DE102014013480B3

DE102014013480B3 - Dosierpumpe zur Förderung pastöser Medien mit hohen Anforderungen an die Hygiene und an die Betriebssicherheit

Info

Publication number: DE102014013480B3
Application number: DE201410013480
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schonlau; Markus Ermert; Wolfgang Hamm; Marc Leinweber
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2014-08-30
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2034-08-31
Also published as: EP2886866A1; EP2886866B1

Abstract

Aufgabe: Mittels dieser Erfindung soll in einer Schlauchpumpe das Auswechseln des Schlauchs und die Reinigung des Arbeitsraums erleichtert werden. Außerdem soll durch eine robuste Gestaltung des Rollenrads eine sehr hohe Zuverlässigkeit des Pumpenantriebs bei niedrigen Kosten erreicht werden. Schließlich soll die störungsfreie Funktion des Rollenrads durch zuverlässige Sensoren überwacht werden. Lösung: In einem drehend angetriebenen Rollenrad (10) sind Rollen (2) gelagert, wobei eine Feder (13) die verschiebliche Achse des Rollenrads (10) in die Richtung zum Schlauch (1) drückt, und wobei das Rollenrad (10) durch eine Membran (4) von dem Arbeitsraum (5) abgetrennt ist. Anwendung: Die erfindungsgemäße Pumpe ist in der Medizintechnik und im Pflegebereich zur Förderung und Dosierung von hochviskosen oder pastösen Medien einsetzbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe zur Förderung und Dosierung entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
Stand der Technik
Schlauchpumpen sind bekannt und werden bevorzugt zur Förderung von pastösen Medien eingesetzt, vor allem in der Medizin und im Pflegebereich. Die Druckschriften DE 741 972 A und EP 1 317 626 B zeigen beispielhafte Schlauchpumpen.
Die Druckschrift DE 18 75 008 U zeigt ebenfalls eine Schlauchpumpe, und zwar mit einem federnd gelagerten Rollenrad.
In einer bekannten Ausführung einer Schlauchpumpe drückt jeweils mindestens eine Rolle lokal auf den Schlauch, wobei der Schlauch durch ein Schlauchlager abgestützt wird, und trennt dadurch das druckseitige Medium von dem saugseitigen Medium. Durch eine Verschiebung der Achse dieser Rolle in der Richtung der Erstreckung des Schlauchs erfolgt die Förderung. Für eine kontinuierliche Förderung sind mehrere Rollen erforderlich, die beispielsweise auf einem Rollenrad angeordnet sind.
Da alle beteiligten Bauteile, das Rollenrad, die Rollen, der Schlauch und das Schlauchlager, Maßtoleranzen aufweisen, ist ein Ausgleich für diese Toleranzen erforderlich. Es wird als bekannt vorausgesetzt, zu diesem Zweck das Schlauchlager federnd zu lagern. Das federnd gelagerte Schlauchlager erschwert den Schlauchwechsel und die Reinigung des Arbeitsraums, in dem der Schlauch gelagert ist.
Ebenfalls als bekannt vorausgesetzt wird eine Ausführung mit auf dem Rollenrad federnd gelagerten Rollen. Dies erfordert eine komplexe und störungsanfällige Gestaltung des Rollenrads und erschwert ebenfalls den Schlauchwechsel und gegebenenfalls die Reinigung des Arbeitsraums. Bekannt ist ebenfalls, das Rollenrad insgesamt federnd zu lagern, das stellt allerdings besondere Anforderungen an den Antrieb des Rollenrads.
Eine Überwachung der Funktion des Rollenantriebs mit elektrischen Sensoren ist bekannt, allerdings ist auch bekannt, dass die Ausfallswahrscheinlichkeit der Überwachungseinrichtungen in manchen Fällen größer ist als die Ausfallswahrscheinlichkeit des mechanischen Antriebs.
Aufgabe
Mittels dieser Erfindung soll das Auswechseln des Schlauchs und die Reinigung des Arbeitsraums erleichtert werden. Außerdem soll durch eine robuste Gestaltung des Rollenrads eine sehr hohe Zuverlässigkeit des Pumpenantriebs bei niedrigen Kosten erreicht werden. Schließlich soll die störungsfreie Funktion des Rollenrads durch zuverlässige Sensoren überwacht werden.
Lösung
Die Lösung der Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs beschrieben, die Unteransprüche zeigen Weiterbildungen.
Das Auswechseln des Schlauches wird vor allem dadurch erleichtert, dass das Rollenrad schwenkbar oder linear geführt und durch eine Feder an den Schlauch angedrückt wird. Bei dem Auswechseln wird lediglich die Haube geöffnet, der alte Schlauch mit seiner Schlauchklemme herausgenommen, der neue Schlauch mit seiner Schlauchklemme eingelegt und die Haube geschlossen. Beim Schließen der Haube wird die Schlauchklemme geöffnet, weil eine Funktionsfläche der Haube die Schlauchklemme gegen einen Stößel drückt und dieser Stößel die Schlauchklemme öffnet.
Die Reinigung des Arbeitsraums wird erleichtert, weil das Rollenrad von dem Arbeitsraum durch eine elastische Membran abgeteilt ist. Die Membran erleichtert die Reinigung des Arbeitsraums erheblich, weil dadurch die zu reinigenden Flächen nur wenige Strukturelemente aufweisen.
Die hohe Zuverlässigkeit des Pumpenantriebs wird durch die geringe Zahl der beweglichen Bauteile erreicht. Dazu wird der Antrieb des Rollenrads an die Führung montiert und vorteilhafterweise bildet das Rollenrad das letzte Zahnrad des antreibenden Getriebes.
Zur Überwachung des Antriebs wird einerseits die Verlagerung des Rollenrads relativ zum Schlauchlager durch einen Sensor gemessen und andererseits werden der Drehwinkel und die Winkelgeschwindigkeit des Rollenlagers durch eine sehr robuste Kombination von Permanentmagneten am Rollenrad und einem Hallsensor an der Führung gemessen.
Alternativ werden der Drehwinkel und die Drehzahl des Rollenrads optisch gemessen, mittels Lichtquelle, Ausnehmungen und Lichtsensor.
Anwendung
Die erfindungsgemäße Pumpe ist in der Medizintechnik und im Pflegebereich zur Förderung und Dosierung von hochviskosen oder pastösen Medien einsetzbar.
Bilder:
1 zeigt einen Teil der erfindungsgemäßen Pumpe in der Ausführung mit einem schwenkbaren Hebel
2 zeigt einen Teil der erfindungsgemäßen Pumpe in der Ausführung mit einer Linearführung
Beispielhafte Ausführung
Die Pumpe dient zur Förderung eines flüssigen oder pastösen Mediums, das von einem in einem Arbeitsraum (5) gelagerten elastischen Schlauch (1) umfasst ist. Dabei wird der Schlauch durch bewegliche Rollen (2) verformt, die den Schlauch gegen ein Lager (11) drücken.
Die Rollen (2) sind in einem drehend angetriebenen Rollenrad (10) gelagert, und eine Feder (13) drückt den zwischen den Rollen (2) und dem Lager (11) angeordneten Schlauch (1) örtlich zusammen.
Das Rollenrad (10) ist durch eine Membran (4) von dem Arbeitsraum (5) abgetrennt, der auch von einer beweglichen Haube (6) begrenzt ist, die das Lager (11) enthält.
In einer ersten Ausführung gemäß 1 ist das Rollenrad (10) durch einen Hebel (12) schwenkend geführt, und das Federmittel (13) drückt den Hebel (12) gegen den Schlauch.
In einer zweiten Ausführung gemäß 2 ist das Rollenrad (10) durch eine Linearführung (22) geführt, wobei Federmittel (13) das Rollenrad (10) gegen den Schlauch drücken.
Die Linearführung gleitet in gehäusefesten Buchsen (25) und lagert das Rollenrad.
Bei beiden Ausführungen kann die Lage des Hebels (12) oder der Linearführung (22) durch einen Wegsensor (14) überwacht werden. Dabei ist im Betrieb der Pumpe die genannte Lage nicht durch einen mechanischen Anschlag, sondern durch den elastischen Widerstand des Schlauchs (1) bestimmt.
Bei der ersten Ausführung ist der aus einem Elektromotor (16) und einem Getriebe (17) bestehende Antrieb (15) des Rollenrads (10) vorteilhafterweise an dem das Rollenrad führenden Hebel (12) befestigt.
Das Getriebe (17) ist nicht dargestellt.
Bei der zweiten Ausführung ist der Antrieb (15) an der Linearführung (22) des Rollenrads befestigt.
Das Rollenrad (10) bildet in einer vorteilhaften Ausführung auch das letzte Zahnrad (18) des Getriebes (17), das Zahnrad ist nicht dargestellt.
Daneben kann das Rollenrad (10) einen Permanentmagneten (19) oder eine Mehrzahl von Permanentmagneten tragen, die zusammen mit einem Hallsensor (24) auf der Führung (12) einen Sensor für einen Drehwinkel und eine Drehzahl des Rollenrads bilden.
Alternativ zu den Permanentmagneten weist das Rollenrad Aussparungen oder Löcher auf, die im Zusammenwirken mit einer Lichtquelle einem optisch-elektrischen Wandler ermöglichen, den Drehwinkel und die Drehzahl des Rollenrads zu messen. Diese Ausführung ist nicht dargestellt.
Beim Schließen der beweglichen Haube (6) öffnet eine Fläche (23) an der Haube (6) eine Schlauchklemme (20), indem er die Schlauchklemme gegen einen Stößel (21) drückt. Damit wird sichergestellt, dass die Schlauchklemme nur geöffnet wird, wenn das Rollenrad auf den Schlauch drückt.
Bezugszeichenliste

1: Schlauch
2: Rolle
4: Membran
5: Arbeitsraum
6: Haube
10: Rollenrad
11: Lager
12: Hebel
13: Federmittel
14: Wegsensor
15: Antrieb
16: Elektromotor
17: Getriebe
18: Zahnrad
19: Permanentmagnet
20: Schlauchklemme
21: Stößel
22: Linearführung
23: Fläche
24: Hallsensor
25: Buchse

Claims

Pumpe zur Förderung eines flüssigen oder pastösen Mediums, das von einem in einem Arbeitsraum (5) gelagerten elastischen Schlauch (1) umfasst ist, wobei der Schlauch durch bewegliche Rollen (2) verformt wird, die den Schlauch gegen ein in einer Haube (6) angeordnetes Lager (11) drücken, und wobei die Rollen (2) in einem drehend angetriebenen Rollenrad (10) gelagert sind, wobei mindestens ein Federmittel (13) die verschiebliche Achse des Rollenrads (10) in die Richtung zum Schlauch (1) drückt, und wobei das Rollenrad durch einen Hebel (12) schwenkend oder durch eine Linearführung (22) längs geführt ist, und wobei der aus einem Elektromotor (16) und einem Getriebe (17) bestehende Antrieb (15) des Rollenrads (10) an dem Hebel (12) oder an der Linearführung (22) befestigt ist, und wobei das Rollenrad (10) durch eine Membran (4) von dem Arbeitsraum (5) abgetrennt ist.
Pumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Hebels (12) oder der Linearführung (22) durch einen Wegsensor (14) überwacht wird, wobei im Betrieb der Pumpe die genannte Lage nicht durch einen mechanischen Anschlag, sondern durch den elastischen Widerstand des Schlauchs (1) bestimmt ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenrad (10) auch das letzte Zahnrad (18) des Getriebes (17) bildet.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenrad (10) einen Permanentmagneten (19) oder eine Mehrzahl von Permanentmagneten trägt, die zusammen mit einem Hallsensor (24) auf dem Hebel (12) oder der Linearführung (22) einen Sensor für einen Drehwinkel und eine Drehzahl des Rollenrads bilden.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenrad Aussparungen oder Löcher aufweist, die im Zusammenwirken mit einer Lichtquelle und einem optisch-elektrischen Wandler einen Sensor für einen Drehwinkel und eine Drehzahl des Rollenrads bilden.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass beim Schließen der beweglichen Haube (6) eine Fläche (23) an der Haube (6) eine Schlauchklemme (20) öffnet, indem er die Schlauchklemme gegen einen Stößel (21) drückt.