DE4416599A1 - Beatmungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät, welches im wesentlichen aus ei­ nem einseitig beweglichen Faltenbalg und dessen Antriebseinheit besteht, wobei diese Antriebseinheit von einem motorischen Antrieb und Übertragungs­ elementen gebildet wird und die Übertragungselemente die rotatorische Bewe­ gung des Motors in eine translatorische Bewegung Faltenbalges umwandeln. Die Erfindung ist vorzugsweise auf dem Gebiet der transportablen und netz­ unabhängigen Beatmungstechnik einsatzbar.

Bekannt sind Geräte für die künstliche Beatmung von Personen, bei denen zum Pumpen und zur Dosierung des Beatmungsgases ein Faltenbalg eingesetzt wird. Dabei erfolgt die Umwandlung der rotatorischen Bewegung des Antriebsmotors in die erforderliche translatorische Bewegung (Hubbewegung) des Faltenbal­ ges bei einer ersten Lösung über eine Pleuelstange, deren Bewegung in eine Schwingbewegung eines Armes überführt wird und dieser wiederum mittels ei­ ner Zugstange in Verbindung mit einer gleitgelagerten Führungsstange auf den Faltenbalg einwirkt (DD-PS 1 41 988) und bei einer weiteren Lösung über einen, die Drehrichtung wechselnden Kettenantrieb, wobei die Ketten mit ei­ ner Schiene verbunden sind, die ihrerseits mit der beweglichen Seite des Faltenbalgs kontaktiert (EP-PA 0 010 839).

Die Nachteile dieser Lösungen bestehen darin, daß diese aus einer Vielzahl zu bewegender, außerhalb des Faltenbalges liegender und teils kompliziert ausgebildeter Übertragungselemente bestehen, die viele Lagerstellen aufwei­ sen, ein hohes Gewicht besitzen, einen großen Platzbedarf und Energieauf­ wand erfordern, erhöhten Wartungsaufwand bedingen, verschleißanfällig sind und mit einem relativ hohen akustischen Pegel arbeiten, wodurch letztlich ihre Eignung für den Einsatz innerhalb eines transportablen und netzunab­ hängigen Beatmungsgerätes, z. B. für eine Mitführung im batteriebetriebenen Rollstuhl, eingeschränkt oder nicht gegeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung vorzuschlagen, deren Übertra­ gungselemente im wesentlichen innerhalb des Faltenbalges angeordnet werden können und die mit einer minimalen Anzahl an Übertragungselementen und La­ gerstellen auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Damit wird erreicht, daß das Beatmungsgerät nur einen geringen Platzbedarf und ein geringes Gewicht beansprucht sowie in seiner Größe nahezu auf die erforderliche Hublänge des Faltenbalges begrenzt werden kann, durch die le­ diglich notwendigen zwei Übertragungselemente, Welle und Wälzmutter, die Zahl der Lagerstellen und damit die Reibungsverluste wesentlich reduziert, der akustische Pegel und der erforderliche Energieverbrauch sowie der War­ tungsaufwand gesenkt werden können, so daß durch diese Lösung optimale Vor­ aussetzungen für ein transportables und netzunabhängiges, z. B. im Rollstuhl mitführbares und an dessen Batterie betreibbares Beatmungsgerät geschaffen werden, welches der auf das Beatmungsgerät angewiesenen Person eine neue Lebensqualität ermöglicht, indem ein nahezu unbegrenztes Bewegungsfeld ein­ geräumt wird und dabei, z. B. auch auf den Besuch von kulturellen Veranstal­ tungen u. a., nicht mehr verzichtet werden muß.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 dargelegt. Diese gewährleistet, daß der akustische Pegel zusätzlich gesenkt werden kann, eine Dichtwirkung an relativ zueinander ruhenden Teilen erfolgt und so eine weiterführende Abtrennung zu den Übertragungselementen stattfindet.

Die vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 3 und 4 bewirken, daß die Anordnungsmöglichkeiten der Wälzmutter sowohl bei gering­ stem Platzbedarf im Innenraum der beiden Faltenbälge als auch bei unwesent­ lich erhöhtem Platzbedarf außerhalb dieses Innenraumes gegeben sind.

Die Fortbildungen nach den Ansprüchen 5 und 6 gewährleisten, daß die zum "Falten" des Balges benötigten Kräfte minimiert bzw. bei Herstellung von Gleichgewicht kompensiert werden.

Durch die Ausbildung der Erfindung gemäß dem Anspruch 7 wird die Anzahl der Dichtflächen reduziert und bei entsprechend stabiler Ausbildung der Stirn­ seitenverbindung kann insbesondere die Trägerplatte minimiert werden bzw. ganz entfallen.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Beatmungs­ gerätes entlang der Linie I-I gemäß Fig. 2; Faltenbalg mit Beatmungsgas gefüllt

Fig. 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Beatmungsgerätes.

In Fig. 1 ist ein Beatmungsgerät dargestellt, an dessen Grundplatte 1 mit­ tels eines Befestigungsringes 2 und Verschraubungen 3 die erste Stirnsei­ te 4 eines Faltbalges 5 abdichtend gehalten wird. Die Grundplatte 1 trägt weiterhin Führungsbolzen 6, die in Gleitlagern 7 eine Trägerplatte 8 beweg­ lich führen, wobei an dieser Trägerplatte 8 die zweite Stirnseite 9 des Faltenbalges 5 ebenfalls mittels eines Befestigungsringes 10 und Verschrau­ bungen 11 dichtend befestigt ist. Durch einen sich durch die Grundplatte 1 erstreckenden Gasstutzen 12 wird die Verbindung zum Innenraum 13 des Fal­ tenbalges 5 für die Ein- und Ausleitung des Beatmungsgases hergestellt. Ein als Welle 14 ausgebildetes Übertragungselement, welches in einer Lagerstel­ le 15 an der Grundplatte 1 und in einer Lagerung 16 an der Trägerplatte 8 geführt wird, erstreckt sich durch den Innenraum 13 des Faltenbalges 5. Die Lager der Lagerstelle 15 und der Lagerung 16 werden nicht direkt in die Grundplatte 1 bzw. die Trägerplatte 8, sondern in ein elastisches, ge­ räuschdämpfendes Element 17, z. B. ein Silikongummiformteil, eingesetzt.

Dieses Element 17 ist in Fig. 1 nur an der Lagerstelle 15 der Grundplatte 1 dargestellt. Auf der Welle 14 ist eine Wälzmutter 18 vorgesehen, die über die Trägerplatte 8 mit der beweglichen Seite des Faltenbalges 5 verbunden ist. Dabei besteht die Möglichkeit, die Wälzmutter 18 im Innenraum 13 des Faltenbalges 5 anzuordnen (Fig. 1) oder auch auf dem sich aus der Träger­ platte 8 herauserstreckenden Ende der Welle 14 vorzusehen (nicht darge­ stellt). Als Wälzmutter 18 wird dabei ein Bauteil verstanden, welches aus einem Gehäuse besteht, in dem mehrere gegenüber der Gehäuselängsachse schräggestellte Wälzlager so angeordnet sind, daß bei Einleitung einer über die Welle 14 erfolgten Antriebsbewegung die Wälzmutter 18 entlang der Welle 14 bewegt wird, wobei die Bewegungsrichtung der Wälzmutter 18 durch einen Drehrichtungswechsel der getriebenen Welle 14 geändert und somit eine Hub­ bewegung realisiert werden kann. Das als Welle 14 ausgebildete Übertra­ gungselement wird auf seinem die Grundplatte 1 überragenden Ende über einen Zahn- oder Keilriemen 19 von einem Elektromotor 20 angetrieben, der aber auch direkt mit der Welle 14 verbunden sein kann.

Im Innenraum 13 des ersten Faltenbalges 5 ist ein zweiter Faltenbalg 21 an­ geordnet, der seinerseits die Welle 14 mit der Wälzmutter 18 umschließt, wobei auch dieser Faltenbalg 21 durch die Befestigungsringe 2, 10 und Ver­ schraubungen 3, 11 an der Grundplatte 1 bzw. der Trägerplatte 8 gasdicht befestigt ist - Fig. 2 -. Weiterhin besteht die in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellte Möglichkeit, die jeweiligen Stirnseiten der beiden Fal­ tenbälge 5, 21 direkt miteinander zu verbinden, so daß durch diese ein­ stückige Gestaltung der Faltenbälge 5, 21 insbesondere die bewegliche Trä­ gerplatte 8 minimiert bzw. bei entsprechend stabiler Ausbildung der Stirn­ seitenverbindung ganz entfallen kann. Durch eine derartige Anordnung der beiden Faltenbälge 5, 21 wird eine räumliche Trennung zwischen der Welle 14 mit Wälzmutter 18 und dem Raum für das Beatmungsgas vollzogen. Zur Vermin­ derung des "Faltarbeit" der beiden Faltenbälge 5, 21 weisen diese entgegen­ gesetzt gerichtete elastische Kräfte auf. Befinden sich diese Kräfte im Gleichgewicht ist für die "Faltarbeit" kein zusätzlicher Kraftaufwand er­ forderlich.

Das Beatmungsgerät arbeitet wie folgt:

Vom Elektromotor 20 wird über den sich in Richtung des Pfeiles A bewegenden Zahn- oder Keilriemens 19 die Welle 14 in Drehung versetzt, wobei sie die auf ihr angeordnete und mit der Trägerplatte 8 verbundene Wälzmutter 18 an­ treibt. Dabei bewegt sich die Wälzmutter 18 unter Mitnahme der auf den Füh­ rungsbolzen 6 gelagerten Trägerplatte 8 und der beweglichen Stirnseiten 9 der Faltenbälge 5, 21 entlang der Welle 14 in Richtung der Grundplatte 1. Durch diese Bewegung werden die Faltenbälge 5, 21 zusammengedrückt und be­ wirken somit die Austreibung des Beatmungsgases durch den Gasstutzen 12 zur Weiterleitung an die zu beatmende Person. Durch eine entsprechende Steue­ rung wird sowohl das Volumen des Beatmungsgases dosiert als auch der Dreh­ richtungswechsel des Elektromotors 20 vollzogen, so daß sich nachfolgend der Zahn- oder Keilriemen 19 in Richtung des Pfeiles B bewegt, wodurch die Wälzmutter 18 gemeinsam mit der Trägerplatte 8 und den Faltenbälgen 5, 21 entlang der Welle 14 in die in der Fig. 1 dargestellte Lage zurückbewegt wird. Während dieser Bewegung entfalten sich die Faltenbälge 5, 21, wobei gleichzeitig das Beatmungsgas in den Raum zwischen den Faltenbälgen 5, 21 einströmen kann. Diese Hubbewegung wird entsprechend der zu realisierenden Beatmungsaufgabe wiederholt und in ihrer Geschwindigkeit und ihrem Hubweg angepaßt.

Bezugszeichenliste

1 Grundplatte
2 Befestigungsring
3 Verschraubung
4 Stirnseite
5 Faltenbalg
6 Führungsbolzen
7 Gleitlager
8 Trägerplatte
9 Stirnseite
10 Befestigungsring
11 Verschraubung
12 Gasstutzen
13 Innenraum
14 Welle
15 Lagerstelle
16 Lagerung
17 elastisches Element
18 Wälzmutter
19 Zahn- der Keilriemen
20 Elektromotor
21 Faltenbalg

Claims (7)

1. Beatmungsgerät, welches im wesentlichen aus einem einseitig beweglichen Faltenbalg und dessen Antriebseinheit besteht, wobei diese Antriebsein­ heit vom einem motorischen Antrieb und Übertragungselementen gebildet wird und die Übertragungselemente die rotatorische Bewegung des Motors in eine translatorische Bewegung Faltenbalges umwandeln, gekennzeichnet dadurch, daß das Übertragungselement als Welle (14) ausgebildet ist, sich durch den Innenraum (13) des Faltenbalges (5) erstreckt und mindestens eine Wälzmutter (18) trägt, die mit der beweglichen Stirnseite (9) des Fal­ tenbalges (5) verbunden ist.

2. Beatmungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Innenraum (13) des ersten Faltenbalges (5) ein die Welle (14) umschließender zweiter Faltenbalg (21) angeordnet ist.

3. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Wälzmutter (18) im Innenraum (13) der Faltenbälge (5, 21) ange­ ordnet ist.

4. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Wälzmutter (18) auf dem sich aus den Innenraum (13) der Falten­ bälge (5, 21) herauserstreckenden Ende der Welle (14) angeordnet ist.

5. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die elastische Kraft des ersten Faltenbalges (5) der des zweiten Faltenbalges (21) entgegengesetzt gerichtet ausgebildet ist.

6. Beatmungsgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die elastischen Kräfte der Faltenbälge (5, 21) weitgehend im Gleich­ gewicht befindlich ausgebildet sind.

7. Beatmungsgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Faltenbälge (5, 21) zumindest an einer Stirnseite (9) direkt miteinander verbunden sind.