DE3144825A1

DE3144825A1 - Spritzenpumpe

Info

Publication number: DE3144825A1
Application number: DE19813144825
Authority: DE
Inventors: Wolfram 6380 Bad Homburg Parsehl
Original assignee: Dr Eduard Fresenius Chemisch Pharmazeutische Industrie KG
Current assignee: Fresenius SE and Co KGaA
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE3144825C2

Description

Spritzenpumpe
Die Erfindung betrifft eine Spritzenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Spritzenpumpen werden im klinischen Bereich und in der medizinischen Forschung verwendet, wenn dem Patienten kleinere Flüssigkeitsmengen über einen längeren Zeitraum appliziert werden sollen. Zum Schutz der für die Funktion der Spritzenpumpe wichtigen Teile wie Antriebsmotor, Getriebe und der elektrischen Bauteile ist es nötig, das Gerät gegen das Eindringen von Flüssigkeiten zu schützen, da es sehr leicht möglich ist, daß die Spritzenpumpe beim Einsatz mit der Infusionsflüssigkeit oder auch mit Blut in Berührung kommt. Dringen derartige Flüssigkeiten in das Gehäuseinnere ein, besteht die Gefahr, daß z. B. durch verkrustetes Blut oder ähnliches die Funktionstüchtigkeit des Gerätes gemindert wird und außerdem die bei der Verwendung im Krankenhaus hohen Anforderungen an die Hygiene durch aufgrund von eingedrungenen Flüssigkeiten hervorgerufenes Bakterienwachstum nicht mehr erfüllt werden.
Da die Spritze außerhalb des Gehäuses der Spritzenpumpe gelagert ist und da zur Verbindung des Abtriebselements des im Gehäuseinneren angeordneten Getriebes mit dem Spritzenkolben wenigstens eine Durchtrittsöffnung durch das Gehäuse nötig ist, muß aus den genannten Gründen großer Wert auf eine sehr gute Abdichtung dieser Durchtrittsöffnung gelegt werden.
Eine Spritzenpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist im Handel erhältlich. Bei dieser Spritzenpumpe, die ein für verschiedene Fördergeschwindigkeiten ausgelegtes mehrstufiges Getriebe aufweist, wird die zur Förderung der Flüssigkeit nötige Längsbewegung des Spritzenkolbens durch Eingriff des Abtriebselements des Getriebes mit einer Zahnstange erzeugt. Die Zahnstange ist an einer längsbeweglich gelagerten Führunasstange angeordnet und tritt mit dieser durch eine Öffnung in einer Gehäusewand aus dem Gehäuse heraus. Die Druckplatte des Spritzenkolbens der auf der Oberseite des Spritzenpumpengehäuses gelagerten Spritze ist mittels einer senkrecht zur Führungsstange angeordneten Konsole mit der Führungsstange verbunden. Bei dieser Spritzenpumpe treten nun erhebliche Probleme bei der Abdichtung des Gehäuses auf, da nicht nur die mit einer glatten Oberfläche versehene runde Führungsstange das Gehäuse durchsetzt, sondern auch die verzahnte Gewindestange, wodurch bei dieser Anordnung ein Eindringen von Flüssigkeiten nicht mit Sicherheit verhindert werden kann und außerdem der im Außenbereich des Gehäuses der Spritzenpumpe befindliche Teil der Gewindestange stark zur Verschmutzung neigt und damit Hygieneprobleme mit sich bringt.
Eine denkbare Lösung zur Beseitigung dieser Probleme wäre die Anbringung einer dehnbaren Gummimanschette, die sowohl um die Führungsstange wie auch um die Gewindestange herum angeordnet sein könnte. Dies könnte jedoch nur eine vorübergehende Lösung sein, da das Material solcher Dichtungsmanschetten zur Alterung neigt, was Risse und Undichtigkeiten zur Folge hat, und sich außerdem in den Falten der Dichtungsmanschette verstärkt Schmutz und Bakterien ansammeln können. Weiterhin wäre diese Lösung unbefriedigend, da sie mit erheblichem zusätzlichem Aufwand verbunden ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spritzenpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs l umrissenen Gattung zu schaffen#, die problemlos und sicher gegen das Eindringen von Flüssigkeiten in das Gehäuseinnere abgedichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch wird erreicht, daß lediglich eine Welle mit glatter Umfangsfläche abgedichtet werden muß, was ohne großen Aufwand durch die Verwendung handelsüblicher Dichtungen verwirklicht werden kann. Außerdem sind bei dieser Art von Dichtung Lebensdauerprobleme praktisch auszuschließen, da sie bei den nur sehr niedrigen Drehzahlen des Abtriebselements des Getriebes nur sehr geringen Belastungen ausgesetzt sind.
Somit werden sowohl die Aggregate der Spritzenpumpe sicher gegen eine Beschädigung durch eindringende Flüssigkeiten geschützt, als auch den Hygieneanforderungen im vollen Umfang Rechnung getragen wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Spritzenpumpe besteht darin, daß die Anzahl der mechanischen Bauteile stark vermindert ist, da das Abtriebselement des Getriebes direkt auf den längsbeweglichen Spritzenkolben wirkt, so daß eine Führungsstange mit Konsole zur Verbindung des Getriebeausgangs mit dem Spritzenkolben nicht benötigt wird. Dies ist besonders im Hinblick auf eine Verwendung der Spritzenpumpe für den netzunabhängigen Betrieb mit einem wiederaufladbaren Akkumulator von Bedeutung, da der mechanische Wirkungsgrad der Spritzenpumpe erheblich erhöht und damit der Stromverbrauch erheblich vermindert wird.
Die Unteransprüche 2 bis ll haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt Fig. l eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Spritzenpumpe, Fig. 2 eine Seitenansicht der Spritzenpumpe gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Fig. l entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Spritzenpumpe, Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht der Spritzenpumpe gemäß Fig. 3.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Spritzenpumpe 1 dargestellt, deren geschlossenwandiges Gehäuse 2 einen oberen muldenförmigen, einseitig offenen Randbereich 4 zur Lagerung einer Spritze 6 aufweist. Die Spritze 6, die als Wegwerfteil ausgebildet ist, weist einen Spritzenkolben 8 auf, der zur Förderung einer Flüssigkeit längsbeweglich in der Spritze angeordnet ist.
Zum Antrieb des Spritzenkolbens 8 ist eine motorische Antriebseinrichtung 9 vorgesehen, die im Gehäuse 2 gelagert ist. Auf einer Antriebswelle 12 ist ein Kegelrad 14 angeordnet, das mit einem Kegelrad 16 in Eingriff steht. Das Kegelrad 16 ist auf einer quer zur Antriebswelle 12 angeordneten Welle 18 gelagert, die wiederum von zwei im Gehäuse 2 angeordneten Lagern 20 und 22 geführt wird. Das Gehäuse 2 weist eine im wesentlichen über der Antriebseinrichtung 9 angeordnete Aussparung 5 auf, deren Grundfläche! 10 parallel zu einer Bodenfläche 7 des Gehäuses 2 verläuft. Die Grundfläche 10 weist eine Durchtrittsöffnung 11 auf, durch die hindurch die Welle 18 in den an den Randbereich 4 angrenzenden oberen Bereich 13 ragt. Auf dem freien Ende der Welle 18 ist ein in der vorliegenden Ausführungsform als Reibrad 21 ausgebildetes drehendes Abtriebselement 24 quer zur Förderrichtung der Spritze 6 gelagert.
Die Anordnung der Antriebseinrichtung 9 und der über die Kegelräder 14 und 16 angetriebenen Welle 18 im Gehäuse 2 ermöglicht, daß das drehende Abtriebselement 24 mit seinem Umfang 27 unmittelbar an einem Steg 26 der Kolbenstange 29 des Kolbens 8 angreift. Mit dieser aus extrem wenigen Bauteilen bestehenden, nur geringe Bauhöhe benötigenden Anordnung mit hohem mechanischem Wirkungsgrad und damit geringen Energieverlusten ist es möglich, die Drehbewegung des Antriebselementes 24 unmittelbar in eine zur Förderung der Flüssigkeit notwendige transiatorische Bewegung des Kolbens 8 umzuwandeln. Zur Erhöhung des Kraftschluses zwischen dem Antriebselement 24 und dem Steg 26 ist auf der dem drehenden Antriebselement 24 gegenüberliegenden Seite des Randbereiches 4 eine Gegenhalterung 30 angeordnet, die von einer Blattfeder 31 gegen einen zweiten Steg 25 der Kolbenstange 29 gedrückt wird. Beim Austausch der Spritze 6 wird die Gegenhalterung durch Anheben an einem Griff 32 von dem Steg 25 abgehoben, wonach die Spritze problemlos entfernt werden kann.
Da die Durchtrittsöffnung 11 in der Grundfläche 10 der Aussparung 5 die einzige Öffnung in dem sonst geschlossenen Gehäuse 2 ist, beschränkt sich die Abdichtung des Gehäuses 2 auf die Anbringung einer Wellendichtung 23, die um die Welle 18 herum in der Durchtrittsöffnung 11 angeordnet ist.
Zur Bedienung der Spritzenpumpe 1 ist auf der Obersei- te 36 des Gehäuses 2 ein Sensorfeid 38 vorgesehen, unter dem ein Anzeigefeld 40 angeordnet ist.
Eine mögliche andere Ausf#hrungsform einer erfindungsgemäßen Spritzenpumpe ist in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht. Die dort dargestellte Spritzenpumpe 41 weist ein Gehäuse 42 auf, das in seinem oberen Endbereich eine halbkreisförmige Lagermulde 44 für eine auswechselbare Spritze 46 aufweist. Ein zur Förderung einer Flüssigkeit längsbeweglich in der Spritze angeordneter Spritzenkolben 48 ist mit einer Kolbenstange 69 verbunden. Die für die Längsbewegung des Kolbens 48 nötige Antriebskraft wird von einer im Gehäuse 42 gelagerten motorischen Abtriebseinrichtung 49 geliefert.
Die Abtriebseinrichtung 49 weist eine Antriebswelle 52 auf, die an ihrem freien Ende ein Stirnrad 54 trägt.
Das Stirnrad 54 steht mit einem Stirnrad 57 in Eingriff, das auf einem Schenkel 58 einer U-förmigen Trägerplatte 55 gelagert ist, die wiederum mittels ihres zweiten Schenkels 59 auf der Antriebseinrichtung 49 befestigt ist. Ein drittes Stirnrad 61, das drehfest auf einer von dem Schenkel 58 geführten Welle 64 angeordnet ist, steht mit dem Stirnrad 57 in Eingriff. Die Welle 64 tritt durch eine Durchtrittsöffnung 66 in einer Gehäusewandung 65 aus dem geschlossenwandigen Gehäuse 42 aus.
Das freie Ende der Welle 64 trägt ein Ritzel 67. Die Kolbenstange 69 der Spritze 44 ragt in eine im linken oberen Randbereich des Gehäuses 42 angeordnete Aussparung 70, die an die halbkreisförmige Lagermulde 44 des Gehäuses 42 anschließt, an zwei Seiten offen ist und an ihrer der Pbtriebseinrichtung 49 zugewandten Seite von der Gehäusewandung 65 begrenzt wird. Ein Steg 72 weist oberhalb seiner der Gehäusewandung 65 zugewandten Unterkante eine einstückig angeformte Zahnstange 73 auf, die mit dem Ritzel 67 in Eingriff steht. Das von der Abtriebseinrichtung 49 über die Stirnräder 54, 57 und 61 angetriebene, drehende Ritzel 67 rollt auf der Zahnstange 73 ab und erzeugt dabei direkt die zur Förderung einer Flüssigkeit nötige Längsbewegung des Kolbens 48.
Die einzige Öffnung des geschlossenwandigen Gehäuses 42 ist die Durchtrittsöffnung 66 für die Welle 64. Zur Vermeidung des Eintretens von Flüssigkeiten in das Gehäuseinnere ist die Durchtrittsöffnung 66 mit einer flüssigkeitsdichten Dichtungseinrichtung 63 versehen. Diese Dichtungseinrichtung 63 kann ein handelsüblicher Wellendichtring sein, da die Welle 64 eine glattflächige Oberfläche aufweist.
Zur exakten Führung der Kolbenstange 69 bei der Längsbewegung des Kolbens 48 und zur Sicherung der Lage der Kolbenstange 69 ist auf einer Grundfläche 75 der Aussparung 70 eine Führung 77 vorgesehen, in die ein im rechten Winkel zum Steg 72 angeordneter Steg 79 gleitbar eingreift. Weiterhin ist eine Gegenhaltereinrichtung 76 vorgesehen, die an die der Zahnstange 73 gegenüberliegende Seitenflanke 78 des Stegs 72 gedrückt ist.
Die Gegenhaltereinrichtung 76 weist einen Klemmkopf 81 auf, der am Gehäuse 72 gelagert ist und mittels einer Druckfeder 80 in seine Haltestellung gedrückt ist. Der Klemmkopf 81 weist eine Riegelnase 82 auf, die einen Riegelvorsprung 84 des Stegs 72 hintergreift. Mit dieser Anordnung wird eine durch das Eingreifen des Ritzels 67 mit der Zahnstange 73 erzeugte Längsbewegung des Kolbens 48 sichergestellt und weiterhin durch die Verriegelung der Kolbenstange 69 durch die Riegelnase 82 unter den Riegelvorsprung 84 ein seitliches Herausrutschen der Spritze 46 bei Stoßbelastungen vermieden. Zur Entfernung der auswechselbaren Spritze 46 wird der Klemmkopf 81 gegen Druckkraft der Druckfeder 80 heruntergedrückt, wodurch die Spritze 46 freigegeben wird und aus der Lagermulde 44 entnehmbar ist. Beim Betrieb sichert der Klemmkopf 81 außerdem die Spritze 46 gegen unerwünschtes längsgerichtetes Verrutschen, da der Klemmkopf 81 eine Schulter 85 der Spritze 46 gegen eine Gehäuseschulter 87 drückt und somit in der Längsrichtung festlegt.
Zur Bedienung der aufgrund der Verwendung von nur sehr wenigen Bauteilen in flacher Bauweise ausgeführten Spritzenpumpe 41 ist ein auf eine Oberseite 92 des'Gehäuses 42 angeordnetes Sensorfeld 90 vorgesehen, über dem ein Anzeigefeld 91 angeordnet ist.

Claims

Patentansprüche l. Spritzenpumpe zur insbesondere langsam dosierenden Förderung einer Flüssigkeit aus einem Spritzenzylinder mittels eines Spritzenkolbens wenigstens einer insbesondere sterilen auswechselbaren Spritze, mit einem geschlossenwandigen Gehäuse mit einer tagereinrichtung für die Spritze, mit einer motorischen Antriebseinrichtung und mit einem Getriebe zur Ubertragung der Antriebskraft von der Antriebseinrichtung auf die Spritze mit einem drehenden Abtriebselement, dessen Drehbewegung in eine translatorische Relativbewegung d Spritzenkolbens gegenüber dem Spritzenzylinder umwandelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das drehende Abtriebselement(24) außerhalb der Gehäusewandung (10, 65) angeordnet ist, und daß die Welle (18, 64) des drehenden Abtriebselementes (24) flüssigkeitsdieht durch den benachbarten Wandbereich (10, 65) des Gehäuses (2, 42) geführt ist.
2. Spritzenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des drehenden Abtriebselementes (24) quer zur Förderrichtung der Spritze (6, 46) liegt.
3. Spritzenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das drehende Abtriebselement (24) mit seinem Umfang (27) unmittelbar an dem zur Förderung beweglichen Spritzenteil (Kolbenstange 29, 69) eingreift, und daß die Lagereinrichtung (4, 44) für die Spritze (6, 46) eine Gegenhaltereinrichtung (30, 76) für die Spritze (6, 46) aufweist.
4. Spritzenpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das drehende Abtriebselement (24) an seinem Umfang an einer translatorisch bewegbaren Stange (Steg 26, 72) angreift.
5. Spritzenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange einstückig an der Spritze (6, 46) angeformt ist.
6. Spritzenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange an der Seitenflanke (78) eines Steges (72) eines Stegkreuzes(Kolbenstange 29, 69) des Spritzenkolbens (48) angeformt ist, und daß die Gegenhaltereinrichtung (76) durch wenigstens einen Klemmkopf (81) gebildet ist, der an die der Stange gegenüberliegende Seitenflanke des Steges (72) gedrückt ist.
7. Spritzenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das drehende Abtriebselement (24) ein Ritzel (67) ist.
8. Spritzenpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange eine Zahnstange (73) ist.
9. Sprltzenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekctnnzrichnct, daß das drehende # Abtrlebselement (24) ein Reibrad (21) ist.
10. Spritzenpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenhaltereinrichtung (30, 76) beweglich am Gehäuse (2, 42) gelagert und federnd in ihre Haltestellung gedrückt sowie gegen die Federkraft in eine Freigabestellung für die Spritze (6, 46) überführbar ist. -11. Spritzenpumpe nach elnem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkopf (81) der Gegenhaltereinrichtung (76) mit einer Riegelnase (82) einen Riegelvorsprung (84) des Stegs (72) hintergreift.