DE2046398A1

DE2046398A1 - Zusammenquetschbare Rohre

Info

Publication number: DE2046398A1
Application number: DE19702046398
Authority: DE
Inventors: Edwin Grant Bartlett 111 Swick (V St A)
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1969-09-29
Filing date: 1970-09-19
Publication date: 1971-04-15
Also published as: US3624800A; SE7011393L; CA937220A; CH529314A; GB1323135A; ATA862070A; NL7013768A; FR2063046A1

Description

Dr. A. M.;nfzsl Dip! !n^, ν,. ,;;h!ke _18# September 1970

Γ ε ι C Γ. i i Γι Λ ά I ί 3

Refrain bei Köln Wa/D

Frankenforsf 137

Illinois Tool Works, Inc. Chicago, Illinois, Y.St.A.

¹¹ Zusammenq_uetschbare Röhre "

Die Erfindung "betrifft eine zusammenq.uetschbare Röhre zum Regeln des Durchflusses von Medien.

Die Beförderung von Medien von einem Punkt zu einem anderen durch eine Röhre, gleichgültig, ob sie starr oder flexibel ist, erfordert normalerweise eine Regelung zur Regelung der Ge-

109816/U82

s'chwindigkeit und der Menge an Medium, die durch die Röhre fließt. Im Falle von starren Röhren haben diese Teile normalerweise die Form von Ventilen, während "bei flexiblen Röhren die Absperrorgane normalerweise durch Klemmen gebildet sind. Solche Klemmen können allgemein als Schraubenklemmen, Hebelklemmen oder Keilklemmen eingestuft werden. Bei allen diesen Klemmen wird die Röhre flachgedrückt oder verformt, derart, daß die Innenbohrung geschlossen und dadurch ein Durchfließen von Medium verhindert wird.

Wenn Kunststoffröhren kleinen Durchmessers verwendet werden, um eine Flüssigkeit zu befördern, beispielsweise in intravenösen Apparaten für die Einleitung von Lösungen durch Venenpunktierung, oder wenn die Röhre in Blutentnahmeapparaten verwendet wird, bei denen die Katheder zur Entnahme von Blut zur Sammlung in einem Behälter verwendet werden, besteht eine Schwierigkeit darin, wie der Flüssigkeitsdurchfluß genau dosiert werden kann. Wenn eine runde Röhre zusammengedrückt wird, so daß die Wand der Bohrung in Anlage an die gegenüberliegende Wand der Bohrung gebracht wird, d.h. in eine praktisch gradlinige Lage, neigen die Enden der Bohrung bzw. die Ecken dazu, offen zu bleiben, und zwar wegen der Materialmenge, die in einen engen Radius verlagert werden muß. Das Material in diesen Bereichen steht unter hoher Spannung, und bei Verwendung von Kunststoffen besteht eine Neigung des Kunststoffes zu entspannen bzw. kalt zu fließen. Nach einer bestimmten Zeit

- 3 1Ö9816/H82

erfolgt eine Änderung in der Innenform dieser Bohrung, und wegen dieser Änderung ist es schwierig, eine genaue ursprüngliche Einstellung einer Klemme aufrecht zu erhalten. Im Falle von intravenös zugeleiteten Lösungen ist es erforderlich, eine konstante Tropfrate "beizubehalten, so daß dem Patienten eine bestimmte Menge über einen bestimmten Zeitraum hinweg verabreicht wird. Wenn diese Rate überschritten wird, kann der Patient mitunter buchstäblich "ertrinken" und zwar als Folge ™ einer übermäßigen Menge der Lösung im Blut. Um diese Regelung zu bewirken, ist es in den meisten Krankenhäusern erforderlich, daß eine Krankenschwester die Durchflußregelung mindestens einmal alle 5 Minuten überprüfen muß, bis die Durchflußrate stabil und im wesentlichen konstant ist. Vielfach ändert sich in einem Intervall von nur 5 Minuten der Flüssigkeitsdurchfluß um 50 fö gegenüber der ursprünglichen Einstellung. Um einen genauen Durchfluß sicherzustellen, ist also eine ständige Überprüfung seitens des Pflegepersonals erforderlich, bis sich der m Durchfluß stabilisiert hat, um sicherzustellen, daß dem Patienten die genaue Menge und Rate der vom Arzt verschriebenen Lösung veuäjreicht wird. Wenn eine Änderung in der Durchflußrate erforderlich ist, muß man wiederum lange Zeit warten, bis das Kaltfließen erfolgt ist, um eine konstante Durchflußrate zu erreichen.

Die Erfindung betrifft das Vorformen und dauerhafte Falten einer axialen Partie einer zunächst runden Röhre, derart, daß

109816/1482

-A-

die gegenüberliegenden, sich axial erstreckenden Partien der inneren Bohrungswand aneinander angrenzende Flächen haben, die gegeneinander versiegelt sind, um eine Bohrung zu bilden, die im Querschnitt ein flachgedrücktes Oval beschreiben, das gegenüberliegende Spitzen hat, die im wesentlichen in der Hauptachse des Ovals liegen. Gegenüberliegende langgestreckte, glat te, gekrümmte Flächen liegen in der Nebenachse des Ovals. Eine solche Röhre wird in einer Klemme so orientiert, daß die Klemme eine Querkraft an der Nebenachse des Ovals entlang ausübt, um stufenweise einen Teil der Röhre zusammenzudrücken und damit den zur Verfügung stehenden Durchgang durch die Röhre zu verringern, und zwar von einem Maximum bis zu einem vollständigen Schließen der Bohrung der Röhre. Die erste Durchflußeinstellung, die mit dieser Röhre in Verbindung mit der Klemme erfolgt, hält einen im wesentlichen konstanten Durchfluß dui'ch die Röhre aufrecht, da die axiale Vorfaltung der Röhre den Bereich beseitigt, in dem die Tendenz besteht, daß das Material entspannt bzw. kaltfließt. Mit dieser Röhre bleibt also die ursprüngliche Einstellung konstant, und eine Nachstellung ist nicht erforderlich.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung sind:

10981 6/ U82

Fig. 1 ein Schaubild einer erfindungsgemäßen Röhre; Fig. 2 eine Endansieht der in Fig. 1 gezeigten Röhre}

Fig. 3 ein Schnitt in Querrichtung durch ein Stück der Röhre in "bekannter Form im zusammengedrückten Zustand; \

Fig. 4- ein Stück einer Röhre im Querschnitt gemäß

der Erfindung im zusammengedrückten Zustandj

Fig. 5 ein Schnitt durch einen Ultraschallstempel in Verbindung mit einem Amboß zur Herstellung der erfindungsgemäßen Röhre;

Fig. β ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Klemme, die in Verbindung mit der Röhre Verwendung finden kann;

4.

Figo 7 eine Seitenansicht der in Fig. 6 gezeigten Klemme; .-

Fig. 8 ein Schnitt an der Linie 8-8 der Fig. 7 und Pig» 9 ein Schnitt durch eine Keilklemme zur Ver-

_ 6 109816/H82

Wendung in Verbindung mit der erfindungs- gemäßen Röhre.

In Pig. 1 ist ein Sehaubild eines Teils einer Röhre 20 gezeigt, daa eine sich axial erstreckende vorgeflachte Partie 22 hat. Me Röhre 20 besteht vorzugsweise aus stranggepreßten Kunststoffrohr, beispielsweise aus für medizinische Zwecke geeignetem plastifiziertem Venyl, Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen,., das in der Ausgangslage einen kreisrunden Querschnitt hat und dann durch Faltenbildung beilweise flachgedrückt wird. Die Partie 22 umfaßt gegenüberliegende seitliche, sich axial erstreckende rippenartige Seitenpartien 24, in denen die inneren gegenüberliegenden Flächen 26, 28 der Wand der Bohrung 30 verformt und in Anlage aneinander gebracht und dann vorzugsweise miteinander versiegelt worden sind. Das führt dazu, daß die gefaltete Partie der Röhre aus einer runden bzw. zylindrischen Form in eine langgestreckte Ovalform abgeflacht wird, wobei die Bohrung einen Querschnitt an den gegenüberliegenden versiegelten Seiten hat, die in eine messerschneidenartige scharfe Linie konvergieren, die an den seitlichen Rippenpartien 24 entlang mit der Hauptachse des Ovals zusammenfällt, während die gekrümmten gegenüberliegenden Flächen 29 symmetrisch zur Nebenachse des Ovals liegen.

Wenn auf eine zylindrische Röhre 40 gemäß dem Stand der Technik,

- 7 109-8 16/U8 2

die gestrichelt gezeigt ist, eine Querkraft ausgeübt wird, die schematise].! durch die Pfeile A-A dargestellt ist, läßt sich die Röhre in eine Lage zusammenfalten, bei der die gegenüberliegenden Flächen der Innenwand der Bohrung in einer flachen Linie aneinander anliegen. Als Folge des Aufbaus der Röhre besteht am Ende der sich berührenden Wand als Folge des kleinen KrUmiirangsradius in den gegenüberliegenden Rändern an den Stellen 4-2 die Gefahr, daß die Röhre unverschlossene Stellen im Querschnitt in der Form von Tropfen aufweist, die bei 44 gezeigt sind.

Es ist festgestellt worden, daß die Röhre kaltfließt bzw. entspannt und dai3 sich die Größe und die Form der Öffnungen 44 unter Druckbelastung ändert. Sie verhindern entweder ein vollständiges Verschließen der Rohre oder verschließen sich und verhindern einen Durchgang von Flüssigkeiten, die durchgehen sollen. Wenn au der erfindungsgemäßen Röhre eine Querkraft ausgeübt wird, was schematise!! durch die Pfeile B-B. in Fig. 2 gezeigt ist, nimmt die Röhre bei Ausübung einer ausreichenden Kraft in Richtung der Pfeile B-B eine Form an, wie sie im wesentlichen in Fig. 4 gezeigt ist. Dabei ist die Röhre vollständig zusammengedrückt. Die Faltenbildung der Partien 24 führt zu einem Entfallen der Öffnungen A4 und zu einem Lösen des Problems des Kaltfließens. Wenn die im Querschnitt in Fig.2 gezeigte Röhre aiii eine Zwischenlage zwi sehen der in Fig. 2 gezeigten und der vollständig geschlossenen in Fig. 4 ζusammen-

1098-.16/U82

gedrückt wird, hält die Röhre die Zwischenlage unter eiser Teilklemmlast bei, ohne daß ein Kaltfließen erfolgt» Eine Freigabe des Klemmdrucks führt zu einer Rückkehr in die in Fig. 2 gezeigte Ausgangsform.

Röhren dieser Art lassen sich als Folge ihrer thermoplastischen Eigenschaften recht einfach falten und versiegeln. Eine Art der Herstellung ist in Pig. 5 gezeigt. Sie besteht darin, einen Amboß 50 und einen Stempel 52 in einer Ultraschall-Sehweifimaschine zu verwenden, wobei der Amboß und der Stempel ausgespart und zur Aufnahme eines runden Rohrs ausgebildet sind* Bas Ausüben γόη Druck in Richtung der Pfeile G-O auf eine runde Söhre sowie das Anlegen eines Ultraschallimpulses durch den Stempel 52 führt zur Verformung der Röhre sowie zum Verschweißen !bzw. Versiegeln der gegenüberliegenden "Flächen 26, 28 in der Hippenpartie 24, wenn das erwünscht ist. In entsprechender Weise führt das Anlegen einer Hochfrequenz-Schweißvorrichtußg oder die Ausübung von Wärme und Druck am begrenzten Bereich 24 einer runden Röhre zu einer Formgebung der gewünschtes Art.

Die Verwendung einer vorgeflachten bzw. gefalteten fiöhre verbessert die Funktion aller bisher bekannten Slemmen, wie sie insbesondere im Bereich der Medizin Verwendung finden. Beispielsweise ist in Fig. 6 schematisch eine Seiiraubenkleiaae 60 gezeigt, die einen Rahmen 62 mit einem Sockel 64 und eia durch

109816/ 1 Λ 8 2

die Schraube verstellbares Klemmstück 66 umfaßt. I)Ie Rühre wird vorzugsweise in geeigneter Vie iss in orientierter Lage gehalten, beispielsweise durch einen Durchgang 60 in einer aufrecht stehenden Wand 70, der in seiner Form dem abgefLachten bzw. gefalteten Bereich der Röhre entspricht. Das stellt sicher, daiJ die yuerkraft in Richtung der ilebenachse ausgeübt wird, wie sie durch die Pfeile B-B angegeben worden ist. Eine solche Klemme kann zusätzlich mit einer den Durchfluß vollkommen unterbinde tide η Einrichtung versehen sein, im vorliegenden Fall einer halbstarren Schutzanordnung ^r/2, in die die Röhre eingesetzt wird, nachdem sie um ihre Längsachse verdreht worden ist, wobei die Ränder des Schlitzes ^r(2 an der liebenachse der gefalteten Partie angreifen, um die Röhre in die in Fig. 4 gezeigte geschlossene Form vollständig zasammen-zu drücken.

Ein weiteres Beispiel für eine Klemme, die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Röhre verwendet werden kann, ist in Fig. 9 gezeigt. Dabei handelt es sich um eine Keilklemme 80, bei der ein beweglicher Block 82 auf die orientiert angeordnete Röhre 22b einwirkt. Der Block 82 wird in seiner Lage durch den Keil 84 bestimmt, der den Block 82 und dessen schräge Fläche in Richtung auf den Boden 86 der Klemme bewegt.

Viele andere Arten von Klemmen eignen sich in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Röhre. Die Erfindung bezweckt die

1 0 9 8 1 6 / 1 U 2

- ίο -

Schaffung einer Einrichtung 211m Aufrechterhalten eines konstanten Mediumdurchflusses mit einem Minimum on Einstellung. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele einer axial gefalteten Röhre, einer Einrichtung zur Orientierung der Röhre und geeignete Klemmen zum Ausüben einer Querkraft auf die Röhre, haben daa Problem gelöst.

- 11 -

109816/U82

Claims

- ii -

Pa te nt anspräche

i'l»j Flexible Höhre zur Beförderung von Medien, gekennzeichnet durch eine Partie erheblicher •axialer Länge mit einer im wesentlichen gekrümmten un~ runden Innenbohrung, wobei die Höhre zunächst kreisrund ist und die axiale Partie (22) an gegenüberliegenden Seiten derart gefaltet ist, daß gegenüberliegende, sich axial erstreckende Teile (26, 28) der Wand der Bohrung (30) rait aneinander angrenzenden Flächen in eine Lage aufeinander gebracht werden und dadurch eine Bohrung bilden, die im Querschnitt ein abgeflachtes Oval bildet, das gegenüberliegende Enden mit scharfen Spitzen hat, die im wesentlichen in einer Achse des Ovals liegen, während gegenüberliegende glatt gekrümmte Flächen symmetrisch zur anderen Achse des Ovals liegen.

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die nebeneinanderliegenden Teile (26, 2ü) im wesentlichen über ihre Länge hinweg miteinander verschweißt sind.

3. Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses von Medien durch eine Röhre nach Anspruch 1 oder 2, gekenn-

- 12 109816/U82

zeichnet durch eine Klemme (60, 80) zum Klemmen der flexiblen Röhre (20) und Mittel zum Orientieren der Nebenachse der Bohrung (30) der Röhre (20) an der abgeflachten Partie (22) gegenüber der Klemme (60, 80), derart, daß die Klemme (60, 80) eine Querkraft ausüben kann, die zum schrittweisen Zusammendrücken der Bohrung (30) und zur Verringerung des zui: Verfügung stehenden Durchgangs durch die Rohre (20) von einem Maximum bis zum vollatandigen Schließen der Bohrung (30) der Röhre (20) führt.

4. Verfahren zur Regelung des Durchflusses von Medien durch eine flexible Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bohrung (30) der abgeflachten Partie (22) der Eöhre (20) gegenüber einer Klemme (60, 80) orientiert und eine verstellbare Kraft auf die Röhre (20) in einer Richtung längs der Nebenachse der Bohrung (30) quer zur Längsachse der Röhre (20) ausgeübt wird.

5. Verfahren zur Herstellung einer Röhre nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Röhre mit einer kreisrunden Bohrung stranggepreßt wird, dadurch gekennzeichnet , daß eine sich axial erstreckende Partie (22) der Röhre (20) durch Zusammendrücken gegen-

1 0 9 8 1 6 / U 8 2

überliegender Selten der Röhre (20) gefaltet wird, derart, daß nebeneinanderliegende Teile (26, 28) der Wand der Bohrung (30) in eine Lage nebeneinander gebracht werden, und daß Mittel angelegt werden, die die Wand der Bohrung (30) in permanent zusammengedrückter nebeneinanderliegender Lage halten, der-art, daß die Partie (22) eine Bohrung (30) mit einem ovalen Querschnitt mit scharf zulaufenden Enden in der Hauptachse ™ und mit gekrümmten Flächen symmetrisch zur Nebenachse ha t.

ο, Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , daß die Teile der Wand der Bohrung (30) durch Ultraschallverschweißen dauerhaft zusammengehalten werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- ^ kennzeichnet , daß die Teile der Wand der Bohrung (30) durch Wärmeversiegeln bzw. Wärmeverschweißen dauerhaft, zusammengehalten werden.

8. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Teile der Wand der Bohrung (30) durch Hochfrequenzverschweißen dauerhaft zusammengehalten werden.

108816/H82