DE19545421C2 - Rückschlagventil, insbesondere für die Medizintechnik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, insbesondere für die Medizintechnik, im fluidischen Druckbereich von 0,1- 0,02 bar, mit einem ersten und einem zweiten Schlauchan­ schlußgehäuse und mit einer zwischen den beiden Schlauchan­ schlußgehäusen an ihrem Umfang eingespannten Membranscheibe aus einem flexiblen Werkstoff, welche gegen eine ringförmige Dichtfläche vorgespannt ist und welche bei Überdruck in einem Eingangsraum des ersten Schlauchanschlußgehäuses unter Frei­ gabe eines Durchflußquerschnitts von der Dichtfläche abhebbar ist, und bei Überdruck in einem Ausgangsraum des zweiten Schlauchanschlußgehäuses zum Schließen sicher und in Minimal­ zeiten auf die Dichtfläche andrückbar ist.

Ein solches Rückschlagventil ist nach einem früheren Vor­ schlag der Anmelderin aus der DE 41 42 494 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Rückschlagventil ist die Membran mit Öffnun­ gen versehen und an ihrem Rand eingespannt, so dass der Me­ dienstrom durch die Membran hindurch verläuft. Hierbei mußte jede Membran einzeln gegossen werden, um die schwierig einzu­ haltenden Toleranzen zu erreichen, wobei die Öffnungen nach­ träglich ausgestanzt wurden. Die Rückschlagventile dieser Art werden vorzugsweise in Infusionsgeräten der Medizintechnik eingesetzt. Die Infusionsflüssigkeit fließt aus einer Infusi­ onsflasche über eine Nadel in einen Tropfbehälter und von dort durch den Schlauch in einen Proportionalregler, der auch durch ein Rückschlagventil ersetzt werden kann. Nach dem Pro­ portionalregler folgt noch ein auf den Infusionsschlauch auf­ gesetzter Regler in Form einer sog. Rollenklammer. Hinter dem Regler wird der Infusionsschlauch wie üblich über einen Kle­ beverband mit einer Nadel in die Vene des Patienten geführt. Die bekannten Ventile eignen sich jedoch schon von ihrer Her­ stellung her betrachtet nicht für diese Funktion.

Ursächlich für die Nachteile der bekannten Rückschlagventile sind deren Mängel bedingt durch das jeweilige Herstellverfah­ ren. Das aus der DE 41 42 494 A1 bekannte Rückschlagventil konnte z. B. in der Fertigung nicht so genau hergestellt wer­ den, dass der verlangte hohe Wert an Rückschlagventilen von Tausend, die die Funktion des Dichtens und Öffnens bei den niedrigen Drücken voll erfüllen, erreicht werden konnte. Vor allen Dingen treten bei derartigen Rückschlagventilen Werk­ stoffprobleme auf.

Die Erfüllung dieser Funktionen wurde z. B. bei dem bekannten Rückschlagventil durch dort beschriebene Löcher erheblich be­ einflußt, so dass der Werkstoff nicht in der notwendigen gleichmäßigen Dicke der Membranscheibe verarbeitet werden konnte.

Ein weiteres Problem stellt die Montage des Rückschlagventils dar. Die zu tausenden zu fertigenden Rückschlagventile können aus Kostengründen nicht von Hand montiert werden. Es kommen ausschließlich automatische Montagevorgänge in Betracht, die werkstoffmäßig und gestaltungsmäßig bestimmte Voraussetzungen verlangen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil der eingangs bezeichneten Art zu schaf­ fen, welches trotz Erfüllung der in der Medizintechnik stren­ gen Anforderungen ausgesprochen kostengünstig und in großen Stückzahlen automatisiert herstellbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Membranscheibe durchgehend ohne Öffnungen ausgebil­ det ist, dass auf beiden Seiten der Membranscheibe je ein ringförmiger bzw. kreisförmiger Ventilraum vorgesehen ist, wobei der ringförmige Ventilraum die Dichtfläche umgibt, dass die beiden Ventilräume durch Bypaßkanäle miteinander verbun­ den sind und dass die Membranscheibe unmittelbar als Voll­ kreis aus einer Bahn aus Flüssigsilikon, Silikon oder Natur­ gummi ausgestanzt ist.

Durch die Erfindung wird einerseits die gestellte Aufgabe vollständig gelöst und darüber hinaus der Vorteil erzielt, dass, bedingt durch die spezielle Konstruktion, keine beson­ ders hohen Maßstäbe an den Toleranzbereich der Membran selbst gestellt werden müssen, um die strengen Auflagen der Medizin­ technik zu erfüllen, so dass die Membranscheibe einfach aus Bahnen aus Flüssigsilikon, Silikon oder Naturgummi ausge­ stanzt werden kann, wobei die handelsüblichen Toleranzen der­ artiger Bahnen ausreichend sind. Dies stellt für die Massen­ produktion einen ganz erheblichen Vorteil dar.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtfläche als Dichtlippenring ausge­ bildet ist.

Im einzelnen ist es von Vorteil, dass die kreisrunde Membran­ scheibe bei einem Durchmesser von etwa 10 mm eine Dicke von etwa 0,2 bis 0,5 mm aufweist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform kann dadurch ge­ schaffen werden, dass die Membranscheibe mit ihrem Rand zwi­ schen einem Sitzring am ersten Schlauchanschlußgehäuse und einem Klemmring am zweiten Schlauchanschlußgehäuse dichtend eingespannt ist und dass in dieser Lage das erste mit dem zweiten je aus Kunststoff hergestellten Schlauchanschlußge­ häuse unmittelbar miteinander verschweißt ist.

Im einzelnen ist es ferner vorteilhaft, dass die Bypaßkanäle durch einen oder mehrere um den Umfang verteilte Durchlässe in dem Sitzring und dem Klemmring gebildet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beispielhaft veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das Rückschlagventil in einem axialen Längsschnitt.

Das Rückschlagventil weist ein erstes Schlauchanschlußgehäuse 1 und ein zweites Schlauchanschlußgehäuse 2 auf. Zwischen beiden Gehäusen 1 und 2 liegt eine Membranscheibe 3 aus Flüs­ sig-Silikon, Silikon oder Naturgummi. Das Rückschlagventil ist insbesondere für die Medizintechnik geeignet, kann aber auch in anderen Bereichen der Fluidtechnik angewendet werden.

Eine Anwendung in der Mikro-Pneumatik ist ebenso vorteilhaft möglich wie in der Mikro-Hydraulik.

Das Schlauchanschlußgehäuse 2 ist mit einem Innenringschaft 4 und das Schlauchanschlußgehäuse 1 mit einem Außenringschaft 5 versehen. In dem Schlauchanschlußgehäuse 1 ist außerdem ein Eingangsraum 6 und in dem Schlauchanschlußgehäuse 2 ein Aus­ gangsraum 7 gebildet, die einen größtmöglichen Innendurchmes­ ser gegenüber dem Außendurchmesser aufweisen. Der Eingangs­ raum 6 vermindert sich in Strömungsrichtung 17 bis auf einen kleineren Durchmesser einer Eingangsöffnung 8, der auf der anderen Seite der Membranscheibe 3 eine Ausgangsöffnung 9, die mit dem Ausgangsraum 7 verbunden ist, gegenüberliegt.

Die kreisrunde Membranscheibe 3 ist aus Flüssig-Silikon, Si­ likon oder Naturgummi hergestellt, das bei Normaltemperatur äußerst elastisch ist und nicht klebt (mangels elektrostati­ scher Aufladung). Die Dicke 3c des Membranquerschnitts 3a ist gleichmäßig mit einer Toleranz gewählt, die sich aus dem Her­ stellverfahren einer Flüssig-Silikon-, Silikon- oder Natur­ gummi-Bahn oder einer Flüssig-Silikon-, Silikon- oder Natur­ gummi-Matte ergibt.

Ein Ventilraum 10 ist durch einen an dem ersten Schlauchan­ schlußgehäuse 1 angebrachten Sitzring 11 und durch einen am zweiten Schlauchanschlußgehäuse 2 angebrachten Klemmring 12 abgetrennt, wobei die kreisrunde Membranscheibe 3 bei einem Durchmesser von ca. 10 mm eine Dicke 3c des Membranquer­ schnitts 3a von 0,2-0,5 mm aufweist und eingespannt ist. Dabei sitzt die Membranscheibe 3 mit einem Ringrand 3b zwi­ schen dem Sitzring 11 des ersten Schlauchanschlußgehäuses und dem Klemmring 12 des zweiten Schlauchanschlußgehäuses 2 dich­ tend. Diese Lage wird durch Verschweißen der beiden Schlauchanschlußgehäuse 1 und 2 fixiert.

Von den sich auf den beiden Seiten der Membranscheibe 3 be­ findlichen Ventilräumen 10, 10a ist der den Dichtlippenring 13 umgebende Ringraum 10a ringförmig ausgebildet und durch die Membranscheibe 3 von dem rechten kreisförmigen Ventilraum 10 getrennt, solange letztere auf einem am ersten Schlauchan­ schlußgehäuse 1 angeformten Dichtlippenring 13 dichtend auf­ liegt. Solange in dem Eingangsraum 6 naturgemäß ein höherer Druck herrscht, hebt die Membranscheibe 3 ab und das Fluid strömt durch die Eingangsöffnung 8 und durch einen Dichtlip­ penkernraum 14 an der Fläche der Membranscheibe 3 vorbei in den Ventilraum 10a und durch Bypaßkanäle, welche durch den Durchlaß 15a, den Durchlaß 15b und einen Durchlaß 16 in den anderen Teil des Ventilraums 10 (in der Zeichnung in Strö­ mungsrichtung 17 nach rechts) gebildet sind.

Sollte, was in der Medizintechnik nicht erwünscht ist, aber auftritt, der Druck in dem Ausgangsraum 7 höher steigen als im Eingangsraum 6, so preßt dieser Druck im Sinne des Rück­ schlagventils die Flüssigkeit so gegen die Membranscheibe 3, daß diese sich gegen den Dichtlippenring 13 legt und jegli­ chen Durchfluß verhindert. Dieser Vorgang geschieht jedoch auch, wenn der Fluidstrom versiegt, so dass durch eine innere Radialspannung der Membranscheibe 3 im Bereich des Dichtlip­ penrings 13 gegenüber dem "niedriger" angeordneten Bereich des Sitzringes 11 dieser die Tendenz innehat, immer zu schließen. Diese Eigenschaften sind jedoch nur mit der aus Flüssig-Silikon-, Silikon oder Naturgummi hergestellten und durch Stanzen erzeugten Membranscheibe 3 zu erreichen.

Claims (5)

1. Rückschlagventil, insbesondere für die Medizintechnik, im fluidischen Druckbereich von 0,1-0,02 bar, mit einem ersten und einem zweiten Schlauchanschlußgehäuse und mit einer zwi­ schen den beiden Schlauchanschlußgehäusen an ihrem Umfang eingespannten Membranscheibe aus einem flexiblen Werkstoff, welche gegen eine ringförmige Dichtfläche vorgespannt ist und welche bei Überdruck in einem Eingangsraum des ersten Schlauchanschlußgehäuses unter Freigabe eines Durchflußquer­ schnitts von der Dichtfläche abhebbar ist, und bei Überdruck in einem Ausgangsraum des zweiten Schlauchanschlußgehäuses zum Schließen sicher und in Minimalzeiten auf die Dichtfläche andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran­ scheibe (3) durchgehend ohne Öffnungen ausgebildet ist, dass auf beiden Seiten der Membranscheibe je ein ringförmiger bzw. kreisförmiger Ventilraum (10, 10a) vorgesehen ist, wobei der ringförmige Ventilraum (10) die Dichtfläche (13) umgibt, dass die beiden Ventilräume (10, 10a) durch Bypaßkanäle (15a, 15b, 16) miteinander verbunden sind, und dass die Membranscheibe (3) unmittelbar als Vollkreis aus einer Bahn aus Flüssigsili­ kon, Silikon oder Naturgummi ausgestanzt ist.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche als Dichtlippenring (13) ausgebildet ist.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kreisrunde Membranscheibe (3) bei einem Durchmesser von etwa 10 mm eine Dicke (3c) von etwa 0,2-0,5 mm aufweist.

4. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranscheibe (3) mit ihrem Rand (3b) zwischen einem Sitzring (11) am ersten Schlauchanschluß­ gehäuse (1) und einem Klemmring (12) am zweiten Schlauchan­ schlußgehäuse (2) dichtend eingespannt ist und daß in dieser Lage das erste mit dem zweiten je aus Kunststoffen herge­ stellte Schlauchanschlußgehäuse (1, 2) unmittelbar miteinan­ der verschweißt ist.

5. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaßkanäle (15a, 15b, 16) durch ei­ nen oder mehrere um den Umfang verteilte Durchlässe (15a, 15b, 16) in dem Sitzring (11) und dem Klemmring (10) gebildet sind.