Grundplatte 6 liegt dabei derart im Gehäuseabschnitt 2, dass die Grundplatte 6 den Gehäuseabschnitt 2 nach außen begrenzt und von außen frei zugänglich ist. Der Gehäuseabschnitt 2 fasst ferner einen Fluidraum 4 ein, welcher über nicht dargestellte Fluidschläuche mit dem Gefäßsystem eines Patienten druckverbindbar ist. Als druckübertragendes Medium befindet sich im Fluidraum 4 physiologische Elektrolytlösung, beispielsweise wässrige NaCl-Lösung.
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Zur Bestimmung des im Fluidraum 4 herrschenden Druckes ist ein Druckmesselement 8 vorgesehen, welches auf der dem Fluidraum 4 zugewandten Seite der Grundplatte 6 auf diese aufgebracht ist. Denkbar ist beispielsweise, dass die elektronischen Schaltelemente des Druckmesselements 8 mit lithografischen Methoden direkt auf der Grundplatte 6 definiert sind. Zwischen dem Druckmesselement 8 und dem Fluidraum 4 ist ein elastisches Druckkissen 10 aus einem Polysiloxan (Silikon) angeordnet, über welches der im Fluidraum 4 herrschende Druck auf das Druckmesselement 8 übertragen wird. Außerdem wird durch das Druckkissen 10 die Elektronik des Druckmesselements 8 gegen möglicherweise aus dem Fluidraum 4 austretende Flüssigkeit abgedichtet.
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In die Grundplatte 6 sind zwei metallische, elektrische Kontaktflächen 12 derart eingebettet, dass die Oberfläche der Kontaktflächen 12 und die dem Fluidraum 4 abgewandte Oberfläche der Grundplatte 6 in einer Ebene 14 liegen, und stufenlos ineinander übergehen. Die Kontaktflächen 12 sind daher von der dem Druckmesselement 8 und dem Fluidraum 4 abgewandten Seite des Gehäuseabschnitts 2 zugänglich. Die Kontaktflächen 12 weisen Leiterstifte 13 zur elektrischen Kontaktierung des Druckmesselements 8 auf. Die Kontaktflächen 12 sind dabei flüssigkeitsdicht in die Grundplatte 6 eingebettet und werden vorzugsweise bei der Herstellung der Grundplatte 6 derart in das keramische Material eingegossen, dass die Leiterstifte 13 die Grundplatte 6 zum Druckmesselement 8 hin durchsetzen. Die Kontaktflächen 12 und die Leiterstifte 13 sind aus einem vergoldeten metallischen Material, beispielsweise vergoldetem Kupfer ausgebildet.
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In der 2 ist ein Druckmesswandler 20 dargestellt, welcher ein Gehäuse 2 mit einer Rückseite 21 und einer Vorderseite 22 aufweist. Im Gehäuse 2 eingefasst ist ein Fluidraum 4, welcher hier von einem Abschnitt eines Fluidschlauches 23 zur Verbindung des Fluidraums 4 mit dem Gefäßsystem eines Patienten bereitgestellt wird.
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Der Druckmesswandler 20 umfasst außerdem eine keramische Grundplatte 6, welche in das Gehäuse 2 eingebettet ist und dieses auf der Rückseite 21 begrenzt. Zwischen der Grundplatte 6 und dem Fluidraum 4 ist zur Übertragung des im Fluidraum 4 herrschenden Druckes ein elastisches Druckkissen 10 aus einem Polysiloxan (Silikon) angeordnet. Der in 2 dargestellte Schnitt ist derart gewählt, dass die Kontaktflächen 12 nicht in der Schnittebene liegen und folglich nicht gezeigt sind.
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In der 3 ist eine Ansicht des Druckmesswandlers 20 aus 2 auf die Rückseite 21 des Gehäuses 2 dargestellt. Erkennbar ist die keramische Grundplatte 6, in die vier elektrische Kontaktflächen 12 aus vergoldetem metallischen Material eingebettet sind. Die Oberflächen der Kontaktflächen 12 sind von der Rückseite 21 aus frei zugänglich und liegen in einer stufenlosen Ebene 14 mit der das Gehäuse 2 nach außen abschließenden Oberfläche der Grundplatte 6.
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Die 4 zeigt den Druckmesswandler 20 aus 2, 3 in schräger Ansicht auf die Vorderseite 22. Das Gehäuse 2 weist einen als Hintergriffkante ausgebildeten Halteabschnitt 26 auf, mit welchem der Druckmesswandler 20 in einem nicht dargestellten Kontakthalter mechanisch lösbar gehaltert werden kann. Denkbar ist auch, dass die Grundplatte 6 den Halteabschnitt 26 vorsieht.
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Der Druckmesswandler 20 weist ferner eine Klemmspange 28 auf, mit welcher der Druckmesswandler 20 in einem nicht dargestellten Kontakthalter lösbar verrastet werden kann. Der Halteabschnitt 26 und/oder die Klemmspange 28 stellen folglich mechanische Haltemittel 30 zur lösbaren Halterung des Druckmesswandlers 20 an einem Kontakthalter dar.
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In der 5 ist ein schematischer Schnitt durch einen Kontakthalter 40 zur Halterung und elektrischen Kontaktierung eines medizinischen Druckmesswandlers, wie er in den 1 bis 4 gezeigt ist, ausschnittsweiße dargestellt. Der Kontakthalter 40 hat einen plattenartigen Trägerabschnitt 42, welcher aus Hartplastik ausgebildet ist. Ferner sind Kontaktstifte 44 vorgesehen, welche je eine Kontaktspitze 45 zur elektrischen Kontaktierung von Kontaktflächen 12 eines Druckmesswandlers 1, 20 (vgl. 1 bis 4) aufweisen.
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Zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit sind die Kontaktstifte 44 aus einem vergoldeten, metallischen Material ausgebildet. Die Kontaktstifte 44 haben einen zylindrischen Schaft 46 und einen Stiftkopf 48 mit größerem radialen Durchmesser als der Schaft 46. Der Stiftkopf 48 ist dabei pilzkopfartig ausgebildet und weist die Kontaktspitze 45 auf.
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Am plattenartigen Trägerabschnitt 42 anliegend ist eine Dichtmembran 50 aus silikonartigem Material angeordnet. Dieses Material ist elastisch, wirkt elektrisch isolierend und wirkt abweisend für polare Flüssigkeiten (ist hydrophob). Die Dichtmembran 50 weist Ausnehmungen 52 auf, in welche jeweils ein Schaft 46 eines Kontaktstifts 44 senkrecht zum Trägerabschnitt 42 eingebettet ist. Die Ausnehmungen 52 sind dabei derart bemessen, dass die elastische Dichtmembran 50 unter Spannung am jeweiligen Schaft 46 anliegt und so gegen Flüssigkeit abdichtet. Die pilzkopfartige Kontaktspitze 45 des Kontaktstifts 44 liegt an der Dichtmembran 50 derart an, dass die Ausnehmung 52 durch den Stiftkopf 48 überdeckt wird.
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Die Dichtmembran 50 weist um je eine Ausnehmung 52 einen ringartigen Dichtwulst 54 auf. Der Dichtwulst 54 liegt am Stiftkopf 48 an und gewährleistet eine weitere Abdichtung gegen Flüssigkeit.
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Die Kontaktstifte 44 sind derart in die Dichtmembran 50 eingebettet, dass die Kontaktspitze 45 in Richtung des Trägerabschnitts 42 eindrückbar ist. Da der Stiftkopf 48 an der elastischen Dichtmembran 50 anliegt, steht die Kontaktspitze 45 gegen ein Eindrücken unter Vorspannung. Ferner ist in die Dichtmembran 50 um jeden Schaft 46 ein schraubenfederartiges Federelement 56 eingebettet, welches sich einerseits am Trägerabschnitt 42, andererseits am Stiftkopf 48 abstützt und damit die Kontaktspitze 45 ebenfalls in Richtung entgegen des Trägerabschnitts 42 beaufschlagt.
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Zur Weiterleitung von elektrischen Signalen sind Leiterabschnitte 58 vorgesehen, welche jeweils einen Kontaktstift 44 elektrisch kontaktieren und den Trägerabschnitt 42 auf die der Dichtmembran 50 abgewandte Seite durchsetzen.
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Die 6 zeigt Schnitte durch einen Kontaktstift 44 und eine Dichtmembran 50, wie sie zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Kontakthalters Verwendung finden können.
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Der Kontaktstift 44 in 6 hat einen Schaft 46 mit Schaftabschnitten 46' und 46'', sowie einen pilzkopfartig gerundeten Stiftkopf 48 mit einer Kontaktspitze 45. Der Schaftabschnitt 46' hat einen geringeren radialen Durchmesser als der Schaftabschnitt 46'' und dieser wiederum einen geringeren radialen Durchmesser als der Stiftkopf 48. Der Übergang vom Schaftabschnitt 46' zum Abschnitt 46'' wird von einem radial erweiterten Ringbund 49 gebildet. Zwischen dem Ringbund 49 und dem Stiftkopf 48 weist der Kontaktstift 44 folglich eine Ringnut 47 auf, welche hier von dem Schaftabschnitt 46'' gebildet wird.
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Die Dichtmembran 50 hat eine Anlageseite 60, entlang welcher die Dichtmembran 50 zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Kontakthalters an einen Trägerabschnitt 42 angelegt wird. Die Dichtmembran 50 weist in zwei Ausnehmungen 52 auf, in welche je ein Kontaktstift 44, wie er in der 6 gezeigt ist, eingebettet werden kann. In jeder Ausnehmung 52 ist an der von der Anlageseite 60 abgewandten Seite 61 die Ausnehmung 52 durch einen Ringvorsprung 62 radial verengt. Auf der Seite 61 weist die Dichtmembran 50 um jede Ausnehmung 52 einen Dichtwulst 54 auf.
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Zum Einbetten des Kontaktstifts 44 in die elastische Dichtmembran 50 wird der Kontaktstift 44 in der in 6 dargestellten Ausrichtung in die Ausnehmung 52 eingebracht. Dadurch liegt die Dichtmembran 50 in dem der Anlageseite 60 zugewandten Bereich der Ausnehmung 52 an dem Ringbund 49 an. Der Ringvorsprung 62 greift in die zwischen Ringbund 49 und Stiftkopf 48 gebildete Ringnut 47 des Kontaktstifts 44 ein. Da die Dichtmembran 50 elastisch ausgebildet ist, wird der Kontaktstift 44 durch den Ringvorsprung 62 beweglich in Richtung senkrecht zur Anlageseite 60 in der Dichtmembran 50 gehaltert. Der Dichtwulst 54 liegt radial am Stiftkopf 48 an und dichtet gegen Flüssigkeitseintritt ab.
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In zusammengesetztem Zustand steht der Schaftabschnitt 46' über die Anlageseite 60 der Dichtmembran 50 über und bildet einen Leiterabschnitt 58 zur elektrischen Kontaktierung des Kontaktstifts 44.
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7 zeigt zur Erläuterung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Kontakthalters 70 die Einzelteile in Explosionsdarstellung. Der Kontakthalter 70 hat einen plattenartigen Trägerabschnitt 42 aus Hartplastik, in welchen Stiftlöcher 72 eingebracht sind. Am Trägerabschnitt 42 sind zwei elastische Dichtmembranen 50 (vgl. 6) anliegend angeordnet. Jede Dichtmembran 50 hat Ausnehmungen 52, in welche Kontaktstifte 44 senkrecht zum plattenartigen Trägerabschnitt 42 eingebettet werden. Die Kontaktstifte 44 weisen jeweils pilzkopfartige Stiftköpfe 48 mit Kontaktspitzen 45 auf, welche im eingebetteten Zustand dem Trägerabschnitt 42 abgewandt sind. Dabei liegen die Stiftköpfe 48 auf der Oberfläche der Dichtmembran 50 auf. Um jeden Kontaktstift 44 werden ferner Federelemente 56 angeordnet, welche die Kontaktspitzen 45 entgegen dem Trägerabschnitt 42 beaufschlagen.
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Jeder Kontaktstift 44 hat außerdem einen zylindrischen Schaft 46, welcher im zusammengesetzten Zustand in eine der Ausnehmungen 52 der Dichtmembran 50 eingebettet ist und durch eines der Stiftlöcher 72 des Trägerabschnitts 42 durchgreift.
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Der Kontakthalter 70 weist ferner eine elektrische Leiterplatte 74 mit elektrischen Leiterbahnen 76 auf. Die Leiterplatte 74 wird auf der den Dichtmembranen 50 abgewandten Seite des Trägerabschnitts 42 an diesen anliegend angeordnet. Dabei kontaktiert jede Leiterbahn 76 entsprechend einen Schaft 46 eines Kontaktstifts 44.
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Zur weiteren Kontaktierung der Leiterplatte 74 ist ein Kontaktkabel 78 vorgesehen, durch welches elektrische Messsignale weitergeleitet werden können.
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Zur Einfassung der Bauteile weist der Kontakthalter 70 ein Gehäuse 80 auf, welches durch eine Rückplatte 82 und eine Stirnplatte 84 abgeschlossen wird.
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Die Stirnplatte 84 hat zwei Stirnausnehmungen 86 für je eine Dichtmembran 50 und somit je vier Kontaktstifte 44.
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In 8 ist der Kontakthalter 70 aus 7 im zusammengesetzten Zustand dargestellt. Die Stirnausnehmungen 86 der Stirnplatte 84 geben zwei Kontaktbereiche 88 mit je vier Kontaktstiften 44 frei. Die Kontaktspitzen 45 der Kontaktstifte 44 sind wie vorstehend erläutert unter Vorspannung eindrückbar angeordnet.
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Die Stirnplatte 84 weist Hintergriffschienen 90 und Klemmnasen 91 auf. Dadurch wird je eine Haltevorrichtung 92 für je einen Druckmesswandler 20 (vgl. 2 bis 4) bereitgestellt.
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Ferner sind im Bereich jeder Haltevorrichtung 92 Führungsflächen 93 vorgesehen, welche das Einführen eines Druckmesswandlers 20 erleichtern.
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Zum Haltern eines Druckmesswandlers 20, wie er in den 2 bis 4 gezeigt ist, wird dieser in den Kontakthalter 70 derart von oben eingeschoben, dass die Grundplatte 6 an den Führungsflächen 93 entlang gleitet. Dabei greift der Halteabschnitt 26 des Druckmesswandlers 20 (vgl. 4) in die Hintergriffschiene 90 des Kontakthalters 70 ein. Ist der Druckmesswandler 20 vollständig eingeschoben, so verrastet die Klemmspange 28 des Druckmesswandlers 20 (vgl. 4) mit der Klemmnase 91.
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In dieser Lage wird die Grundplatte 6 mit den Kontaktflächen 12 des Druckmesswandlers 20 (vgl. 3) fest an den Kontaktbereich 88 des Kontakthalters 70 angedrückt. Je eine Kontaktfläche 12 liegt dabei an einer entsprechenden Kontaktspitze 45 an, wobei die Kontaktspitze 45 wie oben erläutert gegen eine Vorspannung in gewissem Maße eindrückbar ist.
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Der Druckmesswandler 20 wird damit lösbar gehaltert und elektrisch derart kontaktiert, dass die Messsignale des Druckmesswandlers 20 mittels des Kontaktkabels 78 zur Weiterleitung bereitgestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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