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Die
Erfindung betrifft eine Durchflußregelvorrichtung für medizinische
Anwendungen mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch
1.
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Derartige
Durchflußregelvorrichtungen
werden auch als Spülvorrichtungen
bezeichnet. Sie werden insbesondere zur kontinuierlichen, intravasalen Druckmessung
verwendet. Beispielsweise aus der
DE
30 23 435 ,
DE 35 25
191 sowie DE-GM 90 16 117 sind Durchflußregelvorrichtungen bekannt.
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Bei
der intravasalen Druckmessung wird eine Kanüle in das Gefäßsystem
eines Patienten plaziert, wobei die Kanüle zur Vermeidung einer Blutkoagulation
mit einer Spülflüssigkeit,
beispielsweise mit Kochsalzlösung,
kontinuierlich durchspült
oder durchströmt
wird. Hierbei reicht eine sehr geringe Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit
aus, um die Kanüle
offen zu halten. Die Durchflußregelvorrichtung
umfaßt
daher eine Kapillarbohrung mit einem Durchmesser in der Größenordnung
von 0,03 mm bis etwa 0,15 mm, die die Durchflußrate der Flüssigkeit
auf die gewünschte
Menge beschränkt.
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Um
den Patienten nicht zu gefährden
und auch um das Meßergebnis
nicht zu verfälschen,
müssen
die Durchflußregelvorrichtung
sowie daran anschließbare
Kanülen
vor dem Anschließen
an den Patienten entlüftet
werden. Hierzu kommt der absperrbare Schnellspüldurchlaß zum Einsatz, der einen erheblich
größeren Strömungsquerschnitt
aufweist als die Kapillarbohrung. Solange der Schnellspüldurchlaß geöffnet ist,
strömt
die Flüssigkeit
durch den großen Strömungsquerschnitt
hindurch und füllt somit
innerhalb kurzer Zeit das gesamte System. Nach dem Absperren des
Schnellspüldurchlasses gelangt
die Flüssigkeit
nur noch mit der begrenzten Durchflußrate über die Kapillarbohrung in
das System.
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Aus
der
DE 201 14 942
U1 ist eine Durchflußregelvorrichtung
oder Spülvorrichtung
bekannt, bei der das Gehäuse
eine becherförmige
Aufnahme ausbildet, die ein separates Federelement aufnimmt und
in die ein Küken
eintaucht, das zwei unterschiedliche Stellungen einnehmen kann,
so daß selektiv über eine
Kapillarbohrung oder über
den Schnellspüldurchlaß eine Strömungsverbindung
zwischen dem Einlaßabschnitt
und dem Auslaßabschnitt
herstellbar ist. Das Küken
muß sehr
paßgenau
hergestellt werden, um sicherzustellen, daß der Schnellspüldurchlaß zuverlässig dicht
absperrbar ist. Außerdem
ist die Montage dieser Durchflußregelvorrichtung
mit einem nicht unerheblichen Zeit- und Kostenaufwand verbunden.
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Aus
der
DE 35 25 191 C1 ist
eine Durchflußregelvorrichtung
bekannt, bei der der Schnellspüldurchlaß mittels
eines elastisch verformbaren Ventilkörpers abgesperrt werden kann.
Der Ventilkörper taucht
hierbei in eine erste Kammer des Gehäuses ein, die mit einer zweiten
Gehäusekammer
in Strömungsverbindung
steht, wobei die zweite Gehäusekammer
eine Glaskapillare aufnimmt, die die Kapillarbohrung aufweist. Auch
die Montage dieser Durchflußregelvorrichtung
ist mit einem nicht unerheblichen Kosten- und Zeitaufwand verbunden.
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Aus
der
DE 196 51 207
C1 ist eine Durchflußregelvorrichtung
bekannt, bei der in das Gehäuse ein
Kapillarrohr mit einer Kapillarbohrung eingesetzt ist und seitlich
neben dem Kapillarrohr ein Schnellspüldurchlass angeordnet ist,
der mittels eines Ventilkörpers
wahlweise freigegeben und abgesperrt werden kann. Der Ventilkörper ist
aus einem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial hergestellt
und einstückig
mit einem ebenfalls elastisch verformbaren Stößel verbunden, mit dessen Hilfe
der Benutzer den Ventilkörper
innerhalb des Gehäuses
bewegen kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Durchflußregelvorrichtung der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, daß sie kostengünstiger
montiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Durchflußregelvorrichtung
der gattungsgemäßen Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Trennwand einstückig mit
dem Gehäuse
verbunden ist und daß das
Gehäuse
eine Aufnahme ausbildet, in die der Ventilkörper eingespritzt ist, wobei
der Ventilkörper
formschlüssig mit
dem Stößel und
unlösbar
mit dem Gehäuse
verbunden ist.
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In
die Erfindung fließt
der Gedanke mit ein, daß die
Montage der Durchflußregelvorrichtung
vereinfacht werden kann, indem eine einstückig mit dem Gehäuse verbundene
Trennwand in den Strömungskanal
eintaucht und die Kapillarbohrung aufnimmt. In Höhe der Trennwand wird der Strömungsquerschnitt des
Strömungskanals
durch die in den Strömungskanal
eintauchende Trennwand begrenzt, wobei der Strömungskanal in diesem Bereich
jedoch den Schnellspüldurchlaß definiert,
der seitlich neben der Trennwand angeordnet ist. Zum Absperren des Schnellspüldurchlasses
kann der Ventilkörper
an die Trennwand abdichtend angelegt werden, und zum Freigeben des
Schnellspül durchlasses
ist es lediglich erforderlich, den Ventilkörper in Abstand zur Trennwand
zu verbringen. Der Ventilkörper
ist aus einem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial hergestellt.
Durch Verformung des Ventilkörpers
kann der zum Schnellspülen
der Durchflußregelvorrichtung
gewünschte
Strömungsdurchmesser
freigegeben werden, wobei die Elastizität des Ventilkörpers sicherstellt,
daß dieser
ohne äußere Kraftbeaufschlagung
selbsttätig
eine den Schnellspüldurchlaß absperrende
Gestalt einnimmt. Die Gefahr einer Fehlbedienung der Durchflußregelvorrichtung
wird dadurch erheblich vermindert. Der Ventilkörper steht mit einem relativ
zum Strömungskanal
bewegbaren Betätigungselement
in Wirkverbindung, das einen verschiebbaren Stößel aufweist, der in den Strömungskanal
eintaucht und an dessen Endbereich der Ventilkörper unverschiebbar gehalten
ist. Der Ventilkörper
ist hierzu formschlüssig
mit dem Stößel verbunden.
Durch Verschieben des Stößels in
die dem Strömungskanal
abgewandte Richtung kann der im Ruhezustand abdichtend an der Trennwand
anliegende Ventilkörper
in Abstand zur Trennwand gebracht werden, so daß er den Schnellspüldurchlaß freigibt.
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Die
Durchflußregelvorrichtung
ist kostengünstig
herstellbar und montierbar, indem in einem ersten Fertigungsschritt
das Gehäuse
unter Ausbildung einer Aufnahme aus einem Kunststoffmaterial durch
Spritzgießen
hergestellt wird und dann anschließend in einem zweiten Fertigungsschritt,
unter Beibehaltung des Gehäuses
innerhalb seiner Spritzgußform,
in die Gehäuseaufnahme
das den Ventilkörper
ausbildende Kunststoffmaterial eingespritzt wird. Ventilkörper und
Gehäuse
können
dann der Spritzgußform
entnommen werden, wobei sie unlösbar
miteinander verbunden sind.
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Die
erfindungsgemäße Durchflußregelvorrichtung
zeichnet sich somit durch wenige Einzelteile aus, so daß die Montage
der Durchflußregelvorrichtung
kostengünstig
innerhalb kurzer Zeit erfolgen kann.
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Die
Kapillarbohrung kann unmittelbar in die einstückig mit dem Gehäuse verbundene
Trennwand eingebracht werden. Günstig
ist es hierbei, wenn die Kapillarbohrung durch Laserbohren in die
Trennwand eingebracht ist. Hierzu ist es lediglich erforderlich,
einen Laserstrahl durch den Einlaßabschnitt hindurch auf die
Trennwand zu richten. Dies ermöglicht
eine besonders kostengünstige
Herstellung der Durchflußregelvorrichtung.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind der Einlaß-
und der Auslaßabschnitt
kolinear zueinander ausgerichtet, wobei sie die Kapillarbohrung überdecken.
Dies ermöglicht
eine besonders einfache Erzeugung der Kapillarbohrung mit Hilfe
eines Laserstrahls, der durch den Einlaßabschnitt hindurch auf die
Trennwand gerichtet wird und nach Passieren der Trennwand den kolinear
ausgerichteten Auslaßabschnitt
durchgreifen kann, ohne daß die
Gefahr einer Beschädigung
des Gehäuses
besteht.
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Besonders
günstig
ist es, wenn der Ventilkörper
den Stößel mit
einer auf den Strömungskanal
gerichteten elastischen Rückstellkraft
beaufschlagt. Dadurch wird auf konstruktiv einfache Weise sichergestellt,
daß der
Stößel im unbelasteten
Zustand seine in den Strömungskanal
eintauchende Stellung einnimmt, in der der Ventilkörper abdichtend
an der Trennwand anliegt.
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Vorzugsweise
untergreift der Ventilkörper den
in den Strömungskanal
eintauchenden Endbereich des Stößels. Als
besonders günstig
hat es sich erwiesen, wenn der Ventilkörper den Endbereich des Stößels vollständig umgibt.
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Um
den Stößel auf
einfache Weise zum Öffnen
des Schnellspüldurchlasses
verschieben zu können,
ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, daß das
Betätigungselement zumindest
einen Schwenkhebel umfaßt.
Vorzugsweise kommen zwei flügelartig
ausgebildete Schwenkhebel zum Einsatz, die um eine senkrecht zur
Längsachse
des Strömungskanals
ausgerichtete Schwenkachse verschwenkbar sind und die über eine
Gelenkmechanik mit dem Stößel mechanisch
gekoppelt sind. Zum Verschieben des Stößels ist es dann lediglich
erforderlich, die beiden Flügel
in die einander zu- oder abgewandte Richtung zu verschwenken.
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Um
die Durchflußregelvorrichtung
besonders kostengünstig
herstellbar auszugestalten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen, daß der
mindestens eine Schwenkhebel und der Stößel, vorzugsweise über einen
Gelenkarm, einstückig miteinander
verbunden sind.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn das Betätigungselement einstückig mit
dem Gehäuse
verbunden ist, denn hierdurch können
die Fertigungs- und Montagekosten beträchtlich reduziert werden.
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Vorzugsweise
ist das Gehäuse
der erfindungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung
einstückig
ausgestaltet. So kann beispielsweise ein Spritzgußgehäuse zum
Einsatz kommen.
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Um
die mechanische Belastbarkeit der Durchflußregelvorrichtung zu erhöhen, ist
es günstig, wenn
der Ventilkörper
beim Absperren des Schnellspüldurchlasses
mit der Trennwand einen Formschluß ausbildet. Von Vorteil ist
es hierbei, wenn an die Trennwand zumindest ein Rohrstutzen angeformt ist,
in den die Kapillarbohrung einmündet,
wobei der Ventilkörper
den Rohrstutzen hintergreift.
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Vorzugsweise
umgibt der Ventilkörper
in seinem den Schnellspüldurchlaß absperrenden
Zustand den mindestens einen Rohrstutzen in Umfangsrichtung. Wird
der Ventilkörper
durch Verformung in Abstand zur Trennwand gebracht, so entfernt
er sich gleichzeitig auch entlang eines Teilbereichs des Außenumfangs
vom Rohrstutzen und gibt dadurch den Schnelldurchlaß frei.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn sowohl an die dem Einlaßabschnitt
zugewandte Vorderseite als auch an die dem Auslaßabschnitt zugewandte Rückseite
der Trennwand jeweils ein Rohrstutzen angeformt ist, die in Umfangsrichtung
jeweils vom Ventilkörper
umgeben sind.
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Die
nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient
im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.
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Es
zeigen:
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1:
eine Längsschnittansicht
einer erfindungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung
mit abgesperrtem Schnellspüldurchlaß;
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2:
eine vergrößerte Darstellung
von Detail X aus 1;
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3:
eine Längsschnittansicht
der erfindungsgemäßen Durchflußregelvorrichtung
mit freigegebenem Schnellspüldurchlaß; und
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4:
eine vergrößerte Ansicht
von Detail Y aus 3.
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In
der Zeichnung ist eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegte
Durchflußregelvorrichtung
dargestellt mit einem einstückig
ausgebildeten Spritzgußgehäuse 12,
das einen Strömungskanal 14 definiert
mit einem Einlaßabschnitt 15 und
einem Auslaßabschnitt 16,
zwischen denen eine einstückig mit
dem Gehäuse 12 verbundene
Trennwand 18 angeordnet ist, die in den Strömungskanal 14 eintaucht und
von einer Kapillarbohrung 20 durchgriffen ist, über die
der Einlaßabschnitt 15 und
der Auslaßabschnitt 16 miteinander
in Strömungsverbindung
stehen. Der Durchmesser der Kapillarbohrung beträgt ca. 0,05 mm.
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An
die dem Einlaßabschnitt 15 zugewandte Vorderseite
sowie an die dem Auslaßabschnitt 16 zugewandte
Rückseite
der Trennwand 18 ist jeweils ein Rohrstutzen 22 bzw. 23 angeformt,
wobei die Rohrstutzen 22 und 23 kolinear zur Kapillarbohrung 20 ausgerichtet
sind, die ihrerseits parallel zu den fluchtend zueinander ausgerichten
Einlaß-
und Auslaßabschnitten 15 bzw. 16 angeordnet
ist. Die Kapillarbohrung 20 ist geringfügig versetzt zur Mittelachse
der Einlaß- und Auslaßabschnitte 15 bzw. 16 positioniert, sie
wird jedoch von diesen überdeckt.
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Auf
der der Trennwand 18 gegenüberliegenden Seite des Strömungskanals 14 weist
das Gehäuse 12 eine
sich stufig erweiternde Aufnahme 25 auf mit einem der Außenseite
des Gehäuses 12 zugewandten äußeren Aufnahmeabschnitt 26,
an den sich über
eine Stufe 27 ein innerer Aufnahmeabschnitt 28 anschließt, dessen
Durchmesser größer ist als
der Durchmesser des äußeren Aufnahmeabschnitts 26.
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Die
Aufnahme 25 wird durchgriffen von einem in den Strömungskanal 14 eintauchenden
Stößel 30,
der quer zum Strömungskanal 14 ausgerichtet
ist und dessen in den Strömungskanal 14 eintauchender,
der Trennwand 18 gegenüberliegender Endbereich 31 sich
pilzartig erweitert.
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An
den dem Strömungskanal 14 abgewandten äußeren Endbereich 33 des
Stößels sind
zwei Gelenkarme 35 und 36 angeformt, über die
der Stößel 30 einstückig mit
zwei flügelartig
ausgebildeten Schwenkhebeln 37 bzw. 38 verbunden
ist, die an die Wandung des Einlaßabschnitts 15 bzw.
des Auslaßabschnitts 16 angeformt
sind. Auf ihrer einander abgewandten Außenseite tragen die Schwenkhebel 37 und 38 jeweils
eine Riffelung 39 bzw. 40. Die beiden Schwenkhebel 37 und 38 können elastisch
in die einander zugewandte Richtung verschwenkt werden. Dies hat
zur Folge, daß der
Stößel 30 in
die dem Strömungskanal 14 abgewandte
Richtung verschoben wird. Die Schwenkhebel 37 und 38 bilden
in Kombination mit den Gelenkarmen 35 und 36 und
dem Stößel 30 ein
einteiliges Betätigungselement 46,
das mit dem Gehäuse 12 einteilig
verbunden ist.
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Der
in den Strömungskanal 14 eintauchende innere
Endbereich 31 des Stößels 30 nimmt
einen Abstand sowohl zur Trennwand 18 als auch zur Wandung
der Aufnahme 25 ein und ist von einem in die Aufnahme 25 eingespritzten,
elastisch verformbaren Kunststoffmaterial umgeben, das den Zwischenraum zwischen
dem inneren Endbereich 31 des Stößels 30 und der Wandung
der Aufnahme 25 sowie der Trennwand 18 vollständig ausfüllt und
im unbelasteten Zustand, wie er in 1 dargestellt
ist, nicht nur an der Wandung der Aufnahme 25 und dem inneren
Endbereich 31 des Stößels 30,
sondern auch an der Trennwand 14 flächig anliegt. Das elastisch
verformbare Kunststoffmaterial bildet einen elastisch verformbaren
Ventilkörper 42,
der durch Verformung in Abstand zur Trennwand 18 gebracht
werden kann und dann einen in den 3 und 4 dargestellten
Schnellspüldurchlaß 44 freigibt,
der im wesentlichen parallel zur Kapillarbohrung 20 ausgerichtet
ist und mit einem Durchmesser von ca. 0,3 mm einen beträchtlich
größeren Strömungsquerschnitt
aufweist als die Kapillarbohrung 20.
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Um
den Schnellspüldurchlaß 44 zwischen dem
Einlaßabschnitt 15 und
dem Auslaßabschnitt 16 freizugeben,
ist es lediglich erforderlich, die beiden Schwenkhebel 37 und 38 in
die einander zugewandte Richtung zu verschwenken, denn dies hat
zur Folge, daß der
Stößel 30 aus
seiner in den 1 und 2 dargestellten,
der Trennwand 18 angenäherten
Stellung in seine in den 3 und 4 dargestellte,
einen größeren Abstand
zur Trennwand 18 einnehmende beabstandete Stellung verschoben
wird, wobei der innere Endbereich 31 des Stößels 30 den Ventilkörper 42 im
Bereich der Stufe 27 zusammenpreßt und gleichzeitig den an
der Trennwand 18 abdichtend anliegenden Bereich des Ventilkörpers 42 von
der Trennwand 18 abhebt.
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Der
Ventilkörper 42 umgibt
die an die Trennwand 18 angeformten Rohrstutzen 22 und 23 in
Umfangsrichtung, so daß diese
jeweils ein Widerlager für den
Ventilkörper 42 ausbilden.
Im Bereich der Rohrstutzen 22 und 23 wird folglich
der elastische Ventilkörper 42 gedehnt,
wenn er den Schnellspüldurchlaß 44 freigibt.
In Kombination mit der im Bereich der Stufe 27 erfolgenden
Kompression hat dies zur Folge, daß der Ventilkörper 42 auf
den Stößel 30 eine
elastische Rückstellkraft
ausübt
und selbsttätig
in seine den Schnellspüldurchlaß 44 absperrende
Gestalt annimmt, sobald die beiden Schwenkhebel 37 und 38 freigegeben
werden.
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Aus
dem Voranstehenden wird deutlich, daß das Gehäuse 12 einstückig mit
den Schwenkhebeln 37, 38, den Gelenkarmen 35 und 36 und
dem Stößel 30 verbunden
ist. Diese bilden in ihrer Kombination ein einteiliges Kunststoffspritzteil,
das kostengünstig herstellbar
ist. Zur Herstellung der Durchflußregelvorrichtung 10 ist
es dann lediglich erforderlich, in die Aufnahme 45 dieses
Kunststoffspritzteils das elastisch verformbare Kunststoffmaterial
einzuspritzen, das den elastisch verformbaren Ventilkörper 42 ausbildet.
Anschließend
kann durch den Einlaßabschnitt 15 hindurch
mittels eines Laserstrahls die Kapillarbohrung 20 in die
Trennwand 18 eingebracht werden. Die Durchflußregelvorrichtung 10 ist
daher kostengünstig
herstellbar und zeichnet sich durch eine besonders einfache Montage
aus.