DE20022295U1

DE20022295U1 - Vorrichtung mit einem Gasförderelement

Info

Publication number: DE20022295U1
Application number: DE20022295U
Authority: DE
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2000-10-14
Filing date: 2000-10-14
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2010-10-15

Description

Beschreibung Dräger Medizintechnik GmbH, 23542 Lübeck, DE

Vorrichtung mit einem Gasförderelement

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Gasförderelement und einem Antriebsmotor.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der DE 36 00 124 C2 bekannt geworden. Ein an einer Antriebswelle befindliches Gasförderelement wird durch einen Elektromotor in Rotation versetzt. Das Gas wird aus einem oberen Gaskanal angesaugt und strömt über einen unteren Gaskanal ab. Das Gasförderelement ist an seiner Unterseite mit Spiralnuten versehen, die von der geförderten Luft durchströmt werden und als Gleitlager wirken. Der Elektromotor wird mit unterschiedlichen Spannungen und Frequenzen betrieben, um einen großen Drehzahlbereich abzudecken. Aus diesem Grund können Schwingungsprobleme während des Betriebs auftreten. Die feste Kopplung zwischen dem Gasförderelement und dem Elektromotor vereinfacht zwar den mechanischen Aufbau, es muss jedoch das Gehäuse demontiert werden, wenn das Gasförderelement zu reinigen ist, weil beispielsweise die Spiralnuten, die für die Funktion des LuftRadial-Drehlagers wesentlich sind, sich zugesetzt haben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der das Gasförderelement einfach vom Antriebsmotor getrennt werden kann und mit der eine Schwingungsentkopplung gegenüber dem Antriebsmotor erreicht wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Die Aufgabe wird auch mit den Merkmalen des Schutzänspruchs 3 gelöst.

Der Vorteil der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass eine Drehmoment übertragende erste Kupplung, die einerseits aus einem ersten Kupplungsteil mit einer ersten Sackbohrung und andererseits aus einem ersten Wellenzapfen mit

einem daran befestigten ersten Elastomerring besteht, ohne Beachten einer Vorzugsstellung, leicht zusammengefügt oder gelöst werden kann. Zusätzlich wird durch den ersten Elastomerring eine Schwingungsdämpfung erreicht. Der erste Elastomerring besitzt eine abstehende Lippe mit dreiecksförmiger bzw. konusförmiger Querschnittskontur, was zur Folge hat, dass die Spitze der Lippe des ersten Elastomerrings, die aufgrund der geringen Materialstärke die größte Verformbarkeit besitzt, an der Innenwandung des ersten Kupplungsteils anliegt und durch Reibschluss mit der Innenwandung verbunden ist. Für die Übertragung eines Drehmomentes zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem ersten Wellenzapfen muss der Außendurchmesser des ersten Elastomerringes so bemessen sein, dass er größer als der lichte Innendurchmesser der ersten Sackbohrung ist. Der erste Wellenzapfen lässt sich zusammen mit dem ersten Elastomerring deswegen besonders einfach in die erste Sackbohrung der ersten Kupplungsaufnahme einführen, weil der erste Elastomerring an seiner der Innenwandung zugewandten Spitze flexibel und leicht verformbar ist und aufgrund der dreiecksförmigen Kontur an der Stelle, wo er an dem ersten Wellenzapfen anliegt, eine große Formstabilität besitzt. In besonders vorteilhafter Weise wird der erste Elastomerring unmittelbar auf den Wellenzapfen aufvulkanisiert. Am Fuß der Lippe befinden sich beidseits Ausnehmungen, mit denen die wirksame Länge der Lippe vergrößert und damit deren Verformbarkeit verbessert wird.

Eine vorteilhafte alternative Ausführungsform einer zweiten Kupplung besteht darin, einen zweiten Elastomerring in einer zweiten Sackbohrung innerhalb eines zweiten Kupplungsteils zu befestigen und einen zweiten Wellenzapfen in die durch den Innendurchmesser des zweiten Elastomerringes gebildete Öffnung einzuführen. Zweckmäßigerweise wird der zweite Elastomerring in eine innerhalb der zweiten Sackbohrung befindliche Nut eingelegt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In vorteilhafterweise ist bei der ersten Kupplung die erste Sackbohrung des ersten Kupplungsteils mit einer Innenverzahnung versehen. Durch die Innenverzahnung wird eine bessere Verbindung zwischen dem ersten Elastomerring und der Innenwandung der ersten Sackbohrung realisiert, da sich die Spitze des ersten Elastomerringes der Verzahnung an der Innenwandung anschmiegt, wodurch ein größeres Drehmoment übertragen werden kann. Bei der zweiten Kupplung ist demgegenüber eine Außenverzahnung an dem zweiten Wellenzapfen angebracht, der in den zweiten Elastomerring eingeführt wird. Alternativ zu einer Innenverzahnung oder Außenverzahnung wird ein guter Reibschluss auch durch eine Oberflächenbeschichtung erreicht.

Eine vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäß angegebenen Kupplungen besteht darin, diese innerhalb einer Gasfördereinheit eines medizinischen Beatmungsgerätes einzusetzen, sofern die Gasfördereinheit ein rotierendes Radialverdichterrad als Gasförderelement enthält. Bei derartigen Gasfördereinheiten werden hohe Anforderungen an die Laufruhe gestellt, und das Radialverdichterrad muss für Reinigungszwecke, zum Beispiel zur Sterilisation, einfach entnehmbar sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und im Folgenden näher erläutert.
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Es zeigen:

Figur 1 eine erste Kupplung im Längsschnitt zwischen

einem Gasförderelement und einem Antriebs-. motor,

Figur 2 einen ersten Elastomerring im Längsschnitt,

Figur 3 eine zweite Kupplung im Längsschnitt.

Figur 1 zeigt schematisch eine erste Kupplung 1 im Längsschnitt zwischen einem Gasförderelement 2 und einem Antriebsmotor 3 einer Atemgasfördereinheit 4. Die erste Kupplung 1 besteht aus einem ersten Kupplungsteil 5 mit einer ersten Sackbohrung 6, einem ersten Wellenzapfen 7 und aus ersten Elastomerringen 8, die auf den Wellenzapfen 7 aufvulkanisiert sind. Der erste Wellenzapfen 7 ist über eine Antriebswelle 9 mit dem Gasförderelement 2 verbunden. Die Antriebswelle 9 ist, axial verschiebbar, durch Radiallager 10 in einem Gehäuse 11 der Atemgasfördereinheit 4 gelagert. An einer Innenfläche 12 der ersten Sackbohrung 6 befindet sich eine Innenverzahnung 13, an die sich die ersten Elastomerringe 8 anlegen. Hierzu sind die Außendurchmesser D₁, Figur 2, der ersten Elastomerringe 8 derart bemessen, dass sie größer als der lichte Innendurchmesser D₂ der ersten Sackbohrung sind.

Figur 2 zeigt schematisch den ersten Elastomerring 8 mit dem Außendurchmesser Di im Längsschnitt.

Der erste Elastomerring 8 besitzt eine hervorstehende Lippe 81 mit dreiecksförmige, bzw. konusförmiger Querschnittskontur, wobei die Spitze 14 der Lippe 81 im montierten Zustand in Richtung zur Innenverzahnung 13, Figur 1, weist. Im Bereich der Spitze 14 besitzt der erste Elastomerring 8 aufgrund der geringeren Wandstärke eine gute Verformbarkeit, so dass er sich an die Innenverzahnung 13 anlegt, damit ein optimales Drehmoment übertragen werden kann. Am Fuß der Lippe 81 befinden sich beidseits Ausnehmungen 82, mit denen die Verformbarkeit weiter erhöht wird. Wenn der erste Wellenzapfen 7 zusammen mit den ersten Elastomerringen 8 in Rotation versetzt ist, verschieben sich die Spitzen 14 infolge der Zentrifugalkraft in Richtung zur Innenverzahnung 13, so dass die Anpresskraft und damit das übertragbare Drehmoment erhöht sind.

Sofern das Gasförderelement 2, Figur 1, für Reinigungszwecke aus dem Gehäuse 11 entnommen werden muss, kann es nach Entfernen eines Gehäusedeckels 101 einfach längs des Pfeils 150 abgezogen werden. Der

Zusammenbau ist ohne das Beachten einer Vorzugsstellung möglich, da der erste Elastomerring 8 rotationssymmetrisch aufgebaut ist.

Geeignete Materialien für den ersten Elastomerring 8 sind Silikon-Kautschuk und Fluor-Kautschuk mit einer Shorehärte von 50 SHA.

Durch die Anordnung von zwei ersten Elastomerringen 8 auf dem Wellenzapfen 7 wird eine gute Zentrierung der Antriebswelle 9 gegenüber dem ersten Kupplungsteil 5 erreicht.

Figur 3 zeigt als Alternative zur ersten Kupplung 1 eine zweite Kupplung 15 im Längsschnitt, die als Komponenten einen zweiten Wellenzapfen 16 mit einer Außenverzahnung 17, ein zweites Kupplungsteil 18 mit einer zweiten Sackbohrung 19 und zweite Elastomerringe 20 innerhalb der zweiten Sackbohrung 19 beinhaltet. Die zweiten Elastomerringe 20 werden in eine innerhalb der Sackbohrung 19 umlaufende Nut 21 eingelegt. Die zweiten Elastomere 20 besitzen ebenfalls eine dreiecksförmige bzw. sich verjüngende Querschnittskontur, wobei die Spitze 22 in Richtung zur Außenverzahnung 17 des zweiten Wellenzapfens 16 weist. In montiertem Zustand der zweiten Kupplung 15 legen sich die Spitzen 22 der zweiten Elastomerringe 20 an die Außenverzahnung 17 an. Hierzu ist der Innendurchmesser D₃ der zweiten Elastomerringe 20 so bemessen, dass er kleiner als der Außendurchmesser D₄ des zweiten Wellenzapfens 16 ist. .

Die zweite Kupplung 15 hat gegenüber der Ausführung nach der Figur 1 den Vorteil, dass sich keine Elastomerteile an Komponenten befinden, die für Reinigungszwecke entnommen werden. Das bedeutet, dass der zweite Wellenzapfen 16, die Antriebswelle 9 und das Gasförderelement 2 vollständig aus Metall hergestellt werden können und damit uneingeschränkt sterilisierbar sind.

Claims

1. Vorrichtung mit einem Gasförderelement an einem Antriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gasförderelement (2) und dem Antriebsmotor (3) eine Drehmoment übertragende erste Kupplung (1) vorgesehen ist, welche aus einem ersten Kupplungsteil (5) mit einer ersten Sackbohrung (6), einem in die erste Sackbohrung (6) hineinragenden ersten Wellenzapfen (7) und einem am ersten Wellenzapfen (7) befestigten ersten Elastomerring (8) mit einer sich in Richtung zum ersten Kupplungsteil (5) verjüngenden Querschnittsfläche besteht, wobei der erste Elastomerring (8) derart bemessen ist, dass sein Außendurchmesser D₁ größer als der lichte Innendurchmesser D₂ der ersten Sackbohrung (6) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (12) der ersten Sackbohrung (6) einen Innenverzahnung (13) aufweist.

3. Vorrichtung mit einem Gasförderelement an einem Antriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gasförderelement (2) und dem Antriebsmotor (3) eine Drehmomentübertragende zweite Kupplung (15) vorgesehen ist, welche aus einem zweiten Kupplungsteil (18) mit einer zweiten Sackbohrung (19), einem in die zweite Sackbohrung (19) hineinragenden zweiten Wellenzapfen (16) und einem an der Innenwandung der zweiten Sackbohrung (19) befestigten zweiten Elastomerring (20) mit einer sich in Richtung zum zweiten Wellenzapfen (16) verjüngenden Querschnittsfläche besteht, wobei der zweite Elastomerring (20) derart bemessen ist, dass sein Innendurchmesser D₃ kleiner als der Außendurchmesser D₄ des zweiten Wellenzapfens (16) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass der zweite Wellenzapfen (16) im Kontaktbereich mit dem zweiten Elastomerring (20) eine Außenverzahnung (17) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (1) zwei parallel beabstandete erste Elastomerringe (8) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (15) zwei parallel beabstandete zweite Elastomerringe (20) besitzt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil der Gasfördereinheit eines medizinischen Beatmungsgerätes ist.